DE102008043176B4

DE102008043176B4 - Trockner mit Wärmepumpe, Verfahren zu seinem Betrieb und Verfahren zur Klimatisierung eines Raumes

Info

Publication number: DE102008043176B4
Application number: DE102008043176.1A
Authority: DE
Inventors: Uwe-Jens Krausch; Andreas Stolze
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2021-08-26
Anticipated expiration: 2028-10-25
Also published as: DE102008043176A1; US8978267B2; US20110198405A1; WO2010046310A1

Abstract

Trockner (1) mit einer Trocknungskammer (3) für zu trocknende Gegenstände, einem Zuluftkanal (15), einem Prozessluftkanal (2), einem Abluftkanal (13) und einer Wärmepumpe (19,20,21,22) mit einer Wärmesenke (19) und einer Wärmequelle (20), wobei sich der Zuluftkanal (15) von einem Zulufteingang (31) bis zur Wärmequelle (20) der Wärmepumpe und der Abluftkanal (13) von einem Ausgang der Trocknungskammer bis zum einem Abluftausgang erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuluftkanal (15) und der Abluftkanal (13) mittels eines Mechanismus (18,24,27) über einen Umluftkanal (14) zur Einstellung eines Anteils an Um- und Abluft im Trockner (1) zusammengeschaltet werden können.

Description

Die Erfindung betrifft einen Trockner mit Wärmepumpe, ein bevorzugtes Verfahren zu seinem Betrieb und ein Verfahren zur Klimatisierung eines Raumes. Das Verfahren zur Klimatisierung eines Raumes betrifft insbesondere ein Verfahren zur Steuerung der Temperatur und Feuchtigkeit der Luft in einem Raum unter Verwendung dieses Trockners.
Im Allgemeinen wird ein Wäschetrockner als Abluft- oder Kondensationstrockner gebaut und betrieben. Der Betrieb eines Abluft- oder Kondensationstrockners hängt in mehrfacher Hinsicht von seinen Aufstellbedingungen ab, insbesondere von der in dem Aufstellraum herrschenden Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Ebenso beeinflussen Abluft- und Kondensationstrockner in unterschiedlichem Ausmaß Temperatur und Luftfeuchtigkeit in einem Aufstellraum.
Ein Kondensationstrockner, dessen Funktionsweise auf der Kondensation der mittels in weitgehend geschlossenem Kreislauf geführter Prozessluft verdampften Feuchtigkeit aus der Wäsche beruht, leitet im Allgemeinen keine Feuchtigkeit in einen Aufstellraum und ermöglicht zudem eine Rückgewinnung von Energie aus der erwärmten Prozessluft, beispielsweise durch Verwendung einer Wärmepumpe. Das im Kondensationstrockner anfallende Kondensat wird gesammelt und entweder abgepumpt oder durch manuelles Entleeren eines entsprechenden Auffangbehälters entsorgt.
Bei einem Ablufttrockner wird dagegen im Allgemeinen die in offenem Kreislauf geführte und nach Erwärmung und Durchgang durch eine Wäschetrommel mit der Wäsche mit Feuchtigkeit beladene Prozessluft aus dem Trockner geleitet. Eine Wärmerückgewinnung findet hierbei nicht statt. Außerdem würde sich die Luftfeuchtigkeit im Aufstellraum erhöhen; deshalb ist es vielfach vorgeschrieben, dass die feuchte Prozessluft nicht einfach ein einem Aufstellraum entlassen werden darf, sondern durch einen Schlauch oder dergleichen aus dem Aufstellraum und dem Gebäude, zu dem er gehört, hinausgeführt wird.
Die DE 30 00 865 A1 offenbart einen als Ablufttrockner ausgestalteten Wäschetrockner mit Wärmerückgewinnung. Der Wäschetrockner besteht aus einem die Wäsche aufnehmenden und bewegenden Behälter, in welchen ein von einem Heizelement erwärmter Zuluftstrom mündet, während die feuchte Warmluft als Abluft über einen Auslass geführt wird. Im Zuluftstrom ist vor dem Heizelement ein Wärmetauscher angeordnet, der von der feucht-heißen Abluft aus dem Behälter durchströmt wird.
In der DE 40 23 000 C2 ist ein als Kondensationstrockner ausgestalteter Wäschetrockner mit einer Wärmepumpe beschrieben, bei dem im Prozessluftkanal zwischen einer Wärmequelle und einer Wärmesenke, dargestellt durch Verflüssiger und Verdampfer der als Kompressor-Wärmepumpe ausgestalteten Wärmepumpe, eine Zuluftöffnung angeordnet ist, die mit einer steuerbaren Verschlussvorrichtung verschließbar ist. Ebenso ist eine gleichermaßen mit einer zugeordneten Verschlussvorrichtung verschließbare Abluftöffnung vorhanden, um Prozessluft aus dem Prozessluftkanal herausführen zu können.
Die DE 197 37 075 A1 offenbart einen Wäschetrockner, der mit mindestens einem Wärmetauscher zur Wärmerückgewinnung ausgestattet ist. Vorzugsweise werden zwei Gegenstrom-Wärmetauscher verwendet. In einer Ausführungsform wird die Prozessluft nach Durchgang durch den Wärmetauscher direkt ins Freie geblasen.
