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Die
Erfindung betrifft einen Kondensationstrockner mit einer Wärmepumpe
und Erkennung eines unzulässigen Betriebszustands sowie
ein bevorzugtes Verfahren zu seinem Betrieb.
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In
einem Kondensationstrockner wird Luft (sogenannte Prozessluft) durch
ein Gebläse über eine Heizung in eine feuchte
Wäschestücke enthaltende Trommel als Trocknungskammer
geleitet. Die heiße Luft nimmt Feuchtigkeit aus den zu
trocknenden Wäschestücken auf. Nach Durchgang
durch die Trommel wird die dann feuchte Prozessluft in einen Wärmetauscher
geleitet, dem in der Regel ein Flusenfilter vorgeschaltet ist. In
diesem Wärmetauscher (z. B. Luft-Luft-Wärmetauscher
oder Wärmesenke einer Wärmepumpe) wird die feuchte
Prozessluft abgekühlt, so dass das in der feuchten Prozessluft
enthaltene Wasser kondensiert. Das kondensierte Wasser wird anschließend
im Allgemeinen in einem geeigneten Behälter gesammelt und
die abgekühlte und getrocknete Luft erneut der Heizung
(die gegebenenfalls die Wärmequelle einer Wärmepumpe
sein kann) und anschließend der Trommel zugeführt.
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Dieser
Trocknungsvorgang ist unter Umständen sehr energieintensiv,
da der bei der Kühlung der Prozessluft im Wärmetauscher
erwärmte Kühlluftstrom dem Prozess energetisch
verloren gehen kann. Durch Einsatz einer Wärmepumpe lässt
sich dieser Energieverlust deutlich reduzieren. Bei einem mit einer
Wärmepumpe ausgestatteten Kondensationstrockner erfolgt
die Kühlung der warmen, mit Feuchtigkeit beladenen Prozessluft
im Wesentlichen in einer Wärmesenke der Wärmepumpe,
wo die der Prozessluft entzogene Wärme beispielsweise zur Verdampfung
eines im Wärmepumpenkreis eingesetzten Kältemittels
verwendet wird. Die in der Wärmesenke aufgenommene Wärme
wird innerhalb der Wärmepumpe zu der Wärmequelle
transportiert und dort wieder – gegebenenfalls bei gegenüber
der Temperatur an der Wärmesenke erhöhter Temperatur – wieder
abgegeben. In einer Wärmepumpe, die mit einem Kältemittel
als Wärmetransportmittel arbeitet, wobei das Kältemittel
in der Wärmesenke verdampft und in der Wärmequelle
verflüssigt wird, gelangt das verdampfte, gasförmige
Kältemittel über einen Kompressor zu der Wärmequelle,
die hier als Verflüssiger bezeichnet werden kann, wo aufgrund
der Kondensation des gasförmigen Kältemittels
Wärme freigesetzt wird, die zum Aufheizen der Prozessluft
vor Eintritt in die Trommel verwendet wird. Das verflüssigte Kältemittel
fließt schließlich durch eine Drossel zurück
zum Verdampfer; die Drossel dient der Herabsetzung des Binnendrucks
im Kältemittel, so dass dieses im Verdampfer unter erneutem
Aufnehmen von Wärme verdampfen kann. Die Wärmepumpe,
die solcherart mit einem zirkulierenden Kältemittel betrieben
wird, ist auch als „Kompressor-Wärmepumpe” bekannt.
Andere Bauformen der Wärmepumpe sind ebenfalls bekannt.
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Die
DE 40 23 000 C2 offenbart
einen Wäschetrockner mit einer Wärmepumpe, bei
dem im Prozessluftkanal zwischen dem Verflüssiger und dem
Verdampfer eine Zuluftöffnung angeordnet ist, die mit einer
steuerbaren Verschlusseinrichtung verschließbar ist.
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Der
traditionell eingesetzte Luft-Luft-Wärmetauscher – im
Kreuzbetrieb oder im Gegenstrombetrieb betrieben – und
die elektrische Heizung sind im Allgemeinen komplett durch eine
Wärmepumpe ersetzt. Dadurch kann im Vergleich zu einem
Trockner mit Luft-Luft-Wärmetauscher und Widerstandsheizung
eine Reduzierung des Energiebedarfs für einen Trocknungsprozess
von 20 bis 50% erreicht werden.
