DE102018206629A1

DE102018206629A1 - Trockner und Verfahren zum Betrieb eines Trockners

Info

Publication number: DE102018206629A1
Application number: DE102018206629.9A
Authority: DE
Inventors: Wolf-Peter Graeser; Joachim Krause
Original assignee: Lavatec Laundry Technology GmbH
Current assignee: Lavatec Laundry Technology GmbH
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2019-10-31
Also published as: EP3784830B1; ES2949791T3; DK3784830T3; EP3784830A1; WO2019206383A1; US11976409B2; FI3784830T3; US20210230792A1

Abstract

Ein Trockner mit einer Aufnahme (4) für Trocknungsgut, einer Luftführung zur Führung von Umluft (12) und/oder Frischluft (5) zu der Aufnahme (4), einer Heizeinrichtung (19) und mindestens einem Sensor (13, 17) zur Bestimmung von relativer Luftfeuchtigkeit und/oder Temperatur, wobei die Luftführung mindestens ein Einstellelement (9, 11) umfasst, so dass der zu der Aufnahme (4) geführte Umluftanteil über das Einstellelement (9, 11) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- oder Regelungseinrichtung angeordnet ist, so dass der zu der Aufnahme geleitete Umluftanteil und/oder die Heizleistung der Heizeinrichtung (19) während des Trocknungsprozesses steuerbar oder regelbar ist. Weiterhin ist ein Verfahren zum Betrieb eines Trockner angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft einen Trockner mit einer Aufnahme für Trocknungsgut, einer Luftführung zur Führung von Umluft und/oder Frischluft zu der Aufnahme, einer Heizeinrichtung und mindestens einem Sensor zur Bestimmung von relativer Luftfeuchtigkeit und/oder Temperatur, wobei die Luftführung mindestens ein Einstellelement umfasst, so dass der zu der Aufnahme geführte Umluftanteil über das Einstellelement veränderbar ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines erfindungsgemäßen Trockners.
Trockner der eingangs genannten Art sind aus der Praxis bekannt und existieren in unterschiedlichen Ausführungsformen. Hierzu wird lediglich beispielhaft auf das Dokument WO 2016/184462 A1 verwiesen.
Generell wird nach dem Waschprozess mit mechanischer Entwässerung das Restwasser aus den Textilien unter Wärmeeinwirkung entfernt. Je nach Wäscheart erfolgt dazu im Trommeltrockner (Tumbler) eine Vortrocknung als Vorbereitung für das Mangeln von Flachwäsche oder für das Finishen von Formteilen. Bestimmte Teile (z.B. Frottierware) werden einer „Volltrocknung“ unterzogen. Vor- und Volltrocknung unterscheiden sich durch den Wassergehalt (Restfeuchte) der Wäscheteile bei Trocknungsende. Die Textilendrestfeuchte (Wassergehalt bezogen auf die trockene Wäschemasse) liegt je nach Wäscheart und anschließender Behandlungsart zwischen 35% und 50% (Vortrocknung) bzw. 5% und 0% (Volltrocknung). Ein wesentliches Problem bei der Entfernung von Restwasser unter Wärmeeinwirkung mit den bekannten Trocknern besteht in dem äußerst ungünstigen Wirkungsgrad.
Die gewünschte Textilrestfeuchte bestimmt über die dazu erforderliche Trocknungsdauer den Trocknungsenergiebedarf und über durch die Trocknung verursachte Textilschädigung die Lebensdauer der Wäscheteile und damit die wirtschaftliche Situation der meist klein und mittelständisch strukturierten Wäschereibetriebe.
