БЫТОВОЙ ПРИБОР С УСТРОЙСТВОМ ОСУШЕНИЯ ВОЗДУХА И/ИЛИ УСТРОЙСТВОМ НАГРЕВА ЖИДКОСТИ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ БЫТОВЫМ ПРИБОРОМ
HOUSEHOLD APPLIANCE WITH AIR DRYING DEVICE OR LIQUID HEATING DEVICE AND METHOD FOR SUCH HOUSEHOLD APPLIANCE CONTROL

Область техники
Изобретение относится к бытовому прибору, в частности бытовой посудомоечной, стиральной, сушильной машине или подобному устройству, с одним или несколькими электрическими компонентами устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости, которые подсоединены к электрической сети (EN).
Уровень техники
Чтобы, например, высушить в бытовой посудомоечной машине во время завершающего этапа сушки посуду, которая в ходе выполнения программы мойки посуды была увлажнена моющими жидкостями после одного или нескольких процессов мойки и/или очистки, на предшествующем этапе окончательного полоскания обычно выполняется нагрев промывочной жидкости (в частности, воды с добавлением кондиционера), например, с помощью проточного нагревателя или теплообменника, включенного в виде устройства нагрева жидкости в контур циркуляции моющего раствора посудомоечной машины. Нагрев выполняется до такой температуры, при которой очищенные предметы, увлажненные такой нагретой промывочной жидкостью, по завершении процесса окончательного полоскания на последующем этапе сушки будут самостоятельно сохнуть за счет собственного тепла. Такая сушка очищенных предметов собственным теплом предполагает, что на этапе окончательного полоскания перед этапом сушки на очищенные продукты было подано достаточно большое количество тепла, то есть собственное тепло очищенных предметов, достигнутое за счет их ополаскивания горячей водой, достаточно для испарения промывочной жидкости (в частности, воды с добавлением кондиционера), остающейся на очищенных предметах. Влажный воздух, образовавшийся в результате этого, обычно направляется на одну или несколько конденсирующих поверхностей в моечной камере, на которых из воздуха конденсируется влага. Этот конденсат направляется в моечную камеру или в специальную приемную емкость.
Кроме того, в патентной заявке DE 10353577 A1 описано устройство сорбционной сушки, предназначенное для сушки очищенных предметов в посудомоечной машине. При этом на этапе «сушка» соответствующей программы мойки, который предназначен для сушки посуды, влажный воздух из моечной камеры посудомоечной машины непрерывно прогоняется с помощью воздуходувного устройства через сорбционную колонну устройства сорбционной сушки. При этом содержащийся в ней реверсивно дегидрируемый сорбционный осушающий материал отбирает влагу у проходящего воздуха за счет конденсации. Высушенный таким образом воздух возвращается в моечную камеру посудомоечной машины, где он снова забирает влагу у имеющегося в камере водяного пара, после чего он снова направляется в контур устройства сорбционной сушки. Для регенерации, то есть десорбции сорбционной колонны реверсивно дегидрируемый сорбционный осушающий материал, содержащийся в ней, нагревается до очень большой температуры с помощью, по меньшей мере, устройства нагрева воздуха. В результате вода, накопленная в этом сорбционном осушающем материале, высвобождается в виде горячего водяного пара и направляется в моечную камеру с потоком воздуха, созданным воздуходувным устройством. Благодаря этому промывочный раствор, очищаемые предметы, находящиеся в моечной камере, и/или воздух, находящийся в моечной камере, может нагреваться в ходе, например, процесса мойки и/или очистки последующей программы мойки посуды. В результате можно снизить расход энергии на очистку и сушку очищаемых предметов.
Для предотвращения локального перегрева осушающего материала сорбционной колонны во время процесса десорбции предусмотрено расположение нагревательного устройства перед входом сорбционной колонны для воздуха (по направлению движения воздуха) (см., например, патентную заявку DE 102005004096 A1).
Кроме того, в некоторых посудомоечных машинах в качестве осушающего устройства используются отдельные источники тепла, например тепловентилятор в моечной камере. Такой источник тепла используется для нагрева влажного смешанного воздуха в моечной камере во время процесса сушки, чтобы воздух в моечной камере мог поглотить большее количество влаги.
Помимо бытовых посудомоечных машин такие устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости используются также в бытовых стиральных, сушильных и подобных им машинах.
Качественная сушка, в частности, сушка влажных или мокрых очищенных предметов в бытовой посудомоечной машине, предполагает, что тепловое устройство осушения воздуха передаст определенное минимальное количество тепловой энергии в соответствующий нагреваемый поток воздуха. В то же время, однако, с точки зрения эффективности и экономичности желательно, чтобы процесс осушения воздуха потреблял тепловую энергию в количестве, не превышающем определенное максимальное количество. Те же требования предъявляются к устройству нагрева жидкости во время нагрева жидкости, например моющего раствора в посудомоечной машине или стирального раствора в стиральной машине.
На практике, однако, несколько рабочих параметров соответствующего устройства осушения воздуха или устройства нагрева жидкости могут влиять на соответствующую передачу тепловой энергии в поток воздуха или в жидкость. При этом могут возникнуть комбинации параметров, которые могут ухудшить функционирование, характеристики мощности, в частности энергетическую эффективность, и, возможно, даже эксплуатационную надежность устройства осушения воздуха или устройства нагрева жидкости.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является разработка бытового прибора с устройством осушения воздуха и/или устройством нагрева жидкости, в котором можно улучшить регулирование мощности сушки и/или мощности нагрева.
Эта задача решается бытовым прибором вышеуказанного типа за счет того, что предусмотрено, по меньшей мере, одно устройство управления/контроля, предназначенное для определения возможного отклонения соответствующего фактического значения, по меньшей мере, одного параметра электрической сети от заданного значения, и что устройство управления/контроля при обнаружении соответствующего отклонения фактического значения подает, по меньшей мере, один управляющий сигнал с целью регулирования соответствующего электрического компонента.
Благодаря тому что, по меньшей мере, одно устройство управления/контроля определяет возможное отклонение соответствующего фактического значения, по меньшей мере, одного параметра электрической сети от заданного значения и на основании соответствующего обнаруженного отклонения подает, по меньшей мере, один управляющий сигнал с целью регулирования, по меньшей мере, одного электрического компонента устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости, подключенного к электрической сети, можно гарантировать безупречную сушку и/или нагрев, а также безупречную работу других функций бытового прибора (возможно, связанных с ними), даже при меняющихся фактических значениях одного или нескольких параметров соответствующей электрической сети. В частности, можно улучшить требуемую передачу тепловой энергии в поток воздуха и/или жидкость и проводить ее под контролем устройства управления/контроля. Колебания фактических значений одного или нескольких характеристичных параметров электрической сети, к которой подключен один или несколько электрических компонентов устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости, могут учитываться при регулировании одного или нескольких рабочих параметров этих устройств.
В частности, например, в случае бытовой посудомоечной машины выгодным образом может быть улучшена настройка одного или нескольких рабочих параметров одного или нескольких электрических компонентов устройства осушения воздуха, например, с точки зрения мощности сушки, потребления электроэнергии, щадящего обращения с очищаемыми предметами и прочими компонентами и узлами моечной камеры посудомоечной машины и т.д.
Устройство управления/контроля согласно изобретению может использоваться, в частности, с устройством осушения воздуха и/или устройством нагрева жидкости бытовой посудомоечной, стиральной, сушильной машины и т.п.
Согласно первому целесообразному варианту исполнения изобретения параметр электрической сети представляет собой напряжение этой сети и/или частоту этой сети. Выгодным образом эти параметры электрической сети являются определяющими параметрами для устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости бытового прибора согласно изобретению. В частности, эти параметры определяют достижимую передачу тепловой энергии для соответствующего процесса осушения воздуха и/или процесса нагрева жидкости, которая может быть реализована с помощью одного или нескольких электрических компонентов устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости.
Согласно следующему целесообразному варианту исполнения изобретения электрическим компонентом устройства нагрева жидкости является, по меньшей мере, один проточный нагреватель или теплообменник, включенный в контур циркуляции жидкости бытового прибора и предназначенный для нагрева жидкости, в частности моющего раствора, стирального раствора и т.п.
Согласно следующему целесообразному варианту исполнения изобретения в устройстве осушения воздуха в качестве электрических компонентов предусмотрено, по меньшей мере, одно нагревательное устройство и/или, по меньшей мере, один вентилятор. Эти устройства позволяют простым образом и эффективно нагревать воздух.
Согласно следующему целесообразному варианту исполнения изобретения устройство осушения воздуха представляет собой, в частности, устройство сорбционной сушки, которое содержит, по меньшей мере, одну сорбционную камеру с реверсивно дегидрируемым сорбционным материалом. В результате путем сорбции можно обеспечить (в частности, в посудомоечной машине) более экономичную и качественную сушку очищенных предметов в моечной камере посудомоечной машины. В частности, для безупречной сушки влажных очищенных предметов может оказаться достаточной одна только сорбционная сушка, или же к ней может быть добавлена так называемая сушка собственным теплом. В то же время тепловая энергия, затраченная на десорбцию устройства сорбционной сушки, выгодным образом может использоваться для нагрева моющего раствора, по меньшей мере, на одном этапе предварительной помывки и/или очистки программы мойки посуды.
