ПОСУДОМОЕЧНАЯ МАШИНА С СОРБЦИОННЫМ СУШИЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ И СПОСОБ ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
DISHWASHING MACHINE WITH SORPTION DRYING DEVICE AND METHOD OF ITS OPERATION

Область техники
Изобретение относится к посудомоечной машине с сорбционным сушильным устройством. Кроме того, изобретение относится к способу эксплуатации посудомоечной машины по меньшей мере с одной подпрограммой «Сушка», причем в этой подпрограмме воздух из моечной камеры посудомоечной машины и/или из окружающего пространства при помощи вентилятора проводится через сорбционную колонну, содержащую обратимо обезвоживаемый материал, в моечную камеру, и во время прохождения воздуха из него удаляется влага.
Уровень техники
В обычных посудомоечных машинах, как известно, процесс мойки имеет программу, последовательность шагов которой по существу состоит из по меньшей мере одной подпрограммы "Предварительное ополаскивание", подпрограммы "Очистка", по меньшей мере одной подпрограммы "Промежуточное ополаскивание", подпрограммы "Окончательное ополаскивание" и подпрограммы «Сушка». При этом для повышения эффективности очистки моющий раствор нагревается перед или во время исполнения подпрограммы. Нагревание моющего раствора производится, как правило, при помощи электрических нагревателей. Известны разные системы для сушки посуды в посудомоечных машинах.
Так, например, из патентного документа DE 2016831 известна посудомоечная машина упомянутого выше вида, в которой воздух из моечной камеры через закрываемое отверстие в стенке моечной камеры проводится к обратимо обезвоживаемому материалу и оттуда через отверстие наружу. Десорбция обратимо обезвоживаемого материала производится во время фазы остановки аппарата, причем возникающий при этом водяной пар выводится через отверстие наружу. Описанная посудомоечная машина невыгодна с энергетической точки зрения, так как регенерация обратимо обезвоживаемого материала производится во время фазы остановки машины, то есть в такое время, когда не исполняется ни одна из описанных выше подпрограмм. Еще один недостаток состоит в том, что при выводе наружу водяного пара, возникающего во время регенерации обратимо обезвоживаемого материала, не исключается повреждение окружающей кухонной мебели. При этом регенерация связана с дополнительной потребностью в энергии, которая потребляется независимо от энергии, необходимой во время работы подпрограмм.
Чтобы затраты энергии при эксплуатации посудомоечной машины были как можно ниже, из патентного документа DE 10353774.0 Заявителя известна посудомоечная машина с моечной камерой и устройствами для мытья посуды моющим раствором, которая имеет сорбционную колонну, содержащую обратимо обезвоживаемый материал, связанную с моечной камерой с возможностью прохождения воздуха, причем сорбционная колонна используется, с одной стороны, для сушки посуды, и, с другой стороны, тепловая энергия, применяемая для десорбции сорбционной колонны, по меньшей мере частично используется для нагревания находящегося в моечной камере моющего раствора и/или посуды.
В патентном документе DE 10353775.9 заявителя настоящей заявки с целью решения той же проблемы предлагается для эксплуатации устройства по меньшей мере в одной подпрограмме, "Сушка", проводить воздух из моечной камеры посудомоечной машины и/или из окружающего пространства через сорбционную колонну в моечную камеру, причем сорбционная колонна содержит обратимо обезвоживаемый материал, и во время ее прохождения из воздуха удаляется влага.
Благодаря использованию обратимо обезвоживаемого материала, обладающего гигроскопическими свойствами, например, цеолита, в подпрограммах, предшествующих подпрограмме «Сушка», обычно уже не требуется нагревание обрабатываемого материала. Таким образом, становится возможной значительная экономия энергии.
Из патентного документа ЕР 0358279 В1 известно устройство для сушки посуды в бытовой посудомоечной машине, в которой моющий раствор нагревается нагревателем, расположенным вне моечной камеры, предпочтительно электрическим проточным нагревателем, причем предусмотрена в значительной мере закрытая система сушки, при которой воздух циркулирует из моечной камеры через сушильное устройство, регенерируемое путем нагревания, и от него назад в моечную камеру. При этом сушильное устройство состоит из сушильного контейнера, наполненного сушильным агентом, адсорбирующим влагу, находящегося в теплопроводном контакте с нагревателем. Вследствие соединения сушильного контейнера с нагревателем, так или иначе имеющимся для нагревания моющего раствора, сушильное устройство оказывается готовым к работе немедленно по окончании процесса мытья. При этом сушильный агент выкладывается, по меньшей мере частично, в виде оболочки вокруг нагревательных элементов нагревателя, так что в сушильном контейнере сушильный агент может нагреваться, и вместе с тем просушиваться, во время каждого процесса нагрева.
