DE102009002482A1

DE102009002482A1 - Energieeffizienter Trockner und Verfahren zu seinem Betrieb

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Publication number: DE102009002482A1
Application number: DE102009002482A
Authority: DE
Inventors: Harald MOSCHÜTZ; Thomas Schneider; Henrik Birke
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2010-10-21

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Trockner 1 mit einer Trocknungskammer 3 für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkanal 2, einer Heizung 11 zur Erwärmung der Prozessluft und einem ersten Gebläse 12, einer Programmsteuerung 10, einem Wärmetauscher 25, 27 und einer Feuchtesensoranordnung 15, 16 zur Messung von Feuchtesignalen als Maß für eine Feuchte der Prozessluft. In der Programmsteuerung 10 sind erste Mittel zur Auswertung der von der Feuchtesensoranordnung 15, 16 gemessenen Feuchtesignale und zweite Mittel zum Beeinflussen von Stellgliedern 11, 12 für den Betrieb des Trockners vorhanden und derart eingerichtet, dass ein in der Programmsteuerung 10 hinterlegter vorgegebener Zahlenbereich für die relative Feuchtigkeit in einem Trocknungsverfahren durch Beeinflussen der Stellglieder 11, 12 eingehalten werden kann. Die Erfindung betrifft außerdem ein bevorzugtes Verfahren zum Betrieb dieses Trockners.

Description

Die Erfindung betrifft einen Trockner mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkanal, einer Heizung zur Erwärmung der Prozessluft und einem ersten Gebläse, einer Programmsteuerung, einem Wärmetauscher und einer Feuchtesensoranordnung zur Messung von Feuchtesignalen als Maß für eine Feuchte der Prozessluft, und ein bevorzugtes Verfahren zu seinem Betrieb.
Der hierin verwendete Begriff Trockner umfasst Geräte, die lediglich zum Trocknen von Wäsche verwendet werden können, die eigentlichen Trockner, und Waschtrockner, in denen sowohl ein Trocknungsverfahren als auch ein Waschverfahren durchgeführt werden kann. Da es hierin insbesondere auf die Trocknerfunktionen ankommt, wird im Folgenden nicht mehr ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch Waschtrockner umfasst, ohne dabei den Rahmen der Erfindung jedoch auf eigentliche Trockner zu beschränken.
Im Allgemeinen werden Wäschetrockner als Abluft- oder Kondensationstrockner betrieben. Ein Kondensationstrockner, deren Funktionsweise auf der Kondensation der mittels zirkulierender Prozessluft verdampften Feuchtigkeit aus der Wäsche beruht, benötigt keinen Abluftschlauch und ermöglicht eine Energierückgewinnung aus der erwärmten Prozessluft, beispielsweise durch Verwendung einer Wärmepumpe. Das im Kondensationstrockner anfallende Kondensat wird gesammelt und entweder abgepumpt oder durch manuelles Entleeren eines Auffangbehälters entsorgt.
Bei einem Ablufttrockner wird dagegen im Allgemeinen die nach dem Durchgang durch eine Wäschetrommel mit Feuchtigkeit beladene Luft aus dem Trockner geleitet. Eine Wärmerückgewinnung ist nicht ausgeschlossen, findet aber häufig nicht statt – nicht zuletzt deshalb, weil der Ablufttrockner möglichst einfach aufgebaut und billig zu erwerben sein soll.
Ablufttrockner mit Wärmerückgewinnung sind grundsätzlich bekannt. So beschreibt die DE 30 00 865 A1 einen solchen Wäschetrockner mit Wärmerückgewinnung. Der Wäschetrockner besteht aus einem die Wäsche aufnehmenden und bewegenden Behälter, in welchen ein von einem Heizelement erwärmter Zuluftstrom mündet, während die feuchte Warmluft als Abluft über einen Auslass geführt wird. Im Zuluftstrom ist vor dem Heizelement ein Wärmetauscher angeordnet, der von der feucht-heißen Abluft aus dem Behälter durchströmt wird, so dass Wärme von der Abluft auf die Zuluft übertragen wird.
Die Energieeffizienz eines Ablufttrockners kann außerdem durch ein Umluftsystem verbessert werden. Hierbei wird die mit Feuchtigkeit aus der Wäsche in der Trocknungskammer beladene Prozessluft teilweise wieder über die Heizung dem Trocknungsprozess zugeführt. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass von der Wäsche in der Trocknungskammer herrührende Flusen zur Heizung gelangen können. Dies kann zu einer Verflusung der nachgelagerten Luftwege inkl. der Heizung führen. Es sind daher entsprechende Gegenmaßnahmen wie z. B. die Verwendung von Filtereinrichtungen zu ergreifen. Jedenfalls sind mehr Bauteile erforderlich.
