-
Die Erfindung betrifft Wäschetrockner nach dem Oberbegriff das Patentanspruchs 1.
-
Zur Trocknung von Wäsche wird ein Wäschetrockner mit einem Prozessluftkreislauf eingesetzt, bei dem durch ein Heizelement aufgeheizte Prozessluft über ein Gebläse, d.h. ein Prozessluftgebläse, durch einen Luftzuführungskanal in eine Wäschetrommel des Wäschetrockners geführt wird. Bei gewerblichen Wäschetrocknern erfolgt der Betrieb der Heizvorrichtung üblicherweise mit Gas, mit Heizwasser oder auch elektrisch. In der Wäschetrommel, kurz auch Trommel genannt, wird die zu trocknende Wäsche mittels eines Trommelantriebs üblicherweise durch Rotation bewegt, damit die Prozessluft die Wäsche möglichst vollständig und gleichmäßig erreichen kann. Die Prozessluft nimmt hierbei Feuchtigkeit aus der Wäsche auf und trocknet diese dadurch. Die feuchte Prozessluft wird dann über einen Luftrückführungskanal von der Wäschetrommel weggeführt.
-
Bei gewerblichen Wäschetrocknern ist es dabei üblich, die feuchte Prozessluft von dem Luftrückführungskanal als Abluft aus dem Wäschetrockner vollständig in die Umgebung und insbesondere über einen Abluftkanal oder Abluftschlauch nach außerhalb eines Gebäudes, d.h. ins Freie, abzuführen und so die Feuchtigkeit aus der Wäsche sowie aus dem Wäschetrockner zu entfernen. Derartige Wäschetrockner werden auch als Ablufttrockner bezeichnet. Dies führt jedoch zu entsprechend hohen Verlusten der zuvor erzeugten Wärme, welche mit der Abluft aus dem Wäschetrockner abgeführt wird. Entsprechend wird die zu erwärmende Prozessluft aus der Umgebung als Umgebungsluft, als Frischluft bzw. als Zuluft angesogen und muss vollständig erwärmt werden, um den Trocknungsvorgang innerhalb der Wäschetrommel wie zuvor beschrieben bewirken zu können. Dies führt zu einem entsprechend hohen Verbrauch an Energie zur Erwärmung der Umgebungsluft als Prozessluft.
-
Zur Verbesserung der Energieeffizienz ist es daher bekannt, einen Teil der warmen feuchten Abluft als Umluft im Wäschetrockner zu halten und die Umluft gemeinsam mit einer entsprechend reduzierten Menge an Zuluft als Prozessluft über den Luftzuführungskanal wieder in die Wäschetrommel zu führen. Aufgrund der höheren Temperatur der Prozessluft kann die gewünschte Temperatur der Prozessluft in der Trommel schneller und mit weniger Energie erreicht werden.
-
Dies wird beispielsweise seitens der Miele & Cie. KG unter der Bezeichnung „Air-Recycling“ bei gewerblichen Wäschetrocknern angewendet. Dabei wird eine starre Lufttrennung durch eine entsprechende konstruktive Gestaltung des Luftkanals vorgesehen, so dass ein konstanter Abluftanteil der Prozessluft aus dem Wäschetrockner abgeführt sowie ein konstanter Umluftanteil der Prozessluft mit einem konstanten Zuluftanteil zur Prozessluft vermischt wird, welche dann zu erwärmen ist. Zur Aufteilung des Prozessluftstroms aus der Wäschetrommel in Abluft und Umluft können starr angeordnete Abluft-Umluft-Trennbleche eingesetzt werden, welche auch als Leitbleche bezeichnet werden können, siehe z.B.
EP 1 682 715 B1 . Derartige Leitbleche sind üblicherweise annähernd parallel zur Strömungsrichtung des Prozessluftstroms angeordnet. Die Leitbleche bilden die Basis für die grundsätzliche Anordnung der Trennung der Luftpfade. Dabei findet die Trennung des vom Gebläse aus dem Luftrückführungskanal geförderten Prozessluftstroms in den Abluftanteil bzw. in den Abluftstrom und in den Umluftanteil in den Umluftstrom, wie bereits erwähnt, unmittelbar am Austritt des Gehäuses des Gebläserads, d.h. hinter der Leitspirale des Gebläserads, statt.
-
Mit anderen Worten wird lediglich ein Teil der Prozessluft nach dem Verlassen der Trommel als Abluft aus dem Wäschetrockner an die Umgebung abgeführt während der übrige Teil der Prozessluft als Umluft erwärmt und anschließend wieder in die Trommel eingeleitet wird. Dabei wird die Umluft mit zusätzlicher Zuluft aus der Umgebung des Wäschetrockners aufgefüllt, um den Verlust der abgeführten Abluft im Prozessluftstrom wieder auszugleichen.
