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Die Erfindung betrifft einen Trockner mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, welcher einen Wärmepumpenkreis mit einem Verdampfer und einem Verflüssiger aufweist.
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Trockner für Wäschestücke und dergleichen Gegenstände werden üblicherweise als Ablufttrockner oder Kondensationstrockner ausgeführt. Beim Ablufttrockner wird ein Luftstrom aus einer Umgebung des Trockners angesaugt, erwärmt, über die zu trocknenden Gegenstände geführt und anschließend als „Abluft“ aus dem Trockner abgeführt. Diese Abluft enthält alle den zu trocknenden Gegenständen entzogene Feuchtigkeit und kann deshalb nicht einfach in ein Gebäude entlassen werden, da sich diese Feuchtigkeit darin niederschlagen würde; vielmehr muss die Abluft mittels eines entsprechenden Abluftschlauches aus dem Gebäude abgeführt werden. Dies ist ein konstruktiver Nachteil des Ablufttrockners, welcher dahingegen recht einfach aufgebaut und somit preiswert ist. Ein Kondensationstrockner, dessen Funktionsweise auf der Kondensation der mittels in einem geschlossenen Kreislauf geführter Prozessluft aus den zu trocknenden Gegenständen verdampften Feuchtigkeit beruht, benötigt keinen Schlauch zur Abführung der mit Feuchtigkeit beladenen Prozessluft, da in ihm die kondensierte Feuchtigkeit als Flüssigkeit gespeichert und nach Beendigung des Trocknens entsorgt wird, und kann deshalb in einem innenliegenden Bad oder einer innenliegenden Waschküche eines größeren Wohnkomplexes verwendet werden. All dies gilt sowohl für speziell zum Trocknen von Wäsche bestimmte Wäschetrockner als auch für so genannte Waschtrockner, nämlich Geräte, die Wäsche sowohl waschen als auch trocknen können. Jedwede nachfolgende Bezugnahme auf einen „Wäschetrockner“ oder auch kurz nur „Trockner“ gilt daher sowohl einem zum Trocknen als auch einem gleichermaßen zum Waschen und Trocknen bestimmten Gerät.
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Sowohl in einem herkömmlichen Ablufttrockner als auch in einem herkömmlichen Kondensationstrockner geht die der Prozessluft zugeführte Wärme größtenteils verloren. In einem Ablufttrockner wird die Wärme mit der mit Feuchtigkeit aus den zu trocknenden Gegenständen beladenen Prozessluft abgeführt, in einem Kondensationstrockner gelangt die Wärme über einen Wärmetauscher in ein Kühlmedium, üblicherweise Kühlluft aus der Umgebung des Trockners und geht somit gleichermaßen verloren.
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Bei einem mit einer Wärmepumpe ausgestatteten Wäschetrocknungsgerät erfolgen die Kühlung der warmen, mit Feuchtigkeit beladenen Prozessluft und das Auskondensieren der enthaltenen Feuchtigkeit im Wesentlichen in einem ersten Wärmetauscher der Wärmepumpe, insbesondere einem Verdampfer, wo die übertragene Wärme zur Verdampfung eines in der Wärmepumpe eingesetzten Kältemittels verwendet wird. Solches aufgrund der Erwärmung verdampftes Kältemittel wird über einen Kompressor einem zweiten Wärmetauscher, im gegebenen Fall nachfolgend auch „Verflüssiger“ genannt, der Wärmepumpe zugeführt, wo aufgrund der Kondensation des gasförmigen Kältemittels Wärme freigesetzt wird, die wiederum zum Aufheizen der Prozessluft vor Eintritt in die Trommel verwendet wird. Das verflüssigte Kältemittel gelangt durch eine Drossel, welche seinen Druck herabsetzt, zurück zum Verdampfer, um dort unter erneutem Aufnehmen von Wärme aus der Prozessluft zu verdampfen. Als gängige Wärmepumpen kommen Kompressor-Aggregate wie vorstehend beschrieben zur Anwendung. Diese arbeiten in der Regel optimal in einem bestimmten Temperaturbereich.
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Beispielsweise aus dem Dokument
DE 30 00 865 A1 ist ein Aggregat zur Wärmerückgewinnung bekannt, welches ein Wärmetauscher aber auch eine Kompressor-Wärmepumpe sein kann. Dabei wird der Abluft durch den Verdampfer Wärme entzogen, die über den Verflüssiger der Umgebungsluft (auch Zuluft genannt) wieder zugeführt, welche in der Regel mit Umgebungsbedingungen (z. B. 20°C und 60% relative Luftfeuchte) in die Wärmetauscherflächen strömt.
