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Die Erfindung betrifft einen traktfreien Trockner, genauer gesagt einen traktfreien Trockner, der die Wassermenge minimieren kann, die zum Entfeuchten ausgeblasener feuchter Luft verwendet wird, die sich beim Trocknen zu trocknender Objekte ergibt, und der ein Stoppen einer Gasverbrennung oder ein Ein-/Ausschalten eines Heizers, wie es häufig auftritt, wenn das Luftvolumen im Trockner verringert wird, verhindern kann.
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Ein Bekleidungstrockner ist allgemein ein Gerät zum Ausführen eines Trocknungsvorgangs an Objekten wie feuchten Textil- und Lederwaren, die dadurch zu trocknen sind, dass durch einen Heizer erzeugte Heißluft in eine Trommel geblasen wird, um Feuchtigkeit von den in ihr enthaltenen Objekten zu absorbieren. Trockner können abhängig vom Verfahren, das dazu verwendet wird, die feuchte Luft zu handhaben, wie sie erzeugt wird, wenn die Objekte durch Absorbieren von Feuchtigkeit aus ihnen getrocknet werden, in Ablufttrockner und Kondensationstrockner eingeteilt werden.
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Bei einem Ablufttrockner wird aus einer Trommel ausgeblasene feuchte Luft zur Außenseite des Trockners ausgeblasen. Jedoch ist zum Ausblasen der von den Objekten in der Trommel abgedampften Feuchtigkeit zur Außenseite des Trockners ein Ablufttrakt erforderlich, und insbesondere sollte der Ablufttrakt so installiert sein, dass er sich über ein langes Stück zur Außenseite eines Raums oder eines Gebäudes erstreckt, da gemeinsam mit der Feuchtigkeit Verbrennungsprodukte wie Kohlenmonoxid usw. ausgeblasen werden.
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Indessen wird bei einem Kondensationstrockner die Feuchtigkeit in der aus der Trommel ausgeblasenen feuchten Luft in einer Wärmetauschereinheit kondensiert, und die getrocknete Luft wird wieder in die Trommel umgewälzt. Jedoch ist es bei einem Kondensationstrockner nicht einfach, Gas als Heizquelle zu verwenden, da aufgrund des Strömens der Trocknungsluft ein geschlossener Kreis gebildet werden kann.
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Ein traktfreier Trockner überwindet die Mängel von Ablufttrocknern und Kondensationstrocknern. D. h., dass ein traktfreier Trockner eine Konfiguration aufweist, bei der kein Ablufttrakt zum Ausblasen der in der Trommel verdampften Feuchtigkeit so installiert werden muss, dass er sich über ein langes Stück zur Außenseite des Raums erstreckt, und der die getrocknete Luft wieder in die Trommel zurück umwälzt, nachdem die aus der Trommel ausgeblasene feuchte Luft in der Wärmetauschereinheit kondensiert wurde, um die Feuchtigkeit zu entfernen.
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Jedoch strömt, bei diesem traktfreien Trockner, die Luft von außen in einem heißen und trockenen Zustand, der sich aus dem Erhitzen durch Gasverbrennung oder durch einen elektrischen Heizer ergibt, in die Trommel. Um hierbei Schäden an Textil- und Lederwaren oder ein Feuer zu vermeiden, wenn das Luftvolumen im Trockner verringert wird, wird die Gasverbrennung gestoppt, oder der Heizer wird ein-/ausgeschaltet, was häufig erfolgt, was zu einem schlechten Einfluss auf die Textil- und Lederwaren oder auf die Sicherheit des Trockners führt.
