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Die
Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für einen
Kondensationswäschetrockner.
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Durch
Trocknungsgeräte
wie Wäschetrockner
oder Waschmaschinen mit Trocknungsfunktion wird Bekleidung oder
Wäsche
dadurch getrocknet, dass durch einen Heizer erzeugte Heißluft in
eine Trommel geblasen wird. Derartige Trockner können abhängig vom Verfahren, das dazu
verwendet wird, die beim Trocknen erzeugte feuchte Luft zu verarbeiten,
in Abluftwäschetrockner
und Kondensationswäschetrockner
eingeteilt werden. Bei einem Ablufttrockner wird die aus einer Trommel
ausgeblasene feuchte Luft nach außen ausgegeben. Bei einem Kondensationswäschetrockner
wird die feuchte Luft kondensiert, um die Feuchtigkeit aus ihr zu
entfernen, und die getrocknete Luft wird erneut in die Trommel zurückgeführt, so
dass die Luft also umgewälzt wird.
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Ein
Kondensationswäschetrockner
enthält eine
Trommel zum Aufnehmen von Wäsche,
einen Filter zum Herausfiltern von Flusen und Fremdsubstanzen sowie
einen Wärmetauscher
(oder eine Kondensationseinrichtung) zum Beseitigen von Feuchtigkeit
aus der heißen,
feuchten Trocknungsluft, die die Trommel durchströmt hat und
Feuchtigkeit aus der Wäsche
aufgenommen hat. Der Trockner verfügt auch über einen Lüfter, um den Trocknungsvorgang durch
Erzeugen einer Luftströmung
zu begünstigen, einen
Heizer zum Erwärmen
der Luftströmung
zum Verkürzen
der Trocknungszeit und Leitungen oder Kanäle zum Verbinden der Komponenten.
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Die 1 ist
eine Schnittansicht, die schematisch die internen Komponenten eines
Kondensationswäschetrockners
gemäß dem Stand
der Technik zeigt. Die 2 ist eine Innenansicht des
Kondensationswäschetrockners
der 1. Die 3 ist eine Schnittansicht eines
Wärmetauschers
im Trockner der 1, und die 4 ist
eine Seitenansicht des Wärmetauschers
in der 3. Die Pfeile I kennzeichnen die Strömung kalter
Luft von außen,
und die Pfeile II kennzeichnen die Strömung umgewälzter Heißluft.
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Gemäß den 1 und 2 ist
eine Trommel 11, in der Wäsche aufzunehmen ist, drehbar
in einem Hauptgehäuse 10 untergebracht,
die mit einer an ihrer Vorderseite installierten Tür 12 versehen
ist. Die Trommel 11 wird durch einen Riemen 19 angetrieben,
der mit einem im unteren Teil des Hauptgehäuses 10 installierten
Motor 17 verbunden ist. Im unteren Teil des Hauptgehäuses 10 ist
ein Wärmetauscher 13 installiert,
der Feuchtigkeit aus heißer, feuchter
Luft kondensiert, die durch die Trommel 11 umgewälzt wurde,
wodurch die Feuchtigkeit aus der Luft entfernt wird, so dass diese
erneut zum Trocknen verwendet werden kann. Mit dem vorderen und
dem hinteren Teil des Wärmetauschers 13 sind
Umwälzkanäle 14a bzw. 14b verbunden,
die ebenfalls mit dem vorderen bzw. hinteren Ende der Trommel 11 verbunden
sind. Wenn Luft aus der Trommel 11 ausgelassen wird, kann
sie nach dem Durchlaufen des Wärmetauschers 13 erneut
in dieselbe eingeleitet werden.
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Im
Umwälzkanal 14a sind
ein Heizer 14 zum Erwärmen
von Luft, die den Wärmetauscher 13 durchlaufen
hat, und ein Umwälzlüfter 16 zum zwangsweisen
Umwälzen
der Luft durch die Umwälzkanäle 14a und 14b installiert.
Der Umwälzlüfter 16 ist
mit einer anderen Welle des Motors 17, der auch die Trommel 11 antreibt,
verbunden.
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Um
Feuchtigkeit aus der Luft zu kondensieren, die durch den Umwälzkanal 14a umgewälzt wurde,
wird ein Wärmeaustauschvorgang
unter Verwendung äußerer kalter
Luft, die dem Wärmetauscher 13 zugeführt wird,
ausgeführt.
Zu diesem Zweck ist ein Außenluft-Zuführkanal 18,
der mit der Außenseite des
Hauptgehäuses 10 in
Verbindung steht, mit einer Seite des Wärmetauschers 13 verbunden.
Ein Kühllüfter 20 saugt
Außenluft
durch den Außenluft- Zuführkanal 18 an
und gibt sie in das Hauptgehäuse 10 aus.