Ebenfalls nachteilig ist, dass durch die höhere relative Feuchte der Abluft und den prozessbedingt niedrigen Prozessluftstrom deutlich mehr Kondensat im meistens langen Abluftkanal entsteht und sich auch mehr Flusen im Abluftkanal ablagern.
Die für einen Benutzer eines Trockners für die Durchführung eines Trocknungsverfahrens akzeptable Zeit kann sehr unterschiedlich sein. In extremen Fällen muss ein Trocknungsverfahren möglichst rasch ablaufen, oder aber die aufzuwendende Zeit spielt überhaupt keine Rolle. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn ein Trocknungsverfahren über Nacht durchgeführt werden kann. Bei einer weniger strikten Zeitvorgabe kann prinzipiell ein Trocknungsverfahren flexibler durchgeführt werden.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Trockner mit verbesserter Energieeffizienz sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen.
Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch einen Trockner mit den Merkmalen des entsprechenden unabhängigen Patentanspruchs sowie das Verfahren des entsprechenden unabhängigen Patentanspruchs. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Trockners sind in entsprechenden abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Trockners entsprechen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt, auch wenn dies hierin nicht explizit festgestellt ist.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Trockner mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkanal, einer Heizung zur Erwärmung der Prozessluft und einem ersten Gebläse, einer Programmsteuerung, einem Wärmetauscher und einer Feuchtesensoranordnung zur Messung von Feuchtesignalen als Maß für eine Feuchte der Prozessluft. In der Programmsteuerung sind erste Mittel zur Auswertung der von der Feuchtesensoranordnung gemessenen Feuchtesignale und zweite Mittel zum Beeinflussen von Stellgliedern für den Betrieb des Trockners vorhanden und derart eingerichtet sind, dass ein in der Programmsteuerung hinterlegter vorgegebener Zahlenbereich für die relative Feuchtigkeit in einem Trocknungsverfahren durch Beeinflussen der Stellglieder eingehalten werden kann.
Im erfindungsgemäßen Trockner ist bzw. sind eine Leistung der Heizung und/oder eine Rotationszahl des ersten Gebläses vorzugsweise variabel; somit ergeben sich erfindungsgemäß die Heizung und das erste Gebläse als Stellglieder für den Betrieb, auf welche entsprechend zweite Mittel der Programmsteuerung einzuwirken haben. Ist – beispielsweise in einem Kühlluftkanal zur Förderung von Kühlluft zum als Luft-Luft-Wärmetauscher ausgebildeten Wärmetauschers, ein zweites Gebläse vorgesehen, so kann dieses ebenfalls als Stellglied verwendet werden. Auch weitere entsprechend steuerbare Komponenten des Trockners sind als Stellglieder denkbar, beispielsweise Klappen und Ventile zur Regelung des Flusses der Prozessluft oder, falls gegeben, Kühlluft.
Die ersten und zweiten Mittel innerhalb der Programmsteuerung sind insbesondere als elektrische Schaltungen, gegebenenfalls als entsprechend programmierte Schaltungen in der Programmsteuerung, ausgeführt.
Vorzugsweise ist die Leistung der Heizung variabel. Die Variation der Leistung kann dadurch erreicht werden, dass die Leistung der Heizung an sich variiert werden kann, aber auch dadurch, dass eine ein- oder mehrstufige Heizung unterschiedlich lange und häufig an- und ausgeschaltet sein kann.
Der hierin verwendete Begriff „Heizung” bedeutet insbesondere eine elektrische Heizung.
Erfindungsgemäß wird vorzugsweise eine ein- oder zweistufige Heizung eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform des Trockners weist die erste Heizstufe eine kleinere Leistung auf als die zweite Heizstufe. Hierbei weist die erste Heizstufe vorzugsweise eine Leistung im Bereich von 200 bis 600 Watt, vorzugsweise von 300 bis 500 Watt, auf und die zweite Heizstufe eine Leistung im Bereich von 1000 bis 1800 Watt, vorzugsweise im Bereich von 1200 bis 1600 Watt. Durch geeignete alleinige Verwendung oder Zusammenschaltung der zwei Heizstufen lassen sich so vier Schaltzustände der Heizung mit vier verschiedenen Heizleistungen bilden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der erfindungsgemäße Trockner einen Luft-Luft-Wärmetauscher mit einem Kühlluftkanal, in dem sich ein zweites Gebläse befindet. Eine Rotationszahl des zweiten Gebläses ist vorzugsweise variabel, womit das zweite Gebläse dann als Stellglied eingesetzt werden kann. In Verbindung mit einer einfachen Heizung, insbesondere einer elektrischen Heizung wie soeben beschrieben, ergibt sich diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trockners damit als klassischer Kondensationstrockner.