Сушильный контейнер выполнен в форме двустенного полого цилиндра, в который помещен сушильный агент. Впускное и выпускное отверстия для присоединения к закрытой системе циркуляции воздуха расположены по диагонали друг напротив друга. Из-за этого недостатком становится относительно высокое сопротивление потоку, так что вентилятор, предусмотренный для создания потока воздуха, должен работать на очень высокой мощности. Это отрицательно отражается на уровне шума и на потреблении энергии.
В результате конструктивного оформления устройства для сорбционной сушки, которое обуславливает неоднородный подвод тепла к сушильному агенту, десорбция требует больших затрат времени и, кроме того, может привести к локальным перегревам сушильного агента и, тем самым, к его необратимому повреждению. Десорбция затруднена также потому, что нагреватель расположен в центре двустенного полого цилиндра, и радиальное распространение тепла к слоям сушильного агента, расположенным вблизи внешней стенки полого цилиндра, едва возможно вследствие аксиально направленного потока воздуха.
Раскрытие изобретения
Поэтому задачей данного изобретения является разработка такого способа эксплуатации посудомоечной машины и разработка такой посудомоечной машины, для которых возможно сокращение срока исполнения программ мытья, состоящих из нескольких подпрограмм.
Эта задача решена при помощи способа согласно изобретению с признаками согласно пункту 1, а также при помощи посудомоечной машиной с признаками пункта 6 формулы изобретения. Предпочтительные варианты усовершенствования настоящего изобретения описаны соответственно в зависимых пунктах формулы изобретения.
При предлагаемом согласно изобретению способе эксплуатации посудомоечной машины, имеющей по меньшей мере одну подпрограмму «Сушка», причем в этой подпрограмме воздух из моечной камеры посудомоечной машины и/или из окружающего пространства при помощи вентилятора проводится через сорбционную колонну, содержащую обратимо обезвоживаемый материал, в моечную камеру, и во время прохождения воздуха из него удаляется влага, вентилятор работает с разным числом оборотов, в зависимости от сигналов главной системы управления посудомоечной машины. Благодаря этому удается значительно сократить время выполнения подпрограммы «Сушка».
В предпочтительном варианте реализации прохождение воздуха обеспечивается вентилятором с плавно, т.е. бесступенчато изменяемым числом оборотов, причем число оборотов вентилятора установлено соответственно желаемому времени выполнения подпрограммы. Согласно этому предпочтительному варианту реализации, во время подпрограммы посудомоечная машина с нагреваемым моющим раствором эксплуатируется с постоянным числом оборотов, невысоким и, тем самым, оптимальным по уровню шума. С другой стороны, имеется возможность повысить число оборотов управляемого вентилятора таким образом, что процесс адсорбции ускоряется, вследствие чего сокращается время сушки.
В этом случае программа мытья, сокращенная по времени таким путем, выполняется с повышенным уровнем рабочего шума. Поэтому предпочтительно иметь возможность выбирать число оборотов вентилятора ступенчато при помощи элемента управления посудомоечной машины. Другими словами, в элементе управления посудомоечной машины может быть предусмотрена функция, которая позволяет пользователю активно выбирать программу "быстрого мытья", при выборе которой пользователь осознанно решается и на связанное с этим повышение уровня шума.
Согласно целесообразному варианту реализации изобретения, в этом способе воздух во время прохождения сорбционной колонны нагревается теплотой конденсации, а при необходимости дополнительно электрическим нагревателем. Таким образом, достигается, что воздух подается в моечную камеру посудомоечной машины с высокой температурой, вследствие чего его способность к влагопоглощению повышается, так что время выполнения подпрограммы «Сушка» уменьшается.