В целесообразном варианте нагревательное устройство устройства сорбционной сушки представляет собой воздухонагреватель, предназначенный для десорбции сорбционного материала в сорбционной камере, причем нагревательное устройство расположено в воздуховоде (по направлению потока воздуха) перед сорбционной камерой и/или в сорбционной камере перед находящимся в ней сорбционным элементом, который содержит сорбционный материал. Такой воздухонагреватель может бережно нагревать сорбционный материал для соответствующего процесса десорбции и эффективно и надежно высвобождать накопленную жидкость, в частности воду. Кроме того, устройство сорбционной сушки целесообразно содержит, по меньшей мере, один вентилятор, который расположен в воздуховоде упомянутого устройства перед сорбционной камерой (по направлению потока воздуха), и служит для создания принудительного потока воздуха, направленного, по меньшей мере, в одно впускное отверстие сорбционной камеры. Такой принудительный поток воздуха выгодным образом может обеспечить пропускание достаточного количества воздуха через сорбционный осушающий материал в сорбционной камере.
Согласно следующему целесообразному варианту исполнения изобретения устройство управления/контроля регулирует соответствующий электрический компонент устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева воздуха с помощью управляющего сигнала таким образом, что количество соответствующей тепловой энергии, вырабатываемое устройством осушения воздуха и/или устройством нагрева жидкости, будет ниже верхнего предела (предельного значения) и/или выше нижнего предела. В результате в максимально возможной степени исключается излишне большой расход энергии на соответствующий процесс осушения воздуха и/или процесс нагрева воздуха. Также предотвращается недопустимо высокий нагрев, который, например, может произойти в сорбционной камере устройства сорбционной сушки или в моечной камере посудомоечной машины во время соответствующего процесса сушки. За счет ограничения вырабатываемой тепловой энергии посредством управляющего сигнала гарантируется, что в максимально возможной степени будут исключены возможные повреждения, вызванные перегревом, или иные недопустимые тепловые нагрузки, воздействующие, например, на очищаемые предметы, встроенные компоненты (например, распыляющие форсунки, корзины для посуды в моечной камере) или иные узлы (например, корпус насоса, зумпф насоса, фильтр и другие узлы посудомоечной машины).
Такая функциональная надежность выгодна, в частности, в том случае, когда устройство осушения воздуха выполнено, предпочтительно, в виде устройства сорбционной сушки. Такое устройство сорбционной сушки содержит, по меньшей мере, одну сорбционную камеру с реверсивно дегидрируемым сорбционным материалом. Для десорбции своего сорбционного осушающего материала такое устройство сорбционной сушки содержит, по меньшей мере, одно устройство нагрева воздуха (являющееся электрическим компонентом), которое подключено к электрической сети. Чтобы можно было высвободить воду, накопленную сорбционным материалом, это нагревательное устройство нагревает сорбционный материал до высокой температуры, в частности до температуры от 200°С до 400°С, предпочтительно от 250°С до 350°С. В случае если напряжение электрической сети, подаваемое на нагревательное устройство устройства сорбционной сушки, превысит обычное номинальное напряжение сети, то, если бы отсутствовали защитные меры, могло бы случиться так, что количество тепла, вырабатываемое нагревательным устройством, оказалось бы недопустимо большим. Это могло бы привести к нарушению функциональности, чрезмерным нагрузкам или повреждению сорбционного материала или соседних узлов сорбционной камеры. Согласно изобретению это выгодным образом предотвращается за счет того, что устройство управления/контроля определяет отклонение имеющегося перенапряжения от обычного номинального напряжения электрической сети и на основании найденного отклонения выводит управляющий сигнал, который ограничивает тепловую энергию десорбции, вырабатываемую нагревательным устройством, таким образом, чтобы она не превышала верхний предел.
Если устройство управления/контроля обнаружит, что по причине отклонения фактического значения, по меньшей мере, одного параметра электрической сети от заданного значения этого параметра количество тепловой энергии, вырабатываемой устройством осушения воздуха и/или устройством нагрева жидкости, окажется слишком малым, то оно с помощью управляющего сигнала выгодным образом может выполнить компенсирующие действия. Такие действия заключаются в регулировании, по меньшей мере, одного компонента устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева воздуха таким образом, чтобы количество вырабатываемой тепловой энергии превышало нижний предел. В результате можно надежно гарантировать, что количество тепловой энергии, вырабатываемой устройством осушения воздуха и/или устройством нагрева жидкости, окажется достаточным для качественного нагрева. Кроме того, в случае устройства сорбционной сушки можно гарантировать, что его нагревательное устройство во время процесса десорбции будет вырабатывать количество тепловой энергии, достаточное для желаемого полного высвобождения накопленной воды.
Согласно следующему целесообразному варианту исполнения изобретения устройство управления/контроля состоит в эффективном соединении с, по меньшей мере, одним электрическим компонентом устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости. Эффективное соединение означает, что с помощью управляющего сигнала компенсируется возможное отклонение соответствующего фактического значения, по меньшей мере, одного параметра электрической сети от заданного значения за счет регулирования одного или нескольких рабочих параметров одного или нескольких электрических компонентов, по существу, таким образом, чтобы один или несколько электрических компонентов устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости могли в значительной степени обуславливать, соответственно, требуемое заданное значение вырабатываемой тепловой энергии. Выгодным образом такой управляющий сигнал устройства управления/контроля позволяет максимально компенсировать изменения или колебания одного или нескольких параметров электрической сети за счет соответствующего регулирования одного или нескольких рабочих параметров одного или нескольких электрических компонентов устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости, чтобы получить от устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости желаемое заданное количество тепловой энергии. Таким образом, гарантируется постоянное безупречное функционирование устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости.
В частности, с целью дальнейшего повышения функциональной надежности устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости может быть целесообразен вариант, в котором устройство управления/контроля с помощью управляющего сигнала регулирует, по меньшей мере, один электрический компонент устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости таким образом, чтобы тепловая энергия, обусловленная одним или несколькими электрическими компонентами при соответствующих имеющихся фактических значениях одного или нескольких электрических параметров электрической сети, в значительной степени соответствовала заданному значению тепловой энергии при заданных, в частности, номинальных значениях одного или нескольких параметров электрической сети. В результате можно особенно надежным образом обеспечить безупречное функционирование устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости.
Согласно следующему выгодному варианту исполнения изобретения может, в частности, оказаться целесообразным, если устройство управления/контроля будет уменьшать длительность работы нагревательного устройства (нагревательного элемента) устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости тем больше и/или будет увеличивать частоту вращения вентилятора устройства осушения воздуха тем больше, чем больше будет нагревательная мощность, обусловленная одним или несколькими электрическими компонентами устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости на основании соответствующих текущих фактических значений одного или нескольких параметров электрической сети. В результате можно надежно противодействовать недопустимо высокому подъему нагревательной мощности одного или нескольких электрических компонентов устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости. То есть, чем меньше длительность нагрева, тем меньше количество тепловой энергии, которое может вырабатываться нагревательным элементом устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости. Чем выше частота вращения вентилятора устройства осушения воздуха, тем быстрее будет отводиться тепло, вырабатываемое для сушки устройством осушения воздуха.
В случае устройства сорбционной сушки такие выгодные меры позволяют, во-первых, максимально предотвратить перегрев, повреждение или другие воздействия на сорбционный материал. Во-вторых, это позволяет исключить ненужные потери энергии, чтобы обеспечить желаемый и безупречный результат соответствующего процесса осушения воздуха или процесса нагрева жидкости.
Разумеется, может быть целесообразным и обратный вариант, в котором устройство управления/контроля будет увеличивать длительность работы нагревательного элемента устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости тем больше, и/или будет снижать частоту вращения вентилятора устройства осушения воздуха тем больше, чем меньше будет нагревательная мощность, обусловленная одним или несколькими электрическими компонентами устройства осушения воздуха на основании соответствующих текущих фактических значений одного или нескольких параметров электрической сети. В результате можно надежно гарантировать, что для соответствующего процесса осушения воздуха и/или процесса нагрева жидкости сможет вырабатываться определенное минимальное количество тепловой энергии. В случае устройства сорбционной сушки может быть достигнута достаточно высокая температура нагрева для соответствующего процесса десорбции сорбционного материала, позволяющая максимально полно высвободить накопленную воду. Таким образом, можно максимально полно осушить (то есть реверсивно обезводить) сорбционный материал, в результате чего этот материал, по существу, восстановит свою исходную способность к поглощению влаги для следующего процесса сушки. В итоге сорбционный материал будет регенерирован для следующего процесса сушки.