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Wärmetauscher, also in Falle einer Wärmepumpe sowohl der Verdampfer als auch der Verflüssiger, neigen unabhängig von der Anordnung in den Anströmungsflächen zur starken Verschmutzung, nämlich der Verdampfer durch Flusen von der Prozessluft und der Verflüssiger durch Verunreinigungen in der Umgebungsluft. Bei bekannten Kondensationstrocknern mit Wärmepumpen sind der Verdampfer und der Verflüssiger lufttechnisch so geschaltet, dass sich der weitaus überwiegende Teil von in der Prozessluft schwebenden Schmutzteilchen (Flusen usw.) an dem Verdampfer ablagert, was zu einer Reduzierung des Luftvolumenstromes und damit zur Verschlechterung der Leistungszahlen und des Energieverbrauchs führt. Zur Vermeidung einer Verschmutzung des Verdampfers ist bisher ein, meist entnehmbarer und reinigbarer, Filter (z. B. Flusensieb) bekannt. Zur Reinigung eines Verdampfers von Kondensationstrocknern mit Wärmepumpen sind Bespüleinrichtungen für den Verdampfer bekannt.
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Die
DE 10 2006 018 469 A1 zeigt einen Wäschetrockner mit einer Trocknungskammer und einem Wärmepumpenkreislauf, bei dem die Oberseite des Verdampfers und des Verflüssigers mit Wasser besprüht werden kann.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen mit einer Wärmepumpe ausgebildeten Trockner mit einer Möglichkeit zu schaffen, einen Abfall eines Wirkungsgrads aufgrund einer Wärmetauscherverschmutzung aufzuhalten oder sogar zu eliminieren.
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Diese Aufgabe wird durch einen Wäschetrockner, welcher die Merkmale nach dem unabhängigen Patentanspruch aufweist, gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
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Ein erfindungsgemäßer Trockner (also ein reiner Trockner als auch ein Wäschetrockner) ist mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände ausgerüstet, sowie mit einer Wärmepumpe mit einem Verdampfer und einem Verflüssiger. Der Trockner weist ferner mindestens eine Bespüleinrichtung zum Bespülen einer ersten Anströmungsfläche des Verflüssigers und / oder einer zweiten Anströmungsfläche des Verdampfers auf. Mittels der Bespüleinrichtung kann die zugehörige Anströmungsfläche bzw. Anströmungsflächen gereinigt werden, wodurch dort anhaftende Verschmutzungen (Flusen, Schwebteilchen usw.) entfernt werden. Dadurch wird eine Verschlechterung des Wirkungsgrads aufgrund einer Verschmutzung eines Wärmetauschers stark reduziert oder sogar eliminiert. Bei Vorhandensein einer Bespülvorrichtung kann auf einen Filter und dessen regelmäßige Wartung verzichtet werden, was eine Bedienerfreundlichkeit erhöht.
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Die Bespüleinrichtung kann für eine Anströmungsfläche bzw. die Anströmungsflächen alternativ zu oder zusätzlich zu einem Filter (z. B. Flusensieb) verwendet werden. Beispielsweise kann eine der Anströmungsflächen mit einem Filter ausgerüstet sein, die andere mit einer Bespüleinrichtung. Eine Bespüleinrichtung weist typischerweise mindestens eine Zuleitung für Spülflüssigkeit auf, z. B. Wasser, die in mindestens einer Auslassöffnung für die Spülflüssigkeit endet. Durch die Auslassöffnung ausgegebene Spülflüssigkeit benetzt die Anströmungsfläche(n) und spült dort anhaftende Verunreinigungen weg. Eine Bespüleinrichtung kann mehrere Zuleitungen aufweisen, als auch mehrere Auslassöffnungen pro Zuleitung. Eine Auslassöffnung kann einen Verteilerkopf zur Lenkung der austretenden Spülflüssigkeit aufweisen, z. B. einen Sprühkopf. Die Zuleitung kann insbesondere eine Druckzuleitung sein, durch welche druckbeaufschlagte Spülflüssigkeit zur Auslassöffnung geleitet werden. Die Bespüleinrichtung kann ferner ein oder mehrere Absperrventile aufweisen, als auch ein oder mehrere Pumpen. Eine Anströmungsfläche kann eine einheitliche Fläche oder mehrere Teilflächen aufweisen.
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Zur selektiven Reinigung kann für eine Bespülung der ersten Anströmungsfläche und der zweiten Anströmungsfläche mindestens eine jeweilige Bespüleinrichtung vorhanden sein, die für jede der Anströmungsflächen vorzugsweise separat ansteuerbar sind. Jedoch ist eine solche Lösung vergleichsweise aufwendig.
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Es wird zur einfachen baulichen Ausgestaltung bevorzugt, wenn für eine Bespülung der ersten Anströmungsfläche und der zweiten Anströmungsfläche mindestens eine gemeinsame Bespüleinrichtung vorhanden ist. Ggf. kann für jede der Anströmflächen mindestens ein eigener Leitungszweig vorhanden sein, der sich optional individuell öffnen und absperren lässt.