-
Als Weiterentwicklung dieser Technik ist es ebenfalls seitens der Miele & Cie. KG unter der Bezeichnung „Air-Recycling Plus“ bekannt, im Umluftpfad des Luftkanals eine Klappe anzuordnen, welche in zwei Zuständen steuerbar ausgebildet ist, nämlich offen oder ganz geschlossen. Dadurch ist ein reiner Abluftbetrieb ohne Umluftanteil des Wäschetrockners möglich (siehe
DE 103 49 712 B4 oder
EP 1 682 715 B1 ). Dies kann in Abhängigkeit des sensorisch erfassten Drucks des Prozessluftstroms im Luftzuführungskanal auf dem Weg in die Wäschetrommel erfolgen.
-
Dabei wird bei dem Wäschetrockner mit der Bezeichnung „Air-Recycling Plus“ prozesstechnisch der Umluftpfad des Luftkanals durch die o.g. genannte Klappe dann verschlossen, wenn die Wäsche den gewünschten Trocknungsgrad erreicht hat. Hierdurch wird gleichzeitig ausschließlich Zuluft als Prozessluft verwendet und der Trommel zugeführt. Diese Umschaltung ist statisch an den Programmschritt der Abkühlphase im Trocknungsprogramm gekoppelt. Dadurch wird während der Abkühlphase des Wäschetrockners ein maximaler Volumenstrom der Abluft und damit auch ein maximaler Volumenstrom der Zuluft als Prozessluft realisiert, wodurch der Wäschetrockner schneller abkühlt. Dies hat gegenüber dem Wäschetrockner mit der Bezeichnung „Air Recycling“ den Vorteil einer schnelleren Abkühlphase und somit einer kürzeren Gesamtlaufzeit.
-
Der Erfindung stellt sich das Problem, einen Wäschetrockner der eingangs beschriebenen Art mit verbesserter Energieeffizienz und bzw. oder mit verbesserter Zeiteffizienz zu schaffen. Insbesondere soll einem Benutzer bzw. einem Betreiber des Wäschetrockners die Möglichkeit gegeben werden, den Wäschetrockner wahlweise mit verbesserter Energieeffizienz oder mit verbesserter Zeiteffizienz zu betreiben. Dies soll insbesondere möglichst einfach und bzw. oder kostengünstig erfolgen. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten derartigen Wäschetrocknern bereitgestellt werden.
-
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch einen Wäschetrockner mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
-
Somit betrifft die Erfindung einen Wäschetrockner mit einem Gebläse, welcher ausgebildet ist, einen Prozessluftstrom innerhalb eines Luftkanals zu erzeugen, mit einem Heizelement, welches ausgebildet und angeordnet ist, den Prozessluftstrom zu erwärmen, und mit einem Mischluftelement, welches ausgebildet ist, den Prozessluftstrom von dem Gebläse zu erhalten und in einen Umluftstrom und in einen Abluftstrom zu teilen, den Abluftstrom mittels eines Abluftpfads an die Umgebung abzuführen und dem Umluftstrom einen Zuluftstrom mittels eines Zuluftpfads aus der Umgebung zuzuführen, wobei das Mischluftelement ferner ausgebildet ist, das Verhältnis von Umluftstrom zu Abluftstrom zu variieren.
-
Der Wäschetrockner ist gekennzeichnet durch ein Regelungselement, welches ausgebildet ist, das Heizelement, vorzugsweise ausschließlich, in Abhängigkeit einer Soll-Temperatur des Prozessluftstroms zu regeln. Die Variation des Verhältnisses von Umluftstrom zu Abluftstrom kann vorzugsweise stufenlos bzw. in einer Vielzahl von diskreten Stufen variiert werden.