Ein Kühllüfter-Antriebsmotor 21 treibt
den Kühllüfter 20 an.
Ein Filter 22 wird dazu verwendet, Fremdsubstanzen wie
Fussel und abgerissene Fäden
oder dergleichen aus der Luft auszufiltern, die durch die Vorderendseite
der Trommel 11 zum Umwälzkanal 14a ausgeblasen
wird.
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Unter
dem Wärmetauscher 13 ist
ein Wasseraufnehmer (nicht dargestellt) zum Aufnehmen des während des
Kondensationsprozesses kondensierten Wassers vorhanden. Eine Pumpe 23 wird
dazu verwendet, das im Wasseraufnehmer gesammelte Kondenswasser
an einen Kondenswasser-Lagertank 2 zu liefern.
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Gemäß der 3 läuft die
Außenluft
in der Richtung der Pfeile 1 durch die Außenseiten
des Wärmetauschers 13,
und die Umwälzluft
läuft in
der Richtung der Pfeile II durch das Vorder- und das Hinterende
desselben. Durch diesen Prozess erfolgte im Wärmetauscher 13 zwischen
der Außenluft
und der Umwälzluft
ein Wärmeaustausch.
Die Umwälzluft wird
gekühlt,
was bewirkt, dass Feuchtigkeit in ihr kondensiert und dadurch aus
der Trommel 11 entfernt wird. Die gekühlte und getrocknete Umwälzluft wird
dann erwärmt
und wieder in die Trommel 11 eingeblasen, um erneut umgewälzt zu werden.
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Wenn
Feuchtigkeit im Wärmetauscher
kondensiert, fließt
sie zum frei liegenden unteren Endteil des Wärmetauschers 13. Das
Kondenswasser sammelt sich im unteren Endteil des Wärmetauschers 13 (demjenigen
Teil, der in der 3 durch gestrichelte Linien
umschlossen ist), was zu einem Widerstand gegen die Luftströmung führt, wodurch
das Funktionsvermögen
des Wärmetauschers 13 abnimmt. Auch
wird durch das durch das angesammelte Kondenswasser verursache Hindernis
die Strömung
der externen Kaltluft zu den Seitenrandbereichen des Wärmetauschers 13 gedrückt, wie
es innerhalb der gestrichelten Linien in der 4 dargestellt
ist. Im Ergebnis ist es schwierig, für eine gleichmäßige Verteilung der
Strömung
der Außenluft
zu sorgen. Im Ergebnis wird die Trocknungsfunktion des Trockners beeinträchtigt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher für einen
Kondensationswäschetrockner
zu schaffen, bei dem der Strömungswiderstand
für Luft
aufgrund von Kondenswasser, das sich im unteren Endteil des Wärmetauschers
ansammelt, verringert werden kann.
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Diese
Aufgabe ist durch die Wärmetauscher gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen 1,
7 und 15 gelöst.
Ein erfindungsgemäßer Kondensationswäschetrockner
gemäß dem Anspruch
17 verfügt über einen
erfindungsgemäßen Wärmetauscher.
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Bei
den Wärmetauschern
gemäß der Erfindung
ist es auch vermieden, dass die Strömung externer Kaltluft in großem Umfang
zu den Seitenrandbereichen des Wärmetauschers
gedrückt
wird.
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Ein
erfindungsgemäßer Wärmetauscher
verfügt über eine
Wärmetauschereinheit,
in der mehrere Rohre und Rippenstrukturen abwechselnd aufgeschichtet
sind, wobei in einem unteren Endteil einer Auslassseite der Wärmetauschereinheit
ein oder mehrere Wasserauslassschlitze ausgebildet sind. Dabei verfügt der Wärmetauscher
vorzugsweise ferner über
eine Frontabdeckung zum Abdecken des vorderen Endes der Wärmetauschereinheit
sowie eine Rückabdeckung
zum Abdecken des Hinterendes desselben, wobei im unteren Endteil
der Rückabdeckung
die Wasserauslassschlitze ausgebildet sind. Das Kondenswasser kann
durch die Wasserauslassschlitze gleichmäßig ausgelassen werden, was
es verhindert, dass das Funktionsvermögen des Trockners aufgrund
eines Strömungswiderstands
abnimmt, zu dem es durch ein Ansammeln von Kondenswasser im unteren
Endteil des Wärmetauschers käme.