Für die Beheizung der in den Wäschereien gegenwärtig eingesetzten Abluft-Trockner liegen die Energiebedarfswerte bei bis zu 1,5 kWh/kg getrockneten Textils. Dieser, gegenüber dem theoretisch zum Verdampfen des Wassers erforderliche hohe Wärmeenergiebedarf ist darin begründet, dass das poröse Trocknungsgut durch Heißluft erwärmt wird, die mittels Gebläse an die Textilien geführt wird und gleichzeitig den Abtransport des verdampften Wassers übernimmt. Aufgrund geringerer Kosten für Installationsaufwand, der leichteren Regelung der Wärmeenergiezufuhr und des geringeren Energieeinsatzes haben sich direkt gasbeheizte Trockner gegenüber dampfbeheizten Trocknern durchgesetzt. Die elektrische Beheizung wird nur noch in Kleingewerbemaschinen oder für Haushaltsgeräte eingesetzt
Bei den durch die Trocknung verursachten Schädigungen handelt es sich insbesondere um Textilschädigungen wie Änderungen der Textilabmessungen, eine Verringerung des Weißgrads und der Farbe sowie um chemische Schädigungen des Fasersubstrates. Diese Textilschädigungen treten insbesondere durch „Übertrocknen“ der Wäscheteile (Entfernung des bei üblicher Luftfeuchte in Textilien enthaltenen Wassers, bei Baumwolle um 10 %) bei erhöhter Temperatur und Trocknungsdauer auf. Verlängerte Trocknungsdauer - auch bei niedrigen Temperaturen - begünstigt aufgrund intensiver „Trocknungsmechanik“ Faserabrieb.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Trockner sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners derart auszugestalten und weiterzubilden, dass mit konstruktiv einfachen Mitteln eine schonende Trocknung bei geringstmöglichem Energiebedarf ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Danach ist der in Rede stehende Trockner mit einer Aufnahme für Trocknungsgut, einer Luftführung zur Führung von Umluft und/oder Frischluft zu der Aufnahme, einer Heizeinrichtung und mindestens einem Sensor zur Bestimmung von relativer Luftfeuchtigkeit und/oder Temperatur, wobei die Luftführung mindestens ein Einstellelement umfasst, so dass der zu der Aufnahme geführte Umluftanteil über das Einstellelement veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- oder Regelungseinrichtung angeordnet ist, so dass der zu der Aufnahme geleitete Umluftanteil und/oder die Heizleistung der Heizeinrichtung während des Trocknungsprozesses steuerbar oder regelbar ist.
In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, dass der Trocknungsprozess im Hinblick auf Energieeffizienz und Textilschonung erheblich optimierbar ist, wenn der Umluftanteil und/oder die Heizleistung während des Betriebs regelbar bzw. steuerbar ist. Im Konkreten können der Umluftanteil und/oder die Heizleistung von einer Steuer- oder Regelungseinrichtung unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Trocknungsphasen veränderbar sein, wodurch erreicht wird, dass die Trocknung insgesamt bei äußerst hohem Sättigungsgrad der Prozessluft und möglichst geringer Lufttemperatur durchführbar ist. Durch die erfindungsgemäße konstruktive Ausgestaltung wird neben einer hohen Wärmemengenausnutzung erreicht, dass der Trocknungsprozess äußerst textilschonend abläuft, da eine Überhitzung des Trocknungsgutes vermieden wird. Es wird darauf hingewiesen, dass der Umluftanteil innerhalb - beispielsweise in einer Haube - und/oder außerhalb - beispielsweise in Rohren - der Vorrichtung geführt werden kann.
Der Begriff „Frischluft“ bezeichnet im Rahmen dieser Erfindung Umgebungsluft, die dem Trockner, beispielsweise der Aufnahme oder dem Brenner, zugeführt wird.
Der Begriff „Prozessluft“ bezeichnet die während des Trocknungsvorgangs in der Aufnahme enthaltene Luft. Unter „Abluft“ ist die aus der Aufnahme abgeführte Luft zu verstehen. Sofern die Abluft wieder der Aufnahme zugeführt wird und somit einen Teil der Prozessluft bildet, wird sie als „Umluft“ bezeichnet.
Bei dem „Trocknungsgut“ kann es sich um Textilien oder auch um Güter aus anderen Materialien handeln, beispielsweise Gummimatten bzw. Matten aus Polyamid-Flor.
Die „Aufnahme“ kann bei einem Einzeltrockner insbesondere als Trommel ausgebildet sein. Bei einer Ausgestaltung mit mehreren, beispielsweise hinter- bzw. nebeneinander angeordneten Modulen, kann die Aufnahme der gesamten Vorrichtung beispielsweise durch die jeweiligen Trommeln der Module gebildet sein, d.h. auch modular vorliegen.
In vorteilhafter Weise kann es sich bei dem Einstellelement um eine Lüftungsklappe und/oder ein Umluftgebläse handeln. Die Lüftungsklappe kann dabei derart in einer Luftführung angeordnet sein, dass in der geöffneten Stellung der Lüftungsklappe Abluft wieder der Aufnahme zugeführt wird und somit als Umluft dient. In besonders vorteilhafter Weise ist die Lüftungsklappe und ggf. die Luftführung derart ausgelegt, dass in einer vollkommen geöffneten Lüftungsklappenstellung ein Umluftanteil von 100% und in einer geschlossenen Lüftungsklappenstellung ein Umluftanteil von 0% realisierbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann in der Luftführung ein Umluftgebläse angeordnet sein, um der Aufnahme Abluft als Umluft zu zufördern.
