DE10022613A1 - Condensation clothes dryer, has auxiliary resistance heater consisting one or more semiconductor resistors that heat coolant for heat pump circuit condenser - Google Patents
Condensation clothes dryer, has auxiliary resistance heater consisting one or more semiconductor resistors that heat coolant for heat pump circuit condenserInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kondensations-Wäschetrockner mit einer Wär mepumpe und einem geschlossenen Prozessluft-Kreislauf, der von einer Wä schetrommel ausgeht und über einen Verdampfer, ein Gebläse, einen Ver dichter und einen Kondensator sowie eine Zusatz-Widerstandsheizung wieder zur Wäschetrommel zurück führt.The invention relates to a condensation dryer with a heat mepumpe and a closed process air circuit by a wash goes out drum and over an evaporator, a blower, a Ver denser and a capacitor and an additional resistance heater again leads back to the laundry drum.
Ein derartiger Kondensations-Wäschetrockner ist aus der DE 31 13 471 A1 bekannt. Wie die DE 26 53 322 C2 zeigt, werden auch PTC-Widerstände für die Zusatz-Heizung in einem Wäschetrockner eingesetzt. Da die PTC-Widerstände einen Widerstandswert aufweisen, der mit steigender Temperatur etwa ex ponentiell zunimmt, müssen Vorkehrungen getroffen werden, um im Kaltstart den Startstrom zu begrenzen und im Heizbetrieb eine Überlastung der Heizung zu verhindern. Aus diesem Grunde ist bei dem bekannten Wäschetrockner vor gesehen, dass über die Programmschaltung die PTC-Widerstände im Kaltstart in einer Serienschaltung und im Heizbetrieb in einer Parallel- oder Teilparallel schaltung betrieben werden. Dies setzt jedoch einen Aufwand in der Programm steuerung und entsprechend leistungsstarke Schaltmittel voraus. Zudem muss die Heizung durch kostenaufwendige Regel- und Steuereinrichtungen an die herrschenden Betriebsverhältnisse angepasst und bei Störungen oder Ausfall der Regel- und Steuereinrichtung vor Überlastungen mit möglicher Brandgefahr ge schützt werden.Such a condensation dryer is from DE 31 13 471 A1 known. As DE 26 53 322 C2 shows, PTC resistors for the Additional heating used in a tumble dryer. Because the PTC resistors have a resistance value, which ex increases ponentially, precautions must be taken to cold start limit the starting current and overload the heating in heating mode to prevent. For this reason, the known tumble dryer seen that the PTC resistors in the cold start in a series connection and in heating operation in a parallel or partial parallel circuit operated. However, this puts an effort in the program control and correspondingly powerful switching means ahead. In addition, must the heating through costly regulating and control devices to the prevailing operating conditions and in the event of malfunction or failure of the Regulation and control device against overloads with possible fire risk be protected.
Um einen derartigen Kondensations-Wäschetrockner mit optimalem Wirkungs grad zu betreiben, ist es notwendig, die Wärmepumpe an unterschiedliche Be triebsbedingungen wie Kaltstartphase, Aufheizphase und Betriebsphase, anzu passen. Dazu sind stets andere Betriebsparameter für die Wärmepumpe vorzu geben, was aber mit hohem technischem Aufwand verbunden ist.To such a condensation dryer with optimal effectiveness degree, it is necessary to connect the heat pump to different loads drive conditions such as cold start phase, heating phase and operating phase fit. For this, other operating parameters for the heat pump are always preferred give what is connected with high technical effort.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem Kondensations-Wäschetrockner der eingangs erwähnten Art eine Anpassung an die unterschiedlichen Betriebsbe dingungen ohne zusätzlichen technischen Mehraufwand allein durch die Zusatz- Widerstandsheizung zu erreichen.It is an object of the invention in a condensation dryer type mentioned at the beginning an adaptation to the different Betriebsbe conditions without additional technical effort simply through the additional To achieve resistance heating.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Zusatz-Wider standsheizung aus einem oder mehreren Halbleiter-Widerständen besteht, die das Kältemittel für den Kondensator des Wärmepumpenkreises aufheizen. This object is achieved according to the invention in that the additional contra parking heater consists of one or more semiconductor resistors that heat up the refrigerant for the condenser of the heat pump circuit.