Die DE 197 31 826 A1 beschreibt einen Wäschetrockner mit einem System zur Wärmerückführung (z.B. einer Wärmepumpe), bei dem der weitgehend geschlossene Luftkreislauf an zwei vorgegebenen Stellen durch zwei Öffnungen die zirkulierende Luft mit der Raumluft austauschen kann, um die Trocknungs- und Kondensationstemperatur auf den vorgegebenen Werten zu halten.
Die DE 43 06 217 B4 offenbart einen programmgesteuerten Wäschetrockner mit einer Wäschetrommel, bei dem die Prozessluft mittels eines Gebläses in einem geschlossenen Prozessluftkanal, der Verschlusseinrichtungen aufweist, durch die Wäschetrommel gefördert wird. Der Wäschetrockner weist zudem einen zum Ausfällen der Feuchtigkeit in der Prozessluft aus der Wäschetrommel eingerichteten Wärmepumpenkreis aus Verdampfer, Kompressor und Kondensator auf. Die Verschlusseinrichtungen sind so angeordnet, dass die Führung der Prozessluft von einer Prozessphase abhängt.
Die DE 34 46 468 A1 offenbart ein Verfahren zum Trocknen von Wäsche in einem Wäschetrockner mit einer drehbaren Wäschetrommel, einem Gebläse, einer im Strömungsweg der Trocknungsluft angeordneten Heizung sowie einem gekühlten Kondensator, über den die Trocknungsluft nach Austritt aus der Wäschetrommel geführt wird, wobei die Trocknungsluft nach Austritt aus der Wäschetrommel in zwei Teilluftströme zerlegt wird. Der eine Teilluftstrom wird dem Kondensator zugeführt und der andere unter Umgehung des Kondensators dem aus dem Kondensator austretenden Teilluftstrom wieder beigemischt.
Die DE 34 19 743 C2 beschreibt einen Wäschetrockner mit einer Wäschetrommel, einem mit einem Zuluftanschluss versehenen Heizaggregat sowie einem Abluftanschluss, wobei zwischen Zuluftanschluss des Heizaggregats und Abluftanschluss unterschiedliche, die Betriebsweise des Trockners festlegende, Zusatzaggregate zuschaltbar anzuordnen sind. In einer Ausführungsform des Trockners ist zwischen dem Zuluftanschlussstutzen und dem Abluftanschlussstutzen ein Rezirkulationsteil zwischengeschaltet, in dem sich eine Luftsteuereinrichtung befindet, wodurch das Zu- und Abluftverhältnis des Trockners variiert werden kann. Es ergibt sich die Möglichkeit einer Winter-Sommer-Umschaltung. Beim Winterbetrieb wird kalte Luft von außen zugeführt und in den Trockner geleitet. Die warme Abluft des Trockners gelangt in den Aufstellungsraum und trägt zur Erwärmung der Raumluft bei.
Die DE 10 2007 042 969 A1 zeigt einen Wäschetrockner mit einer Wärmepumpe, bei dem ein Umluftkanal hinter dem Verdampfer vom Prozessluftkanal und direkt zurück in die Trocknungskammer führt, um eine Anhebung der Temperatur der Prozessluft beim Austritt aus der Trommel zu erreichen.
Die DE 60 2004 010 877 T2 zeigt einen Wäschetrockner ohne Wärmepumpe, der vom reinen Umluftbetrieb auf einen rein geschlossenen Luftkreislauf umschaltbar ist.
Die DE 197 25 536 C2 zeigt einen Umlufttrockner, bei dem die Heizleistung abhängig von der Raumtemperatur gesteuert wird.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Trockner mit einer Wärmepumpe bereitzustellen, der eine verbesserte Steuerung seines Betriebs ermöglicht, wobei in Ausführungsformen eine gezielte Klimatisierung eines Aufstellraumes möglich sein soll. Bereitgestellt werden sollen außerdem ein entsprechendes Verfahren zum Betrieb eines solchen Trockners sowie ein Verfahren zur Steuerung der Temperatur und/oder der Feuchtigkeit einer Luft eines Raumes, in welchem ein solcher Trockner aufgestellt ist.
Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch einen Trockner bzw. eines der genannten Verfahren mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Trockners und der erfindungsgemäßen Verfahren sind in jeweiligen abhängigen Patentansprüchen aufgeführt, wobei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Trockners bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren sowie bevorzugten Ausführungsformen des einen Verfahrens bevorzugte Ausführungsformen des anderen Verfahrens entsprechen und umgekehrt, selbst wenn dies hierin nicht ausdrücklich festgestellt ist.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Trockner mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einem Zuluftkanal, einem Prozessluftkanal, einem Abluftkanal und einer Wärmepumpe mit einer Wärmesenke und einer Wärmequelle, wobei der Zuluftkanal und der Abluftkanal mittels eines Mechanismus über einen Umluftkanal zur Einstellung eines Anteils an Um- und Abluft im Trockner zusammengeschaltet werden können.
Im Sinne der vorliegenden Beschreibung erstreckt sich der Zuluftkanal insbesondere von einem Zulufteingang bis zur Wärmequelle der Wärmepumpe und der Abluftkanal insbesondere von einem Ausgang der Trocknungskammer bis zum einem Abluftausgang. Der Prozessluftkanal erstreckt sich dann insbesondere von der Wärmesenke der Wärmepumpe bis zum Ausgang der Trocknungskammer.