Согласно следующему выгодному варианту исполнения изобретения может быть, в частности, целесообразным такое управление нагревательным элементом устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости, выполняемое устройством управления/контроля с помощью управляющего сигнала, при котором длительность его работы (длительность нагрева) будет снижена по сравнению с длительностью нагрева при заданном напряжении сети, если фактическое напряжение электрической сети превысит заданное, в частности, номинальное напряжение электрической сети. В отсутствие такой компенсационной меры (снижения длительности нагрева) повышение напряжения привело бы к вдвое большему повышению нагревательной мощности нагревательного элемента устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости. За счет уменьшения длительности нагрева в той же степени, в которой повышение напряжения сети отражается на повышении нагревательной мощности, можно в максимально возможной степени предотвратить недопустимо сильный нагрев нагревательного элемента устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости, а также избыточно высокий расход энергии.
Согласно следующему выгодному варианту исполнения изобретения может быть, в частности, целесообразным такое управление вентилятором устройства осушения воздуха, выполняемое устройством управления/контроля с помощью управляющего сигнала, при котором частота вращения вентилятора будет увеличена по сравнению с частотой вращения вентилятора при заданном напряжении сети, если фактическое напряжение электрической сети превысит заданное, в частности, номинальное напряжение электрической сети. Повышение частоты вращения вентилятора позволит увеличить объем отводимого воздуха, что приведет к эффекту охлаждения. То есть, в частности, можно гарантировать, что тепловая энергия, вырабатываемая устройством осушения воздуха и являющаяся произведением нагревательной мощности и длительности нагрева, останется в пределах допустимого рабочего диапазона.
Согласно следующему выгодному варианту исполнения изобретения может быть, в частности, целесообразным такое управление нагревательным элементом устройства осушения воздуха, выполняемое устройством управления/контроля с помощью управляющего сигнала, при котором длительность его нагрева будет увеличена по сравнению с длительностью нагрева при заданном напряжении сети, если фактическое напряжение электрической сети окажется ниже заданного, в частности, номинального напряжения электрической сети. В результате можно надежно гарантировать, что для соответствующего процесса осушения воздуха и/или процесса нагрева жидкости сможет вырабатываться определенное минимальное количество тепловой энергии. Дополнительно или независимо от этого может быть целесообразным такое управление вентилятором устройства осушения воздуха, выполняемое устройством управления/контроля с помощью управляющего сигнала, при котором частота вращения вентилятора будет снижена по сравнению с частотой вращения вентилятора при заданном напряжении сети, если фактическое напряжение электрической сети окажется ниже заданного, в частности, номинального напряжения электрической сети. Вентилятор, вращающийся с более низкой частотой, будет отводить меньше тепла.
Согласно следующему выгодному варианту исполнения изобретения может быть, в частности, целесообразным, если устройство управления/контроля будет содержать, по меньшей мере, одно устройство импульсно-фазового управления, предназначенное для регулирования нагревательной мощности нагревательного элемента устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости. Кроме того, в качестве альтернативы или дополнения может быть, в частности, целесообразным, если нагревательное устройство устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости будет содержать один или несколько нагревательных контуров, которые могут по отдельности подключаться или отключаться устройством управления/контроля и предназначены для регулирования нагревательной мощности этого устройства. При необходимости, дополнительно или независимо от этого может оказаться целесообразным наличие в устройстве управления/контроля, по меньшей мере, одного тактового генератора, задающего периодичность работы нагревательного устройства в устройстве осушения воздуха и/или устройстве нагрева жидкости. Это позволит легко регулировать нагревательную мощность.
Согласно следующему выгодному варианту исполнения изобретения может быть, в частности, целесообразным, если устройство управления/контроля с помощью управляющего сигнала будет увеличивать длительность нагрева и/или нагревательную мощность нагревательного элемента устройства осушения воздуха тем больше, чем большей будет частота вращения вентилятора устройства осушения воздуха, обусловленная фактической частотой электрической сети, по сравнению с частотой вращения вентилятора при заданной, в частности, номинальной частоте электрической сети. Может быть целесообразным и обратный вариант, в котором устройство управления/контроля с помощью управляющего сигнала будет снижать длительность нагрева и/или нагревательную мощность нагревательного элемента устройства осушения воздуха тем больше, чем ниже будет частота вращения вентилятора устройства осушения воздуха, обусловленная фактической частотой электрической сети, по сравнению с частотой вращения вентилятора при заданной, в частности, номинальной частоте электрической сети.
Согласно следующему выгодному варианту исполнения изобретения может быть, в частности, целесообразным, если устройство управления/контроля будет содержать, по меньшей мере, один основной контроллер и, по меньшей мере, один дополнительный контроллер, причем дополнительный контроллер будет отвечать за регулирование нагревательного элемента устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости и/или вентилятора устройства осушения воздуха. Это обеспечит дополнительный резерв надежности.
Кроме того, изобретение относится к способу управления бытовым прибором, в частности бытовой посудомоечной машиной, стиральной машиной, сушильной машиной и т.п., которая содержит один или несколько электрических компонентов устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости, подключенных к электрической сети, отличающемуся тем, что, по меньшей мере, одно устройство управления/контроля определяет возможное отклонение соответствующего фактического значения, по меньшей мере, одного параметра электрической сети от заданного значения и что устройство управления контроля при обнаружении соответствующего отклонения фактического значения подает, по меньшей мере, один управляющий сигнал с целью регулирования соответствующего электрического компонента.
Прочие варианты исполнения изобретения раскрываются в зависимых пунктах формулы.
Краткое описание чертежей
Изобретение и варианты его исполнения, а также преимущества изобретения поясняются ниже на основании прилагаемых фигур, на которых изображено:
Фигура 1: схематичный вид варианта исполнения бытовой посудомоечной машины, построенной на принципе управления, описываемом изобретением.
Фигура 2: схематичная диаграмма, на которой показаны кривые компенсации длительности нагрева и частоты вращения вентилятора устройства осушения воздуха бытовой посудомоечной машины (см. фиг.1) в зависимости от напряжения электрической сети.
Фигура 3: схематичная диаграмма тепловой энергии, демонстрирующая компенсационное управление бытовой посудомоечной машины (см. фиг.1) с целью удержания в требуемом рабочем диапазоне.
Осуществление изобретения
Элементы, обладающие одинаковой функциональностью и принципом действия, имеют одинаковые обозначения на фигурах 1-4.
На фигуре 1 схематично показана бытовая посудомоечная машина GS (как пример бытового прибора согласно изобретению). Основные компоненты посудомоечной машины: моечная камера SPB, расположенный под ней донный конструктивный узел BG и устройство STE сорбционной сушки, выполненное в виде устройства осушения воздуха. Предпочтительно, устройство STE сорбционной сушки является внешним, то есть оно расположено вне моечной камеры SPB, частично - на боковой стенке SW, частично - в донном конструктивном узле BG. Основные компоненты этого устройства: по меньшей мере, один воздуховод LK, по меньшей мере, один установленный в нем вентилятор или воздуходувное устройство LT и, по меньшей мере, одна сорбционная камера SB с сорбционным осушающим материалом ZEO. Предпочтительно, в моечной камере SPB расположена одна или несколько решетчатых корзин GK, предназначенных для укладки и мытья очищаемых предметов, например посуды. Для подачи жидкости на очищаемые предметы внутри моечной камеры SPB предусмотрено одно или несколько разбрызгивающих устройств, например одна или несколько вращающихся консолей SA с форсунками. В данном варианте исполнения в моечной камере SPB установлены нижняя вращающаяся консоль с форсунками и верхняя вращающаяся консоль с форсунками.
Для очистки очищаемых предметов посудомоечная машина выполняет программы мойки, которые содержат несколько этапов. В частности, соответствующая программа мойки может содержать, по меньшей мере, следующие отдельные этапы, выполняемые по времени друг за другом:
- по меньшей мере, один этап предварительной помывки для удаления грубых загрязнений с помощью чистой воды и/или достаточно чистой технической воды;
- по меньшей мере, один следующий этап очистки с добавлением моющего средства в промывочную жидкость, в частности в воду;
- по меньшей мере, один следующий этап промежуточного полоскания;
- по меньшей мере, один следующий этап окончательного полоскания с добавлением в жидкость, например в воду, ополаскивателя, в частности кондиционера;
- по меньшей мере, один заключительный этап сушки, на котором выполняется сушка очищенных предметов.
При этом, в зависимости от этапа очистки или мойки выбранной программы мойки посуды, на соответствующие очищаемые предметы подается чистая вода и/или чистая техническая вода с моющим средством (например, для процесса очистки, промежуточного полоскания и/или окончательного полоскания). В данном варианте исполнения соответствующая используемая жидкость обозначается как так называемый промывочный раствор.