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Ein
weiterer Wärmetauscher
gemäß der Erfindung
verfügt
ebenfalls über
eine Wärmetauschereinheit,
in der mehrere Rohre und Rippen strukturen abwechselnd aufgeschichtet
sind, wobei an den Seitenflächen
der Wärmetauschereinheit
Leckverhinderungswände
vorhanden sind. Auch hier verfügt
der Wärmetauscher
ferner vorzugsweise über
eine Frontabdeckung, die das Vorderende der Wärmetauschereinheit abdeckt,
und eine Rückabdeckung,
die das Hinterende derselben abdeckt, wobei zu den Leckverhinderungswänden eine
an der ersten Abdeckung ausgebildete erste Leckverhinderungswand, die
die Seitenränder
der Wärmetauschereinheit
abdeckt, und eine zweite Leckverhinderungswand gehören, die
an der Rückabdeckung
ausgebildet ist und dort die Seitenränder der Wärmetauschereinheit abdeckt.
Die Leckverhinderungswände
verhindern, dass die Strömung
externer Kaltluft in großem
Umfang zu den Seitenrändern
des Wärmetauschers ausleckt,
wodurch die Luftströmung
gleichmäßig verteilt
werden kann, was die Wärmeaustauschfunktion verbessert.
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Ein
Kondensationswäschetrockner
gemäß der Erfindung
verfügt über einen
Wärmetauscher
mit den genannten Wasserauslassschlitzen und/oder den genannten
Leckverhinderungswänden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten
Ausführungsformen
näher erläutert.
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1 ist
eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen des Inneren eines
Kondensationswäschetrockners
gemäß dem Stand
der Technik;
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2 ist
eine Draufsicht auf das Innere des Kondensationswäschetrockners
gemäß der 1;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers gemäß dem Stand
der Technik, wie er in einem Kondensationswäschetrockner verwendbar ist;
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4 ist
eine Seitenansicht, die eine Seitenfläche des Wärmetauschers in der 3 zeigt;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Wärmetauschers
gemäß der Erfindung
mit verbesserten Wasserströmungseigenschaften,
der in einem Kondensationswäschetrockner
verwendbar ist;
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6 ist
eine vergrößerte Teilansicht,
die Wasserauslassschlitze zeigt, die in einem unteren Endteil einer
Rückabdeckung
des Wärmetauschers in
der 5 ausgebildet sind;
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7 ist
eine Seitenansicht, die eine Seitenfläche des Wärmetauschers in der 5 zeigt,
die mit Leckverhinderungswänden
versehen ist; und
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8 ist
eine Tabelle zum Vergleichen des Funktionsvermögens des Wärmetauschers in der 5 mit
dem eines herkömmlichen
Wärmetauschers.
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Gemäß der 5 verfügt eine
erste Ausführungsform
eines Wärmetauschers 100 gemäß der Erfindung über eine
Wärmetauschereinheit 110,
in der mehrere Rohre 111 und Rippenstrukturen 112 abwechselnd
aufgeschichtet sind. Eine Frontabdeckung 130 bedeckt das
Vorderende der Wärmetauschereinheit 110,
und eine Rückabdeckung 140 bedeckt
das Hinterende derselben. An Seitenrändern der Wärmetauschereinheit 110 sind
Leckverhinderungswände 150 installiert.
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Die
beiden Enden der Rohre 111 können offen sein, und sie können über eine
Kanalstruktur mit rechteckigem Querschnitt verfügen. Mit den beiden Enden der
Rohre 111 stehen jeweils Kanäle oder Leitungen (nicht dargestellt)
in Verbindung, durch die Umwälzluft
im Trockner strömt.
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Die
Rippenstrukturen 112 können
durch wiederholtes Biegen einer Metallplatte mit einem Zickzackmuster
mit Luftkanälen
ausgebildet werden. Beispielsweise können die Rippenstrukturen 112 mit
einem Zickzackmuster so gebogen werden, dass sich als Äußeres eine
Quaderstruktur mit fester Dicke, Breite und Länge bildet. Wenn eine Metallplatte
zickzackförmig
gebogen wird, kann dies mit einer Wiederholungsstruktur von Bergen
und Tälern
erfolgen. Die Ober- und die Unterseite der Rippenstruktur können in
Kontakt mit den Flächen
jeweils benachbarter Rohre 111 platziert werden, und sie
können
mit den Rohren verbunden werden. Die Rippenstrukturen sorgen für Kanäle für die in
den Wärmetauscher
einzuleitende Außenluft,
die daraus wieder auszugeben ist, nachdem sie mit der Luft in den
Rohren 111 einen Wärmeaustauschvorgang
vollzogen hat.
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Die
Dicke der Rippenstrukturen 112 beruht auf den Größen der
auf sie geschichteten Rohre 111 sowie möglicherweise auf der Anzahl
der Rohre und der Rippenstrukturen, die aufeinander geschichtet werden.
Vorzugsweise liegt die Dicke der Rippenstrukturen im Bereich von
8–10 mm.
Es ist bevorzugt, dass die Rohre dünner als die Rippenstrukturen
sind, um die Wärmeübertragungsrate
zu erhöhen.