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In einer Ausgestaltung weist der Trockner eine mittels einer Klappe verschließbare Durchlassöffnung zwischen einem Luftkanal zur ersten Anströmungsfläche (z. B. Zuluftkanal) und einem Luftkanal (z. B. Verdampferzustromkanal) zur zweiten Anströmungsfläche auf. Die Bespüleinrichtung bzw. deren Auslassöffnung(en) ist bzw. sind auf einer Seite der Durchlassöffnung angeordnet und die Bespüleinrichtung ist dazu eingerichtet und angeordnet, bei geöffneter Durchlassöffnung, d. h., bei geöffneter Klappe, beide Anströmungsflächen zu bespülen. Die aktivierte Bespüleinrichtung bespült somit die auf der anderen Seite der Durchlassöffnung vorhandene Anströmungsfläche durch die geöffnete Durchlassöffnung hindurch mit. Bei nicht aktivierter Bespülvorrichtung sind die Klappe und damit die Durchlassöffnung geschlossen, um einen Luftaustausch zwischen den Luftkanälen im Trocknungsbetrieb und damit eine Verminderung des Wirkungsgrads der Wärmepumpe zu vermeiden.
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Die Anströmungsflächen können dabei nebeneinander als auch übereinander angeordnet sein.
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Es kann zur besonders einfachen Ausgestaltung und Anordnung der Bespüleinrichtung bei übereinander angeordneten Anströmungsflächen ein Trockner bevorzugt sein, der eine mittels einer Klappe verschließbare Durchlassöffnung zwischen einem Luftkanal zur ersten Anströmungsfläche und einem Luftkanal zur zweiten Anströmungsfläche aufweist, wobei die mindestens eine Bespüleinrichtung bzw. deren Auslassöffnung(en) oberhalb der Durchlassöffnung zur Bespülung im Wesentlich nur der oberen Anströmungsfläche angeordnet ist. In anderen Worten wird nur die obere Anströmungsfläche aktiv bespült. Die Durchlassöffnung ist zum Ablauf von Spülflüssigkeit von der oberen Anströmungsfläche zur unteren Anströmungsfläche eingerichtet und angeordnet,. Die untere Anströmungsfläche wird somit durch abfließende Spülflüssigkeit von der oberen Anströmungsfläche überströmt und dadurch gereinigt.
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Dabei wird es insbesondere bevorzugt, wenn die obere Anströmungsfläche die Anströmungsfläche des Verflüssigers ist. Der Verflüssiger ist meist saugseitig des Prozessluftgebläses angeordnet, während der Verdampfer meist druckseitig angeordnet ist.
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Zur Vermeidung von Spülflüssigkeitsresten grenzt ein Rand der Durchlassöffnung vorzugsweise direkt an oder nahe an die Anströmungsflächen. Zur gründlichen Reinigung erstreckt sich die Breite der Durchlassöffnung vorzugsweise allgemein mindestens über die Breite der Anströmungsflächen.
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Zur abgestimmten Bewegung der Klappe kann es bevorzugt sein, wenn mit der Klappe ein Stellelement zu deren Steuerung verbunden ist. Die Bewegung kann ein vollständiges Öffnen und Schließen umfassen, als auch optional Zwischenstellungen. Das Stellelement kann ein passives Stellelement sein, das sich also nicht von Außen selektiv steuern lässt, z. B. ein Federelement, oder kann ein aktives Stellelement sein, z. B. ein Elektromotor oder ein anderer Aktor, ggf. mit entsprechenden Kraftübertragungselementen wie Hebeln usw.
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Es wird insbesondere bei einer Verwendung von übereinander angeordneten Anströmungsflächen, von denen nur die obere aktiv bespült wird, bevorzugt, wenn das Stellelement ein Federelement zum Pressen der Klappe auf die Durchlassöffnung aufweist. Das Federelement kann die Klappe von unten auf die Durchgangsöffnung drücken (Druckfeder) oder Ziehen (Zugfeder). Das Federelement ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass die Schließkraft ein Öffnen der Klappe im regulären Trocknungsbetrieb verhindert. Falls die obere Anströmungsfläche die Anströmungsfläche des Verflüssigers ist und die untere Anströmungsfläche die Anströmungsfläche des Verdampfers ist, liegt, da der Verflüssiger meist saugseitig und der Verdampfer meist druckseitig angeordnet ist, an der Klappe ein Prozessluftdruckgefälle an, das diese nach oben drückt. Bei einer Auflage der Klappe von unten auf die Spülflüssigkeitsdurchlassöffnung braucht die Feder dann nun nur noch so groß dimensioniert zu sein, dass sie die Klappe mit dem Druckgefälle auf die DurchlassÖffnung drängt. Im Extremfall wird die Klappe im Öffnungsbetrieb alleine vom Luftdruckgefälle auf der Öffnung gehalten; die Klappe dient dann nur noch dem Schließablauf zu Beginn des Trocknungsprozesses. Bei nicht aktivierter Trocknung mag die Klappe herunterhängen; dies verbessert den Spülflüssigkeitsdurchtritt, kann aber ein Schließen der Klappe im Trocknungsbetrieb möglicherweise nicht garantieren. Das Federelement kann ferner so ausgestaltet sein, dass die Klappe während eines Bespülungsvorgangs unter dem Gewicht der Spülflüssigkeit gegen die durch das Federelement aufgebrachte Kraft öffnet, so dass Wasser nach unten ablaufen kann. Dazu ist die Feder möglichst schwach ausgeprägt, um ein Ansammeln von Spülflüssigkeit auf der Klappe während des Bespülvorgangs als auch Spülflüssigkeitsreste nach dem Bespülungsvorgang zu vermeiden.
