DE102004055926A1 - Drying unit for household appliances especially for textiles has heat tube between warm air region and using region - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Haushaltsgerät mit einer Trocknungseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention is based on a household appliance with a drying unit according to the preamble of claim 1.
Aus
der
Ferner umfasst die Trocknungseinheit Wärmerohr, das unmittelbar vor dem Verdampfer und vor dem Kondensator in einen vom Prozessluftstrom konvektiv mitgeführten Wärmestrom eingreift, so dass ein Wärmeteilstrom im Bereich des Kondensationsbereichs umgeleitet wird.Further the drying unit comprises heat pipe, that just before the evaporator and before the condenser into one from the process air flow convectively entrained heat flow engages, so that a partial heat flow is diverted in the area of the condensation area.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, Energieeinsparungspotenziale durch Möglichkeiten zur Entkopplung eines Wärmestroms vom Prozessluft- und/oder Kühlmittelstrom zu erschließen.The The object of the invention is, in particular, energy saving potentials through possibilities for decoupling a heat flow from Process air and / or coolant flow to open up.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.The The object is achieved by the Characteristics of the independent Claims solved while advantageous Embodiments and developments of the invention taken from the dependent claims can be.
Die Erfindung geht aus von einem Haushaltsgerät mit einer Trocknungseinheit zum Trocknen eines Prozessluftstroms, insbesondere eines Prozessluftstroms zum Trocknen von Textilien, der zur Einleitung in einen Nutzbereich, insbesondere eine Trockentrommel, vorgesehen ist, wobei die Trocknungseinheit zumindest eine Wärmepumpeinheit mit einem Wärmebereich zum Erwärmen des Prozessluftstroms und ein Wärmerohr umfasst.The The invention is based on a household appliance with a drying unit for drying a process air stream, in particular a process air stream for drying textiles intended for introduction into a working area, in particular, a drying drum, is provided, wherein the drying unit at least one heat pump unit with a heat area for heating the process air stream and a heat pipe includes.
Es wird vorgeschlagen, dass das Wärmerohr nach dem Wärmebereich und vor dem Nutzbereich in den Prozessluftstrom eingreift. Dadurch kann vorteilhaft effektiv Wärme aus dem Prozessluftstrom bzw. aus dem im Prozessluftstrom mitgeführten Wärmestrom abgegriffen und durch das Wärmerohr in einen weiteren Bereich transportiert werden, um dort einen weiteren Wärmestrom zu verstärken. Insbesondere wenn das Wärmerohr im Bereich eines wärmsten Punkts eines Wärmekreislaufs in den Prozessluftstrom eingreift, kann ein besonders hoher Wärmefluss erreicht werden. Als Wärmebereich soll ein Bereich verstanden werden, in dem der Prozessluftstrom erwärmt wird, beispielsweise ein Kondensatorbereich einer Wärmepumpe mit einem Kühlmittelkreislauf, ein Heizelement der Trocknungseinheit oder eine warme Seite eines Peltierelements. Zudem kann sich durch den Eingriff des Wärmerohrs unmittelbar nach dem Wärmebereich eine besonders umgebungsunabhängige, reproduzierbare Temperatur des Prozessluftstroms im Eingriffsbereich des Wärmerohrs ergeben. Ist die erfindungsgemäße Lösung in einem Haushaltswäschetrockner realisiert, ist der Nutzbereich durch eine Trockentrommel gebildet. Es sind jedoch auch andere Einsatzmöglichkeiten denkbar, beispielsweise ein Umluftherd, in dem der Prozessluftstrom in einem Garraum nutzbar ist, oder ein Raumtrockner, in dem die Umgebung einen Nutzbereich bildet.It It is suggested that the heat pipe be after the heat area and engages in the process air stream in front of the working area. Thereby can heat effectively beneficial from the process air stream or from the entrained in the process air flow heat flow tapped and through the heat pipe be transported to another area to there another heat flow to reinforce. Especially if the heat pipe in the area of a warmest point a heat cycle engages in the process air stream, a particularly high heat flux be achieved. As a heat area should be understood an area in which the process air flow heated is, for example, a condenser area of a heat pump with a coolant circuit, a heating element of the drying unit or a warm side of a Peltier element. In addition, can be through the engagement of the heat pipe immediately after the heat area a particularly environment independent, reproducible temperature of the process air flow in the engagement area of the heat pipe result. Is the solution according to the invention in a household tumble dryer realized, the useful range is formed by a drying drum. However, other uses are conceivable, for example a convection oven, in which the process air flow in a cooking space can be used is, or a room dryer in which the environment is a working area forms.
