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Die
Erfindung betrifft ein Hausgerät
umfassend einen Adsorptionsapparat, welcher ein Adsorptionsgefäß enthaltend
ein festes Adsorbens sowie eine Heizeinrichtung zur Beheizung des
Adsorbens, zumindest ein Phasenübergangsgefäß mit einer
dieses mit dem Adsorptionsgefäß verbindenden
Verbindungsleitung und ein flüchtiges,
von dem Adsorbens reversibel adsorbierbares Adsorptiv enthält, und
umfassend eine Prozessluftführung,
in welcher das Adsorptionsgefäß als Wärmetauscher
zur Erwärmung eines
in der Prozessluftführung
strömenden
und das Adsorptionsgefäß beaufschlagenden
Luftstroms ausgebildet ist; dabei ist der Adsorptionsapparat eingerichtet
zum alternativen und reversierbaren Annehmen eines ersten Betriebszustandes,
in welchem das Adsorptionsgefäß von einem
in der Prozessluftführung
strömenden
Luftstrom beaufschlagt wird und in dem zumindest einen Phasenübergangsgefäß verdampfendes
Adsorptiv adsorbiert, und eines zweiten Betriebszustandes, in welchem
das Adsorbens von der Heizeinrichtung beheizt wird und das Adsorptiv desorbiert,
wobei desorbiertes Adsorptiv in dem Phasenübergangsgefäß kondensiert.
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Außerdem betrifft
die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Hausgerätes.
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Aus
der
EP 0 777 998 B1 geht
ein solches mit einem Adsorptionsapparat ausgestattetes Hausgerät in Form
eines Wäschetrockners
sowie ein Verfahren zu seinem Betrieb hervor. Der Adsorptionsapparat
ist gedacht zur Unterstützung
eines Trocknungsprozesses mit dem Ziel der Einsparung von Energie.
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Aus
der WO 2005/053502 A1 geht auch ein solches Hausgerät hervor.
Dieses Hausgerät
ist ausgebildet als Geschirrspüler
mit einer Einrichtung zum Trocknen eines feuchten Spülgutes,
welche Einrichtung eine mit einem Adsorptionsapparat ausgestattete
Wärmepumpe
aufweist. Das Adsorbens, insbesondere ein Zeolith, ist in einem
ersten als Wärmetauscher
ausgebildeten Gefäß enthalten.
Das Adsorptiv, insbesondere Wasser, kann zwischen dem ersten Gefäß und einem
ebenfalls als Wärmetauscher
ausgebildeten zweiten Gefäß sowie
einer Verbindungsleitung zwischen den Gefäßen zirkulieren.
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Ein
erster Betriebszustand des Adsorptionsapparates gemäß WO 2005/053502
A1 besteht darin, dass das Adsorbens aus dem zweiten Gefäß verdampfendes
Adsorptiv adsorbiert; dabei heizt sich das Adsorbens im ersten Gefäß auf, und
das Adsorptiv im zweiten Gefäß kühlt sich
ab. Feuchte Luft, die in einem Kreislauf von einer Behandlungskammer mit
feuchtem Spülgut
abgezogen wird, kühlt
sich beim Vorbeiströmen
am zweiten Gefäß ab, und
enthaltene Feuchtigkeit kondensiert aus und wird aus dem Luftstrom
entfernt. Dieser gelangt dann zum ersten Gefäß, wo er wieder erwärmt wird,
und als trockener, heißer
Luftstrom zurück
in die Behandlungskammer. Auf diese Weise wird das Spulgut getrocknet.
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Ein
zweiter Betriebszustand dieses Adsorptionsapparates besteht darin,
dass das mit dem Adsorptiv beladene Adsorbens mit einer Heizeinrichtung
erhitzt wird. Dadurch wird das Adsorptiv aus dem Adsorbens ausgetrieben
und gelangt durch die Verbindungsleitung in das zweite Gefäß, wo es
kondensiert. Dies wird unterstützt
dadurch, dass das zweite Gefäß von einem
im Kreislauf wie soeben beschrieben umlaufenden Luftstrom gekühlt wird.