Beim ersten Gebläse und/oder beim zweiten Gebläse liegt die variable Rotationszahl vorzugsweise im Bereich von 1000 bis 5000, mehr bevorzugt im Bereich von 1500 bis 3500 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2000 bis 3000 Umdrehungen/min.
Im erfindungsgemäßen Trockner kann die Feuchtesensoranordnung Feuchtesensoren an verschiedenen Stellen umfassen, so beispielsweise zwischen Trommel und Wärmetauscher oder zwischen Wärmetauscher und Heizung. Es sind im Rahmen der Erfindung Anordnungen mit nur einem Feuchtesensor und Anordnungen mit mehreren Feuchtesensoren denkbar. Der in der Programmsteuerung hinterlegte vorgegebene Zahlenbereich für die relative Feuchtigkeit der Prozessluft hängt im Allgemeinen von der Anordnung des Feuchtesensors im Prozessluftkanal ab.
Eine diesbezügliche erste bevorzugte Alternative des erfindungsgemäßen Trockners zeichnet sich dadurch aus, dass die Feuchtesensoranordnung einen Feuchtesensor umfasst, der zwischen der Trommel und dem Wärmetauscher angeordnet ist. Eine diesbezügliche zweite bevorzugte Alternative des erfindungsgemäßen Trockners zeichnet sich dadurch aus, dass die Feuchtesensoranordnung einen Feuchtesensor umfasst, der zwischen dem Wärmetauscher und der Heizung angeordnet ist.
Der Wärmetauscher kann ein Luft-Luft-Wärmetauscher oder die Wärmesenke einer Wärmepumpe sein. Für den Fall, dass im erfindungsgemäßen Trockner eine Wärmepumpe eingesetzt wird, ist diese vorzugsweise leistungsgesteuert.
Bei einem mit einer Wärmepumpe ausgestatteten Trockner erfolgt die Kühlung der warmen, mit Feuchtigkeit beladenen Prozessluft im Wesentlichen in einer Wärmesenke, welche ein Wärmetauscher ist, in welchem die Wärmepumpe der durchströmenden Prozessluft Wärme entzieht. In der Wärmesenke kann diese übertragene Wärme zur Verdampfung eines Kältemittels verwendet werden; in einer solchen Wärmepumpe wird die Wärmesenke auch als Verdampfer bezeichnet. Das aufgrund der Erwärmung verdampfte Kältemittel zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf; es wird über einen Kompressor der Wärmequelle der Wärmepumpe zugeführt, wobei die Wärmequelle ein Wärmetauscher ist, durch welchen der durchströmenden Prozessluft Wärme aus der Wärmepumpe zugeführt wird. Im Falle der Wärmepumpe mit zirkulierendem Kältemittel wird das Kältemittel in der Wärmequelle kondensiert oder verflüssigt, weshalb in diesem Fall die Wärmequelle als Verflüssiger bezeichnet wird. Aufgrund der Kondensation des gasförmigen Kältemittels wird im Verflüssiger Wärme freigesetzt, die zum Aufheizen der Prozessluft bzw. der Zuluft vor Eintritt in die Trocknungskammer verwendet wird. Das verflüssigte Kältemittel gelangt in der entsprechenden Wärmepumpe über eine Drossel zurück zum Verdampfer: Im Verdampfer wird der innere Druck des Kältemittels so weit reduziert, dass es im Verdampfer unter erneutem Aufnehmen von Wärme verdampft werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens eine Wärmetauscher ein Luft-Luft-Wärmetauscher. Hierbei wird vorzugsweise die feuchte, heiße Prozessluft aus der Trocknungskammer zur Erwärmung von Zuluft verwendet, die dann der Trocknungskammer zugeführt wird. Hierbei kreuzen sich vorzugsweise im Luft-Luft-Wärmetauscher der Abluftkanal und der Zuluftkanal.
Im erfindungsgemäßen Trockner können auch gleichzeitig eine Wärmepumpe und ein Luft-Luft-Wärmetauscher eingesetzt werden. Beispielweise kann ein Luft-Luft-Wärmetauscher im Abluftkanal zwischen der Abzweigung des Umluftkanals und dem Verdampfer der Wärmepumpe angeordnet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Trockner einen Zuluftkanal und einen Abluftkanal auf, wobei sich der Prozessluftkanal nach der Trocknungskammer an einer Abzweigung in einen zur Heizung führenden Umluftkanal und den Abluftkanal aufspaltet. Hierbei vereinigt sich der Umluftkanal vorzugsweise vor der Heizung mit dem Zuluftkanal. Im Umluftkanal ist überdies vorzugsweise eine erste steuerbare Verschlussvorrichtung angeordnet. Darüber hinaus ist im Zuluftkanal vorzugsweise eine zweite steuerbare Verschlussvorrichtung angeordnet.
