DE102011076220A1

DE102011076220A1 - Trockner mit Feuchtesensor sowie Verfahren zu seinem Betrieb

Info

Publication number: DE102011076220A1
Application number: DE102011076220A
Authority: DE
Inventors: Harald Moschütz; Marcus Heyer-Wevers; Gudrun Schliecker; Thomas Schneider
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2012-11-22
Also published as: WO2012159883A1; EP2710183B1; CN103547729B; PL2710183T3; CN103547729A; EP2710183A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Trockner 1, umfassend eine Trocknungskammer 2 zur Aufnahme von Wäschestücken 4, einen Feuchtesensor 10, 11, 12, eine Steuereinrichtung 18 und einen Prozessluftkanal 5, in dem sich eine Heizung 7 zur Erwärmung von Luft und ein Gebläse 6 befinden, wobei als Feuchtesensor 10, 11, 12 außerhalb der Trocknungskammer 2 mindestens ein Betauungssensor 10, 11, 12 angeordnet ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betrieb dieses Trockners.

Description

Die Erfindung betrifft einen Trockner, umfassend eine Trocknungskammer zur Aufnahme von Wäschestücken, einen Feuchtesensor, eine Steuereinrichtung und einen Prozessluftkanal, in dem sich eine Heizung zur Erwärmung von Luft und ein Gebläse befinden, sowie ein Verfahren zu seinem Betrieb.
In einem Wäschetrockner (im Folgenden als „Trockner“ abgekürzt) werden feuchte Wäschestücke mittels warmer und trockener Prozessluft getrocknet. Der Begriff „Trockner“ wie er hierin verwendet wird, steht für Trockner als solche, aber auch für Waschtrockner, in denen Wäschestücke auch gewaschen werden können. Waschtrockner sind beliebt, weil darin in einem Gerät auf platzsparende Weise die Funktionen einer Waschmaschine und eines Wäschetrockners kombiniert sind. Außerdem ist ein Waschtrockner bereits mit einem Wasseranschluss versehen, sodass Wasser nicht nur zum Waschen von Wäsche, sondern auch für eine weitergehende Behandlung von Wäschestücken zur Verfügung steht.
In einem Trockner ist es sinnvoll, dass ein Trocknungsverfahren nur bis zu einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt („Restfeuchte“) der Wäschestücke durchgeführt wird. Es kann nämlich für die weitere Behandlung der Wäschestücke nachteilig sein, wenn die Trocknung zulange durchgeführt wird und die Wäschestücke weniger Feuchtigkeit enthalten als sie dies bei Lagerung unter normalen Umgebungsbedingungen in einem Schrank tun; sie sind dann nämlich sehr steif und können nur schlecht gefaltet oder gebügelt werden. Außerdem sollte ein Trocknungsverfahren aus Gründen der Energieeffizienz nur solange durchgeführt werden, bis eine gewünschte Restfeuchte der getrockneten Wäsche erreicht ist. Ein darüber hinaus gehendes Trocknungsverfahren würde zu einem unnötigen Energieverbrauch führen. Schließlich wäre bei zu trockener Wäsche beim anschließenden Bügeln eine erneute Befeuchtung der Wäschestücke notwendig.
Es ist daher sinnvoll, ein Trocknungsverfahren bei Erreichen einer vorgegebenen Restfeuchte der getrockneten Wäschestücke automatisch zu beenden. Hierzu muss in der Regel durch ein geeignetes Verfahren der Feuchtigkeitsgehalt von Wäschestücken gemessen werden.
Die Bestimmung der Feuchtigkeit der Wäschestücke kann auf verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise durch Messung von elektrischen Eigenschaften, die von der Feuchtigkeit der Wäschestücke abhängigen, insbesondere der elektrischen Leitfähigkeit der Wäschestücke. Hierzu können als Feuchtesensoren zwei Elektroden so in einer Trocknungskammer des Trockners, die in der Regel als Trommel ausgestaltetet ist, platziert sein, dass sie die feuchten Wäschestücke kontaktieren. Es wird dann eine elektrische Spannung an die Elektroden angelegt und die Stromstärke bzw. der elektrische Leitwert zwischen den Elektroden gemessen. Unterschreitet die gemessene Stromstärke bzw. der gemessene elektrische Leitwert einen jeweils vorgegebenen Schwellenwert, so lässt dies auf das Erreichen einer gewünschten Restfeuchte schließen, so dass ein Trocknungsverfahren beendet werden kann.
Eine weitere bekannte Möglichkeit besteht darin, dass während einer Aufheizphase in einem Trocknungsverfahren Temperaturen, Heizenergiemengen und Zeiträume, während derer sich bestimmte Veränderungen in solchen Messungen ergeben, gemessen und aus solchen Messungen eine für das Trocknungsverfahren unter den gegebenen Bedingungen insgesamt aufzuwendende Zeit oder Heizenergiemenge bestimmt wird. Dazu wird insbesondere an geeigneten Stellen im Prozessluftkanal die Temperatur der Prozessluft gemessen, beispielsweise vor und hinter einem Wärmetauscher, an dem die in den feuchten Wäschestücken enthaltene und mit der feuchtwarmen Prozessluft aus der Trocknungskammer beförderte Feuchtigkeit kondensiert.
