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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Wäschetrockner können mit einer Einrichtung ausgerüstet sein, die ein Trockenprogramm beendet, wenn die Trockengut-Charge einen Soll-Feuchtegehalt bzw. einen Soll-Trockengrad aufweist. Dabei kann es sich um verschiedene Sensoren wie Feuchte- und Temperatur-Sensoren handeln. Durch eine schnelle Erfassung lässt sich der Energieverbrauch des Wäschetrockners verringern. Zusätzlich kann die schnelle Erfassung eines Programmendes den Trockner für einen weiteren Nutz-Arbeitsdurchlauf verfügbar machen, anstatt dass er auf trockene Wäsche arbeitet. Andererseits kann die Fehlerfassung eines Programmendes zum unvollständigen Trocknen der Trockengut-Charge führen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen des Programmendes in einem Wäschentrockner, der eine Trockenkammer mit einem Luftein- und einem Luftauslass aufweist und der ein vorbestimmtes Trockenprogramm abarbeiten kann. Die Trockenkammer wird mit Luft durch Ein- und Abführen derselben am Luftein- bzw. Luftauslass versorgt. Wahlweise kann die Luft so beheizt werden, dass ihre Auslasstemperatur wiederholt zwischen einer Ober- und einer Untergrenze schwankt und wiederholt eine lokale Mindesttemperatur der Einlassluft bestimmt wird. Die Differenzen der lokalen Minima der Einlasstemperatur lassen sich wiederholt bestimmen und aus ihnen das Programmende feststellen, sobald die Einlasstemperatur-Differenz einen vorbestimmten Schwellenwert erfüllt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den Zeichnungen:
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1 zeigt als Perspektive einen Wäschetrockner nach einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 zeigt schaubildlich geschnitten den Wäschetrockner der 1 mit einer Trockenkammer mit einem Luftein- und einem Luftauslass nach einer Ausführungsform der Erfindung;
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3 zeigt graphisch die Temperatur der Auslassluft während eines Arbeitsprogramms im Wechsel zwischen einem oberen und einem unteren Schwellenwert;
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4 zeigt graphisch die entsprechende Lufteinlasstemperatur der Luftauslasstemperatur der 3 überlagert;
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5 zeigt graphisch die Einlasstemperatur der 4 ohne die entsprechende Luftauslasstemperatur, wobei die Lufteinlass-Rücksetztemperatur der Lufteinlasstemperatur überlagert ist;
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6A zeigt graphisch die Lufteinlass- und die Einlassrücksetztemperatur bei vorhandenem Trockengut;
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6B zeigt graphisch den Delta-Wert bzw. die Differenz der Einlassrücksetztemperatur entsprechend der Lufteinlass- und der Einlassrücksetztemperatur der 6A bei vorhandenem Trockengut;
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7A zeigt graphisch die Lufteinlass- und die Einlassrücksetztemperatur bei kleiner oder fehlender Trockengut-Charge;
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7B zeigt graphisch den Delta-Wert der Einlass-Rücksetztemperatur entsprechend der Lufteinlass- und der Einlass-Rücksetztemperatur der 7A bei kleiner oder fehlender Trockengut-Charge;
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8 zeigt als Flussdiagramm eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Festellen eines Programmende-Zustands; und
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9 zeigt als Flussdiagramm eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Festellen eines Progammende-Zustands.
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BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Wäschetrockner und das Festellen eines Programmende-Zustands. Insbesondere betrifft sie das Erfassen eines Programmende-Zustands durch Kontrolle der Luftauslasstemperatur des Trockners und Überwachen der entsprechenden Einlasslufttemperatur.
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Die 1 zeigt schaubildlich einen Wäschetrockner 10 mit einem (Schrank-)Gehäuse aus an ein Chassis angesetzten Wandflächen, d. h. einer Rückwandfläche 20, einer Seitenfläche 22, einer oberen Abschlussfläche 24 und einer Vorderfläche 26. Eine Öffnung in der Vorderfläche 26 ist mit einer Tür 32 wahlweise öffen- bzw. verschließbar. Die Tür 32 lässt sich öffnen, um Zugang zu einer Trockenkammer 34 zu erhalten, die als Trommel 28 im Inneren des Gehäuses dargestellt ist. Die Trommel 28 kann drehbar und von einem Riemen 52 angetrieben sein, der mit einem Motor 54 (2) verbunden ist. Auf der Vorderfläche 26 des Gehäuses des Wäschetrockners 10 kann eine Benutzerschnittstelle 36 angeordnet sein, an der der Benutzer ein vorbestimmtes Arbeitsprogramm des Wäschetrockners auswählen oder abändern kann.
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Während die Erfindung an einem Wäschetrockner beschrieben ist, ist sie auch auf andersartige Wäschebehandlungsgeräte anwendbar, in denen das Behandlungsgut getrocknet wird – bspw. in Kombinationsmaschinen, die die Wäsche sowohl waschen als auch trocknen.