Согласно следующему целесообразному варианту реализации обрабатываемая посуда нагревается нагретым моющим раствором в процессе выполнения подпрограммы, проходящей перед подпрограммой «Сушка» - например, «Окончательное споласкивание». Таким образом, посуда, подлежащая сушке, имеет в начале подпрограммы «Сушка» уже более высокую теплоемкость, что улучшает передачу находящейся на посуде влаги в сухой воздух. Таким образом, тоже может достигаться сокращение этой подпрограммы.
Посудомоечная машина имеет те же самые преимущества, как они пояснялись в связи с описанным выше способом.
В посудомоечной машине согласно изобретению, в частности в бытовой посудомоечной машине, с моечной камерой и устройствами для мытья посуды моющим раствором, а также с сорбционным сушильным, причем оно имеет сорбционную колонну, содержащую обратимо обезвоживаемый материал и связанную с моечной камерой с возможностью прохода воздуха, причем сорбционная колонна используется с одной стороны, для сушки посуды, а с другой стороны, тепловая энергия, применяемая для десорбции сорбционной колонны, по меньшей мере частично используется для нагревания находящегося в моечной камере моющего раствора и/или посуды, вентилятор сорбционной колонны выполнен с возможностью регулирования числа оборотов при помощи главного блока управления.
Преимущество состоит в том, что конструктивное исполнение такой посудомоечной машины делается очень простым. Посудомоечная машина в принципе может быть выполнена так же, как описано в патентном документе DE 10353774.0 того же заявителя, содержание которого включается в данную заявку. Описываемая здесь машина отличается управлением и работой сорбционного сушильного устройства, в частности, вентилятора, который выполнен с возможностью регулирования числа оборотов для управления временем сушки.
По одному предпочтительному варианту выполнения, воздух из моечной камеры и/или из окружающего пространства во время подпрограммы с нагреванием моющего раствора, предпочтительно во время подпрограммы «Сушка», проходит в моечную камеру через сорбционную колонну.
По следующему предпочтительному варианту выполнения моечная камера имеет выпуск с трубопроводом, ведущим к сорбционной колонне, причем на этой трубопроводе предпочтительно расположен запорный клапан и дальше в направлении потока предпочтительно расположен впускной клапан для окружающего воздуха, и моечная камера имеет впуск с трубопроводом, ведущим от сорбционной колонны, причем на трубопроводе к сорбционной колонне расположен вентилятор, который, по меньшей мере временами, подводит к сорбционной колонне по меньшей мере часть воздуха, находящегося в моечной камере, или же воздуха из окружающего пространства. При предпочтительно замкнутой воздушной системе замена воздуха загрязненным воздухом из окружающего пространства полностью исключена, что предотвращает повторное загрязнение обработанной посуды. Вентилятором легко управлять, так что создается возможность точно контролировать использование сорбционной колонны и, тем самым, весь процесс сушки.
Для десорбции обратимо обезвоживаемого материала и нагревания подводимого к моечной камере воздуха предпочтительно используется электрический нагреватель. Он расположен предпочтительно в обратимо обезвоживаемом материале или в трубопроводе, ведущем к сорбционной колонне.
Далее, целесообразно выполнить вентилятор сорбционного сушильного устройства регулируемым, плавно или ступенчато, при помощи элемента управления посудомоечной машины.
Ниже изобретение более подробно поясняется на основе варианта реализации способа для посудомоечной машины, представленного на чертеже.
Осуществление изобретения
Соответствующий изобретению способ эксплуатации посудомоечной машины по меньшей мере с одной подпрограммой с нагреваемым до номинальной температуры моющим раствором и/или по меньшей мере с одной подпрограммой «Сушка» осуществляется в поясненном варианте реализации посудомоечной машины, схема которой построена так, как это описано в патентных документах DE 10353774 и/или 10353775 заявителя настоящей заявки.
В посудомоечной машине, как известно, процесс мойки имеет программу, последовательность шагов которой по существу состоит по меньшей мере из одной подпрограммы "Предварительное ополаскивание" V, подпрограммы "Очистка" R, по меньшей мере одной подпрограммы "Промежуточное ополаскивание" Z, подпрограммы "Окончательное ополаскивание" К и подпрограммы «Сушка» Т.