Mit dieser Einbindung der Halbleiter-Widerstände in den Wärmepumpenkreis wird erreicht, dass mit entsprechendem Selbstregelungseffekt ohne jedes Über hitzungsrisiko allein durch die Wahl der Charakteristiken der Halbleiter- Widerstände ohne Schalter, Thermostate und dgl. eine automatische Anpassung an die unterschiedlichen Betriebsbedingungen möglich ist und der Wärmepum pen-Kondensator in der Aufheizphase schneller hochgeheizt wird.With this integration of the semiconductor resistors in the heat pump circuit is achieved with a corresponding self-regulation effect without any overs risk of heating solely by choosing the characteristics of the semiconductor Resistors without switches, thermostats and the like. An automatic adjustment to the different operating conditions and the heat pump pen capacitor is heated up faster in the heating phase.
Die als PTC-Widerstände ausgebildeten Halbleiter-Widerstände heizen als Zu satz-Widerstandsheizung beim Kaltstart mit voller Heizleistung, bei steigender Temperatur reduzieren sie aufgrund ihres steigenden Widerstandes die Heiz leistung auf den auslegungsbedingten Heizstrom und bei weiter steigender Tem peratur die Heizleistung gegen Null absinkt, so dass eine Überhitzung sicher vermieden ist.The semiconductor resistors designed as PTC resistors heat as closed Set resistance heating on cold start with full heating power, with increasing Temperature reduce the heating due to their increasing resistance power on the design-related heating current and when the temperature continues to rise temperature the heating power drops to zero, so that overheating is safe is avoided.
Eine weitere Anpassungsmöglichkeit liegt darin, dass die PTC-Widerstände in Parallel-, Serien- oder Teilparallelschaltung miteinander verbunden sind. Dieser Schaltungsaufbau der PTC-Widerstände wird zum Erreichen einer bestimmten Gesamtcharakteristik mit verwendet.Another adjustment option is that the PTC resistors in Parallel, series or partially parallel connection are interconnected. This Circuit design of the PTC resistors is used to achieve a certain Overall characteristics used with.
Damit die PTC-Widerstandsheizung in der Kaltstartphase als Anlaufheizung wirkt und den Kaltstartstrom begrenzt, sieht eine Ausgestaltung vor, dass mit der Parallel-, Serien- oder Teilparallelschaltung der PTC-Widerstände ein oder mehrere NTC-Widerstände in Reihe geschaltet sind.So that the PTC resistance heater in the cold start phase as start-up heater acts and limits the cold start current, one embodiment provides that with the parallel, series or partially parallel connection of the PTC resistors one or several NTC resistors are connected in series.
Die NTC-Widerstände bestimmen mit ihren Kaltwiderständen den Startstrom und die PTC-Widerstände mit ihren Heißwiderständen in der verwendeten Schal tung den Heizstrom der Zusatz-Widerstandsheizung. The NTC resistors determine the starting current with their cold resistors and the PTC resistors with their hot resistors in the scarf used the heating current of the additional resistance heater.
Eine direkte Einwirkung auf den Wärmepumpen kreis ergibt sich dann, wenn die Zusatz-Widerstandsheizung in einen Durchflusserhitzer integriert ist, der zwischen Verdichter und Kondensator der Wärmepumpe eingeschleift ist. Ste hen die PTC- und die NTC-Widerstände mit dem Kondensator in thermischem Kontakt, dann ändern sich dessen Parameter entsprechend der herrschenden Betriebsbedingungen.A direct effect on the heat pump circuit arises when the Additional resistance heating is integrated in a flow heater between the compressor and the condenser of the heat pump. Ste the PTC and NTC resistors with the capacitor in thermal Contact, then its parameters change according to the prevailing Operating conditions.
Die direkte Beeinflussung der Betriebsparameter des Wärmepumpenkreises kann nach einer Ausgestaltung durch die Zusatz-Widerstandsheizung automatisch auch dadurch erreicht werden, dass die Zusatz-Widerstandsheizung in einem Bypass des Kondensators eingebaut ist oder dass die Zusatz-Widerstandshei zung als indirekt heizende Komponenten thermisch leitend an einer oder meh reren Stellen des Kondensators angebracht oder eingebaut sind.It can directly influence the operating parameters of the heat pump circuit according to an embodiment by the additional resistance heater automatically can also be achieved in that the additional resistance heater in one Bypass of the capacitor is installed or that the additional resistance tongue as indirectly heating components thermally conductive on one or more other points of the capacitor are attached or installed.