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Es kann bevorzugt sein, wenn die Anströmungsflächen parallel zueinander angeordnet sind.
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Um den Spülvorgang bei offener Klappe nicht zu stören, wird es bevorzugt, wenn während eines Spülvorgangs das Prozessluftgebläse abgeschaltet ist.
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Der Trockner ist insbesondere vorteilhaft als Ablufttrockner ausgebildet, kann aber auch als Kondensationstrockner ausgebildet sein..
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Unter einer nebeneinander ausgebildeten Anordnung der genannten Komponenten wird insbesondere eine Positionierung verstanden, bei der diese Komponenten bei einer Betrachtung in einer Raumrichtung auf das Hausgerät mit im Wesentlichen gleich orientierter Längsachsen nebeneinander und ohne Überlappung in einer Raumrichtung senkrecht zur Betrachtungsrichtung angeordnet sind.
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Vorzugsweise sind der Verdampfer und der Verflüssiger so nebeneinander angeordnet, dass die Strömungsrichtung der Prozessluft durch den Verdampfer parallel, insbesondere parallel und entgegengerichtet, der Strömungsrichtung der Prozessluft durch den Verflüssiger ist. Vorzugsweise erstrecken sich somit die Längsachsen der beiden Komponenten parallel zueinander.
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Vorzugsweise ist an einer Wand des Hausgeräts eine Gehäuseklappe angeordnet, durch welche zumindest der Verdampfer oder der Verflüssiger, insbesondere der Verdampfer und der Verflüssiger, zugänglich sind. Neben der vorgesehenen spezifischen Positionierung der beiden Komponenten nebeneinander kann durch diese wandnahe Anordnung auch eine über die Gehäuseklappe einfache Zugänglichkeit gewährleistet werden. Indem lediglich nur eine einzige Gehäuseklappe vorgesehen ist, durch deren Öffnung beiden Komponenten gleichzeitig zu Reinigungszwecken oder Wartungszwecken zugänglich sind, kann eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung geschaffen werden. Insbesondere ist die zumindest eine Gehäuseklappe, insbesondere die einzige Gehäuseklappe, an einer Frontwand des Hausgeräts ausgebildet.
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Gegebenenfalls mag in Strömungsrichtung der Prozessluft vor dem Verflüssiger ein Filter angeordnet sein. Insbesondere ist dieser Filter dann zerstörungsfrei lösbar angeordnet, so dass er reversibel entnommen und wieder eingesetzt werden kann oder durch einen anderen Filter ersetzt werden kann.
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Zur Verringerung von Druckverlusten insbesondere am Verflüssiger kann das Prozessluftgebläse vorzugsweise in Strömungsrichtung vor der Trocknungskammer angeordnet sein („drückendes System“).
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Es kann, z. B. aus baulichen Zwängen, aber auch bevorzugt sein, wenn das Prozessluftgebläse in Strömungsrichtung hinter der Trocknungskammer angeordnet ist („saugendes System“).
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Gleiche oder gleichwirkende Komponenten können mit gleichen Bezugszeichen versehen sein. Es zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Trockners;
- 2 ein schematisches Blockbild des Trockners gemäß 2;
- 3 als Schnittdarstellung in Schrägansicht Komponenten eines erfindungsgemäßen Trockners in körperlicher Ausgestaltung;
- 4 als skizzenhafte Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Ausschnitt aus dem Trockner 12 aus 3 im Bereich des Wärmetauschers;
- 5 als Schnittdarstellung in Schrägansicht Komponenten eines Trockners in körperlicher Ausgestaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- 6 als skizzenhafte Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Ausschnitt aus dem Trockner 12 aus 3 und 4 im Bereich der Anströmungsflächen der Wärmetauscher; und
- 7 als skizzenhafte Schnittdarstellung in Draufsicht einen Ausschnitt aus dem Trockner 23 aus 5 im Bereich der Anströmungsflächen der Wärmetauscher.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein als Ablufttrockner ausgebildeter Trockner 1 in einer schematischen Draufsicht gezeigt, wobei lediglich die für die Erläuterung der Erfindung wesentlichen Komponenten gezeigt sind. Der Trockner 1 umfasst einen Wärmepumpenkreis 2, 3, 4 mit einem Verflüssiger 2, einem Kompressor 3 und einem Verdampfer 4. Ein Gebläse 6 saugt die Umgebungsluft als Zuluft durch eine frontseitige Gehäusewand 5 über den Verflüssiger 2 und entsprechende Luftkanäle gemäß der Pfeildarstellung in die als Trocknungskammer fungierende Trommel 8 (siehe 2). Nach dem Austritt aus der Trommel 8 wird die mit Feuchtigkeit beladene Prozessluft gemäß der Pfeildarstellung durch den Verdampfer 4, und nach dem Austritt aus dem Verdampfer 4 über die Rückwand 7 aus dem Trockner 1 in die Umgebung abgeleitet.