Ebenfalls bekannt ist es, die Temperatur der von den zu trocknenden Wäschestücken abströmenden Prozessluft zu messen und einen in einer späten Phase des Trocknungsprozesses eintretenden Anstieg der Temperatur auszuwerten; dieser Anstieg ergibt sich, wenn die Wäschestücke schon weitgehend trocken sind, dementsprechend nur noch wenig zu verdampfende Feuchtigkeit in den Wäschestücken vorliegt und somit die Prozessluft weniger Feuchtigkeit aus den Wäschestücken aufnimmt. In einem Trocknungsverfahren, bei dem die den Wäschestücken mittels der Prozessluft entzogene Feuchtigkeit in einem Kondensator auskondensiert wird, kann dazu auch eine Temperaturdifferenz über dem Kondensator gemessen werden. Auch aus einer solchen Messung kann auf die verbliebene geringe Restfeuchte der getrockneten Wäschestücke und damit eine insgesamte Dauer des Trocknungsverfahrens geschlossen werden, so dass das Trocknungsverfahren bei einer vorbestimmten Restfeuchte beendet werden kann.
Die bekannten Verfahren ermöglichen außerdem, insbesondere wenn die Menge an zu trocknenden Wäschestücken gut angegeben werden kann, eine Abschätzung der zum Trocknen erforderlichen Heizenergie.
Die bei diesen Verfahren eingesetzten Sensoren haben jedoch Nachteile. Beim Einsatz von Leitfähigkeitssensoren ist der Sensor nicht galvanisch von der auswertenden Elektronik entkoppelt, so dass sich hier aufgrund einer möglichen Kopplung Probleme ergeben können. Temperatursensoren (z.B. NTC-Widerstände), welche in die Luftströmung hineinragen, deren Temperatur zu messen ist, können in ihrer Funktionsweise durch anhaftende Verunreinigungen (Flusen, Kalk, usw.) beeinträchtigt werden. Außerdem ist bei dem vorgenannten Einsatz von Temperatursensoren eine Zuordnung zwischen gemessenen Temperaturwerten und einem Trocknungsfortschritt, z.B. dem Feuchtigkeitsgehalt der Wäsche, schwierig.
Ein Trockner und insbesondere ein Waschtrockner weist Flächen auf, an denen sich beim Kontakt mit feuchtwarmer Prozessluft Feuchtigkeit niederschlagen kann. Es kann somit zu einer Betauung verschiedener mit der feuchtwarmen Prozessluft in Verbindung stehender Flächen kommen.
Die DE 10 2005 016 640 A1 beschreibt eine faseroptische Sensorvorrichtung zur Detektion von Betauung und/oder zur Temperaturmessung mit einer Lichtquelle, einer mit der Lichtquelle verbundenen Lichtsendefaser, einer Lichtempfangsfaser und einem mit der Lichtempfangsfaser verbundenen Lichtdetektor, sowie einem mit Lichtsendefaser und Lichtempfangsfaser verbundenen optisch transparenten Sensorkopf. Auf der Außenfläche des Sensorkopfes sind eine erste und eine zweite hohlgewölbte Grenzfläche derart ausgebildet und angeordnet, dass von der ersten hohlgewölbten Grenzfläche das über die Lichtsendefaser in das Sensorelement eingekoppelte Licht auf die zweite hohlgewölbte Grenzfläche reflektiert wird und von der zweiten hohlgewölbten Grenzfläche das reflektierte Licht in die Lichtempfangsfaser ausgekoppelt wird.
Aufgabe der Erfindung war es vor diesem Hintergrund, einen Trockner sowie ein Verfahren zu seinem Betrieb bereitzustellen, mit dem ein Trocknungsverfahren anhand der ermittelten Restfeuchte in Wäschestücken besser gesteuert werden kann. Insbesondere soll ein Zeitpunkt für die Beendigung eines Trocknungsverfahrens anhand der ermittelten Restfeuchte bestimmt werden können. Der Waschtrockner soll vorzugsweise einfach zu bedienen sein und einen einfachen Aufbau aufweisen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch einen Trockner und ein Verfahren zu seinem Betrieb gemäß jeweiligem unabhängigem Patentanspruch gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Trockners entsprechen bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, auch wenn hierin nicht jeweils gesondert darauf hingewiesen wird.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Trockner, umfassend eine Trocknungskammer zur Aufnahme von Wäschestücken, einen Feuchtesensor, eine Steuereinrichtung und einen Prozessluftkanal, in dem sich eine Heizung zur Erwärmung von Luft und ein Gebläse befinden, wobei als Feuchtesensor außerhalb der Trocknungskammer mindestens ein Betauungssensor angeordnet ist. Hierbei bedeutet „außerhalb der Trocknungskammer“ insbesondere einen Raum, wie z.B. einen Behälter oder ein Rohr, bei denen eine Wand des Raums mit feuchtwarmer Prozessluft in Kontakt gelangen und dadurch mit Feuchtigkeit betaut werden kann.