Um eine besonders exakte Einstellung des Umluftanteils zu ermöglichen, ist es denkbar, dass die Lüftungsklappenstellung und/oder die Umluftgebläseleistung zumindest im Wesentlichen stufenlos einstellbar ist. Durch diese konstruktive Maßnahme wird eine besonders energieeffiziente Steuerung bzw. Regelung des Trocknungsprozesses ermöglicht. Im Konkreten ist es möglich, dass die Lüftungsklappe mittels eines Stellmotors oder einer Zylinder-Kolben-Einrichtung (bspw. Pneumatikzylinder) bedienbar ist.
In weiter vorteilhafter Weise ist es denkbar, dass der Sensor zur Bestimmung der relativen Abluftfeuchtigkeit der aus der Eingabe abgeführten Abluft dient. Dieser Sensor kann ein Filterelement aufweisen, um den Sensor vor Flusen zu schützen. Als Filterelement kann beispielsweise ein Gewebefilter bzw. Stahlsinterelement, insbesondere mit einer Porengröße von 5 µm, dienen. An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass der Begriff „relative Abluftfeuchtigkeit“ im weitesten Sinne zu verstehen ist, kann die Messung der relativen Luftfeuchtigkeit nämlich auch im Innern der Aufnahme erfolgen und somit die Prozessluft betreffen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Sensor zur Bestimmung der Oberflächentemperatur des Trocknungsgutes angeordnet sein. Beispielsweise kann es sich hierbei um einen Infrarotsensor oder einen beliebigen anderen Temperatursensor handeln. Auch ist es möglich, dass ein kombinierter Temperatur- und Feuchtesensor vorgesehen ist. Auch ist es denkbar, dass ein Sensor zur Bestimmung der Eingangslufttemperatur und/oder der Ausgangslufttemperatur angeordnet ist. Die Eingangsluft ist die Luft, welche in die Aufnahme eingebracht wird, wohingegen die Ausgangsluft die Luft ist, welche aus der Aufnahme abgeleitet wird. Es können somit eine beliebige Kombination der voranstehenden Sensoren angeordnet sein. Bei einer modularen Ausgestaltung kann sich die Anzahl und Funktionsweise der Sensoren der einzelnen Module voneinander unterscheiden, so dass die Sensoren entsprechend der definierten Aufgabe der Module vorgesehen sind. Die Eingangslufttemperatur und/oder die Ausgangslufttemperatur kann bei der Steuerung oder Regelung des Umluftanteils und/oder der Heizleistung berücksichtigt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Regelung des Einstellelements, insbesondere der Lüftungsklappenstellung und/oder des Umluftgebläses, mit der relativen Abluftfeuchtigkeit und/oder mit der Oberflächentemperatur des Trocknungsgutes als Messgröße und dem Umluftanteil als Stellgröße erfolgen. Bei einer solchen Konstruktion ist gewährleistet, dass während des Betriebs der Umluftanteil an die relevanten, veränderlichen Parameter anpassbar ist, wodurch eine erhebliche Verbesserung des Wirkungsgrads einhergeht und Schäden am Trocknungsgut vermieden werden.
Alternativ oder zusätzlich ist es des Weiteren denkbar, dass die Regelung der Heizeinrichtung mit der relativen Abluftfeuchtigkeit und/oder der Oberflächentemperatur des Trocknungsgutes als Messgröße und der Heizleistung als Stellgröße erfolgt. Somit ist die Heizleistung des Brenners an die wesentlichen Parameter anpassbar, die sich während des Trocknungsprozesses verändern.
In weiter vorteilhafter Weise kann die Aufnahme mehrere nacheinander und/oder nebeneinander angeordnete Module aufweisen, die in geeigneter Weise zum Aufheizen, Trocknen oder Abkühlen des Trocknungsguts ausgestaltet sind, insbesondere kann jedes Modul eine eigene Heizeinrichtung aufweisen. Dabei kann die Aufnahme zwei oder mehrere nacheinander und/oder nebeneinander angeordnete Module aufweisen. Dies bietet die Möglichkeit, einzelne Prozessschritte auf besonders effiziente Weise durchzuführen, wobei der Umluftanteil und/oder die Heizleistung der Heizeinrichtung eines jeden Moduls während des Trocknungsprozesses steuerbar sein kann. Beispielsweise ist ein Aufbau mit einem Modul zum Aufheizen, einem oder mehreren Modulen zum Trocknen, einem Modul zur Kontrolle des Feuchtegehalts des Trocknungsguts und einem Modul zum Abkühlen des Trocknungsguts besonders effizient. Des Weiteren kann der Trockner zumindest eine einem Modul zugeordnete Transporteinrichtung zum Weitertransport des Trocknungsguts von diesem Modul zu einem anderen Modul aufweisen. Mit einer derartigen Transporteinrichtung ist ein sicherer Transport bzw. eine sichere Weitergabe des Trocknungsguts im durch die Module bewirkten Trocknungsprozess ermöglicht.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann die Luftführung derart ausgebildet sein, dass es sich bei der einem Modul zugeführten Umluft um Abluft dieses Moduls und/oder um Abluft mindestens eines anderen Moduls handelt. Insbesondere kann es sich um die Abluft eines in Transportrichtung des Trocknungsguts gesehen davor angeordneten Moduls handeln, vorzugsweise des direkt davor angeordneten Moduls oder mehrerer davor angeordneter Module. Durch die zumindest teilweise Verwendung von Abluft als Umluft kann die in der Abluft enthaltene Wärme bei einem oder mehreren anderen Modulen genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich zu einer derartigen Nutzung der Abluft als Zuluft bzw. Umluft kann die Abluft auch als Verbrennungsluft der Heizeinrichtung genutzt werden, sofern die Heizeinrichtung mittels eines Verbrennungsprozesses betrieben wird. Neben einer derartigen Betriebsweise der Heizeinrichtung kann auch eine Erwärmung der Luft mittels Dampf oder elektrischer Energie - ohne einen Verbrennungsprozess - erfolgen. In diesem Fall wird eine Abluft eines Moduls für die Heizeinrichtung nicht benötigt.