Der somit erwärmte
Luftstrom wird genutzt, um in der Behandlungskammer vorhandenes
Spülgut
und/oder Spülwasser
vorzuwärmen.
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Aus
der
DE 1 410 206 A geht
eine Waschmaschine hervor, in welcher Waschgut nicht nur gewaschen,
sondern auch getrocknet werden kann. Für die dazu erforderlichen zusätzlichen
Einrichtungen zeigt die Schrift mehrere Alternativen; insbesondere können eine
elektrische Heizvorrichtung zum Erwärmen eines zur Trocknung von
Waschgut eingesetzten Luftstroms und ein einfacher Wärmetauscher zum
Abkühlen
des erwärmten
Luftstroms nach dem Beaufschlagen des Waschguts vorgesehen sein,
der Heizer und der Kühler
können
aber auch zu einer Wärmepumpeinrichtung
gehören.
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Im
Internet ist am 9. Dezember 2005 unter der Adresse http://de.wikipedia.org/wiki/Zeolith
ein Dokument öffentlich
verfügbar
gewesen, in welchem die zum Oberbegriff „Zeolith" gehörigen
Werkstoffe beschrieben sind. Bei diesen Stoffen handelt es sich um
Aluminium-Silikat-Stoffe
komplexer Zusammensetzung, die teils natürlich verfügbar und teils künstlich
herstellbar sind und insbesondere fähig sind zur Anlagerung größerer Mengen Wassers.
Die Offenbarung dieses Dokuments ist vorliegender Offenbarung in
vollem Umfange zuzurechnen.
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Der
Betrieb eines Hausgerätes
mit Adsorptionsapparat der oben beschriebenen Art kann derart erfolgen,
dass während
einer Betriebsperiode, innerhalb derer ein Posten Wäsche oder
Geschirr getrocknet wird, das Adsorptionsgerät den ersten und den zweiten
Betriebszustand nur einmal annimmt; es kann auch bestimmt sein,
dass der Adsorptionsapparat mehrfach reversierend den ersten und
den zweiten Betriebszustand annimmt. In einem solchen Fall kommt
es darauf an, ob sich der Adsorptionsapparat hinreichend schnell
und einfach aus einem gegebenen in einen anderen Betriebszustand
versetzen lässt.
In keinem Fall ist es praxisgemäß, wenn
eine solche Veränderung
zu einem erheblichen Aufenthalt beim Betrieb des Hausgerätes führt.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Hausgerät umfassend einen Adsorptionsapparat
sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Hausgerätes anzugeben,
bei welchen ein schneller und unkomplizierter Wechsel zwischen verschiedenen
Betriebszuständen
möglich
ist.
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Die
Aufgabe wird durch ein Hausgerät
umfassend einen Adsorptionsapparat nach Patentanspruch 1 und ein
Verfahren zum Betrieb eines solchen Hausgerätes nach Patentanspruch 11
gelöst.
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Demnach
umfasst das Hausgerät
einen Adsorptionsapparat, welcher ein Adsorptionsgefäß enthaltend
ein festes Adsorbens sowie eine Heizeinrichtung zur Beheizung des
Adsorbens, zumindest ein Phasenübergangsgefäß mit einer
dieses mit dem Adsorptionsgefäß verbindenden
Verbindungsleitung und ein flüchtiges,
von dem Adsorbens reversibel adsorbierbares Adsorptiv enthält. Dazu
umfasst das Hausgerät
eine Prozessluftführung,
in welcher das Adsorptionsgefäß als Wärmetauscher
zur Erwärmung
eines in der Prozessluftführung
strömenden und
das Adsorptionsgefäß beaufschlagenden
Luftstroms ausgebildet ist. Der Adsorptionsapparat ist eingerichtet
zum alternativen und reversierbaren Annehmen eines ersten Betriebszustandes,
in welchem das Adsorptionsgefäß von einem
in der Prozessluftführung
strömenden
Luftstrom beaufschlagt wird und in dem zumindest einen Phasenübergangsgefäß verdampfendes
Adsorptiv adsorbiert, und eines zweiten Betriebszustandes, in welchem
das Adsorbens von der Heizeinrichtung beheizt wird und das Adsorptiv desorbiert,
wobei desorbiertes Adsorptiv in dem Phasenübergangsgefäß kondensiert. Dabei ist der
Adsorptionsapparat erfindungsgemäß derart
eingerichtet, dass das Adsorptionsgefäß auch im zweiten Betriebszustand
von einem in der Prozessluftführung strömenden Luftstrom
beaufschlagt wird.
