DE102009002150A1

DE102009002150A1 - Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden Haushaltsgeräts

Info

Publication number: DE102009002150A1
Application number: DE102009002150A
Authority: DE
Inventors: Michael Rosenbauer
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2009-04-02
Filing date: 2009-04-02
Publication date: 2010-10-07
Also published as: WO2010112331A3; WO2010112331A2; US20120006360A1; EP2413774A2; PL2413774T3; EP2413774B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden Haushaltsgerät, insbesondere einer Geschirrspülmaschine, bei dem ein Siebbelegungsgrad eines im Hydraulikkreislauf des Haushaltsgerätes geschalteten Filtersystems (10, 12) erfasst wird. Erfindungsgemäß wird auf ein Erfassen eines Unterschreitens eines vorgegebenen Grenz-Siebbelegungsgrades Spülflüssigkeit nur teilweise aus dem Haushaltsgerät abgeführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden Haushaltsgeräts nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein reduzierter Wasserverbrauch ist bei wasserführenden Haushaltsgeräten, etwa einer Geschirrspülmaschine, von großer Bedeutung.
Bei einer solchen gattungsgemäßen Geschirrspülmaschine wird ein Spülgang mit einer Reihe von Programmschritten mit bzw. ohne Flüssigkeitseinsatz durchgeführt. Die nach Ausführung eines Programmschrittes nicht mehr benötigte Spülflüssigkeit wird mittels einer Laugenpumpe aus der Geschirrspülmaschine abgepumpt. Für einen nachfolgenden Programmschritt wird dann Frischwasser in die Geschirrspülmaschine geleitet.
Um während des Spülganges den Wasserverbrauch zu senken, ist es bekannt, mittels eines Aquasensors einen Verunreinigungsgrad der eingesetzten Spülflüssigkeit zu erfassen. In Abhängigkeit von der Höhe des Verunreinigungsgrades wird nach Ausführung des jeweiligen Programmschrittes ein Teilabpumpen durchgeführt, bei dem die Spülflüssigkeit nur teilweise aus der Geschirrspülmaschine abgeführt wird und der verbleibende Teil im folgenden Programmschritt weiter verwendet wird.
Der Einsatz eines solchen Aquasensors ist jedoch montagetechnisch aufwendig und mit Herstellungskosten verbunden.
Aus der WO 2005/089621 A1 ist eine Geschirrspülmaschine bekannt, bei der Ausnahmezustände während des Spülbetriebes durch Überwachung des Stromverbrauches der Umwälzpumpe erfasst werden. Solche Ausnahmezustände sind beispielsweise ein Verstopfen des Filters oder eine Blockade des Pumpenlaufrades der Umwälzpumpe. Bei Erfassen eines solchen Ausnahmezustandes wird die Drehzahl bzw. die Drehrichtung der Umwälzpumpe geändert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betrieb eines wasserführenden Haushaltsgeräts bereitzustellen, mit dem in einfacher Weise der Wasserverbrauch gesenkt werden kann.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden Haushaltsgerät, insbesondere einer Geschirrspülmaschine, bei dem ein Siebbelegungsgrad eines im Hydraulikkreislauf des Haushaltsgerätes geschalteten Filtersystems erfasst wird.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 wird bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenz-Siebbelegungsgrades die Spülflüssigkeit nur teilweise aus dem Haushaltsgerät abgeführt. Unterschreitet der erfasste Siebbelegungsgrad einen vorgegebenen Grenz-Siebbelegungsgrad, so erfolgt ein Teilabpumpen, bei dem nach Ausführung eines Programmschrittes mit Flüssigkeitseinsatz nicht die gesamte Spülflüssigkeit abgepumpt wird, sondern lediglich ein Teil der Spülflüssigkeit. Der im Haushaltsgerät verbleibende Teil der Spülflüssigkeit kann in folgenden Programmschritten mit Flüssigkeitseinsatz wieder verwendet werden, wodurch die Frischwasserzuführung reduziert werden kann.
In einer Weiterbildung wird der nach dem Teilabpumpen im wasserführenden Haushaltsgerät verbleibende Teil der Spülflüssigkeit auf zu reinigendes Spülgut aufgebracht. Im Falle einer Geschirrspülmaschine kann z. B. während eines Vorspülschritts der Siebbelegungsgrad des Filters erfasst werden. Bei nur geringfügiger Siebbelegung, d. h. bei nur geringfügig verschmutzter Spülflüssigkeit, kann daher die während des Vorspülschrittes verwendete Spülflüssigkeit zumindest teilweise im nachfolgenden Reinigungsschritt weiter verwendet werden und so der Gesamtwasserverbrauch reduziert werden.