Für die Einbeziehung der Halbleiter-Widerstände in die Schaltung der Zusatz- Widerstandsheizung ist vorgesehen, dass die Halbleiter-Widerstände der Zusatz- Widerstandsheizung vorzugsweise plattenartig ausgebildet und zwischen als Metall-Konktakt- oder -Kühlplatten ausgebildeten Punkten der Widerstands schaltung angeordnet und elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Die automatische Anpassung der Zusatz-Widerstandsheizung wird dadurch erreicht, dass mindestens ein vorgeschalteter NTC-Widerstand und ein nachgeschalteter PTC-Widerstand über die Metall-Kontakt- oder -Kühlplatten miteinander in ther mischem Kontakt stehen.For the inclusion of the semiconductor resistors in the circuit of the additional Resistance heating is provided that the semiconductor resistors of the additional Resistance heater preferably formed like a plate and between as Metal contact or cooling plates formed points of resistance arranged circuit and electrically connected together. The automatic adaptation of the additional resistance heating is achieved that at least one upstream NTC resistor and one downstream PTC resistance across the metal contact or cooling plates with each other in ther are in contact.
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs beispiels näher erläutert. Es zeigen: The invention is based on an embodiment shown in the drawings example explained in more detail. Show it:
Fig. 1 schematisch den Prozessluft-Kreislauf in einem Kondensations- Wäschetrockner mit Wärmepumpe und Zusatz-Widerstandshei zung, Fig. 1 shows schematically the process air circuit in a condensation clothes dryer with a heat pump and additional Widerstandshei pollution,
Fig. 2 den Kondensator der Wärmepumpe mit verschiedenen Kombinatio nen mit der Zusatz-Widerstandsheizung und Fig. 2 shows the condenser of the heat pump with various combinations with the additional resistance heater and
Fig. 3 einen Stromlaufplan für eine Schaltung der PTC- und NTC-Wider stände einer Zusatz-Widerstandsheizung. Fig. 3 is a circuit diagram for a circuit of the PTC and NTC opp states an additional resistance heater.
Bei einem Kondensations-Wäschetrockner nimmt eine Wäschetrommel 1 die zu trocknenden Wäschestücke 12 auf. Die Wäschetrommel 1 ist um eine Achse 2 in Drehbewegungen versetzbar, damit die Wäschestücke 12 umgewälzt werden. Der Prozessluft-Kreislauf weist einen Feucht-Warmbereich 3, einen entfeuch teten und abgekühlten Bereich 10 und einen Heiß-Trockenbereich 6 auf und ist geschlossen.In the case of a condensation tumble dryer, a laundry drum 1 receives the laundry items 12 to be dried. The laundry drum 1 can be rotated about an axis 2 so that the laundry items 12 are circulated. The process air circuit has a wet and warm area 3 , a dehumidified and cooled area 10 and a hot and dry area 6 and is closed.
Die Prozessluft wird an einem Ausgang der Wäschetrommel 1 abgesaugt und gelangt über den Feucht-Warmbereich 3 zum Verdampfer 11 der Wärmepumpe. Wie die Saugleitung 9 zeigt, ist der Verdampfer 11 mit dem Verdichter 8 verbunden. In die Druckleitung 5 zum Kondensator 7 der Wärmepumpe ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung ein Durchflusserhitzer 14 eingeschleift, in dem eine Zusatz-Widerstandsheizung W1 eingebaut ist, wie Fig. 2 zeigt. Der Kondensator 7 steht über die Leitung 4 mit dem Drosselventil 13 mit dem Ver dampfer 11 in Verbindung. Aus dem Kondensator 7 gelangt die Prozessluft über einen Eingang wieder zur Wäschetrommel 1 zurück, wobei der Eingang an der dem Ausgang gegenüberliegenden Trommelstirnseite angeordnet ist.The process air is sucked out at an outlet of the laundry drum 1 and reaches the evaporator 11 of the heat pump via the wet-warm area 3 . As the suction line 9 shows, the evaporator 11 is connected to the compressor 8 . According to one embodiment of the invention, a flow heater 14 is inserted into the pressure line 5 to the condenser 7 of the heat pump, in which an additional resistance heater W1 is installed, as shown in FIG. 2. The condenser 7 is connected via line 4 with the throttle valve 13 to the United steamer 11 . The process air returns from the condenser 7 via an inlet to the laundry drum 1 , the inlet being arranged on the drum end face opposite the outlet.