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Das
Verfahren zum Betrieb eines Hausgerätes umfassend einen Adsorptionsapparat,
welcher ein Adsorptionsgefäß enthaltend
ein festes Adsorbens sowie eine Heizeinrichtung zur Beheizung des Adsorbens,
zumindest ein Phasenübergangsgefäß mit einer
dieses mit dem Adsorptionsgefäß verbindenden
Verbindungsleitung und ein flüchtiges,
von dem Adsorbens reversibel adsorbierbares Adsorptiv enthält, und
umfassend eine Prozessluftführung,
in welcher das Adsorptionsgefäß als erster
Wärmetauscher
zur Erwärmung
eines in der Prozessluftführung strömenden und
das Adsorptionsgefäß beaufschlagenden
Luftstroms ausgebildet ist, wobei der Adsorptionsapparat alternativ
und reversierbar einen ersten Betriebszustand, in welchem das Adsorptionsgefäß von einem
in der Prozessluftführung
strömenden Luftstrom
beaufschlagt wird und in dem zumindest einen Phasenübergangsgefäß verdampfendes
Adsorptiv adsorbiert, und einen zweiten Betriebszustand, in welchem
das Adsorbens von der Heizeinrichtung beheizt wird und das Adsorptiv
desorbiert, wobei desorbiertes Adsorptiv in dem Phasenübergangsgefäß kondensiert,
annimmt, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass das Adsorptionsgefäß auch im
zweiten Betriebszustand von einem in der Prozessluftführung strömenden Luftstrom
beaufschlagt wird.
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Die
Erfindung nutzt aus, dass eine auch im zweiten Betriebszustand fortgesetzte
Beaufschlagung des Adsorptionsgefäßes mit dem Luftstrom Komponenten
in der Prozessluftführung
und im Adsorptionsgefäß, die dem
zu beheizenden Adsorbens nicht unmittelbar zugewandt sind, kühlt und
auf einer Temperatur hält,
die niedriger ist als jede Temperatur, die sich ohne diese Beaufschlagung
einstellen würde,
wenn es auch die Wirksamkeit der zur Bewirkung der Desorption des
Adsorptivs vom Adsorbens notwendigen Beheizung einschränkt. Dies
bedeutet jedoch, dass der Eintrag von Wärme in das Adsorptionsgefäß auf ein
für die
Beheizung des Adsorbens notwendiges Maß beschränkt bleibt. Soll das Adsorptionsgefäß also aus
dem zweiten in den ersten Betriebszustand wechseln und das Adsorbens
auf eine den Adsorptionsprozess ermöglichende Temperatur gebracht
werden, so erfordert dies nur noch die Abkühlung des Adsorbens selbst
und derjenigen Komponenten, die diesem unmittelbar zugewandt sind. Die
thermische Trägheit
des Adsorptionsapparates wird somit merklich reduziert.
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Bevorzugt
ist in dem Hausgerät
das zumindest eine Phasenübergangsgefäß als zumindest
einer zweiter Wärmetauscher
zur Abkühlung
eines in der Prozessluftführung
strömenden
Luftstroms im ersten Betriebszustand ausgebildet. Hierdurch ist
die Anwendung der Erfindung für
ein Hausgerät,
in welchem ein Prozessluftstrom abwechselnd erwärmt und gekühlt werden muss, erschlossen.
Besonders bevorzugt ist dabei in der Prozessluftführung das
zumindest eine Phasenübergangsgefäß dem Adsorptionsgefäß nachgeschaltet.