Als Wärmerohr soll in diesem Zusammenhang eine allgemeine Wärmeleiteinheit verstanden werden, die Wärme ohne Zuführung einer höherwertigen Energieform zwischen zwei Bereichen unterschiedlicher Temperatur transportiert. Der Wärmetransport im Wärmerohr kann beispielsweise auf metallischer Wärmeleitfähigkeit oder auf konvektiver Wärmeleitung beruhen. Im Gegensatz dazu soll als Wärmepumpeinheit eine Vorrichtung bezeichnet werden, die unter Verwendung einer höherwertigen Energieform, insbesondere unter Verwendung von elektrischer Energie, Wärme von einem Bereich niedrigerer Temperatur in einen Bereich höherer Temperatur fördert. Dabei kann die Wärme beispielsweise durch ein Kühlmittel, das komprimiert wird, oder in elektrothermischen, auf dem Pettier-Effekt basierenden Wärmepumpeinheiten durch Elektronen von dem kälteren in den wärmeren Bereich transportiert werden.When heat pipe should be understood in this context, a general heat conduction unit, the heat without feed a higher quality Energy form between two areas of different temperature transported. The heat transport in the heat pipe For example, on metallic thermal conductivity or on convective heat conduction based. In contrast, as a heat pump unit, a device be designated using a higher energy form of energy, in particular using electrical energy, heat from a range lower Temperature in a range higher Temperature promotes. This can be the heat for example by a coolant, which is compressed, or in electrothermal, on the Pettier effect based heat pump units by electrons from the colder in the warmer Be transported area.
Ferner geht die Erfindung aus von einem Haushaltsgerät mit einer Trocknungseinheit zum Trocknen eines Prozessluftstroms, insbesondere eines Prozessluftstroms zum Trocknen von Textilien, wobei die Trocknungseinheit zumindest eine Wärmepumpeinheit mit einem Wärmebereich zum Erwärmen des Prozessluftstroms und ein Wärmerohr umfasst.Further The invention is based on a household appliance with a drying unit for drying a process air stream, in particular a process air stream for drying textiles, wherein the drying unit at least a heat pump unit with a heat area for heating the process air stream and a heat pipe includes.
Es wird vorgeschlagen, dass die Wärmepumpeinheit als Peltierelement ausgebildet ist. Dadurch kann eine Trocknungseinheit erreicht werden, die vorteilhaft frei von beweglichen Bauteilen und dadurch besonders robust ist. Eine Umweltbelastung durch Kühlmittel kann vermieden werden. Durch eine unmittelbare elektronische Ansteuerbarkeit ist ein Wärmefluss im Peltierelement besonders sicher steuerbar, so dass auch der Wärmefluss in Wärmerohren sicher kontrollierbar bleibt. Ein effektiver Einsatz des Peltierelements in einem schmalen Temperaturbereich in der Umgebung eines Taupunkts ist erreichbar, und zwar insbesondere dann, wenn das Wärmerohr zur Reduktion einer Eingangstemperatur des Prozessluftstroms in einem Kondensationsbereich des Peltierelements vorgesehen ist.It is suggested that the heat pumping unit is designed as a Peltier element. Thereby, a drying unit can be achieved, which is advantageously free of moving components and therefore particularly robust. An environmental impact of coolant can be avoided. By a direct electronic controllability heat flow in the Peltier element is particularly safe controllable, so that the heat flow in heat pipes remains safely controlled. An effective use of the Peltier element in a narrow temperature range in the vicinity of a dew point can be achieved, in particular if the heat pipe is provided for reducing an inlet temperature of the process air stream in a condensation region of the Peltier element.
Der Wärmestrom kann ein konvektiv im Prozessluftstrom oder im Kühlmittel mitgeführter Wärmestrom sein oder aber auf phononischer und/oder elektronischer Wärmeleitfähigkeit beruhen, beispielsweise in einem Peltierelement.Of the heat flow can be a convection in the process air flow or in the coolant entrained heat flow or on phononic and / or electronic thermal conductivity based, for example, in a Peltier element.
Eine geringe, am Peltierelement anliegende Temperaturdifferenz und ein damit einhergehender energiesparender Betrieb des Peltierelements können erreicht werden, wenn das Wärmerohr dazu vorgesehen ist, einen Wärmeteilstrom im Bereich des Peltierelements umzuleiten.A low, applied to the Peltier element temperature difference and a concomitant energy-saving operation of the Peltier element can be reached when the heat pipe is provided, a partial heat flow redirect in the area of the Peltier element.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Wärmerohr vor dem Kondensationsbereich in einen Wärmestrom eingreift. Es kann erreicht werden, dass eine Temperatur des Wärmestroms vor dem Kondensationsbereich reduziert wird und die Temperatur sich einem Taupunkt nähert. Dadurch kann Energie eingespart werden, und Feuchtigkeit kann besonders effektiv aus dem Prozessluftstrom ausgefällt werden.Further It is suggested that the heat pipe engages in a heat flow before the condensation area. It can be achieved that a temperature of the heat flow before the condensation area is reduced and the temperature approaches a dew point. Thereby Energy can be saved, and moisture can be particularly effective precipitated from the process air stream become.