Ist der entsprechende erfindungsgemäße Trockner zusätzlich wie schon beschrieben mit einer Wärmepumpe ausgestattet, so kann die in der Wärmequelle frei werdende Wärme im Zuluftkanal zur Erwärmung von Zuluft oder nach Vereinigung von Zuluftkanal und Umluftkanal zur Erwärmung der vereinigten Zuluft und Umluft verwendet werden.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkanal, einer Heizung zur Erwärmung der Prozessluft und einem ersten Gebläse, einer Programmsteuerung, einem Wärmetauscher und einer Feuchtesensoranordnung zur Messung von Feuchtesignalen als Maß für eine Feuchte der Prozessluft, ersten Mitteln in der Programmsteuerung zur Auswertung der von der Feuchtesensoranordnung gemessenen Feuchtesignale und zweiten Mitteln in der Programmsteuerung zum Beeinflussen von Stellgliedern für den Betrieb, so dass ein in der Programmsteuerung hinterlegter vorgegebener Zahlenbereich für die relative Feuchtigkeit der Prozessluft in einem Trocknungsverfahren eingehalten werden kann. Die Feuchtesensoranordnung misst in der Prozessluft die relative Luftfeuchtigkeit als Feuchtesignal, das Feuchtesignal wird mit einem in der Programmsteuerung hinterlegten vorgegebenen Zahlenbereich für die relative Luftfeuchtigkeit der Prozessluft verglichen, und für den Fall, dass die gemessene relative Luftfeuchtigkeit außerhalb des vorgegebenen Zahlenbereichs liegt, wird das Beeinflussen zumindest eines Stellgliedes variiert.
Hierbei ist es bevorzugt, dass die Rotationszahl des ersten Gebläses herabgesetzt und/oder eine Leistung der Heizung herabgesetzt wird, wenn die gemessene relative Luftfeuchtigkeit unterhalb des vorgegebenen Zahlenbereiches liegt.
Ist ein zweites Gebläse vorhanden, so kann auch dessen Rotationszahl in geeigneter Weise variiert werden. Somit ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass eine Rotationszahl eines zweiten Gebläses in einem Kühlluftkanal variiert wird, bis die gemessene relative Luftfeuchtigkeit im vorgegebenen Zahlenbereich liegt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher der Trockner einen Zuluftkanal und einen Abluftkanal aufweist, wobei sich der Prozessluftkanal nach der Trocknungskammer an einer Abzweigung in einen zur Heizung führenden Umluftkanal und den Abluftkanal aufspaltet, wird ein Anteil einer Prozessluftströmung im Umluftkanal, bezogen auf eine Prozessluftströmung zwischen der Trommel und der Abzweigung, variiert, bis die gemessene relative Luftfeuchtigkeit im vorgegebenen Zahlenbereich liegt.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der vorgegebene Bereich der relativen Luftfeuchtigkeit zwischen 70% und 100% liegt, wobei die Feuchtesensoranordnung das Feuchtesignal mittels eines Feuchtesensors misst, der zwischen der Trommel und dem Wärmetauscher angeordnet ist.
Eine zur vorigen Ausführungsform alternative weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der vorgegebene Bereich der relativen Luftfeuchtigkeit zwischen 80% und 100% liegt, wobei die Feuchtesensoranordnung das Feuchtesignal mittels eines Feuchtesensors misst, der zwischen dem Wärmetauscher und der Heizung angeordnet ist.
Mit diesen beiden Ausführungsformen ist insbesondere Rücksicht genommen auf die unterschiedlichen Messbedingungen für eine Feuchtesensor je nach seiner Platzierung im Prozessluftkanal.
Das erfindungsgemäße Verfahren läuft insbesondere dann energieeffizient ab, wenn die relative Luftfeuchtigkeit der Prozessluft nach dem Austritt aus der Trommel möglichst hoch ist. Andererseits wurde gefunden, dass für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem eine möglichst hohe relative Luftfeuchtigkeit der Prozessluft gegeben ist, ein längerer Zeitraum benötigt wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird daher einem Benutzer des erfindungsgemäßen Trockners die Möglichkeit gegeben, zwischen verschiedenen Varianten des Trocknungsverfahrens zu wählen, die sich hinsichtlich Energieeffizienz und Schnelligkeit unterscheiden, wobei im Allgemeinen eine höhere Geschwindigkeit des Trocknungsverfahrens mit einer schlechteren Energieeffizienz einhergeht. Neben einer besonders schnellen und einer besonders langsamen Variante könnte einem Benutzer des Trockners die Möglichkeit zu dazwischen liegenden Varianten gegeben werden. Diese Varianten wären im Allgemeinen durch die Vorgabe von unterschiedlichen Bereichen für die relative Feuchtigkeit der Prozessluft gegeben. Zu beachten ist, dass bei längerer Dauer eines Trocknungsverfahrens mit einem erhöhten Verlust von Wärme an die Umgebung des Trockners gerechnet werden muss; um solche erhöhten Verluste zu vermeiden oder wenigstens hinreichend gering zu halten, muss deshalb ggf. für eine geeignete Isolierung entsprechend gefährdeter Komponenten des Trockners wie Trommel, Prozessluftkanal und dergleichen Sorge getragen werden.
