DE102014219457A1

DE102014219457A1 - Trockner mit einer Wärmepumpe und einer Zusatzheizung sowie Verfahren zu seinem Betrieb

Info

Publication number: DE102014219457A1
Application number: DE102014219457.1A
Authority: DE
Inventors: Johannes Eichstädt; Uwe-Jens Krausch
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2016-03-31

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Trockner 1 mit einer Trocknungskammer 3 für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkanal 2, einem Gebläse 12 im Prozessluftkanal 2, einem Wärmepumpenkreislauf 18, 19, 20, 21, in dem ein Kältemittel zirkuliert, umfassend als Komponenten einen Verdampfer 18, einen Verflüssiger 19, eine Drossel 21 und einen Kompressor 20, wobei der Verdampfer 18, der Verflüssiger 19 und die Zusatzheizung 11 jeweils mit dem Prozessluftkanal 2 thermisch gekoppelt sind, und wobei die Zusatzheizung 11 thermisch mit dem Wärmepumpenkreislauf 18, 19, 20, 21 gekoppelt ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb dieses Trockners 1.

Description

Die Erfindung betrifft einen Trockner mit einer Wärmepumpe und einer Zusatzheizung sowie ein bevorzugtes Verfahren zu seinem Betrieb. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Trockner mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkanal, einem Gebläse im Prozessluftkanal, einem Wärmepumpenkreislauf, in dem ein Kältemittel zirkuliert, umfassend als Komponenten einen Verdampfer, einen Verflüssiger, eine Drossel und einen Kompressor, wobei der Verdampfer, der Verflüssiger und die Zusatzheizung mit dem Prozessluftkanal thermisch gekoppelt sind.
Unter einem Trockner wird vorliegend ein Hausgerät verstanden, welches insbesondere zum Trocknen bestimmter Gegenstände wie Wäschestücke oder Geschirr bestimmt ist. Insbesondere ist der Trockner ein Wäschetrockner, ein Waschtrockner (also eine Kombination aus einer Waschmaschine und einem Wäschetrockner) oder eine Geschirrspülmaschine, vorzugsweise ein Wäschetrockner oder ein Waschtrockner.
Trockner der eingangs definierten Gattung, jeweils ausgestaltet als Wäschetrockner, sind in den Dokumenten WO 2007/077084 A1 , WO 2007/113081 A1 , WO 2007/141166 A1 , WO 2008/052906 A2 , WO 2008/077792 A1 und WO 2008/086933 A1 beschrieben.
In einem Trockner wird Luft (sogenannte Prozessluft) durch ein Gebläse über eine Heizung in eine feuchte Gegenstände enthaltende Trocknungskammer geleitet. Die von der Heizung abströmende heiße Luft nimmt in der Trocknungskammer Feuchtigkeit aus den zu trocknenden Gegenständen auf. Nach Durchgang durch die Trocknungskammer wird die dann feuchte Prozessluft in eine Wärmesenke, insbesondere einen durch Umgebungsluft gekühlten Wärmetauscher geleitet, der zum Ausfiltern von Schmutzpartikeln, insbesondere Flusen im Falle eines Wäschetrockners oder Waschtrockners, ein Filter, insbesondere Flusenfilter, vorgeschaltet sein kann.
Dieser Trocknungsvorgang kann sehr energieintensiv sein, da im Regelfall die der Prozessluft vor der Beaufschlagung der zu trocknenden Gegenstände zugeführte Wärme bei der Kühlung der Prozessluft im Wärmetauscher dem Prozess energetisch verloren geht. Durch Einsatz einer Wärmepumpe lässt sich dieser Energieverlust deutlich reduzieren. Die Wärmepumpe kann dazu dienen, der von den feuchten Gegenständen abströmenden Prozessluft, die dazu eine entsprechende Wärmesenke beaufschlagt, Wärme zu entziehen und diese Wärme mittels einer geeigneten Pumpeinrichtung zu einer Wärmequelle zu führen, aus welcher sie zu der Prozessluft gelangt, bevor diese die zu trocknenden Gegenstände beaufschlagt. Alternativ kann auch mittels der Wärmesenke aus einer Umgebung des Trockners Wärme entnommen und über die Wärmequelle der Prozessluft zugeführt werden.
Bei einem mit einer Wärmepumpe des Kompressor-Typs ausgestatteten Trockner erfolgt die Kühlung der warmen, mit Feuchtigkeit beladenen Prozessluft im Wesentlichen in einem als Wärmesenke fungierenden Verdampfer der Wärmepumpe, wo die übertragene Wärme zur Verdampfung eines in der Wärmepumpe zirkulierenden Kältemittels verwendet wird. Das aufgrund der entsprechenden Erwärmung verdampfte Kältemittel wird über einen Kompressor dem als Wärmequelle fungierenden Verflüssiger der Wärmepumpe zugeführt, wo aufgrund der Kondensation des gasförmigen Kältemittels Wärme freigesetzt wird, die zum Aufheizen der Prozessluft vor Eintritt in die Trocknungskammer, z.B. eine Trommel, verwendet wird. Das verflüssigte Kältemittel gelangt über eine Drossel zurück zum Verdampfer, wo es unter erneuter Aufnahme von Wärme verdampft, womit der Kreislauf des Kältemittels geschlossen ist. Im Verdampfer kondensiert das in der feuchten Prozessluft enthaltene Wasser. Das kondensierte Wasser wird im Allgemeinen in einem geeigneten Behälter gesammelt.
