ПОСУДОМОЕЧНАЯ МАШИНА С УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ СОРБЦИОННОЙ СУШКИ И СПОСОБ ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
DISHWASHING MACHINE WITH SORPTION DRYING DEVICE AND ITS SERVICE METHODS

Область техники
Данное изобретение относится к посудомоечной машине с устройством для сорбционной сушки. Кроме того, изобретение относится к способу эксплуатации посудомоечной машины, имеющей по меньшей мере одну подпрограмму с нагреванием моющего раствора до номинальной температуры, например «Очистка», причем в этой подпрограмме воздух, нагретый нагревателем, с целью десорбции обратимо обезвоживаемого материала проводится из моечной камеры посудомоечной машины и/или из окружающего пространства через сорбционную колонну, содержащую обратимо обезвоживаемый материал, в моечную камеру для нагревания моющего раствора и/или посуды.
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 посудомоечной машины, 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 посудомоечной машины, то есть в такое время, когда не выполняется 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 с целью решения той же проблемы предлагается для эксплуатации посудомоечной машины по меньшей мере в одной подпрограмме, "Сушка", проводить воздух из моечной камеры 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 (Zeolith), 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, и 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 напротив друг 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 высушивающему материалу, 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, в частности бытовой 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 машины 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, в частности бытовой посудомоечной машины, имеющей по меньшей мере одну подпрограмму с нагреванием моющего раствора до номинальной температуры, например «Очистка», причем в этой подпрограмме воздух, нагретый нагревателем, с целью десорбции обратимо обезвоживаемого материала проводится из моечной камеры посудомоечной машины и/или из окружающего пространства через сорбционную колонну, содержащую обратимо обезвоживаемый материал, в моечную камеру для нагревания моющего раствора и/или посуды, нагреватель продолжает работать после достижения обратимо обезвоживаемым материалом десорбированного состояния до тех пор, пока температура моющего раствора не достигнет номинальной величины.
Под понятием десорбированного состояния обратимо обезвоживаемого материала в данном изобретении имеется в виду, что из обратимо обезвоживаемого материала полностью или почти полностью удалена влага.
Другими словами, это означает, что нагревание моющего раствора производится не при помощи обычного (водо-)нагревателя, а для этого во время подпрограммы с нагреванием моющего раствора привлекается та энергия, которая применяется для десорбции. Однако десорбция, как правило, уже полностью закончена к тому моменту, когда моющий раствор еще не нагрет до необходимой номинальной температуры. Поэтому изобретением предлагается продолжать и дальше работу (воздухо-)нагревателя, чтобы воздух нагревался в устройстве для сорбционной сушки и подводился к моечной камере. Благодаря подводу горячего воздуха в моечную камеру моющий раствор и/или обрабатываемая посуда и в дальнейшем нагреваются до тех пор, пока не будет достигнута номинальная температура моющего раствора. Так как во время процесса десорбции в устройстве для сорбционной сушки, точнее в сорбционной колонне, достигаются очень высокие температуры, нагревание моющего раствора получается очень быстрым.
Согласно целесообразному варианту осуществления десорбированная влага отводится в моечную камеру. Во время процесса десорбции, который происходит во время выполнения подпрограммы с нагреванием моющего раствора, обратимо обезвоживаемый материал для десорбции нагревается до очень высоких температур. При этом накопленная в нем жидкость выходит в виде горячего водяного пара. Благодаря работающему вентилятору водяной пар проходит в моечную камеру посудомоечной машины, вследствие чего нагревается также воздух в моечной камере. Подвода горячего водяного пара и нагретого воздуха в моечную камеру (моечные камеры) оказывается достаточно, чтобы нагреть моющий раствор и/или посуду до нужной температуры, так что благодаря продолжающейся работе устройства для сорбционной сушки покрывается недостающая разница до номинальной температуры.