В данном варианте исполнения вентилятор LT и сорбционная камера SB расположены в донном конструктивном узле BG под дном ВО моечной камеры SPB. Воздуховод LK начинается от выпускного отверстия ALA, расположенного выше дна ВО моечной камеры SPB в ее боковой стенке SW. Далее участок RA1 трубы воздуховода (со стороны впуска) проходит снаружи этой боковой стенки SW вниз к вентилятору LT в донном конструктивном узле BG. Через соединительный участок VA воздуховода LK выпуск вентилятора LT соединяется с впускным отверстием ЕО сорбционной камеры SB. Выпускное отверстие ALA моечной камеры SPB расположено над дном ВО моечной камеры на такой высоте, которая позволит в максимально возможной степени предотвратить проникновение промывочного раствора или пены от моющего средства во время соответствующего этапа мойки или очистки.
Предпочтительно, вентиляторный блок LT выполнен в виде осевого вентилятора. Он служит для принудительной подачи влажного и горячего воздуха LU из моечной камеры SPB на сорбционный элемент SE в сорбционной камере SB во время соответствующего процесса сушки. Сорбционный элемент SE содержит реверсивно дегидрируемый сорбционный материал ZEO, который может поглощать и накапливать влагу из проходящего через него воздуха LU. Вблизи крышки корпуса сорбционной камеры SB, на верхней стороне, расположено выпускное отверстие АО, которое соединено выпускным элементом AUS, в частности выпускным патрубком, через сквозное отверстие DG в дне ВО моечной камеры SPB с внутренним пространством этой камеры. Таким образом, во время этапа сушки (соответствующей программы мойки посуды), на котором выполняется сушка очищенных предметов, влажный и горячий воздух LU с помощью включенного вентилятора LT может всасываться из внутреннего пространства моечной камеры SPB через выпускное отверстие ALA в воздуховод LK. Затем воздух может передаваться через соединительный участок VA в виде трубки, расположенный между вентилятором и сорбционной камерой, вовнутрь сорбционной камеры SB с целью принудительного продувания реверсивно дегидрируемого сорбционного материала ZEO в сорбционном элементе SE. Сорбционный материал ZEO сорбционного элемента SE вытягивает капли жидкости, в частности влагу из проходящего влажного воздуха, благодаря чему после прохождения сорбционного элемента SE высушенный воздух может вдуваться вовнутрь моечной камеры SPB через выпускной или выдувающий элемент AUS. Таким образом, реализуется замкнутая система циркуляции воздуха через это устройство STE сорбционной сушки.
В сорбционной камере SB перед расположенным в ней сорбционным элементом SE (в направлении потока) находится, по меньшей мере, одно устройство HZ1 нагрева воздуха, предназначенное для десорбции и тем самым регенерации сорбционного материала ZEO. Устройство HZ1 нагрева воздуха служит для нагрева воздуха LU, который с помощью вентилятора LT может вытягиваться по воздуховоду LK в сорбционную камеру SB и продуваться в ней через сорбционный материал ZEO сорбционного элемента SE. Этот принудительно нагретый воздух LS2 забирает из сорбционного материала ZEO при прохождении через сорбционный материал ZEO накопленную влагу, в частности воду, которая была ранее накоплена в нем в ходе предшествующего этапа сушки завершенной программы мойки посуды. Вода, отобранная у сорбционного материала ZEO, переносится нагретым воздухом через выпускной элемент AUS сорбционной камеры SB вовнутрь моечной камеры SPB. Предпочтительно, такой процесс десорбции происходит тогда, когда требуется нагрев промывочного раствора в начале процесса очистки, в частности предварительной помывки, и/или следующего за ним процесса очистки последующей программы мойки посуды. При этом воздух, нагретый для процесса десорбции устройством HZ1 нагрева воздуха, может одновременно использоваться для нагрева промывочного раствора в моечной камере SPB, для нагрева ее внутренних стенок и/или очищаемых предметов в моечной камере, что позволяет экономить энергию.
Кроме того, в дне ВО моечной камеры SPB посудомоечной машины GS имеется зумпф PS насоса с фильтрующей системой. Зумпф PS служит для сбора моющего раствора, который разбрызгивается консолями SA с форсунками во время соответствующего процесса мойки. Зумпф PS соединен системой ZL трубопроводов с верхней и нижней консолью SA с форсунками. При этом в области соединения зумпфа PS предусмотрен циркуляционный насос, который перекачивает моющий раствор из зумпфа PS в подводящие трубопроводы системы ZL трубопроводов. Кроме того, к зумпфу PS подсоединен всасывающий насос или насос LP для стирального раствора, который может частично или полностью откачивать использованный моющий раствор в отводящий трубопровод EL.
Для нагрева моющего раствора в системе ZL трубопроводов, в данном варианте исполнения - в циркуляционном насосе UP, предусмотрено устройство нагрева жидкости, выполненное в виде проточного нагревателя DLE или теплообменника. На него подается электроэнергия от основного контроллера НЕ, по меньшей мере, по одному электрическому питающему проводу SVL5. В частности, электрический питающий провод SVL5 содержит, по меньшей мере, один первый токопроводящий провод (фаза) и, по меньшей мере, один второй токопроводящий провод (нулевой провод). Основной контроллер НЕ подключен к бытовой электрической сети EN соединительным питающим проводом SVL1. Контроллер подключает электрический питающий провод SVL5 к проточному нагревателю DLE, если для соответствующего процесса мойки или очистки требуется нагрев моющего раствора, и отключает его, если нагрев моющего раствора не требуется.
На фигуре 1 донный конструктивный узел BG, помимо основного контроллера НЕ, содержит дополнительный контроллер ZE, который служит для управления и контроля вентилятора LT и устройства HZ1 нагрева воздуха устройства STE сорбционной сушки, а также для подачи на них энергии. Для этого дополнительный контроллер ZE соединен с основным контроллером НЕ электрическим питающим проводом SVL2. Кроме того, основной контроллер НЕ управляет дополнительным контроллером ZE по шине или сигнальному проводу DB. От дополнительного контроллера ZE к нагревательному устройству HZ1 сорбционной камеры ведет, по меньшей мере, один электрический питающий провод SVL3, SVL3*. Он содержит, в частности, первый токопроводящий провод (фаза) и второй токопроводящий провод (нулевой провод). Дополнительный контроллер ZE посредством управляющего провода SVL4 управляет также вентилятором LT. В управляющий провод SVL4 может быть встроен, в частности, электрический питающий провод вентилятора LT.
Если в конце программы мойки посуды желательно выполнить процесс сушки посредством устройства STE сорбционной сушки, то основной контроллер НЕ передает на дополнительный контроллер ZE по управляющему проводу DB управляющий сигнал SS1. По этому сигналу дополнительный контроллер посредством управляющего провода SL4 включит вентилятор LT, в результате чего горячий и влажный воздух может всасываться из моечной камеры в воздуховод LK и подаваться в сорбционную камеру SB с целью осушения.
Когда основной контроллер НЕ запустит процесс десорбции, он подаст на дополнительный контроллер ZE управляющий сигнал SS1, который вызовет включение нагревательного устройства HZ1 сорбционной камеры SB и вентилятора LT.
Чтобы можно было обеспечить безупречную и надежную эксплуатацию различных электрических компонентов, например проточного нагревателя DLE, устройства HZ1 нагрева воздуха сорбционной камеры SB, вентилятора LT в воздуховоде LK устройства STE сорбционной сушки, в пределах заданного рабочего диапазона, их рабочие параметры (например, нагревательная мощность, длительность нагрева и т.п. для проточного нагревателя DLE и устройства HZ1 нагрева воздуха или частота n вращения для вентилятора LT) настраиваются в соответствии с заданными значениями одного или нескольких параметров электрической сети EN. Для установочного или рабочего параметра соответствующего электрического компонента в качестве опорного значения или базы используется определенное заданное значение соответствующего параметра электрической сети. В частности, заданное значение соответствующего параметра электрической сети может представлять собой его номинальное значение. В частности, определяющими параметрами электрической сети является напряжение U сети и частота f сети. Соответствующий установочный диапазон параметра соответствующего электрического компонента, допустимый для его безупречного функционирования, в данном варианте исполнения привязан к номинальным значениям UN, fN напряжения U и частоты f электрической сети EN. Пока напряжение U и частота f электрической сети EN соответствуют этим номинальным значениям UN, fN, может быть гарантировано безупречное функционирование соответствующих электрических компонентов HZ1, LT, DLE.
Целесообразно, рабочие параметры (например, длительность td нагрева, нагревательная мощность HL, частота n вращения вентилятора) одного или нескольких электрических компонентов (например, LT, HZ1 устройства (например, STE) осушения воздуха и/или устройства (например, DLE) нагрева жидкости) обычно настраиваются в связи с номинальными значениями параметров (например, номинальным напряжением и номинальной частотой) соответствующей электрической сети таким образом, чтобы в моечную камеру при выполнении соответствующего процесса сушки или в сорбционную камеру при выполнении соответствующего процесса десорбции могло передаваться определенное требуемое количество тепловой энергии. Таким образом, соответствующее требуемое заданное количество передаваемой тепловой энергии в этой базовой схеме рассчитывается на основании обычных номинальных значений одного или нескольких параметров соответствующей электрической сети. Такая связь номинальных значений одного или нескольких параметров электрической сети и регулирования параметров одного или нескольких электрических компонентов соответствующего устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости определяет тем самым требуемое заданное количество передаваемой тепловой энергии для соответствующего процесса сушки или десорбции. На практике, однако, при отклонении параметров электрической сети от этих номинальных значений может случиться так, что количество передаваемой тепловой энергии, выработанное устройством осушения воздуха и/или устройством нагрева жидкости, будет недопустимо сильно отличаться от рассчитанного количества передаваемой тепловой энергии. В случае процесса сушки это может привести, например, к нежелательной температуре сушки, а в случае процесса десорбции, например, к неудовлетворительному результату десорбции. В случае процесса десорбции это могло бы привести, например, при излишне высокой нагревательной мощности к недопустимым тепловым нагрузкам на сорбционный материал или к его повреждению.