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Aufgrund der Führung der Prozessluft ist der Trockner 1 richtig als Ablufttrockner bezeichnet; es ist aber zu bemerken, dass es in diesem Trockner 1 doch Kondensation von Feuchte geben kann: am Verdampfer 4 wird die von den zu trocknenden Gegenständen abströmende Prozessluft abgekühlt, deshalb ist dort mit Kondensation von Feuchtigkeit zu rechnen. Es ist also Vorsorge zu treffen, um anfallendes Kondensat aufzufangen. Wenn nicht anders vorgesehen, kann solches Kondensat in herkömmlicher Weise in einem Sammelbehälter zur späteren Entsorgung gesammelt werden. Entsprechende Mittel sind allgemein bekannt; sie sind der Übersicht halber vorliegend nicht dargestellt.
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In der gezeigten Ausführungsform sind der Verflüssiger 2 und der Verdampfer 4 in einer Betrachtungsrichtung auf die Frontwand 5 und somit bei einer Betrachtung in y-Richtung nebeneinander angeordnet. Darüber hinaus sind der Verflüssiger 2 und der Verdampfer 4 in x-Richtung beabstandet zueinander angeordnet, wobei insbesondere auch vorgesehen ist, dass die Positionierung des Verflüssigers 2 und des Verdampfers 4 so ausgebildet ist, dass ihre Längsachsen, welche sich in y-Richtung erstrecken, parallel zueinander angeordnet sind. In der gezeigten Ausführung ist die Prozessluftführung so ausgebildet, dass die Strömungsrichtungen der Prozessluft durch den Verdampfer 4 bzw. den Verflüssiger 2 parallel und in gleicher Richtung orientiert sind. Es kann alternativ auch vorgesehen sein, dass diese Strömungsrichtungen durch den Verdampfer 4 und den Verflüssiger 2 parallel, jedoch entgegengerichtet zueinander laufen.
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Darüber hinaus sind der Verflüssiger 2 und der Verdampfer 4 in dem Trockner 1 benachbart und nahe zur Frontwand 5 im Inneren angeordnet. An der Frontwand 5 ist im Ausführungsbeispiel eine Gehäuseklappe 9 angeordnet, so dass durch das Öffnen dieser Gehäuseklappe 9 beide Komponenten, nämlich der Verflüssiger 2 und der Verdampfer 4, über die Frontseite des Trockners 1 zugänglich sind. Die Gehäuseklappe 9 ist in 1 lediglich symbolisch dargestellt.
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Darüber hinaus ist in der Strömungsrichtung der Prozessluft vor dem Verflüssiger 2 ein reversibel und zerstörungsfrei einsetzbarer und wieder entnehmbarer Filter 11 (nicht in 1 dargestellt, siehe aber 2) angeordnet.
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Darüber hinaus gibt es unterschiedliche Ausgestaltungen für die Führung der Prozessluft, je nachdem, ob es sich um ein „drückendes System“, d. h. ein Prozessluftventilator sitzt in Strömungsrichtung vor der Trommel bzw. die größten Druckverluste liegen in Strömungsrichtung hinter dem Ventilatorrad, oder um ein „saugendes System“ handelt, bei dem die Verhältnisse entsprechend invers sind. 1 zeigt diesbezüglich ein drückendes System.
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In 2 ist ein schematisches Blockbild des Trockners 1 gemäß 1 gezeigt. Der Trockner 1 weist die über eine horizontale Achse drehbare Trommel 8 auf, welche als Trocknungskammer ausgebildet ist. Die durch das Gebläse 6 aus der Umgebung des Trockners 1 angesaugte Zuluft wird zunächst durch den Filter 11 und dann durch den Verflüssiger 2 geleitet. Im Verflüssiger 2 verflüssigt sich das im Kältekreislauf strömende Kältemittel unter Wärmeabgabe an die Prozessluft. Das nun in flüssiger Form vorliegende Kältemittel wird anschließend zu einem Drosselventil 10 und über dieses wieder zum Verdampfer 4 geleitet. Dadurch ist der Kältemittelkreis geschlossen. Der weitere Strömungsverlauf der Prozessluft nach dem Austritt aus dem Verflüssiger 2 wurde bereits zur 1 erläutert. Nach dem Austritt aus der Trommel 8 strömt die feuchte Prozessluft durch den Verdampfer 4. Dort wird sie abgekühlt. Nach dem Verlassen des Verdampfers 4 wird die Prozessluft an die Umgebung abgeleitet.
