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(11) | EP 4 512 968 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | VERFAHREN ZUR ERKENNUNG DES VERKALKUNGSGRADES EINES WASSERBOILERS EINES DUSCH-WCS |
| (57) Das Verfahren dient der Erkennung des Verkalkungsgrades eines Wasserboilers (10)
eines Dusch-WCs, wobei der Wasserspiegel des Wasserboilers (10) während des Duschzyklus
zwischen einem Maximal- und einem Minimal-Pegel schwankt, so dass zwei im Wasserboiler
(10) angeordnete Metallstäbe (1a;1b) abwechslungsweise einmal in das Wasser tauchen
und ein anderes Mal in der Luft über dem Wasser zu liegen kommen. Der Leitwert und/oder Widerstand zwischen den beiden Metallstäbe (1a;1b) wird jeweils ermittelt, wenn diese zwischen zwei Duschzyklen in der Luft liegen. Der Unterschied Δ zwischen den ermittelten Messwerten wird entweder zu einem vorbestimmten Grenzwert oder zu einem Messwert festgehalten, der bei im Wasser eingetauchten Metallstäben (1a,1b) ermittelt wurde. Beim Erkennen einer signifikanten Änderung des Unterschieds Δ im Verlauf der Duschzyklen erfolgt eine Aufforderung zur Entkalkung des Wasserboilers (10). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erkennung des Verkalkungsgrades eines Wasserboilers eines Dusch-WCs gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Erkennung des Verkalkungsgrades eines Dusch-WCs gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.
[0002] Dusch-WCs mit einem Warmwasserboiler verkalken über die Nutzungsdauer. Aus diesem Grund sind solche Geräte mit einer Entkalkungsfunktion ausgestattet. Dabei wird der Benutzer darauf aufmerksam gemacht eine Entkalkung auszuführen. Aktuell wird diese Aufforderung über das Zählen von Zyklen ggf. Aufheizzyklen durchgeführt, in einer etwas besseren Form unter Einbezug einer einstellbaren Wasserhärte. Diese Ermittlung des Zeitpunktes für eine fällige Entkalkung kann nie optimal sein, da zu viele Unsicherheitsfaktoren im Spiel sind. So entstehen unnötige Kosten und eine Umweltbelastung durch unnötiges Entkalken.
[0003] Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, welche eine einfache und sichere Erkennung des Verkalkungsgrades im Wasserboiler eines Dusch-WCs ermöglicht.
[0004] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einem Verfahren, welches die Merkmale gemäss Anspruch 1 aufweist, sowie einer Vorrichtung, welche die Merkmale gemäss Anspruch 11 aufweist.
[0005] Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im Wesentlichen darin zu sehen, dass dank des erfindungsgemässen Verfahrens bzw. der erfindungsgemässen Vorrichtung die effektive Verkalkung des Boilers ermittelt werden kann, so dass der optimale Zeitpunkt für den Entkalkungsvorgang festgelegt werden kann.
[0006] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können wie folgt kommentiert werden:
Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
- a) Positionieren einer Vorrichtung mit zwei Metallstäben im mit Wasser bis zu einer vorgegebenen Füllhöhe gefüllten Wasserboiler, derart dass die Metallstäben mindestens teilweise in das Wasser eintauchen, wobei die Metallstäbe mit einer Steuerung verbunden sind, welche den Leitwert und/oder Widerstand zwischen den Metallstäbe misst;
- b) Ermitteln des elektrischen Leitwerts und/oder des elektrischen Widerstands zwischen den zwei Metallstäben mittels der Steuerung;
- c) Senken des Wasserniveaus im Wasserboiler durch Betätigung der Dusch-WC-Funktion des Dusch-WC bis die Metallstäbe nicht mehr in das Wasser im Wasserboiler hineinragen;
- d) Ermitteln des elektrischen Leitwerts und/oder des elektrischen Widerstands zwischen den zwei Metallstäben mittels der Steuerung;
- e) Festhalten des Unterschieds Δ zwischen den in den Schritten b) und d) ermittelten beiden Messwerten;
- f) Auffüllen des Wasserboilers mit Wasser bis zur vorgegebenen Füllhöhe, so dass die Metallstäbe wieder in das Wasser eintauchen;
- g) Wiederholung der Schritte d) und e) bei jedem Dusch-WC-Zyklus gemäss den Schritten b) bis f);
- h) Erkennen einer signifikanten Änderung des Unterschieds Δ im Verlauf der sich folgenden Dusch-WC-Zyklen.