Ein Betauungssensor ist allgemein ein Sensor, dessen physikalische Eigenschaften sich aufgrund der Benetzung einer Oberfläche des Sensors mit einer Flüssigkeit, insbesondere einer wässrigen Flüssigkeit, also z.B. einer Betauung mit Wasser, ändern. Zu den physikalischen Eigenschaften können beispielsweise elektrische oder optische Eigenschaften gehören.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass der mindestens eine Betauungssensor ein optischer Betauungssensor ist.
Für den erfindungsgemäßen Trockner ist es besonders vorteilhaft, wenn er Stellen aufweist, an denen eine Betauung eines Betauungssensors besonders gut gemessen werden kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Trockner daher als Waschtrockner mit einem Laugenbehälter ausgestaltet, in dem als Trocknungskammer eine im Laugenbehälter drehbar gelagerte Trommel vorhanden ist. Hierbei ist es besonders bevorzugt, dass mindestens ein Betauungssensor in einer Laugenbehälterwand angeordnet ist. Vorteilhaft sind in der Laugenbehälterwand mindestens zwei Betauungssensoren angeordnet.
In einer Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Trocknungsprozess besonders gut gesteuert werden kann, sind ein erster Betauungssensor in einer vorderen Laugenbehälterwand, ein zweiter Betauungssensor in einer oberen Laugenbehälterwand und ein dritter Betauungssensor in einer hinteren Laugenbehälterwand angeordnet.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass mindestens ein Betauungssensor oberhalb einer Drehachse der Trommel angeordnet ist.
Der in Ausführungsformen der Erfindung eingesetzte optische Betauungssensor weist vorzugsweise eine erste Grenzfläche und eine zweite Grenzfläche auf, wobei die Grenzflächen so ausgebildet und so zueinander angeordnet sind, dass das von einer Lichteinleitungsfaser in den Betauungssensor eingekoppelte Licht auf die erste Grenzfläche auftrifft und von dieser auf die zweite Grenzfläche reflektiert wird und das reflektierte Licht in eine Lichtableitungsfaser ausgekoppelt wird. Hierbei sind die Lichteinleitungsfaser und die Lichtableitungsfaser, welche im Allgemeinen Glasfasern umfassen, im Allgemeinen mit einer weiteren Außenfläche (im Folgenden als „Basisfläche“ bezeichnet) des Betauungssensors verbunden. Das Licht wird von der Lichteinleitungsfaser vorzugsweise senkrecht zu einer von den Grenzflächen unterschiedlichen Basisfläche eingekoppelt und das reflektierte Licht vorzugsweise senkrecht zu der Basisfläche ausgekoppelt.
Der optische Betauungssensor kann darüber hinaus sehr unterschiedliche Formen aufweisen. Vorzugsweise werden diese Formen beispielsweise bei der Anwendung in einem Waschtrockner so ausgewählt, dass der mindestens eine Betauungssensor mit einer Laugenbehälterwand bündig angeordnet ist. Dann sollte das Risiko einer Verunreinigung des Sensors besonders gering sein.
Das für den optischen Betauungssensor verwendete Material sowie Form und Anordnung der Grenzflächen und Lichteinleitungsfaser und Lichtableitungsfaser sind vorzugsweise so gewählt, dass im betauungsfreien Zustand das von der Lichteinleitungsfaser in den Betauungssensor eingekoppelte Licht möglichst ohne Streuverluste zur Lichtableitungsfaser reflektiert wird und vollständig detektiert werden kann.
Bei der Betauung eines optischen Betauungssensors ändern sich dessen optische Eigenschaften. Wird eine mit Licht beaufschlagte Grenzfläche des optischen Betauungssensors betaut, wird das eingekoppelte Licht nicht mehr vollständig reflektiert, sondern an der Grenzfläche teilweise gebrochen und aus dem optischen Betauungssensor nach außen abgestrahlt. Dadurch nimmt die an der Lichtableitungsfaser ankommende Lichtintensität ab, wobei die Intensitätsabnahme ein Maß für eine Betauung der Grenzfläche des optischen Betauungssensors ist.
Der optische Betauungssensor umfasst im Allgemeinen einen Sensorkopf, der vorzugsweise einstückig aus einem Material wie Glas oder einem Kunststoff wie Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat hergestellt ist. An den Sensorkopf sind die Lichteinleitungs- und Lichtableitungsfaser, allgemein als Lichtwellenleiter benennbar, angeschlossen. Vorzugsweise sind hierbei die Brechungsindices von Sensorkopf und Lichtwellenleitern identisch. Ein geeigneter Sensorkopf hat vorteilhafterweise ein Volumen von 10 bis 50 mm³ und bevorzugt von 20 bis 40 mm³.
Der Brechungsindex des Materials des Sensors ist im Allgemeinen vom eingesetzten Material, der Wellenlänge des verwendeten Lichts und der Temperatur abhängig. Da sich die Temperatur in einem Trockner ändert, wird vorzugsweise für den optischen Betauungssensor ein Material gewählt, dessen Brechungsindex möglichst wenig von der Temperatur abhängig ist.