Чтобы можно было точнее, то есть более контролируемо по сравнению с уровнем техники регулировать один или несколько электрических компонентов устройства осушения воздуха, в частности устройства сорбционной сушки, и/или устройства нагрева жидкости, в частности проточного нагревателя бытовой посудомоечной машины, с целью получения определенного количества передаваемой тепловой энергии, предусмотрены, по существу, следующие выгодные способы управления.
Если соответствующее фактическое значение, по меньшей мере, одного параметра (например, напряжения U или частоты f) электрической сети EN отклоняется от своего заданного значения (например, номинального напряжения UN сети или номинальной частоты fN сети), то основной контроллер НЕ, выполняющий функции устройства управления/контроля, определяет это отклонение и на его основании генерирует управляющий сигнал SS1, регулирующий соответствующие электрические компоненты, например, для нагревательного устройства HZ1 и/или вентилятора LT устройства STE сорбционной сушки и/или проточного нагревателя DLE. Если фактическое напряжение UI электрической сети EN, например, превысит номинальное значение UN напряжения, то устройство НЕ управления/контроля обнаруживает это отклонение AU напряжения и на его основании генерирует управляющий сигнал SS1, настраивающий соответствующий электрический компонент. Соответственно, основной контроллер НЕ обнаруживает возможное падение напряжения электрической сети EN относительно номинального значения этого напряжения и на основании этого генерирует управляющий сигнал, регулирующий соответствующие установочные параметры соответствующих электрических компонентов. Аналогичным образом, дополнительно к отклонению напряжения или независимо от него, основной контроллер НЕ может, по необходимости, определять отклонение Δf частоты текущего фактического значения fl частоты f сети от номинального значения fN этой частоты и на основании этого генерировать управляющий сигнал для коррекции соответствующего установочного или рабочего параметра соответствующего электрического компонента. Управляющий сигнал для коррекции обнаруженного отклонения формируется устройством управления/контроля таким образом, чтобы соответствующий установочный параметр соответствующего электрического компонента изменялся таким образом, чтобы упомянутый параметр мог безупречно работать в пределах своего заданного рабочего диапазона.
Что касается устройства STE сорбционной сушки, то, в частности, для соответствующего процесса его десорбции предпринимаются следующие действия по управлению нагревательным устройством HZ1 и вентилятором LT, выполняемые основным контроллером НЕ и дополнительным контроллером ZE, состоящим в эффективном соединении с ним по шине DB данных.
Основной контроллер НЕ проверяет, имеет ли место отклонение ΔU фактического значения UI напряжения U сети от номинального значения UN напряжения и/или отклонение Δf фактического значения fI частоты f сети от номинального значения fN частоты. Такая проверка может выполняться, в частности, постоянно или периодически. В частности, такой запрос или проверка может выполняться непосредственно перед запуском или при запуске соответствующего процесса десорбции. Если, например, основной контроллер НЕ обнаружит перенапряжение сети, то есть обнаружит, что текущее значение UI напряжения сети превышает номинальное значение UN напряжения сети, то он на основании такого отклонения напряжения сгенерирует управляющий сигнал SS1, который снизит длительность td нагрева и/или нагревательную мощность HL нагревательного устройства HZ1 таким образом, чтобы нагревательное устройство HZ1 вырабатывало в сорбционной камере SB такое количество тепловой энергии, которое будет, по существу, соответствовать количеству тепловой энергии, вырабатываемому нагревательным устройством HZ1 при номинальном напряжении UN.
Например, в европейских электрических сетях возможны колебания (ΔU) напряжения от 196 В до 254 В при номинальном напряжении UN 230 В и колебания (Δf) частоты от 16 Гц до 60 Гц при номинальной частоте fN сети 50 Гц. При этом колебания ΔU напряжения непосредственно влияют на нагревательную мощность HL нагревательного устройства HZ1 устройства STE сорбционной сушки, например, во время процесса десорбции, так как изменение ΔU напряжения отражается квадратично на электрической нагревательной мощности HL нагревательного устройства HZ1. В результате температура нагревательного устройства HZ1 и тем самым сорбционного материала ZEO может выйти за пределы допустимого рабочего диапазона для нагревательного устройства HZ1 и/или сорбционного материала ZEO. Например, если напряжение U увеличивается до перенапряжения UI, равного 254 В, что соответствует подъему ΔU в размере примерно 9,5% от номинального напряжения UN 230 В, то нагревательная мощность нагревательного устройства повысится примерно на 18%. Это отражено на диаграмме (см. фиг.2). На этой диаграмме вдоль абсциссы отложено напряжение U сети в вольтах (В). Вдоль левой ординаты отложена длительность td нагрева нагревательного устройства HZ1 в минутах (мин), а вдоль правой ординаты - нагревательная мощность HL нагревательного устройства HZ1 в ваттах (Вт) и частота n вращения вентилятора LT в об/мин. Кривая CHL отражает увеличение нагревательной мощности HL нагревательного устройства HZ1 в зависимости от увеличения напряжения U сети. При номинальном напряжении UN=230 В нагревательное устройство HZ1 обеспечивает нагревательную мощность HLN в размере примерно 1400 Вт. Если напряжение U сети увеличивается до фактического значения U1=254 В, то в данном варианте исполнения нагревательное устройство HZ1 обеспечивает нагревательную мощность в размере примерно 1707 Вт. В то время как напряжение U увеличилось с номинального напряжения UN=230 В до фактического напряжения UE=254 В примерно на 9,5%, нагревательная мощность увеличилась примерно на вдвое большую величину, со значения HLN=1400 Вт при номинальном напряжении UN до значения HLI=1707 Вт. Это соответствует повышению примерно на 20%. Таким образом, увеличение нагревательной мощности в процентном отношении приблизительно в два раза превышает соответствующее повышение напряжения в процентном отношении. В целях компенсации такого повышения ΔHL нагревательной мощности основной контроллер НЕ генерирует управляющий сигнал SS1, который уменьшает длительность tD нагрева нагревательного устройства HZ1, по меньшей мере, настолько, насколько увеличилась нагревательная мощность HL. В частности, длительность tD нагрева снижается, по меньшей мере, примерно пропорционально повышению ΔHL нагревательной мощности. Такому снижению длительности tD нагрева соответствует линейно понижающаяся кривая CtD на фигуре 2. Если при номинальном напряжении UN=230 В нагревательное устройство HZ1 включается для соответствующего процесса десорбции на срок tDN, составляющий примерно 26 минут, при нагревательной мощности HLN, составляющей примерно 1400 Вт, то в данном варианте исполнения длительность tD нагрева при перенапряжении UI=254 В и соответствующей устанавливающейся нагревательной мощности HLI=1707 Вт уменьшается на значение tDC коррекции, составляющее примерно 15 минут. Относительно длительности tDN нагрева, равной 26 минутам при номинальном напряжении UN, длительность tD нагрева снижается примерно на 57%. Это больше, чем было бы необходимо для компенсации увеличения ΔHL нагревательной мощности. При увеличении ΔAHL нагревательной мощности на 20% было бы достаточным 20%-ное снижение ΔtD длительности tD нагрева примерно до 20 минут. Это позволит обеспечить передачу количества WE=WEN тепловой энергии, равного количеству тепловой энергии при номинальном значении UN.
Таким образом, чтобы можно было компенсировать повышение ΔU напряжения и связанное с ним вдвое большее изменение ΔHL нагревательной мощности, соответствующее устройство управления/контроля, в данном случае - основной контроллер НЕ с участием дополнительного контроллера ZE генерирует управляющий сигнал, который снижает длительность tD нагрева, по существу, обратно пропорционально повышению ΔHL нагревательной мощности. В частности, может быть целесообразным снижение длительности tD нагрева на компенсирующий коэффициент, который превышает коэффициент увеличения нагревательной мощности. В результате образуется резерв надежности, позволяющий гарантированно предотвратить недопустимый перегрев во время процесса десорбции. По существу, может быть также целесообразным снижение длительности tD нагрева в степени, превышающей степень увеличения нагревательной мощности HL при повышении напряжения. На фигуре 2 это отражено за счет того, что коррекционная прямая CtD длительности tD нагрева понижается сильнее, чем прямая CHL нагревательной мощности HL.