Für eine rasche Aufheizung der Prozessluft und damit ein insgesamt kürzeres Trocknungsverfahren kann in einem Trockner neben der Wärmepumpe noch eine Zusatzheizung, z.B. eine elektrische Heizung, vorhanden sein, so dass die Prozessluft durch die Wärmequelle der Wärmepumpe und die elektrische Heizung erwärmt werden kann. In einem solchen „Hybridtrockner“ können effektive Heizleistungen erzeugt werden, die größer als die maximale Anschlussleistung des Hybridtrockners an das jeweils verwendete Stromnetz ist. Dabei können diese Hybridtrockner in verschiedenen Betriebsarten (auch als „Modi“ bezeichnet) betrieben werden. Sofern vom Benutzer des Trockners eine besonders energieeffiziente Betriebsweise (Betriebsart) erwünscht ist, wird nur die Wärmepumpe zum Erhitzen der für die Trocknung zu verwendenden Prozessluft verwendet. Dieser Betrieb kann auch als Eco-Modus bezeichnet werden. Ist es vom Benutzer des Trockners dagegen erwünscht, die zu trocknenden Gegenstände besonders schnell zu trocknen, werden die Wärmepumpe und zusätzlich die Zusatzheizung im Volllastbetrieb betrieben. Dieser Betrieb bzw. Modus kann auch als „Booster“-Modus bezeichnet werden. Zwischen dem Eco-Modus und dem Booster-Modus lassen sich beliebig viele Betriebsweisen generieren, was man als „Eco-Flex-Betrieb“ bezeichnen kann, indem die Leistung der Zusatzheizung variiert wird. Somit sind als extreme Betriebsweisen ein schnellstes Trocknungsverfahren und ein energieeffizientestes Trocknungsverfahren möglich. Allerdings erfolgt bislang die Aufheizung der Prozessluft getrennt.
Die WO 2007/141166 A1 und WO 2008/086933 A1 beschreiben Ausführungsformen eines Trockners, insbesondere eines Hybrid-Trockners, bei denen jeweils eine Wärmepumpe mit einer elektrischen Heizung und einem Luft-Luft-Wärmetauscher kombiniert ist. Neben der Ausführungsform des Hybrid-Trockners ist es auch bekannt, einen in quasistationärem Betrieb nur mit einer Wärmepumpe arbeitenden Trockner mit einer zusätzlichen elektrischen Heizung zu versehen, wobei diese zusätzliche Heizung in erster Linie nur zum beschleunigten Aufheizen des Trockners beim Ingangsetzen eines Trocknungsprozesses benutzt wird.
Die GB 2 375 812 A beschreibt ein Trockengerät mit einer Trocknungstrommel oder einem anderen Behälter mit einem Zuluftkanal, der eine Heizung beinhaltet, einem Abluftkanal und einem Gebläse zur Beförderung der Luft vom Zuluftkanal bis zum Abluftkanal, wobei Teile hiervon benachbart sind, um einen Wärmetauscher zu bilden, der im Zuluftkanal in Strömungsrichtung der Luft oberhalb der Heizung angeordnet ist. In einer Ausführungsform beinhaltet das Trockengerät eine Wärmepumpe zur Übertragung von Wärme aus dem Abluftkanal in Strömungsrichtung der Luft unterhalb des Wärmetauschers zu dem Zuluftkanal oberhalb der Heizung, wobei die Heizung zwischen dem Verflüssiger der Wärmepumpe und der Trommel angeordnet ist.
Die EP 1 154 065 B1 beschreibt einen Kondensationswäschetrockner mit einer Wärmepumpe und einem geschlossenen Prozessluftkreis, der von einer Wäschetrocknertrommel ausgeht und über einen Verdampfer, ein Gebläse, einen Kompressor und einen Kondensator sowie über eine Zusatzwiderstandsheizvorrichtung (W1, W2, W3) zur Trommel zurückkehrt. Die Zusatzwiderstandsheizvorrichtung besteht aus einem oder mehreren Halbleiterwiderständen, die das Kühlmittel für den Kondensator des Wärmepumpenkreises aufheizen. Wenn diese Halbleiterwiderstände in die Wärmepumpenschaltung eingegliedert werden, wird eine automatische Anpassung an die verschiedenen Betriebsbedingungen mit einer entsprechenden Selbstregelwirkung ohne das Risiko des Überhitzens allein durch Wahl der Kennlinien der Halbleiterwiderstände ohne Schalter, Thermostate usw. ermöglicht. Der Wärmepumpenkondensator wird auch in der Heizphase schneller aufgeheizt.
Die DE 42 16 106 A1 beschreibt einen Wäschetrockner mit einer Wäschetrommel, bei dem die Prozessluft mittels eines Gebläses in einem geschlossenen Prozessluftkanal durch die Wäschetrommel geführt wird und mit einem zum Ausfällen der in der Prozessluft aus der Wäschetrommel mitgeführten Feuchtigkeit eingerichteten Wärmepumpenkreis aus Verdampfer, Kompressor und Verflüssiger. Für die Prozessluft zwischen dem Verflüssiger und der Wäschetrommel ist im Prozessluftkanalteil eine Zusatzheizung angeordnet.
Die 10 2008 044 277 A1 beschreibt einen Trockner mit einer Trocknungskammer für die zu trocknenden Gegenstände, einem Prozessluftkanal, einem Gebläse im Prozessluftkanal, einer Wärmepumpe mit einer Wärmesenke und einer mit dem Prozessluftkanal thermisch gekoppelten Wärmequelle, sowie einer elektrischen Heizung, welche in direkter Nachbarschaft zur Wärmequelle angeordnet ist, wobei ein erster Abstand zwischen der elektrischen Heizung und der Wärmequelle kleiner ist als ein zweiter Abstand zwischen der elektrischen Heizung und einem Eingang für die Prozessluft in die Trocknungskammer. Hierbei bedeutet „in direkter Nachbarschaft zur Wärmequelle“ insbesondere, dass sich zwischen der Wärmequelle und der elektrischen Heizung keine weitere Komponente des Trockners befindet, so dass die Prozessluft von der Wärmequelle über den Prozessluftkanal direkt zur elektrischen Heizung fließt.
Die DE 10 2012 212 159 A1 beschreibt ein Abluft-Wäschetrocknungsgerät, aufweisend einen Lufteinlasskanal, der von außen zu einem heizbaren Wäschebehandlungsraum führt, einen Luftauslasskanal, der von dem Wäschebehandlungsraum nach außen (A) führt, ein Wärmerückgewinnungsaggregat zum Übertragen von Wärme von dem Luftauslasskanal auf den Lufteinlasskanal und eine an dem Lufteinlasskanal angeordnete Zusatzheizung, wobei das Wärmerückgewinnungsaggregat eine regelbare Wärmepumpe ist.