Außerdem bedeutet „Zusammenschalten von Zuluftkanal und Abluftkanal“ im Sinne der vorliegenden Beschreibung, dass Zuluftkanal und Abluftkanal mindestens teilweise miteinander verbunden werden.
Der Begriff „Sensor“ wie er hierin verwendet wird, bedeutet einen einzelnen Sensor oder ein System von Sensoren.
Unter einer Wärmepumpe wird vorliegend grundsätzlich jede Wärmepumpe verstanden, die überhaupt unter den Bedingungen hinsichtlich Baugröße und Betrieb zum Einsatz in einem Wäschetrockner geeignet ist. Insbesondere kann die Wärmepumpe eine Kompressor-Wärmepumpe sein, die zyklisch wiederholtes Verdampfen und Verflüssigen eines Kältemittels zum Pumpen von Wärme zwischen einer Wärmesenke und einer Wärmequelle nutzt. Denkbar sind insbesondere auch Wärmepumpen, die jeweils zyklisch wiederholte Absorption oder Adsorption und Desorption eines geeigneten Arbeitsmittels zu solchem Pumpen nutzen, Wärmepumpen, die einen in einer Stirling- oder Vuilleumier-Maschine laufenden regenerativen Kreisprozess eines Gases nutzen sowie Wärmepumpen auf der Grundlage des thermoelektrischen Effekts.
Bei dem mit einer Wärmepumpe ausgestatteten Trockner der vorliegenden Erfindung erfolgt die Kühlung der warmen, mit Feuchtigkeit beladenen Prozessluft im Wesentlichen in der Wärmesenke der Wärmepumpe, von wo die übertragene Wärme in geeigneter Weise zur Wärmequelle der Wärmepumpe gepumpt wird. Dort wird die gepumpte Wärme, ggf. bei erhöhter Temperatur, wieder freigesetzt und zum Aufheizen der Prozessluft bzw. der Zuluft vor Eintritt in die Trocknungskammer verwendet.
Der erfindungsgemäße Trockner weist im Allgemeinen eine Kondensatwanne für das Auffangen des in der Wärmesenke ggf. einem weiteren Wärmetauscher anfallenden Kondensats auf. Von der Kondensatwanne aus wird das Kondensat entweder durch manuelles Entleeren oder durch Abpumpen mittels einer Kondensatpumpe in einen Kondensatbehälter, der wiederum manuell entleert werden kann, oder direkt in ein Abwassersystem entsorgt.
Der Mechanismus besteht vorzugsweise in einer mechanischen oder pneumatischen Verbindung zwischen einer ersten steuerbaren Verschlussvorrichtung im Zuluftkanal und einer zweiten steuerbaren Verschlussvorrichtung im Abluftkanal. Hierbei sind vorzugsweise die erste steuerbare Verschlussvorrichtung und die zweite steuerbare Verschlussvorrichtung im Umluftkanal angeordnet. Erste und zweite Verschlussvorrichtung können beliebig ausgestaltet sein, solange deren Steuerbarkeit sichergestellt ist, und z.B. als Ventil oder Klappe vorliegen. Vorzugsweise sind die erste Verschlussvorrichtung und/oder die zweite Verschlussvorrichtung als Klappe ausgestaltet.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Trockner einen ersten Sensor zur Bestimmung einer Prozesslufttemperatur T_P auf. Der erste Sensor ist vorzugsweise zwischen der Trocknungskammer und der Wärmesenke angeordnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Trockner einen zweiten Sensor zur Bestimmung einer Temperatur T_R und/oder einer (relativen oder absoluten) Feuchtigkeit H_R einer Luft in einem Aufstellraum auf. Hierdurch werden eine gezielte Klimatisierung des Aufstellraumes und/oder eine optimale Durchführung eines Trocknungsverfahrens im Trockner ermöglicht.
Eine die Bedingungen im Aufstellraum und im Trockner berücksichtigende Betriebsweise des Trockners kann manuell von einem Benutzer des Trockners oder automatisch eingestellt werden. Beispielsweise kann bei einer zu hohen Prozesslufttemperatur T_P automatisch ein Anteil an Zuluft eingestellt oder vergrößert werden.
In einer Ausführungsform kann der Mechanismus den Zuluftkanal und den Abluftkanal nur vollständig miteinander verbinden. Bei dieser Ausführungsform sind somit entweder Zuluftkanal und Abluftkanal vollständig voneinander getrennt, so dass der Umluftanteil Null beträgt, oder Zuluftkanal und Abluftkanal sind vollständig miteinander verbunden, so dass weder Zuluft noch Abluft fließt und der Umluftanteil 100 % beträgt.
Diese Ausführungsform ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine manuelle Einstellbarkeit durch einen Benutzer des Trockners gegeben sein soll, insbesondere eine Umstellung zwischen einem reinen Abluftbetrieb und einem reinen Umluftbetrieb. Dadurch können beispielsweise ein Sommer- und ein Winterbetrieb realisiert werden.