Dies hat den zusätzlichen Vorteil,
dass im zweiten Betriebszustand die das Phasenübergangsgefäß beaufschlagende Prozessluft
von dem kondensierenden Adsorptiv erwärmt wird, bevor sie das Adsorptionsgefäß beaufschlagt. Dadurch
wird die Kühlwirkung
der Prozessluft am Adsorptionsgefäß sinnvoll begrenzt und kontrolliert.
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Ein
besonders bevorzugtes Hausgerät
ist eingerichtet zum Behandeln eines Gutes mit einem in der Prozessluftführung strömenden Luftstrom,
wobei der Adsorptionsapparat als Einrichtung zum Rekuperieren von
Wärme innerhalb
des Luftstroms, insbesondere als Wärmepumpe, fungiert. Dies gilt
besonders für
den ersten Betriebszustand, bei dem das Phasenübergangsgefäß aufgrund des verdampfenden
Adsorptivs Wärme
aus dem Luftstrom aufnimmt und das Adsorptionsgefäß aufgrund
der Exothermie des Adsorptionsprozesses Wärme an den Luftstrom abgibt.
Bei solchem Behandeln nimmt der Adsorptionsapparat mehrfach reversierend
den ersten und den zweiten Betriebszustand an, wofür er aufgrund der
erfindungsgemäß reduzierten
thermischen Trägheit
des Adsorptionsgefäßes besonders
geeignet ist.
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Besonders
bevorzugt ist das Hausgerät
ausgebildet als Trockner für
das Gut, insbesondere als Wäschetrockner.
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Dabei
führt vorzugsweise
der in der Prozessluftführung
strömende
Luftstrom Feuchte von dem Gut ab, und diese abgeführte Feuchte
wird zumindest teilweise in dem als zumindest einer zweiter Wärmetauscher
zur Abkühlung
des Luftstroms ausgebildeten zumindest einen Phasenübergangsgefäß auskondensiert.
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Vorzugsweise
umfasst der Adsorptionsapparat in dem Hausgerät ein einziges Phasenübergangsgefäß, in welchem
das Adsorptiv kondensierbar und verdampfbar ist, sowie eine das
Adsorptionsgefäß mit dem
Phasenübergangsgefäß verbindende
Verbindungsleitung. In diesem Adsorptionsapparat müssen keinerlei
bewegliche Teile vorhanden sein. Zustandsübergänge können allein durch Beheizung
des Adsorbens zum Austreiben des Adsorptivs und durch den Adsorptionsprozess,
welcher beim Ausbleiben entsprechender Beheizung selbsttätig einsetzt,
bewirkt werden.
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Eine
alternative bevorzugte Ausgestaltung des Hausgeräts zeichnet sich dadurch aus,
dass der Adsorptionsapparat mehrere Phasenübergangsgefäße, darunter ein Kondensationsgefäß, in dem
das Adsorptiv kondensierbar ist und das über eine mit einem ersten Ventil
verschließbare
erste Leitung mit dem Adsorptionsgefäß verbunden ist, und ein Verdampfungsgefäß, in dem
das Adsorptiv verdampfbar ist und das über eine mit einem zweiten
Ventil verschließbare
zweite Leitung mit dem Adsorptionsgefäß verbunden ist, sowie eine
das Kondensationsgefäß mit dem
Verdampfungsgefäß verbindende
dritte Leitung aufweist. Diese Ausgestaltung hat nicht den Vorteil,
gegebenenfalls ohne bewegliche Teile im Adsorptionsapparat auszukommen;
sie erlaubt es aber, entsprechende Komponenten des Adsorptionsapparates
genauer an die geforderten Funktionen, insbesondere des Verdampfens
oder Kondensierens, anzupassen.
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Besonders
bevorzugt ist es, in dem Hausgerät
einen Zeolithen als Adsorbens und Wasser als Adsorptiv zu verwenden.