Vor diesem Hintergrund war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Trockner mit einer Wärmepumpe und einer Zusatzheizung bereitzustellen, bei dem die Trocknungszeit weiter verringert werden kann. Vorzugsweise soll auch die verwendete Energie effizienter eingesetzt werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch einen Trockner mit den Merkmalen des entsprechenden unabhängigen Patentanspruchs sowie das Verfahren des entsprechenden unabhängigen Patentanspruchs. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Trockners sind in entsprechenden abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Trockners entsprechen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt, auch wenn dies hierin nicht explizit festgestellt ist.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Trockner mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkanal, einem Gebläse im Prozessluftkanal, einem Wärmepumpenkreislauf, in dem ein Kältemittel zirkuliert, umfassend als Komponenten einen Verdampfer, einen Verflüssiger, eine Drossel und einen Kompressor, wobei der Verdampfer, der Verflüssiger und die Zusatzheizung jeweils mit dem Prozessluftkanal thermisch gekoppelt sind, und wobei die Zusatzheizung thermisch mit dem Wärmepumpenkreislauf gekoppelt ist.
Hierin bedeutet „thermisch gekoppelt“ im Allgemeinen, dass Verdampfer, Verflüssiger, Zusatzheizung und Prozessluftkanal so ausgestaltet und voneinander beabstandet sind, dass jeweils ein direkter Wärmeaustausch erfolgen kann.
Der erfindungsgemäße Trockner weist im Allgemeinen auch eine Steuereinrichtung auf, welche die Durchführung von im Trockner durchzuführenden Programmen steuert. Insbesondere ist die Steuereinrichtung auch eingerichtet, um das Zusammenwirken von Wärmepumpenkreislauf und Zusatzheizung zu steuern. Hierzu gehört insbesondere auch die Steuerung des unten näher beschriebenen Verfahrens zum Betrieb des erfindungsgemäßen Trockners.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Trockners beträgt ein Abstand zwischen einer Komponente des Wärmepumpenkreislaufs und der Zusatzheizung weniger als 1 cm, mehr bevorzugt weniger als 0,5 cm und noch mehr bevorzugt weniger als 0,1 cm.
Im erfindungsgemäßen Trockner ist es ganz besonders bevorzugt, dass die Zusatzheizung eine Komponente des Wärmepumpenkreislaufs berührt.
Die Komponente des Wärmepumpenkreislaufes ist insbesondere der Verflüssiger.
Das im Wärmepumpenkreislauf eingesetzte Kältemittel ist üblicherweise ein kurzkettiger fluorierter Kohlenwasserstoff oder ein Gemisch aus solchen Verbindungen, insbesondere wie die einschlägig bekannten Substanzen R134a und R407C. Auch Propan, üblicherweise als R290 bezeichnet, kommt als Kältemittel in Betracht.
Die Zusatzheizung ist erfindungsgemäß nicht eingeschränkt, solange ein direkter Wärmeaustausch mit dem Wärmepumpenkreislauf und dem Prozessluftkanal erfolgen kann. Vorzugsweise ist die Zusatzheizung eine elektrische Heizung oder eine Gasheizung und mehr bevorzugt eine elektrische Heizung.
Die elektrische Heizung in einem Trockner kann prinzipiell als offene oder geschlossene Heizung (z.B. eine offene Wendelheizung) ausgeführt sein, wobei „offen“ bedeutet, dass die Erwärmung der Prozessluft über ein unter einer elektrischen Spannung stehendes Teil erfolgt, während „geschlossen“ bedeutet, dass die Erwärmung der Prozessluft über ein nicht elektrische Spannung führendes Teil erfolgt, das wiederum durch ein elektrische Spannung führendes Teil erwärmt wird.
Im Allgemeinen ist eine im erfindungsgemäßen Trockner als Zusatzheizung eingesetzte elektrische Heizung eine geschlossene Heizung, z.B. ein Rohrheizkörper, in dem ein unter elektrischem Strom stehendes Teil von einer Keramik umhüllt ist, oder eine PTC-Heizung. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn als geschlossene Heizung eine PTC(positive temperature coefficient)-Heizung verwendet wird. Diese hat den Vorteil einer vergleichsweise geringen Oberflächentemperatur. Außerdem führt die besondere Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstands bei PTC-Heizungen (zunächst ein Abfall des elektrischen Widerstands mit zunehmender Temperatur, gefolgt von einem scharfen Anstieg des elektrischen Widerstands bei weiterer Temperaturerhöhung) zu einer besonders sicheren Regelbarkeit der elektrischen Heizung.
Eine PTC-Heizung kann insbesondere in einem als Ablufttrockner ausgestalteten Trockner vorteilhaft eingesetzt werden, da bei diesem flusenfreie Umgebungsluft, z.B. aus einem Aufstellraum des Trockners, angesaugt und erwärmt wird. Dies ist besonders vorteilhaft, weil eine PTC-Heizung aufgrund ihres Aufbaus, insbesondere, wenn sie Lamellen umfasst, zur Verflusung neigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Verdampfer und eine elektrische Heizung als Zusatzheizung in einem gemeinsamen Bauteil angeordnet. Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn eine geschlossene elektrische Heizung verwendet wird.
Entsprechend ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die elektrische Heizung eine geschlossene Heizung. Dabei ist es wiederum bevorzugt, dass die geschlossene Heizung eine PTC(positive temperature coefficient)-Heizung ist.