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Eine
Kompressor-Wärmepumpe arbeitet in der Regel optimal in
bestimmten Temperaturbereichen im Verdampfer und im Verflüssiger.
Problematisch bei der Anwendung einer Kompressor-Wärmepumpe
im Kondensationstrockner ist die meist hohe Temperatur im Verflüssiger,
die prozessbedingt dazu führen können, dass das
Kältemittel nicht mehr oder nicht mehr vollständig
verflüssigt werden kann; dann muss der Kompressor abgeschaltet
werden und/oder eine erheblich verschlechterte Wirkung der Wärmepumpe
in Kauf genommen werden. Dieses Problem ist noch größer,
wenn der Kompressor durch eine Zusatzheizung im Prozessluftkreis
unterstützt wird, um eine schnellere Aufheizung der Prozessluft
und damit kürzere Trocknungszeiten zu erreichen. Überdies kann
es aufgrund einer Verunreinigung der Luftwege zu einer Behinderung
der zirkulierenden Prozessluft kommen. Dies kann ebenfalls zu einer
Steigerung der Temperatur des Kältemittels führen.
Derartige Betriebszustände können zu einer Schädigung
der Wärmepumpe oder sonstiger Teile des Trockners führen
und sind daher unzulässig.
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In
einem herkömmlichen Trockner wird ein unzulässiger
Betriebszustand, beispielsweise eine verringerte Zirkulation der
Prozessluft (Luftleistungsreduzierung), dadurch ermittelt, dass
eine Temperatur im Prozessluftstrom oberhalb einer Heizung für die
Prozessluft und vor der Trocknungskammer in regelmäßigen
Abständen erfasst wird und jeweils aus zwei aufeinander
folgend erfassten Werten ein Differenzwert gebildet wird, der einem
zeitlichen Gradienten entspricht. Diese Information muss bei einem Trockner,
der mit einer Wärmepumpe ausgestattet ist (Wärmepumpentrockner),
im Allgemeinen in dieser Form nicht zur Verfügung stehen.
Beispielsweise ist in einem Wärmepumpentrockner häufig
die Wärmepumpe weiter von der Trocknungskammer entfernt als
die Heizung in einem herkömmlichen Kondensationstrockner.
Jedenfalls ist die Erkennung eines unzulässigen Betriebszustands
in einem Kondensationstrockner, der mit einer Wärmepumpe
ausgestattet ist, auf diese Weise nur ungenau möglich.
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Aufgabe
der Erfindung war daher die Bereitstellung eines Kondensationstrockners
mit einer Wärmepumpe sowie eines Verfahrens zu seinem Betrieb,
bei dem auf einfache Weise ein unzulässiger Betriebszustand
erkannt werden kann.
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Die
Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht
durch einen Kondensationstrockner mit den Merkmalen des entsprechenden
unabhängigen Patentanspruchs sowie das Verfahren des entsprechenden
unabhängigen Patentanspruchs. Bevorzugte Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Kondensationstrockners sowie
des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in entsprechenden abhängigen
Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Kondensationstrockners entsprechen
bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens und umgekehrt, selbst wenn dies hierin nicht explizit
erwähnt wird.
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Gegenstand
der Erfindung ist somit ein Kondensationstrockner mit einer Trocknungskammer
für die zu trocknenden Gegenstände, einem Prozessluftkreis,
einem ersten Gebläse im Prozessluftkreis, einer Wärmepumpe,
in der ein Kältemittel zirkuliert, mit einem Verdampfer,
einem Kompressor, einem Verflüssiger und einer Drossel,
sowie einem Temperaturfühler zum Messen einer Temperatur
des Kältemittels, und einer Steuerung, wobei der Kondensationstrockner
erste Mittel zur Bestimmung einer Temperaturdifferenz ΔT
= (TK 1 – TK 2) zwischen einer
ersten Temperatur TK 1 des
Kältemittels und einer nach einem Zeitraum Δt1 gemessenen zweiten Temperatur TK 2 des Kältemittels
und zum Vergleich von ΔT mit einer in der Steuerung gespeicherten
Grenztemperaturdifferenz ΔTK lim; eine Zählvorrichtung zur Ermittlung
einer Anzahl n an Fällen, in denen ΔT größer oder
gleich ΔTK lim ist,
und zweite Mittel zum Vergleich der Anzahl n mit einer in der Steuerung
gespeicherten vorgegebenen Grenzanzahl nlim und
zur Auswertung der Differenz Δn = (n – nlim) in Hinblick auf das Vorhandensein eines
unzulässigen Betriebszustands umfasst.