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Auch ist ein traktfreier Trockner mit einer Wärmetauschereinheit zum Entfernen der Feuchtigkeit versehen, wie sie in der feuchten Luft enthalten ist, die nach dem Trocknen der zu trocknenden Objekte ausgeblasen wird. Die Wärmetauschereinheit ist mit einem zwischen Rippen durchlaufenden Rohr versehen. Um Feuchtigkeit zu entfernen, strömt Wasser mit einer Temperatur unter der Taupunktstemperatur der feuchten Luft durch das Rohr, um dadurch die mit den Rippen in Kontakt stehende feuchte Luft zu kondensieren. Jedoch fließt bei der einschlägigen Technik, obwohl es nicht erforderlich ist, Wasser in das Rohr strömen zu lassen, wenn die Temperatur desselben unter der Taupunktstemperatur der feuchten Luft liegt, Wasser immer noch ohne jede Steuerung in das Rohr, wodurch Wasser vergeudet wird.
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DE 697 11 137 T2 offenbart eine Wasch-Trocknereinrichtung mit einem Gehäuse und einer drehbar im Gehäuse installierten Trommel. Ein Gebläse erzeugt einen Luftstrom, der von einer Heizvorrichtung erwärmt wird, bevor er in die Trommel eingeleitet wird. Ein Wärmetauscher ist zum Entfeuchten der aus der Trommel ausgeblasenen feuchten Luft vorgesehen. Hierbei kann die Flussrate des in den Wärmetauscher zugeführten Wassers in Abhängigkeit von der Wassertemperatur gesteuert werden.
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US 2005/0217133 A1 offenbart einen Trockner mit einem Gehäuse und einer Trommel. Der Trockner weist ferner eine Wärmepumpe mit einem Kompressor, einem Heizer, einer Drossel und einem Verdampfer auf, die mit einem Kühlmittel, wie Kohlenstoffdioxid, betrieben wird. Die Wärmepumpe ist so angeordnet, dass ein Gebläse in einem Rohrsystem von dem Heizer erhitzte Luft in die Trommel liefert, diese dort Feuchtigkeit aufnimmt und anschließend im Verdampfer entfeuchtet wird. Hierbei wird in Abhängigkeit von der Taupunktstemperatur die Leistung des Kompressors oder den Drosselungsgrad der Drossel gesteuert, und dadurch die Leistung der Wärmepumpe variiert.
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Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen traktfreien Trockner zu schaffen, der das Stoppen einer Gasverbrennung oder das Ein-Ausschalten eines Heizers verhindern kann, wie es häufig auftritt, wenn das Luftvolumen im Trockner verringert wird.
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Ferner ist es eine andere Aufgabe der Erfindung, einen traktfreien Trockner zu schaffen, der die Menge von zum Entfeuchten in einer Wärmetauschereinheit verwendetem Wasser abhängig von der Taupunktstemperatur feuchter Luft steuern kann.
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Diese Aufgaben werden durch die Trockner nach den Ansprüchen 1, 3 und 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Ein traktfreier Trockner ist mit Folgendem geschaffen: einem Hauptkorpus; einer drehbar im Hauptkorpus installierten Trommel; einer Heißlufteinheit, die Heißluft in die Trommel liefert; und einer Wärmetauschereinheit zum Entfeuchten von aus der Trommel ausgeblasener feuchter Luft und zum Steuern der Menge von Wasser zur Entfeuchtung abhängig von der Taupunktstemperatur der feuchten Luft.
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Hierbei kann, die Heißluft-Zuführeinheit die zum Erhitzen von Luft zugeführte Wärmemenge abhängig von der Menge der in die Trommel eingeleiteten Luft steuern. Hierbei kann die zum Erhitzen der Luft zugeführte Wärmemenge verringert werden, wenn die Zeit, die dazu erforderlich ist, dass die Temperatur nachdem anfänglichen Trocknungsprozess einen vorbestimmten maximalen Temperaturwert erreicht.