В данном варианте реализации сушка предпочтительно выполняется так, как это описано в патентных документах DE 10353774 и/или 10353775 Заявителя, содержание которых включается в данную заявку. При этом на чертеже представлен типичный ход графика изменения температуры моющего раствора во время выполнения этих подпрограмм, причем фигура представляет как эксплуатацию обычной посудомоечной машины, так и эксплуатацию в соответствии со способом согласно изобретению.
nenn
Подпрограммы "Предварительное ополаскивание" V и "промежуточное ополаскивание" Z имеют для способов согласно изобретению второстепенное значение, так что в последующем описании они не рассматриваются более подробно. К началу подпрограммы "Очистка" R моющий раствор нагревается, как правило, до номинальной температуры Т, чтобы достичь желаемого действия очистки. В оптимизированной по затратам энергии посудомоечной машине с устройством для сорбционной сушки, какой она уже известна из уровня техники, десорбция, т.е. нагревание обратимо обезвоживаемого материала, происходит также во время подпрограммы «Очистка» R. Содержание патентных документов DE 10353774 и/или 10353775 заявителя включается в данную заявку.
Для нагревания моющего раствора может использоваться обычный нагревательный прибор, например, проточный нагреватель. Можно также отказаться от такого "водного нагревания" и использовать исключительно ту энергию, которая необходима для десорбции.
Для этого применяется расположенный в устройстве для сорбционной сушки (воздухо-) нагреватель, который нагревает обратимо обезвоживаемый материал, например, цеолит, до высокой температуры. Во время десорбции обратимо обезвоживаемого материала воздух из моечной камеры, например, через выпуск, проводится сквозь сорбционную колонну и после этого назад в моечную камеру через вход, причем во время этого прохождения воздух нагревается нагревателем. При этом воздух всасывается из моечной камеры и нагнетается в сорбционную колонну при помощи вентилятора. Выходящий из сорбционной колонны горячий водяной пар и воздух, теперь уже нагретый, поступают в моечную камеру через вышеупомянутый впуск и там соприкасаются с обрабатывающим или моющим раствором и/или посудой, которые при этом нагреваются.
a
Des
nenn
b
Как правило, устройство для сорбционной сушки работает лишь до тех пор, пока обратимо обезвоживаемый материал не десорбирует полностью, т.е. не будет лишен влаги (участок А на фигуре). В представленном на чертеже примере реализации это состояние достигается к моменту t, к которому циркулирующий моющий раствор и/или обрабатываемые предметы достигли температуры T. Эта температура, как правило, ниже желаемой номинальной температуры T. Чтобы преодолеть эту разницу температур, задействуются электрический нагреватель и вентилятор сорбционного сушильного устройства, и горячий воздух подается в моечную камеру, до тех пор, пока температура циркулирующего моющего раствора и/или обрабатываемых предметов не достигнет желаемой номинальной температуры (участок В). Это состояние при соответствующих параметрах сорбционного сушильного устройства, в частности, производительности нагревателя, числе оборотов вентилятора и расположении сорбционной колонны, а также ее геометрических характеристиках, достигается к моменту t.
nenn
Des
nenn
nenn
c
Des
nenn
nenn
b
c
Чтобы иметь возможность проводить подпрограмму «Очистка» R быстрее, т.е. чтобы быстрее достигать желаемой номинальной температуры Т, согласно другому варианту предусматривается дополнительный нагреватель, который используется во время участка А и/или во время соответствующего участка для повышения температуры моющего раствора от Т Т, так что номинальная температура Т достигается уже к моменту t (участок С). Дополнительный нагреватель может быть выполнен, по выбору, в виде водонагревателя, например, проточного, или же как нагреватель воздуха, встроенный в воздушный циркуляционный контур. В обоих случаях параметры дополнительного нагревателя определяются тем, что требуется лишь незначительная тепловая мощность, которая позволит повысить температуру на недостающую величину разности между T и Т. На чертеже этого не видно, но для специалиста, тем не менее, сразу понятен тот факт, что независимо от момента достижения номинальной температуры Т (в данном варианте исполнения t или t) фаза нагрева моющего раствора здесь заканчивается, и после этого следует падение температуры обработки до конца подпрограммы «Очистка» R. Насколько резким будет падение температуры обработки и каким будет время падения, зависит от вида выполняемой программы мытья, а также от теплоизоляционных качеств посудомоечной машины.
nenn
Согласно следующему варианту, предусматривается также возможность повышения числа оборотов вентилятора сорбционного сушильного устройства во время подпрограммы «Очистка» R, с целью дальнейшего сокращения времени достижения номинальной температуры Т. Для пользователя посудомоечной машины эта возможность реализуется, например, путем задания на управляющем элементе.