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Außerdem bevorzugt
ist die Prozessluftführung
ein einziger im Wesentlichen geschlossener Kreislauf – als ein
Kreislauf, der ohne wesentliche Leckage des Luftstroms betreibbar
ist, wobei aber ein Druckausgleich mit einer Umgebung der Prozessluftführung jederzeit
gegeben ist. In dieser Ausgestaltung wäre das entsprechende Hausgerät, wenn
es zusätzlich
zur Trocknung von Wäsche
eingerichtet wäre,
als Kondensationstrockner zu bezeichnen. Insbesondere dazu ist es
weiterhin bevorzugt, dass das Hausgerät einen zusätzlichen, von dem Luftstrom durchströmbaren und
vorzugsweise anströmseitig des
Adsorptionsapparates angeordneten Kondensator aufweist.
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Nachfolgend
wird eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Darin zeigen 1 und 2 Ausführungen
eines Hausgeräts,
welches als Wäschetrockner
ausgestaltet ist, mit jeweils einem Adsorptionsapparat.
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In
den Figuren, deren jede als Schemaskizze zu verstehen ist, tragen
einander entsprechende Komponenten jeweils dasselbe Bezugszeichen.
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1 zeigt
ein Hausgerät 1,
ausgestaltet als Wäschetrockner 1,
umfassend einen Adsorptionsapparat 2. Der Adsorptionsapparat 2 umfasst
ein als ersten Wärmetauscher
ausgebildetes Adsorptionsgefäß 3,
welches einen als Adsorbens nutzbaren Zeolithen in einer Menge von
etwa 1 kg aufweist. Außerdem
enthält
der Adsorptionsapparat 2 ein flüchtiges und von dem Adsorbens
adsorbierbares Adsorptiv, vorliegend Wasser, in einer Menge von
etwa 1 kg. Davon abgesehen ist der Adsorptionsapparat 2 evakuiert;
Luft oder Luftbestandteile sind allenfalls in Spuren vorhanden,
soweit diese im Hinblick auf eine Benutzung über viele Jahre und allfällig mögliche und sinnvolle
Dichtungsmaßnahmen
im Adsorptionsapparat 2 unvermeidlich sind. Das Wasser
liegt je nach Betriebszustand des Adsorptionsapparates 2 in
flüssiger
oder adsorbierter Form vor, neben der entsprechend der Temperatur
im Adsorptionsapparat 2 vorhandenen gasförmigen Phase.
Das Adsorptionsgefäß 3 hat
eine Heizeinrichtung 4, durch welche es beheizbar ist,
um vom Adsorbens adsorbiertes Wasser aus dem Adsorbens auszutreiben.
Zur anforderungsgemäßen Aufnahme
des Wassers ist ein als zweiter Wärmetauscher ausgebildetes einziges
Phasenübergangsgefäß 5 vorgesehen,
welches über
eine einzige Verbindungsleitung 6 mit dem Adsorptionsgefäß 3 verbunden
ist und einen Transport von Wasser wischen diesen beiden Gefäßen 3 und 5 gestattet.
Dieser Transport ist mittels eines in die einzige Verbindungsleitung 6 eingefügten einzigen
Ventils 7 kontrollierbarallerdings ist dieses Ventil 7 nicht
in jedem Falle erforderlich, denn der Adsorptionsapparat 2 kann
auch allein durch die in den Gefäßen 3 und 5 eingestellten
Temperaturen kontrolliert werden.
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2 zeigt
einen Wäschetrockner 1 mit
einem Adsorptionsapparat 2, wobei in dem Adsorptionsapparat 2 an
Stelle eines einzigen Phasenübergangsgefäßes 5 (vgl. 1)
ein Kondensationsgefäß 8,
an das Adsorptionsgefäß 3 angeschlossen über eine
erste Verbindungsleitung 9 mit einem ersten Ventil 10,
und ein Verdampfungsgefäß 11,
an das Adsorptionsgefäß 3 angeschlossen über eine
zweite Verbindungsleitung 12 mit einem ersten Ventil 13, und
zusätzlich
das Kondensationsgefäß 8 mit
dem Verdampfungsgefäß 11 verbunden über eine
dritte Verbindungsleitung 14, angeschlossen sind. Ein Zeolith
in einer Menge von etwa 3 kg ist als Adsorbens vorgesehen, und Wasser
in einer Menge von etwa 1 kg als Adsorptiv. Der Adsorptionsapparat 2 ist
ebenso wie der Adsorptionsapparat 2 der 1 evakuiert. Das
Adsorptiv muss in diesem Adsorptionsapparat 2 einen Kreislauf
zwischen allen drei Gefäßen 3, 8 und 11 durchlaufen,
und dieser Kreislauf wird mit den Ventilen 10 und 13 gesteuert.