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Um dies auszuführen ist die Heißluft-Zuführeinheit vorzugsweise mit Folgendem versehen: einer Gasverbrennungseinrichtung zum Erzeugen von Heißluft durch Zünden von Gas nach einem Mischen mit Luft; einem Gasventil zum Ausführen oder Stoppen der Gaszufuhr zur Gasverbrennungseinrichtung; einem Heißluft-Zuführtrakt, durch den die durch die Gasverbrennungseinrichtung erzeugte Heißluft in die Trommel eingeleitet wird; und mindestens einem Heißluft-Temperatursensor zum Messen der Temperatur der in die Trommel eingeleiteten Heißluft. Alternativ kann, vorzugsweise, die Heißluft-Zuführeinheit mit Folgendem versehen sein: mehreren festen Heizern; einem Heißluft-Zuführtrakt, durch die durch die festen Heizer erzeugte Heißluft in die Trommel eingeleitet wird; und mindestens einem Heißluft-Temperatursensor zum Messen der Temperatur der in die Trommel eingeleiteten Heißluft. Alternativ kann, vorzugsweise, die Heißluft-Zuführeinheit mit Folgendem versehen sein: einem festen Heizer; mindestens einem variablen Heizer; einem Heißluft-Zuführtrakt, durch den die durch den festen Heizer und den variablen Heizer erzeugte Heißluft in die Trommel eingeleitet wird; und mindestens einem Heißluft-Temperatursensor zum Messen der Temperatur der in die Trommel eingeleiteten Heißluft.
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Vorzugsweise kann die Wärmetauschereinheit mit Folgendem versehen sein: einem Wärmetauscher; einem Lufttemperatursensor und einem Feuchtigkeitssensor zum Berechnen der Taupunktstemperatur der durch den Wärmetauscher laufenden feuchten Luft; einem Wassertemperatursensor zum Messen der Temperatur von in den Wärmetauscher strömendem Wasser; und einem Wassermengenventil, durch das die im Wärmetauscher strömende Wassermenge abhängig vom Taupunktstemperatur der Temperatur der feuchten Luft und der Wassertemperatur eingestellt wird. Hierbei können, vorzugsweise, die Temperatur und die Feuchtigkeit der feuchten Luft, wie sie durch den Lufttemperatursensor und den Feuchtigkeitssensor gemessen werden, als Spannungswerte ausgegeben werden, und die Werte werden durch eine in einem Mikrocomputer abgespeicherte Operationsformel in die Taupunktstemperatur umgerechnet.
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Vorzugsweise wird das Wassermengenventil am Auslass eines durch einen ersten Wärmetauscher laufenden Rohrs oder am Einlass eines durch einen zweiten Wärmetauscher laufenden Rohrs installiert, und demgemäß wird das Wassermengenventil dann geschlossen, wenn die Temperatur des im Rohr des ersten Wärmetauschers strömenden Wassers unter der Taupunktstemperatur der durch den ersten Wärmetauscher strömenden feuchten Luft liegt, und/oder dann, wenn die Temperatur des im Rohr des zweiten Wärmetauschers strömenden Wassers niedriger als die Taupunktstemperatur der durch den zweiten Wärmetauscher strömenden feuchten Luft ist.
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1 ist eine schematische Ansicht, die einen traktfreien Trockner gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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2 ist eine Draufsicht, die den traktfreien Trockner der 1 zeigt;
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3 ist ein Blockdiagramm, das eine erste Variation einer Heißluft-Zuführeinheit in der 2 zeigt;
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4 ist ein Blockdiagramm, das eine zweite Variation der Heißluft-Zuführeinheit in der 2 zeigt;
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5 ist ein Kurvenbild, das die Lufttemperatur am Einlass einer Trommel und einen Ein/Aus-Zyklus eines Heizers für den Fall zeigt, dass der Heizer eine Leistung von 5400 W aufweist;
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6 ist ein Kurvenbild, das die Lufttemperatur am Einlass einer Trommel und einen Ein/Aus-Zyklus eines Heizers für den Fall zeigt, dass der Heizer eine Leistung von 4600 W aufweist;
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7 ist ein Kurvenbild, das die Lufttemperatur am Einlass einer Trommel und einen Ein/Aus-Zyklus eines Heizers für den Fall zeigt, dass der Heizer eine Leistung von 4150 W aufweist;
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8 ist eine Tabelle zum Vergleichen des Trocknungsvermögens abhängig von der Heizerleistung;
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9 ist eine Teilansicht einer Wärmetauschereinheit in der 2;
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10 ist ein Kurvenbild, das die Temperatur und die Feuchtigkeit feuchter Luft an einer ersten und einer dritten Position in der 9 zeigt; und
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11 ist ein Kurvenbild, das die Taupunktstemperatur feuchter Luft an einer ersten Position sowie die Temperatur von aus einem ersten Wärmetauscher in der 9 herausströmendem Wasser zeigt.