к
Сушка посуды в обычных посудомоечных машинах производится путем так называемой сушки собственным теплом в подпрограммах "Окончательное ополаскивание" и «Сушка» (участок 1). При этом моющий раствор нагревается в подпрограмме "Окончательное ополаскивание", вследствие чего посуда, подвергнутая горячему окончательному ополаскиванию, во время процесса сушки сохнет самостоятельно благодаря полученному таким образом собственному теплу. Чтобы достичь этой сушки собственным теплом, моющий раствор в подпрограмме "Окончательное ополаскивание" нагревается до температуры Т и подается на посуду через опрыскиватели. Благодаря относительно высокой температуре моющего раствора в подпрограмме "Окончательное ополаскивание", как правило от 65°С до 75°С, достигается передача посуде достаточно большого количества тепла, так, что тепло, накопленное посудой, испаряет оставшуюся на посуде воду.
Сорбционные сушильные устройства позволяют получать существенную экономию энергии, так как в их случае нагревание моющего раствора в подпрограмме "Окончательное ополаскивание" К (участок 2) в принципе не требуется, хотя в незначительном объеме может предприниматься (участок 3). Сушка реализуется за счет того, что в подпрограмме "Сушка" воздух из моечной камеры и/или из окружающего пространства проводится через сорбционную колонну в моечную камеру, причем сорбционная колонна, содержащая обратимо обезвоживаемый материал, во время ее прохождения отнимает у воздуха влагу. Благодаря использованию обратимо обезвоживаемого материала с гигроскопичными свойствами, например, цеолита, в подпрограмме, предшествующей подпрограмме «Сушка», как правило, не требуется нагревание обрабатываемых предметов (участок 2), однако может по-прежнему производиться нагревание до низких температур, например, до 30°С, при "Окончательном ополаскивании" (участок 3). Благодаря нагреванию воздуха при помощи сорбционной колонны, в которой высвобождается тепло конденсации водяного пара, при каждом прохождении сорбционной колонны степень ее гигроскопичности повышается, что ведет к улучшению результата сушки и к сокращению времени сушки. Дополнительное, сверх нагревания сорбционной колонной, нагревание воздуха и вместе с ним, например, также посуды добавочным нагревателем в подпрограмме «Сушка» в посудомоечных машинах обычно не требуется, так как высвобождаемой в сорбционной колонне тепловой энергии достаточно для того, чтобы разогревать воздух до высоких температур, например, до 70°С.Сама сорбционная колонна нагревается теплом конденсации до температуры, например,160°С.
1
Ускорение процесса сушки, который в обычных посудомоечных машинах осуществляется с помощью временного программного управления и продолжается до момента t, реализуется благодаря предусмотренному в сорбционном сушильном устройстве вентилятору с плавно или ступенчато регулируемым числом оборотов. Путем повышения числа оборотов процесс адсорбции ускоряется, что ведет к сокращению времени сушки.
2
3
Если отказаться от повышения температуры во время подпрограммы "Окончательное ополаскивание", то сушка может заканчиваться уже в момент t (участок 2). Дальнейшее сокращение времени сушки достигается при описанном выше повышении температуры окончательного ополаскивания (участок 3), вследствие чего сушка может оканчиваться в момент t. При этом нужно исходить из того, что эффективность сушки или степень высушивания посуды во всех трех вариантах одинакова.
Так как повышение числа оборотов вентилятора сорбционного сушильного устройства связано с повышением уровня шума, предпочтительно предоставить активный выбор такого режима эксплуатации пользователю посудомоечной машины. Это достигается, например, при помощи предусмотренного соответствующего элемента управления, который связан с главным блоком управления посудомоечной машины и вызывает включение соответствующего режима эксплуатации.
Данное изобретение предоставляет способ, который позволяет экономично эксплуатировать посудомоечную машину упомянутого в начале вида, а также поддерживать на низком уровне связанные с этим затраты энергии в оптимальном временном режиме.