Ferner ist in einer Weiterbildung vorgesehen, dass in einem Füllschritt dem im wasserführenden Haushaltsgerät verbleibenden Teil der Spülflüssigkeit eine Zusatzmenge Wasser hinzugefügt wird. D. h., durch einen Füllschritt wird die im wasserführenden Haushaltsgerät z. B. soweit erhöht, dass ein Mindestniveau für den Betrieb des wasserführenden Haushaltsgeräts erreicht wird.
In einer Weiterbildung kann der Siebbelegungsgrad des Filtersystems mittels einer Sensoreinrichtung erfasst werden. Hierzu können mit geeigneten Sensoren, z. B. Ultraschallsensoren, verwendet werden, um z. B. eine Filterkuchenbildung zu erfassen. Alternativ kann die Sensoreinrichtung zur Erfassung der Drehzahl und/oder eine Leistungsaufnahme eines Motors ausgebildet sein, der eine im Hydraulikkreislauf geschalteten Umwälzpumpe antreibt. Dabei können Größen wie z. B. Stellgrößen eines Motorstromreglers und/oder die Frequenz einer elektronischen Kommutierung erfasst werden.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass zum Ermitteln des Siebbelegungsgrads die Drehzahl und/oder eine Leistungsaufnahme einer im Hydraulikkreislauf geschalteten Umwälzpumpe erfasst werden. Aus einer Abweichung der erfassten Drehzahl bzw. Leistungsaufnahme von einer vorgegebenen Charakteristik kann dann in einfacher Weise auf den Siebbelegungsgrad des Filtersystems rückgeschlossen werden.
In einer weiteren Weiterbildung ist vorgesehen, dass zur Ermitteln des Siebbelegungsgrads wenigstens ein Drehzahlverlauf der Umwälzpumpe ausgewertet wird. Bei einem hohen Siebbelegungsgrad wird nämlich von der Umwälzpumpe Luft gezogen bzw. dreht sich die Umwälzpumpe teilweise im Leerlauf. Die Drehzahlschwankung der Umwälzpumpe ist daher entsprechend groß. Im Gegensatz dazu ist bei reduziertem Siebbelegungsgrad die Drehzahlschwankung minimal, da von der Umwälzpumpe keine Luft gezogen wird, sondern diese im normalen Umwälzbetrieb arbeitet.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass aus dem Drehzahlverlauf ein Maß für Drehzahlschwankungen der Umwälzpumpe bestimmt wird. Ferner ist in einer Weiterbildung vorgesehen, dass das ermittelte Maß für Drehzahlschwankungen mit wenigstens einem vorgegebenen, Grenz-Wert verglichen wird und auf ein Unterscheiten des vorgegebenen Grenz-Siebbelegungsgrads geschlossen wird wenn der Wert für das ermittelte Maß für Drehzahlschwankungen geringer ist als der vorgegebene Grenz-Wert.
Im Unterschied zum Stand der Technik wird die Drehzahlerkennung bei der Umwälzpumpe daher nicht zum Signalisieren von Ausnahmezuständen genutzt. Vielmehr wird die erfasste Drehzahl der Umwälzpumpe einer Entscheidung zugrunde gelegt, ob bei einem Flüssigkeitswechsel ein Teilabpumpen erfolgen soll oder nicht.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Umwälzpumpe mittels eines bürstenlosen Gleichstrommotors angetrieben wird. Als Antriebsmotor für die Umwälzpumpe kann z. B. ein Asynchronmotor oder ein Synchronmotor eingesetzt werden. Bevorzugt wird jedoch ein Synchronmotor eingesetzt. Ein solcher Motor erlaubt auf vergleichsweise einfache Art und Weise, eine Erfassung seiner Drehzahl allein durch Überwachung des zeitlichen Verlaufes der elektromotorischen Kraft in den Wicklungen des Motors, das heißt der an dem Motor auftretenden Ströme bzw. Spannungen, so dass kostspielige, bauraumaufwendige Sensoren am Motor bzw. der Pumpe zur Ermittlung der Drehzahl nicht erforderlich sind. Im Gegensatz dazu wird bei Verwendung eines Asynchronmotors zur Erkennung der Drehzahlschwankung ein Drehzahlsensor benötigt.