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Die 2 zeigt den Wäschetrockner im Schnitt mit der Trockenkammer 34, die von der Trommel 28 umschlossen ist, und einer Möglichkeit der Luftführung zur Luft-Zuleitung bzw. Ableitung zur und aus der Trockenkammer 34. Das Luftzufuhrsystem weist einen Einlass 42 zur Trockenkammer 34, dem die Luft seinerseits aus einer Lufteinlassleitung 38 zugeführt wird, und einen Auslass 46 auf, an dem die Luft die Trockenkammer durch eine Luftauslassleitung 50 verlässt. In der Einlassleitung 38 kann ein Heizelement 40 vorgesehen sein, das die durchströmende Luft erwärmt. Mit einem Gebläse in der Auslassleitung 50 lässt sich die Luft zwangsweise durch das Luftführungssystem drücken. Die in die Trockenkammer 34 einströmende Luft lässt sich durch Ein- und Abschalten des Heizelements 40 wahlweise erwärmen.
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Bei dem Luftführungssystem kann ein Lufteinlasstemperatur-Sensor 44 – bspw. am Lufteinlass 42 – angeordnet sein, um die Lufteinlasstemperatur zu ermitteln. Ein Luftauslasstemperatur-Sensor 48 kann auch in Strömungsverbindung mit dem Strömungssystem zum Erfassen der Luftauslasstemperatur stehen. Der Luftauslasstemperatursensor 48 kann am Luftauslass 46 angeordnet sein. Beim Einlass- und Auslasstemperatur-Sensor 44, 48 kann es sich um Thermistoren oder jede andere bekannte Temperaturfühleinrichtung handeln. Ein Feuchtesensor 60 zum Erfassen von Nässe kann in der Trockenkammer 34 vorgesehen sein; dem Feuchtesensor 60 kann ein Leitfähigkeitsstreifen zu Grunde liegen, wie er zum Erfassen nasser Wäsche Einsatz findet.
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Die verschiedenen elektronischen Komponenten des Wäschetrockners 10 – einschl. des Bedienfeldes 36 der Benutzerschnittstelle, des Heizelements 40, des Ein- und des Auslasstemperatur-Sensors 44, 48, des Feuchtesensors 60, des Motors 54 und des Gebläses 62 – können mittels elektrischer Verbindungsleitungen 58 zum Signalaustausch an eine Steuerung 56 angeschlossen sein. Bei der Steuerung 56 kann es sich um einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) oder jede andere bekannte Einrichtung zur elektronischen Steuerung elektronischer Bauteile handeln. Die Steuerung 56 kann einen elektronischen Speicher 64 zur Aufnahme von Informationen aus den verschiedenen Elektronik-Systemteilen enthalten.
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Die 3 zeigt graphisch den zeitlichen Verlauf der Luftauslasstemperatur 70 in einem beispielhaften Arbeitsprogramm eines Wäschetrockners, wobei die Luftauslasstemperatur zwischen einem oberen und einem unteren Schwellenwert wechselt. In diesem Beispiel enthält der Wäschetrockner 10 eine gemischte Trockengut-Charge von 12 lbs. [= 5,44 kg]. Die Luftauslasstemperatur wird vom Auslasstemperatur-Sensor 48 im Luftauslass 46 gemessen. Die Luftauslasstemperatur kann über die Anfangsphase des Arbeitsprogramms ansteigen, während sich das Trockengut in der Trommel 28 aufheizt. An einem bestimmten Punkt kann die Luftauslasstemperatur 70 einen oberen Schwellenwert 72 erreichen, an dem die Steuerung 56 das Heizelement 40 abschalten kann, so dass die Luftauslasstemperatur 70 nicht weiter ansteigt. An oder nahe dem Punkt, an dem das Heizelement 40 abgeschaltet wird, kann die Luftauslasstemperatur 70 ein lokales Maximum 76 erreichen. Typischerweise kann dieses Maximum 76 der Luftauslasstemperatur an oder nahe dem oberen Schwellenwert 72 liegen. Sobald das Heizelement 40 abgeschaltet ist und die zur Kammer strömende Luft nicht mehr erwärmt, kann die Luftauslasstemperatur 70 sinken, bis sie einen unteren Schwellenwert 74 erreicht, an dem die Steuerung 56 das Heizelement 40 wieder einschaltet bzw. rücksetzt, um einen Anstieg der Luftauslasstemperatur 70 zu bewirken. Auf oder nahe dem Punkt, an dem das Heizelement 40 aus einem Abschaltzustand wieder rückgesetzt wird, kann die Luftauslasstemperatur 70 sich auf einem lokalen Minimum 78 bei oder auf dem unteren Schwellenwert 74 befinden. Die Steuerung kann dann die in den Einlass 42 strömende Luft wahlweise weiter erwärmen, so dass im verbleibenden Zeitraum im Arbeitsprogramm die Luftauslasstemperatur wiederholt zwischen einer oberen Temperaturgrenze 72 und einem unteren Schwellenwert 74 wechselt (vergl. 3). Das wahlweise Erwärmen der zum Einlass 42 strömenden Luft kann zu einer zeitlichen Folge von Luftauslasstemperaturen 70 führen, die sinusförmig zu fluktuieren scheint. Sind die Heiz- und Kühlgeschwindigkeiten der Luftauslasstemperatur asymmetrisch, kann es länger dauern, bis die Luftauslasstemperatur – vom vorangehenden Extremwert ausgehend – den oberen oder unteren Schwellenwert 72 bzw. 74 erreicht.