Die Zusatzheizung ist erfindungsgemäß insbesondere mit dem Verflüssiger des Wärmepumpenkreislaufes thermisch gekoppelt. Hierzu kann sich die Zusatzheizung an verschiedenen Stellen des Verflüssigers befinden, in einem ausreichend geringen Abstand oder aber wärmeleitend angebracht. Beispielsweise kann die Zusatzheizung vorteilhaft an einem Verflüssigereingang und/oder einem Verflüssigerausgang im Prozessluftkanal angeordnet sein. Besteht die Zusatzheizung aus mehreren getrennt schaltbaren Heizungsteilen, kann so der Verflüssiger wie gewünscht, d.h. an gewünschten Stellen im Verflüssiger und/oder in unterschiedlichem Ausmaß, erhitzt werden. Dabei ist auch eine Anpassung auf ein jeweils im Trockner durchgeführtes Trocknungspro gramm sowie eine darin stattfindende Programmphase, z.B. eine Aufheizphase, in welcher eine bestimmte Temperatur der Prozessluft erreicht werden soll, oder eine quasistationäre Trocknungsphase, in welcher eine bestimmte Temperatur der Prozessluft aufrecht erhalten werden soll, möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Trockners ist der Verflüssiger ein Single-Tube-Wärmetauscher mit einem mehrere Rohrschleifen aufweisenden gebogenen Verflüssigerrohr. Hierbei ist es wiederrum bevorzugt, dass das Verflüssigerrohr mehrere 180°-Bögen und diese verbindende geradlinige Rohrabschnitte umfasst. Am Single-Tube-Wärmetauscher sind vorzugsweise Wärmeleitplatten angebracht. Dies ermöglicht eine Vergrößerung der zum Wärmeaustausch mit der Prozessluft zur Verfügung stehenden Fläche des Verflüssigers. Beispielsweise kann das Verflüssigerrohr in eine oder mehrere der Wärmeleitplatten eingerastet oder auf sonstige Weise direkt wärmeleitend verbunden sein. Beispielsweise können im Single-Tube-Wärmetauscher Wärmeleitplatten so angebracht sein, dass mindestens eine Wärmeleitplatte parallel zu einem geradlinigen Rohrabschnitt angebracht ist und mindestens eine Wärmeleitplatte senkrecht hierzu, derart, dass die 180°-Bögen durch Öffnungen in der senkrecht angeordneten Wärmeplatte ragen.
Die Wärmeleitplatten sind im Allgemeinen voneinander beabstandet, so dass Prozessluft durch einen Zwischenraum zwischen den Wärmeleitplatten strömen kann. Dabei sind insbesondere die parallel zu einem geradlinigen Rohrabschnitt angeordneten Wärmeleitplatten entlang ihrer langen Seite voneinander beabstandet. Der Abstand der Wärmeleitplatten beträgt dabei im Allgemeinen weniger als 1 cm, mehr bevorzugt zwischen 1 und 5 mm und ganz besonders bevorzugt zwischen 2 und 3 mm.
Ein solcher Single-Tube-Wärmetauscher ist im Prozessluftkanal im Allgemeinen so angeordnet, dass die Prozessluft in Richtung auf die parallelen Wärmeleitplatten und/oder den Zwischenraum strömt und bereits an den Wärmeleitplatten oder beim Durchströmen durch den Zwischenraum oder danach durch das verflüssigte Kältemittel im Verflüssigerrohr aufgeheizt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist im Zwischenraum eine elektrische Zusatzheizung angebracht. Vorzugsweise ist die Zusatzheizung dabei entlang der Wärmeleitplatte, also im Wesentlichen parallel zu den geradlinigen Rohrabschnitten, angebracht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird im Trockner ein Wärmepumpenkreislauf verwendet, bei dem der Kompressor ein leistungsvariabler Kompressor ist.
In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Trockners kann der Kompressor ein solcher mit einer festen Leistung sein, der also nur durch Ein- und Ausschalten geregelt werden kann, oder aber ein leistungsvariabler Kompressor sein. Bevorzugt ist der Kompressor ein leistungsvariabler Kompressor. Dann kann der leistungsvariable Kompressor mit einer Leistung P in Abhängigkeit von einer gewünschten Aufheizzeit den Messwerten des Thermopilearrays betrieben werden, wobei die Temperatur eines Kältemittels im Wärmepumpenkreislauf vorzugsweise innerhalb eines Bereiches T_KM ¹ ≤ T_KM ≤ T_KM ² liegt. THierbei kann auch mit einem Temperatursensor S_AR im oder am Trockner eine Temperatur T_R im Aufstellraum AR gemessen werden und für die Steuerung des leistungsvariablen Kompressors berücksichtigt werden.
Bevorzugt wird in Ausführungsformen der Erfindung, bei denen eine Wärmepumpe mit einem leistungsvariablen Kompressor eingesetzt wird, ein drehzahlgeregelter Kompressor eingesetzt, dessen Drehzahl ω_K in Abhängigkeit von der gewünschten Kompression und damit Erwärmung variiert.
Vorzugsweise wird bei der vorliegenden Erfindung eine Drehzahl ω_K eines drehzahlvariablen Kompressors in Abhängigkeit von einer gemessenen Temperatur T_R anhand eines in der Steuereinrichtung hinterlegten Zusammenhangs zwischen der Drehzahl ω_K und der gemessenen Temperatur T_R variiert, wobei die Drehzahl ω_K mit zunehmender Temperatur T_R abnimmt.
Der in Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Trockners eingesetzte Kompressor ist nicht besonders beschränkt. Geeignete Kompressoren sind beispielsweise Schraubenkompressoren und Rollkolbenkompressoren. Erfindungsgemäß bevorzugt ist der eingesetzte Kompressor ein Rollkolbenkompressor.
Der erfindungsgemäße Trockner enthält im Allgemeinen Sensoren zur Überwachung der Temperatur des Kältemittels, da im Allgemeinen darauf zu achten ist, dass die Temperatur des Kältemittels einen maximal zulässigen Wert T_lim nicht überschreitet, um Schädigungen des Trockners zu vermeiden. Außerdem soll der Trockner möglichst so betrieben werden, dass sich die Temperatur des Kältemittels in einem optimalen Bereich befindet. Zur Überwachung eignen sich insbesondere Temperatursensoren, beispielsweise an einer geeigneten Stelle im Wärmepumpenkreislauf und/oder im Prozessluftkanal. Die Steuereinrichtung ist im Allgemeinen zur Registrierung und Verarbeitung der Sensorsignale eingerichtet.
