DE4403737A1 - Wasch- oder Geschirrspülmaschine mit einem Wärmetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Wasch- oder Geschirrspülma­ schine mit einem Wärmetauscher, dessen Primär-Kreis im Zuge einer aus dem Laugenbehälter führenden Abwasserleitung und dessen Sekundär-Kreis im Zuge einer in den Laugenbehälter führenden Frischwasserleitung liegt.

Durch die DE 39 00 617 A1 ist eine Waschmaschine mit einem Wärmetauscher der eingangs genannten Art bekannt. Die im allgemeinen in der aus dem Laugenbehälter abzuführenden Lau­ ge enthaltene Wärmeenergie ist mengenmäßig nicht so groß, daß Wärmetauscher der bekannten Art ausreichen würden, um einen erheblichen Teil dieser Wärmeenergie für die Benutzung zur Erwärmung des dem Laugenbehälter zuzuführenden Frisch­ wassers nutzen zu können. Da folglich die speicherbare und übertragbare Wärmeenergie-Menge zu klein ist, hat es bisher an realistischen Anwendungen dieses sowie ähnlicher weiterer Vorschläge gefehlt. Insgesamt ist aber die Ausnutzung der im Abwasser vorhandenen Wärmeenergie weiterhin interessant, so daß nach brauchbaren Methoden oder Einrichtungen zur Über­ tragung dieser Wärmeenergie an das in einer Wasch- oder Spülmaschine Zuge führte Frischwasser weiterhin ein Bedürfnis besteht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wasch- oder Geschirrspülmaschine der eingangs genannten Art dahin­ gehend zu verbessern, daß die Menge der übertragbaren Wär­ meenergie aus dem Abwasser an das Frischwasser entscheidend gesteigert werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Wärmetauscher einen mit einem Medium zum Speichern latenter Wärmeenergie angefüllten Hohlraum aufweist, der in einer Weise mit den beiden Kreisen Kontakt hat, daß ohne Vermi­ schung des Mediums mit den Inhalten der beiden Kreise oder der Inhalte der beiden Kreise untereinander jeweils ein ma­ ximal möglicher Austausch von Wärmeenergie zwischen dem In­ halt im Primärkreis und dem Medium einerseits sowie zwischen dem Medium und dem Inhalt im Sekundär-Kreis andererseits stattfinden kann.

Auf diese Weise kann dem Wunsch nach möglichst umfangreicher Übertragung von Wärmeenergie aus dem Abwasser des Laugenbe­ hälters in das Frischwasser zum Laugenbehälter am besten Rechnung getragen werden; denn das Speichermedium ist in der Lage, zusätzlich zu dem Innenraum des Wärmetauschers einen beachtlichen Teil von Wärmeenergie zu speichern und auf ge­ nauso einfache Weise auch wieder abzugeben.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind mindestens zwei Frischwasserleitungen mit je einem Magnet­ ventil vorgesehen, von denen eine Frischwasserleitung unmit­ telbar oder über eine Wasch- oder Spülmittel-Zufuhreinrich­ tung und die andere Frischwasserleitung über den Sekundär- Kreis des Wärmetauschers direkt oder über die Wasch- oder Spülmittel-Zufuhreinrichtung in den Laugenbehälter geführt ist. Auf diese Weise kann die Frischwasserzufuhr bei Bedarf über den Wärmetauscher geführt und vorgewärmt werden oder an dem Wärmetauscher vorbeigeführt und unmittelbar (oder über die Wasch- oder Spülmittel-Zufuhreinrichtung) in den Laugen­ behälter geführt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, die Abwasserleitung mit einem den Wärmetauscher umge­ henden Bypass zu versehen, der über eine automatisch steuer­ bare Wasserweiche anstelle des Primär-Kreises des Wärmetau­ schers einschaltbar ist. Auf diese Weise kann in Abhängig­ keit von der Temperatur des Abwassers entschieden werden, ob das Abwasser über den Wärmetauscher oder an dem Wärmetau­ scher vorbeigeführt werden soll. Dies wäre beispielsweise bedeutend bei der Abführung von kaltem Spülwasser aus dem Laugenbehälter.