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Die Lufteinlasstemperatur 80 lässt sich überwachen, während die Luftauslasstemperatur wiederholt zwischen einem oberen Grenzwert 72 und einem unteren Schwellenwert 74 wechselt. Die 4 zeigt graphisch den zeitlichen Verlauf der Luftauslasstemperatur 70 der 3 einer zeitlichen Folge von Lufteinlasstemperaturen 80 überlagert. Nahe dem Beginn des Arbeitsprogramms des Wäschetrockners kann die Lufteinlasstemperatur 80 im Wesentlichen monoton ansteigen, bis die Steuerung 56 das Heizelement 40 abschaltet, wenn die Luftauslasstemperatur den oberen Schwellenwert 72 erreicht. Nahe oder an diesem Zeitpunkt erreicht die Lufteinlasstemperatur ein lokales Maximum 82. Da zwischen dem Erreichen des oberen und des unteren Schwellenwerts 72, 74 durch die Luftauslasstemperatur 70 das Heizelement 40 abgeschaltet bleibt, kann die Lufteinlasstemperatur 80 weiter sinken, bis die Steuerung 56 das Heizelement 40 wieder einschaltet, da die Luftauslasstemperatur 70 den unteren Schwellenwert 74 erreicht hat. An oder nahe diesem Zeitpunkt kann die Lufteinlasstemperatur 80 ein lokales Minimum 84 erreichen und von diesem ausgehend auf ein anderes lokales Maximum 86 an oder nahe dem Zeitpunkt steigen, an dem die Steuerung 56 das Heizelement 40 wieder abschaltet, weil die Luftauslasstemperatur 70 den oberen Schwellenwert 72 erreicht hat. Auf diese Weise kann während des Arbeitsprogramms des Wäschetrockners 10 die Lufteinlasstemperatur zwischen aus lokalen Maxima und Minima bestehenden Extremwerten wechseln. Wie die Luftauslasstemperatur 70 kann auch die Lufteinlasstemperatur 80 im Wesentlichen sinusförmig verlaufen. Im Gegensatz zur Luftauslasstemperatur 70 können jedoch die örtlichen Maxima und Minima 82, 86 bzw. 78 mit der Zeit allgemein sinken.
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Das Sinken dieser Extremwerte kann durch die Abfuhr von Feuchtigkeit aus der Wäsche in der Trockenkammer 34 verursacht sein, wie sich am Besten an Hand der 5 erläutern lässt, die den zeitlichen Verlauf der Lufteinlasstemperatur 80 aus der 4 dem zeitlichen Verlauf der Einlassrücksetztemperatur (IRT) 92 überlagert zeigt, der durch Verbinden und Interpolieren der Folge der lokalen Minima 84, 88, 90 der Lufteinlasstemperatur 80 erzeugt ist. Die IRT 92 definiert die untere Hüllkurve der Zeitfunktion der Lufteinlasstemperatur 80. Wie an Hand der 4 diskutiert, kann die Folge der lokalen Minima abfallen, so dass sich die Zeitfunktion (IRT) 92 mit negativer Steigung (negative erste Ableitung) und Aufwärts-Konkavität (positive zweite Ableitung) ergibt. Die negative Steigung der IRT 92 lässt sich mit folgender Beziehung darstellen: Inlet_Temp – Outlet_Temp = k1(dM(t)/dt) + k2(Outlet_Temp – Tamb) mit Inlet_Temp als der Lufteinlasstemperatur 80,
Outlet_Temp als der Luftauslasstemperatur 70,
M(t) ist der Feuchtegehalt der Wäsche in der Trockenkammer 34 als Funktion der Zeit,
Tambist die Umgebungstemperatur außerhalb des Wäschetrockners 10,
k1ist eine erste Konstante,
k2ist eine zweite Konstante.
dM(t)/dt ist die Änderungsschnelligkeit des Feuchtegehalts des Wäscheinhalts der Trockenkammer 34.
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Wie aus dieser Beziehung ersichtlich, wird mit zeitlich abnehmender Feuchte in der Trockenkammer 34 und folglich nach null gehender Änderung des Feuchtegehaltes (dM(t)/dt) die Differenz zwischen der Lufteinlass und der Luftauslasstemperatur 80 bzw. 70 konvergieren. Da die Luftauslasstemperatur 70 auf einen Bereich zwischen einem oberen und einem unteren Temperaturschwellenwert überwacht wird, muss die mittlere Lufteinlasstemperatur 80 abnehmen, um mit der Luftauslasstemperatur 70 zu konvergieren, da der Trockenkammer 34 Feuchtigkeit entzogen wird. Da die lokalen Minima und Maxima und die Mittelwerte der Lufteinlasstemperatur gleich tendieren, müssen die lokalen Minima und folglich die IRT 92 entsprechend abfallend tendieren.
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Da Feuchtigkeit aus der Trockenkammer 34 abgezogen wird, nimmt die Änderung aufeinander folgender IRT-Werte 92 ab. In der Praxis ist bei in der Trockenkammer 34 befindlichem Trockengut die Feuchtigkeit normalerweise am Programmbeginn am höchsten. Beginnt die Lufteinlasstemperatur anfänglich zu wechseln, da die Heizung ein- und ausgeschaltet wird, wird die Differenz zwischen aufeinander folgenden lokalen Minima 84, 88, 90 anfänglich größer sein als später im Verlauf des Trockenprogramms. Mit dem Austreiben von Feuchtigkeit aus der Trockenkammer 34 wird die Differenz zwischen lokalen Minima 92 signifikant abnehmen. Daher kann eine Kontrolle der Differenz aufeinander folgender IRT-Werte 92 im Vergleich mit einem vorbestimmten Schwellenwert auf einen Programmende-Zustand hinweisen.