Die Prozessluft wird am Kondensator 7 der Wärmepumpe erhitzt und nimmt ab kühlend beim Passieren der Wäschetrommel 1 verdunstendes Wasser auf, das bei Abkühlung im Verdampfer 11 der Prozessluft entzogen und als Kondens wasser abgegeben wird.The process air is heated on the condenser 7 of the heat pump and takes up cooling water as it passes through the washing drum 1 , which evaporates when the process air is cooled in the evaporator 11 and is released as condensed water.
Die Wärmepumpe entzieht am Verdampfer 11 Energie, die sie einschließlich der Kondensationswärme der kondensierten Feuchtigkeit aus der Wäsche und Tei len seiner eigenen Verlustwärme am Kodensator 7 diesem wieder zuführt.The heat pump extracts energy from the evaporator 11 , which, including the heat of condensation of the condensed moisture from the laundry and parts of its own heat loss at the condenser 7 , supplies it again.
Um einen derartigen Kondensations-Wäschetrockner mit optimalem Wirkungs grad zu betreiben, ist es notwendig, den Wärmepumpen kreis an unterschiedli che Betriebsbedingungen, wie Kaltstartphase, Aufheizphase und Betriebsphase anzupassen. Dabei hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Kaltstartphase und die Aufheizphase verkürzt werden.To such a condensation dryer with optimal effectiveness degree of operation, it is necessary to switch the heat pump circuit to different che operating conditions, such as cold start phase, heating phase and operating phase adapt. It has proven to be advantageous if the cold start phase and the heating-up phase can be shortened.
Dazu ist eine Zusatz-Widerstandsheizung mit Vorteil einsetzbar, wenn diese mit Halbleiter-Widerständen aufgebaut wird. PTC-Widerstände als Halbleiter-Wider stände vergrößern ihren Widerstand mit steigender Temperatur, so dass beim Erreichen einer maximalen Grenz-Temperatur die Heizleistung gegen Null ten diert. Besonders vorteilhaft wird dies erreicht, wenn diese maximale PTC- Temperatur wenig unterhalb der Betriebstemperatur der Wärmepumpe gewählt wird, so dass sie nur in der Aufheizphase der Wärmepumpe als Zusatz-Wider standsheizung wirkt. For this purpose, an additional resistance heater can be used with advantage if this is included Semiconductor resistors is built. PTC resistors as semiconductor resistors stands increase their resistance with increasing temperature, so that when When the maximum temperature is reached, the heating output is close to zero dated. This is achieved particularly advantageously if this maximum PTC Temperature selected a little below the operating temperature of the heat pump is, so that it is only in the heating phase of the heat pump as an additional counter auxiliary heating works.
Als Anlaufheizung besonders vorteilhaft ist, wenn die PTC-Widerstände in den Kondensator integriert sind. Damit benötigt die Zusatz-Widerstandsheizung keine eigenen luftseitigen Wärmeabgabeflächen, kein eigenes Befestigungs system und es findet eine direkte Beheizung des Wärmepumpen-Kondensators und damit des dem Kondensator zugeführten Kältemittels statt, da diese in direktem thermischen Kontakt zu den PTC-Widerständen steht.It is particularly advantageous as start-up heating if the PTC resistors in the Capacitor are integrated. The additional resistance heating is therefore required no own air-side heat emission surfaces, no own fastening system and there is direct heating of the heat pump condenser and thus the refrigerant supplied to the condenser instead, as this in direct thermal contact to the PTC resistors.
Wie die Fig. 2 zeigt, können die PTC-Widerstände der mit der Wärmepumpe in tegrierten Zusatz-Widerstandsheizung W3 an verschiedenen Stellen des Kon densators 7 im thermischen Kontakt angebracht sein. Die PTC-Widerstände können auch in einem Bypass zum Kondensator 7 untergebracht sein, wie die Zusatz-Widerstandsheizung W2 zeigt. Die Zusatz-Widerstandsheizung W1 kann auch Bestandteil eines Durchflusserhitzers 14 sein, der zwischen Verdichter 8 und Kondensator 7 in den Wärmepumpenkreis eingeschleift ist.As shown in FIG. 2, the PTC resistors of the additional resistance heater W3 integrated with the heat pump can be attached at various points in the capacitor 7 in thermal contact. The PTC resistors can also be accommodated in a bypass to the capacitor 7 , as the additional resistance heater W2 shows. The additional resistance heater W1 can also be part of a flow heater 14 which is looped between the compressor 8 and the condenser 7 in the heat pump circuit.