Die Rohre 111 und die Rippenstruktur 112 werden
aus einem metallischen Material mit hervorragenden Wärmeübertragungseigenschaften
hergestellt, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
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Die
Frontabdeckung 130 und die Rückabdeckung 140 können mit
der Vorder- bzw. der Rückseite der
Wärmetauschereinheit 110 verbunden
sein. Die Frontabdeckung 130 und die Rückabdeckung 140 können die
Funktion einer Verbindungseinrichtung ausführen, die es ermöglicht,
den Einlass und den Auslass der Wärmetauschereinheit 110 auf
einfache Weise mit den Verbindungskanälen oder -leitungen im Trockner
oder mit anderen Komponenten zu verbinden.
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Die
Frontabdeckung 130 und die Rückabdeckung 140 können aus
einem Kunststoffmaterial wie ABS-GF bestehen. Sie werden typischerweise
durch ein Verfahren wie Spritzformen hergestellt. Zusätzlich kann
in denjenigen Abschnitten, in denen die Frontabdeckung 130 und
die Rückabdeckung 140 mit
den beiden Enden der Wärmetauschereinheit 110 verbunden
werden, ein Abdichtungselement installiert werden, um ein Auslecken
von Luft zu verhindern.
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Gemäß den 5 und 6 sind
bei der Ausführungsform
mehrere Wasserauslassschlitze 141 im unteren Endteil der
Rückabdeckung 140 ausgebildet
(ovaler Abschnitt in der 5 mit gestrichelter Linie).
Es kann auch nur ein einzelner Wasserauslassschlitz vorhanden sein.
Wenn mehrere Wasserauslassschlitze 141 vorhanden sind,
sind sie vorzugsweise nebeneinander ausgebildet, wobei sich die
Schlitze in der Längsrichtung
des unteren Endteils oder der Bodenlippe der Rückabdeckung 140 erstrecken.
Durch diese Wasserauslassschlitze 141 kann Kondenswasser
gleichmäßig abgelassen
werden. Dies verhindert, dass Kondenswasser das Funktionsvermögen des
Trockners dadurch beeinträchtigt,
dass es zu einem erhöhten
Luftströmungswiderstand
aufgrund des Ansammelns von Kondenswasser im hinteren Endteil der
Rückabdeckung 140 kommt.
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Gemäß der 7 sind
bei der Ausführungsform
Leckverhinderungswände 150 vorhanden,
nämlich
eine erste Leckverhinderungswand 151, die an der Frontabdeckung 130 ausgebildet
ist und die vorderen Seitenränder
der Wärmetauschereinheit 110 abdeckt
(ovaler Bereich in der 7 mit gestrichelter Linie),
und eine zweite Leckverhinderungswand 152, die an der Rückabdeckung 140 ausgebildet
ist und die hinteren Seitenränder
der Wärmetauschereinheit 110 abdeckt.
Die erste Leckverhinderungswand 151 und die zweite Leckverhinderungswand 152 können dadurch
einstückig
mit der Frontabdeckung 130 und der Rückabdeckung 140 ausgebildet
werden, dass deren Seitenenden in der Querrichtung der Wärmetauschereinheit 110 jeweils
verlängert
werden. Alternativ können die
erste Leckverhinderungswand 151 und die zweite Leckverhinderungswand 152 gesonderte
Zusatzelemente sein, die mit den Seitenenden der Frontabdeckung 130 und
der Rückabdeckung 140 in
der Querrichtung der Wärmetauschereinheit 110 jeweils
verschweißt
oder verklebt werden. Die Leckverhinderungswände 150 verbessern
die Wärmeaustauschfunktion,
da die Außenluft
mit gleichmäßiger Strömung durch
die Rippeneinheiten geführt werden
kann. Die Leckverhinderungswände
verhindern, dass die kalte Außenluft
um die Enden der Rippenstrukturen an der Vorder- und der Rückseite
des Wärmetauschers 100 herum
strömen.
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Die 8 ist
eine Tabelle zum Vergleichen des Funktionsvermögens eines Wärmetauschers
gemäß den 5–7 mit
demjenigen eines herkömmlichen
Wärmetauschers.
Gemäß der 8 weist
ein Kondensationswäschetrockner
mit einem Wärmetauscher
gemäß der oben
beschriebenen Ausführungsform
eine Trocknungszeit auf, die um ungefähr 4 Minuten kürzer ist,
einen verringerten Energieverbrauch von 0,012 kW/h weniger pro 1
kg sowie eine Kondensationsrate, die ungefähr 2% höher als die beim herkömmlichen
Trockner ist. Demgemäß können, wenn
ein Wärmetauscher
gemäß der Erfindung
verwendet wird, der Energieverbrauch gesenkt werden und/oder die
Trocknungsfunktion verbessert werden.