-
Mit anderen Worten erreicht die Prozessluft bzw. der Prozessluftstrom das Mischluftelement, welches vorzugsweise im Verlauf des Luftkanals unmittelbar hinter dem Gebläse angeordnet ist. Seitens des Mischluftelements kann ein Anteil der Prozessluft bzw. des Prozessluftstroms als Abluft bzw. als Abluftstrom nach außen, d.h. aus dem Wäschetrockner hinaus, abgeführt werden, so dass parallel hierzu die Umluft bzw. der Umluftstrom weiterströmen kann. Der Umluft bzw. dem Umluftstrom kann seitens des Mischluftelements ein Umgebungs-, Zuluft- oder Frischluftstrom im selben Maße zugeführt werden, wie dem Prozessluftstrom zuvor als Abluft entnommen wurde. Entsprechend kann der Umluftstrom wieder zu dem Prozessluftstrom aufgefüllt werden. Das Maß, wieviel Abluft dem Prozessluftstrom seitens des Mischluftelements entnommen und gleichzeitig als Zuluft dem Umluftstrom wieder zugeführt wird, kann seitens des Mischluftelements z.B. durch die Stellung eines verstellbaren Elements des Mischluftelements wie z.B. eines Regulierungselements wie z.B. einer Klappe vorgegeben werden. Diese Stellung eines verstellbaren Elements des Mischluftelements kann zeitweise oder für die Dauer eines Prozesses wie z.B. eines Trocknungsprozesses von Wäsche manuell vom Benutzer oder elektromechanisch von einer Steuerung oder von dem Regelungselement eingestellt werden, wie weiter unten noch näher beschrieben werden wird.
-
Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass sich die Ist-Temperatur der Prozessluft üblicherweise aus mehreren konstanten Größen wie z.B. der Gebläsedrehzahl und der Heizleistung sowie aus veränderlichen Größen wie der Beladungsmenge z.B. der Trommel, der Ist-Temperatur der Zuluft und dem Gegendruck in der Abluftleitung ergibt, über welche die Abluft aus dem Wäschetrockner bzw. aus einem Gebäude abgeführt werden kann. Die resultierende Ist-Temperatur der Prozessluft kann dadurch ohne weiteres höher als die im Wäschetrockner zulässige Temperatur ausfallen, was zu einer Abschaltung führen kann. Diese Abschaltung kann zu einer Verlängerung der Trocknungszeit führen. Auch können derartige Heizunterbrechungen die Heizungsschütze belasten und hierdurch deren Lebensdauer reduzieren.
-
Daher kann erfindungsgemäß eine Soll-Prozesstemperatur, d.h. eine Soll-Temperatur des Prozessluftstroms, z.B. seitens eines Trocknungsprogramms als Prozess vorgegeben werden. Hierdurch kann für den Wäschetrockner die Möglichkeit geschaffen werden, die Ist-Prozesstemperatur auf dem Wert der Soll-Prozesstemperatur und insbesondere konstant zu halten, indem das Regelungselement die Heizleistung des Heizelements entsprechend regelt. Das Regelungselement kann als Hardware, als Software oder auch kombiniert aus Hard- und Software umgesetzt sein. Der entsprechende Wert der Ist-Temperatur des Prozessluftstroms kann an einer geeigneten Stelle im Prozessluftkreislauf sensorisch erfasst werden, wie weiter unten noch näher beschrieben werden wird. Dadurch können Heizunterbrechungen vermieden und die Trocknungszeit somit nicht unnötig verlängert werden. Gleichzeitig können dadurch die Schaltzyklen der Heizungsschütze reduziert werden, woraus eine Verlängerung der Lebensdauer der Heizungsschütze resultieren kann.
-
Das Regelungselement kann daher auch auf Temperaturgrenzwerte reagieren, indem das Regelungselement bei drohender Überschreitung einer maximal zulässigen Ist-Temperatur der Prozessluft das Heizelement in der Heizleistung entsprechend reduziert. Die Ist-Temperatur der Prozessluft und damit indirekt auch der damit in Kontakt stehenden Komponenten wie z.B. eine zu trocknende Wäsche kann folglich alleinig durch die Regelung der Heizleistung und insbesondere ohne Veränderung der Gebläseleistung, wie weiter unten noch näher beschrieben werden wird, in bestimmten Grenzen geregelt und insbesondere konstant gehalten werden. Hierdurch kann der Trockenprozess weniger abhängig von der jeweiligen Umgebungstemperatur des Wäschetrockners durchgeführt werden und niedrige Ist-Temperaturen der Zuluft können durch eine höhere Heizleistung kompensiert werden, hohe Ist-Temperaturen der Zuluft dagegen durch eine geringere Heizleistung.
-
Vorteilhaft ist hierbei insbesondere, dass durch die Möglichkeit der Variation des Verhältnisses von Umluftstrom zu Abluftstrom dieses Verhältnis innerhalb eines Prozesses für eine bestimmte Zeitdauer bzw. für eine bestimmte Phase des Prozesses wie z.B. eines Trocknungsprozesses z.B. während einer Aufwärmphase, während einer Betriebsphase sowie während einer Abkühlphase der Prozessluft bzw. des Wäschetrockners konstant gehalten werden kann. Hierdurch kann beispielsweise der Umluftanteil während der Aufwärmphase erhöht oder maximiert werden, um das Aufwärmen der Prozessluft zu beschleunigen. Dies kann durch eine maximale Heizleistung, welche vorzugsweise von einem in der Heizleistung überdimensionierten Heizelement erzeugt werden kann, unterstützt werden. Während der Betriebsphase können die Anteile der Umluft und der Abluft eher ausgeglichen sein, um die Möglichkeiten der Regelung der Heizleistung ausschöpfen zu können. In der Abkühlphase hingegen kann der Abluftanteil erhöht oder maximiert werden, um das Abkühlen der Prozessluft und damit des Wäschetrockners zu beschleunigen. Dies kann durch eine Abschaltung des Heizelements unterstützt werden.