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Der
hierin verwendete Begriff „unzulässiger Betriebszustand” ist
breit auszulegen. Hiermit ist jeder Betriebszustand gemeint, der
zu einer Beeinträchtigung eines Trocknungsprozesses und/oder
zu einer Schädigung des Kondensationstrockners führen
kann.
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Beim
Betrieb eines Kondensationstrockners kann es vorkommen, dass eine
Temperaturdifferenz ΔT zufällig die Grenztemperaturdifferenz ΔTK lim überschreitet,
d. h. ohne dass dies durch einen unzulässigen Betriebszustand
des Trockners bedingt wäre. Erfindungsgemäß ist
es daher von Vorteil, den Einfluss solcher Vorgänge auf
die Ermittlung eines unzulässigen Betriebszustands auszuschließen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung setzt das
zweite Mittel daher die von der Zählvorrichtung ermittelte
Anzahl n auf Null zurück, wenn die Bedingung Δn ≥ 0
nicht innerhalb eines in der Steuerung vorgegebenen Zeitraums Δt2 erfüllt ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform dieses Kondensationstrockners
befindet sich der Temperaturfühler am Ausgang des Verflüssigers
oder am Ausgang des Kompressors.
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Es
ist überdies bevorzugt, wenn im erfindungsgemäßen
Kondensationstrockner in der Wärmepumpe ein zusätzlicher
Wärmetauscher angeordnet ist. Hierbei ist in einer bevorzugten
Ausführungsform der zusätzliche Wärmetauscher
in einem Prozessluftkanal zwischen dem Verdampfer und dem Verflüssiger
angeordnet. In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform
ist der zusätzliche Wärmetauscher in einem Kühlluftkanal
angeordnet. Vorzugsweise ist in diesem Kühlluftkanal ein Luft-Luft-Wärmetauscher
angeordnet.
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Überdies
umfasst der erfindungsgemäße Kondensationstrockner
vorzugsweise ein zweites Gebläse zur Kühlung des
Wärmepumpenkreises. Das zweite Gebläse ist vorzugsweise
in einem Kühlluftkanal und/oder der Umgebung des Kompressors angeordnet.
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Der
erfindungsgemäße Kondensationstrockner weist vorzugsweise
ein akustisches und/oder optisches Anzeigemittel zur Anzeige eines
unzulässigen Betriebszustands auf. Ein optisches Anzeigemittel
kann beispielsweise ein Flüssigkristalldisplay sein, auf
dem bestimmte Aufforderungen oder Hinweise angegeben sind. Es können
zudem oder alternativ Leuchtdioden in einer oder mehreren Farben aufleuchten.
Die Art der Anzeige eines unzulässigen Betriebszustandes
kann von der Art des unzulässigen Betriebszustands abhängig
sein.
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Bei
einem im Allgemeinen weniger kritischen ersten unzulässigen
Betriebszustand könnte beispielsweise auf einem Flüssigkristalldisplay
eine Aufforderung, die Luftwege im Kondensationstrockner zu reinigen,
angegeben sein. Alternativ oder in Ergänzung hierzu könnte
eine Leuchtdiode, beispielsweise in der Farbe „orange”,
aufleuchten.
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Bei
einem zweiten unzulässigen Betriebszustand, der in der
Regel kritisch ist, könnte beispielsweise auf einem Flüssigkristalldisplay
ein Hinweis, dass der Trocknungsprozess unterbrochen wurde, der
Kältemittelkreislauf überprüft und/oder
ein Servicetechniker einzuschalten ist, angegeben sein. Alternativ
oder in Ergänzung hierzu könnte eine Leuchtdiode,
beispielsweise in der Farbe „rot”, aufleuchten.
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Die
Anzeige könnte auch über eine akustische Anzeige
erfolgen, wobei unterschiedliche unzulässige Betriebszustände
durch unterschiedliche Piepstöne angezeigt werden könnten.
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Die
Erwärmung der Prozessluft kann ausschließlich über
den Verflüssiger der Wärmepumpe stattfinden. Es
kann allerdings zusätzlich auch eine elektrische Heizung
verwendet werden.