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Zur
Erläuterung
der Einbindung des Adsorptionsapparates 2 in den Wäschetrockner 1 wird
nunmehr auf beide Figuren gemeinsam Bezug genommen.
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Der
Wäschetrockner 1 enthält eine
Prozessluftführung 15 zur
Führung
eines Luftstroms 15 in einem Kreislauf 15, wobei
er von einem Gebläse 16 angetrieben
wird. Der Luftstrom 15 gelangt mit einer Temperatur zwischen
80 °C und
90 °C in
die Behandlungskammer 17, und zwar eine drehbare Trommel 17,
mit einem zu trocknenden Gut 18, nämlich Wäsche 18. In der Trommel 17 entzieht
der Luftstrom 15 der Wäsche 18 Feuchte,
und wird mit solcher Feuchte beladen aus der Trommel 17 heraus
geführt.
Er gelangt dann zu einem Kondensator 19, wo ihm Wärme entzogen
wird, so dass er abkühlt
und die aus der Trommel 17 mitgeführte Feuchte auskondensiert. Somit
entstandenes Kondensat wird durch nicht dargestellte Mittel von
dem Luftstrom 15 abgetrennt und abgeführt. Hinter dem Kondensator
gelangt der Luftstrom 15 in den Adsorptionsapparat 2,
wo er die als Wärmetauscher
ausgebildeten Gefäße 5 und 3 bzw. 8, 11 und 3 durchströmt. In diesen
Gefäßen wird
ihm je nach Betriebszustand des Adsorptionsapparates 2 zunächst weiter
Wärme entzogen
(erster Betriebszustand) und dann Wärme zugeführt, oder nur Wärme zugeführt (zweiter
Betriebszustand). In entsprechend erwärmtem Zustand gelangt er dann über das
Gebläse 16 wieder
in die Trommel 17.
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Wenn
der Wäschetrockner 1 gemäß 1 oder 2 sich
in einem Ruhezustand befindet, ist das Adsorptiv so weit wie möglich von
dem Adsorbens adsorbiert. Dabei befindet sich der Adsorptionsapparat 2 in
einem durch eine besonders hohe Stabilität ausgezeichneten Zustand.
Wird der Wäschetrockner 1 aus
dem Ruhezustand in den entsprechend obiger Nomenklatur zweiten Betriebszustand versetzt,
so wird die Trommel 17 gedreht und der Luftstrom 15 durch
das Gebläse 16 aufgebaut,
und außerdem
der Kondensator 19, gegebenenfalls zeitversetzt, in Betrieb
gesetzt – zum
Beispiel durch den Aufbau eines Kühlluftstroms 20. Im
Adsorptionsapparat 2 wird die Heizeinrichtung 4 im
Adsorptionsgefäß 3 eingeschaltet
und das Adsorbens erhitzt auf eine Temperatur bis etwa 250 °C. Dadurch
wird ein Desorptionsprozess eingeleitet, bei dem das Adsorptiv aus
dem Adsorbens ausgetrieben wird; es strömt als Dampf zum Phasenübergangsgefäß 5 bzw.
Kondensationsgefäß 8,
gesteuert von dem Ventil 7 bzw. den Ventilen 10 und 13.
Im Phasenübergangsgefäß 5 bzw.