Der Trockner der Erfindung kann als Umlufttrockner oder als Ablufttrockner ausgestaltet sein. Im Falle des Umlufttrockners ist der Prozessluftkreis im Wesentlichen in sich geschlossen. Ist der Trockner als Ablufttrockner ausgestaltet, ist der Prozessluftkreis offen, wobei dann, wenn die aus dem Prozessluftkreis abzuführende Prozessluft mit Feuchtigkeit beladen ist, gegebenenfalls Sorge getragen werden muss, dass diese abzuführende Prozessluft nicht einfach in ein geschlossenes Gebäude, im welchem der Trockner aufgestellt ist, entlassen wird, sondern über ein geeignetes Lüftungssystem, im einfachsten Fall einen entsprechenden Schlauch, aus dem Gebäude abgeführt wird.
Der erfindungsgemäße Trockner weist vorzugsweise ein akustisches und/oder optisches Anzeigemittel zur Anzeige von einem oder mehreren Betriebszuständen auf. Ein optisches Anzeigemittel kann beispielsweise ein Flüssigkristalldisplay sein, auf dem bestimmte Aufforderungen oder Hinweise angegeben sind. Es können zudem oder alternativ Leuchtdioden in einer oder mehreren Farben aufleuchten.
Neben der Angabe von allgemein ein Trocknungsprogramm betreffenden Angaben wie z.B. restliche Trocknungszeit könnte auch angezeigt werden, ob oder inwieweit sich die Kältemitteltemperatur in einem optimalen Bereich befindet. Außerdem kann angezeigt werden, inwieweit der Trockner in einem Eco-Modus arbeitet, als unter ausschließlicher Verwendung einer Heizung mit der Wärmepumpe.
Im Allgemeinen sind in der Steuereinrichtung maximal zulässige Werte für die Temperatur von Kältemittel und/oder Prozessluft hinterlegt und die Steuereinrichtung ist eingerichtet, um den Trockner bei Überschreiten des jeweils maximal zulässigen Wertes abzuschalten und/oder das Überschreiten des maximal zulässigen Wertes auf einer Anzeigevorrichtung des Kondensationstrockners anzuzeigen.
Der erfindungsgemäße Trockner kann einen Luft-Luft-Wärmetauscher umfassen, der vorzugsweise abnehmbar ausgeführt ist. Dies ist besonders vorteilhaft, da ein abnehmbarer Wärmetauscher leichter von Flusen gereinigt werden kann.
Da mit fortschreitendem Trocknungsgrad der im Trockner zu trocknenden Gegenstände die notwendige Energie für das Trocknen abnimmt, ist es zweckmäßig, die Heizung durch Verflüssiger und Zusatzheizung entsprechend zu regeln, d.h. mit fortschreitendem Trocknungsgrad deren Heizleistung zu vermindern, um ein Gleichgewicht zwischen der zugeführten und der notwendigen Trocknungsenergie aufrecht zu erhalten.
Mit zunehmendem Trocknungsgrad der zu trocknenden Gegenstände, insbesondere Wäsche, wird somit eine geringere Heizleistung oder sogar eine zunehmende Kühlleistung der Wärmepumpe erforderlich. Insbesondere würde nach einer abgeschlossenen Trocknungsphase die Temperatur im Prozessluftkreis stark ansteigen. Im Allgemeinen werden daher die Wärmepumpe und die Zusatzheizung im Trockner so geregelt, dass in der Trocknungskammer eine maximal zulässige Temperatur nicht überschritten wird.
Vorzugsweise sind die Steuerung der Wärmepumpe und die Steuerung der Zusatzheizung, insbesondere der elektrischen Heizung, in die üblicherweise vorhandene Steuereinrichtung des Trockners integriert.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn Prozessluft und Kühlluft bzw. Prozessluft und Kältemittel in der Wärmepumpe jeweils in einem Kreuz- bzw. Gegenstromverfahren durch die entsprechenden Wärmetauscher geführt werden.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkanal, einem Gebläse im Prozessluftkanal, einem Wärmepumpenkreislauf, in dem ein Kältemittel zirkuliert, umfassend als Komponenten einen Verdampfer, einen Verflüssiger, eine Drossel und einen Kompressor, wobei der Verdampfer, der Verflüssiger und die Zusatzheizung mit dem Prozessluftkanal thermisch gekoppelt sind, und auch die Zusatzheizung thermisch mit dem Wärmepumpenkreislauf gekoppelt ist, wobei der Wärmepumpenkreislauf durch die Zusatzheizung erwärmt wird und Prozessluft zumindest teilweise sowohl durch die Zusatzheizung als auch durch den Verflüssiger erwärmt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens wird die Prozessluft gleichzeitig durch die Zusatzheizung und den Verflüssiger aufgeheizt, bis eine vorgegebene Temperatur T_set der Prozessluft erreicht ist.
Erfindungsgemäß ist überdies ein Verfahren bevorzugt, bei dem ein Wärmepumpenkreislauf mit einem leistungsvariablen Kompressor betrieben wird und die Prozessluft bei maximaler Leistung des leistungsvariablen Kompressors gleichzeitig durch die Zusatzheizung und den Verflüssiger aufgeheizt wird, um möglichst rasch eine vorgegebene Temperatur T_set der Prozessluft zu erreichen.
Die vorgegebene Temperatur T_set kann unterschiedlich gewählt sein. So kann es beispielsweise die Temperatur sein, welche in einer Aufheizphase des Trockners erreicht werden soll, bevor zu einer quasistationären Trocknungsphase übergegangen wird. Diese Temperatur ist im Allgemeinen so gewählt, dass sich die Temperatur des Kältemittels in einem optimalen Bereich befindet, um einen möglichst effizienten und geräteschonenden Betrieb des Trockners zu ermöglichen.