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Wenn
im erfindungsgemäßen Kondensationstrockner neben
der Wärmepumpe eine weitere Heizung eingesetzt wird, ist
diese vorzugsweise eine Zweistufen-Heizung. Die Steuerung dieser
Heizung wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ebenfalls zur Regelung der Temperatur des Kältemittels
herangezogen.
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Die
Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betrieb eines
Kondensationstrockners mit einer Trocknungskammer für die
zu trocknenden Gegenstände, einem Prozessluftkreis, einem
ersten Gebläse im Prozessluftkreis, einer Wärmepumpe,
in der ein Kältemittel zirkuliert, mit einem Verdampfer,
einem Kompressor, einem Verflüssigen und einer Drossel,
sowie einem Temperaturfühler zum Messen einer Temperatur
des Kältemittels, einer Steuerung, wobei der Kondensationstrockner
erste Mittel zur Bestimmung einer Temperaturdifferenz ΔT
= (TK 1 – TK 2) zwischen einer
ersten Temperatur TK 1 des
Kältemittels und einer nach einem Zeitraum Δt1 gemessenen zweiten Temperatur TK 2 für das
Kältemittel und zum Vergleich von ΔT mit einer
in der Steuerung gespeicherten Grenztemperaturdifferenz ΔTK lim; eine Zählvorrichtung
zur Ermittlung einer Anzahl n an Fällen, in denen ΔT
größer oder gleich ΔTK lim ist, und zweite Mittel zum Vergleich
der Anzahl n mit einer in der Steuerung gespeicherten vorgegebenen
Grenzanzahl nlim und zur Auswertung der
Differenz Δn = (n – nlim)
in Hinblick auf das Vorhandensein eines unzulässigen Betriebszustands
umfasst, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
- (a) Bestimmung einer Temperaturdifferenz ΔT = (TK 1 – TK 2) zwischen einer
ersten Temperatur TK 1 des
Kältemittels und einer nach einem Zeitraum Δt1 gemessenen zweiten Temperatur TK 2 für das Kältemittel
unter Verwendung des Temperaturfühlers;
- (b) Vergleich von ΔT mit einer in der Steuerung gespeicherten
Grenztemperaturdifferenz ΔTK lim;
- (c) Heraufsetzen der Anzahl n in der Zählvorrichtung
um den Wert „1” für jeden Fall, dass ΔT
größer oder gleich ΔTK lim ist;
- (d) Vergleich der Anzahl n mit einer in der Steuerung gespeicherten
vorgegebenen Grenzanzahl nlim; und
- (e) Auswertung der Differenz Δn = (n – nlim) in Hinblick auf das Vorhandensein eines
unzulässigen Betriebszustands.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens wird
für den Fall Δn größer oder gleich
n1, wobei n1 ein
in der Steuerung gespeicherter vorgegebener Wert ist, ein erster
unzulässiger Betriebszustand angezeigt. Hierbei ist es
bevorzugt, dass die Anzeige eines ersten unzulässigen Betriebszustands
die Aufforderung, die Luftwege im Kondensationstrockner zu reinigen,
umfasst.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird für den Fall Δn Größer
oder gleich n2, wobei n2 ein
in der Steuerung gespeicherter vorgegebener Wert ist, ein zweiter
unzulässiger Betriebszustand angezeigt. Hierbei ist es
bevorzugt, dass neben der Anzeige eines zweiten unzulässigen Betriebszustands
ein stattfindender Trocknungsprozess unterbrochen wird.
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Im
Allgemeinen gilt n2 ist größer
als n1.
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Zur
Regulierung der Temperatur des Kältemittels der Wärmepumpe
kann eine Kühlvorrichtung für die Wärmepumpe
verwendet werden, die vorzugsweise ein zweites Gebläse
umfasst. Das zweite Gebläse kann direkt zu einer Abkühlung
von Komponenten der Wärmepumpe verwendet werden, insbesondere
des Kompressors. Vorzugsweise sind jedoch das zweite Gebläse
und ein zusätzlicher Wärmetauscher in einem Kühlluftkanal
angeordnet, wobei sich der zusätzliche Wärmetauscher
in der Wärmepumpe befindet. Im Kühlluftkanal kann
sich noch ein weiterer Luft-Luft-Wärmetauscher befinden.