Da die für den Betrieb des optischen Betauungssensors wichtigen optischen Eigenschaften je nach verwendetem Material von der Temperatur abhängen, kann es für präzise Messungen sinnvoll sein, diese Temperaturabhängigkeit zu berücksichtigen und entsprechende Arbeitskurven in der Steuereinheit des Trockners zu hinterlegen. Zur Temperaturbestimmung könnte beispielsweise ein im Allgemeinen im Trockner ebenfalls vorhandener Temperatursensor herangezogen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in der Steuereinrichtung des Trockners ein Zusammenhang zwischen einem Betauungsgrad des Betauungssensors zu einem Zeitpunkt t_s in einem Trocknungsprogramm und einer Dauer t_prog des Trocknungsprogramms hinterlegt. Hierbei kann die Messung der Zeit t und damit der Bezugspunkt für den Zeitpunkt t_s beispielsweise das Anschalten des Trockners und insbesondere der Heizung, aber auch das Erreichen eines vorgegebenen Temperaturwertes sein.
Im Allgemeinen gibt es eine mehr oder weniger ausgeprägte Abhängigkeit dieses Zusammenhangs von der Beladungsmenge des Trockners mit Wäschestücken. Vorzugsweise ist daher in der Steuereinrichtung des Trockners der Zusammenhang zwischen dem Betauungsgrad des Betauungssensors und der Dauer t_prog eines Trocknungsprogramms für unterschiedliche Beladungsmengen mit Wäschestücken hinterlegt.
Die Beladungsmenge mit Wäschestücken kann von einem Benutzer des Trockners vorgegeben oder auf geeignete Weise im Trockner automatisch gemessen werden, beispielsweise anhand der Gewichtszunahme der Trocknungskammer. Beispielsweise könnte ein Benutzer die Beladungsmenge manuell am Trockner eingeben und so der Steuereinrichtung zur weiteren Verarbeitung zuführen.
Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass eine Dauer t_prog eines Trocknungsprogramms bestimmt werden kann, so dass ein Trocknungsprogramm zu einem gewünschten optimalen Zeitpunkt beendet werden kann. Es ist allerdings auch möglich, dass die für ein vorgegebenes Trocknungsprogramm bestimmte Dauer t_prog mit einer gewünschten Trocknungsprogrammdauer t_set verglichen wird und dann von der Steuereinrichtung veranlasst ein diese gewünschte Trocknungsprogrammdauer t_set ermöglichendes Trocknungsprogramm durchgeführt wird. Insbesondere kann eine zunächst voreingestellte Trocknungsprogrammdauer t_set eines gegebenen Trocknungsprogramms entsprechend verändert werden. Vorzugsweise können hierbei Art und Menge der zu trocknenden Wäschestücke berücksichtigt werden.
Erfindungsgemäß wird als Trockner vorzugsweise ein Waschtrockner eingesetzt. Im Allgemeinen weist ein Waschtrockner einen Wärmetauscher auf, in dem die in der feuchtwarmen Luft aus der Trocknungskammer enthaltene Feuchtigkeit kondensiert werden kann, wobei der Wärmetauscher mit Kühlluft, Kühlwasser, oder bei Verwendung einer Wärmepumpe mit einem Kältemittel der Wärmepumpe, betrieben wird.
Wenn hierin von „Heizung“ die Rede ist, ist damit die im Prozessluftkanal angeordnete Heizung für die Luft (Prozessluft) gemeint. Darüber hinaus weist ein Waschtrockner im Allgemeinen auch eine Heizung für die direkte Erwärmung einer wässrigen Flüssigkeit wie z.B. einer Waschlauge auf. Diese hierin als Wasserheizung bezeichnete Heizung ist im Allgemeinen im Laugenbehälter unterhalb der Trommel angeordnet.