-
Das Verhältnis von Umluftstrom zu Abluftstrom kann jedoch auch über die vollständige Dauer des Prozesses konstant gehalten werden, so dass die Möglichkeiten der Regelung der Heizleistung über die vollständige Dauer des Prozesses genutzt werden können. Dies kann die Verstellbarkeit bzw. die Möglichkeit der Variation des Verhältnisses von Umluftstrom zu Abluftstrom vereinfachen und hierdurch Kosten, Gewicht und bzw. oder Bauraum sparen.
-
In jedem Fall können hierdurch die Energieeffizient des Trocknungsprozesses und bzw. oder die Dauer des Trocknungsprozesses, d.h. dessen Zeiteffizienz, beeinflusst werden.
-
Mit anderen Worten kann erfindungsgemäß das Verhältnis von Umluftstrom zu Abluftstrom zwar variabel, jedoch während des Trockenprozesses zeitweise oder vorzugsweise dauerhaft konstant gehalten und die Temperaturregelung der Prozessluft durch eine variable Heizleistung realisiert werden. Hierbei kann, wie bereits erwähnt und weiter unten noch näher beschrieben werden wird, die maximale Heizleistung des Heizelements höher sein als üblicherweise vorgesehen, d.h. es kann ein vergleichsweise überdimensioniertes Heizelement verwendet werden.
-
Die dazugehörige Regelungsstrategie des Regelungselements könnte derart aussehen, dass bei einem über den Prozess hinweg konstanten Umluftanteil sich am Anfang des Prozesses eine maximale Heizleistung einstellt, damit die Prozessluft, ggfs. die Wäsche und der Wäschetrockner möglichst schnell aufgewärmt werden können. Der eingestellte und vorzugsweise über den gesamten Prozess konstante Umluftanteil kann dabei die Aufwärmdauer bis zum Erreichen der gewünschten Prozesstemperatur beeinflussen. Bei drohender Überschreitung der mit dem Wäschetrockner und der Wäsche verträglichen Maximaltemperatur kann die Heizleistung des Heizelements seitens des Regelungselements reduziert, d.h. in Abhängigkeit der vorliegenden Prozesstemperaturen geregelt werden.
-
Die Einstellbarkeit des konstanten Umluftanteils kann dabei die folgenden Möglichkeiten für den Betreiber des Wäschetrockners bieten:
- Wird einerseits der Umluftanteil relativ groß eingestellt, dann können hohe Prozesstemperaturen mit relativ geringer Heizleistung erreicht und auch mit einer vergleichsweise geringen Heizleistung konstant gehalten werden. Durch die anteilig höhere Umwälzung der Prozessluft erhöht sich auch die relative Feuchtigkeit der Abluft, welche beim Ablufttrockner systembedingt auch immer Wärme aus dem System, d.h. aus dem Wäschetrockner, abführt. Durch die hohe relative Feuchte der Abluft kann sich allerdings die Energieeffizienz des Prozesses erhöhen, da das Verhältnis von abgeführter Feuchtigkeit zu abgeführter Wärme pro Zeiteinheit erhöht wird. Der hohe Feuchtigkeitsgehalt der Prozessluft kann zur Folge haben, dass die effektive Verdunstungsrate des in der Wäsche enthaltenen Wassers vergleichsweise reduziert wird. Dadurch kann sich eine relativ lange Dauer des Trockenprozesses ergeben. Mit anderen Worten kann der Prozess durch einen relativ großen Anteil der Umluft an der Prozessluft und durch eine geregelte Heizleistung mit hoher Energieeffizienz bei gleichzeitig relativ langer Dauer betrieben werden.