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Nun erfolgt eine detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, zu denen in den beigefügten Zeichnungen Beispiele dargestellt sind.
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Die 1 ist eine schematische Ansicht, die den traktfreien Trockner gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, und die 2 ist eine Draufsicht, die den traktfreien Trockner der 2 zeigt. Pfeile kennzeichnen die Strömung von Luft.
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Gemäß den 1 und 2 verfügt der traktfreie Trockner gemäß einer Ausführungsform der Erfindung über einen Hauptkorpus 110, eine drehbar in diesem installierte Trommel 120, eine Heißluftzuführeinheit 140, die Heißluft in die Trommel 120 liefert und Wärme zum Erhitzen der Luft entsprechend dem Luftvolumen steuert, und eine Wärmetauschereinheit 200 zum Entfeuchten von aus der Trommel 120 ausgeblasener feuchter Luft und zum Steuern der Menge von Wasser zur Entfeuchtung entsprechend der Taupunktstemperatur der feuchten Luft.
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An der Vorderseite des Hauptkorpus 110 ist eine Tür 111 zum Eingeben von Bekleidung in die Trommel 120 installiert. Außerdem ist an der Unterseite des Hauptkorpus 110 ein Fuß 113 zum Halten desselben installiert. Der Hauptkorpus 110 verfügt über einen Innenraum, der mit Folgendem versehen ist: einem Riemen 131 zum Drehen der Trommel 120; einem in einem Umwälztrakt 114 installierten Lüfter 133 zum Liefern einer Gebläsekraft für Luft im traktfreien Trockner sowie einem Motor 135, der den Riemen 131 und den Lüfter 133 mit einer Antriebskraft versorgt. An einer Welle des Motors 135 ist eine Riemenscheibe 137 installiert, an der der Riemen 131 anliegt. Hierbei kann die Konfiguration über mehrere Motoren 135 verfügen, um den Riemen 131 bzw. den Lüfter 133 mit einer Antriebskraft zu versorgen. Außerdem ist der Umwälztrakt 114 mit einem Filter (nicht dargestellt) zum Ausfiltern von Flusen wie Fusseln und abgelösten Fäden, die in aus der Trommel 120 ausströmender heißer und feuchter Luft enthalten sind, versehen.
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Die Trommel 120 ist ein Behälter mit einem Innenraum für zu trocknende Objekte wie Bekleidung. In ihr sind mehrere Anhebeeinrichtungen 121 zum Anheben der Bekleidung installiert.
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Die Heißluftzuführeinheit 140 verfügt über ein Gasventil 141, durch das Gas zugeführt oder abgesperrt wird, eine Gasverbrennungseinrichtung 143 zum Erzeugen von Heißluft durch Zünden von aus dem Gasventil 141 ausgeblasenem Gas nach dem Mischen mit Außenluft, einen Heißluft-Zuführtrakt 145, der die Gasverbrennungseinrichtung 143 mit der Trommel 120 verbindet, um die erzeugte Heißluft an diese zu liefern, und einen Heißluft-Temperatursensor 147 zum Messen der Temperatur der in die Trommel 120 eingeleiteten Heißluft.