Weiterhin bevorzugt kann ein bürstenloser Gleichstrommotor, das heißt ein sogenannter BLDC-Motor verwendet werden, bei dem die induzierte Gegenspannung zur Erfassung der Pumpendrehzahl bzw. zur Erfassung der Rotorposition benutzt werden, ohne dass separate Sensoren vorgesehen werden müssten. Alternativ zur Erfassung der Gegenspannung des BLDC-Motors kann die Drehzahlerkennung der Umwälzpumpe auch aufgrund der Phasenverschiebung der am Pumpenmotor angelegten Kraft des Motorstromes erfolgen.
Ferner wird Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere eine Geschirrspülmaschine, wenigstens aufweisend einen Hydraulikkreislauf mit einem Filtersystem, dessen Siebbelegungsgrad erfassbar ist, wobei aus dem wasserführenden Haushaltsgerät Spülflüssigkeit abführbar ist, bei dem erfindungsgemäß bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenz-Siebbelegungsgrades die Spülflüssigkeit nur teilweise aus dem Haushaltsgerät abführbar ist.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
1 in einer schematischen Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Geschirrspülmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Spülverfahrens; und
2 ein Temperatur-Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung der in einem Spülgang durchgeführten Programmschritte.
Es wird zuerst auf 1 Bezug genommen.
In der 1 ist als Ausführungsbeispiel für ein wasserführendes Haushaltsgerät eine Geschirrspülmaschine mit einem, einen Spülraum begrenzenden Spülbehälter 1 schematisch dargestellt. Im Spülraum des Spülbehälters 1 kann nicht dargestelltes, zu reinigendes Spülgut in Geschirrkörben 3, 5 angeordnet werden. Im gezeigten Spülbehälter 1 sind beispielhaft zwei in unterschiedlichen Sprühebenen vorgesehene Sprüharme 7, 8 angeordnet, über die das Spülgut mit Spülflüssigkeit beaufschlagt wird. Im Spülbehälterboden ist in bekannter Weise ein Pumpentopf 11 mit einem nur grob angedeuteten Filtersystem vorgesehen, das aus einem flächigen Feinfilter 10 und einem hohlzylindrischen Grobfilter 12 gebildet ist. Vom Pumpentopf 11 ist eine Umwälzleitung 9 mit darin angeordneter Umwälzpumpe weggeführt. Die Umwälzleitung 9 ist über Zuleitungen 14, 15 sowie über eine darin geschaltete Wasserweiche 25 mit den Sprüharmen 7, 8 verbunden. Der Umwälzpumpe 13 ist als Wasserheizung ein Heizelement 21 nachgeschaltet.
Am Pumpentopf 11 ist außerdem eine Frischwasserzuleitung 16 sowie eine Ablaufleitung 17 angeschlossen, in der eine Laugenpumpe 18 zum Abpumpen von Spülflüssigkeit aus dem Spülbehälter angeordnet ist.
Es wird nun zusätzlich auf 2 Bezug genommen.
In der 2 ist ein Spülprogrammablauf der Geschirrspülmaschine anhand eines Temperatur-Zeit-Diagramms gezeigt. Der Programmablauf weist einzelne Teilprogrammschritte mit bzw. ohne Flüssigkeitseinsatz auf, nämlich Vorspülen V, Reinigen R, Zwischenspülen Z, Klarspülen K sowie Trocknen T auf. Die Teilprogrammschritte des Spülganges werden mittels einer Steuereinrichtung 27 durch entsprechendes Ansteuern der jeweiligen Gerätekomponenten, etwa der Laugenpumpe 18 oder der Umwälzpumpe 13, ausgeführt. Das Temperatur-Zeit-Profil bezieht sich auf eine Mischungstemperatur im Spülraum, die sich im Spülgut, im Spülbehälter und ggf. in der Spülflüssigkeit einstellt.
Die Steuereinrichtung 27 ist über Signalleitungen 26 signaltechnisch mit der Umwälzpumpe 13 sowie der Laugenpumpe 18 und anderen Gerätekomponenten des Hydraulikkreislaufes verbunden.