Im Allgemeinen weist ein Waschtrockner ein Wasserzuleitungssystem auf, mit welchem Wasser durch eine im Allgemeinen vorhandene Einspülschale geleitet werden kann, aus der Waschmittel- oder Waschhilfsmittelportionen in den Waschtrockner gegeben werden können. Ein Waschtrockner weist überdies im Allgemeinen ein am Boden des Laugenbehälters angeordnetes Laugenablaufsystem mit einer Laugenpumpe auf sowie im Allgemeinen auch Wäschemitnehmer und/oder Schöpfvorrichtungen. Vorzugsweise enthält ein Waschtrockner im Laugenbehälter auch einen Drucksensor, der vorzugsweise in einem unteren Bereich des Laugenbehälters angeordnet ist, so dass der Druck einer im Laugenbehälter vorhandenen wässrigen Flüssigkeit gemessen werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners, umfassend eine Trocknungskammer zur Aufnahme von Wäschestücken, einen Feuchtesensor, eine Steuereinrichtung und einen Prozessluftkanal, in dem sich eine Heizung zur Erwärmung von Luft und ein Gebläse befinden, wobei als Feuchtesensor außerhalb der Trocknungskammer mindestens ein Betauungssensor angeordnet ist, umfassend die Schritte

(a) Erwärmen von Luft durch Betreiben der Heizung;
(b) Einleiten der erwärmten Luft in die Trocknungskammer;
(c) Inkontaktbringen der erwärmten Luft mit dem mindestens einen Betauungssensor;
(d) Messung der Betauung des Betauungssensors zu mindestens einem Zeitpunkt t_s;
(e) Vergleich der zum Zeitpunkt t_s gemessenen Betauung des Betauungssensors mit einer einem in der Steuereinrichtung hinterlegten Zusammenhang zwischen einem Betauungsgrad des Betauungssensors zu einem Zeitpunkt t_s und einer Dauer t_prog des Trocknungsprogramms; und
(f) Bestimmung der Dauer t_prog des Trocknungsprogramms.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Trockners wird

(i) in einer ersten Trocknungsphase, in welcher der Betauungsgrad des Betauungssensors mit der Zeit zunimmt, die zum Zeitpunkt t_s1 gemessene Betauung des Betauungssensors mit dem für die erste Trocknungsphase in der Steuereinrichtung hinterlegten Zusammenhang zwischen einem Betauungsgrad des Betauungssensors zu einem Zeitpunkt t_s und einer Dauer t_prog des Trocknungsprogramms verglichen und in Hinblick auf eine Bestimmung der Dauer t_prog des Trocknungsprogramms ausgewertet; und/oder
(ii) in einer zweiten Trocknungsphase, in welcher der Betauungsgrad des Betauungssensors mit der Zeit abnimmt, die zum Zeitpunkt t_s2 > t_s1 gemessene Betauung des Betauungssensors mit dem für die zweite Trocknungsphase in der Steuereinrichtung hinterlegten Zusammenhang zwischen einem Betauungsgrad des Betauungssensors zu einem Zeitpunkt t_s und einer Dauer t_prog des Trocknungsprogramms verglichen und in Hinblick auf eine Bestimmung der Dauer t_prog des Trocknungsprogramms ausgewertet.

Vorzugsweise ist hierbei in der Steuereinrichtung die Dauer t_prog des Trocknungsprogramms für unterschiedliche Werte einer zu erzielenden Restfeuchte der Wäschestücke hinterlegt.
Vorzugsweise wird in der Steuereinrichtung ein Zeitpunkt t₀ ermittelt, zu welchem die Betauung des Betauungssensors eine vorbestimmte Betauung B₀ erreicht hat, und die Dauer t_prog des Trocknungsprogramms wird aus dem Zeitpunkt t₀ bestimmt.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung so ausgestaltet, dass ein Trocknungsprogramm nach Ablauf der Zeit t_prog beendet wird. Alternativ hierzu kann nach Ermittlung der Zeit t_prog ein Trocknungsprogramm so ausgestaltet und durchgeführt werden, dass eine von einem Benutzer vorgegebene Zeitdauer für ein Trocknungsprogramm eingehalten wird.
Besonders bevorzugt ist der Trockner als Waschtrockner mit einem Laugenbehälter ausgestaltet, in dem als Trocknungskammer eine im Laugenbehälter drehbar gelagerte Trommel vorhanden ist.
Die Erfindung hat zahlreiche Vorteile. Im erfindungsgemäßen Trockner und im Verfahren zu seinem Betrieb kann der Trocknungsprozess auf sehr effiziente Weise verfolgt werden, so dass ein Trocknungsverfahren bei Erreichen einer gewünschten Restfeuchte der zu trocknenden Wäschestücke automatisch beendet werden kann. Hierdurch kann auf energieeffiziente Weise leicht ein gewünschtes Trocknungsergebnis erzielt werden. Überdies ist hierzu der Betrieb des erfindungsgemäßen Trockners vergleichsweise unanfällig für Verunreinigungen des Sensors, da der Sensor leicht vor jedem Trocknungsprozess kalibriert werden kann. Dies geht insbesondere bei einer Ausführungsform der Erfindung sehr gut, bei welcher der Betauungssensor ein optischer Betauungssensor ist. Überdies funktioniert die Erfindung besonders gut, wenn der Trockner als Waschtrockner ausgestaltet ist, insbesondere wenn in Ausführungsformen der Erfindung mindestens ein Betauungssensor in eine Laugenbehälterwand integriert ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der beigefügten Zeichnung gezeigten beispielhaften Trockners weiter erläutert. Der Trockner ist hier als Waschtrockner ausgestaltet. Andere Ausführungsformen als die dargestellten sind denkbar.