-
Wird andererseits der Umluftanteil relativ klein eingestellt, dann können hohe Prozesstemperaturen nur mit einer höheren Heizleistung erreicht werden, da die kontinuierliche Wärmeabfuhr aus dem System seitens der Abluft höher als im vorherigen Fall ist und somit zu einem vergleichsweise hohen Verlust an Wärme aus dem Wäschetrockner hinaus an die Umgebung führt. Die relative Feuchte der Abluft wird bei gleicher Gebläseleistung tendenziell geringer ausfallen als im vorherigen Fall. Dadurch kann sich einerseits eine vergleichsweise geringere Energieeffizienz ergeben, da das Verhältnis von abgeführter Feuchte zu abgeführter Wärme kleiner als im vorherigen Fall ist. Gleichzeitig kann sich jedoch durch die trockenere Prozessluft bei gleicher geregelter Temperatur eine Verkürzung der Trocknungszeit ergeben. Ein derartiger Betriebsmodus mit niedrigem Umluftanteil und hoher Heizleistung kann im Gegensatz zu dem vorherigen Fall nicht energieeffizient aber zeiteffizient im Sinne von schnell sein. Mit anderen Worten kann der Prozess durch einen relativ niedrigen Anteil der Umluft an der Prozessluft und durch eine geregelte Heizleistung mit geringer Energieeffizienz bei gleichzeitig relativ kurzer Dauer betrieben werden.
-
Der Betreiber des Wäschetrockners kann somit durch das Einstellen des konstanten Umluftanteils ein für seine Bedürfnisse angepasstes Verhältnis von Zeit- und Energieeffizienz wählen bzw. jederzeit anpassen. Im Gewerbe könnte sich der Betriebsmodus des Trockners z.B. nach der Auslastung des Gerätes richten. In Kapazitätsengpässen könnte ein entsprechend schneller jedoch energieineffizienter Betrieb eingestellt werden, um die Prozesszeiten zu minimieren und um den Durchsatz zu erhöhen. Ein langsamer und energieeffizienter Betrieb könnte hingegen in Phasen mit wenig Durchsatz die Betriebskosten durch die Reduzierung des Energieverbrauchs senken.
-
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das Regelungselement ausgebildet, das Heizelement, vorzugsweise ausschließlich, in Abhängigkeit eines Soll-Temperaturverlaufs des Prozessluftstroms über die Zeit eines Prozesses zu regeln. Auf diese Art und Weise können die zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile zur Durchführung eines Prozesses wie z.B. eines Trocknungsprozesses angewendet und hierzu genutzt werden.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Wäschetrockner, vorzugsweise das Regelungselement, ausgebildet, das Gebläse mit konstanter Gebläseleistung, vorzugsweise mit maximaler Gebläseleistung, zu betreiben. Mit anderen Worten kann aufgrund der zuvor beschriebenen Regulierung der Ist-Temperatur des Prozessluftstroms durch die Regulierung der Heizleistung des Heizelements seitens des Gebläses auf eine Anpassung bzw. Regelung verzichtet werden. Dies kann die Einstellung bzw. Steuerung des Gebläses vereinfachen und hierdurch die entsprechenden Kosten gering halten. Ggfs. können aufgrund der Einfachheit der Steuerung des Gebläses auch Gewicht und bzw. oder Bauraum im Wäschetrockner gespart werden.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Heizelement eine maximale Heizleistung auf, welche eine Ist-Temperatur des Prozessluftstroms erzeugen kann, welche größer als die maximal zulässige Ist-Temperatur des Prozessluftstroms ist. Mit anderen Worten ist das Heizelement in seiner Heizleistung für die Prozesse, welche der Wäschetrockner durchführen soll, überdimensioniert. Dies kann, wie bereits zuvor erwähnt, die Erwärmung der Prozessluft, insbesondere in einer Aufwärmphase, beschleunigen und hierdurch zu Lasten der Energieeffizienz zur Beschleunigung des Prozesses beitragen. Gleichzeitig kann die Ist-Temperatur der Prozessluft aufgrund der Temperaturregelung des Regelungselements unterhalb der maximal zulässigen Ist-Temperatur der Prozessluft gehalten werden.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Mischluftelement ausgebildet, das Verhältnis von Umluftstrom zu Abluftstrom zumindest zeitweise, vorzugweise für die Dauer eines Prozesses, konstant zu halten. Dies kann die Umsetzung der zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile begünstigen.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Wäschetrockner ausgebildet, das Verhältnis von Umluftstrom zu Abluftstrom zumindest zeitweise, vorzugweise für die Dauer eines Prozesses, mittels eines manuell zu betätigenden mechanischen Stellelements des Mischluftelements konstant zu halten. Als technisches Mitteln zur Verstellung des Umluftanteils könnte somit ein rein mechanisches Mittel wie z.B. ein Hebel vorgesehen werden, welches direkt oder indirekt über eine entsprechende Anlenkung mit z.B. einer Klappe verbunden sein und mehrere arretierbare Stellungen zulassen oder stufenlos verstellt und arretiert werden kann.