Nachfolgend ist der Spülgang der Geschirrspülmaschine, soweit er zum Verständnis der Erfindung erforderlich ist, anhand der Temperatur-Zeit-Profils der 2 beschrieben:
Nach dem Start des Spülganges zum Zeitpunkt t₀ erfolgt der Vorspülschritt V, bei dem die Steuereinrichtung 27 das Wassereinlaufventil 28 in der Frischwasserzuleitung 16 öffnet, wodurch Frischwasser in den Pumpentopf 11 gelangt. Nach Ausführung des Vorspülschrittes V, das heißt zum Zeitpunkt t₁, wird die Spülflüssigkeit mittels der Laugenpumpe 18 abgepumpt.
Erfindungsgemäß wird während des Vorspülschrittes V die Drehzahl der Umwälzpumpe 13 erfasst und über eine Signalleitung 29 zur Steuereinrichtung 27 geleitet. Die Steuereinrichtung 27 weist eine Auswerteeinheit auf, die aus einer Abweichung der erfassten Ist-Drehzahl von einer vorgegebenen Charakteristik den Siebbelegungsgrad des Filtersystems 10, 12 bestimmt. Insbesondere wird dabei die Drehzahlschwankung der Umwälzpumpe 13 während des Vorspülschrittes V erfasst und mit einer vorgegebenen Drehzahlschwankung verglichen. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem großen Siebbelegungsgrad die Umwälzpumpe 13 teilweise im Leerlauf läuft bzw. Luft zieht, wodurch entsprechend große Drehzahlschwankungen auftreten. Bei geringem Siebbelegungsgrad läuft die Umwälzpumpe demgegenüber kontinuierlich ohne größere Drehzahlschwankungen.
Bestimmt die Auswerteeinheit der Steuereinrichtung 27 während des Vorspülschrittes V einen lediglich reduzierten Ist-Siebbelegungsgrad des Filtersystems, das heißt unterschreitet der Ist-Siebbelegungsgrad einen vorgegebenen Grenz-Siebbelegungsgrad, so steuert die Steuereinrichtung 27 die Laugenpumpe 18 nach Ausführung des Vorspülschrittes V so an, dass lediglich ein Teilabpumpen der verwendeten Spülflüssigkeit erfolgt. Der im Hydraulikkreislauf der Geschirrspülmaschine verbleibende, nicht abgepumpte Teil der Spülflüssigkeit wird dann im darauffolgenden Reinigungsschritt R weiter verwendet. Entsprechend wird für den Reinigungsschritt R lediglich eine reduzierte Frischwassermenge benötigt, die bspw. in einem Nachfüllschritt nachgefüllt wird.
Nach dem Reinigungsschritt R folgen in bekannter Weise ein Zwischenspülschritt Z, ein Klarspülschritt K sowie ein Trocknungsschritt T.
Als Antriebsmotor für die Umwälzpumpe 13 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein bürstenloser Gleichstrommotor mit elektronischer Kommutation, das heißt ein sogenannter BLDC-Motor, verwendet. Bei Verwendung eines BLDC-Motors wird zur Drehzahlerkennung bzw. zur Positionsdetektion des Rotors die Gegenspannung bzw. die Gegen-EMK benutzt, bei der in einfacher Weise ohne Verwendung zusätzlicher Sensoren die Drehzahl erfassbar ist. Im Unterschied dazu ist bei Verwendung eines Asynchronmotors ein zusätzlicher Drehzahlsensor, etwa ein Hall-Sensor, erforderlich.