Der in der Figur als Trockner gezeigte Waschtrockner 1 weist einen Laugenbehälter 3 mit einer vorderen Laugenbehälterwand 15, einer oberen Laugenbehälterwand 16 und einer hinteren Laugenbehälterwand 17 auf. Im Laugenbehälter 3 ist eine um eine im Wesentlichen horizontale Achse 27 drehbar gelagerte Trommel 2 als Trocknungskammer angeordnet, in der sich zu trocknende Wäschestücke 4 befinden. In der vorderen Laugenbehälterwand 15 ist ein vorderer Betauungssensor 10, in der oberen Laugenbehälterwand 16 ist ein oberer Betauungssensor 11 und in der hinteren Laugenbehälterwand 17 ist ein hinterer Betauungssensor 12 angeordnet. In der hier gezeigten Ausführungsform handelt es sich dabei um optische Betauungssensoren. Die optischen Betauungssensoren 10, 11 und 12 befinden sich in einem oberen Teil des Laugenbehälters 3, d.h. oberhalb der im Wesentlichen horizontal angeordneten Drehachse 27. Die Betauungssensoren 10, 11 und 12 sind jeweils über optische Fasern 30 mit einer Kontrolleinheit 26 für die Betauungssensoren, welche mit einer Steuereinrichtung 18 des Trockners kommuniziert, verbunden. Hierbei umfasst eine optische Faser 30 hier nicht näher gezeigt zwei Fasern, eine Lichtzuleitungsfaser für das dem jeweiligen Betauungssensor zugeleitete Licht sowie eine Lichtableitungsfaser für das aus dem jeweiligen Betauungssensor abgeleitete Licht. Für jeden Betauungssensor ist der Unterschied in der im Allgemeinen wellenlängenabhängigen Intensität zwischen zugeleitetem und abgeleitetem Licht ein Maß für die Betauung des optischen Betauungssensors 10, 11, 12.
Der Laugenbehälter 3 ist ansonsten über eine Laugenablaufleitung 19 mit einer Laugenpumpe 14 verbunden, welche eine wässrige Flüssigkeit 28, z.B. bei der Trocknung anfallendes Kondensat, aus dem Laugenbehälter 3 über eine Abwasserleitung 13 nach außerhalb des Waschtrockners entsorgen kann. Die Trommel 2 wird mittels eines Antriebsmotors 29 angetrieben.
Die Trommel 2 wird durch eine Befüllöffnung 22 mit zu trocknenden Wäschestücken 4 beladen. Um im Waschtrockner 1 Wäschestücke waschen zu können, ist der Waschtrockner 1 über ein Wasserzuleitungssystem 20 mit einer hier nicht gezeigten externen Wasserversorgung verbunden. Das Wasserzuleitungssystem 20 ist über ein Ventil 9 mit einer Einspülschale 21 verbunden, aus der mit Hilfe von Wasser aus dem Wasserzuleitungssystem 20 Waschmittel- oder Waschhilfsmittelportionen in den Laugenbehälter 3 befördert werden können. Dies erfolgt vorliegend über einen Teil eines Prozessluftkanals 5 und eine Manschette 23.
Zur Trocknung von feuchter Wäsche in der Trommel 2 wird im Waschtrockner 1 der Figur, der nach dem Umluftprinzip arbeitet, die mittels einer Heizung 7 erhitzte Luft („Prozessluft“) in einem Prozessluftkanal 5 durch ein Gebläse 6 befördert. Hierbei tritt trockene erwärmte Prozessluft 25 über die Manschette 23 in den Laugenbehälter 3 bzw. die Trommel 2. Nach Durchgang durch die Trommel 2 und Trocknung von in dieser befindlichen feuchten Wäschestücken 4 gelangt die dann feuchtwarme Prozessluft 31 durch einen hinteren Ausgang 24 aus dem Laugenbehälter 3. Bei der hier gezeigten Ausführungsform gelangt die feuchtwarme Prozessluft 31 an einen Wärmetauscher 8, wo die in ihr enthaltene Feuchtigkeit aufgrund der Abkühlung der Prozessluft kondensieren und in einem hier nicht gezeigten Kondensatbehälter aufgefangen werden kann. Alternativ kann das Kondensat in den Laugenbehälter 3 fließen, von wo es über die Laugenablaufleitung 19 mit Hilfe der Laugenpumpe 14 über die Abwasserleitung 13 nach außerhalb des Waschtrockners entsorgt werden kann. Bei der hier gezeigten Ausführungsform wird anschließend das Kondensat 28 über die Laugenablaufleitung 19 mittels der Abwasserpumpe 14 aus dem Laugenbehälter 3 abgepumpt. In der Figur zeigt der kleine Pfeil die Fließrichtung des Kondensats an.
Die entfeuchtete Prozessluft fließt dann weiter im Prozessluftkanal 5 und kann wieder mittels der Heizung 7 erhitzt werden und als warme, trockene Prozessluft 25 über die Manschette 23 in die Trommel 2 gelangen usw.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Luft zunächst mit der Heizung 7 erwärmt und die erwärmte trockene Luft 25 in die Trommel 2 eingeleitet. Anschließend wird die feuchtwarme Luft 31 aus der Trommel 2 mit den Betauungssensoren 10, 11, 12 in Kontakt gebracht und die Betauung der Sensoren zum Zeitpunkt t_s gemessen. Anschließend wird die zum Zeitpunkt t_s gemessene Betauung des Betauungssensors 10, 11, 12 mit einem in der Steuereinrichtung 18 hinterlegten Zusammenhang zwischen einem Betauungsgrad des Betauungssensors 10, 11, 12 zu einem Zeitpunkt t_s und einer Dauer t_prog des Trocknungsprogramms verglichen und die Dauer t_prog des Trocknungsprogramms bestimmt. Hierbei kommen vorzugsweise zwei Verfahrensvarianten zur Anwendung ((i) bzw. (ii)), die auch kombiniert eingesetzt werden können:

(i) In einer ersten Trocknungsphase, in welcher der Betauungsgrad des Betauungssensors 10, 11, 12 mit der Zeit zunimmt, wird die zum Zeitpunkt t_s1 gemessene Betauung des Betauungssensors 10, 11, 12 mit dem für die erste Trocknungsphase in der Steuereinrichtung 18 hinterlegten Zusammenhang zwischen einem Betauungsgrad des Betauungssensors 10, 11, 12 zu einem Zeitpunkt t_s und einer Dauer t_prog des Trocknungsprogramms verglichen und in Hinblick auf eine Bestimmung der Dauer t_prog des Trocknungsprogramms ausgewertet.