[0007] In einer speziellen Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens wird bei einer Reduktion des Unterschieds Δ von 10 %, vorzugsweise von 30 %, ein elektrisches Signal erzeugt.
[0008] Ein andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
- a) Positionieren einer Vorrichtung mit zwei Metallstäben im mit Wasser bis zu einer vorgegeben Füllhöhe gefüllten Wasserboiler, derart dass die Metallstäbe mindestens teilweise in das Wasser eintauchen, wobei die Metallstäbe mit einer Steuerung verbunden sind, welche den Leitwert und/oder Widerstand zwischen den Metallstäbe misst;
- b) Senken des Wasserniveaus im Wasserboiler durch Betätigung der Dusch-WC-Funktion des Dusch-WC bis die Metallstäbe nicht mehr in das Wasser im Wasserboiler hineinragen;
- c) Ermitteln des elektrischen Leitwerts und/oder des elektrischen Widerstands zwischen den zwei Metallstäben mittels der Steuerung;
- d) Vergleich des in Schritt c) ermittelten tatsächlichen Messwerts mit einem vorbestimmten Grenzwert für diesen Messwert;
- e) falls der Grenzwert nicht unterschritten wird: Wiederholung der Verfahrensschritte a) bis d).
[0009] In einer speziellen Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens wird beim Unterschreiten des vorbestimmten Grenzwerts ein elektrisches Signal erzeugt wird.
[0010] Das elektrische Signal kann eine optische oder akustische Anzeige bewirken, welche zur Entkalkung des Wasserboilers auffordert.
[0011] Bei einer speziellen Ausführungsform wird der Leitwert und/oder der Widerstand durch die Dämpfung des elektrischen Signals zwischen den zwei Metallstäben ermittelt.
[0012] Bei einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Erkennen des Verkalkungsgrades des Wasserboilers mittels einer, durch die Verkalkung des Wassers im Wasserboiler entstandenen, kalkhaltigen Verbindung zwischen den zwei Metallstäben, wobei der elektrische Leitwert und/oder der elektrischer Widerstand der kalkhaltigen Verbindung zwischen den zwei Metallstäben ermittelt wird.
[0013] Bei einer besonderen Ausführungsform wird die durch die Verkalkung des Wassers im Wasserboiler entstandene, kalkhaltige Verbindung zwischen den zwei Metallstäben durch das Ausführen der Entkalkungsfunktion des Dusch-WCs abgebaut.
[0014] Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens umfass folgende Schritte:
- (i) ein Rechtecksignal wird über ein RC-Netzwerk auf den einen Metallstab geführt;
- (ii) der zweite Metallstab wird auf GND Potenzial gelegt; und
- (iii) über ein weiteres RC Netzwerk an dem aktiven Metallstab wird über eine resultierende Dämpfung durch das Messmedium eine variable Amplitude des Signales gemessen
[0015] Das Messmedium ist - je nach Zustand der Vorrichtung - entweder Luft, Wasser oder eine Kalkbrücke.
[0016] Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zur Erkennung des Verkalkungsgrades eines Dusch-WCs, wobei das Dusch-WC einen Wasserboiler für die Dusch-WC-Funktion aufweist mit einem Wasserzufluss und einem Wasserabfluss, so dass der Wasserspiegel im Wasserboiler abhängig von der Betätigung der Dusch-WC-Funktion zwischen einer maximalen Höhe und einer minimalen Höhe schwanken kann. Die erfindungsgemässe Vorrichtung umfasst folgende Komponenten:
- zwei Metallstäbe, welche bei maximaler Höhe des Wasserspiegels in das Wasser des Wasserboilers hineinragen und nach Absenken des Wasserspiegels durch Betätigung der Dusch-WC-Funktion ausserhalb des Wassers zu liegen kommen; und
- eine mit den Metallstäben verbundene Steuerung, welche einen Mikrokontroller und zwei RC-Netzwerke umfasst;
[0017] Eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
- (i) ein Rechtecksignal ist über das RC-Netzwerk auf den einen Metallstab führbar;
- (ii) der zweite Metallstab liegt auf GND Potenzial; und
- (iii) über ein weiteres RC-Netzwerk an dem aktiven Metallstab ist über eine resultierende Dämpfung durch das Messmedium eine variable Amplitude des Signales messbar.
