DE102011000167A1

DE102011000167A1 - Haushaltgerät mit Sorptionstrocknung

Info

Publication number: DE102011000167A1
Application number: DE102011000167A
Authority: DE
Inventors: Andre Bertram; Tobias Dahms; Dr. Kornberger Martin
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2012-07-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Haushaltgerät (1), insbesondere eine Geschirrspülmaschine, einen Wäschetrockner oder einen Waschtrockner, mit einem Behandlungsraum (2), aus dem feuchte Luft abgezogen (4) und einer Sorptionsmittel (8) enthaltenden Einheit (6) zugeleitet wird, wobei das Sorptionsmittel (8) der Luft (4) die Feuchtigkeit als Sorptiv entzieht und wobei zum Desorbieren dem Sorptionsmittel (8) ein beheizbares Medium (9) zugeordnet ist. Um die Wärmeverluste und den Energieaufwand zur Entfeuchtung des Sorptionsmittels deutlich zu minimieren, ist das Sorptionsmittel (8) an oder in dem beheizbaren Medium (9) mit guter Wärmeleitfähigkeit angebracht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Haushaltgerät, insbesondere eine Geschirrspülmaschine, einen Wäschetrockner oder einen Waschtrockner, mit einem Behandlungsraum, aus dem feuchte Luft abgezogen und einer Sorptionsmittel enthaltenden Einheit zugeleitet wird, wobei das Sorptionsmittel der Luft die Feuchtigkeit als Sorptiv entzieht und wobei zum Desorbieren dem Sorptionsmittel ein beheizbares Medium zugeordnet ist.
Konventionelle Trocknungssysteme in Haushaltgeräten verwenden Kondensationsflächen, um die Feuchtigkeit aus dem Spülraum auszukondensieren. Dabei werden große Energiemengen benötigt, um die feuchte Luft aufzuheizen und dadurch das Auskondensieren des Wasserdampfes aus der feuchten Luft zu verbessern. So wird beispielsweise in üblichen Spülmaschinen ein Großteil der Energie am Ende des Spülprogramms zum Aufheizen im letzten wasserführenden Programmabschnitt, dem Klarspülen verbraucht, um die Spülflotte und darüber den Spülraum und das Geschirr auf Temperaturen zwischen 65°C und 70°C aufzuheizen. Die überschüssige Energie wird an die Umgebung abgegeben und nicht im Prozess genutzt.
Es sind Haushaltgeräte bekannt, bei denen zur Entfeuchtung der Luft Sorptionsmittel verwendet werden. Zur Entfeuchtung (Desorption) wird das Sorptionsmittel nach dem Trocknungsvorgang erhitzt. Der im Patent EP 1 827 198 B1 beschriebene Aufbau einer derartigen Trocknungseinrichtung weist im Wesentlichen folgende Nachteile auf: Das in einer Schüttung vorliegende Sorptionsmittel (Zeolith) benötigt sehr hohe Desorptionstemperaturen von bis zu 250°C, weil es einen schlechten Wärmeübergang aufweist. Der Einsatz des Sorptionsmittels ist aufgrund der hohen Temperaturen nur in einem hoch hitzebeständigen Behälter (Stahlbehälter) einzubauen und somit sehr kostenintensiv. Die hohe Desorptionstemperatur wirkt sich außerdem wegen unvermeidlicher Wärmeverluste negativ auf das mögliche Einsparpotential aus.
Der Erfindung stellt sich somit das Problem, ein Haushaltgerät mit Sorptionstrocknung der eingangs genannten Art derart zu gestalten, dass die Wärmeverluste und der Energieaufwand zur Entfeuchtung des Sorptionsmittels deutlich minimiert werden
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Haushaltgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile ergeben sich daraus, dass das Sorptionsmittel an oder in dem beheizbaren Medium mit guter Wärmeleitfähigkeit angebracht ist. Hierdurch wird der Wärmeübergang zwischen Heizung und Sorptionsmittel verbessert und das Sorptionsmittel kann mit wesentlich geringeren Temperaturen und geringerem Energieaufwand desorbiert werden. Es sind Temperaturen unter 100°C zum Desorbieren möglich. Deshalb kann das Gehäuse der Einheit zur Aufnahme des aus Sorptionsmittel und beheizbarem Medium bestehenden Sorptionselements aus Kunststoff gefertigt werden. Die Wärmeverluste beim Desorbieren fallen aufgrund der niedrigeren Temperatur wesentlich geringer aus. Bei der Herstellung von erfindungsgemäßen Sorptionselementen können sowohl einfache als auch komplexe geometrische Ausformungen verwirklicht werden. Der Aufbau kann folglich platzsparend in einer Seitenwand, in einer Tür oder oberhalb/unterhalb des Behandlungsraums des Haushaltgeräts angeordnet werden.
In einfachster Weise ist das Sorptionsmittel adhäsiv an oder in dem beheizbaren Medium, insbesondere auf einem beheizbaren Träger angeordnet. Dabei kann es auf einer Heizplatte oder Heizmatte oder auf einer wärmeleitenden Platte oder Folie angebracht sein, wobei die Platte oder Folie in Wärmeübertragung mit einer Heizeinrichtung stehen sollte. Durch die Anordnung des Sorptionsmittels in enger Nachbarschaft zum beheizbaren Medium wird erreicht, dass die Sorptionseinheit mindestens einen von Luft durchströmbaren Kanalbereich enthalten kann, welcher frei von Sorptionsmittel ist. Hierdurch wird der Luftdurchsatz verbessert, insbesondere dann, wenn der Kanalbereich geradlinig durchström bar ist. Wenn das Sorptionsmittel mit Abstand zu den Wänden des Gehäuses der Sorptionseinheit angeordnet ist, ergeben sich Vorteile bei der Kühlung der Wände, außerdem ist die Abgabe von Energie an die Außenumgebung über die Wände geringer.