Vorzugsweise ist der ggf. vorhandene Luft-Luft-Wärmetauscher
abnehmbar. Dies ist besonders vorteilhaft, da ein abnehmbarer Wärmetauscher
leichter von Flusen gereinigt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist
es bevorzugt, wenn Prozessluft und Kühlluft bzw. Prozessluft
und Kältemittel in der Wärmepumpe jeweils in einem
Kreuz- bzw. Gegenstromverfahren durch die entsprechenden Wärmetauscher
geführt werden.
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Das
im Wärmepumpenkreis verwendete Kältemittel ist
vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, die Propan, Kohlendioxid
und fluorierte Kohlenwasserstoffverbindungen besteht. Insbesondere kommen
die bekannten Kältemittel R134a, R152a, R407C und R410A
in Betracht.
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Die
Wärmepumpe im erfindungsgemäßen Kondensationstrockner
weist neben Verdampfer, Verflüssiger und Kompressor in
Fließrichtung des Kältemittels zwischen dem Verflüssiger
und dem Verdampfer eine Drossel auf; diese kann insbesondere ein
Entspannungsventil (auch als Drosselventil bezeichnet), eine Kapillare
oder eine Blende sein.
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Das
in der Wärmepumpe eingesetzte Kältemittel zirkuliert
vorzugsweise mit einer turbulenten Strömung. Eine turbulente
Strömung kann durch eine geeignete konstruktive Ausgestaltung
eines Strömungskanals und/oder durch geeignete Antriebsmittel
(z. B. Kompressor) eingestellt werden.
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Die
Temperatur des Kältemittels der Wärmepumpe, insbesondere
im Verflüssiger, wird erfindungsgemäß im
Allgemeinen über die Steuerung der Wärmepumpe
und ggf. einem zusätzlichem Wärmetauscher im zulässigen
Bereich gehalten. Wenn sich beim erfindungsgemäßen
Kondensationstrockner im Prozessluftkreis vor dem Eintritt in die
Trocknungskammer eine zusätzliche Heizung befindet, wird
vorzugsweise die Steuerung der Wärmepumpe in Abstimmung
mit der Steuerung der Heizung durchgeführt.
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Da
mit fortschreitendem Trocknungsgrad der im Kondensationstrockner
zu trocknenden Gegenstände die notwendige Energie für
das Trocknen abnimmt, ist es zweckmäßig, die Heizung
entsprechend zu regeln, d. h. mit fortschreitendem Trocknungsgrad deren
Heizleistung zu vermindern, um ein Gleichgewicht zwischen der zugeführten
und der notwendigen Trocknungsenergie aufrecht zu erhalten.
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Mit
zunehmendem Trocknungsgrad der zu trocknenden Gegenstände,
insbesondere Wäsche, wird somit eine geringere Heizleistung
oder sogar eine zunehmende Kühlleistung der Wärmepumpe
erforderlich. Insbesondere würde nach einer abgeschlossenen
Trocknungsphase die Temperatur im Prozessluftkreis stark ansteigen.
Im Allgemeinen wird daher die Wärmepumpe und ggf. eine
zusätzliche Heizung im Kondensationstrockner so geregelt, dass
in der Trocknungskammer eine maximal zulässige Temperatur
nicht überschritten wird.
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Die
Erfindung hat den Vorteil, dass der Betrieb eines Kondensationstrockners
auf einfache und wirkungsvolle Weise überwacht werden kann.
Unzulässige Betriebszustände können sicher
angezeigt werden, so dass geeignete Gegenmaßnahmen ergriffen
werden können. Die Wärmepumpe und insbesondere
deren Verflüssiger können in einem optimalen Temperaturbereich
arbeiten. Dies ermöglicht den Betrieb des Kondensationstrockners
mit einer besonders günstigen Energiebilanz. Außerdem
wird die Wärmepumpe geschont.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen
für den erfindungsgemäßen Kondensationstrockner
und ein diesen Kondensationstrockner einsetzendes Verfahren. Dabei
wird Bezug genommen auf die 1 bis 5.