Обобщая сказанное, за счет того что при возможном увеличении напряжения сети длительность нагрева снижается, по меньшей мере, на компенсационный коэффициент, соответствующий увеличению нагревательной мощности нагревательного устройства, вызванному повышением напряжения, можно гарантированно предотвратить перегрев сорбционного материала в сорбционной камере. Такая компенсация при выполнении соответствующего процесса десорбции позволяет удерживать температуру воздуха (см. LS2 на фиг.1), проходящего через сорбционную камеру, в допустимом диапазоне, в котором в максимально возможной степени предотвращаются тепловые нагрузки или даже повреждения внутренней полости моечной камеры, встроенных деталей (например, корзин для посуды, консолей с форсунками и т.п.) в моечной камере и очищаемых предметов. Поскольку такие компенсационные мероприятия при выполнении соответствующего процесса десорбции позволяют постоянно поддерживать температуру в сорбционной камере на некритичном уровне, температура в окружении сорбционной камеры остается низкой настолько, что донный конструктивный узел и его компоненты, например пластмассовые детали, насосы, двигатели, изоляция и т.п., оказываются защищенными от недопустимо высоких тепловых нагрузок или даже разрушения. Прежде всего выгодно то, что при выполнении соответствующей десорбции всегда гарантируется бережное обращение с сорбционным материалом, то есть в максимально возможной степени исключаются чрезмерные тепловые нагрузки на сорбционный осушающий материал.
Если, напротив, напряжение снизится, то есть напряжение U сети будет ниже своего номинального значения UN, то основной контроллер НЕ с помощью дополнительного контроллера ZE повысит длительность tD нагрева, по существу, в той же мере, то есть прямо пропорционально понижению ΔHL нагревательной мощности, связанному со снижением напряжения. Это позволит нагревательному устройству во время соответствующего процесса десорбции передавать в сорбционную камеру с сорбционным материалом такое количество тепловой энергии, которое необходимо для качественной десорбции сорбционного материала.
Дополнительно к снижению длительности tD нагрева или независимо от него может быть выгодным вариант, в котором устройство НЕ управления/контроля посредством управляющего сигнала подает на дополнительный контроллер ZE команду увеличить частоту n вращения вентилятора, чтобы можно было компенсировать подъем ΔU напряжения и связанное с ним увеличение нагревательной мощности HL. На фигуре 2 этот процесс отражает поднимающаяся прямая CLn. Если при номинальном напряжении UN частота n вращения вентилятора установлена на номинальное значение nN, то после получения управляющего сигнала SS1 от основного контроллера НЕ она увеличивается до более высокого (по сравнению с этой номинальной частотой nN вращения) коррекционного значения nС частоты вращения. В результате увеличивается объем воздуха, пропускаемого через сорбционную камеру SB, то есть время пребывания воздуха в сорбционной камере SB уменьшается по сравнению с условиями, имеющими место при номинальном напряжении UN, и воздух нагревается в меньшей степени. Увеличенная скорость потока воздуха через сорбционную камеру SB, связанная с повышенной частотой вращения вентилятора, обуславливает охлаждение сорбционного осушающего материала. При этом повышение частоты вращения вентилятора может применяться в качестве дополнения к снижению длительности tD нагрева или в качестве отдельной коррекционной меры.
Если, напротив, напряжение электрической сети EN снизится, то есть напряжение U сети уменьшится до значения UI, которое ниже номинального значения UN напряжения, то может быть целесообразным вариант, в котором устройство НЕ управления/контроля снизит частоту n вращения вентилятора LT. В результате уменьшается объем воздуха, пропускаемого через сорбционную камеру SB, то есть время пребывания воздуха в сорбционной камере увеличивается по сравнению с условиями, имеющими место при номинальном напряжении UN, и воздух может нагреваться в большей степени. Таким образом, можно гарантировать, что во время соответствующего процесса десорбции сорбционный материал сможет продуваться потоком достаточно горячего воздуха, что позволит максимально полно высвободить накопленную в нем воду. В результате сорбционный материал может быть регенерирован для следующего процесса сушки.
При этом снижение частоты n вращения вентилятора может запускаться соответствующим устройством управления/контроля в качестве коррекционной меры дополнительно к увеличению длительности нагрева или независимо от него. Для регулирования частоты вращения вентилятора целесообразно, в частности, использовать в вентиляторе так называемый двигатель BLDC, то есть бесщеточный двигатель постоянного тока.
Благодаря уменьшению длительности tD нагрева и/или повышению частоты вращения вентилятора при перенапряжении сети увеличение нагревательной мощности нагревательного устройства, обусловленное повышением напряжения сети, может быть снижено настолько, что количество тепловой энергии, вырабатываемое нагревательным устройством в сорбционной камере, может удерживаться на уровне ниже допустимого верхнего предела. Это показано на фигуре 3. На этой фигуре вдоль абсциссы отложена длительность t, а вдоль ординаты - передаваемая тепловая энергия WE в Вт·с. Для обеспечения достаточной десорбции сорбционного осушающего материала ZEO в сорбционной камере SB необходимо, чтобы нагревательное устройство передало в воздух, проходящий через сорбционный материал, тепловую энергию в количестве, превышающем критичный нижний предел UG. На фигуре 3 этот предел обозначен горизонтальной пунктирной линией. Только при условии, что количество WE тепловой энергии, передаваемой на сорбционный материал ZEO, будет выше этого критичного нижнего предела UG, можно вывести достаточно воды из сорбционного осушающего материала во время соответствующего процесса десорбции, то есть можно в достаточной степени осушить сорбционный материал и максимально регенерировать его для последующего процесса сушки влажных очищенных предметов. Кроме того, необходимо, чтобы количество WE передаваемой тепловой энергии во время соответствующей десорбции сорбционного материала ZEO было ниже критичного верхнего предела OG. Это нужно для предотвращения недопустимых тепловых нагрузок на сорбционный осушающий материал, его повреждения или даже разрушения. Верхний предел OG показан на фигуре 3 также пунктирной горизонтальной линией. Только при условии, что количество WE передаваемой тепловой энергии во время соответствующего процесса десорбции будет ниже этого верхнего предела OG, можно в максимально возможной степени гарантировать, что исходные свойства сорбционного материала ZEO буду сохраняться в течение всего срока службы посудомоечной машины и что достаточный КПД сорбции и десорбции сорбционного осушающего материала сможет поддерживаться в течение длительного времени. Таким образом, при условии, что количество WE передаваемой тепловой энергии, вырабатываемой нагревательным устройством HZ1 в сорбционной камере, во время соответствующего процесса десорбции останется в пределах диапазона между нижним пределом UG и верхним пределом OG, можно в максимально возможной степени гарантировать, во-первых, возможность достаточной десорбции сорбционного материала, а во-вторых, достаточную поглощающую способность сорбционного материала для процесса сушки, который следует за соответствующим процессом десорбции. Таким образом, старение материала, обусловленное недопустимо высокими тепловыми нагрузками на сорбционный материал, в максимально возможной степени исключается, если количество WE передаваемой тепловой энергии останется на уровне ниже верхнего предела OG. Если, например, перенапряжение UE превысит номинальное напряжение UN настолько, что после момента tE запуска процесса десорбции количество WE передаваемой тепловой энергии, вырабатываемое нагревательным устройством HZ1 в сорбционной камере SB, превысит верхний предел OG в последующий момент tK, то в этот критичный момент tK тепловая энергия WE окажется выше допустимого верхнего предела OG. На фигуре 3 это показано кривой WEI1. Она поднимается от момента tE запуска и, начиная с критичного момента tK, пролегает выше допустимого верхнего предела OG. Чтобы предотвратить появление такого недопустимо высокого количества WEI1 тепловой энергии, которое могло бы быть обусловлено очень высоким перенапряжением в отсутствие коррекционных мер, устройство управления/контроля, в данном случае - основной контроллер НЕ рассчитывает коэффициент коррекции, по меньшей мере, для одного установочного параметра нагревательного устройства HZ1 и/или соединенного с ним вентилятора LT. Расчет выполняется таким образом, чтобы фактическое количество WE передаваемой тепловой энергии находилось ниже верхнего предела OG. Основной контроллер НЕ передает этот коэффициент коррекции на дополнительный контроллер ZE посредством управляющего сигнала SS1. В данном варианте исполнения это приводит к такому снижению длительности tD нагрева и/или такому увеличению частоты n вращения вентилятора, при котором количество WEI1 тепловой энергии, которое в отсутствие коррекционных мер могло бы быть передано нагревательным устройством HZ1 в сорбционную камеру SB, будет с помощью коррекционных мер снижено до уровня, который находится ниже верхнего предела OG. График откорректированной таким образом (уменьшенной) передачи тепловой энергии обозначен на фигуре 3 как WEC. В частности, может быть целесообразным вариант, в котором длительность tD нагрева снижается настолько и/или частота n вращения вентилятора увеличивается настолько, что график WEC откорректированной (уменьшенной) передачи тепловой энергии, по существу, соответствует графику WEN теплопередачи при номинальном напряжении UN. На фигуре 3 это показано пунктиром. Снижение количества передаваемой тепловой энергии обозначено на этом графике стрелкой AS.