Um die Trocknung zu beschleunigen, kann die Sorptionseinheit mehrere Sorptionsmittel und beheizbares Medium enthaltende Sorptionselemente aufweisen. Diese werden dann vorzugsweise parallel angeströmt.
Ein einfacher geometrischer Aufbau wird dadurch erreicht, dass das Sorptionsmittel kugelförmig mit einem Durchmesser zwischen 0,5 mm und 5 mm ausgebildet ist. Dabei sollte in. zweckmäßiger Weise Silikagel oder Zeolith verwendet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
1 eine Schemaskizze einer Geschirrspülmaschine mit Sorptionstrocknung,
2 einen schematischen Aufbau eines Sorptionselementes,
3 eine Sorptionseinheit mit drei parallel angeströmten Sorptionselementen.
1 zeigt am Beispiel einer Geschirrspülmaschine 1 ein Haushaltsgerät mit Sorptionstrocknung. Von der Geschirrspülmaschine 1 sind hier lediglich der Spülraum 2 und die darin angeordneten Geschirrkörbe 3 dargestellt. Die während der wasserführenden Programmabschnitte entstandene feuchte Luft (schwarze Pfeile 4) wird über ein im Bodenbereich angeordnetes Gebläse 5 aus dem Spülraum 2 angesaugt und durch eine Sorptionseinheit 6 geleitet. Die Sorptionseinheit umfasst ein Sorptionselement 7, bestehend aus einem Sorptionsmittel 8, vorzugsweise Silikagel und einem beheizbaren Medium 9, siehe 2. Bei Kontakt mit der feuchten Luft 4 nimmt das Sorptionsmittel 8 die Feuchtigkeit auf und erzeugt eine exotherme Reaktion. Die getrocknete und erwärmte Luft (weiße Pfeile 10) gelangt anschließend wieder in den Spülraum 2, wo sie erneut Feuchtigkeit aufnehmen kann. Durch die freigesetzte Wärme beim Adsorptionsprozess wird die Maschine 1 nur geringfügig aufgeheizt. Am Ende der Trocknung und des Spülprogramms ist das Sorptionsmittel 8 mit dem 0,2- bis 0,3-fachen seines Gewichts an Wasser beladen.
Damit das Sorptionselement 7 in einem nachfolgenden Programm wieder Feuchtigkeit aufnehmen kann, muss das Sorptionsmittel 8 zwischenzeitlich desorbiert werden. Hierzu wird es über das beheizbare Medium 9 erhitzt, vorzugsweise in einem Programmabschnitt, in dem auch die Spülflüssigkeit erwärmt wird. Die bei der Desorption frei werdende Feuchtigkeit kondensiert in der Maschine 1. Durch diese Verfahrensweise kann die Energie, die zum Desorbieren benötigt wird, nahezu vollständig im Spülprozess genutzt werden.
Um beim Desorbieren einen optimalen Wärmeübergang zwischen Sorptionsmittel 8 und beheizbarem Medium 9 zu erzielen, liegt das Sorptionsmittel 8 nicht wie sonst üblich in einer losen Schüttung vor, sondern ist an oder in dem beheizbaren Medium 9 mit guter Wärmeleitfähigkeit angebracht. Im einfachsten Fall kann das Sorptionsmittel 8 adhäsiv auf einem beheizbaren Träger aufgebracht werden. Das Sorptionsmittel 8 kann hierbei in allen geometrischen Formen und Größen vorliegen. Vorzugsweise ist es aber kugelförmig mit einem Durchmesser zwischen 0,5–5 mm ausgebildet. Als Träger kann eine kostengünstige Heizplatte oder Heizmatte zum Einsatz kommen. Es ist auch möglich das Sorptionsmaterial auf eine gut wärmeleitende Metallfolie (Lamelle) aufzubringen. Das Blech/die Lamellen stehen wiederum mit einem Heizmedium in thermischem Kontakt. Um eine möglichst große Oberfläche für das Sorptionsmittel 8 bereitzustellen, ist das Trägermaterial doppelseitig beaufschlagt. Das aufgebaute Sorptionselement 7 trennt das als Luftkanal ausgebildete Gehäuse 11 der Sorptionseinheit 6 in zwei Teilkanäle 12 und 13 auf, siehe 2. Dabei sind beide Teilkanäle 12 und 13 frei von Sorptionsmittel 8 und werden geradlinig durchströmt. Zur Bildung der Teilkanäle 12 und 13 ist das Sorptionselement 7 mit Abstand zu den Wänden des Gehäuses 11 angeordnet. Eine derartig ausgeführte Sorptionseinheit 6 kann platzsparend an einer Seitenwand 14 der Geschirrspülmaschine 1 angebracht werden.
Durch den direkten Kontakt mit dem beheizbaren Medium 9 kann mit niedrigeren Temperaturen im Bereich zwischen 60°C und 70°C desorbiert werden. Der Luftstrom, der die aus dem Sorptionsmittel austretende Feuchtigkeit aufnimmt, wird somit nicht unnötig aufgeheizt und gibt folglich weniger Wärme an den gesamten Aufbau ab, was die Wärmeverluste nach außen reduziert. Der Energieverbrauch zur Desorption wird somit verringert, was sich positiv auf den Gesamtverbrauch der Spülmaschine 1 auswirkt. Durch Desorptions- und Adsorptionstemperaturen von unter 100°C kann das Gehäuse 11 kostengünstig aus Kunststoff gefertigt werden.
3 zeigt eine Sorptionseinheit 20, bei der innerhalb des Gehäuses 21 mehrere Sorptionselemente 22 bis 24 angeordnet sind und parallel angeströmt werden. Dadurch können auch andere kompakte Bauformen verwirklicht werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1827198 B1 [0003]