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1 zeigt
einen vertikalen Schnitt durch einen Kondensationstrockner gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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2 zeigt
eine schematische Darstellung des Prozessluftkreises und der Wärmepumpe
für die in 1 gezeigte erste Ausführungsform;
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3 zeigt
einen vertikalen Schnitt durch einen Kondensationstrockner gemäß einer
zweiten Ausführungsform, bei der eine zusätzliche
Heizung und ein zusätzlicher Luft-Luft-Wärmetauscher
verwendet werden;
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4 zeigt
eine schematische Darstellung des Prozessluftkreises und der Wärmepumpe
für die in 3 gezeigte zweite Ausführungsform;
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5 zeigt
eine schematische Darstellung des Prozessluftkreises und der Wärmepumpe
für eine dritte Ausführungsform.
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1 zeigt
einen senkrecht geschnittenen Kondensationstrockner (im Folgenden
mit „Trockner” abgekürzt) gemäß einer
ersten Ausführungsform, bei der die Heizung der Prozessluft
ausschließlich über den Verflüssiger
der Wärmepumpe erfolgt.
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Der
in 1 dargestellte Trockner 1 weist eine
um eine horizontale Achse drehbare Trommel als Trocknungskammer 3 auf,
innerhalb welcher Mitnehmer 4 zur Bewegung von Wäsche
während einer Trommeldrehung befestigt sind. Prozessluft
wird mittels eines ersten Gebläses 19 durch eine
Trommel 3 sowie eine Wärmepumpe 13, 14, 15, 17 in
einem Luftkanal 2 im geschlossenen Kreis geführt
(Prozessluftkreis 2). Die in einem Verflüssiger 15 der Wärmepumpe 13, 14, 15 erwärmte
Prozessluft wird nach Durchgang durch die Trommel 3 und
Feuchtigkeitsaufnahme abgekühlt und nach Kondensation der
in der Prozessluft enthaltenen Feuchtigkeit wieder durch den Verflüssiger 15 erwärmt.
Dabei wird erwärmte Luft von hinten, d. h. von der einer
Tür 5 gegenüberliegenden Seite der Trommel 3,
durch deren gelochten Boden in die Trommel 3 geleitet,
kommt dort mit der zu trocknenden Wäsche in Berührung und
strömt durch die Befüllöffnung der Trommel 3 zu einem
Flusensieb 6 innerhalb einer die Befüllöffnung verschließenden
Tür 5. Anschließend wird der Luftstrom
in der Tür 5 nach unten umgelenkt und im Luftkanal 2 zum
Verdampfer 13 der Wärmepumpe 13, 14, 15, 17 geführt,
wo sie abgekühlt wird. Das sich dabei abscheidende Kondensat
wird in einem Kondensat-Behälter 29 aufgefangen,
von wo aus es durch Entleeren oder Abpumpen entsorgt werden kann.
Das im Verdampfer 13 verdampfte Kältemittel der
Wärmepumpe 13, 14, 15, 17 wird über
einen Kompressor 14 zum Verflüssiger 15 geleitet.
Im Verflüssiger 15 verflüssigt sich das
Kältemittel unter Wärmeabgabe an die Prozessluft.
Das nun in flüssiger Form vorliegende Kältemittel
wird anschließend zu einem zusätzlichen Wärmetauscher 16 geführt, der
sich zusammen mit einem zweiten Gebläse 20 in einem
Kühlluftkanal 12 befindet, und von dort über ein
Drosselventil 17 wiederum zum Verdampfer 13, wodurch
der Kältemittelkreis geschlossen ist. Die Kühlluft
wird der Raumluft entnommen und nach dem Wärmetausch wieder
der Raumluft zugeführt.
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Die
Trommel 3 wird in der in 1 gezeigten Ausführungsform
am hinteren Boden mittels eines Drehlagers und vorne mittels eines
Lagerschildes 7 gelagert, wobei die Trommel 3 mit
einer Krempe auf einem Gleitstreifen 8 am Lagerschild 7 aufliegt
und so am vorderen Ende gehalten wird. Die Steuerung des Kondensationstrockners
erfolgt über eine Steuerung 10, die vom Benutzer über
eine Bedieneinheit 9 geregelt werden kann.