Der Benutzer könnte solche Varianten über eine Bedieneinheit am Trockner einstellen. Diese könnten beispielsweise gekennzeichnet sein als „60% Energiesparen, 40% Geschwindigkeit”, entsprechend einem Bereich für die relative Feuchtigkeit der Prozessluft von z. B. 70 bis 100%, oder als „80% Energiesparen, 20% Geschwindigkeit”, entsprechend einem Bereich für die relative Feuchtigkeit der Prozessluft von z. B. 80% bis 100%.
Die Auswahl eines energieeffizienten Programms könnte gegebenenfalls durch eine optische Anzeigevorrichtung angezeigt werden. Ein Energiesparprogramm, das bei einem sehr hohen unteren Wert für die relative Feuchtigkeit der Prozessluft beginnt, könnte beispielsweise durch ein besonders intensiv leuchtendes Grün angezeigt werden.
Die Einhaltung des vorgegebenen Zahlenbereiches für die relative Luftfeuchtigkeit kann auch durch eine Steuerung der Anteile an Umluft und Abluft eines entsprechend aufgebauten Trockners beeinflusst werden. Zur besseren Steuerung der Anteile an Umluft und Abluft gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trockners ist im Umluftkanal vorzugsweise eine erste steuerbare Verschlussvorrichtung, beispielsweise eine Klappe, angeordnet, die vollständig oder teilweise geöffnet bzw. verschlossen sein kann. Ebenfalls ist es bevorzugt, dass im Zuluftkanal eine zweite steuerbare Verschlussvorrichtung angeordnet ist.
Der Umluftkanal ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass er eine Abzweigung von 30 Vol.-% bis 50 Vol.-% eines Prozessluftstroms im Prozessluftkanal nach dem Ausgang aus der Trocknungskammer gestattet.
Durch die Verwendung eines Umluftkanals bzw. die Durchleitung der heißen, mit Feuchtigkeit beladenen Umluft durch den Umluftkanal zur Heizung wird bei gleichbleibender Heizleistung die Lufttemperatur vor der Heizung angehoben. Aufgrund des vergrößerten Luftstroms über die Heizung kann jedoch die Trommeleintrittstemperatur im zulässigen Bereich bleiben. Zur Einstellung einer gewünschten Trommeleintrittstemperatur bzw. Trommelaustrittstemperatur kann bei dieser Ausführungsform der Erfindung der Luftstrom der Abluft, der Umluft und/oder der Zuluft geregelt werden, beispielsweise durch Verwendung einer ersten steuerbaren Verschlussvorrichtung im Umluftkanal und/oder einer zweiten steuerbaren Verschlussvorrichtung im Zuluftkanal. Eine entsprechende Regelung der Heizung wäre ebenfalls im Rahmen der Erfindung möglich.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn Abluft, Zuluft und/oder Kältemittel jeweils in einem Kreuz- bzw. Gegenstromverfahren durch die entsprechenden Wärmetauscher geführt werden.
Der erfindungsgemäße Trockner hat den Vorteil, dass die Energieeffizienz deutlich erhöht ist. Ein Benutzer des Trockners kann in Abhängigkeit von der ihm zur Verfügung stehenden Zeit entscheiden, ob ein besonders schnelles oder ein besonders energieeffizientes Trocknungsverfahren durchgeführt werden soll, wobei auch Zwischenstufen möglich sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen für den erfindungsgemäßen Trockner und ein diesen Trockner einsetzendes Verfahren. Dabei wird Bezug genommen auf die 1 und 2.
1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Trockner gemäß einer ersten Ausführungsform, bei der eine Wärmerückgewinnung mittels eines Luft-Luft-Wärmetauschers stattfindet.
2 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Trockner gemäß einer zweiten Ausführungsform, bei der eine Wärmerückgewinnung mittels einer Wärmepumpe stattfindet.