Claims

Haushaltgerät (1), insbesondere Geschirrspülmaschine, Wäschetrockner oder Waschtrockner, mit einem Behandlungsraum (2), aus dem feuchte Luft abgezogen (4) und einer Sorptionsmittel (8) enthaltenden Einheit (6) zugeleitet wird, wobei das Sorptionsmittel (8) der Luft (4) die Feuchtigkeit als Sorptiv entzieht und wobei zum Desorbieren dem Sorptionsmittel (8) ein beheizbares Medium (9) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsmittel (8) an oder in dem beheizbaren Medium (9) mit guter Wärmeleitfähigkeit angebracht ist.
Haushaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsmittel (8) adhäsiv an oder in dem beheizbaren Medium (9) angeordnet ist.
Haushaltgerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsmittel adhäsiv (8) auf einem beheizbaren Träger angebracht ist.
Haushaltgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsmittel (8) auf einer Heizplatte oder Heizmatte angebracht ist.
Haushaltgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsmittel (8) auf einer wärmeleitenden Platte oder Folie angebracht ist, wobei die Platte oder Folie in Wärmeübertragung mit einer Heizeinrichtung steht.
Haushaltgerät (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sorptionseinheit (6) mindestens einen von Luft durchströmbaren Kanalbereich (12, 13) enthält, welcher frei von Sorptionsmittel (8) ist.
Haushaltgerät (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalbereich (12, 13) geradlinig durchström bar ist.
Haushaltgerät (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsmittel (8) mit Abstand zu den Wänden des Gehäuses (11) der Sorptionseinheit (6) angeordnet ist.
Haushaltgerät (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sorptionseinheit (20) mehrere Sorptionsmittel (8) und beheizbare Medien enthaltende Sorptionselemente (22, 23, 24) aufweist.
Haushaltgerät (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (22, 23, 24) parallel angeströmt werden.
Haushaltgerät (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsmittel (8) kugelförmig mit einem Durchmesser zwischen 0,5–5 mm ausgebildet ist.
Haushaltgerät (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sorptionsmittel (8) Silikagel verwendet wird.
Haushaltgerät (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sorptionsmittel (8) Zeolith verwendet wird.