In einer für die Umstellung von Sommer- auf Winterbetrieb besonders geeigneten Ausführungsform sind im Trockner neben dem Zuluftkanal ein zusätzlicher Zuluftteilkanal und/oder neben dem Abluftkanal ein zusätzlicher Abluftteilkanal angeordnet. Diese Ausführungsform ermöglicht, dass bei einer hohen Außentemperatur Luft von außen über den zusätzlichen Zuluftteilkanal angesaugt und wieder nach außen über den zusätzlichen Abluftteilkanal geleitet werden kann. Der Betrieb der Wärmepumpe kann hierbei zu einer Abkühlung der Temperatur im Aufstellraum von beispielsweise 5 bis 8 °C führen. Abluftteilkanal und Zuluftteilkanal können als getrennte Rohre oder als Rohr-in-RohrSystem ausgestaltet sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der erfindungsgemäße Trockner erste Mittel zum Vergleich einer Temperatur T_R und einer Feuchtigkeit H_R der Luft in einem Aufstellraum des Trockners mit einer Prozesslufttemperatur T_P im Trockner und zweite Mittel zu einem mindestens teilweisen Öffnen oder Schließen einer ersten 1 steuerbaren Verschlussvorrichtung und einer zweiten steuerbaren Verschlussvorrichtung in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Temperatur T_p und der Temperatur T_R, und/oder einer vorgegebenen Feuchtigkeit H_R ^set der Luft im Aufstellraum auf.
Das erste Mittel und/oder das zweite Mittel umfassen vorzugsweise eine Steuereinrichtung des Trockners.
Erfindungsgemäß kann hierzu die in der Wärmequelle frei werdende Wärme im Zuluftkanal zur Erwärmung von Zuluft oder, nach Zusammenschalten von Zuluftkanal und Abluftkanal über einen Umluftkanal, zur Erwärmung der Umluft verwendet werden.
Im erfindungsgemäßen Trockner können gleichzeitig eine Wärmepumpe und ein Luft-Luft-Wärmetauscher eingesetzt werden.
Zur Erwärmung der Prozessluft kann zusätzlich eine Heizung, insbesondere eine elektrische Heizung, herangezogen werden. Wenn der Trockner in einer vorteilhaften Ausführungsform eine zusätzliche Heizung umfasst, sind eine raschere Erwärmung der Prozessluft und damit eine raschere Durchführung eines Trocknungsverfahrens im Trockner möglich. Außerdem kann der Trockner für eine Klimatisierung eines Raumes auch zur Erwärmung der Raumluft verwendet werden. Die Zuschaltung einer Heizung kann daher insbesondere auch als Teil eines Programms für einen Winterbetrieb erfolgen. Solches Zuschalten ist natürlich besonders einfach, wenn die Heizung eine elektrische Heizung ist. Der Einsatz einer mit einem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff zu betreibenden Heizung oder einer Heizung, die über einen entsprechenden Wärmetauscher Wärmeenergie von einer dem Trockner externen Quelle bezieht, liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die als elektrische Heizung ausgeführte Heizung mindestens zwei geeignet gewählte schaltbare Heizstufen auf. Vorzugsweise ist die Heizung eine zweistufige Heizung mit einer ersten schaltbaren Heizstufe in einem ersten Stromkreis und einer zweiten schaltbaren Heizstufe in einem hierzu parallelen zweiten Stromkreis. Besonders bevorzugt ist die Heizung eine zweistufige Heizung mit einer ersten Heizstufe in einem ersten Stromkreis und einer zweiten Heizstufe in einem hierzu parallelen zweiten Stromkreis, wobei im ersten Stromkreis oder im zweiten Stromkreis ein Thermoschalter angeordnet ist, der geeignet über ein Signal eines Thermosensors (Temperatursensors) geschaltet werden kann. Der Thermosensor kann sich beispielsweise in der Trommel, dem Prozessluftkanal oder dem Wärmepumpenkreis befinden. Vorzugsweise schaltet der Thermoschalter beim Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Maximalwerts T_max für eine Temperatur und öffnet einen Stromkreis, in dem sich eine Heizstufe befindet. Bei dieser Ausführungsform schaltet vorzugsweise der Thermoschalter beim Erreichen oder Unterschreiten eines vorgegebenen Minimalwerts T_min für eine Temperatur und schließt den geöffneten Stromkreis.
Vorzugsweise weist die erste Heizstufe eine kleinere Leistung auf als die zweite Heizstufe, wobei beispielsweise die erste Heizstufe eine Leistung im Bereich von 200 bis 600 Watt, vorzugsweise von 300 bis 500 Watt, aufweist und die zweite Heizstufe eine Leistung im Bereich von 1000 bis 1800 Watt, vorzugsweise im Bereich von 1200 bis 1600 Watt aufweist.
In einer altemativen Ausführungsform weist die Heizung Mittel für eine kontinuierliche Einstellung der Leistung P_H der Heizung auf.
Vorzugsweise ist im erfindungsgemäßen Trockner neben dem Zuluftkanal ein zusätzlicher Zuluftteilkanal und/oder neben dem Abluftkanal ein zusätzlicher Abluftteilkanal angeordnet.