-
Die Veränderung der Stellung und damit des Verhältnisses von Umluftanteil zu Abluftanteil kann seitens des Benutzers durchgeführt werden, so dass auf elektromechanische Mittel des Wäschetrockners hierzu verzichtet werden kann. Dies kann die Umsetzung dieses Aspekts der Erfindung einfach, kostengünstig, gewichtssparend und bzw. oder bauraumsparend machen. Dabei wäre die Verstellung des Umluftanteils vom Benutzer entweder zu Beginn des Prozesses für die Dauer des Prozesses vorzunehmen, was den Aufwand für den Benutzer gering halten kann, um die entsprechenden Eigenschaften und Vorteile zu nutzen, oder während des Prozesses, was den Aufwand für den Benutzer erhöhen jedoch auch die Möglichkeiten der Beeinflussung des Prozesses verbessern kann.
-
Soll die Einstellung des Umluftanteils während des Prozesses wenigstens einmalig oder auch mehrmalig, wie zuvor beschrieben, vom Benutzer verändert werden, würde dies den entsprechenden Aufwand für den Benutzer zwar erhöhen, jedoch die entsprechenden Vorteile zur Verbesserung der Energieeffizienz und bzw. oder der Zeiteffizienz bieten, wie zuvor beschrieben. Zum Verstellen des Umluftanteils zu den richtigen Zeitpunkten im Laufe des Prozesses könnte der Benutzer seitens des Wäschetrockners und bzw. oder seitens eines Mobilgeräts wie z.B. eines Smartphones oder eines Tablets akustisch, optisch und bzw. oder haptisch erinnert bzw. hierzu aufgefordert werden.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Wäschetrockner ausgebildet, das Verhältnis von Umluftstrom zu Abluftstrom zumindest zeitweise, vorzugweise für die Dauer eines Prozesses, mittels eines elektromechanisch zu betätigenden mechanischen Stellelements des Mischluftelements konstant zu halten. Hierzu könnte eine elektromechanische Vorrichtung verwendet werden, welche dem Benutzer das zuvor beschriebene Verstellen des Umluftanteils zu den richtigen Zeitpunkten im Laufe des Prozesses abnehmen und hierzu z.B. mit einer Steuerung des Wäschetrockners oder mit dem Regelungselement verbunden sein kann. Dies würde den Vorteil bieten, dass der statische Umluftanteil programmabhängig, d.h. an die jeweilige Phase des Prozesses angepasst, wie zuvor beschrieben, definiert werden könnte.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Wäschetrockner einen Temperatursensor auf, welcher ausgebildet und angeordnet ist, die Ist-Temperatur des Prozessluftstroms zu erfassen. Hierdurch kann dem Regelungselement die Ist-Temperatur des Prozessluftstroms als Ist-Größe zur Verfügung gestellt werden.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Temperatursensor in einem Luftzuführungskanal hinter einem Heizelement oder in einer Trommel angeordnet. Auf diese Art und Weise kann die Ist-Temperatur des Prozessluftstroms an Stellen des Prozessluftkreislaufs erfasst werden, wo hinter dem Heizelement die Ist-Temperatur des Prozessluftstroms am größten oder in der Trommel eines Wäschetrockners am relevantesten sein kann, um die Ist-Temperatur des Prozessluftstroms auf die maximal zulässige Soll-Temperatur des Trocknungsprozesses zur regeln und so z.B. eine Schädigung der zu trocknenden Wäsche zu vermeiden.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
- 1 eine schematische Darstellung eines Prozesskreislaufs eines erfindungsgemä-ßen Wäschetrockners; und
- 2 Verläufe der spezifischen Verdunstungsenergie und der Heizleistung über der Zeit für Prozesse des erfindungsgemäßen Wäschetrockners mit vergleichsweise viel und wenig Umluft.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Prozesskreislaufs eines erfindungsgemä-ßen Wäschetrockners 0.
-
Der Wäschetrockner 0 weist einen Prozessluftkreislauf 1 auf, welcher die im Folgenden beschriebenen Elemente des Wäschetrockners 0 prozessluftführend als zumindest im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf miteinander verbindet. Der Prozessluftkreis 1 weist hierzu vier Luftkanäle 1 auf, welche gemeinsam den Prozessluftkreislauf 1 bilden und auch als Luftwege 1 bezeichnet werden können. Zur Vereinfachung der Darstellung soll nicht näher zwischen dem Prozessluftkreislauf 1 und dessen vier Luftkanälen 1 bzw. Luftwegen 1 unterschieden werden. Innerhalb des Prozessluftkreislaufs 1 kann Prozessluft als Prozessluftstrom A im Kreis zirkulieren, wie weiter unten noch näher beschrieben werden wird.