Soll der Startstrom in der Kaltstartphase begrenzt werden, dann können die in Parallel-, Serien- oder Teilparallelschaltung betriebenen PTC-Widerstände mit NTC-Widerständen NTC1 und NTC2 in Reihe vorgeschaltet werden, wie der Stromlaufplan nach Fig. 3 zeigt. Dabei kann jedem NTC-Widerstand NTC1 bzw. NTC2 eine Parallelschaltung von zwei PTC-Widerständen PTC1 und PTC2 bzw. PTC3 und PTC4 nachgeschaltet sein. Die Schaltung wird von einer Wechsel spannung L, N gespeist. Wie die mit KK, K1, K1', K2 bezeichneten Punkte der Schaltung erkennen lassen, können durch vorzugsweise plattenförmige Kontakt körper oder Kühlkörper, die mit den plattenförmigen PTC- und NTC-Widerstän den in elektrischem Kontakt stehen, die für die Schaltung erforderlichen elek trischen Verbindungen realisiert werden. Dabei können die Kühlkörper K1 und K1' auch durch einen einzigen Kühlkörper realisiert sein, so dass schon die beiden NTC-Widerstände NTC1 und NTC2 parallel geschaltet sind. Die Auswahl der NTC- und PTC-Widerstände und die Schaltung derselben richtet sich nach der gewünschten Gesamtcharakteristik der Zusatz-Widerstandsheizung W1, W2 oder W3, um die Anpassung an die Betriebsbedingungen Kaltstartphase, Auf heizphase und Betriebsphase zu ereichen. Dabei sind auch die unterschiedlichen Charakteristiken von NTC- und PTC-Widerständen mit unterschiedlichen Wider standsverläufen mit als Variationsparameter einbeziehbar.If the starting current is to be limited in the cold start phase, the PTC resistors operated in parallel, series or partially parallel connection can be connected in series with NTC resistors NTC1 and NTC2, as the circuit diagram according to FIG. 3 shows. Each NTC resistor NTC1 or NTC2 can be followed by a parallel connection of two PTC resistors PTC1 and PTC2 or PTC3 and PTC4. The circuit is powered by an alternating voltage L, N. As can be seen from the points of the circuit identified by KK, K1, K1 ', K2, preferably plate-shaped contact bodies or heat sinks, which are in electrical contact with the plate-shaped PTC and NTC resistors, provide the electrical circuitry required for the circuit Connections can be realized. The heat sinks K1 and K1 'can also be realized by a single heat sink, so that the two NTC resistors NTC1 and NTC2 are already connected in parallel. The selection of the NTC and PTC resistors and the switching thereof depends on the desired overall characteristics of the additional resistance heater W1, W2 or W3 in order to achieve the adaptation to the operating conditions cold start phase, heating phase and operating phase. The different characteristics of NTC and PTC resistors with different resistance profiles can also be included as variation parameters.
Eine besondere Anpassungssteuerung, z. B. mit programmgesteuerter Verände rung der Schaltung der Zusatz-Widerstandsheizung, kann entfallen, ebenso eine Sicherheitsschaltung zur Verhinderung einer Überhitzung, da ein weiterer An stieg des Heizstroms über den Betriebsstrom hinaus automatisch schon durch die Gesamtcharakteristik der Zusatz-Widerstandsheizung verhindert wird.A special adjustment control, e.g. B. with program-controlled changes tion of the circuit of the additional resistance heater, can be omitted, as well Safety circuit to prevent overheating, because another An the heating current rose automatically above the operating current the overall characteristic of the additional resistance heater is prevented.
Claims (11)
dass die NTC-Widerstände (NTC1, NTC2) mit ihrem Kaltwiderstand den Startstrom begrenzen und
dass die PTC-Widerstände (PTC1 bis PTC4) mit ihren Heißwiderständen in der Parallel-, Serien- oder Teilparallelschaltung den Maximalstrom der Zusatz-Widerstandsheizung (W1, W2, W3) festlegen.5. condensation dryer according to claim 4, characterized in
that the NTC resistors (NTC1, NTC2) limit the starting current with their cold resistance and
that the PTC resistors (PTC1 to PTC4) with their hot resistors in the parallel, series or partially parallel connection determine the maximum current of the additional resistance heater (W1, W2, W3).
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- 2001-02-28 EP EP01104870A patent/EP1154065B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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