Ebenfalls vorzugsweise ist im erfindungsgemäßen Trockner die Wärmepumpe eine Kompressor-Wärmepumpe sowie zum Zirkulieren eines Kältemittels eingerichtet, wobei sie einen Verdampfer als Wärmesenke, einen Verflüssiger als Wärmequelle, einen Kompressor und eine Drossel aufweist. In dieser Wärmepumpe zirkuliert das Kältemittel, wobei es von dem Kompressor angetrieben wird und der Kompressor somit die zum Betreiben des Pumpprozesses nötige Energie liefert. Das Kältemittel fließt bei relativ niedriger Temperatur und relativ niedrigem Binnendruck dem Verdampfer zu, wo es verdampft, indem es Wärme von der ebenfalls durchströmenden Prozessluft aufnimmt. Das verdampfte Kältemittel gelangt zum Kompressor und wird dort verdichtet. Vom Kompressor gelangt es zum Verflüssiger, wo es unter Freisetzung von Wärme verflüssigt wird. Die freigesetzte Wärme gelangt wieder zur Prozessluft. Das flüssige Kältemittel fließt durch eine Drossel, wo sein Binnendruck herabgesetzt wird, zurück zum Verdampfer, womit der Kreislauf geschlossen ist. Die Drossel ist insbesondere ausführbar als Ventil, Blende oder Kapillare. Als Kältemittel kommen vorliegend vor allem fluorierte Kohlenwasserstoffe wie die Äthan-Derivate R 134a und R152a in Betracht, außerdem Gemische fluorierter Kohlenwasserstoffe wie R 407C und R410A sowie Kohlendioxid und Propan.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einem Zuluftkanal, einem Prozessluftkanal, einem Abluftkanal und einer Wärmepumpe mit einer Wärmesenke und einer Wärmequelle, wobei der Zuluftkanal und der Abluftkanal mittels eines Mechanismus über einen Umluftkanal zur Einstellung eines Anteils an Um- und Abluft im Trockner zusammengeschaltet werden können, und wobei der Zuluftkanal und der Abluftkanal zur Einstellung eines gewünschten Anteils an Um- und Abluft im Trockner in einem vorgegebenen Ausmaß zusammengeschaltet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens weist der Trockner erste Mittel zum Vergleich einer Temperatur T_R und einer Feuchtigkeit H_R der Luft in einem Aufstellraum mit einer Temperatur T_P und einer Feuchtigkeit H_P der Prozessluft im Trockner und zweite Mittel zu einem mindestens teilweisen Öffnen oder Schließen einer ersten steuerbaren Verschlussvorrichtung und einer zweiten steuerbaren Verschlussvorrichtung in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Temperatur T_P und der Temperatur T_R, und/oder einer vorgegebenen Feuchtigkeit H_R ^set der Luft im Aufstellraum auf, und die Zusammenschaltung von Zuluftkanal und Abluftkanal erfolgt in Abhängigkeit von der vorgegebenen Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Temperatur T_P und der Temperatur T_R, und/oder der vorgegebenen Feuchtigkeit H_R ^set.
Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, allfällig notwendige Sensorik für Messungen der Feuchtigkeit als Sensorik zur Messung relativer Feuchtigkeit oder Sensorik zur Messung absoluter Feuchtigkeit auszuführen; gegebenenfalls können auch entsprechend verschiedene Sensoren nebeneinander verwendet werden.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Steuerung der Temperatur und/oder der Feuchtigkeit einer Luft eines Raumes unter Verwendung eines Trockners mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einem Zuluftkanal, einem Prozessluftkanal, einem Abluftkanal und einer Wärmepumpe mit einer Wärmesenke und einer Wärmequelle, wobei der Zuluftkanal und der Abluftkanal mittels eines Mechanismus über einen Umluftkanal zur Einstellung eines Anteils an Um- und Abluft im Trockner zusammengeschaltet werden können, und wobei der Zuluftkanal und der Abluftkanal zur Steuerung eines Austausches zwischen einer Prozessluft im Trockner und der Luft des Raumes in einem vorgegebenen Ausmaß zusammengeschaltet werden. Dieses Ausmaß wird im Allgemeinen von einer völligen Trennung von Zuluftkanal und Abluftkanal bis zu einer völligen Zusammenschaltung von Zuluftkanal und Abluftkanal reichen.
Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, allfällig notwendige Messungen der Feuchtigkeit als Messungen relativer Feuchtigkeit oder absoluter Feuchtigkeit auszuführen; die Wahl zwischen diesen Alternativen erfolgt dabei in erster Linie durch die Wahl der zu verwendenden Sensorik.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zur Steuerung der Temperatur und/oder der Feuchtigkeit einer Luft eines Raumes weist der Trockner erste Mittel zum Vergleich einer Temperatur T_R und einer Feuchtigkeit H_R der Luft in einem Aufstellraum mit einer Temperatur T_P und einer Feuchtigkeit H_P der Prozessluft im Trockner und zweite Mittel zu einem mindestens teilweisen Öffnen oder Schließen einer ersten steuerbaren Verschlussvorrichtung und einer zweiten steuerbaren Verschlussvorrichtung in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Temperatur T_P und der Temperatur T_R, und/oder einer vorgegebenen Feuchtigkeit H_R ^set der Luft im Aufstellraum auf, und die Zusammenschaltung von Zuluftkanal und Abluftkanal erfolgt in Abhängigkeit von der vorgegebenen Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Temperatur T_P und der Temperatur T_R, und/oder der vorgegebenen Feuchtigkeit H_R ^set. Die ersten Mittel umfassen vorzugsweise eine Steuereinrichtung sowie den oben beschriebenen ersten Sensor und zweiten Sensor.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn Abluft, Zuluft, Umluft und/oder, sofern vorhanden, Kältemittel jeweils in einem Kreuz- bzw. Gegenstromverfahren durch die entsprechenden Wärmetauscher geführt werden.