[0018] Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist die Steuerung geeignet, den ermittelten elektrischen Leitwert und/oder den elektrischen Widerstand mit einem vorbestimmten Grenzwert zu vergleichen.
[0019] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung verlaufen die Metallstäbe im Wesentlichen parallel zueinander.
[0020] Bei einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung sind die Metallstäbe im Wesentlichen senkrecht zum Wasserspiegel des im Wasserboiler vorhandenen Wassers angeordnet.
[0021] Der kürzeste Abstand zwischen den Metallstäben beträgt zweckmässigerweise mindestens 5 mm, vorzugsweise mindestens 9 mm.
[0022] Der kürzeste Abstand zwischen den Metallstäben beträgt zweckmässigerweise höchstens 20 mm, vorzugsweise höchstens 15 mm.
[0023] Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich zur Verwendung für ein Dusch-WC, welches eine Entkalkungsvorrichtung mit einer Entkalkungsfunktion aufweist.
[0024] Bei einer besonderen Ausführungsform kann der kürzeste Abstand der Metallstäbe wahlweise einstellbar sein.
[0025] Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der teilweise schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.
[0026] Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische vereinfachte Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung; und
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Steuerung der erfindungsgemässen Vorrichtung.
[0027] Das Prinzip des erfindungsgemässen Verfahrens bzw. der erfindungsgemässen Vorrichtung lässt sich anhand der schematischen Darstellung gemäss Fig. 1 erklären. Fig. 1 zeigt schematisch einen Wasserboiler 10 für die Dusch-Funktion eines Dusch-WCs. Der Wasserboiler 10 ist durch eine Wasserzuleitung (nicht gezeigt) bis zur vorgegebenen Wassermenge mit Wasser befüllbar. Bei der Betätigung der Dusch-Funktion des Dusch-WCs wird Wasser durch einen Wasserabfluss 5 zu einer Duschvorrichtung des Dusch-WCs geführt, so dass das Wasserniveau im Wasserboiler 10 absinkt.
[0028] Des Weiteren zeigt Fig. 1 zwei mit einem kürzesten Abstand von 12 mm voneinander beabstandete Metallstäbe 1a;1b, welche in das Wasser im Wasserboiler 10 hineinragen, wobei der Wasserboiler 10, wie in Fig. 1 gezeigt, bis zur vorgegebenen Wassermenge mit Wasser gefüllt ist. Wird das Wasser bei der Betätigung der Dusch-Funktion des Dusch-WCs aus dem Wasserboiler 10 weggeführt, sinkt das Wasserniveau im Wasserboiler, so dass die Metallstäbe 1a;1b nicht mehr in das Wasser des Wassersboilers 10 hineinragen bis der Wasserboiler 10 wieder bis zur vorgegebenen Wassermenge mit Wasser gefüllt wird.
[0029] Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, sind im Wasserboiler 10 des Dusch-WCs die zwei Metallstäbe 1a;1b derart angeordnet, dass sie bei maximaler Höhe des Wasserspiegels (d.h. wenn der Wasserboiler 10 bis zu einer vorgegebenen Füllhöhe mit Wasser gefüllt ist) teilweise in das Wasser tauchen. Der Wasserboiler weist einen Wasserzufluss (nicht dargestellt) und einem Wasserabfluss 5 auf, so dass der Wasserspiegel im Wasserboiler 10 abhängig von der Betätigung der Dusch-WC-Funktion zwischen einer maximalen Höhe und einer minimalen Höhe schwankt.
[0030] Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt besteht die Steuerung 4 aus einem Mikrokontroller 4.3. und zwei RC-Netzwerke 4.1 und 4.2. Ein Rechtecksignal wird über das RC-Netzwerk 4.1 auf den einen Metallstab 1a geführt. Der zweite Metallstab 1b liegt auf GND Potenzial. Über das weitere RC Netzwerk 4.2 kann an dem aktiven Metallstab 1a über eine resultierende Dämpfung durch das Messmedium (Luft, Wasser, Kalkbrücke) eine variable Amplitude des Signals gemessen werden.
