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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Trockner und ein Verfahren zum Trocknen von Geweben mit einem solchen Trockner und gehört zum technischen Gebiet der Haushaltsgeräte. Trockner verfügen in der Regel über eine Lufterhitzungsvorrichtung, die die zum Trocknen der Wäsche verwendete Prozessluft erwärmt. Um eine mögliche Beschädigung der Wäsche durch zu hohe Prozesslufttemperaturen zu vermeiden, muss die Prozesslufttemperatur geregelt werden. Dies erfolgt gewöhnlicherweise durch intermittierendes Ein- und Ausschalten der Heizvorrichtung, um eine zu hohe oder zu niedrige Prozesslufttemperatur zu vermeiden. Wie in 1 dargestellt, zeigt die Kurve T1 eine Temperaturänderung der Prozessluft nach ihrer Erwärmung durch eine Heizvorrichtung. Es ist zu erkennen, dass die Temperatur der Prozessluft stark schwankt. Eine derart schwankende Temperatur kann einerseits die Trocknungseffizienz beeinträchtigen und andererseits zur Beschädigung einiger temperaturempfindlicher Gewebe führen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Trocknen von Geweben mit einem Trockner bereitzustellen, mit dem die temperaturbedingte Beschädigung eines Gewebes reduziert werden kann.
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Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung umfassen ein Verfahren zum Trocknen von Geweben mit einem Trockner, das eine Konstanttemperatur-Trocknungsphase umfasst, in der
- - die Prozessluft durch eine erste Gebläsevorrichtung in einer Trocknungskammer und einem mit der Trocknungskammer verbundenen Prozessluftkanal umgewälzt wird;
- - die Prozessluft durch eine Heizvorrichtung erwärmt wird;
- - eine Kühlmedium-Zuführeinheit ein Kühlmedium zur Kühlung der Prozessluft liefert, um die Feuchtigkeit in der Prozessluft zu kondensieren;
wobei die Kühlmedium-Zuführeinheit die Flussrate des Kühlmediums steuert, um die Temperatur der Prozessluft beim Eintritt in die Trocknungskammer zu stabilisieren.
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Gegenüber dem Stand der Technik ermöglichen die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eine Stabilisierung der Temperatur der Prozessluft beim Eintritt in die Trocknungskammer und eine präzise Steuerung der Trocknungstemperatur, wodurch empfindliche Gewebe besser geschont und temperaturbedingte Trocknungsschäden an Geweben reduziert werden können. Durch die präzisere Steuerung der Temperatur kann ferner die Prozesslufttemperatur auf eine Temperatur geregelt werden, die das Gewebe schützt und gleichzeitig zu einer idealen Trocknungseffizienz führt.
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In einigen Ausführungsformen steuert die Kühlmedium-Zuführeinheit die Flussrate des Kühlmediums, um die Temperatur der Prozessluft in der Nähe einer Zieltemperatur zu halten.
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In einigen Ausführungsformen wird die Zieltemperatur entsprechend dem Material des Gewebes eingestellt. Diese Einstellung kann vom Benutzer voreingestellt oder vom Trockner aus einer vorgespeicherten Datenbank abgerufen werden.
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In einigen Ausführungsformen wird die erste Gebläsevorrichtung dann, wenn die Temperatur der Prozessluft selbst bei maximaler Flussrate des Kühlmediums über der Zieltemperatur liegt, so gesteuert, dass sie die Flussrate der Prozessluft erhöht. Durch die Erhöhung der Flussrate der Prozessluft kann diese schneller zirkulieren und häufiger Wärme mit dem Kühlmedium austauschen, was zur Senkung der Prozesslufttemperatur beiträgt. Wenn das Kühlmedium Wasser ist, das in den Prozessluftkanal eintritt, kann die erhöhte Luftgeschwindigkeit der Prozessluft den Wasserstrom besser verteilen und die Effizienz des Wärmeaustauschs erhöhen.