Der erfindungsgemäße Trockner hat den Vorteil, dass er eine energieeffiziente und sichere Durchführung eines Trocknungsverfahrens ermöglicht, wobei unterschiedliche Aufstellbedingungen und unterschiedliche Witterungsverhältnisse und Jahreszeiten optimal berücksichtigt werden können. Außerdem ermöglicht es die Erfindung, zur Klimatisierung eines Raumes einen Trockner zu verwenden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen für einen Trockner und ein diesen Trockner einsetzendes Verfahren. Dabei wird Bezug genommen auf die 1 und 2.

1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Trockner gemäß einer ersten Ausführungsform, bei welcher der Mechanismus für die Zusammenschaltung von Zuluftkanal und Abluftkanal in einer mechanischen Verbindung zweier Klappen als steuerbaren Verschlussvorrichtungen besteht.
2 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Trockner gemäß einer zweiten Ausführungsform, bei welcher der Mechanismus für die Zusammenschaltung von Zuluftkanal und Abluftkanal in einer mechanischen Verbindung zweier Klappen als steuerbaren Verschlussvorrichtungen besteht und neben dem Zuluftkanal ein Zuluftteilkanal, und neben dem Abluftkanal ein Abluftteilkanal vorhanden ist.

Der in 1 dargestellte Trockner 1 gemäß einer ersten Ausführungsform weist eine um eine horizontale Achse drehbare Trommel als Trocknungskammer 3 auf, innerhalb derer Mitnehmer 4 zur Bewegung von Wäsche während einer Trommeldrehung befestigt sind. Prozessluft wird mittels eines Gebläses 12 über eine elektrische Heizung 11, durch die Trommel 3 in einem Prozessluftkanal 2 geführt. Dem Prozessluftkanal 2 kann von einem Zulufteingang 31 über einen Zuluftkanal 15 Raumluft zugeführt bzw. durch das Gebläse 12 angesaugt werden. Nach Durchgang durch die Trommel 3 wird die feuchte, warme Prozessluft in den Verdampfer 19, der die Wärmesenke 19 einer Wärmepumpe 19, 20, 21, 22 bildet, geleitet. Die abgekühlte Prozessluft kann im Abluftkanal 13 über den Abluftausgang 16 der Raumluft zugeführt werden. Die in 1 gezeigten Pfeile geben die Strömungsrichtung der Luft an.
Das im Verdampfer 19 verdampfte Kältemittel der Wärmepumpe 19, 20, 21, 22 wird über einen Kompressor 21 zum Verflüssiger 20 geleitet, welcher die Wärmequelle 20 in der Wärmepumpe 19, 20, 21, 22 ist. Im Verflüssiger 20 verflüssigt sich das Kältemittel unter Wärmeabgabe an die im Zuluftkanal 15 bzw. Prozessluftkanal 2 strömende Prozessluft. Das nun in flüssiger Form vorliegende Kältemittel wird über eine Drossel 22 wiederum zum Verdampfer 19 geleitet, wodurch der Kältemittelkreis geschlossen ist.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform können der Zuluftkanal 15 und der Abluftkanal 13 über einen Mechanismus 18,24,27 zusammengeschaltet werden. Hierbei können Klappen 18 und 24 als steuerbare Verschlussvorrichtungen so gestellt werden, dass sie den Abluftkanal 13 in Richtung des Abluftausgangs 16 und den Zuluftkanal 15 in Richtung des Zulufteingangs 31 vollkommen öffnen bzw. sperren können oder teilweise geöffnet sind.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform wirken die Klappen 18 und 24 auf die gleiche Weise. Dabei sind entweder jeweils beide Klappen 18 und 24 vollständig geschlossen, vollständig geöffnet oder teilweise geöffnet. In 1 ist ein Zustand gezeigt, bei dem die Klappen 18 und 24 so gestellt sind, dass Abluftkanal 13 und Zuluftkanal 15 über einen Umluftkanal 14 miteinander verbunden sind. In diesem Zustand arbeitet der Trockner der ersten Ausführungsform nach dem Umluftprinzip.
Der Mechanismus der in 1 gezeigten Ausführungsform umfasst eine mechanische Vorrichtung 27, die eine gleichzeitige Verstellung der Klappen 18 und 24 bewirkt.
Ein im Trockner 1 innen angebrachter erster Sensor 30 dient zur Messung der Temperatur der Prozessluft im Abluftkanal 13. Ein am Trockner 1 außen angebrachter zweiter Sensor 28 dient zur Messung der Temperatur und/oder der relativen Feuchtigkeit der Luft im Aufstellraum des Trockners.
Im Trockner der 1 wird von der Heizung 11 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 Prozessluftstrom in der Tür 5 nach unten umgelenkt. Die Prozessluft wird in einem Abluftkanal 13 dem Verdampfer 19 zugeführt, in dem die warme, mit Feuchtigkeit beladene Prozessluft abgekühlt und anschließend zu einem Abluftausgang 16 bzw. einem Umluftkanal 14 geführt wird. Die abgeschiedene Feuchtigkeit wird in einem Kondensatauffangbehälter 17 aufgefangen, von wo aus sie beispielsweise durch Abpumpen entfernt werden kann.
Die Trommel 3 wird bei den in 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen 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 Steuereinrichtung 10, die vom Benutzer über eine Bedieneinheit 9 geregelt werden kann. Auf der Bedieneinheit (hier nicht näher gezeigt) kann zwischen Abluftbetrieb und Umluftbetrieb umgeschaltet werden.