Если, напротив, устройство управления/контроля обнаружит недопустимо большое снижение напряжения электрической сети EN, то есть, если фактическое напряжение сети окажется значительно ниже номинального напряжения UN, то соответствующее устройство управления/контроля посредством, по меньшей мере, одного управляющего сигнала запустит изменение, по меньшей мере, одного установочного параметра нагревательного устройства HZ1 и/или вентилятора LT, которое позволит количеству тепловой энергии, вырабатываемому нагревательным устройством HZ1 в сорбционной камере SB, подняться выше критичного нижнего предела UG. На фигуре 2 график слишком низкого количества тепловой энергии обозначен пунктирной кривой WE12. Такого количества WE12 тепловой энергии было бы недостаточно для качественного осушения сорбционного материала во время соответствующего процесса десорбции. Основной контроллер НЕ подает управляющий сигнал SS1 на дополнительный контроллер ZE, в соответствии с которым длительность tD нагрева увеличивается настолько и/или частота n вращения вентилятора снижается настолько, чтобы при имеющемся пониженном напряжении количество передаваемой тепловой энергии увеличилось, оказавшись выше критичного нижнего предела UG и ниже критичного верхнего предела OG. Такое увеличение количества передаваемой тепловой энергии обозначено на фигуре 3 стрелкой ΔН.
В частности, может быть целесообразным вариант, в котором количество WEI2 передаваемой тепловой энергии за счет увеличения длительности tD нагрева и/или снижения частоты n вращения вентилятора увеличится настолько, что сможет приблизиться к опорному значению WEN тепловой энергии при номинальном напряжении UN.
Чтобы обеспечить постоянное удержание количества WE тепловой энергии в пределах допустимого диапазона между нижним пределом UG и верхним пределом OG, с помощью управляющего сигнала выполняется регулирование нагревательной мощности HL нагревательного устройства HZ1 и/или частоты N вращения вентилятора LT, если имеет место недопустимое повышение или понижение напряжения, которое могло бы привести к переходу верхнего предела OG или нижнего предела UG. При этом, в частности, на нагревательную мощность HL может влиять соответствующая регулировка длительности tD нагрева.
Кроме того, при необходимости может оказаться целесообразным вариант, в котором нагревательная мощность HL нагревательного устройства HZ1 регулируется с помощью устройства импульсно-фазового управления. В данном варианте управления (см. фиг.1) устройство PAS импульсно-фазового управления предусмотрено в дополнительном контроллере ZE. На фигуре 1 оно обозначено пунктиром.
При необходимости, дополнительно к прочим мерам по регулированию нагревательной мощности или независимо от них может быть предусмотрена подача тактовых импульсов на нагревательное устройство HZ1. Для этого целесообразно предусмотрен тактовый генератор. В варианте исполнения, представленном на фигуре 1, дополнительный контроллер ZE содержит подобный тактовый генератор ТАЕ, предназначенный для подачи тактовых импульсов на нагревательное устройство HZ1. С помощью тактового генератора ТАЕ нагревательное устройство HZ1 может включаться и снова выключаться периодически или, по существу, с задаваемыми интервалами. Поскольку фазы нагрева сменяются фазами покоя, то есть фазами отключения нагревательного устройства HZ1, то, выгодным образом, определенная требуемая нагревательная мощность может воздействовать на сорбционный материал ZEO в сорбционной камере SB более дозированно по сравнению с вариантом, когда в отсутствие тактовых импульсов подача нагревательной мощности с нагревательного устройства HZ1 не прерывается.
Кроме того, дополнительно или независимо от этого для целенаправленного воздействия на нагревательную мощность нагревательного устройства HZ1 может быть выгодным вариант, в котором нагревательное устройство HZ1 содержит несколько нагревательных контуров, которые могут включаться или отключаться. В данном варианте исполнения, представленном на фигуре 1, нагревательное устройство HZ1 дополнительно к первому нагревательному контуру HZ11 содержит второй нагревательный контур HZ12, который обозначен пунктиром. Включение или отключение обоих нагревательных контуров HZ11, HZ12 выполняется дополнительным контроллером ZE за счет подключения соответствующего питающего провода в первом нагревательном контуре HZ11 или втором нагревательном контуре HZ12 к электрической сети EN или отключения от нее. При этом команда на включение или отключение дается основным контроллером НЕ и передается с помощью управляющего сигнала SS1.
Если устройство управления/контроля обнаружит, что частота f сети отклонилась от заданной частоты fN электрической сети EN, то оно может согласно следующему целесообразному варианту коррекции предпринять соответствующее регулирование, по меньшей мере, одного установочного параметра, по меньшей мере, одного электронного компонента устройства STE сорбционной сушки. Это позволит гарантировать, что количество WE тепловой энергии, фактически передаваемое в сорбционную камеру SB, укладывается в допустимый рабочий диапазон между нижним пределом UG и верхним пределом OG. Изменение частоты f1 сети по сравнению с номинальной частотой fN может привести, например, к изменению частоты n вращения вентилятора LT. В частности, это будет иметь место в том случае, если в вентиляторе LT используется электродвигатель с расщепленными полюсами или иной электродвигатель с переменной частотой. За счет изменения частоты n вращения вентилятора LT объем воздуха, перегоняемый вентилятором LT, изменяется по сравнению с условиями, наблюдающимися при номинальной частоте сети. Иными словами, объем воздуха, проходящего через сорбционную камеру SB, изменяется по сравнению с условиями, наблюдающимися при номинальной частоте fN сети. Если фактическая частота fI превышает номинальную частоту fN, то частота n вращения вентилятора LT увеличивается, вследствие чего температура в сорбционной камере SB могла бы опуститься при той же отдаваемой нагревательной мощности нагревательного устройства, что и при номинальной частоте. Ведь теперь объем проходящего воздуха увеличен, так как скорость прохождения воздуха через сорбционную камеру SB больше, чем ранее при номинальной частоте fN. В результате проходящий воздух может нагреваться нагревательным устройством HZ1 менее сильно, чем при номинальной частоте fN. Как следствие, снизится количество WE тепловой энергии, отдаваемое в сорбционный материал ZEO. Чтобы обеспечить удержание количества WE тепловой энергии, передаваемой на сорбционный материал ZEO, в пределах требуемого рабочего диапазона (от нижнего предела UG до верхнего предела OG), можно противодействовать понижению температуры воздуха, обусловленному увеличенной частотой вращения, путем увеличения длительности нагрева при выполнении соответствующего процесса десорбции, повышения нагревательной мощности нагревательного устройства за счет подключения к первому нагревательному контуру, по меньшей мере, одного дополнительного нагревательного контура, и/или повышения нагревательной мощности нагревательного устройства HZ1 с помощью импульсно-фазового управления.
В случае если фактическая частота fI меньше номинальной частоты fN, что может привести к снижению частоты n вращения вентилятора LT и тем самым к повышению температуры воздуха, можно противодействовать связанному с этим увеличению количества передаваемой тепловой энергии путем изменения, в частности, следующих рабочих параметров устройства STE сушки:
- длительность tD нагрева во время соответствующего процесса десорбции снижается по сравнению с длительностью tDN нагрева при номинальной частоте fN,
- нагревательная мощность нагревательного устройства HZ1 уменьшается за счет отключения одного или нескольких нагревательных контуров этого устройства, и/или
- нагревательная мощность нагревательного устройства HZ1 уменьшается за счет импульсно-фазового управления по сравнению с нагревательной мощностью при номинальной частоте fN.
Аналогично устройству STE сорбционной сушки, устройство управления/контроля может обеспечить работу, по меньшей мере, еще одного электрического компонента посудомоечной машины GS в допустимом для него рабочем диапазоне, если наблюдаются отклонения фактического значения, по меньшей мере, одного параметра электрической сети от своего заданного значения. Для этого устройство управления/контроля генерирует, по меньшей мере, один управляющий сигнал, регулирующий, по меньшей мере, один рабочий параметр этого электрического компонента. При этом он регулирует соответствующий рабочий параметр этого электрического компонента, в частности, таким образом, чтобы максимально противодействовать смещению рабочего диапазона, вызванному изменением фактического значения соответствующего параметра. Тем самым можно сохранять в неизменности требуемый рабочий диапазон соответствующего электрического компонента даже в том случае, если значения параметров электрической сети отклонятся от своих номинальных значений. В варианте исполнения, показанном на фигуре 1, устройство управления/контроля может регулировать также устройство нагрева жидкости, выполненное в виде проточного нагревателя DLE, исходя из того, что это устройство даже при колебаниях электрических параметров электрической сети должно постоянно отдавать моющему раствору нагревательную энергию в количестве, необходимом для определенного процесса мойки. Для этого устройство управления/контроля регулирует, по меньшей мере, один рабочий параметр (например, длительность нагрева) проточного нагревателя DLE на основании обнаруженного отклонения соответствующего электрического параметра от его заданного значения. Регулирование выполняется таким образом, чтобы создать противовес такому отклонению электрического параметра или, в частности, максимально компенсировать его воздействие. Таким образом, можно максимально компенсировать возможное изменение количества тепловой энергии, отдаваемой проточным нагревателем DLE, обусловленное изменением значений одного или нескольких параметров сети. То есть, по существу, могут быть установлены такие же условия, которые имеют место при опорных, в частности, номинальных значениях одного или нескольких этих параметров.