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In einigen Ausführungsformen wird die Temperatur der Prozessluft in Echtzeit erfasst, wobei die Kühlmedium-Zuführeinheit entsprechend dem Erfassungsergebnis gesteuert wird.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die Erfassung der Temperatur der Prozessluft das Erfassen der Prozesslufttemperatur in der Nähe eines Auslasses des Prozessluftkanals.
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In einigen Ausführungsformen ist die Kühlmedium-Zuführeinheit ein Wasserventil und das Kühlmedium Kühlwasser, das dem Prozessluftkanal so zugeführt wird, dass das Kühlwasser mit der Prozessluft in Kontakt tritt und dabei Wärme mit dieser austauscht, wobei die Flussrate des Kühlwassers durch Steuern des Wasserventils geregelt wird.
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In einigen Ausführungsformen ist die Kühlmedium-Zuführeinheit eine zweite Gebläsevorrichtung und das Kühlmedium Kühlluft, die indirekt Wärme mit der Prozessluft austauscht, wobei die Flussrate der Kühlluft durch Steuern der zweiten Gebläsevorrichtung geregelt wird. In einigen Ausführungsformen bleibt die Heizvorrichtung in der Konstanttemperatur-Trocknungsphase eingeschaltet. Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können auf verschiedene Weise kombiniert werden, sofern dies möglich ist.
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Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen des Weiteren einen Trockner bereit, der eine Steuervorrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, den Trockner so zu steuern, dass er ein Gewebe gemäß dem Verfahren nach den oben beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispielen trocknet.
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Dabei kann in der Nähe des Auslasses des Prozessluftkanals ein Temperatursensor vorgesehen sein, wobei die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, die Kühlmedium-Zuführeinheit entsprechend einem Erfassungsergebnis des Temperatursensors zu steuern.
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Im Folgenden werden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen einige spezifische Ausführungsbeispiele der Erfindung beispielhaft erläutert.
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Figurenliste
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Es zeigen
- 1 ein Kurvendiagramm der Parameter, die bei der Anwendung eines bestehenden Trocknungsverfahrens bei einem bestehenden Trockner erhalten wurden;
- 2A und 2B in schematischer Darstellung den Aufbau eines Trockners jeweils gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel;
- 3 ein schematisches Blockschaltbild eines Trockners gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 4 ein Kurvendiagramm der Parameter, die beim Trocknen von Geweben mit einem Trockner gemäß einem Ausführungsbeispiel erhalten wurden.
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Konkrete Ausführungsformen
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Aus 2A, 2B und 3 geht ein Trockner 1 hervor, der eine Trocknungskammer 2 umfasst. Innerhalb der Trocknungskammer 2 ist eine drehantreibbare Trocknungstrommel 3 angeordnet. Die Trocknungstrommel 3 und die Trocknungskammer 2 sind räumlich so miteinander verbunden, dass eine Luftströmung dazwischen möglich ist. Die Gewebetrocknung findet innerhalb der Trocknungstrommel 3 statt. Üblicherweise dreht sich die Trocknungstrommel 3 während der Trocknung, so dass alle Teile des Gewebes in vollem Kontakt mit der an der Trocknung beteiligten Prozessluft A1 stehen.
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Ein Prozessluftkanal 4 ist mit der Trocknungskammer 2 verbunden. Dabei sind ein Einlass 41 und ein Auslass 42 des Prozessluftkanals 4 jeweils mit der Trocknungskammer 2 verbunden. Eine erste Gebläsevorrichtung 5 befindet sich in dem Prozessluftkanal 4. Durch Einschalten der ersten Gebläsevorrichtung 5 kann die Prozessluft A1 in der Trocknungskammer 2 und dem Prozessluftkanal 4 umgewälzt werden.