Die in 2 gezeigte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform dadurch, dass neben dem Zuluftkanal 15 ein zusätzlicher Zuluftteilkanal 29 vorhanden ist und neben dem Abluftkanal 13 ein zusätzlicher Abluftteilkanal 25 vorhanden ist. Der Zuluftkanal 15 ist mit dem Aufstellraum verbunden, während der Zuluftteilkanal 29 mit der Luft außerhalb des Aufstellraums (z.B. der Außenluft außerhalb eines Gebäudes) verbunden ist. Der Abluftkanal 13 ist mit dem Aufstellraum verbunden, während der Abluftteilkanal 25 mit der Luft außerhalb des Aufstellraums (z.B. der Außenluft außerhalb eines Gebäudes) verbunden ist.
Ein Teil der aus der Trocknungskammer 3 austretenden warmen, mit Feuchtigkeit beladenen Prozessluft kann bei der zweiten Ausführungsform über den vor dem Eintritt in den Verdampfer 19 befindlichen Abluftteilkanal 25 abgezweigt und in den Aufstellraum des Trockners geleitet werden. Der Anteil dieser Luft kann über eine dritte regelbare Verschlussvorrichtung 26 (beispielsweise eine Klappe) gesteuert werden. Hierbei ist für einen Ausgleich der in den Aufstellraum abgeführten Luft durch Einlass einer entsprechenden Menge an Zuluft über den Zuluftkanal 15 und/oder den Zuluftteilkanal 29 zu sorgen.
Die Trockner 1 gemäß beider Ausführungsformen sind demgemäß bestimmt und geeignet für ein Verfahren zum Betrieb zwecks Trocknen der in die Trocknungskammer 3 eingebrachten zu trocknenden Gegenstände, insbesondere Wäschestücke, wobei der Zuluftkanal 15 und der Abluftkanal 13 zur Einstellung eines gewünschten Anteils an Um- und Abluft im Trockner 1 in einem vorgegebenen Ausmaß zusammengeschaltet werden.
Jeder dieser Trockner 1 ist auch geeignet und bestimmt für ein Verfahren zur Steuerung der Temperatur und/oder der Feuchtigkeit einer Luft des Raumes, in welchem er aufgestellt ist, wobei der Zuluftkanal 15 und der Abluftkanal 13 zur Steuerung eines Austausches zwischen einer Prozessluft im Trockner 1 und der Luft des Raumes in einem vorgegebenen Ausmaß zusammengeschaltet werden.
Insbesondere können bei jedem dieser Trockner 1 erste Mittel 10,28,30 zum Vergleich einer Temperatur T_R und einer Feuchtigkeit H_R der Luft in einem Aufstellraum mit einer Temperatur T_P und einer Feuchtigkeit H_P der Prozessluft im Trockner 1 und zweite Mittel 10,18,24 zu einem mindestens teilweisen Öffnen oder Schließen einer ersten steuerbaren Verschlussvorrichtung 18 und einer zweiten steuerbaren Verschlussvorrichtung 24 in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Temperatur T_P und der Temperatur T_R, und/oder einer vorgegebenen Feuchtigkeit H_R ^set der Luft im Aufstellraum vorgesehen sein, wobei die Zusammenschaltung von Zuluftkanal 15 und Abluftkanal 13 in Abhängigkeit von der vorgegebenen Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Temperatur T_P und der Temperatur T_R. und/oder der vorgegebenen Feuchtigkeit H_R ^set erfolgt.

Claims

Trockner (1) mit einer Trocknungskammer (3) für zu trocknende Gegenstände, einem Zuluftkanal (15), einem Prozessluftkanal (2), einem Abluftkanal (13) und einer Wärmepumpe (19,20,21,22) mit einer Wärmesenke (19) und einer Wärmequelle (20), wobei sich der Zuluftkanal (15) von einem Zulufteingang (31) bis zur Wärmequelle (20) der Wärmepumpe und der Abluftkanal (13) von einem Ausgang der Trocknungskammer bis zum einem Abluftausgang erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuluftkanal (15) und der Abluftkanal (13) mittels eines Mechanismus (18,24,27) über einen Umluftkanal (14) zur Einstellung eines Anteils an Um- und Abluft im Trockner (1) zusammengeschaltet werden können.
Trockner (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (18,24,27) in einer mechanischen oder pneumatischen Verbindung zwischen einer ersten steuerbaren Verschlussvorrichtung (18) im Zuluftkanal (15) und einer zweiten steuerbaren Verschlussvorrichtung (24) im Abluftkanal (13) besteht.
Trockner (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste steuerbare Verschlussvorrichtung (18) und die zweite steuerbare Verschlussvorrichtung (24) im Umluftkanal (14) angeordnet sind.
Trockner (1) nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verschlussvorrichtung (18) und/oder die zweite Verschlussvorrichtung (24) als Klappe ausgestaltet ist.
Trockner (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er einen ersten Sensor (30) zur Bestimmung einer Prozesslufttemperatur T_P aufweist.
Trockner (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (30) zwischen der Trocknungskammer (3) und der Wärmesenke (19) angeordnet ist.
Trockner (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er einen zweiten Sensor (28) zur Bestimmung einer Temperatur T_R und/ oder einer Feuchtigkeit H_R einer Luft in einem Aufstellraum aufweist.
Trockner (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (18,24,27) den Zuluftkanal (15) und den Abluftkanal (13) nur vollständig miteinander verbinden kann.