[0031] Die Erzeugung des Rechtecksignales sowie die Messung des resultierenden Signales erfolgen durch den Mikrokontroller 4.3., welcher, wie die beiden RC-Netzwerke 4.1. und 4.2. in der Steuerung 4 realisiert sind.
[0032] Über die Nutzungsdauer des Dusch-WCs, primär durch die Aufheizzyklen, verkalkt der Wasserboiler 10, wobei der Kalkgehalt im Wasser des Wasserboilers 10 steigt und sich Kalkablagerungen an der Innenfläche des Wasserboiler 10 bilden. Da die Metallstäbe 1a;1b sich im Wasserboiler 10 überwiegend im Grenzbereich Wasser-Luft des Wasserboilers 10 befinden, bildet sich um die beiden Metallstäbe ein pilz-, bzw. scheibenförmig geformter Kalkaufbau. Mit der Zunahme des Verkalkungsgrades im Wasserboiler 10, nimmt das Volumen der Kalkablagerungen an den beiden Metallstäben 1a;1b zu, bis sich die Kalkablagerungen berühren und eine Kalkbrücke zwischen den beiden Metallstäben 1a; 1b bilden. Diese Kalkbrücke besteht aus dem porösen Calciumcarbonat, wobei die Poren der Kalkbrücke miteinander verbunden und mit Wasser gefüllt sind, so dass eine solche Brücke elektrisch leitfähig ist. Befinden sich anschliessend die, mittels der mit Wasser aus dem Wasserboiler 10 durchtränkte Kalkbrücke verbundenen, Metallstäbe 1a; 1b kurzzeitig (während der Betätigung der Dusch-Funktion des Dusch-WCs) ausserhalb des Wassers, kann das Vorhandensein einer solchen Kalkbrücke zwischen den beiden Metallstäben 1a; 1b mittels einer elektronischen Schaltung erkannt werden. Bedingt durch die Kalkbrücke nimmt der Widerstand ab, bzw. der Leitwert (gegenüber den in der Luft liegenden freien Metallstäben) zu.
[0033] Bei der Ermittlung, ob der vorbestimmte Verkalkungsgrad des Wasserboilers erreicht, bzw. überschritten wurde, wird der elektrische Leitwert und/oder der elektrische Widerstand zwischen den beiden sich ausserhalb des Wassers befindenden Metallstäbe 1a; 1b ermittelt. Dies wird durch die Steuerung 4 mittels der gemessenen Spannung und Ermittlung der Signaldämpfung ausgeführt. Mit dem steigenden Verkalkungsgrad erhöht sich das Volumen der Kalkbrücke zwischen den beiden Metallstäben 1a;1b, wobei der elektrische Widerstand abnimmt bzw. der elektrische Leitwert zunimmt. Die Zunahme des elektrischen Leitwerts bzw. die Abnahme des elektrischen Widerstands werden durch Messung des Leitwerts zwischen den beiden Metallstäben 1a,1b ermittelt. Die ermittelten Werte werden durch die Steuerung 4 mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen, wobei beim Erreichen bzw. Unterschreiten des vorgegebenen Grenzwerts ein elektrisches Signal zum Anzeigen der Notwendigkeit eines Entkalkungsvorgangs des Dusch-WCs erzeugt wird. Die Anzeige kann visuell mit einer Leuchte oder über eine geeignete Benutzerapp auf einem Handy erfolgen.
[0034] Durch das Ausführen des Entkalkungsvorgangs wird die, durch die Verkalkung des Wassers im Wasserboilers 10 entstandene, Kalkbrücke zwischen den beiden Metallstäben 1a; 1b abgebaut.
dadurch gekennzeichnet, dass
(i) jeweils der Leitwert und/oder Widerstand zwischen den beiden Metallstäben (1a;1b) ermittelt wird, wenn diese zwischen zwei Duschzyklen in der Luft liegen; und
(ii) der Unterschied Δ zwischen den in Schritt (i) ermittelten Messwerten entweder zu einem vorbestimmten Grenzwert oder zu einem Messwert festgehalten wird, der bei im Wasser eingetauchten Metallstäben (1a,1b) ermittelt wurde; und
(iii) eine signifikante Änderung des Unterschieds Δ im Verlauf der sich folgenden Duschzyklen erkannt wird.