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Die Heißluftzuführeinheit 140 ist mit einem Flammenstab versehen, der sich von einem Randabschnitt einer Flamme aus erstreckt, um einen Flammenstrom zu erfassen und über den Wert desselben indirekt die Menge an Kohlenmonoxid (CO) zu messen.
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Wenn die durch den Flammenstab gemessene Menge an Kohlenmonoxid einem Referenzwert entspricht, der ausreichend hoch dafür ist, dass der menschliche Körper nachteilig beeinflusst würde, wird das Gasventil 141 geschlossen, um die Verbrennung zu stoppen, und ein Alarmton informiert den Benutzer darüber, dass ein Lüften erforderlich ist.
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Die mit dem Gasventil 141 verbundene Gasverbrennungseinrichtung 143 mischt vom Gasventil 141 ausgeblasenes Gas mit der Außenluft für die Verbrennung und erhitzt Luft unter Verwendung der dadurch erzeugten Wärme. Dadurch erzeugte Heißluft wird durch den Heißluft-Zuführtrakt 145 in die Trommel 120 geliefert.
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Der Heißluft-Temperatursensor 147 ist in einem Verbindungsabschnitt 145a installiert, der den Heißluft-Zuführtrakt 145 mit der Trommel 120 verbindet. Es können mehrere Heißluft-Temperatursensoren 147 vorhanden sein, die im Heißluft-Zuführtrakt 145 installiert sind.
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Wenn das Luftvolumen im Trockner abnimmt, wie dann, wenn im Filter festgehaltene Flusen die Luftströmung unterbrechen, wenn die Luft wegen zuviel Textil- und Lederwaren in der Trommel nicht leicht strömen kann, wenn das Luftvolumen im Trockner aufgrund eines versperrten, mit der Außenseite verbundenen Trakts verringert ist, können die Textil- und Lederwaren beschädigt werden, da die Temperatur der in die Trommel 120 eingeleiteten Luft höher als eine Referenztemperatur ist (d. h. eine Temperatur, die angewandt wird, um Schäden an den Textil- und Lederwaren oder ein Feuer zu vermeiden).
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Um dies zu verhindern, stellt die Heißluftzuführeinheit 140 das Gasventil 141 entsprechend dem Luftvolumen ein, und sie steuert die Menge des an die Gasverbrennungseinrichtung 143 gelieferten Gases. D. h., dass dann, wenn die durch den Heißluft-Temperatursensor 147 gemessene Temperatur wegen der Verringerung des Luftvolumens einen Referenztemperaturbereich überschreitet, das Gasventil 141 teilweise oder ganz geschlossen wird, um das in die Gasverbrennungseinrichtung 143 eingeleitete Gas zu verringern oder abzusperren. Um dies auszuführen, ist das Gasventil 141 vorzugsweise als mehrstufiges Magnetventil realisiert, durch das die Einblasmenge von Gas fein eingestellt werden kann.
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Demgemäß kann die Wärmemenge, die an die in die Trommel 120 eingeleitete Luft geliefert wird, verringert werden, ohne dass die Gasverbrennung häufig zu stoppen wäre, so dass die Temperatur der Luft abgesenkt werden kann. Demgemäß ist es möglich, Schäden an Textil- und Lederwaren zu vermeiden, und die Stabilität des Trockners zu verbessern.
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Die 3 ist ein Blockdiagramm, das eine erste Variation der Heißluft-Zuführeinheit in der 2 zeigt, und die 4 ist ein Blockdiagramm, das eine zweite Variation der Heißluft-Zuführeinheit in der 2 zeigt.
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Gemäß der 3 verfügt die Heißluft-Zuführeinheit 170 gemäß der ersten Variation über einen festen Heizer 171 und einen variablen Heizer 173.