Andererseits kann T_set auch höher gewählt sein, wenn beispielsweise ein Hygieneschritt durchgeführt werden soll, um beispielsweise Mikroorganismen in Wäschestücken abzutöten. Im Allgemeinen ist die Dauer eines solchen Hygieneschrittes kurz, um eine Belastung des Trockners mit einer vergleichsweise hohen Temperatur der Prozessluft auf einen kurzen Zeitraum zu beschränken.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Trocknungszeit durch einen Benutzer des Trockners entsprechend den gerätetechnischen Möglichkeiten weitgehend vorgegeben sein. Zur Umsetzung dieser Trocknungszeit können dann Verflüssiger und Zusatzheizung geeignet zusammen oder getrennt eingesetzt werden. Hierzu kann in Ausführungsformen der Erfindung, bei denen im Wärmepumpenkreislauf ein leistungsvariabler Kompressor vorhanden ist, auch dieser mit herangezogen werden. Soll eine möglichst kurze Trocknungszeit realisiert werden, so werden sowohl Verflüssiger als auch Zusatzheizung mit ihrer jeweils maximalen Heizwirkung eingesetzt, wobei ein ggf. vorhandener leistungsvariabler Kompressor dann ebenfalls mit höchster Leistung betrieben wird. Dabei wird aber im Allgemeinen darauf geachtet, dass die Temperatur des Kältemittels einen maximal zulässigen Wert T_lim nicht überschreitet, um Schädigungen des Trockners zu vermeiden.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren bevorzugt, bei dem die Steuerung des Trockners so erfolgt, dass die Leistung eines leistungsvariablen Kompressors derart variiert wird, dass sich die Temperatur des Kältemittels innerhalb eines vorgegebenen Bereiches befindet oder eine maximal mögliche Temperatur des Kältemittels sehr rasch erreicht wird.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass ein Trockner bereitgestellt wird, der kürzere Trocknungszeiten und höhere Temperaturen in einer Trommel als Trocknungskammer ermöglicht. Dabei ist eine optimierte Ausnutzung des Bauraums möglich. Die höheren Temperaturen können ohne eine Schädigung des Kompressors des Wärmepumpenkreislaufes erreicht werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen für den Trockner und ein diesen Trockner einsetzendes Verfahren. Dabei wird Bezug genommen auf die 1 bis 3.
1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Trockner gemäß einer ersten Ausführungsform, bei welcher der Trockner als Ablufttrockner ausgestaltet ist.
2 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Trockner gemäß einer zweiten Ausführungsform, bei welcher der Trockner als Umlufttrockner ausgestaltet ist.
3 zeigt eine räumliche Ansicht eines in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trockners verwendeten beheizten Verflüssigers einer eingesetzten Wärmepumpe.
1 zeigt einen senkrecht geschnittenen Trockner 1 gemäß einer ersten Ausführungsform, bei welcher der Trockner 1 als Ablufttrockner ausgestaltet ist und ein Gebläse 12 vor einem Abluftausgang 16 angeordnet ist. Der Trockner 1 weist eine um eine horizontale Achse drehbare Trommel 3 als Trocknungskammer 3 auf, innerhalb welcher Mitnehmer 4 zur Bewegung von Wäsche während einer Trommeldrehung befestigt sind. Prozessluft wird mittels des Gebläses 12 ausgehend von einem Zulufteingang 15 durch die Trommel 3 sowie eine Wärmepumpe 18, 19, 20, 21 in einem Prozessluftkanal 2 geführt. Nach Durchgang durch die Trommel 3 wird die feuchte, warme Prozessluft abgekühlt und nach Kondensation der in der Prozessluft enthaltenen Feuchtigkeit in einem Verdampfer 18 der Wärmepumpe 18, 19, 20, 21 über einen Abluftausgang 16 in den Aufstellraum des Trockners 1 geleitet.
Die Erwärmung der Prozessluft erfolgt hierbei mit einem Verflüssiger 19 der Wärmepumpe 18, 19, 20, 21 sowie mit einer thermisch mit dem Verflüssiger 19 gekoppelten elektrischen Heizung 11 als Zusatzheizung. Die Zusatzheizung ist hierbei auf beiden Seiten des Verflüssigers 19 angeordnet. D.h., dass die elektrische Heizung 11 im Prozessluftkanal 2 an einem Verflüssigereingang 22 und einem Verflüssigerausgang 23 angeordnet ist, so dass das im Wärmepumpenkreislauf fließende Kältemittel an verschiedenen Stellen aufgeheizt werden kann. Der Abstand 13 zwischen der elektrischen Heizung 11 und dem Verflüssiger 19 ist dabei so gewählt, dass durch die elektrische Heizung 11 eine Erwärmung des Verflüssigers 19 vorgenommen werden kann, also eine thermische Kopplung gegeben ist. Bei der hier gezeigten Ausführungsform berührt die elektrische Heizung 11 den Verflüssiger 20. Die elektrische Heizung 11 ist hierbei als längliche PTC-Heizung ausgestaltet.
Die erwärmte Prozessluft wird von hinten, das heißt 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 der die Befüllöffnung verschließenden Tür 5. Anschließend wird der Luftstrom in der Tür 5 nach unten umgelenkt und im Luftkanal 2 weiter zum Verdampfer 18 der Wärmepumpe 18, 19, 20, 21 geführt, wo sie abgekühlt wird. Ein in der Wärmepumpe 18, 19, 20, 21 zirkulierendes Kältemittel wird dazu im Verdampfer 18 verdampft und über einen Kompressor 20, welcher es komprimiert und durch die Wärmepumpe 18, 19, 20, 21 treibt, zum Verflüssiger 19 geleitet. Der Kompressor 20 kann ein leistungsvariabler Kompressor oder ein Kompressor mit einer festen Leistung sein. Im Verflüssiger 19 verflüssigt sich das Kältemittel unter Wärmeabgabe an die Prozessluft. Das nun in flüssiger Form vorliegende Kältemittel wird anschließend über eine Drossel 21 wiederum zum Verdampfer 18 geleitet, wo es erneut verdampft, wodurch der Kältemittelkreis geschlossen ist. Unterhalb des Verdampfers 18 befindet sich eine Kondensatwanne 24, in der das bei der Abkühlung der feuchtwarmen Prozessluft anfallende Kondensat aufgefangen wird. Das Kondensat kann beispielsweise durch mechanisches Entleeren oder durch Abpumpen aus der Kondensatwanne 24 entsorgt werden.