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Der Prozessluftkanal 4 ist an seinem nahe am Einlass 41 liegenden Ende mit einer Kondensationsvorrichtung 20 versehen, die einen Wärmeaustausch mit der aus der Trocknungskammer 2 in den Prozessluftkanal 4 eintretenden Prozessluft A1 ermöglicht, so dass die Temperatur der Prozessluft A1 gesenkt und die darin enthaltene Feuchtigkeit kondensiert wird.
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Der Prozessluftkanal 4 ist an seinem nahe am Auslass 42 liegenden Ende mit einer Heizvorrichtung 6 ausgestattet. Die von der Heizvorrichtung 6 erwärmte Prozessluft A1 tritt in die Trocknungskammer 2 ein, um das Gewebe zu erwärmen und die Feuchtigkeit im Gewebe zu verdampfen.
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In der Nähe des Auslasses 42 des Prozessluftkanals 4 ist ein Temperatursensor 7 vorgesehen. Die von dem Temperatursensor 7 erfasste Temperatur ist die Temperatur der bereits durch die Heizvorrichtung 6 erwärmten Prozessluft A1 und liegt im Wesentlichen nahe an der Temperatur der vom Auslass 42 des Prozessluftkanals 4 in die Trocknungskammer 2 eintretenden Prozessluft A1.
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Die Kondensationsvorrichtung 20 umfasst eine Kühlmedium-Zuführeinheit 21, eine Leitung 22, durch die ein Kühlmedium strömt, und einen Kondensationskanal 23, in dem die Prozessluft A1 einen Wärmeaustausch mit dem Kühlmedium erfährt.
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Die Kondensationsvorrichtung 20 kann auf verschiedene Weise realisiert werden. In dem in 2A gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Kühlmedium-Zuführeinheit 21 beispielsweise um ein Wasserventil und bei dem Kühlmedium um Kühlwasser 24. Das Kühlwasser 24 wird über die Leitung 22 dem Prozessluftkanal 4 zugeführt und tritt so mit der Prozessluft A1 in Kontakt, um einen Wärmeaustausch damit durchzuführen. Das Wasserventil kann hierbei als Schrittmotor-Regelventil ausgebildet sein, mit dem die Flussrate des Kühlwassers 24 gesteuert werden kann.
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In dem in 2B dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Kühlmedium-Zuführeinheit 21 um eine zweite Gebläsevorrichtung und bei dem Kühlmedium um Kühlluft A2. Die Kühlluft A2 strömt durch die Leitung 22 und tauscht dabei indirekt Wärme mit der Prozessluft A1 aus. Bei der Kühlluft A2 kann es sich um Frischluft handeln, die von außen angesaugt und schließlich wieder an die Atmosphäre abgegeben wird. Die zweite Gebläsevorrichtung kann hierbei als Lüfter mit variablem Luftvolumen ausgebildet sein, mit dem die Flussrate der Kühlluft A2 gesteuert werden kann.
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Der Trockner 1 umfasst ferner eine Steuervorrichtung 10, die verschiedene elektrische Elemente im Trockner 1, wie z.B. die erste Gebläsevorrichtung 5, die Heizeinheit 6, die Kühlmedium-Zuführeinheit 21, steuern, Signale vom Temperatursensor 7 empfangen und ein Gewebetrocknungsprogramm entsprechend den Programmeinstellungen ausführen kann.
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Während der Ausführung des Programms zum Trocknen von Geweben bzw. Wäsche im Trockner 1 wird zunächst die Heizvorrichtung 6 eingeschaltet, um die Prozessluft A1 zu erwärmen. Unter Einwirkung der ersten Gebläsevorrichtung 5 gelangt die heiße Prozessluft A1 in die Trocknungskammer 2 und tritt mit dem Gewebe in Kontakt, wodurch die Feuchtigkeit im Gewebe allmählich verdampft. In der Zwischenstufe des Trocknungsprogramms ist eine Konstanttemperatur-Trocknungsphase S1 enthalten. Das Parameterkurvendiagramm in 4 enthält eine Heizungsschaltzustandskurve L1 der Heizvorrichtung 6, eine Kühlmedium-Flussratenkurve L2 und eine Erfassungssignalkurve L3 des Temperatursensors 7. Nachfolgend wird die Konstanttemperatur-Trocknungsphase im Zusammenhang mit 4 beschrieben.