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Der feste Heizer 171 handhabt 50% der Heizerleistung, und der variable Heizer 173 wird so eingestellt, dass er eine Heizerleistung von 0~50% handhabt. Genauer gesagt, wird, wenn die Temperatur der in die Trommel 120 (siehe die 1) eingeleiteten Luft durch den Heißluft-Temperatursensor 147 (siehe die 1) aufgrund eines normalen Luftvolumens dahingehend gemessen wird, dass sie in einem normalen Bereich liegt, der Heizer so gesteuert, dass er die Leistung von 100% handhabt. D. h., dass der feste Heizer 171 mit der Leistung von 50% betrieben wird und der variable Heizer 173 voll betrieben wird, so dass er die Leistung von 50% aufweist.
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Wenn jedoch die Temperatur der in die Trommel 120 (siehe die 1) eingeleiteten Luft durch den Heißluft-Temperatursensor 147 (siehe die 1) dahingehend gemessen wird, dass sie den normalen Bereich überschreitet, da das Luftvolumen verringert ist, wird der Heizer so gesteuert, dass er eine verringerte Leistung zeigt. D. h., dass der feste Heizer 171 mit der Leistung von 50% betrieben wird und der variable Heizer 173 so eingestellt wird, dass er eine Leistung unter 50% zeigt. Demgemäß wird die Wärmemenge, wie sie in die in die Trommel 120 (siehe die 1) eingeleitete Luft geliefert wird, verringert, damit die Lufttemperatur sinkt, um dadurch Schäden an den Textil- und Lederwaren zu vermeiden.
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Hierbei wird die Tatsache, ob das Luftvolumen verringert ist oder nicht, auf Grundlage der Zeit bestimmt, die dazu erforderlich ist, dass die durch den Heißluft-Temperatursensor 147 (siehe die 1) gemessene Temperatur der in die Trommel 120 (siehe die 1) eingeleiteten Luft nach dem anfänglichen Trocknungsprozess einen vorbestimmten maximalen Temperaturwert erreicht. D. h., dass das Luftvolumen umso mehr verringert ist, je kürzer die Zeitdauer ist.
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Gemäß der 4 verfügt die Heißluft-Zuführeinheit 180 gemäß der zweiten Variation über mehrere feste Heizer.
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Bei dieser Ausführungsform gehören zu den festen Heizern ein erster fester Heizer 181 mit einer Leistung von 50%, ein zweiter fester Heizer 183 mit einer Leistung von 30% und ein dritter fester Heizer 185 mit einer Leistung von 20%.
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Genauer gesagt, wird, wenn durch den Heißluft-Temperatursensor 147 (siehe die 1) gemessen wird, dass die Temperatur der in die Trommel 120 (siehe die 1) eingeleiteten Luft aufgrund eines normalen Luftvolumens im normalen Bereich liegt, der Heizer so gesteuert, dass er die Leistung von 100% handhabt. D. h., dass der erste feste Heizer 181, der zweite feste Heizer 183 und der dritte feste Heizer 185 alle gemeinsam betrieben werden.
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Wenn jedoch durch den Heißluft-Temperatursensor 147 (siehe die 1) gemessen wird, dass die Temperatur der in die Trommel 120 (siehe die 1) eingeleiteten Luft den normalen Bereich überschreitet, das Luftvolumen verringert ist, wird der Heizer so gesteuert, dass seine Leistung verringert ist. D. h., dass die Filterleistung dadurch gesteuert wird, dass der erste feste Heizer 181, der zweite feste Heizer 183 und der dritte feste Heizer 185 ganz oder teilweise betrieben werden. Demgemäß wird die Wärmemenge, wie sie an die in die Trommel 120 (siehe die 1) eingeleitete Luft geliefert wird, verringert, so dass die Temperatur der Luft sinkt, um dadurch Schäden an den Textil- und Lederwaren zu vermeiden.