-
Innerhalb des Prozessluftkreislaufs 1 bzw. zwischen zwei Luftkanälen 1 ist ein Heizelement 2 in Form einer Heizung 2 angeordnet, welches z.B. elektrisch betrieben werden kann. Wird das Heizelement 2 betrieben, kann die Prozessluft an dieser Stelle erwärmt werden. Somit weist die Prozessluft beim Verlassen bzw. nach dem Passieren des Heizelements 2 eine höhere Ist-Temperatur als zuvor auf.
-
Im weiteren Verlauf des Prozessluftkreislaufs 1 führt der entsprechende Luftkanal 1 die erwärmte Prozessluft in eine Trommel 3, in welcher zu trocknenden Wäsche aufgenommen und rotiert werden kann. Durch die Wärme der Prozessluft kann die Feuchtigkeit aus der Wäsche ausgetrieben und von der Prozessluft aufgenommen sowie mitgeführt werden. Daher ist im Bereich der Trommel 3 ein Temperatursensor (nicht dargestellt) angeordnet, um die Ist-Temperatur der Prozessluft an dieser Stelle im Prozessluftkreislauf 1 messtechnisch erfassen zu können. Ein weiterer der Luftkanäle 1 führt die feuchte Prozessluft nun einem Gebläse 4 zu, welches den Strom A der Prozessluft erzeugt und somit die Prozessluft aus der Trommel 3 ansaugt.
-
Im weiteren Verlauf des Prozessluftkreislaufs 1 ist ein Mischluftelement 5 in Form einer Mischluftklappe 5 angeordnet, welcher die Prozessluft bzw. der Prozessluftstrom A von dem Gebläse 4 zugeführt wird. Je nach Einstellung des Mischluftelements 5 kann ein Anteil der Prozessluft als Abluft bzw. als Abluftstrom B durch einen Abluftpfad 6, welcher einen Auslass 6 für die Abluft an die Umgebung des Wäschetrockners 0 darstellt, aus dem Wäschetrockner 0 bzw. aus dessen Prozessluftkreislauf 1 heraus abgeführt werden, welcher konstruktiv zwischen 0% und 100% liegt und stufenlos seitens Mischluftelements 5 eingestellt werden kann. Ferner weist das Mischluftelement 5 einen Zuluftpfad 7 auf, welcher einen Einlass 7 für Umgebungsluft, Frischluft bzw. Zuluft bzw. für einen Umgebungsluftstrom C, einen Frischluftstrom C bzw. einen Zuluftstrom C aus der Umgebung des Wäschetrockners 0 darstellt. Über den Zuluftpfad 7 kann in demselben Maße Zuluft in den Wäschetrockner 0 bzw. in dessen Prozessluftkreislauf 1 eingeführt werden, wie über den Abluftpfad 6 im selben Moment abgeführt werden kann. Entsprechend kann auch der Anteil an Zuluft konstruktiv zwischen 0% und 100% liegen. Die Zuluft ergänzt die Umluft wieder zur Prozessluft.
-
Die stufenlose Einstellung des Verhältnisses von Umluftstrom zu Abluftstrom A kann vorzugsweise durch eine elektromechanische Verstellung einer Klappe des Mischluftelements 5 seitens eines Steuerungselements (nicht dargestellt) des Wäschetrockners 0 erfolgen und für den Prozess konstant gehalten werden. Die gewählte Einstellung kann vorzugsweise mechanisch arretiert werden.
-
Genauer gesagt wird die Prozessluft dem Mischluftelement 5 von dem Gebläse 4 zugeführt und dort in einen Anteil von Abluft und in einen Anteil von Umluft aufgeteilt, sofern der Abluftanteil nicht 0% oder 100% entspricht. Der Anteil der Prozessluft, welcher durch die Abfuhr der Abluft reduziert wurde, wird anschließend durch Umgebungsluft, Frischluft bzw. Zuluft wieder aufgefüllt, so dass die Umluft beim Austritt aus dem Mischluftelement 5 wieder auf das Maß der Prozessluft ergänzt werden kann, welche in das Mischluftelement 5 eingetreten ist. Durch einen weiteren Luftkanal 1 schließt sich dann der Prozessluftkreis 1 hin zum Heizelement 2.