Der Teil des Prozessluftkanals 2 vom Zulufteingang 15 bis zur Trommel 3 wird auch als Zuluftkanal bezeichnet, und der Teil des Prozessluftkanals 2 von der Trommel 3 bis zum Abluftausgang 16 als Abluftkanal.
Die Trommel 3 wird in der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform am hinteren Boden mittels eines Drehlagers und vorne mittels eines Lagerschildes 7 gelagert, wobei die Trommel 3 mit einer Krempe auf einem Gleitstreifen 8 am Lagerschild 7 aufliegt und so am vorderen Ende gehalten wird.
Die Steuerung des Trockners 1 erfolgt über eine Steuereinrichtung 10, die vom Benutzer über eine Bedieneinheit 9 geregelt werden kann. Mittels einer Anzeigevorrichtung 17 können verschiedene Zustände des Trockners 1 optisch oder akustisch dargestellt werden.
Im Trockner 1 der ersten Ausführungsform kann ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden, bei dem der Wärmepumpenkreislauf 18, 19, 20, 21 durch die Zusatzheizung 11 erwärmt wird und Prozessluft zumindest teilweise sowohl durch die Zusatzheizung 11 als auch durch den Verflüssiger 19 erwärmt wird. Bei der gezeigten Ausführungsform wird die Prozessluft gleichzeitig durch die Zusatzheizung 11 und den Verflüssiger 19 aufgeheizt, bis eine vorgegebene Temperatur T_set der Prozessluft erreicht ist. Außerdem wird der Wärmepumpenkreislauf 18, 19, 20, 21 mit einem leistungsvariablen Kompressor 20 betrieben und die Prozessluft bei maximaler Leistung des leistungsvariablen Kompressors 20 gleichzeitig durch die Zusatzheizung 11 und den Verflüssiger 19 aufgeheizt wird, um möglichst rasch eine vorgegebene Temperatur T_set der Prozessluft zu erreichen. In einer Variante des Verfahrens ist diese Temperatur ausreichend hoch, um Mikroorganismen abtöten zu können.
2 zeigt einen senkrecht geschnittenen Trockner 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform, bei welcher der Trockner 1 als Umlufttrockner ausgestaltet ist und ein Gebläse 12 im Prozessluftkanal 2 vor der elektrischen Heizung 11 und dem Verflüssiger 19 angeordnet ist.
Die Erwärmung der Prozessluft erfolgt hierbei mit einem Verflüssiger 19 der Wärmepumpe 18, 19, 20, 21 sowie mit einer thermisch mit dem Verflüssiger 19 gekoppelten elektrischen Heizung 11 als Zusatzheizung. Die Zusatzheizung ist hierbei auf beiden Seiten des Verflüssigers 20 angeordnet. D.h., dass die elektrische Heizung 11 im Prozessluftkanal 2 an einem Verflüssigereingang 22 und einem Verflüssigerausgang 23 angeordnet ist, so dass das im Wärmepumpenkreislauf fließende Kältemittel an verschiedenen Stellen aufgeheizt werden kann. Der Abstand 13 zwischen der elektrischen Heizung 11 und dem Verflüssiger 19 ist dabei so gewählt, dass durch die elektrische Heizung 11 eine Erwärmung des Verflüssigers 19 vorgenommen werden kann, also eine thermische Kopplung gegeben ist. Bei der hier gezeigten Ausführungsform berührt die elektrische Heizung 11 den Verflüssiger 19.
Der einzige Unterschied zwischen der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform und der in 2. gezeigten zweiten Ausführungsform besteht daher in der Führung der Prozessluft, d.h. in der Ausgestaltung des Prozessluftkanals 2, der in der zweiten Ausführungsform im Unterschied zu der ersten Ausführungsform als Prozessluftkreislauf ausgestaltet ist.
3 zeigt eine räumliche Ansicht eines in einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trockners verwendeten beheizten Verflüssigers einer eingesetzten Wärmepumpe.
Der in 3 gezeigte Verflüssiger 19 ist ein Single-Tube-Wärmetauscher mit einem mehrere Rohrschleifen aufweisenden gebogenen Verflüssigerrohr 25, wobei dieses hier mehrere 180°-Bögen und diese verbindende geradlinige Rohrabschnitte umfasst. Am Single-Tube-Wärmetauscher 19 sind Wärmeleitplatten 26 angebracht. Diese ermöglichen eine Vergrößerung der zum Wärmeaustausch mit der Prozessluft zur Verfügung stehenden Fläche des Verflüssigers 19. Die Fließrichtung der Prozessluft ist durch offene Pfeile angezeigt. Bei der hier gezeigten dritten Ausführungsform ist das Verflüssigerrohr 25 in eine oder mehrere der Wärmeleitplatten 26 eingerastet, um eine möglichst gut wärmeleitende Verbindung herzustellen. Dabei sind die Wärmeleitplatten 26 im Single-Tube-Wärmetauscher 19 so angebracht, dass mindestens eine Wärmeleitplatte 26 parallel zu einem geradlinigen Rohrabschnitt angebracht ist (Wärmeleitplatte 26‘) und mindestens eine Wärmeleitplatte senkrecht hierzu (Wärmeleitplatte 26‘‘), derart, dass die 180°-Bögen durch Öffnungen in der senkrecht angeordneten Wärmeplatte 26‘‘ ragen.
Die Wärmeleitplatten 26 sind voneinander beabstandet, so dass die Prozessluft durch Zwischenräume 29 zwischen den Wärmeleitplatten 26 strömen kann. Dabei sind die parallel zu einem geradlinigen Rohrabschnitt angeordneten Wärmeleitplatten 26 bzw. 26‘ entlang ihrer langen Seite voneinander beabstandet. Der Abstand der Wärmeleitplatten und damit die Breite des Zwischenraumes 29 beträgt vorliegend 2,5 mm.