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Nach folgender Gleichung lässt sich ein Delta-Wert der Einlassrücksetztemperatur (IRTD) berechnen, um die Differenz zwischen aufeinanderfolgenden IRTD-Punkten zu bestimmen: IRTD[n] = IRT[n – 1] – IRT[n] mit IRT als der Einlass-Rücksetztemperatur,
IRTD als dem Delta-Wert der Einlassrücksetztemperatur,
sowie n als dem momentanen Zeitsegment,
(n – 1) als dem vorhergehenden Zeitsegment,
wobei ein Segment der Zeitabschnitt zwischen aufeinander folgenden Rücksetzvorfällen des Heizelements ist.
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Der IRTD-Wert lässt sich mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleichen, um einen Programmende-Zustand zu erfassen. Eine Programmende-Feststellung kann erfolgen, falls der IRTD-Wert des jüngsten Segments unter einem vorbestimmten Wert liegt. Der vorbestimmte Schwellenwert kann gleich null sein, in welchem Fall ein negativer IRTD-Wert die Feststellung eines Programmende-Zustands auslöst. Alternativ kann der vorbestimmte Schwellenwert eine kleine positive Zahl sein.
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Die 6A und 6B zeigen graphisch die Lufteinlasstemperatur 100 und den IRT 102 sowie den entsprechenden IRTD-Wert 116 für einen Wäschetrockner mit Trockengut. Die Lufteinlasstemperatur steigt anfänglich mehrere Minuten bis auf ein erstes lokales Maximum 104 entsprechend dem Erreichen des oberen Temperatur-Schwellenwerts (nicht gezeigt) der Luftauslasstemperatur an. An oder nahe dem Zeitpunkt, an dem die Lufteinlasstemperatur 100 das erste lokale Maximum 104 erreicht, wird das Heizelement abgeschaltet und sinkt die Lufteinlasstemperatur 100, bis sie das erste lokale Minimum erreicht. Dieses erste lokale Minimum 106 entspricht dem Erreichen des unteren Schwellenwerts (nicht gezeigt) durch die Luftauslasstemperatur.
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An oder nahe dem Punkt, an dem die Lufteinlasstemperatur 100 das erste lokale Minimum 106 erreicht, wird das Heizelement wieder eingeschaltet und steigt die Lufteinlasstemperatur bis auf ein zweites lokales Maximum 108. Auch wird am ersten lokalen Minimum 106 die Luftauslasstemperatur als kleiner als der oder gleich dem unteren Schwellenwert befunden; im Ergebnis wird die momentane Lufteinlasstemperatur als erstes lokales Minimum 106 im Verlauf 100 der Lufteinlasstemperatur registriert (aufgezeichnet). Ist die Lufteinlasstemperatur- bspw. durch Ablegen im elektronischen Speicher 64 der Steuerung 56 – registriert, wird der Rücksetzzählwert für die Luftauslasstemperatur inkrementiert. Entspricht das erste lokale Minimum 106 dem ersten Rücksetzen des Heizelements 40, ist der Rücksetzzählwert der Luftauslasstemperatur gleich 1. Der IRTD-Wert wird nur berechnet, falls dieser Rücksetzzählwert gleich oder größer ist als 2. In diesem Fall des ersten Rücksetzens entsprechend dem ersten lokalen Minimum 106 der Lufteinlasstemperatur 100 wird ermittelt, ob der Rücksetzzählwert der Luftauslasstemperatur gleich oder größer als 2 ist; wegen der Antwort ”Nein” wird in diesem ersten Rücksetzvorfall der IRTD-Wert 116 nicht berechnet. In diesem ersten Teil 118 wird der IRTD-Wert auf null gesetzt. Das erste Zeitsegment vor dem zweiten Rücksetzen des Heizelements 40 entspricht n = 0, wobei IRTD(0) = 0. M. a. W.: der IRTD-Wert 118 ist gleich 0, bis der Rücksetzwert für die Luftauslasstemperatur den Wert 2 erreicht. Nach dem ersten Rücksetzen des Heizelements wird die Luftauslasstemperatur weiter überwacht.