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Neben
der Steuerung 10 oder integriert in die Steuerung 10 umfasst
der Kondensationstrockner 1 erste Mittel 26 zur
Bestimmung einer Temperaturdifferenz ΔT = (TK 1 – TK 2) zwischen einer ersten Temperatur TK 1 des Kältemittels
und einer nach einem Zeitraum Δt1 gemessenen
zweiten Temperatur TK 2 des Kältemittels
und zum Vergleich von ΔT mit einer in der Steuerung 10 gespeicherten
Grenztemperaturdifferenz ΔTK lim; eine Zählvorrichtung 27 zur
Ermittlung einer Anzahl n an Fällen, in denen ΔT
größer oder gleich ΔTK lim ist, und zweite Mittel 28 zum
Vergleich der Anzahl n mit einer in der Steuerung 10 gespeicherten
vorgegebenen Grenzanzahl nlim und zur Auswertung
der Differenz, gebildet als Δn = (n – nlim) in Hinblick auf das Vorhandensein eines
unzulässigen Betriebszustands.
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23 bedeutet
den Ausgang des Verflüssigers 15. 24 bedeutet
den Ausgang des Kompressors 14. Bei der in 1 gezeigten
Ausführungsform ist jeweils ein Temperaturfühler 22 an
den Ausgängen 23 und 24 angeordnet. Jeder
diese Temperaturfühler 22 kann im Rahmen des obigen Überwachungsprozesses
genutzt werden, auch ggf. beide Temperaturfühler 22 mit
jeweils entsprechend zugeordneten Grenztemperaturdifferenzen gemeinsam.
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Ein
optisches Anzeigemittel 25 dient zur Anzeige eines unzulässigen
Betriebszustandes, wobei verschiedene Farben unterschiedliche unzulässige Betriebszustände
anzeigen können.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung des Prozessluftkreises und der Wärmepumpe 13, 14, 15, 17 für
die in 1 gezeigte erste Ausführungsform des
Kondensationstrockners. Während die Prozessluft im geschlossenen
Prozessluftkreis 2 und das Kältemittel im geschlossenen
Kreislauf in der Wärmepumpe 13, 14, 15 17 geführt
wird, wird die mittels des zweiten Gebläses 20 zur
Kühlung im zusätzlichen Wärmetauscher 16 verwendete
Luft der Raumluft entnommen und nach Durchgang durch den zusätzlichen
Wärmetauscher 16 wieder der Raumluft zugeführt.
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3 zeigt
einen senkrecht geschnittenen Kondensationstrockner (im Folgenden
mit „Trockner” abgekürzt) gemäß einer
zweiten Ausführungsform, bei der sich ein zusätzlicher
Wärmetauscher sowohl in der Wärmepumpe als auch
im Kühlluftkanal eines Luft-Luft-Wärmetauschers
befindet. Außerdem wird bei der in 3 gezeigten
Ausführungsform eine zusätzliche Heizung verwendet.
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Der
in 3 dargestellte Trockner 1 weist eine
um eine horizontale Achse drehbare Trommel als Trocknungskammer 3 auf,
innerhalb welcher Mitnehmer 4 zur Bewegung von Wäsche
während einer Trommeldrehung befestigt sind. Prozessluft
wird mittels eines ersten Gebläses 19 über
eine Heizung 18, durch eine Trommel 3, einen Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 sowie
eine Wärmepumpe 13, 14, 15 in einem
Luftkanal 2 im geschlossenen Kreis geführt (Prozessluftkreis 2).
Nach Durchgang durch die Trommel 3 wird die feuchte, warme
Prozessluft abgekühlt und nach Kondensation der in der
Prozessluft enthaltenen Feuchtigkeit wieder erwärmt. Dabei
wird von der Heizung 18 bzw. dem Verflüssiger 15 erwärmte
Luft von hinten, d. h. von der einer Tür 5 gegenüberliegenden
Seite der Trommel 3, durch deren gelochten Boden in die
Trommel 3 geleitet, kommt dort mit der zu trocknenden Wäsche
in Berührung und strömt durch die Befüllöffnung
der Trommel 3 zu einem Flusensieb 6 innerhalb
einer die Befüllöffnung verschließenden
Tür 5. Anschließend wird der Luftstrom
in der Tür 5 nach unten umgelenkt und von dem
Luftkanal 2 zum Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 geleitet.