Weiterhin können in der Wasch- oder Geschirrspülmaschine ein Steuergerät und eine mit dem Inhalt des Laugenbehälters in Wärmekontakt stehende Temperatur-Messeinrichtung vorgesehen sein, welch letztere an einen Steuergeräte-Eingang ange­ schlossen ist. Weiterhin kann das Steuergerät Ausgänge ha­ ben, die an die Magnetventile und/oder an die Wasserweiche zum Steuern der Frischwasser- und Abwasserleitungen in Ab­ hängigkeit von der Temperatur des Laugenbehälter-Inhalts an­ geschlossen sind. Hierdurch ist die automatische Steuerung des Wärmehaushalts in Abhängigkeit vom jeweiligen Programm­ stand und der im Laugenbehälter vorhandenen Temperatur mög­ lich.

In besonders vorteilhafter Weise kann die erfindungsgemäße Wasch- und Geschirrspülmaschine dadurch weitergebildet wer­ den, daß das Medium ein Hydrat ist, das bei Aufnahme einer gegebenen Menge der Wärmeenergie sein gebundenes Wasser freisetzt und sich darin löst, bei Abgabe derselben Menge an Wärmeenergie jedoch das Lösungswasser wieder an sich bindet. Die Wahl des Hydrats eröffnet Einflußmöglichkeiten auf das für die übertragbare Wärmemenge jeweils erforderliche Tempe­ raturniveau. Im übrigen wird die übertragbare Wärmemenge durch die Menge des Speichermediums bestimmt.

In besonders vorteilhafter Weise sollte der Wärmetauscher eine den Hohlraum vollständig umschließende Wärmeisolierung aufweisen. Hierdurch ist es möglich, die gespeicherte Wär­ meenergie auch über längere Zeit zur Wiederverwendung bereit zu halten, z. B. für später ablaufende Wasch- oder Spülpro­ gramme.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels ist die Erfindung nachstehend erläutert. Es zeigen

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Latent-Wärmespeicher-Wärmetauschers und

Fig. 2 die leitungsmäßige und steuerungsmäßige Einbin­ dung eines solchen Wärmetauschers in eine Wasch­ maschine.

Der Wärmetauscher 1 enthält einen Primär-Kreis 3 und einen Sekundär-Kreis 2, die im Sinne des Wärmeflusses zwischen den beiden Kreisen von einem Hohlraum 4 getrennt sind, der mit einem Latent-Wärmespeicher-Medium 5 angefüllt ist. Der Frischwasserzulauf 6 für den Sekundär-Kreis 2 liegt links und der Abwasserzulauf 7 im Primär-Kreis 3 rechts. Entspre­ chend hat der Sekundär-Kreis 2 seine kalte Seite 8 links und der Primärkreis 3 seine warme Seite 9 rechts. Dadurch ergibt sich ein Gegen- oder Kreuzstrom-Wärmetauscher. Über den Auslauf 10 ist der Sekundär-Kreis 2 mit dem Frischwas­ serverbraucher verbindbar und über den Auslauf 11 der Pri­ mär-Kreis 3 mit dem Laugenabfluß 27 (Fig. 2) (hier nicht näher dargestellt).

Die in Fig. 2 dargestellte Waschmaschine enthält einen Kaltwasserzulauf 12, der sich in zwei Frischwasserleitungen 13 und 14 verzweigt. In diesen Frischwasserleitungen liegen Magnetventile 15 und 16, von denen das Magnetventil 15 über eine Leitungsverbindung zur Einspülschale 17 geführt ist. Das Magnetventil 16 ist über eine Leitungsverbindung 18 mit dem Eingang 6 der Sekundärseite 2 des Wärmetauschers 1 ver­ bunden. Der Ausgang 11 der Sekundärseite des Wärmetauschers 2 ist wiederum über eine Verbindungsleitung 19 mit der Waschmitteleinspülschale 17 verbunden. Alternativ hierzu kann diese Leitung aber auch unmittelbar im Laugenbehälter 20 der Waschmaschine angekoppelt sein.