1: Spülbehälter
3, 5: Geschirrkörbe
7, 8: Sprüharme
10: Feinfilter
11: Pumpentopf
12: hohlzylindrischer Grobfilter
13: Umwälzpumpe
14, 15: Flüssigkeitsleitungen
16: Frischwasserzuleitung
17: Ablaufleitung
18: Laugenpumpe
21: Heizelement
25: Wasserweiche
26: Signalleitungen
27: Steuereinrichtung
28: Wassereinlaufventil
29: Signalleitung
V, R, Z, K, T: Programmschritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 2005/089621 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden Haushaltsgerät, insbesondere einer Geschirrspülmaschine, bei dem ein Siebbelegungsgrad eines im Hydraulikkreislauf des Haushaltsgerätes geschalteten Filtersystems (10, 12) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Erfassen eines Unterschreitens eines vorgegebenen Grenz-Siebbelegungsgrades Spülflüssigkeit nur teilweise aus dem Haushaltsgerät abgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der nach dem teilweisen Abführen im wasserführenden Haushaltsgerät verbleibende Teil der Spülflüssigkeit auf zu reinigendes Spülgut aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Füllschritt dem im wasserführenden Haushaltsgerät verbleibenden Teil der Spülflüssigkeit eine Zusatzmenge Wasser hinzugefügt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Siebbelegungsgrad des Filtersystems (10, 12) mittels einer Sensoreinrichtung erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln des Siebbelegungsgrads die Drehzahl und/oder eine Leistungsaufnahme einer im Hydraulikkreislauf geschalteten Umwälzpumpe (13) erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln des Siebbelegungsgrads wenigstens ein Drehzahlverlauf der Umwälzpumpe (13) ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Drehzahlverlauf ein Maß für Drehzahlschwankungen der Umwälzpumpe (13) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das ermittelte Maß für Drehzahlschwankungen mit wenigstens einem vorgegebenen Grenz-Wert verglichen wird und auf ein Unterscheiten des vorgegebenen Grenz-Siebbelegungsgrads geschlossen wird wenn der Wert für das ermittelte Maß für Drehzahlschwankungen geringer ist als der vorgegebene Grenz-Wert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbringen von Spülflüssigkeit auf zu reinigendes Spülgut eine Umwälzpumpe (13) mittels eines bürstenlosen Gleichstrommotors angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittelung der Drehzahl des bürstenlosen Gleichstrommotors eine induzierte Gegenspannung und/oder eine Phasenverschiebung zwischen der der am Gleichstrommotor angelegten elektrischen Spannung und des Motorstroms erfasst werden.
Wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere Geschirrspülmaschine, wenigstens aufweisend einen Hydraulikkreislauf mit einem Filtersystem (10, 12), dessen Siebbelegungsgrad erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Erfassen eines Unterschreitens eines vorgegebenen Grenz-Siebbelegungsgrades Spülflüssigkeit nur teilweise aus dem Haushaltsgerät abführbar ist.
Wasserführendes Haushaltsgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der nach dem Teilabpumpen im wasserführenden Haushaltsgerät verbleibender Teil der Spülflüssigkeit auf zu reinigendes Spülgut aufbringbar ist.
Wasserführendes Haushaltsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Füllschritt dem im wasserführenden Haushaltsgerät verbleibenden Teil der Spülflüssigkeit eine Zusatzmenge Wasser hinzufügbar ist.
Wasserführendes Haushaltsgerät nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass einer Sensoreinrichtung zur Erfassung des Siebbelegungsgrad des Filtersystems (10, 12) vorgesehen ist.
Wasserführendes Haushaltsgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln des Siebbelegungsgrads die Drehzahl und/oder eine Leistungsaufnahme einer im Hydraulikkreislauf geschalteten Umwälzpumpe (13) erfassbar sind.
Wasserführendes Haushaltsgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (27) vorgesehen ist, die zum Ermitteln des Siebbelegungsgrads zum Auswerten wenigstens ein Drehzahlverlauf der Umwälzpumpe (13) ausgebildet ist.
Wasserführendes Haushaltsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (27) ausgebildet ist, aus dem Drehzahlverlauf ein Maß für Drehzahlschwankungen der Umwälzpumpe (13) zu bestimmen.
Wasserführendes Haushaltsgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (27) zum Vergleichen des ermittelten Maß für Drehzahlschwankungen mit wenigstens einem vorgegebenen Grenz-Wert ausgebildet wird und auf ein Unterscheiten des vorgegebenen Grenz-Siebbelegungsgrads geschlossen werden kann, wenn der Wert für das ermittelte Maß für Drehzahlschwankungen geringer ist als der vorgegebene Grenz-Wert.
Wasserführendes Haushaltsgerät nach mindesten einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb der Umwälzpumpe (13) ein bürstenloser Gleichstrommotor vorgesehen ist.
Wasserführendes Haushaltsgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (27) vorgesehen ist, mit der zur Ermittelung der Drehzahl des bürstenlosen Gleichstrommotors eine induzierte Gegenspannung und/oder eine Phasenverschiebung zwischen der der am Gleichstrommotor angelegten elektrischen Spannung und des Motorstroms erfassbar ist.