(ii) In einer zweiten Trocknungsphase, in welcher der Betauungsgrad des Betauungssensors 10, 11, 12 mit der Zeit abnimmt, wird die zum Zeitpunkt t_s2 > t_s1 gemessene Betauung des Betauungssensors 10, 11, 12 mit dem für die zweite Trocknungsphase in der Steuereinrichtung 18 hinterlegten Zusammenhang zwischen einem Betauungsgrad des Betauungssensors 10, 11, 12 zu einem Zeitpunkt t_s und einer Dauer t_prog des Trocknungsprogramms verglichen und in Hinblick auf eine Bestimmung der Dauer t_prog des Trocknungsprogramms ausgewertet.

Insbesondere wird in der Steuereinrichtung 18 ein Zeitpunkt t₀ ermittelt, zu welchem die Betauung des Betauungssensors 10, 11, 12 bzw. eines ausgewählten einer M Mehrzahl von Betauungssensoren 10, 11, 12 eine vorbestimmte Betauung B₀ erreicht hat, und wird die Dauer t_prog des Trocknungsprogramms aus dem Zeitpunkt t₀ bestimmt.
Bei diesen Verfahren kann auch der Umstand ausgenutzt werden, dass bedingt durch die Strömungsrichtung der feuchtwarmen Prozessluft die einzelnen Betauungssensoren unterschiedlich betaut sein können. Dabei werden die Betauungssensoren 10, 11 und 12 in einer ersten Trocknungsphase (im Allgemeinen der Aufheizphase) allmählich mit Wasser betaut. Wenn in dieser ersten Phase die Betauung zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten gemessen wird, ergibt sich eine zeitliche Zunahme der Betauung. Im späteren Verlauf des Trocknungsverfahrens wird im Allgemeinen in einer zweiten Trocknungsphase die Betauung der Betauungssensoren abnehmen. Hierbei wird in der Regel zunächst die Betauung am vorderen Betauungssensor, dann am oberen Betauungssensor und schließlich am hinteren Betauungssensor abnehmen.
Die Prozessluft wird solange im Kreis geführt, bis ein gewünschter Trocknungsgrad, d.h. Restfeuchte der Wäschestücke, erreicht ist. Dann wird das Trocknungsverfahren, durch die Steuereinrichtung veranlasst, beendet.
Bezugszeichenliste

1: Waschtrockner
2: Trommel
3: Laugenbehälter
4: Wäschestücke
5: Prozessluftkreislauf
6: Gebläse
7: Heizung, Luftheizung
8: Wärmetauscher
9: Wasserventil
10: vorderer Betauungssensor
11: oberer Betauungssensor
12: hinterer Betauungssensor
13: Abwasserleitung
14: Abwasserpumpe
15: vordere Laugenbehälterwand
16: obere Laugenbehälterwand
17: hintere Laugenbehälterwand
18: Steuereinrichtung
19: Laugenablaufleitung
20: Wasserzuleitungssystem
21: Einspülschale
22: Befüllöffnung
23: Manschette
24: hinterer Ausgang (aus dem Laugenbehälter)
25: Trockene, warme Prozessluft
26: Kontrolleinheit für Betauungssensoren
27: Drehachse der Trommel
28: wässrige Flüssigkeit, z.B. Kondensat
29: Antriebsmotor
30: optische Faser(n) (Lichtwellenleiter)
31: feuchtwarme Prozessluft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005016640 A1 [0011]

Claims

Trockner (1), umfassend eine Trocknungskammer (2) zur Aufnahme von Wäschestücken (4), einen Feuchtesensor (10, 11, 12), eine Steuereinrichtung (18) und einen Prozessluftkanal (5), in dem sich eine Heizung (7) zur Erwärmung von Luft und ein Gebläse (6) befinden, dadurch gekennzeichnet, dass als Feuchtesensor (10, 11, 12) außerhalb der Trocknungskammer (2) mindestens ein Betauungssensor (10, 11, 12) angeordnet ist.
Trockner (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Betauungssensor (10, 11, 12) ein optischer Betauungssensor (10, 11, 12) ist.
Trockner (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockner (1) als Waschtrockner mit einem Laugenbehälter (3) ausgestaltet ist, in dem als Trocknungskammer (2) eine im Laugenbehälter (3) drehbar gelagerte Trommel (2) vorhanden ist.
Trockner (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Betauungssensor (10, 11, 12) in einer Laugenbehälterwand (15, 16, 17) angeordnet ist.
Trockner (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Laugenbehälterwand (15, 16, 17) mindestens zwei Betauungssensoren (10, 11, 12) angeordnet sind.