Der Laugenbehälter 20 ist mit seiner Ablauföffnung 21 über eine Laugenpumpe 22 an eine Wasserweiche 23 angeschlossen. Durch die Wasserweiche 23 kann die Ablaufleitung 24 wahl­ weise mit dem Eingang 7 der Primärseite 3 des Wärmetau­ schers 1 oder mit dem Bypass 25 verbunden werden, der den Wärmetauscher 1 umgibt. Hinter dem Wärmetauscher 1 vereini­ gen sich wieder die vom Ausgang 11 der Primärseite kom­ mende Leitung 26 und der Bypass 25 zu einem Laugenabfluß 27. An den Laugenbehälter 20 ist eine Temperaturerfassungs­ einrichtung 28 angekoppelt, deren Signale über eine elek­ trische Leitung 29 an das Steuergerät 30 gemeldet werden. Eine weitere Eingangsleitung 31 des Steuergerätes 30 ist mit einem Programmwähler 32 verbunden.

Das Steuergerät 30 hat drei Ausgänge 33 bis 35, von denen der Ausgang 33 über eine Steuerleitung 36 an die Wasserwei­ che 23 angeschlossen ist. Immer wenn der Temperaturgeber 28 eine genügend hohe Temperatur des Laugenbehälter-Inhalts gemeldet hat, steuert das Steuergerät 30 in einem geeigne­ ten Programmschritt die Wasserweiche 22 in eine Stellung, bei der die Abwasserleitung 24 mit dem Eingang 7 des Pri­ mär-Kreises 3 der Wärmetauscher 1 verbunden ist. Sobald die Laugenpumpe 22 den Laugenbehälter entleert, wird die warme Lauge durch die Primärseite 3 des Wärmetauschers 1 ge­ führt und kann dort einen erheblichen Teil ihrer gespei­ cherten Wärmemenge an den Latent-Wärmespeicher 5 abgeben. Entsprechend kühl verläßt das Abwasser den Wärmetauscher über den Ausgang 11 in den Laugenabfluß 27.

Über die Leitungen 37 und 38 sind die Signalausgänge 34 und 35 des Steuergerätes 30 mit den Magnetventilen 15 und 16 verbunden. Sobald für den vorausliegenden Prozeßablauf aus­ schließlich kaltes Frischwasser gebraucht wird, wird über den Signalausgang 34 des Steuergerätes 30 das Magnetventil 15 betätigt und der kalte Frischwasserzulauf 12 über die Leitung 13 mit der Waschmitteleinspülschale 17 verbunden. Alternativ dazu kann das Steuergerät 30 bei Bedarf von war­ mem Frischwasser das Magnetventil 16 betätigen und das kal­ te Frischwasser über die Leitung 18 der Sekundärseite 2 des Wärmetauschers zuführen, aus deren Ausgang 10 das erwärmte Frischwasser über die Leitung 19 zur Waschmitteleinspül­ schale 17 bzw. unmittelbar zum Laugenbehälter 20 geführt wird.

Je nach gefordertem Temperaturbereich kann der Latent-Wär­ mespeicher 5 Phenol, Paraffin und/oder Diphenylamin enthal­ ten oder ein Hydrat, dessen gebundenes Wasser bei Aufnahme von Wärmeenergie freigesetzt wird und das Salz oder das Hy­ droxyd in Lösung gehen läßt. Der Temperaturbereich für den Phasenübergang bzw. für den Übergang von gebundenem Wasser in freies Wasser oder umgekehrt kann zwischen ca. 30°C und ca. 60°C liegen.