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Hierbei wird, wie bei der ersten Variation, die Tatsache, ob das Luftvolumen verringert ist oder nicht, auf Grundlage der Zeit bestimmt, die dazu erforderlich ist, dass die durch den Heißluft-Temperatursensor 147 (siehe die 1) gemessene Temperatur der in die Trommel 120 (siehe die 1) eingeleiteten Luft nach dem anfänglichen Trocknungsprozess einen vorbestimmten maximalen Temperaturwert erreicht. D. h., dass das Luftvolumen umso mehr verringert ist, je kürzer die Zeitdauer ist.
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Nachfolgend werden ein Ein/Aus-Zyklus und das Trocknungsvermögen des Heizers abhängig von der Heizerleistung für den Fall beschrieben, dass die Heizerleistung variabel ist, wie bei der ersten und bei der zweiten Variation.
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Die 5 ist ein Kurvenbild, das die Lufttemperatur am Einlass der Trommel und den Ein/Aus-Zyklus des Heizers für den Fall zeigt, dass dieser eine Leistung von 5400 W aufweist; die 6 ist ein Kurvenbild, das die Lufttemperatur am Einlass der Trommel und den Ein/Aus-Zyklus des Heizers für den Fall zeigt, dass dieser eine Leistung von 4600 W aufweist; die 7 ist ein Kurvenbild, das die Lufttemperatur am Einlass der Trommel und den Ein/Aus-Zyklus des Heizers für den Fall zeigt, dass dieser eine Leistung von 4150 W aufweist; und die 8 ist eine Tabelle zum Vergleichen des Trocknungsvermögens abhängig von der Heizerleistung.
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Gemäß den 5 bis 7 beträgt bei einer Heizerleistung von 5400 W der Ein/Aus-Zyklus ungefähr 3 Minuten, und die Lufttemperatur beträgt 225°C, und bei einer Heizerleistung von 4150 W beträgt der Ein/Aus-Zyklus ungefähr 10 Min., und die Lufttemperatur beträgt 215°C. So wird, je kleiner die Heizerleistung ist, die durch den Heißluft-Temperatursensor 147 (siehe die 1) gemessene maximale Temperatur der in die Trommel 120 (siehe die 1) strömenden Luft um mehr als 10~20°C niedriger, und gleichzeitig ist der Ein/Aus-Zyklus (T) verlängert, wodurch die Ein/Aus-Frequenz verringert ist. Jedoch ist, je größer die Heizerleistung ist, die Zeit umso kurzer, die dazu erforderlich ist, dass die Temperatur in einem frühen Stadium des Trocknungsprozesses die maximale Temperatur erreicht (Zeit, die dazu erforderlich ist, dass die Textil- und Lederwaren im Wesentlichen und aktiv getrocknet werden) und demgemäß ist es vorteilhafter die Trocknungszeit zu verkürzen.
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Gemäß der 8 zeigen, wenn das Luftvolumen unzureichend ist, die Trocknungszeit und der Energieverbrauch, die als Hauptkriterien für das Trocknungsvermögen dienen, selbst dann keine Beeinträchtigung, wenn die Heizerleistung verringert ist. D. h., dass bei einer Heizerleistung von 5400 W die Trocknungszeit 92,48 Min. beträgt und der Energieverbrauch 5398 kWh beträgt, während bei einer Heizerleistung von 4150 W die Trocknungszeit 90,78 Min. beträgt und der Energieverbrauch 5404 kWh beträgt. Hier sind die Ergebnisse der beiden Fälle nicht besonders verschieden voneinander.
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Demgemäß kann die Wärmemenge, die an die in die Trommel 120 einzuleitende Luft zu liefern ist, verringert werden, ohne dass der Heizer häufig ein-/auszuschalten wäre, so dass die Lufttemperatur abgesenkt werden kann. Demgemäß ist es möglich, Schäden an Textil- und Lederwaren zu vermeiden und die Stabilität des Trockners zu verbessern.