Kondensationsgefäß 8 gibt
der Dampf Wärme an
den Luftstrom 15 ab und kondensiert bei einer Temperatur,
die in einem weitgehend stationären
Zustand bei etwa 70 °C
liegt. Der Luftstrom 15 gelangt nach dieser ersten Erwärmung mit
einer Temperatur von etwa 65 °C
zum Adsorptionsgefäß 3,
wo er weitere Wärme
aufnimmt und schließlich
mit einer Temperatur von etwa 90 °C
zur Trommel 17 gelangt. Dort nimmt er Feuchte auf und gelangt
zum Kondensator 19, wo er von dieser Feuchte befreit und
auf eine Temperatur, die bei Erreichen eines weitgehend stationären Zustandes
bei etwa 60 °C
liegt, abgekühlt wird.
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Den
Luftstrom 15 im zweiten Betriebszustand am Adsorptionsgefäß 3 Wärme aufnehmen
zu lassen erscheint zunächst
widersinnig, da der Heizeinrichtung 4 Wärme entzogen wird, die ansonsten zur
Beheizung des Zeolithen im Adsorptionsgefäß 3 verfügbar wäre. Jedoch
ist dies kein Nachteil, da der Luftstrom 15 zur Aufrechterhaltung
des Trocknungsvorgangs ansonsten anderweitig beheizt werden müsste, und
da auf diese Weise Teile des Adsorptionsgefäßes 3 und der Prozessluftführung 15 bei
relativ niedriger Temperatur verbleiben. Dadurch kann das Adsorbens
nach Vollendung der Desorption schneller auf eine den Adsorptionsprozess
erlaubende Temperatur abgekühlt
werden, und insbesondere ein mehrfaches oder gar vielfaches Reversieren
zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand des Adsorptionsapparates 2 ist
möglich.
Außerdem kann
vorliegend die Heizeinrichtung 4 das einzige Mittel zum
Aufheizen des Luftstroms sein.
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Der
Desorptionsprozess wird zeit-, temperatur- oder druckgesteuert durch
Abschalten der Heizeinrichtung 4 beendet, und bei Fortsetzung
der Trocknung der Wäsche 18 in
der Trommel 17 gelangt der Adsorptionsapparat 2 in
einen anderen, den ersten Betriebszustand gemäß obiger Nomenklatur. Dabei
kühlt das
Adsorbens aufgrund der Abführung
von Wärme
vom Adsorptionsgefäß 3 durch
den Luftstrom 15 ab und wird mit sinkender Temperatur bereitet zum
erneuten Adsorbieren des Adsorptivs. Da die Adsorption exotherm
verläuft,
ergibt sich eine Heizwirkung; der das Adsorptionsgefäß 3 durchströmende Luftstrom 15 wird
aufgeheizt, wobei in einem weitgehend stationären Zustand wiederum eine Temperatur
von 90 °C
erreicht wird.
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Im
Wäschetrockner
gemäß 1 kann
das Adsorptiv im Prinzip ohne Steuerung durch das einzige Ventil 7 zum
Adsorbens zurück
gelangen, doch kann ein steuernder Eingriff für eine gegebenenfalls gewünschte Verzögerung notwendig
sein. Mit dem Eintritt der Adsorption jedenfalls kommt das im Phasenübergangsgefäß 5 in
flüssiger
Form angesammelte Adsorptiv bei einer Temperatur von etwa 50 °C zur Verdampfung
unter Aufnahme von Wärme,
welche dem Luftstrom 15 im Phasenübergangsgefäß 5 entzogen wird.
Somit kondensiert aus dem Luftstrom 15 weitere Feuchte
aus, und er wird auch weiter abgekühlt. Bei Erreichen eines weitgehend
stationären Zustandes
tritt der Luftstrom 15 mit einer Temperatur von etwa 60 °C in das
Gefäß 5 ein
und verlässt
es mit einer Temperatur von etwa 57 °C. In diesem Zustand arbeitet
der Adsorptionsapparat 2 als Wärmepumpe und kann dabei mit
einer thermischen Pumpleistung bis 1200 W Wärme rekuperieren. Der Adsorptionsprozess
endet, wenn sämtliches
Adsorptiv an das Adsorbens gebunden ist oder das Adsorbens eine maximal
mögliche
Menge des Adsorptivs aufgenommen hat. Dann wird, veranlasst durch
eine Zeitsteuerung oder durch einen Nachweis einer abfallenden Temperatur
oder eines abfallenden Drucks im Adsorptionsgefäß 3, erneut ein Desorptionsprozess
wie oben beschrieben eingeleitet.