Damit der Wärmetauscher 1 zum Speichern der Wärmeenergie über möglichst lange Zeit geeignet ist, empfiehlt sich seine Isolierung durch einen Wärmeschutzmantel 39 (Fig. 1), der den Hohlraum 4 für das Latent-Wärmespeicher-Medium 5 mög­ lichst dicht umschließt.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungs­ beispiel beschränkt. In adäquater Weise kann die Erfindung auch bei Geschirrspülmaschinen angewendet werden. Anpas­ sungserfordernisse an die möglicherweise andersartige Kon­ struktion und Programmgestaltung sollen die Erfindung nicht beschränken.

Claims (6)

1. Wasch- oder Geschirrspülmaschine mit einem Wärmetau­ scher, dessen Primär-Kreis im Zuge einer aus dem Lau­ genbehälter führenden Abwasserleitung und dessen Sekun­ där-Kreis im Zuge einer in den Laugenbehälter führenden Frischwasserleitung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (1) einen mit einem Medium (5) zum Speichern von latenter Wärmeenergie angefüllten Hohl­ raum (4) aufweist, der in einer Weise mit den beiden Kreisen (2 und 3) Kontakt hat, daß ohne Vermischung des Mediums (5) mit den Inhalten der beiden Kreise (2 und 3) oder der Inhalte der beiden Kreise (2 und 3) unter­ einander jeweils ein maximal möglicher Austausch von Wärmeenergie zwischen dem Inhalt im Primär-Kreis (3) und dem Medium (5) einerseits sowie zwischen dem Medium (5) und dem Inhalt im Sekundär-Kreis (2) andererseits stattfinden kann.

2. Wasch- oder Geschirrspülmaschine nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Frischwasser­ leitungen (13 und 14) mit je einem Magnetventil (15 und 16) vorgesehen sind, von denen eine Frischwasserleitung (13) unmittelbar oder über eine Wasch- oder Spülmittel- Zuführeinrichtung (17) und die andere Frischwasserlei­ tung (15) über den Sekundär-Kreis (2) des Wärmetau­ schers (1) direkt oder über die Wasch- oder Spülmittel- Zuführeinrichtung (17) in den Laugenbehälter (20) ge­ führt ist.

3. Wasch- oder Geschirrspülmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwasserleitung (24, 26, 27) mit einem den Wärmetauscher (1) umgehenden By­ pass (25) versehen ist, der über eine automatisch steu­ erbare Wasserweiche (23) anstelle des Primär-Kreises (3) des Wärmetauschers (1) einschaltbar ist.

4. Wasch- oder Geschirrspülmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuergerät (30) und eine mit dem Inhalt des Laugenbehälters (20) in Wärme­ kontakt stehende Temperatur-Meßeinrichtung (28) vorge­ sehen sind, welch letztere an einen Steuergeräte-Ein­ gang (Leitung 29) angeschlossen ist und daß das Steuer­ gerät (30) Ausgänge (33 bis 35) hat, die an die Magnet­ ventile (15 und 16) und/oder an die Wasserweiche (23) zum Steuern der Frischwasser- und Abwasserleitungen (13, 14 und 24 bis 26) in Abhängigkeit von der Tempera­ tur des Laugenbehälter-Inhalts angeschlossen sind.

5. Wasch- oder Geschirrspülmaschine nach einem der vorste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Medi­ um (5) ein Hydrat ist, das bei Aufnahme einer gegebe­ nen Menge von Wärmeenergie sein gebundenes Wasser frei­ setzt und sich darin löst, bei Abgabe derselben Menge an Wärmeenergie jedoch das Lösungswasser wieder an sich bindet.

6. Wasch- oder Geschirrspülmaschine nach einem der vorste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wär­ metauscher (1) eine den Hohlraum (4) vollständig um­ schließende Wärmeisolierung (39) aufweist.