Trockner (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er erste Mittel (10,28,30) zum Vergleich einer Temperatur T_R und einer Feuchtigkeit H_R der Luft in einem Aufstellraum mit einer Temperatur T_P und einer Feuchtigkeit H_P der Prozessluft im Trockner (1) und zweite Mittel (10,18,24) zu einem mindestens teilweisen Öffnen oder Schließen einer ersten steuerbaren Verschlussvorrichtung (18) und einer zweiten steuerbaren Verschlussvorrichtung (24) in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Temperatur T_P und der Temperatur T_R, und/oder einer vorgegebenen Feuchtigkeit H_R ^set der Luft im Aufstellraum aufweist.
Trockner (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine zusätzliche Heizung (11) umfasst.
Trockner (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Zuluftkanal (15) ein zusätzlicher Zuluftteilkanal (29) angeordnet ist und/oder neben dem Abluftkanal (13) ein zusätzlicher Abluftteilkanal (25) angeordnet ist.
Trockner (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (19,20,21,22) eine Kompressor-Wärmepumpe (19,20,21,22) sowie zum Zirkulieren eines Kältemittels eingerichtet ist und einen Verdampfer (19) als Wärmesenke, einen Verflüssiger (20) als Wärmequelle, einen Kompressor (21) und eine Drossel (22) aufweist.
Verfahren zum Betrieb eines Trockners (1) mit einer Trocknungskammer (3) für zu trocknende Gegenstände, einem Zuluftkanal (15), einem Prozessluftkanal (2), einem Abluftkanal (13) und einer Wärmepumpe (19,20,21,22) mit einer Wärmesenke (19) und einer Wärmequelle (20), wobei sich der Zuluftkanal (15) von einem Zulufteingang (31) bis zur Wärmequelle (20) der Wärmepumpe und der Abluftkanal (13) von einem Ausgang der Trocknungskammer bis zum einem Abluftausgang erstreckt, wobei der Zuluftkanal (15) und der Abluftkanal (13) mittels eines Mechanismus (18,24,27) über einen Umluftkanal (14) zur Einstellung eines Anteils an Um- und Abluft im Trockner (1) zusammengeschaltet werden können, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuluftkanal (15) und der Abluftkanal (13) zur Einstellung eines gewünschten Anteils an Um- und Abluft im Trockner (1) in einem vorgegebenen Ausmaß zusammengeschaltet werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockner (1) erste Mittel (10,28,30) zum Vergleich einer Temperatur T_R und einer Feuchtigkeit H_R der Luft in einem Aufstellraum mit einer Temperatur T_P und einer Feuchtigkeit H_P der Prozessluft im Trockner (1) und zweite Mittel (10,18,24) zu einem mindestens teilweisen Öffnen oder Schließen einer ersten steuerbaren Verschlussvorrichtung (18) und einer zweiten steuerbaren Verschlussvorrichtung (24) in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Temperatur T_P und der Temperatur T_R, und/oder einer vorgegebenen Feuchtigkeit H_R ^set der Luft im Aufstellraum aufweist, und die Zusammenschaltung von Zuluftkanal (15) und Abluftkanal (13) in Abhängigkeit von der vorgegebenen Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Temperatur T_P und der Temperatur T_R, und/oder der vorgegebenen Feuchtigkeit H_R ^set erfolgt.
Verfahren zur Steuerung der Temperatur und/oder der Feuchtigkeit einer Luft eines Raumes, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trockner (1) mit einer Trocknungskammer (3) für zu trocknende Gegenstände, einem Zuluftkanal (15), einem Prozessluftkanal (2), einem Abluftkanal (13) und einer Wärmepumpe (19,20,21,22) mit einer Wärmesenke (19) und einer Wärmequelle (20), wobei sich der Zuluftkanal (15) von einem Zulufteingang (31) bis zur Wärmequelle (20) der Wärmepumpe und der Abluftkanal (13) von einem Ausgang der Trocknungskammer bis zum einem Abluftausgang erstreckt, wobei der Zuluftkanal (15) und der Abluftkanal (13) mittels eines Mechanismus (18,24,27) über einen Umluftkanal (14) zur Einstellung eines Anteils an Um- und Abluft im Trockner (1) zusammengeschaltet werden können, verwendet wird und der Zuluftkanal (15) und der Abluftkanal (13) zur Steuerung eines Austausches zwischen einer Prozessluft im Trockner (1) und der Luft des Raumes in einem vorgegebenen Ausmaß zusammengeschaltet werden.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockner (1) erste Mittel (10,28,30) zum Vergleich einer Temperatur T_R und einer Feuchtigkeit H_R der Luft in einem Aufstellraum mit einer Temperatur T_P und einer Feuchtigkeit H_P der Prozessluft im Trockner (1) und zweite Mittel (10,18,24) zu einem mindestens teilweisen Öffnen oder Schließen einer ersten steuerbaren Verschlussvorrichtung (18) und einer zweiten steuerbaren Verschlussvorrichtung (24) in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Temperatur T_P und der Temperatur T_R, und/oder einer vorgegebenen Feuchtigkeit H_R ^set der Luft im Aufstellraum aufweist, und die Zusammenschaltung von Zuluftkanal (15) und Abluftkanal (13) in Abhängigkeit von der vorgegebenen Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Temperatur T_P und der Temperatur T_R, und/oder der vorgegebenen Feuchtigkeit H_R ^set erfolgt.