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Der Antrieb der Trommel 8 und des Gebläses 6 erfolgt über einen gemeinsamen Motor.
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3 zeigt Komponenten eines Wärmepumpen-Ablufttrockners 12 gemäß einer weiteren Ausführungsform in körperlicher Ausgestaltung, und der nun zusammen mit 4 beschrieben wird. 4 zeigt dazu einen Ausschnitt aus dem Trockner 12 aus 3 im Bereich von Verflüssiger 2 und Verdampfer 4.
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Im Trocknungsbetrieb wird Zuluft (Umgebungsluft) von Außen über einen Zuluftkanal 13 angesaugt. Der Zuluftkanal 13 führt von der Frontseite 5 des Trockners 12 zu einem Verflüssiger 2, den die zugeführte Luft durchströmt, wie durch den zugehörigen Pfeil bzw. Pfeile angedeutet. Hinter dem Verflüssiger 2 wird die Luft über einen Trommelzustromkanal 14 durch eine gelochte Rückwand 15 in eine Trommel 8 geleitet und mittels eines Gebläses 6 daraus wieder abgesaugt. Bei der hier gezeigten Konfiguration handelt es sich somit um ein saugendes System. Von der Druckseite des Gebläses 6 aus wird die dann feuchte Luft durch einen sich entlang der x-Richtung erstreckenden Verdampferzustromkanal 16 zu einem Verdampfer 4 geführt, den die zugeführte feuchte Luft durchströmt, wie durch den in y-Richtung zeigenden zugehörigen Pfeil bzw. Pfeile angedeutet. Hinter dem Verdampfer 4 ist ein Abluftkanal 17 angeordnet, durch den die durch den Verdampfer 4 geblasene Luft nach Außen abgeführt wird. Die verschiedenen Kanäle 13,14,16,17 können auch als einzelne Abschnitte eines Prozessluftkanals beschrieben werden.
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Der Zuluftkanal 13 ist so ausgestaltet, dass er über seine gesamte Länge in einem Teilquerschnitt 13A geradlinig ausgestaltet ist, welcher von einer oberen, gestrichelt angedeuteten Teilfläche einer Ansaugöffnung 18 geradlinig in Strömungsrichtung (angedeutet durch die in y-Richtung zeigende zugehörige Pfeilgruppe) zum Verflüssiger 2 führt. Dadurch wird eine im Wesentlichen geradlinige Strömung (ohne eine Umlenkung) der angesaugten Luft von der Ansaugöffnung 18 zum Verflüssiger 2 erreicht, wodurch Strömungsverluste vermieden werden. In anderen Worten ist der Trockner 12 so ausgestaltet, dass er eine im Wesentlichen geradlinige Strömung von Zuluft von einer Ansaugöffnung 18 zu dem Verflüssiger 2 zumindest in einem Teilquerschnitt ermöglicht.
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Der zu der unteren gestrichelt angedeuteten Teilfläche der Ansaugöffnung 18 zugehörige Teilquerschnitt 13B weist einen Strömungsquerschnitt auf, der nicht über die gesamte Länge geradlinig in Strömungsrichtung von der Ansaugöffnung 18 zum Verflüssiger 2 führt, sondern mittels eines Luftleitblechs 19 zum Verflüssiger 2 umgeleitet wird, wie durch den gebogenen Pfeil angedeutet. Dadurch wird ein gewisser Strömungsverlust bewirkt, welcher aber im Vergleich zu einer stark oder mehrfach gebogenen Luftführung geringer ausfällt. Mittels des Luftleitblechs 19 wird somit der Strömungsquerschnitt des Zuluftkanals 13 als ganzes in Strömungsrichtung auf eine Anströmungsfläche 20 des Verflüssigers 2, welche einer Seitenwand des Verflüssigers 2 entspricht, verkleinert.
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Die Ansaugöffnung 18 führt vorzugsweise zu einer frontseitigen Gehäusewand und liegt dort auf einer entsprechenden Gehäuseöffnung 22 auf. Diese Gehäuseöffnung kann als ein Teil der Ansaugöffnung angesehen werden. In anderen Worten ist der Trockner 12 dann so ausgestaltet, dass er eine geradlinige Strömung von Umgebungsluft von Außen, insbesondere von einer Vorderseite, zu dem Verflüssiger 2 zumindest in einem Teilquerschnitt der Zuluftströmung ermöglicht.
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Zur Erlangung einer geradlinigen und laminaren Luftströmung ist ein möglichst langer Zuluftkanal 13 erwünscht. Daher wird es bevorzugt, den Verflüssiger 2 in Strömungsrichtung (y-Richtung) zu verkürzen und möglichst weit von der Ansaugöffnung 18 zu platzieren, hier in einem hinteren Teil des Trockners 12. Es wird bevorzugt, wenn die Wärmeaustauschoberfläche des Verflüssigers 2 kleiner als 5 qm ist, bevorzugt kleiner als 2 qm.