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Steigt nach dem erstmaligen Rücksetzen des Heizelements 40 die Luftauslasstemperatur wieder auf den oberen Schwellenwert (nicht gezeigt), wird das Heizelement von der Steuerung 56 im oder am Zeitpunkt des zweiten lokalen Maximums 108 der Lufteinlasstemperatur 100 ein zweites Mal abgeschaltet, so dass die Lufteinlasstemperatur 100 bis auf das zweite lokale Minimum 110 sinkt. Das zweite lokale Minimum 110 entspricht dem Zustand, dass die Luftauslasstemperatur gleich oder geringer ist als der untere Temperatur-Schwellenwert, so dass die momentane Lufteinlasstemperatur registriert wird, die auch die Temperatur am zweiten lokalen Minimum 110 ist. An diesem Punkt wird das Heizelement 40 im laufenden Arbeitsprogramms ein zweites Mal eingeschaltet, was für die Luftauslasstemperatur einen Rücksetzzählwert gleich 2 ergibt und eine Berechnung des IRTD-Werts auslöst. Der IRTD-Wert im Zeitsegment (n = 1) vom zweiten zum dritten Rücksetzen des Heizelements 40 ist als IRTD(1)-Segment 120 dargestellt. Der IRTD(1)-Wert ist eine positive Zahl, da in diesem Fall der dem ersten lokalen Minimum 106 entsprechende Wert IRT(0) größer ist als IRT(1) entsprechend dem zweiten lokalen Minimum 110.
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Wie die 6B weiter zeigt, wird, während die Lufteinlasstemperatur zwischen den Maxima und Minima 104, 108, 112 bzw. 106, 110, 114 wechselt, die Temperatur in den Minima registriert und zum Erzeugen der Zeitfolge IRT 102 verwendet. Die Zeitfolge IRTD 116 lässt sich ebenfalls bis zum Ende des Arbeitsprogramms des Wäschetrockners 10 stetig berechnen. Die IRTD-Werte 116 sind als die Segmente 118, 120, 122, 124, 126, 128 entsprechend den Zeitsegmenten zwischen den Rücksetzvorgängen des Heizelements 40 dargestellt. Der IRTD(0)-Wert 118 entsprechend dem ersten Segment vor dem zweiten Rücksetzen des Heizelements 40 kann länger dauern im Vergleich zu den nachfolgenden Segmenten IRTD(1) 120, IRTD(2) 122, IRTD(3) 124, IRTD(4) 126 und IRTD(5) 128. Das Programmende lässt sich in Abhängigkeit von dem vorbestimmten IRTD-Schwellenwert ermitteln. Beträgt bspw. der vorbestimmte IRTD-Schwellenwert gleich 1°F/min, kann das Programmende am IRTD(4)-Segment 126 liegen, so dass die Programmende-Feststellung nach etwa 80 min des Programmablaufs des Wäschetrockners 10 nahe dem Beginn des Segments 126 erfolgt. Wird an diesem Punkt das Programmende festgestellt, kann der Wäschetrockner 10 ohne weitere Datenregistrierung abgeschaltet werden.
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Die 7A und 7B zeigen graphisch die Lufteinlasstemperatur 130 und die IRT 132 sowie den entsprechenden IRTD-Wert 144 für eine kleine oder keine Trockengut-Charge. Im Vergleich zum Betrieb mit vorhandener Trockengut-Charge (6A und 6B) tritt das erste lokale Maximum 134 der Lufteinlasstemperatur weitaus früher, d. h. etwa 3 min nach dem Programmbeginn des Wäschetrockners 10 auf. Wie im Fall einer Trockengut-Charge kann bei kleiner oder keiner Trockengut-Charge die Lufteinlasstemperatur eine Folge lokaler Maxima 134, 138, 142 und Minima 136, 140, 144 durchlaufen. Aus den lokalen Minima 136, 140 lässt sich die Zeitfolge IRT 132 und aus dieser die Zeitfolge IRDT 144 erzeugen. Wie bei vorhandenem Trockengut kann die IRDT 144 für die Segmente 146, 148, 150, 152, 154, 156 eindeutige Werte aufweisen, wobei ein Segment das zeitliche Intervall zwischen aufeinander folgenden lokalen Minima ist.
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Aus einem Vergleich der 7A, 7B mit den 6A, 6B ist ersichtlich, dass bei kleiner oder keiner Trockengut-Charge das erste Maximum 134 der Lufteinlasstemperatur 130 und das erste von null verschiedene IRDT-Segment 148, d. h. IRDT(1), viel früher im Arbeitsprogramm des Wäschetrockners 10 auftritt. Bei fehlendem Trockengut kann es von Vorteil sein, das Arbeitsprogramm des Wäschetrockners 10 bei dieser Feststellung zu beenden. Eine fehlende Trockengut-Charge lässt sich mittels einer beliebigen von bekannten Maßnahmen ermitteln- bspw. (ohne Einschränkung der Erfindung) durch Leitfähigkeitsmessungen. Bei fehlendem Trockengut kann der Feuchte-Sensor 60 typischerweise keinen oder sehr wenige Nass-Werte liefern. Eine Anzahl von Nass-Werten über einem vorbestimmten Schwellenwert zeigt an, dass die Trockenkammer 34 Trockengut enthält. Dieser Schwellenwert kann positiv ganzzahlig und hoch genug sein, dass keine Fehlanzeige erfolgt, oder klein genug, dass eine kleine Trockengut-Charge – bspw. bei 25 – noch erfasst wird. Bei einer kleinen Charge – bspw. einem Paar Socken – kann das Arbeitsprogramm für eine Mindestdauer – bspw. etwa 21 min – laufen, um zu gewährleisten, dass getrocknet wird. Leitfähigkeitswerte aus dem Feuchte-Sensor 60 lassen sich benutzen, um das Vorliegen von Trockengut im Wäschetrockner 10 zu bestätigen. Daher kann es vorteilhaft sein, für die Ermittlung eines Programmendes die Daten aus dem Feuchte-Sensor 60 und den Messzeitpunkt im Arbeitsprogramm gemeinsam mit dem IRDT-Wert zu berücksichtigen.