Alternativ oder zusätzlich zu einer wie oben beschriebenen Nutzung der Abluft eines Moduls oder mehrerer Module kann in weiter vorteilhafter Weise Wärme einer Abluft eines Moduls oder mehrerer Module zumindest teilweise auf eine Zuluft und/oder Umluft eines, insbesondere davor angeordneten, vorzugsweise des direkt davor angeordneten, Moduls oder mehrerer, insbesondere davor angeordneter Module übertragbar sein. Ein derartiger Übertragungsvorgang kann mittels eines oder mehrerer Wärmetauscher, vorzugsweise Luft/Luft-Wärmetauscher, erfolgen. Diese Art der Nutzung von Abwärme aus einer Abluft unterscheidet sich aufgrund eines verwendeten Übertragungsmittels - des Wärmetauschers - von einer direkten Übertragung der Wärme, wie dies beispielweise in einem Fall vorliegt, wenn Abluft eines Moduls zumindest teilweise eine Zuluft eines anderen oder mehrerer anderer Module bildet. Ein Wärmetauscher kann beispielsweise in ein Modul integriert sein oder einem Modul direkt zugeordnet sein, um beispielsweise einen Umluftbetrieb des Moduls zu ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann ein Wärmetauscher oder können mehrere Wärmetauscher vorgesehen sein, die in einer Luftführung angeordnet oder in eine Luftführung integriert sind, um erforderlichenfalls beispielsweise eine Zuluft für ein Modul mittels einer Abluft eines Moduls vorzuwärmen.
Zur Gewährleistung eines besonders guten Trocknungsergebnisses und zur sicheren Gewährleistung einer effizienten Nutzung erforderlicher Energie kann vor einem Modul zum Abkühlen des Trocknungsguts ein Modul zur Kontrolle des Feuchtegehalts des Trocknungsguts angeordnet sein. Ein derartiges Kontrollmodul kann das Ende einer Anordnung von Modulen zum Aufheizen und zum Trocknen bilden, um vor einem Abkühlen des Trocknungsguts den Feuchtegehalt zu kontrollieren und um ggf. zusätzlich eine Nachtrocknung im Kontrollmodul vorzunehmen.
Hinsichtlich einer besonders effizienten Nutzung erforderlicher Energie kann eine Zuluft eines Moduls zur Kontrolle des Feuchtegehalts des Trocknungsguts zumindest teilweise Luft sein, die mittels eines Wärmetauschers, vorzugsweise eines Luft/Luft-Wärmetauschers, erwärmt ist, der thermische Energie von der Abluft eines Moduls zum Aufheizen des Trocknungsguts und/oder von der Abluft eines anderen Moduls oder des Moduls zur Kontrolle des Feuchtegehalts des Trocknungsguts selbst bezieht. In diesem Fall kann eine effiziente Energienutzung durch Zufuhr vorgewärmter Zuluft erfolgen. In besonders vorteilhafter Weise wird die Zuluft zu diesem Kontrollmodul ausschließlich durch auf die beschriebene Art vorgewärmte Luft gebildet.
Einem oder mehreren üblicherweise als Abschluss der Anordnung unterschiedlicher Module angeordnetes Modul zum Abkühlen des Trocknungsguts kann/können Zuluft bzw. Frischluft aus dem Aufstellraum, in dem sich dieses Modul oder die Module befinden, oder von außerhalb des Gebäudes zuführbar sein.