Der in 1 dargestellte Trockner 1 gemäß einer ersten Ausführungsform ist als Umlufttrockner und klassischer Kondensationstrockner ausgestaltet. Der Trockner 1 weist eine um eine horizontale Achse drehbare Trommel 3 als Trocknungskammer 3 auf, innerhalb welcher Mitnehmer 4 zur Bewegung von Wäsche während einer Trommeldrehung befestigt sind. Prozessluft wird mittels eines ersten Gebläses 12 in einem Prozessluftkanal 2 über eine elektrische Heizung 11 durch eine Trommel 3 geführt. Nach Durchgang durch die Trommel 3 wird die feuchte, warme Prozessluft zu einem Luft-Luft-Wärmetauscher 25 geleitet, in dem die Prozessluft abgekühlt und nach Kondensation der in ihr enthaltenen Feuchtigkeit wieder zur Heizung 11 und schließlich zurück zur Trommel 3 geführt wird. Die als Kondensat abgeschiedene Feuchtigkeit wird in einer hier nicht gezeigten Kondensatwanne aufgefangen, von wo aus sie beispielsweise durch Abpumpen entfernt werden kann.
Insbesondere wird im Trockner 1 von der Heizung 11 erwärmte Luft von hinten, d. h. von der einer Tür 5 gegenüberliegenden Seite der Trommel 3, durch deren gelochten Boden in die Trommel 3 geleitet, kommt dort mit der zu trocknenden Wäsche in Berührung und strömt durch die Befüllöffnung der Trommel 3 zu einem Flusensieb 6 innerhalb einer die Befüllöffnung verschließenden Tür 5. Anschließend wird der Prozessluftstrom in der Tür 5 nach unten umgelenkt und gelangt zum Luft-Luft-Wärmetauscher 25. Durch den Luft-Luft-Wärmetauscher 25 geht ein Kühlluftkanal 14, in dem sich ein zweites Gebläse 13 zur Beförderung der dem Trockner als Kühlluft zugeführten Raumluft befindet. Zwischen dem Luft-Luft-Wärmetauscher 25 und der Trommel 3 befindet sich ein (erster) Feuchtesensor 16 und zwischen dem ersten Gebläse 12 und dem Luft-Luft-Wärmetauscher 25 befindet sich ein (zweiter) Feuchtesensor 15. diese beiden Feuchtesensoren 15 und 16 sind in erster Linie als Alternativen zu verstehen; es ist aber auch denkbar, sie gemeinsam als Feuchtesensoranordnung 15, 16 vorzusehen und zu nutzen.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform des Trockners sind die Drehzahlen von erstem Gebläse 12 und zweitem Gebläse 13 variabel. Ebenso ist die Heizleistung der Heizung 11 variabel. Die beiden Gebläse 12 und 13 sowie die Heizung 11 können also in Verbindung mit entsprechenden zugeordneten zweiten Mitteln in einer Prozessteuerung 10, als Stellglieder 11, 12, 13 für den Trocknungsprozess verwendet werden.
Die von mindestens einem der Feuchtesensoren 15 und 16 registrierten Feuchtesignale als Maß für die relative Feuchtigkeit der Prozessluft werden ersten Mitteln einer Programmsteuerung 10 zugeführt, in der ein vorgegebener Zahlenbereich für die relative Feuchtigkeit der Prozessluft hinterlegt ist. Der über den Feuchtesensor 15 oder 16 bestimmte Wert der relativen Feuchtigkeit wird mit dem vorgegebenen Zahlenbereich für die vorgegebene relative Feuchtigkeit der Prozessluft verglichen. Liegt der bestimmte Wert der relativen Feuchtigkeit außerhalb des Zahlenbereichs, so werden gemäß der Ausführungsform von 1 entsprechende Stellglieder 11, 12, 13 durch zugeordnete zweite Mittel der Prozessteuerung 10 beeinflusst, und zwar vorliegend die Rotationszahlen von erstem oder zweitem Gebläse sowie die Leistung der Heizung 11 geeignet variiert, bis die relative Feuchtigkeit der Prozessluft innerhalb des vorgegebenen Zahlenbereichs liegt.
Bei der in 2 gezeigten zweiten Ausführungsform des Trockners wird anstelle eines Luft-Luft-Wärmetauschers eine Wärmepumpe verwendet. Außerdem ist der Trockner dieser Ausführungsform als Ablufttrockner mit einem regelbaren Anteil an Umluft ausgestaltet.
Beim Trockner der 2 wird dem Prozessluftkanal 2 über einen Zuluftkanal 23 Raumluft zugeführt bzw. durch das erste Gebläse 12 angesaugt. Diese Prozessluft wird mittels des Verflüssigers 28 der Wärmepumpe sowie der Heizung 11 erwärmt und zur Trocknung von feuchten Wäschestücken in die Trommel 3 geleitet. Insbesondere wird die erwärmte Prozessluft von hinten, d. h. von der einer Tür 5 gegenüberliegenden Seite der Trommel 3, durch deren gelochten Boden in die Trommel 3 geleitet, kommt dort mit der zu trocknenden Wäsche in Berührung und strömt durch die Befüllöffnung der Trommel 3 zu einem Flusensieb 6 innerhalb einer die Befüllöffnung verschließenden Tür 5. Anschließend wird feuchte, warme Prozessluft in der Tür 5 nach unten umgelenkt und an einer Abzweigung 19 in einen Umluftstrom in einem Umluftkanal 20 und in einen Abluftstrom in einem Abluftkanal 21 aufgespaltet. Im Umluftkanal 20 ist eine erste steuerbare Verschlussvorrichtung 26 angeordnet.