Trockner (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Betauungssensor (10) in einer vorderen Laugenbehälterwand (15), ein zweiter Betauungssensor (11) in einer oberen Laugenbehälterwand (16) und ein dritter Betauungssensor (12) in einer hinteren Laugenbehälterwand (17) angeordnet sind.
Trockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Betauungssensor (10, 11, 12) oberhalb einer Drehachse (27) der Trommel (2) angeordnet ist.
Trockner (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Betauungssensor (10, 11, 12) eine erste Grenzfläche und eine zweite Grenzfläche aufweist, wobei die Grenzflächen so ausgebildet und so zueinander angeordnet sind, dass das von einer Lichteinleitungsfaser (30) in den Betauungssensor (10, 11, 12) eingekoppelte Licht auf die erste Grenzfläche auftrifft und von dieser auf die zweite Grenzfläche reflektiert wird und das reflektierte Licht in eine Lichtableitungsfaser (30) ausgekoppelt wird.
Trockner nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, das der mindestens eine Betauungssensor (10, 11, 12) mit einer Laugenbehälterwand (15, 16, 17) bündig angeordnet ist.
Trockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinrichtung (18) ein Zusammenhang zwischen einem Betauungsgrad des Betauungssensors (10, 11, 12) zu einem Zeitpunkt t_s in einem Trocknungsprogramm und einer Dauer t_prog des Trocknungsprogramms hinterlegt ist.
Trockner (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusammenhang zwischen Betauungsgrad und der Dauer t_prog des Trocknungsprogramms für unterschiedliche Beladungsmengen mit Wäschestücken (4) hinterlegt ist.
Trockner (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockner (1) als Waschtrockner (1) mit einem Laugenbehälter (3) ausgestaltet ist, in dem als Trocknungskammer (2) eine im Laugenbehälter (3) drehbar gelagerte Trommel (2) vorhanden ist.
Verfahren zum Betrieb eines Trockners (1), umfassend eine Trocknungskammer (2) zur Aufnahme von Wäschestücken (4), einen Feuchtesensor (10, 11, 12), eine Steuereinrichtung (18) und einen Prozessluftkanal (5), in dem sich eine Heizung (7) zur Erwärmung von Luft und ein Gebläse (6) befinden, wobei außerhalb der Trocknungskammer (2) mindestens ein Betauungssensor (10, 11, 12) angeordnet ist, umfassend die Schritte (a) Erwärmen von Luft durch Betrieb der Heizung (7); (b) Einleiten der erwärmten Luft in die Trocknungskammer (2); (c) Inkontaktbringen der erwärmten Luft mit dem mindestens einen Betauungssensor (10, 11, 12) (d) Messung der Betauung des Betauungssensors (10, 11, 12) zu mindestens einem Zeitpunkt t_s; (e) Vergleich der zum Zeitpunkt t_s gemessenen Betauung des Betauungssensors (10, 11, 12) mit einem in der Steuereinrichtung (18) hinterlegten Zusammenhang zwischen einem Betauungsgrad des Betauungssensors (10, 11, 12) zu einem Zeitpunkt t_s und einer Dauer t_prog des Trocknungsprogramms; und (f) Bestimmung der Dauer t_prog des Trocknungsprogramms.
Verfahren zum Betrieb eines Trockners (2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass (i) in einer ersten Trocknungsphase, in welcher der Betauungsgrad des Betauungssensors (10, 11, 12) mit der Zeit zunimmt, die zum Zeitpunkt t_s1 gemessene Betauung des Betauungssensors (10, 11, 12) mit dem für die erste Trocknungsphase in der Steuereinrichtung (18) hinterlegten Zusammenhang zwischen einem Betauungsgrad des Betauungssensors (10, 11, 12) zu einem Zeitpunkt t_s und einer Dauer t_prog des Trocknungsprogramms verglichen und in Hinblick auf eine Bestimmung der Dauer t_prog des Trocknungsprogramms ausgewertet wird; und/oder (ii) in einer zweiten Trocknungsphase, in welcher der Betauungsgrad des Betauungssensors (10, 11, 12) mit der Zeit abnimmt, die zum Zeitpunkt t_s2 > t_s1 gemessene Betauung des Betauungssensors (10, 11, 12) mit dem für die zweite Trocknungsphase in der Steuereinrichtung (18) hinterlegten Zusammenhang zwischen einem Betauungsgrad des Betauungssensors (10, 11, 12) zu einem Zeitpunkt t_s und einer Dauer t_prog des Trocknungsprogramms verglichen und in Hinblick auf eine Bestimmung der Dauer t_prog des Trocknungsprogramms ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinrichtung (18) die Dauer tprog des Trocknungsprogramms für unterschiedliche Werte einer zu erzielenden Restfeuchte der Wäschestücke (4) hinterlegt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinrichtung (18) ein Zeitpunkt t₀ ermittelt wird, zu welchem die Betauung des Betauungssensors (10, 11, 12) eine vorbestimmte Betauung B₀ erreicht hat, und die Dauer tprog des Trocknungsprogramms aus dem Zeitpunkt t₀ bestimmt wird.