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Nach einem alternativen Ansatz betrachtet man die vom Programmbeginn bis zum ersten lokalen Maximum erforderliche Dauer. Ohne Trockengut wird das erste lokale Maximum viel schneller erreicht als bei vorliegender Trockengut-Charge. In den in der 6A gezeigten Daten liegt es etwas unter 60 min mit und unter 4 min ohne Trockengut. Dieser Anfangszeitraum lässt sich mit einer Referenzdauer vergleichen, um das Vorhandensein von Trockengut zu gewährleisten. Zwar eine Funktion des Wäschetrockners und der Trockengut-Charge, lässt die Referenzdauer sich jedoch so wählen, dass sie für alle vorhergesehenen Zustände geeignet ist. Für den zu erwartenden Wäschetrockner und die angenommenen Trockengut-Chargen hat sich eine Referenzdauer von 12 min als zufriedenstellend erwiesen.
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Da die erwärmte Luft zunächst die Trockengut-Charge – einschl. der Feuchte in ihr – aufheizen muss, dauert es relativ lange, bis die Lufteinlasstemperatur das erste lokalen Maximum 104 erreicht. Ist sie warm, wird die Heizung zyklisch ein- und ausgeschaltet, damit die Lufttemperatur zyklisch zwischen dem oberen und dem unteren Schwellenwert wechselt. Ohne Trockengut wird die Heißluft nicht zum Erwärmen desselben benötigt, so dass die Lufteinlasstemperatur schneller ansteigen kann.
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Die 8 zeigt als Flussdiagramm eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der ein Programmende-Zustand sich auf Grund der entsprecenden Einlassrücksetztemperatur zur wahlweisen Erwärmung der in die Trockenkammer strömenden Luft erfassen lässt, wie an Hand der 3–7 beschrieben. Im ersten Schritt wird bei 160 ermittelt, ob die Trockenkammer Trockengut enthält. Falls nicht, wird bei 162 ein Leer-Zustand deklariert. Im nächsten Schritt wird bei 164 nach dem ersten Rücksetzen des Heizelements die Luftauslasstemperatur überwacht, um bei 166 zu bestimmen, ob diese gleich oder niedriger ist als der untere Schwellenwert. Ist die Luftauslasstemperatur nicht gleich dem oder niedriger als der untere Temperatur-Schwellenwert, wird bei 164 nach dem ersten Rücksetzen des Heizelements die Luftauslasstemperatur weiter überwacht. Ist andererseits die Luftauslasstemperatur niedriger als der oder gleich dem unteren Schwellenwert, wird bei 168 die momentane Lufteinlasstemperatur registriert und der Rücksetzzählwert für die Luftauslasstemperatur inkrementiert. Dieser Rücksetzzählwert wird vor jedem Arbeitsprogramm des Wäschetrockners auf null gesetzt und so nach dem ersten Rücksetzen des Heizelements der Rücksetzzählwert auf 1 hoch gezählt. Das Registrieren der momentanen Lufteinlasstemperatur kann durch Speichern ihres Augenblickswerts im elektronischen Speicher 64 der Steuerung 56 erfolgen. Die an diesem Punkt registrierte Temperatur lässt sich als lokales Minimum der Lufteinlasstemperatur betrachten und ist ein einzelner Datenpunkt in der IRT-Folge. Danach wird bei 170 ermittelt, ob der Rücksetzzählwert der Luftauslasstemperatur gleich 2 oder hoher ist. Ist er niedriger als 2, wird die Luftauslasstemperatur weiter überwacht. Ist er höher als 2, was bedeutet, dass das Heizelement 40 rückgesetzt bzw. eingeschaltet worden ist, da die Luftauslasstemperatur 70 ihren unteren Schwellenwert erreicht hat und daher für die Lufteinlasstemperatur zwei oder mehr lokale Minima erzeugt wurden, wird bei 172 der IRTD-Wert berechnet.
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Bei 174 wird dann ermittelt, ob der IRTD-Wert unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Falls nicht, wurde kein Programmende erfasst und geht das Verfahren zur Überwachung der Luftauslasstemperatur bei 164 zurück. Beim erneuten Beginn des Verfahrensdurchlaufs wird das lokale Minimum der Lufteinlasstemperatur wiederholt ermittelt sowie für jedes Zeitsegment ein neuer IRTD-Wert berechnet und mit dem vorbestimmten Schwellenwert verglichen. Liegt der IRTD-Wert unter dem vorbestimmten Schwellenwert, wird bei 176 ein Programmende deklariert und das Arbeitsprogramm beendet. In einigen Fallen kann der vorbestimmte Schwellenwert gleich null sein; wird also ein negativer IRTD-Wert berechnet, ist das Programmende ermittelt. In anderen Fällen kann der IRTD-Wert eine kleine positive Zahl sein.