In weiter vorteilhafter Weise ist es denkbar, dass die Luftführung, welche beispielsweise zumindest teilweise entsprechende Rohre gebildet sein kann, zusätzliche Gebläse bzw. Ventilatoren aufweist. Dadurch ist es möglich, die Luftströmung zu unterstützen, so dass insbesondere bei Luftführungen über größere Distanzen hinweg eine zuverlässige Funktionsweise des Trockners gewährleistet ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann zwischen jeweils zwei Modulen eine Transporteinrichtung angeordnet sein. Dabei kann die Transporteinrichtung vorzugsweise ein Förderband oder eine Rutsche oder eine Rutschrinne aufweisen. Im Falle einer Rutsche oder Rutschrinne ist ein geeigneter Höhenversatz zwischen den Modulen sinnvoll, damit das Trocknungsgut schwerkraftbedingt von einem Modul zum nächsten Modul gelangt. Ggf. kann eine Druckluftunterstützung vorgesehen sein, die einen sicheren Weitertransport des Trocknungsguts gewährleistet. Alternativ zu den vorgenannten Ausführungsformen kann die Transporteinrichtung als interne Mechanik eines Moduls ausgebildet oder in ein Modul integriert sein. Eine derartige Transporteinrichtung oder Mechanik kann das Transportgut zwischen Modulen mittels geeigneten Greif- und/oder Führungselementen bewegen. Bei der Auswahl einer geeigneten Transporteinrichtung kann die erforderliche zu transportierende Menge an Trocknungsgut berücksichtigt werden.
Im Hinblick auf eine sichere Zuführung des Trocknungsguts zu der Aufnahme kann vor der Aufnahme eine Trocknungsgut-Zuführeinrichtung angeordnet sein, die vorzugsweise eine Wiegeeinrichtung für das Trocknungsgut aufweist. Hierdurch ist gewährleistet, dass der Trockner und im Konkreten die Aufnahme mit einer geeigneten Menge an Trocknungsgut beladen wird. Eine Überladung des Trockners kann hierdurch ausgeschlossen werden.
Zur weiteren Optimierung des Trocknungsvorgangs ist es möglich, dass die Steuer- oder Regelungseinrichtung als weitere Parameter das Trocknungsgut (Art des Trocknungsgutes), die Heiztemperatur, die Trocknungsrestfeuchte, die Trocknungsanfangsfeuchte, die Beladungsmenge, das Füllverhältnis, die Prozessluftzustandsgrößen, die Gebläseleistung (eines Umluftgebläses und/oder eines Heizgebläses), die Trommelbewegung und/oder die Brennertemperatur berücksichtigt. Beispielsweise kann der Anwender vorgeben, dass es sich bei dem Trocknungsgut um Gummimatten bzw. Matten aus Polyamid-Flor einer bestimmten Beladungsmenge handelt. Entsprechende Parameter können beispielsweise über eine Eingabeeinrichtung eingegeben und von der Steuer- oder Regelungseinrichtung berücksichtigt werden. Mit anderen Worten kann von dem Anwender ein bestimmtes Programm für ein Trocknungsgut auswählbar sein, um den Trocknungsprozess durchzuführen. Auch ist es denkbar, dass das Einstellelement bzw. die Einstellelemente in Abhängigkeit von dem in der Luftführung herrschenden Druck regelbar sind. Hierzu kann ein oder können mehrere Luftdrucksensoren angeordnet sein.
Die zugrundeliegende Aufgabe wird im Hinblick auf das Verfahren durch die Merkmale des nebengeordneten Anspruchs 12 gelöst. Danach ist ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einer Aufnahme für Trocknungsgut, einer Luftführung zur Führung von Umluft und/oder Frischluft zu der Aufnahme, einer Heizeinrichtung und mindestens einem Sensor zur Bestimmung von relativer Luftfeuchtigkeit und/oder Temperatur, wobei die Luftführung mindestens ein Einstellelement umfasst, so dass der zu der Aufnahme geführte Umluftanteil über das Einstellelement verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu der Aufnahme geleiteter Umluftanteil und/oder die Heizleistung der Heizeinrichtung während des Trocknungsprozesses über eine Steuer- oder Regelungseinrichtung gesteuert oder geregelt wird.
In erfindungsgemäßer Weise ist dabei erkannt worden, dass eine erhebliche Verbesserung des Wirkungsgrads erzielbar ist, indem der Umluftanteil und/oder die Heizleistung während des Trocknungsprozesses anpassbar ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Vorrichtungsansprüche 1 bis 11 auch Merkmale mit einer verfahrensmäßigen Ausprägung aufweisen. Diese können ausdrücklich auch einen Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 12 darstellen. Gleiches gilt für die voranstehende allgemeine Beschreibung des erfindungsgemäßen Trockners.