-
Es ist ferner ein Regelungselement 8 vorgesehen, welches als elektronisches Regelungselement 8 ausgeführt ist. Das Regelungselement 8 ist signalübertragend mit dem Temperatursensor der Trommel 3 verbunden, so dass dem Regelungselement 8 ein Signal 9 der Ist-Temperatur von der Trommel 3 zugeführt werden kann. Diesen Wert einer aktuellen Ist-Temperatur der Prozessluft innerhalb der Trommel 3 kann das Regelungselement 8 mit einer Soll-Temperatur der Prozessluft vergleichen und hieraus eine Differenz bilden, welche einem PID-Regler des Regelungselements 8 zugeführt werden kann. Der PID-Regler kann hieraus einen Stellwert erzeugen, welcher die Leistung des Heizelements 2 entsprechend einstellen kann. Ein entsprechendes Signal 10 des Stellwerts kann vom Regelungselement 8 an das Heizelement 2 übertragen werden. Hierdurch kann insbesondere im Rahmen eines Prozesses zur Trocknung der Wäsche in der Trommel 3 ein Verlauf der Soll-Temperatur der Prozessluft vorgegeben werden, auf den die Ist-Temperatur der Prozessluft von dem Regelungselement 8 geregelt werden kann.
-
2 zeigt Verläufe der spezifischen Verdunstungsenergie und der Heizleistung über der Zeit für Prozesse des erfindungsgemäßen Wäschetrockners 0 mit vergleichsweise viel und wenig Umluft. Diese Verläufe sind per Simulation ermittelt worden. Unter der spezifischen Verdunstungsenergie wird die Energie verstanden, welche benötigt wird, um eine Mengeneinheit Wasser zu verdunsten.
-
In Abhängigkeit von der Einstellung des Mischluftelements 5 seitens des Benutzers wird zwischen einem energieeffizienten Prozess, bei welchem der konstante Umluftanteil relativ hoch ist, siehe Verläufe der durchgezogenen Linien mit einer entsprechenden langen Gesamtlaufzeit eines Trocknungsprozesses T1, und einem zeiteffizienten Prozess unterschieden, bei welchem der Umluftanteil relativ gering ist, siehe Verläufe der gestrichelten Linien mit einer entsprechenden kurzen Gesamtlaufzeit eines Trocknungsprozesses T2.
-
Bei einem hohen Umluftanteil wird die Heizleistung des Heizelements 2 durch die Regelung des Regelungselements 8 relativ schnell reduziert und verläuft dann auf einem relativ niedrigen Wert, um eine Überhitzung des Wäschetrockners 0 zu vermeiden. Gleichzeitig ergibt sich für eine relativ große Zeitspanne in diesem Prozess ein relativ geringer, spezifischer Energiebedarf, um Wasser zu verdunsten. Damit ist dieser Prozess relativ energieeffizient, wenn auch relativ zeitaufwendig, wie an den unterschiedlichen Endpunkten der Kurven T1, T2 bezogen auf die Zeitachse zu erkennen ist.
-
Der Prozess mit geringem Umluftanteil erlaubt eine durchgehend hohe Heizleistung des Heizelements 2, ohne dass der Wäschetrockner 0 überhitzt. Aufgrund der höheren Wärmeabfuhr des relativ hohen Abluftanteils aus dem Wäschetrockner 0 ist der spezifische Energiebedarf zur Verdunstung jedoch relativ hoch, womit dieser Prozess relativ energieintensiv ist. Jedoch wird das verdunstete Wasser nicht umgewälzt, sondern größtenteils direkt aus dem Wäschetrockner 0 befördert, weswegen sich eine relativ kurze Laufzeit, d.h. ein zeiteffizienter Betrieb, ergibt.
-
Bezugszeichenliste
-
- A
- Prozessluftstrom
- B
- Abluftstrom
- C
- Zuluftstrom; Umgebungsluftstrom; Frischluftstrom
- T1
- Gesamtlaufzeit eines energieeffizienten Trocknungsprozesses
- T2
- Gesamtlaufzeit eines zeiteffizienten Trocknungsprozesses
- 0
- Wäschetrockner
- 1
- Luftkanal; Prozessluftkreislauf; Luftwege
- 2
- Heizelement; Heizung
- 3
- Trommel
- 4
- Gebläse
- 5
- Mischluftelement; Mischluftklappe
- 6
- Abluftpfad; Auslass für Abluft an die Umgebung
- 7
- Zuluftpfad; Einlass für Zuluft, Frischluft bzw. Umgebungsluft aus der Umgebung
- 8
- (elektronisches) Regelungselement
- 9
- Signal der Ist-Temperatur von Trommel 3 an Regelungselement 8
- 10
- Signal des Stellwerts von Regelungselement 8 an Heizelement 2
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 1682715 B1 [0005, 0007]
- DE 10349712 B4 [0007]