Дополнительно следует отметить, что, разумеется, даже во время соответствующего процесса поглощения влаги устройством STE сорбционной сушки, при котором нагревательное устройство HZ1 обычно отключено, частота вращения вентилятора LT может быть откорректирована в соответствии с подробно описанными выше принципами, если возникнут отклонения одного или нескольких параметров электрической сети.
Кроме того, при необходимости, для соответствующего процесса сушки может быть достаточным одно лишь включение устройства сорбционной сушки. При необходимости, может также оказаться целесообразным использование проточного нагревателя для реализации дополнительной сушки собственным теплом за счет нагрева промывочной жидкости во время процесса мойки, который по времени предшествует процессу сушки. Таким образом, можно управлять (или регулировать) в соответствии с изложенными выше принципами как устройством сорбционной сушки, так и проточным нагревателем или теплообменником. Если для соответствующего процесса сушки используется только проточный нагреватель или теплообменник, к нему также может применяться описанный выше способ управления.
При необходимости, может оказаться целесообразным вариант, в котором дополнительный контроллер ZE отсутствует, а его функции управления вентилятором LT и нагревательным устройством HZ1 встроены в основной контроллер НЕ.
Обобщая сказанное, по меньшей мере, одно управляющее устройство выгодным образом может обеспечить максимально возможный учет факторов, влияющих на колебания одного или нескольких параметров электрической сети, в частности параметров сорбции и/или десорбции устройства сорбционной сушки посудомоечной машины. В европейских электрических сетях возможны, например, колебания напряжения от 196 В до 254 В при номинальном напряжении 230 В и колебания частоты от 16 Гц до 60 Гц при номинальной частоте сети 50 Гц. Колебания напряжения непосредственно влияют на нагревательную мощность нагревательного элемента устройства сорбционной сушки во время соответствующего процесса десорбции, так как изменение напряжения отражается квадратично на электрической нагревательной мощности нагревательного элемента устройства сорбционной сушки. В результате температура нагревательного устройства и тем самым температура сорбционной камеры и содержащегося в ней сорбционного материала может выйти за пределы допустимого диапазона для нагревательного устройства, сорбционной камеры и содержащегося в ней сорбционного материала. В частности, тепловые нагрузки или перегрев сорбционного материала могут нарушить его функционирование или даже полностью разрушить его. Кроме того, колебания частоты и напряжения сети в случае двигателей переменного напряжения (например, двигателей с расщепленными полюсами), использующихся в вентиляторе, могут повлиять на частоту вращения вентилятора и тем самым на перегоняемый им объем воздуха, что, в свою очередь, может отразиться на температуре в сорбционной камере SB. Например, если напряжение увеличивается до перенапряжения, равного 254 В, что соответствует процентному подъему в размере примерно 9,5% от номинального напряжения 230 В, то нагревательная мощность нагревательного устройства повысится примерно на 18-20%, так как нагревательная мощность увеличивается как квадрат увеличения напряжения. В результате увеличивается количество тепла, вырабатываемого нагревательным устройством в сорбционной камере, в связи с чем могла бы подняться температура сорбционного материала, что могло бы привести к его повреждению или чрезмерной нагрузке на него. Если не предпринять коррекционных мер, то температура потока воздуха, выдуваемого в моечную камеру во время соответствующего процесса десорбции, может увеличиться, следствием чего может стать повреждение деталей во внутренней полости, например посуды, корзин для посуды, консолей с форсунками и т.п. Кроме того, возможен недопустимый подъем температуры вокруг сорбционной камеры, следствием чего могут быть чрезмерные нагрузки на крепление донного конструктивного узла, окружающие его пластмассовые детали и компоненты донного конструктивного узла, например насосы, двигатели и изоляцию донного конструктивного узла с нижней стороны дна моечной камеры и т.п., а также повреждение или разрушение упомянутых элементов.
Если напряжение опускается, например, до 196 В, то, напротив, температура, необходимая для качественной десорбции сорбционного материала и составляющая примерно 240°C, не будет достигнута. Это может негативно отразиться на способности сорбционного материала к поглощению воды во время следующего процесса сушки и, как следствие, снизить мощность сушки во время последующего процесса сушки.
Для того чтобы можно было максимально компенсировать такие колебания напряжения и/или частоты сети, управляющее устройство может регулировать один или несколько параметров одного или нескольких электрических компонентов устройства сорбционной сушки, противодействуя этим колебаниям. Так, например, при низком напряжении может быть увеличена длительность нагрева. И наоборот, длительность работы нагревательного устройства может быть снижена, если имеет место перенапряжение. Соответственно, при перенапряжении устройство импульсно-фазового управления может снизить нагревательную мощность нагревательного устройства. Дополнительно или независимо от этого нагревательная мощность может варьироваться за счет применения, по меньшей мере, двух нагревательных контуров. Так, например, при перенапряжении может включаться только один нагревательный контур, в то время как при низком напряжении могут включаться два нагревательных контура. Дополнительно к этим мерам или независимо от них при перенапряжении может быть увеличена частота вращения вентилятора, что позволит увеличить объем пропускаемого воздуха и достаточно быстро прогонять горячий воздух через сорбционный материал сорбционной камеры. Соответственно, частота вращения вентилятора может быть снижена при низком напряжении.
В частности, может быть целесообразным вариант, в котором при перенапряжении, превышающем номинальное напряжение, выполняется уменьшение длительности нагрева и повышение частоты вращения вентилятора. И наоборот, если напряжение опускается ниже номинального напряжения, может быть целесообразным увеличение длительности нагрева и снижение частоты вращения вентилятора.
Если управляющее устройство обнаружит изменение частоты сети по сравнению с номинальной частотой подаваемого напряжения сети, то оно может компенсировать влияние колебаний частоты сети (аналогично колебаниям напряжения сети) за счет регулирования длительности нагрева, нагревательной мощности с помощью, по меньшей мере, двух включаемых или отключаемых нагревательных контуров или подачи тактовых импульсов и/или импульсно-фазового управления нагревательным устройством. Таким образом, даже при меняющихся условиях системы энергоснабжения, например при колебаниях напряжения и/или частоты, можно обеспечить достаточное качество или достаточный КПД десорбции. Отсюда вытекает соответствующий коэффициент поглощения влаги при следующем процессе сушки. Кроме того, при таких меняющихся условиях работы может быть гарантирована постоянная тепловая защита моечной камеры и области вокруг сорбционной камеры, так как устройство управления может постоянно устанавливать безопасный режим работы устройства сорбционной сушки. Благодаря тому что управляющее устройство регулирует один или несколько рабочих параметров электрических компонентов устройства сорбционной сушки, в частности вентилятора и/или нагревательного устройства, при изменении фактических значений одного или нескольких параметров электрической сети по сравнению со своими номинальными значениями, можно выполнять качественную регенерацию сорбционного материала при каждом процессе десорбции. Это обеспечивает также качественную сушку при соответствующем следующем процессе поглощения влаги. Кроме того, может быть гарантирована тепловая защита моечной камеры, находящихся в ней компонентов и области вокруг сорбционной камеры. Наконец, можно гарантировать, что сорбционный материал (в частности, цеолит) в сорбционной камере может крайне бережно нагреваться во время соответствующего процесса десорбции с целью высвобождения накопленной в нем воды. В частности, можно гарантировать, что даже при изменении значений одного или нескольких параметров электрической сети нагрев сорбционного материала во время соответствующего процесса десорбции будет происходить максимально бережно.
Выгодным образом перечисленные выше выгодные варианты управления могут также применяться, по меньшей мере, к одному устройству осушения воздуха и/или, по меньшей мере, одному устройству нагрева жидкости, по меньшей мере, еще одного бытового прибора, например стиральной машины, сушильной машины, стирально-сушильной машины и т.п.
Обобщая сказанное, в бытовом приборе, выполненном согласно изобретению, генерируется, по меньшей мере, один управляющий сигнал, выведенный на основании возможного отклонения соответствующего фактического значения от заданного значения, по меньшей мере, одного параметра электрической сети. Благодаря этому такой управляющий сигнал позволяет адаптивно отрегулировать один или несколько электрических компонентов устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости бытового прибора, выполненного согласно изобретению, в зависимости от изменений фактических значений одного или нескольких параметров электрической сети с целью передачи определенного, требуемого количества тепловой энергии во время соответствующего процесса осушения воздуха и/или процесса нагрева жидкости. Иными словами, это позволяет учитывать колебания или изменения соответствующего фактического значения от заданного значения соответствующего параметра электрической сети при регулировании одного или нескольких рабочих параметров соответствующего электрического компонента устройства осушения воздуха и/или устройства нагрева жидкости.