In vorteilhafter Weise kann während einer Aufheizphase ein hoher Umluftanteil, insbesondere zwischen 90% und 100% Umluft und ein geringer Frischluftanteil, insbesondere zwischen 0% und 10% Frischluft, zu der Aufnahme geleitet werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Umluftanteil während einer Trocknungsphase in Abhängigkeit von der gemessenen relativen Abluftfeuchtigkeit reduziert wird und/oder die Heizleistung der Heizeinrichtung reduziert wird. Weiterhin ist es möglich, dass während einer Abkühlungsphase ein geringer Umluftanteil, insbesondere von 0% bis 10% und ein hoher Frischluftanteil, insbesondere von 90% bis 100%, zu der Aufnahme geleitet werden. Sofern die Aufnahme mehrere Module aufweist, ist es möglich, dass ein oder mehrere Module lediglich die Aufheizphase oder die Trocknungsphase oder die Abkühlungsphase des Trocknungsprozesses durchführen.
Im Hinblick auf eine schonende und effiziente Trocknung kann es vorgesehen sein, dass die Dauer der Trocknungsphase und/oder die Reduzierung des Umluftanteils während der Trocknungsphase unter Berücksichtigung mindestens eines externen Parameters angepasst wird. Als externen Parameter kann die Art des Trocknungsgutes, die Heiztemperatur, die Trocknungsgutrestfeuchte, die Trocknungsgutanfangsfeuchte, die Beladungsmenge, das Füllverhältnis, Prozessluftzustandsgrößen, die Gebläseleistung (eines Umluftgebläses und/oder eines Heizgebläses), die Trommelbewegung und/oder die Brennertemperatur dienen.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Ansprüchen 1 und 12 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen

1 zeigt den typischen Verlauf der Gewebetemperatur in Abhängigkeit der Trockenzeit bei einem Trocknungsprozess,
2 zeigt in einer schematischen, geschnittenen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Trockners zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 zeigt in einer schematischen, perspektivischen Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Trockners zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
4 zeigt in einer schematischen, seitlichen Darstellung das Ausführungsbeispiel gemäß 3,
5 zeigt in einer schematischen, seitlichen und teilweise geschnittenen Darstellung das Ausführungsbeispiel gemäß 3,
6 zeigt in einer schematischen, Draufsicht das Ausführungsbeispiel gemäß 3.

1 zeigt den typisch zeitlichen Temperaturverlauf im Trocknungsgut für die Dauer der Trocknung, wobei die Gewebetemperatur in Abhängigkeit von der Trockenzeit aufgetragen ist. Zu erkennen sind die drei Phasen 1, 2, 3 des Trockenvorganges. In der ersten Phase 1 steigt die Temperatur rasch auf den Wert der Verdampfungstemperatur (Kühlgrenztemperatur) an, um diese anschließend im Verlauf von der zweiten Phase 2 solange konstant zu halten wie die Feuchtigkeit von der Oberfläche des Textils verdampft wird. In der dritten Phase 3 wird die restliche Feuchte aus den Kapillaren der Textilien verdampft, was zu einem starken Anstieg der Temperatur bis hin zum Heißluftniveau führt. Diese Phase gibt an, dass der Trocknungsvorgang beendet ist, die Wärmezufuhr gestoppt und der Cool-Down eingeleitet werden kann.
2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Trockners. Der Trockner ist als Einzeltrockner ausgebildet und weist eine Aufnahme 4 für das nicht dargestellte Trocknungsgut auf. Die Aufnahme 4 kann dabei als Trommel ausgebildet sein. Der Aufnahme 4 kann Frischluft 5 von außerhalb der Vorrichtung zugeführt werden, die quer durch die Aufnahme 4 geführt wird und dort als Prozessluft 6 dem Trocknungsgut Feuchtigkeit entzieht. Die aus der Aufnahme abgeführte Abluft 7 passiert ein Flusensieb 8. In Strömungsrichtung der Abluft 7 gesehen ist nach dem Flusensieb 8 ein Umluftgebläse 9 sowie ein Feuchtigkeitssensor 10 angeordnet. Durch diese Anordnung wird vermieden, dass sich der Feuchtigkeitssensor 10 mit Flusen vollsetzt. Jedoch ist es auch möglich, den Feuchtigkeitssensor 10 in Strömungsrichtung gesehen vor dem Flusensieb 8 anzuordnen.
Des Weiteren ist in 2 eine Lüftungsklappe 11 dargestellt. Sofern die Lüftungsklappe 11 geschlossen ist, wird die Abluft 7 aus dem Trockner herausgeführt. Bei vollständiger oder teilweiser Öffnung der Lüftungsklappe 11 kann die Abluft 7 ganz oder teilweise als Umluft 12 der Aufnahme 4 zugeführt werden.