Im Abluftkanal 21 befindet sich der Verdampfer 27 einer Wärmepumpe 27, 28, 29, 30, in dem die Prozessluft (hier: Abluft) abgekühlt und nach Kondensation der in ihr enthaltenen Feuchtigkeit zu einem Abluftausgang 22 geführt wird, wo sie der Raumluft zugeführt wird. Die als Kondensat abgeschiedene Feuchtigkeit wird in einer Kondensatwanne 24 aufgefangen, von wo aus sie beispielsweise durch Abpumpen entfernt werden kann.
Das im Verdampfer 27 verdampfte Kältemittel der Wärmepumpe 27, 28, 29, 30 wird über einen Kompressor 29 zum Verflüssiger 28 geleitet. Im Verflüssiger 28 verflüssigt sich das Kältemittel unter Wärmeabgabe an die im Zuluftkanal 23 strömende Prozessluft. Das nun in flüssiger Form vorliegende Kältemittel wird über ein Drosselventil 30 wiederum zum Verdampfer 27 geleitet, wodurch der Kältemittelkreis geschlossen ist.
Der in den Umluftkanal 20 abgezweigte Teil der aus der Trocknungskammer 3 austretenden warmen, mit Feuchtigkeit beladenen Prozessluft wird über die Heizung 11 wiederum in die Trocknungskammer 3 geführt.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform vereinigen sich vor der elektrischen Heizung 11 die abgezweigte Prozessluft aus dem Umluftkanal 20 sowie die im Verflüssiger 27 der Wärmepumpe 27, 28, 29, 30 vorgewärmte Zuluft. Der Zuluftstrom kann durch eine zweite steuerbare Verschlussvorrichtung 18 (beispielsweise Klappen) geregelt werden. Insgesamt kann der Anteil an Umluft unter abgestimmter Verwendung der ersten steuerbaren Verschlussvorrichtung 26 sowie der zweiten steuerbaren Verschlussvorrichtung 18 geregelt werden.
Zwischen dem Verdampfer 28 (bzw. der Abzweigung 19) und der Trommel 3 befindet sich ein Feuchtesensor 16. Die vom Feuchtesensor 16 registrierten Feuchtesignale als Maß für die relative Feuchtigkeit der Prozessluft werden einer Programmsteuerung 10 zugeführt, in der ein vorgegebener Zahlenbereich für die relative Feuchtigkeit der Prozessluft hinterlegt ist. Der über den Feuchtesensor 16 bestimmte Wert der relativen Feuchtigkeit wird mit dem vorgegebenen Zahlenbereich für die vorgegebene relative Feuchtigkeit der Prozessluft verglichen. Liegt der bestimmte Wert der relativen Feuchtigkeit außerhalb des Zahlenbereichs, so werden gemäß der Ausführungsform von 2 die Rotationszahl von erstem Gebläse 12 und/oder die Leistung der Heizung 11 variiert, und/oder der Anteil an Umluft und Abluft wie beschrieben geändert, bis die relative Feuchtigkeit der Prozessluft innerhalb des vorgegebenen Zahlenbereichs liegt.
Die Trommel 3 wird bei den in 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen am hinteren Boden mittels eines Drehlagers und vorne mittels eines Lagerschildes 7 gelagert, wobei die Trommel 3 mit einer Krempe auf einem Gleitstreifen 8 am Lagerschild 7 aufliegt und so am vorderen Ende gehalten wird. Die Steuerung des Kondensationstrockners erfolgt über eine Steuereinrichtung 10, die vom Benutzer über eine Bedieneinheit 9 geregelt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3000865 A1 [0005]

Claims

Trockner (1) mit einer Trocknungskammer (3) für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkanal (2), einer Heizung (11) zur Erwärmung der Prozessluft und einem ersten Gebläse (12), einer Programmsteuerung (10), einem Wärmetauscher (25, 27) und einer Feuchtesensoranordnung (15, 16) zur Messung von Feuchtesignalen als Maß für eine Feuchte der Prozessluft, dadurch gekennzeichnet, dass in der Programmsteuerung (10) erste Mittel zur Auswertung der von der Feuchtesensoranordnung (15, 16) gemessenen Feuchtesignale und zweite Mittel zum Beeinflussen von Stellgliedern (11, 12, 13, 18) für den Betrieb des Trockners vorhanden und derart eingerichtet sind, dass ein in der Programmsteuerung (10) hinterlegter vorgegebener Zahlenbereich für die relative Feuchtigkeit in einem Trocknungsverfahren durch Beeinflussen der Stellglieder (11, 12, 13, 18) eingehalten werden kann.