В следующем целесообразном варианте осуществления может быть предусмотрено также включение дополнительного нагревателя для нагревания моющего раствора перед и/или после достижения обратимо обезвоживаемым материалом десорбированного состояния. В результате этого достигают сокращения времени нагрева и тем самым сокращения времени выполнения подпрограммы с нагреванием моющего раствора.
Целесообразно, что дополнительный нагреватель расположен в циркуляционном контуре моющего раствора и нагревает моющий раствор непосредственно. Другими словами, это означает, что дополнительный нагреватель выполнен как водонагреватель, который, однако, имеет гораздо меньший размер по сравнению с классическим нагревателем, как он описан, например, в ЕР 0358279 В1. В качестве альтернативы дополнительный нагреватель выполняется также в виде воздухонагревателя в циркуляционном контуре устройства для сорбционной сушки.
В следующем предпочтительном варианте исполнения прохождение воздуха обеспечивается вентилятором с изменяемой скоростью (числом оборотов), причем скорость вентилятора установлена соответственно желаемому времени выполнения подпрограммы. Согласно этому предпочтительному варианту исполнения во время подпрограммы с нагреваемым моющим раствором посудомоечная машина может эксплуатироваться с постоянной скоростью вентилятора, невысокой и оптимальной по уровню шума. С другой стороны, имеется возможность повысить скорость 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 скорость 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 в таком случае осознанно решается и на связанное с этим повышение уровня шума.
Посудомоечная машина согласно изобретению имеет те же самые преимущества, как они были пояснены 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 устройством для сорбционной сушки, причем оно имеет сорбционную колонну, содержащую обратимо обезвоживаемый материал и связанную с моечной камерой с возможностью прохода воздуха, причем, с одной стороны, сорбционная колонна используется для сушки посуды, а, с другой стороны, тепловая энергия, применяемая для десорбции сорбционной колонны, используется для нагревания находящегося в моечной камере моющего раствора и/или посуды, нагревание моющего раствора до требуемой в соответствующей подпрограмме номинальной температуры может производиться при помощи устройства для сорбционной сушки.
Преимущество состоит в том, что конструктивное исполнение такой посудомоечной машины является очень простым, так как возможен отказ от традиционного (водо-)нагревателя. Посудомоечная машина, в принципе, может быть выполнена так же, как описано в патентном документе DE 10353774 и/или DE 10353775 заявителя, содержание которого включено в данную заявку. Описываемая здесь машина отличается управлением и работой устройства для сорбционной сушки и/или исполнением составных частей устройства для сорбционной сушки, так как оно задействуется дольше времени чистого обезвоживания сорбционной колонны, пока температура моющего раствора не достигнет номинальной величины.
В посудомоечной машине согласно изобретению в соответствии с этим модифицирован главный блок управления для достижения желаемого режима эксплуатации и/или производительности нагревателя и вентилятора, а также объем сорбционной колонны (например, в отношении ее геометрического исполнения) так согласованы друг с другом, что это позволяет путем одной только эксплуатации нагревателя и вентилятора достигать дальнейшего повышения температуры моющего раствора.
По одному предпочтительному признаку воздух из моечной камеры и/или из окружающего пространства во время подпрограммы с нагреванием моющего раствора, предпочтительно во время подпрограммы «Очистка» и/или «Предварительное ополаскивание», и/или «Окончательное ополаскивание», проходит в моечную камеру через сорбционную колонну.
По следующему предпочтительному признаку моечная камера имеет выпуск с трубопроводом, ведущим к сорбционной колонне, причем на этом трубопроводе предпочтительно расположен запорный клапан и дальше в направлении потока предпочтительно расположен впускной клапан для окружающего воздуха, а 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.
Для десорбции обратимо обезвоживаемого материала и нагревания моющего раствора и/или посуды целесообразно разместить электрический нагреватель. Он расположен предпочтительно в обратимо обезвоживаемом материале или в трубопроводе, ведущем к сорбционной колонне.