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Aufgrund des bauraumbedingten schmalen Verdampferzustromkanals 16 wird durch diesen in (-x)-Richtung geführte feuchte Luft aus der Trommel scharf (maximal rechtwinklig) in y-Richtung auf die zugehörige Anströmungsfläche 21 des Verdampfers 4 umgelenkt, wodurch sich ein Strömungsverlust ergibt. Es ist zur Verringerung von Strömungsverlusten erwünscht, eine möglichst lange Strecke (in y-Richtung) nach einer letzten Strömungsumlenkung vor dem Verdampfer 4 zu erreichen. Daher wird es bevorzugt, den Verdampfer 4 in Strömungsrichtung (y-Richtung) zu verkürzen und in einem hinteren Teil des Trockners 12 zu platzieren. Es wird bevorzugt, wenn die Wärmeaustauschoberfläche auch des Verdampfers 4 kleiner als 5 qm ist, bevorzugt kleiner als 2 qm.
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In der hier gezeigten Ausführungsform sind der Verflüssiger 2 und der Verdampfer 4 direkt übereinander aufliegend angeordnet, wodurch sich ein besonders kleiner Bauraum ergibt. Die Luftströmungen durch den Verflüssiger 2 und den Verdampfer 4 sind parallel und gleichgerichtet.
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Der Trockner 12 weist ferner eine Bespülungsanlage zur Reinigung der Anströmungsflächen 20,21 auf, wie weiter unten unter Bezug auf 6 erläutert wird.
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5 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Trockners 23 in einer zu 3 analogen Ansicht, wobei die Trommel 8 zur übersichtlicheren Darstellung nicht eingezeichnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Verflüssiger 2 und der Verdampfer 4 nun seitlich direkt nebeneinander aufliegend angeordnet. Der Zuluftkanal 13 führt Zuluft über seine Länge im Wesentlichen über seinen gesamten Strömungsquerschnitt gerade zum Verflüssiger 2, weist also kein Luftleitblech zur Umlenkung auf den Verflüssiger 2 auf. Der Verdampfer 4 ist näher am Gebläse 6 angeordnet als der Verflüssiger 2 und zudem (in y-Richtung) kürzer ausgebildet.
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6 zeigt einen Ausschnitt aus dem Trockner 12 aus 3 und 4 im Bereich der Anströmungsflächen 20,21 der Wärmetauscher 2 bzw. 4. Der Zuluftkanal 13, der zur ersten Anströmungsfläche 20 des Verflüssigers 2 führt, und der Verdampferzustromkanal 16, der zum Verdampfer 16 führt, sind nicht wie bisher strömungstechnisch permanent getrennt, sondern zunächst durch eine Durchlassöffnung 24 für Spülflüssigkeit über die Breite der Anströmungsflächen 20,21 (entlang der x-Richtung) miteinander verbunden. Um einen Wirkungsgrad aufgrund eines inneren Wärmekreislaufs zu vermeiden, ist die Spülflüssigkeitsdurchlassöffnung 24 mittels einer Klappe 25 von unten verschließbar. Zur besseren Darstellung ist die Klappe 25 hier in einer Öffnungsstellung gezeigt. Zur Einstellung einer Bewegungscharakteristik der Klappe 25 ist ein Stellelement 26 in Form einer Druckfeder vorhanden, welche die Klappe 25 auf die Spülflüssigkeitsdurchlassöffnung 24 zu deren Verschluss drückt. Durch diese Anordnung kann die Klappe 25 die Spülflüssigkeitsdurchlassöffnung 24 wie gewünscht öffnen oder verschließen. Außer einem passiven Stellelement 26 kann auch ein aktives Stellelement verwendet werden, wie z. B. ein Elektromotor, durch welches die Bewegung der Klappe 25 extern steuerbar ist, z. B. über eine Signalleitung.
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In den Zuluftkanal 13 führt eine Bespüleinrichtung 27, die eine Zufuhrleitung 28 für Spülflüssigkeit in Form eines Wasserrohrs aufweist. Die Flüssigkeitszufuhr durch das Rohr 28 ist mittels eines Absperrventils 29 steuerbar. An der in den Zuluftkanal 13 mündenden Auslassöffnung ist ein Verteilerkopf 30 angebracht, welcher die austretende Spülflüssigkeit so lenkt, dass die erste Anströmungsfläche 20 direkt bespült wird. Die an der ersten Anströmungsfläche 20 herunterlaufende Spülflüssigkeit nimmt Verunreinigungen mit und säubert so die erste Anströmungsfläche 20. Zu Beginn des Bespülungsvorgangs ist die Klappe 25 aufgrund der auf sie ausgeübten Federkraft geschlossen. Herunterlaufende Spülflüssigkeit sammelt sich jedoch auf der Klappe 25 an, ggf. in einem Sammelkanal, und drückt die Klappe 25 durch ihr Gewicht nach unten. Dadurch öffnet sich die Klappe 25, und die Spülflüssigkeit läuft an der zweiten Anströmungsfläche 21 des Verdampfers 4 herunter. Dadurch wird die zweite Anströmungsfläche 21 auch ohne direkt Bespülung gereinigt. Zum leichten Ablauf zur zweiten Anströmungsfläche 21 ist die Spülflüssigkeitsdurchlassöffnung 24 bis zu den Anströmungsflächen 20,21 geführt.