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Die 9 zeigt als Flussdiagramm eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln des Programmendes in einem Wäschetrockner 10. Wie in der ersten Ausführungsform wird zunächst bei 260 ermittelt, ob die Trockenkammer Trockengut enthält; falls nicht, wird bei 262 ein Leer-Zustand deklariert. Danach wird nach dem ersten Rücksetzen des Heizelements bei 264 die Luftauslasstemperatur überwacht, um bei 266 zu ermitteln, ob sie gleich oder niedriger ist als der untere Schwellenwert. Ist bei 264 die Luftauslasstemperatur nicht niedriger als oder gleich dem unteren Schwellenwert, wird die Luftauslasstemperatur weiter überwacht. Ist sie niedriger als der untere Schwellenwert, wird die Lufteinlasstemperatur – bspw. durch Speichern der Lufteinlasstemperatur im elektronischen Speicher der Steuerung 56 – registriert (vergl. 268) und der Rücksetzzählwert für die Luftauslasstemperatur inkrementiert. Die gespeicherte Lufteinlasstemperatur kann ein lokales Minimum entsprechend einem Rücksetzen des Heizelements wegen Erreichens des unteren Schwellenwert durch die Luftauslasstemperatur sein. Danach wird ermittelt, ob der Rücksetzzählwert für die Luftauslasstemperatur mindestens 2 beträgt. Falls nicht, wird bei 264 die Luftauslasstemperatur weiter überwacht; falls ja, wird bei 272 der IRDT-Wert auf die an Hand der 6B beschriebene Weise berechnet. Bei 274 wird dann ermittelt, ob der IRTD-Wert niedriger ist als ein vorbestimmter Schwellenwert. Falls nicht, wird bei 264 die Luftauslasstemperatur weiter überwacht. Ist jedoch der IRTD-Wert kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert, wird bei 276 ermittelt, ob die seit dem Programmstart abgelaufene Zeit größer als oder gleich einem vorbestimmten Zeit-Referenzwert ist und ob gleichzeitig die Anzahl der Nass-Werte aus dem Feuchtesensor 60 größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert für diese. Falls nicht, wird bei 264 die Luftauslasstemperatur weiter überwacht. Sind jedoch beide Bedingungen erfüllt, d. h. die seit Programmbeginn verstrichene Zeit ist größer als der oder gleich dem vorbestimmten Zeit-Referenzwert und die Anzahl der Nass-Werte ist größer als ein vorbestimmter Schwellenwert für diese, kann bei 278 ein Programmende-Zustand deklariert und der Programmablauf im Wäschetrockner 10 beendet werden.
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Im Vergleich zum Verfahren der 8 bestätigt der zusätzliche Schritt einer Ermittlung bei 276, ob die Zeit seit Programmbeginn mindestens einem Referenzwert entspricht und gleichzeitigig die Anzahl der Nass-Werte größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, Trockengut im Wäschetrockner 10 vorliegt und dieser für eine zum Trocknen einer kleinen Trockengut-Charge erforderliche Mindestdauer gelaufen ist, bevor bei 278 ein Programmende-Zustand ermittelt wird.
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Zusätzlich zum Programmende lassen sich im Wäschetrockner 10 andere Vorgänge überwachen. Bspw. kann gleichlaufend mit der hier beschriebenen Programmendeerfassung ein Algorithmus zum Erfassen eines Leer-Zustands vorliegen. In dieser Situation kann das Arbeitsprogramm im Wäschetrockner 10 mittels anderer Einrichtungen zur Ereignisüberwachung gestartet, beendet oder abgeändert werden, die gleichzeitig mit der Überwachung auf ein Programmende ablaufen. In einigen Fällen kann die – neben der Programmende-Überwachung laufende – Ereignisüberwachung im Wäschetrockner 10 auch einige der Einrichtungen und Daten ausnutzen, die bereits zur Programmende-Überwachung dienen.
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Im beschriebenen Verfahren zur Nutzung der Einlasstemperatur-Differenz zur Programmende-Ermittlung wurde die Lufteinlass-Rücksetztemperaut oder die Lufteinlasstemperatur beim erneuten Rücksetzen des Heizelements 40 entsprechend einem lokalen Minimum derselben ausgenutzt. Alternativ hierzu lässt sich eine Hüllkurve der Zeitfolge der Lufteinlasstemperatur entsprechend dem lokalen Minimum oder dem lokalen Maximum benutzen, wo sich die Differenz der Lufteinlasstemperatur aus der dem oberen oder unteren Grenzwert der Luftauslasstemperatur entsprechenden Hüllkurve ableiten lässt. Eine Fehlerfassung des Programmendes ist unerwünscht, da das Trockengut dann nicht trocken wird. Daher lassen sich verschiedene Methoden ansetzen, um den Algorithmus gegenüber Störungen in der Lufteinlasstemperatur robuster zu machen. Um bspw. Störungen zu glätten, lassen sich Verfahren wie das Bestimmen eines einfachen gleitenden Mittelwerts (SMA) der Einlasstemperatur-Differenzen und ein Vergleich mit einem vorbestimmten Schwellenwert der SMA-Werte ansetzen.