Далее целесообразно выполнить вентилятор устройства для сорбционной сушки с регулированием числа оборотов при помощи главного блока управления посудомоечной машины, чтобы иметь возможность управлять скоростью повышения температуры моющего раствора и/или посуды. Число оборотов вентилятора при этом меняется с помощью элемента управления посудомоечной машины предпочтительно плавно или ступенчато.
Ниже изобретение более подробно поясняется на основе варианта осуществления 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 исполнения посудомоечной машины, схема которой построена так, как это описано в патентных документах DE 10353774 и/или 10353775 заявителя.
В посудомоечной машине, как известно, процесс мойки имеет программу, последовательность шагов которой, по существу, состоит из, по меньшей мере, 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 примере исполнения сушка предпочтительно выполняется так, как это описано в патентных документах DE 10353774 и/или 10353775 заявителя, содержание которых включено в данную заявку. При этом на чертеже представлен типичный вид графика изменения температуры моющего раствора во время выполнения этих подпрограмм, причем чертеж 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 T, 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 включено в данное изобретение.
Нагревание моющего раствора теперь, согласно изобретению, производится не непосредственно водонагревателем, а для этого привлекается энергия, необходимая 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 вводится назад в моечную камеру через впуск, 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 циркулирующим моющим раствором и/или с 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 чертеже). В представленном на чертеже примере исполнения 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, согласно изобретению задействуются нагреватель и вентилятор устройства для сорбционной сушки, и горячий воздух подается в моечную камеру, до тех пор пока температура циркулирующего моющего раствора и/или обрабатываемых предметов не достигнет желаемой номинальной величины (участок В). Это состояние при соответствующих параметрах устройства для сорбционной сушки, в частности производительности нагревателя, числа оборотов вентилятора и расположении сорбционной колонны, а также ее геометрических характеристиках, достигается к моменту t.
Способ согласно изобретению позволяет создать посудомоечную машину, в которой, таким образом, возможен полный отказ от водонагревателя. Нагревание моющего раствора во всех подпрограммах производится предпочтительно при помощи конструктивно очень простого и соответственно недорогого в изготовлении воздухонагревателя устройства для сорбционной сушки.
nenn
Des
nenn
nenn
c
Des
nenn
nenn
b
c
Чтобы иметь возможность выполнять подпрограмму «Очистка» R более быстро, т.е. чтобы быстрее достигать желаемой номинальной температуры T, согласно другому варианту исполнения изобретения предусматривается дополнительный нагреватель, который используется во время участка А и/или во время соответствующего участка для повышения температуры моющего раствора от Т до T, так что номинальная температура T 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 T. На чертеже не показано, но для специалиста, тем не менее, сразу понятен тот факт, что независимо от момента достижения номинальной температуры T (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 очистки, а также от теплоизоляционных качеств посудомоечной машины.
nenn
Согласно следующему варианту предусматривается также возможность повышения числа оборотов вентилятора устройства для сорбционной сушки во время подпрограммы «Очистка» R, с целью дальнейшего сокращения времени достижения номинальной температуры T. Для пользователя посудомоечной машины эта возможность реализуется, например, путем задания с помощью элемента управления.
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 осуществить эту сушку 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.
Устройства для сорбционной сушки позволяют получать существенную экономию энергии, так как при их наличии 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 прохождения воздуха отнимает у него 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, во время "Окончательного сполоскивания" (участок 3). Благодаря нагреванию воздуха при помощи сорбционной колонны, в которой высвобождается теплота 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 управления временными программами и продолжается до момента t, реализуется благодаря предусмотренному в устройстве для сорбционной сушки 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 оканчиваться 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 устройства для сорбционной сушки 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 позволяет включать соответствующий режим эксплуатации.
Данное изобретение предоставляет способ, который позволяет экономично эксплуатировать посудомоечную машину упомянутого вначале вида, а также поддерживать на низком уровне связанные с этим затраты энергии в оптимальном временном режиме.