Der Single-Tube-Wärmetauscher 19 ist im hier ansonsten nicht weiter gezeigten Prozessluftkanal so angeordnet, dass die Prozessluft in Richtung auf die parallelen Wärmeleitplatten 26 und den Zwischenraum 29 strömt und bereits an den Wärmeleitplatten 26 oder beim Durchströmen durch den Zwischenraum 29 oder danach durch das verflüssigte Kältemittel im Verflüssigerrohr 25 aufgeheizt wird.
Im Zwischenraum 29 ist bei der dritten Ausführungsform eine elektrische Zusatzheizung 11 angebracht, wobei die Zusatzheizung 11 entlang der Wärmeleitplatte 26‘, also im Wesentlichen parallel zu den geradlinigen Rohrabschnitten, angebracht ist.
Bezugszeichenliste

1: Trockner
2: Prozessluftkanal
3: Trommel, Trocknungskammer
4: Mitnehmer
5: Tür
6: Flusensieb
7: Lagerschild
8: Gleitstreifen
9: Bedieneinheit
10: Steuereinrichtung
11: Elektrische Heizung, Zusatzheizung
12: Gebläse
13: Abstand zwischen elektrischer Heizung und Verflüssiger
14: Temperatursensor im Wärmepumpenkreislauf (Kältemittelkreislauf)
15: Zulufteingang
16: Abluftausgang
17: Anzeigevorrichtung
18: Verdampfer
19: Verflüssiger
20: (leistungsvariabler oder leistungskonstanter) Kompressor
21: Drossel
22: Verflüssigereingang im Prozessluftkanal
23: Verflüssigerausgang im Prozessluftkanal
24: Kondensatwanne
25: Verflüssigerrohr; Single-Tube-Wärmetauscher
26: Wärmeleitplatten
27: Kältemitteleingang
28: Kältemittelausgang
29: Zwischenraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2007/077084 A1 [0003]
WO 2007/113081 A1 [0003]
WO 2007/141166 A1 [0003, 0008]
WO 2008/052906 A2 [0003]
WO 2008/077792 A1 [0003]
WO 2008/086933 A1 [0003, 0008]
GB 2375812 A [0009]
EP 1154065 B1 [0010]
DE 4216106 A1 [0011]
DE 102012212159 A1 [0013]

Claims

Trockner (1) mit einer Trocknungskammer (3) für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkanal (2), einem Gebläse (12) im Prozessluftkanal (2), einem Wärmepumpenkreislauf (18, 19, 20, 21), in dem ein Kältemittel zirkuliert, umfassend als Komponenten einen Verdampfer (18), einen Verflüssiger (19), eine Drossel (21) und einen Kompressor (20), wobei der Verdampfer (18), der Verflüssiger (19) und die Zusatzheizung (11) jeweils mit dem Prozessluftkanal (2) thermisch gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzheizung (11) thermisch mit dem Wärmepumpenkreislauf (18, 19, 20, 21) gekoppelt ist.
Trockner (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (13) zwischen einer Komponente des Wärmepumpenkreislaufs (18, 19, 20, 21) und der Zusatzheizung (11) weniger als 1 cm beträgt.
Trockner (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzheizung (11) eine Komponente des Wärmepumpenkreislaufs (18, 19, 20, 21) berührt.
Trockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente der Verflüssiger (19) ist.
Trockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzheizung (11) eine elektrische Heizung (11) oder eine Gasheizung ist.
Trockner (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Heizung (11) eine geschlossene Heizung (11) ist.
Trockner (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossene Heizung (11) eine PTC(positive temperature coefficient)-Heizung (11) ist.
Trockner (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzheizung (11) an einem Verflüssigereingang (22) und/oder einem Verflüssigerausgang (23) im Prozesssluftkanal (2) angeordnet ist.
Trockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verflüssiger (19) ein Single-Tube-Wärmetauscher mit einem mehrere Rohrschleifen aufweisenden gebogenen Verflüssigerrohr (25) ist.
Trockner (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verflüssigerrohr (25) mehrere 180°-Bögen und diese verbindende geradlinige Rohrabschnitte umfasst.
Trockner (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Single-Tube-Wärmetauscher (19) Wärmeleitplatten (26) angebracht sind.
Trockner (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitplatten (26) voneinander beabstandet sind, so dass Prozessluft durch einen Zwischenraum (29) zwischen den Wärmeleitplatten (26) strömen kann.
Trockner (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum (29) eine elektrische Zusatzheizung (11) angebracht ist.
Trockner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (20) ein leistungsvariabler Kompressor (20) ist.
Verfahren zum Betrieb eines Trockners (1) mit einer Trocknungskammer (3) für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkanal (2), einem Gebläse (12) im Prozessluftkanal (2), einem Wärmepumpenkreislauf (18, 19, 20, 21), in dem ein Kältemittel zirkuliert, umfassend als Komponenten einen Verdampfer (18), einen Verflüssiger (19), eine Drossel (21) und einen Kompressor (20), wobei der Verdampfer (18), der Verflüssiger (19) und die Zusatzheizung (11) jeweils mit dem Prozessluftkanal thermisch gekoppelt sind, wobei die Zusatzheizung (11) thermisch mit dem Wärmepumpenkreislauf (18, 19, 20, 21) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmepumpenkreislauf (18, 19, 20, 21) durch die Zusatzheizung (11) erwärmt wird und Prozessluft zumindest teilweise sowohl durch die Zusatzheizung (11) als auch durch den Verflüssiger (19) erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessluft gleichzeitig durch die Zusatzheizung (11) und den Verflüssiger (19) aufgeheizt wird, bis eine vorgegebene Temperatur T_set der Prozessluft erreicht ist.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmepumpenkreislauf (18, 19, 20, 21) mit einem leistungsvariablen Kompressor (20) betrieben wird und die Prozessluft bei maximaler Leistung des leistungsvariablen Kompressors (20) gleichzeitig durch die Zusatzheizung (11) und den Verflüssiger (19) aufgeheizt wird, um möglichst rasch eine vorgegebene Temperatur T_set der Prozessluft zu erreichen.