a) Positionieren einer Vorrichtung mit zwei Metallstäben (1a; 1b) im mit Wasser bis zu einer vorgegebenen Füllhöhe gefüllten Wasserboiler (10), derart dass die Metallstäben (1a; 1b) mindestens teilweise in das Wasser eintauchen, wobei die Metallstäbe (1a; 1b) mit einer Steuerung (4) verbunden sind, welche den Leitwert und/oder Widerstand zwischen den Metallstäbe (1a; 1b) misst;
b) Ermitteln des elektrischen Leitwerts und/oder des elektrischen Widerstands zwischen den zwei Metallstäben (1a; 1b) mittels der Steuerung (4);
c) Senken des Wasserniveaus im Wasserboiler (10) durch Betätigung der Dusch-WC-Funktion des Dusch-WC bis die Metallstäbe (1a; 1b) nicht mehr in das Wasser im Wasserboiler hineinragen;
d) Ermitteln des elektrischen Leitwerts und/oder des elektrischen Widerstands zwischen den zwei Metallstäben (1a; 1b) mittels der Steuerung (4);
e) Festhalten des Unterschieds Δ zwischen den in den Schritten b) und d) ermittelten beiden Messwerten;
f) Auffüllen des Wasserboilers (10) mit Wasser bis zur vorgegebenen Füllhöhe, so dass die Metallstäbe (1a;1b) wieder in das Wasser eintauchen;
g) Wiederholung der Schritte d) und e) bei jedem Dusch-WC-Zyklus gemäss den Schritten b) bis f);
h) Erkennen einer signifikanten Änderung des Unterschieds Δ im Verlauf der sich folgenden Dusch-WC-Zyklen.
a) Positionieren einer Vorrichtung mit zwei Metallstäben (1a; 1b) im mit Wasser bis zu einer vorgegeben Füllhöhe gefüllten Wasserboiler (10), derart dass die Metallstäbe (1a; 1b) mindestens teilweise in das Wasser eintauchen, wobei die Metallstäbe (1a; 1b) mit einer Steuerung (4) verbunden sind, welche den Leitwert und/oder Widerstand zwischen den Metallstäbe (1a; 1b) misst;
b) Senken des Wasserniveaus im Wasserboiler (10) durch Betätigung der Dusch-WC-Funktion des Dusch-WC bis die Metallstäbe (1a; 1b) nicht mehr in das Wasser im Wasserboiler hineinragen;
c) Ermitteln des elektrischen Leitwerts und/oder des elektrischen Widerstands zwischen den zwei Metallstäben (1a; 1b) mittels der Steuerung (4);
d) Vergleich des in Schritt c) ermittelten tatsächlichen Messwerts mit einem vorbestimmten Grenzwert für diesen Messwert;
e) falls der Grenzwert nicht unterschritten wird: Wiederholung der Verfahrensschritte a) bis d).
(i) ein Rechtecksignal über ein RC-Netzwerk (4.1) auf den einen Metallstab (1a) geführt wird;
(ii) der zweite Metallstab (1b) auf GND Potenzial gelegt wird; und
(iii) über ein weiteres RC Netzwerk (4.2) an dem aktiven Metallstab (1a) über eine resultierende Dämpfung durch das Messmedium eine variable Amplitude des Signales gemessen wird.
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung folgendes umfasst:
- zwei Metallstäbe (1a; 1b), welche bei maximaler Höhe des Wasserspiegels in das Wasser des Wasserboilers (10) hineinragen und nach Absenken des Wasserspiegels durch Betätigung der Dusch-WC-Funktion ausserhalb des Wassers zu liegen kommen;
- eine mit den Metallstäben (1a;1b) verbundene Steuerung (4), welche einen Mikrokontroller (4.3.) und zwei RC-Netzwerke (4.1 und 4.2) umfasst;
wobei die Steuerung (4) geeignet ist die Dämpfung der Spannung und somit den elektrischen Leitwert und/oder den elektrischen Widerstand zwischen den beiden Metallstäben (1a; 1b) zu ermittelt.(i) ein Rechtecksignal über das RC-Netzwerk (4.1) auf den einen Metallstab (1a) führbar ist;
(ii) der zweite Metallstab (1b) auf GND Potenzial liegt; und
(iii) über ein weiteres RC Netzwerk (4.2) an dem aktiven Metallstab (1a) über eine resultierende Dämpfung durch das Messmedium eine variable Amplitude des Signales messbar ist.