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An der zweiten Anströmungsfläche 21 herabgelaufene Spülflüssigkeit kann beispielsweise mittels der für Kondensat aus dem Trocknungsvorgang vorgesehenen Ablaufvorrichtung abgeführt werden, z. B. in einen Sammelbehälter zur späteren Entsorgung oder zu einer Ablaufpumpe. Entsprechende Mittel sind allgemein bekannt; sie sind der Übersicht halber vorliegend nicht dargestellt. Während eines Spülvorgangs ist das Prozessluftgebläse 6 abgeschaltet.
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Bei einem aktiven Stellelement wird zur Bespülung die Klappe 25 durch Betätigung des Stellelements geöffnet und mit Beendigung des Spülvorgangs wieder geschlossen. Dadurch können Spülflüssigkeitsreste auf der Klappe 25 vermieden werden, und es kann ein sicherer Sitz garantiert werden; jedoch ist diese Lösung aufwändiger.
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In einer alternativen Ausgestaltung, welche auch durch 6 darstellbar ist, ist der Spülkopf 30 so ausgelegt, dass bei geöffneter Durchlassöffnung 24 bzw. Klappe 25 auch die zweite, untere Anströmungsfläche 21 direkt bespült wird. Spülflüssigkeit wird somit teilweise von der Bespüleinrichtung 27 auf die erste, obere Anströmungsfläche 20 gerichtet und teilweise durch die Durchlassöffnung 24 hindurch direkt auf die zweite, untere Anströmungsfläche 21. Auf ähnliche Weise können beide Anströmungsflächen 20,21 auch bei seitlich nebeneinander liegenden Anströmungsflächen 20,21 (siehe ein Beispiel dazu in 5) bespült werden.
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7 zeigt einen Ausschnitt aus dem Trockner 23 aus 5 im Bereich der Anströmungsflächen 20,21 der Wärmetauscher 2 bzw. 4, wobei nun im Gegensatz zur Ausführungsform aus 6 der Zuluftkanal 13 und der Verdampferzustromkanal 16 permanent getrennt sind, also keine Durchlassöffnung vorhanden ist. Jede der Anströmungsflächen 20,21 wird durch eine eigene Bespülvorrichtung 27 bespült, wobei jeweilige Ablaufvorrichtungen zum Spülflüssigkeitsablauf vorhanden, aber nicht gezeigt sind. In anderen Worten ist für eine Bespülung der ersten Anströmungsfläche 20 und der zweiten Anströmungsfläche 21 mindestens eine jeweilige Bespüleinrichtung 27 vorhanden ist. Diese können beispielsweise eine Kaltwasserleitung getrennt anzapfen und sind getrennt aktivierbar. In einer alternativen Ausgestaltung sind die beiden Bespüleinrichtungen 27 unterschiedliche Zweige einer einzigen Bespüleinrichtung, die getrennt (z. B. durch getrennte Ansteuerung der Absperrventile 29) betätigbar sind. In noch einer weiteren möglichen Ausgestaltung sind die beiden Bespüleinrichtungen 27 unterschiedliche Zweige einer einzigen Bespüleinrichtung, die nur zusammen betätigbar sind. Die gezeigte Anordnung kann für übereinander angeordnete Anströmungsflächen 20,21, nebeneinander angeordnete Anströmungsflächen und beabstandete Anströmungsflächen 20,21 verwendet werden; in anderen Worten ist der Vorteil einer solchen Anordnung die weitgehende Unabhängigkeit von deren Positionierung im Trockner.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ablufttrockner
- 2
- Verflüssiger
- 3
- Kompressor
- 4
- Verdampfer
- 5
- Frontwand
- 6
- Gebläse
- 7
- Rückwand
- 8
- Trommel
- 9
- Klappe
- 10
- Drosselventil
- 11
- Filter
- 12
- Ablufttrockner
- 13
- Zuluftkanal
- 13A
- Teilquerschnitt
- 13B
- Teilquerschnitt
- 14
- Trommelzustromkanal
- 15
- gelochte Rückwand
- 16
- Verdampferzustromkanal
- 17
- Abluftkanal
- 18
- Ansaugöffnung
- 19
- Luftleitblech
- 20
- Anströmungsfläche
- 21
- Anströmungsfläche
- 22
- frontseitige Gehäuseöffnung
- 23
- Ablufttrockner
- 24
- Durchlassöffnung für Spülflüssigkeit
- 25
- Klappe
- 26
- Stellelement
- 27
- Bespüleinrichtung
- 28
- Zufuhrleitung
- 29
- Absperrventil
- 30
- Verteilerkopf