Bei der in 2 dargestellten Vorrichtung, welche zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, können die Stellung der Lüftungsklappe 11 und/oder die Leistung des Umluftgebläses 9 in Abhängigkeit von der mit dem Feuchtigkeitssensor 10 gemessenen Luftfeuchtigkeit der Abluft 7 während des Betriebs angepasst werden. Des Weiteren ist es denkbar, dass in der Aufnahme 4 ein Temperatursensor 13 angeordnet ist, welcher zur Bestimmung der Oberflächentemperatur des Trocknungsgutes dient. Auch kann ein Sensor zur Bestimmung der Eingangslufttemperatur und/oder ein Sensor zur Bestimmung der Ausgangslufttemperatur vorgesehen sein.
In den 3 bis 6 ist in unterschiedlichen schematischen Darstellungen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, die zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Aufnahme 4 durch mehrere nacheinander angeordnete Module 14, 14', 14", beispielsweise zum Aufheizen, Trocknen oder Abkühlen des Trocknungsguts gebildet. Die einzelnen Module 14, 14', 14" können dabei entsprechend dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein, so dass auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die Aufnahme 4 der gesamten Vorrichtung durch die einzelnen Aufnahmen bzw. Trommeln der Module 14, 14', 14" gebildet sein.
Aus den 3 bis 6 geht des Weiteren hervor, dass über eine Frischluftführung 15 Frischluft zu den einzelnen Modulen geleitet werden kann. Des Weiteren weist jedes Modul eine Umluftführung 16 auf, über die der Aufnahme 4, das heißt jedem Modul 14, 14', 14", Umluft zuführbar ist, indem nämlich die nicht dargestellten Einstellelemente geregelt bzw. gesteuert werden. Die Abluft des jeweiligen Moduls 14, 14', 14" kann über eine Abluftführung 21 abgeführt werden.
Des Weiteren ist ein Wärmetauscher 17 angeordnet, über den die Wärme aus der Abluft auf die Zuluft übertragen werden kann.
Zur weiteren Verbesserung der Energieeffizienz weist das erste Modul 14 eine Heizluftzuführung 18 auf, über die die Heizeinrichtung 19 mit Frischluft versorgbar ist, die über den Wärmetauscher 17 vorgewärmt werden kann. Dabei ist denkbar, dass alle Module 14, 14', 14" eine entsprechende Heizluftzuführung 18 aufweisen.
Vor dem ersten Modul 14 ist eine Trocknungsgut-Zuführung angeordnet, über die das Modul 14 mit dem Trocknungsgut beladen wird. Zwischen den Modulen 14, und Modul 14' sowie zwischen Modul 14' und Modul 14" ist jeweils eine Transporteinrichtung 20 zum Weitertransport des Trocknungsgutes angeordnet.
Durch die modulare Ausgestaltung der Vorrichtung kann beispielsweise in dem ersten Modul 14 das Trocknungsgut aufgeheizt werden, d.h. es findet die Aufheizphase in diesem Modul 14 statt. In dem zweiten Modul 14' kann die eigentliche Trocknung des Trocknungsgutes erfolgen, d.h. in diesem Modul 14' erfolgt die Trocknungsphase. In dem letzten Modul 14" kann beispielsweise die Abkühlung des Trocknungsgutes erfolgen, d.h. es findet die Abkühlungsphase statt. Der den einzelnen Modulen 14, 14' und 14" zugeführte Umluftanteil kann während des Trocknungsprozesses in Abhängigkeit der gemessenen Luftfeuchtigkeit und/oder Oberflächentemperatur des Trocknungsgutes erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Heizleistung der Heizeinrichtungen der Module 14, 14' und 14" in Abhängigkeit dieser Messwerte angepasst werden.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.
Bezugszeichenliste

1: erste Phase
2: zweite Phase
3: dritte Phase
4: Aufnahme
5: Frischluft
6: Prozessluft
7: Abluft
8: Flusensieb
9: Umluftgebläse
10: Feuchtigkeitssensor
11: Lüftungsklappe
12: Umluft
13: Temperatursensor
14, 14', 14": Modul
15: Frischluftzuführung
16: Umluftzuführung
17: Wärmetauscher
18: Heizluftzuführung
19: Heizeinrichtung
20: Transporteinrichtung
21: Abluftführung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2016/184462 A1 [0002]

Claims

Trockner mit einer Aufnahme (4) für Trocknungsgut, einer Luftführung zur Führung von Umluft (12) und/oder Frischluft (5) zu der Aufnahme (4), einer Heizeinrichtung (19) und mindestens einem Sensor (13, 17) zur Bestimmung von relativer Luftfeuchtigkeit und/oder Temperatur, wobei die Luftführung mindestens ein Einstellelement (9, 11) umfasst, so dass der zu der Aufnahme (4) geführte Umluftanteil über das Einstellelement (9, 11) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- oder Regelungseinrichtung angeordnet ist, so dass der zu der Aufnahme geleitete Umluftanteil und/oder die Heizleistung der Heizeinrichtung (19) während des Trocknungsprozesses steuerbar oder regelbar ist.
Trockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement als Lüftungsklappe (11) und/oder als Umluftgebläse (9) ausgebildet ist.
Trockner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüftungsklappenstellung und/oder die Umluftgebläseleistung zumindest im Wesentlichen stufenlos veränderbar ist.
Trockner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) zur Bestimmung der relativen Abluftfeuchtigkeit der aus der Eingabe (4) abgeführten Abluft (7) dient.
Trockner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (13) zur Bestimmung der Oberflächentemperatur des Trocknungsgutes und/oder zur Bestimmung einer Eingangslufttemperatur und/oder einer Ausgangslufttemperatur dient.
Trockner nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Einstellelements (9, 11) mit der relativen Abluftfeuchtigkeit als Messgröße und dem Umluftanteil als Stellgröße erfolgt.
Trockner nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Einstellelements (9, 13) mit der Oberflächentemperatur des Trocknungsgutes als Messgröße und dem Umluftanteil als Stellgröße erfolgt.
Trockner nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Heizeinrichtung (19) mit der relativen Abluftfeuchtigkeit und/oder der Oberflächentemperatur des Trocknungsgutes als Messgröße und der Heizleistung als Stellgröße erfolgt.
Trockner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (4) mehrere nacheinander und/oder nebeneinander angeordnete Module (14, 14', 14") zum Aufheizen, Trocknen oder Abkühlen des Trocknungsguts aufweist und dass zumindest einem Modul (14, 14', 14") eine Transporteinrichtung (20) zum Weitertransport des Trocknungsgute von diesem Modul (14, 14', 14") zu einem anderen Modul (14, 14', 14") zugeordnet ist.
Trockner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführung derart ausgebildet ist, dass es sich bei der einem Modul (14, 14', 14") zugeführten Umluft (12) um Abluft (7) dieses Moduls (14, 14', 14") und/oder um Abluft (7) mindestens eines anderen Moduls (14, 14', 14") handelt.
Trockner nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regelungseinrichtung als weitere Parameter das Trocknungsgut und/oder die Heiztemperatur und/oder die Trocknungsgutrestfeuchte und/oder die Trocknungsgutanfangsfeuchte und/oder die Beladungsmenge und/oder das Füllverhältnis und/oder Prozessluftzustandsgrößen und/oder die Gebläseleistung und/oder die Trommelbewegung und/oder die Brennertemperatur berücksichtigt.
Verfahren zum Betrieb eines Trockner, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einer Aufnahme (4) für Trocknungsgut, einer Luftführung zur Führung von Umluft (12) und/oder Frischluft (5) zu der Aufnahme (4), einer Heizeinrichtung (19) und mindestens einem Sensor (10, 13) zur Bestimmung von relativer Luftfeuchtigkeit und/oder Temperatur, wobei die Luftführung mindestens ein Einstellelement (9, 11) umfasst, so dass der zu der Aufnahme (4) geführte Umluftanteil über das Einstellelement (9, 11) verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu der Aufnahme (4) geleiteter Umluftanteil und/oder die Heizleistung der Heizeinrichtung (19) während des Trocknungsprozesses über eine Steuer- oder Regelungseinrichtung gesteuert oder geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Aufheizphase ein hoher Umluftanteil, insbesondere zwischen 90% und 100% Umluft und ein geringer Frischluftanteil, insbesondere zwischen 0% und 10% Frischluft, zu der Aufnahme (4) geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Umluftanteil während einer Trocknungsphase in Abhängigkeit von der gemessenen relativen Abluftfeuchtigkeit reduziert wird und/oder die Heizleistung der Heizeinrichtung (19) reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Abkühlungsphase ein geringer Umluftanteil, insbesondere von 0% bis 10% und ein hoher Frischluftanteil, insbesondere von 90% bis 100%, zu der Aufnahme (4) geleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Trocknungsphase und/oder die Reduzierung des Umluftanteils während der Trocknungsphase unter Berücksichtigung mindestens eines externen Parameters angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als externer Parameter das Trocknungsgut und/oder die Heiztemperatur und/oder die Trocknungsgutrestfeuchte und/oder die Trocknungsgutanfangsfeuchte und/oder die Beladungsmenge und/oder das Füllverhältnis und/oder Prozessluftzustandsgrößen und/oder die Gebläseleistung und/oder die Trommelbewegung und/oder die Brennertemperatur dient.