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In der Konstanttemperatur-Trocknungsphase S1 bleibt die erste Gebläsevorrichtung 5 weiterhin eingeschaltet, um die Prozessluft A1 durch die Trocknungskammer 2 und den Prozessluftkanal 4 umzuwälzen, während die Heizvorrichtung 6 eingeschaltet bleibt, um die Prozessluft A1 kontinuierlich zu erwärmen. Mittlerweile liefert die Kühlmedium-Zuführeinheit 21 Kühlmedium, um die Prozessluft A1 zu kühlen und somit die Feuchtigkeit in der Prozessluft A1 zu kondensieren.
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Dabei erfasst der Temperatursensor 7 die Temperatur der Prozessluft A1 in Echtzeit. Da der Temperatursensor 7 in der Nähe des Auslasses 42 des Prozessluftkanals positioniert ist, kann er ein Messergebnis nahe der Temperatur der in die Trocknungskammer 2 eintretenden Prozessluft A1 bereitstellen. Das Programm ermittelt vorher in Abhängigkeit von dem Material des Gewebes eine Zieltemperatur, die vom Benutzer entsprechend dem Material des Gewebes im Voraus eingestellt oder vom Trockner 1 entsprechend dem Material des jeweiligen Gewebes aus einer vorgespeicherten Datenbank abgerufen werden kann. So kann die Zieltemperatur z.B. je nach der Temperaturbeständigkeit des Gewebematerials auf 60°C, 70°C, 90°C usw. eingestellt werden. Die Steuervorrichtung 10 empfängt von dem Temperatursensor 7 eine Temperaturinformation und steuert anhand dieser Temperaturinformation die Kühlmedium-Zuführeinheit 21 dazu an, die Flussrate des Kühlmediums zu steuern, um die Temperatur der Prozessluft A1 beim Eintritt in die Trocknungskammer 2 zu stabilisieren, beispielsweise so, dass die vom Temperatursensor 7 erfasste Temperaturinformation in die Nähe der voreingestellten Zieltemperatur von 70°C tendiert.
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Durch den Dauerbetrieb der Heizvorrichtung 6 steigt der vom Temperatursensor 7 erfasste Temperaturwert normalerweise an. Basierend auf dieser Information steuert die Steuervorrichtung 10 die Kühlmedium-Zuführeinheit 21 rechtzeitig an, um die Flussrate des Kühlmediums zu erhöhen, so dass die Wärmeaustauschleistung erhöht und der Temperaturanstieg der Prozessluft A1 unterdrückt wird. Die Erhöhung der Flussrate des Kühlmediums verbessert auch den Kondensationseffekt, erhöht die Trocknungseffizienz und verkürzt letztlich die Trocknungszeit.
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Dabei kann das Steuern der Kühlmedium-Flussrate durch die Kühlmedium-Zuführeinheit 21 das Regeln der Flussrate des Kühlwassers 24 durch Steuern des Wasserventils oder auch das Regeln der Flussrate der Kühlluft A2 durch Steuern der zweiten Gebläsevorrichtung umfassen.
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Wenn die Temperatur der Prozessluft A1 selbst bei maximaler Flussrate des Kühlmediums über der Zieltemperatur liegt, wird die erste Gebläsevorrichtung 5 so gesteuert, dass die Flussrate der Prozessluft A1 erhöht wird.
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Die bisher beschriebenen und dargestellten verschiedenen konkreten Ausführungsformen dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung. Jede Abänderung, die von den durchschnittlichen Fachleuten auf diesem Gebiet im Rahmen der Grundideen der Erfindung vorgenommen wird, fällt in den Schutzumfang der Erfindung.