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Auf
diese Weise kann zur Trocknung eines Postens Wäsche 18 mehrfach zwischen
Desorptions- und Adsorptionsprozess gewechselt werden, wobei der
Prozess der Trocknung aber mit einem Adsorptionsprozess endet. Dadurch
wird zur Stillsetzung des Wäschetrockners 1 das
Adsorptiv so weit wie möglich
an das Adsorbens gebunden, wodurch der Adsorptionsapparat 2 in
einen für
einen Ruhezustand von unbestimmter Länge möglichst günstigen, weil besonders stabilen
Zustand versetzt wird.
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Die
Wirkungsweisen des Wäschetrockners 1 und
des Adsorptionsapparates 2 gemäß 2 entsprechen
weitgehend den zu 1 beschriebenen. Lediglich erfolgt
die Kondensation des Adsorptivs in einem speziellen Kondensationsgefäß 8,
welches von einem Verdampfungsgefäß 11, in welchem die Verdampfung
des Adsorptivs erfolgt, getrennt ist. Über die dritte Verbindungsleitung 14 gelangt
das flüssige
Adsorptiv vom Kondensationsgefäß 8 zum Verdampfungsgefäß 11.
Kondensation und Verdampfung des Adsorptivs können bei stark verschiedenen
Temperaturen erfolgen – Kondensation
bei einer Temperatur bis 80 °C
unter Erwärmung
des Luftstroms von 57 °C
auf 70 °C,
Verdampfung bei einer Temperatur von etwa 20 °C unter Abkühlung des Luftstroms von 60 °C auf 57 °C – und jedes
der Gefäße 8 und 11 kann
an entsprechende Temperaturverhältnisse
und -differenzen angepasst werden. Es versteht sich, dass steuernde
Eingriffe mittels der Ventile 10 und 13 erforderlich
sind, um den Kreislauf des Adsorptivs herzustellen und aufrecht
zu erhalten.
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Die
Steuerung des Wäschetrockners 1 und des
Adsorptionsapparates 2 erfolgt in jedem Ausführungsbeispiel
mittels einer Kontrolleinheit 21, die mit allen steuerbaren
Komponenten 7 bzw. 10 und 13 sowie 16 und
entsprechend der Notwendigkeit mit jeder weiteren nicht dargestellten
Komponente (zum Beispiel Kühlluftstrom 20 oder
Sensor) über
Kontrollleitungen 22 verbunden ist. Der Übersicht
halber ist eine einzige Kontrollleitung 22, welche am Adsorptionsapparat 2 endet,
eingezeichnet; sie ist als Symbol für jedwede Kontrollleitung 22 zu
einer Komponente im Adsorptionsapparat 2 zu verstehen.
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- 1
- Hausgerät, Wäschetrockner
- 2
- Adsorptionsapparat
- 3
- Adsorptionsgefäß
- 4
- Heizeinrichtung
- 5
- Phasenübergangsgefäß
- 6
- Einzige
Verbindungsleitung
- 7
- Einziges
Ventil
- 8
- Kondensationsgefäß
- 9
- Erste
Verbindungsleitung
- 10
- Erstes
Ventil
- 11
- Verdampfungsgefäß
- 12
- Zweite
Verbindungsleitung
- 13
- Zweites
Ventil
- 14
- Dritte
Verbindungsleitung
- 15
- Prozessluftführung, Luftstrom
- 16
- Gebläse
- 17
- Behandlungskammer,
Trommel
- 18
- Gut,
Wäsche
- 19
- Kondensator
- 20
- Kühlluftstrom
- 21
- Kontrolleinheit
- 22
- Kontrollleitung