Trockner (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistung der Heizung (11) und/oder eine Rotationszahl des ersten Gebläses (12) variabel sind.
Trockner (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Luft-Luftwärmetauscher (25) mit einem Kühlluftkanal (14) umfasst, in dem sich ein zweites Gebläse (13) befindet.
Trockner (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rotationszahl des zweiten Gebläses (13) variabel ist.
Trockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtesensoranordnung (15, 16) einen Feuchtesensor (16) umfasst, der zwischen der Trommel (3) und dem Wärmetauscher (25, 27) angeordnet ist.
Trockner (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtesensoranordnung (15, 16) einen Feuchtesensor (15) umfasst, der zwischen dem Wärmetauscher (25, 27) und der Heizung (11) angeordnet ist.
Trockner (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Zuluftkanal (23) und einen Abluftkanal (22) aufweist, wobei sich der Prozessluftkanal (2) nach der Trocknungskammer (3) an einer Abzweigung (19) in einen zur Heizung (11) führenden Umluftkanal (20) und den Abluftkanal (22) aufspaltet.
Trockner (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Umluftkanal (20) sich vor der Heizung (11) mit dem Zuluftkanal (23) vereinigt.
Trockner (1) einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Umluftkanal (20) eine erste steuerbare Verschlussvorrichtung (26) angeordnet ist.
Trockner (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuluftkanal (23) eine zweite steuerbare Verschlussvorrichtung (18) angeordnet ist.
Verfahren zum Betrieb eines Trockners (1) mit einer Trocknungskammer (3) für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkanal (2), einer Heizung (11) zur Erwärmung der Prozessluft und einem ersten Gebläse (12), einer Programmsteuerung (10), einem Wärmetauscher (25, 27) und einer Feuchtesensoranordnung (15, 16) zur Messung von Feuchtesignalen als Maß für eine Feuchte der Prozessluft, ersten Mitteln in der Programmsteuerung (10) zur Auswertung der von der Feuchtesensoranordnung (15, 16) gemessenen Feuchtesignale und zweiten Mitteln in der Programmsteuerung (10) zum Beeinflussen von Stellgliedern (11, 12, 13, 18) für den Betrieb, so dass ein in der Programmsteuerung (10) hinterlegter vorgegebener Zahlenbereich für die relative Feuchtigkeit der Prozessluft in einem Trocknungsverfahren eingehalten werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtesensoranordnung (15, 16) in der Prozessluft die relative Luftfeuchtigkeit als Feuchtesignal misst, das Feuchtesignal mit einem in der Programmsteuerung (10) hinterlegten vorgegebenen Zahlenbereich für die relative Luftfeuchtigkeit der Prozessluft vergleicht, und für den Fall, dass die gemessene relative Luftfeuchtigkeit außerhalb des vorgegebenen Zahlenbereichs liegt, das Beeinflussen zumindest eines Stellgliedes (11, 12, 13, 18) variiert wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationszahl des ersten Gebläses (12) herabgesetzt und/oder eine Leistung der Heizung (11) herabgesetzt wird, wenn die gemessene relative Luftfeuchtigkeit unterhalb des vorgegebenen Zahlenbereiches liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rotationszahl eines zweiten Gebläses (13) in einem Kühlluftkanal (14) variiert wird, bis die gemessene relative Luftfeuchtigkeit im vorgegebenen Zahlenbereich liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockner einen Zuluftkanal (23) und einen Abluftkanal (22) aufweist, wobei sich der Prozessluftkanal (2) nach der Trocknungskammer (3) an einer Abzweigung (19) in einen zur Heizung (11) führenden Umluftkanal (20) und den Abluftkanal (22) aufspaltet, und ein Anteil einer Prozessluftströmung im Umluftkanal, bezogen auf eine Prozessluftströmung zwischen der Trommel (2) und der Abzweigung (19), variiert wird, bis die gemessene relative Luftfeuchtigkeit im vorgegebenen Zahlenbereich liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Bereich der relativen Luftfeuchtigkeit zwischen 70% und 100% liegt, wobei die Feuchtesensoranordnung (15, 16) das Feuchtesignal mittels eines Feuchtesensors (16) misst, der zwischen der Trommel (2) und dem Wärmetauscher (25) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Bereich der relativen Luftfeuchtigkeit zwischen 80% und 100% liegt, wobei die Feuchtesensoranordnung (15, 16) das Feuchtesignal mittels eines Feuchtesensors (15) misst, der zwischen dem Wärmetauscher (25) und der Heizung (11) angeordnet ist.