Dort kondensiert infolge Abkühlung die von der Prozessluft
aus den Wäschestücken aufgenommene Feuchtigkeit
zumindest teilweise und wird im Kondensat-Behälter 21 aufgefangen,
von dem aus sie entsorgt werden kann. Anschließend wird
die etwas abgekühlte Prozessluft zum Verdampfer 13 der Wärmepumpe 13, 14, 15, 17 geführt,
wo sie weiter abgekühlt wird, wobei das dort anfallende
Kondensat im Kondensat-Behälter 29 aufgefangen
wird, von dem aus es durch Entleeren oder Abpumpen entsorgt werden
kann. Das im Verdampfer 13 verdampfte Kältemittel
der Wärmepumpe 13, 14, 15, 17 wird über
einen Kompressor 14 zum Verflüssiger 15 geleitet.
Im Verflüssiger 15 verflüssigt sich das
Kältemittel unter Wärmeabgabe an die Prozessluft.
Das nun in flüssiger Form vorliegende Kältemittel
wird anschließend zu einem zusätzlichen Wärmetauscher 16 geführt,
der sich im Kühlluftkanal 12 des Luft-Luft-Wärmetauschers 11, 12 zwischen
diesem und einem zweiten Gebläse 20 befindet,
und von dort über ein Drosselventil 17 wiederum
zum Verdampfer 13, wodurch der Kältemittelkreis
geschlossen ist. Die Kühlluft wird der Raumluft entnommen
und nach Durchgang durch den Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 wieder
der Raumluft zugeführt.
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Die
Trommel 3 wird in der in 3 gezeigten Ausführungsform
am hinteren Boden mittels eines Drehlagers und vorne mittels eines
Lagerschildes 7 gelagert, wobei die Trommel 3 mit
einer Krempe auf einem Gleitstreifen 8 am Lagerschild 7 aufliegt
und so am vorderen Ende gehalten wird. Die Steuerung des Kondensationstrockners
erfolgt über eine Steuerung 10, die vom Benutzer über
eine Bedieneinheit 9 geregelt werden kann.
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Neben
der Steuerung 10 oder integriert in die Steuerung 10 umfasst
der Kondensationstrockner 1 erste Mittel 26 zur
Bestimmung einer Temperaturdifferenz ΔT = (TK 1 – TK 2) zwischen einer ersten Temperatur TK 1 des Kältemittels
und einer nach einem Zeitraum Δt1 gemessenen
zweiten Temperatur TK 2 des Kältemittels
und zum Vergleich von ΔT mit einer in der Steuerung 10 gespeicherten
Grenztemperaturdifferenz ΔTK lim; eine Zählvorrichtung 27 zur
Ermittlung einer Anzahl n an Fällen, in denen ΔT ≥ ΔTK lim ist, und zweite
Mittel 28 zum Vergleich der Anzahl n mit einer in der Steuerung 10 gespeicherten
vorgegebenen Grenzanzahl nlim und zur Auswertung
der Differenz Δn = (n – nlim)
in Hinblick auf das Vorhandensein eines unzulässigen Betriebszustands.
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23 bedeutet
den Ausgang des Verflüssigers 15. 24 bedeutet
den Ausgang des Kompressors 14. Bei der in 3 gezeigten
Ausführungsform ist jeweils ein Temperaturfühler 22 an
den Ausgängen 23 und 24 angeordnet. Ein
optisches Anzeigemittel 25 dient zur Anzeige eines unzulässigen
Betriebszustandes.
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4 zeigt
eine schematische Darstellung des Prozessluftkreises und des Wärmepumpenkreises
für die in 3 gezeigte zweite Ausführungsform.
Während die Prozessluft im geschlossenen Prozessluftkreis 2 und
das Kältemittel im geschlossenen Kreislauf der Wärmepumpe 13, 14, 15, 17 geführt
wird, wird die zur Kühlung im Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 verwendete
Luft der Raumluft entnommen, über das zweite Gebläse 20 nach
Durchgang durch den zusätzlichen Wärmetauscher 16 zum Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 geleitet
und anschließend wieder der Raumluft zugeführt.
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5 zeigt
eine schematische Darstellung des Prozessluftkreises und des Wärmepumpenkreises
für eine dritte Ausführungsform des Kondensationstrockners.
Bei dieser Ausführungsform ist der zusätzliche
Wärmetauscher 16 im Kühlluftkanal 12 auf der
dem Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 abgewandten
Seite des zweiten Gebläses 20 angeordnet. Der Wärmetauscher 16 befindet
sich somit im Ansaugbereich der Kühlluft.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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