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Da zahlreiche Wäschetrockner Ein- und Auslass-Temperatursensoren zur Steuerung des Programmablaufs enthalten, lässt sich das Einlasstemperaturdifferenz-Schwellenwertverfahren ohne zusätzlichen apparativen Aufwand anwenden. Ein Wäschetrockner ohne Einrichtungen zum Erfassen eines Programmendes muss u. U. über eine Mindestdauer laufen, um zu gewährleisten, dass die Trockenkammer trocken ist. Diese Mindestdauer kann erheblich länger sein als zum Trocknen einer Trockengut-Charge erforderlich. Der Nutzen des Einlasstemperaturdifferenz-Verfahrens, wie es hier beschrieben ist, kann eine schnellere Erfassung eines Programmende-Zustands sein, die ihrerseit den Energieverbrauch des Wäschetrockners verringert, eine bessere Energieeinstufung durch Prüflabors und eine größere Verfügbarkeit des Wäschetrockners für die Ausführung eines nachfolgenden Programmdurchlaufs – an Stelle eines Programmdurchlaufs auf eine bereits trockene Trockengut-Charge – erbringt.
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Während die Erfindung speziell an Hand bestimmter Ausführungsformen derselben erläutert wurde, ist einzusehen, dass dies lediglich erläuternd, nicht einschränkend erfolgte. Im Rahmen der voranstehenden Offenbarung und der Zeichnungen sind sinnvolle Varianten und Abänderungen möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Patentansprüchen definiert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Wäschetrockner
- 20
- Gehäuse-Rückwand
- 22
- seitliche Gehäusewand
- 24
- obere Gehäuse-Abschlussfläche
- 26
- Gehäuse-Vorderfläche
- 28
- Trommel
- 32
- Tür
- 34
- Trockenkammer
- 36
- Benutzer-Bedienfeld
- 38
- Lufteinlassleitung
- 40
- Heizelement
- 42
- Lufteinlass
- 44
- Einlasstemperatur-Sensor
- 46
- Luftauslass
- 48
- Auslasstemperatur-Sensor
- 50
- Luftauslassleitung
- 52
- Antriebsriemen
- 54
- Motor
- 56
- Steuerung
- 130
- Lufteinlasstemperatur
- 134
- erstes Maximum der lokalen Lufteinlasstemperatur
- 138
- lokales Maximum der Lufteinlasstemperatur
- 142
- lokales Maximum der Lufteinlasstemperatur
- 146
- IRTD(0)
- 150
- IRTD(2)
- 78
- lokale Mindestauslasstemperatur
- 80
- Lufteinlasstemperatur
- 82
- erstes lokales Maximum der Lufteinlasstemperatur
- 84
- erstes lokales Minimum der Lufteinlasstemperatur
- 86
- lokales Maximum der Lufteinlasstemperatur
- 88
- lokales Minimum der Lufteinlasstemperatur
- 90
- lokales Minimum der Lufteinlasstemperatur
- 92
- Einlass-Rücksetztemperatur
- 100
- Lufteinlasstemperatur
- 102
- Einlassrücksetztemperatur
- 104
- erstes lokales Maximum der Lufteinlasstemperatur
- 106
- erstes lokales Minimum der Lufteinlasstemperatur
- 108
- zweites lokales Maximum der Lufteinlasstemperatur
- 110
- zweites lokales Minimum der Lufteinlasstemperatur
- 112
- lokales Maximum der Lusteinlasstemperatur
- 114
- lokales Minimum der Lufteinlasstemperatur
- 116
- IRTD
- 118
- IRTD(0)
- 120
- IRTD(1)
- 122
- IRTD(2)
- 124
- IRTD(3)
- 126
- IRTD(4)
- 128
- IRTD(5)
- 132
- IRT
- 136
- lokales Minimum der Lufteinlasstemperatur
- 140
- lokales Minimum der Lufteinlasstemperatur
- 144
- IRTD
- 148
- IRTD(1)
- 152
- IRTD(3)
- 160
- Trockengut in der Trockenkammer?
- 162
- Leere Trockenkammer
- 164
- Nach erstem Rücksetzen des Heizelements Luftauslasstemperatur überwachen
- 166
- Luftauslasstemperatur kleiner als oder gleich dem unteren Temperatur-Schwellenwert?
- 168
- Momentane Lufteinlasstemperatur registrieren und Rücksetz-Zählwert für die Luftauslasstemperatur inkrementieren
- 170
- Ist Rücksetzzählwert für die Luftauslasstemperatur größer als oder gleich 2?
- 172
- IRTD berechnen
- 174
- Ist IRTD kleiner als vorbestimmter Schwellenwert?
- 176
- Programmende erfasst/Programm beenden
- 260
- Trockengut in Trockenkammer?
- 262
- Leere Trockenkammer
- 264
- Nach erstem Rücksetzen des Heizelements Luftauslasstemperatur überwachen
- 266
- Luftauslasstemperatur kleiner als oder gleich dem unteren Temperatur-Schwellenwert?
- 268
- Momentane Lufteinlasstemperatur registrieren und Rücksetz-Zählwert für die Luftauslasstemperatur inkrementieren
- 270
- Ist Rücksetzzählwert für die Luftauslasstemperatur größer als oder gleich 2?
- 272
- IRTD berechnen
- 274
- Ist IRTD kleiner als vorbestimmter Schwellenwert?
- 276
- Ist Dauer größer oder gleich vorbestimmter Referenzwert und ist die Anzahl der gleichzeitigen Nass-Werte größer als vorbestimmter Schwellenwert?
- 278
- Programmende erfasst/Programm beenden