In einer weiteren Ausgestaltung geht die Erfindung aus von einem Haushaltsgerät mit einer Trocknungseinheit zum Trocknen eines Prozessluftstroms, insbesondere eines Prozessluftstroms zum Trocknen von Textilien, wobei die Trocknungseinheit zumindest einen Wärmebereich zum Erwärmen des Prozessluftstroms, eine Wärmepumpeinheit mit zumindest einem Kühlmittelkreislauf und ein Wärmerohr umfasst.In In a further embodiment, the invention is based on a household appliance with a drying unit for drying a process air stream, in particular a process air stream for drying textiles, wherein the drying unit at least a heat area for heating the process air stream, a heat pump unit with at least one coolant circuit and a heat pipe includes.
Es wird vorgeschlagen, dass das Wärmerohr zwischen dem Prozessluftstrom und dem Kühlmittelkreislauf angeordnet ist. Dadurch kann ein guter thermischer Kontakt zwischen dem Prozessluftstrom und dem Kühlmittelkreislauf erreicht werden, ohne dass diese Ströme in unmittelbarer räumlicher Nähe zueinander geführt sein müssen.It It is suggested that the heat pipe is between the process air stream and the coolant circuit is arranged. This can be a good thermal contact between the process air stream and the coolant circuit be achieved without these currents in the immediate spatial Close to each other guided have to be.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Wärmerohr zudem vor dem Wärmebereich in wenigstens einen Wärmestrom eingreift. Dabei kann das Wärmerohr vor und nach dem Wärmebereich in den gleichen Wärmestrom oder in verschiedene Wärmeströme eingreifen. Greift das Wärmerohr in den gleichen Wärmestrom ein, kann ein vorteilhaft geschlossener Zyklus erreicht werden. Die Rückführung der Wärme in den Wärmestrom hat eine Reduktion einer am Wärmebereich anliegenden Temperaturdifferenz zur Folge, und ein Überhitzen des Wärmestroms bzw. des Prozessluftstroms am Ausgang der Wärmeeinheit kann vermieden werden. Greift das Wärmerohr vor dem Wärmebereich in den vom Prozessluftstrom mitgeführten Wärmestrom und nach dem Wärmebereich in den von einem Kühlmittelstrom mitgeführten Wärmestrom ein, kann der Prozessluftstrom vor dem Eintritt in den Wärmebereich vorteilhaft vorgeheizt sein. Daraus können sich Energieeinsparungspotenziale und Kosteneinsparungspotenziale, beispielsweise durch eine kleinere Dimensionierung des Wärmebereichs, ergeben.In An embodiment of the invention is proposed that the heat pipe also in front of the heat area in at least one heat flow intervenes. This can be the heat pipe before and after the heat area in the same heat flow or intervene in different heat flows. Grab the heat pipe in the same heat flow On, an advantageously closed cycle can be achieved. The Return of the Heat in the heat flow has a reduction in the heat range applied temperature difference result, and overheating of the heat flow or the process air flow at the outlet of the heating unit can be avoided. accesses the heat pipe in front of the heat area in the entrained by the process air flow heat flow and after the heat range in the from a coolant flow entrained heat flow On, the process air stream before entering the heat range can be advantageous be preheated. It can energy saving potential and cost saving potential, for example, by a smaller dimensioning of the heat range, result.
Besonders effektiv kann der Einsatz einer Wärmepumpeinheit ausgestaltet sein, wenn der Prozessluftstrom sowohl an einem Kältebereich als auch an einem Wärmebereich der Wärmepumpeinheit entlanggeführt ist. Dabei kann der Kältebereich als Kondensationsbereich fungieren, in dem die Feuchtigkeit aus dem Prozessluftstrom ausgefällt wird, und ein im Kondensationsbereich eingetretener Temperaturverlust des Prozessluftstroms kann durch das Entlangführen an dem Wärmebereich der Wärmepumpeinheit kompensiert werden.Especially effectively, the use of a heat pump unit can be configured be when the process air flow both at a cold area as well as at a heat area the heat pump unit skirted is. In this case, the cold area act as a condensation area in which the moisture from precipitated from the process air stream is, and a temperature loss occurred in the condensation region of the process air stream can be achieved by passing along the heat area the heat pump unit be compensated.
Eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit kann erreicht werden, wenn das Wärmerohr zum Betrieb in einem Phasenkoexistenzbereich vorgesehen ist. Dabei kann das Wärmerohr im Bereich der Tieftemperaturphase, beispielsweise einer flüssigen Phase, einen Kühleffekt erzeugen oder im Bereich einer Hochtemperaturphase einen Wärmeeffekt, wobei im Ü bergang zwischen den Phasen stets eine Kondensationswärme frei wird oder aufgebracht werden muss, da Phasenkoexistenz ausschließlich in Systemen mit einem Phasenübergang erster Ordnung auftreten kann.A particularly high thermal conductivity can be reached when the heat pipe intended for operation in a phase coexistence region. there can the heat pipe in the region of the low-temperature phase, for example a liquid phase, a cooling effect generate or in the range of a high-temperature phase, a thermal effect, being in transition a condensation heat is always released or applied between the phases must be, since phase coexistence exclusively in systems with one Phase transition first order can occur.
Besonders vorteilhaft ist das Wärmerohr als sogenannte Heatpipe ausgeführt, in dem die Tieftemperaturphase flüssig und die Hochtemperaturphase gasförmig ist. Dadurch kann ein besonders effektiver konvektiver Wärmetransport in beiden Phasen erreichbar sein. Durch eine geeignete Wahl eines Mediums und eines Drucks im Wärmerohr kann dieses vorteilhaft an einen Taupunkt des Prozessluftstroms angepasst sein, und zwar dadurch, dass der Taupunkt innerhalb des Phasenkoexistenzbereichs liegt.Especially advantageous is the heat pipe designed as a so-called heat pipe, in which the low-temperature phase is liquid and the high-temperature phase is gaseous. This allows a particularly effective convective heat transport be achievable in both phases. By a suitable choice of a Medium and a pressure in the heat pipe This can be adapted advantageously to a dew point of the process air flow be, in that the dew point within the phase coexistence range lies.
Insbesondere dann, wenn das Wärmerohr mit dem Prozessluftstrom in Kontakt steht, kann ein effektiver Wärmefluss am Wärmerohr erreicht werden, wenn die Trocknungseinheit wenigstens einen Lüfter, der zur Unterstützung und/oder Erzeugung eines Wärmetransports zu und/oder vom Wärmerohr vorgesehen ist, umfasst.In particular, when the heat pipe is in contact with the process air stream, an effective heat flow can be achieved at the heat pipe, if the drying unit at least one fan, the ei to support and / or generating nes heat transport to and / or provided by the heat pipe comprises.
Ein kleines Temperaturgefälle im Kondensationsbereich und damit einhergehend eine hohe Energieeffizienz können erreicht werden, wenn das Wärmerohr dazu vorgesehen ist, einen Kondensationsbereich der Trocknungseinheit zu überbrücken.One small temperature gradient in the condensation area and with it a high energy efficiency can be reached when the heat pipe is provided to a condensation area of the drying unit to bridge.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further Advantages are shown in the following description of the drawing. In the drawing are exemplary embodiments represented the invention. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The specialist will the features also expediently individually consider and summarize to meaningful further combinations.
Es zeigen:It demonstrate:
Die
Trocknungseinheit
Dabei
bläst der
Lüfter
Anschließend wird
der Prozessluftstrom
Anschließend wird
der Prozessluftstrom
Anschließend streift
der Prozessluftstrom
Anschließend bläst der Lüfter
Dadurch
kann ein sehr effizienter Wärmetransport
vom warmen Ende des Wärmerohrs
Durch
eine Variation des Drucks im Behälter
In
den
Die
Wärmepumpeinheit
Es sind auch Ausgestaltungen der Erfindung denkbar, in denen ein Wärmeteilstrom von einem Motor des Haushaltsgeräts abgezweigt wird und dadurch den Motor kühlt.It Embodiments of the invention are also conceivable in which a partial heat flow from an engine of the household appliance is diverted and thereby cools the engine.
Im
in
In
einer Kompressoreinheit
Ein
Prozessluftstrom
Der
gekühlte
Prozessluftstrom
- 1010
- Trocknungseinheitdrying unit
- 1111
- ProzessluftstromProcess air flow
- 1212
- WärmepumpeinheitHeat pump unit
- 1313
- Wärmebereichheating sector
- 1414
- Wärmerohrheat pipe
- 1515
- Wärmestromheat flow
- 1616
- WärmeteilstromHeat partial flow
- 1717
- Kondensationsbereichcondensation region
- 1818
- Kältebereichcold area
- 1919
- Trocknungstrommeldrying drum
- 2020
- Bedienoberflächeuser interface
- 2121
- LüfterFan
- 2222
- Einfüllöffnungfill opening
- 2323
- Auffangvorrichtungcatcher
- 2424
- Kondenswassercondensation
- 2525
- Behältercontainer
- 2626
- Arbeitsmediumworking medium
- 2727
- Kontaktbereichcontact area
- 2828
- Expansionsventilexpansion valve
- 2929
- Verdampferbereichevaporator region
- 3030
- Kompressoreinheitcompressor unit
- 3131
- KondensorbereichKondensorbereich
Claims (10)
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