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Die 9 ist eine Teilansicht der Wärmetauschereinheit in der 2, die 10 ist ein Kurvenbild, das die Temperatur und die Feuchtigkeit feuchter Luft an einer ersten Position ➀ und einer dritten Position ➂ in der 9 zeigt, und die 11 ist ein Kurvenbild, das die Taupunktstemperatur feuchter Luft an der ersten Position ➀ und die Temperatur von aus einem ersten Wärmetauscher in der 9 herausströmendem Wärmetauscher zeigt. Der dicke Pfeil kennzeichnet die Strömung feuchter Luft, die durch die Wärmetauschereinheit läuft, und der dünne Pfeil kennzeichnet das Strömen von Wasser, das durch ein Rohr läuft.
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Gemäß der 9 verfügt die Wärmetauschereinheit 200 über ein einen Aufnahmeraum bildenden Kasten 210, mindestens einen in diesem aufgenommenen Wärmetauscher, einen Lufttemperatursensor und einen Feuchtigkeitssensor zum Berechnen der Taupunktstemperatur der durch den Wärmetauscher laufenden feuchten Luft, einen Wassertemperatursensor 251 zum Messen der Temperatur von im Wärmetauscher strömendem Wasser sowie ein Wassermengenventil 240 zum Steuern der Menge des im Wärmetauscher strömenden Wassers abhängig von der berechneten Taupunktstemperatur der feuchten Luft.
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Im unteren Teil des Kastens 210 ist ein Wasserbehälter (nicht dargestellt) zum Aufnehmen von Kondenswasser vorhanden, wie es im Kondensierprozess erzeugt wird und herunter tropft.
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Der Wärmetauscher verfügt über einen ersten Wärmetauscher 220 und einen zweiten Wärmetauscher 230. Der Wärmetauscher kann als Einzelteil konfiguriert sein, oder es können drei oder mehr vorhanden sein, falls erforderlich.
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Der erste Wärmetauscher 220 besteht aus einer Rippe 221 und einem Rohr 223. Im ersten Wärmetauscher 220 wird heiße und feuchte Luft, die aus der Trommel 120 heraus strömt, durch Wasser von niedriger Temperatur kondensiert und auf Wärmeaustauschweise zwischen Luft und Wasser getrocknet. Der erste Wärmetauscher 220 ist an der linken Seite des Kastens 210 (siehe die 1) so installiert, dass er sich am Auslassende des mit der Trommel 120 verbundenen Umwälztrakts 114 (siehe die 2) befindet.
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Die Rippe 221 ist durch mehrere dünne Platten realisiert, die mit einem winzigen Zwischenspalt aufeinander geschichtet sind, um die heiße und feuchte Luft unter vertikalem Kontakt mit dieser durchzulassen. Hierbei besteht die dünne Platte aus einem metallischen Material mit hervorragender Leitfähigkeit.
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Das Wasser von niedriger Temperatur (22°C) wird im Rohr 223 umgewälzt. Außerdem ist das Rohr 223 so an der Rippe 221 ausgebildet, dass es diese hin- und herlaufend durchdringt.
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In ähnlicher Weise wie der erste Wärmetauscher 220 besteht der zweite Wärmetauscher 230 aus einer Rippe 231 und einem Rohr 233. Im zweiten Wärmetauscher 230 wird die entfeuchtete Luft, die aus dem ersten Wärmetauscher 220 herausströmt, durch das Wasser auf niedriger Temperatur kondensiert und auf Wärmeaustauschweise zwischen Luft und Wasser nochmals getrocknet. Der zweite Wärmetauscher 230 ist an der rechten Seite des Kastens 210 so installiert, dass er sich am Einlassende des Ablufttrakts 161 (siehe die 1) befindet.
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Die Rippe 231 ist in Form mehrerer dünner Platten realisiert, die mit einem winzigen Zwischenspalt aufeinander geschichtet sind, um die heiße und feuchte Luft durch vertikalen Kontakt mit dieser durchzulassen. Hierbei besteht die dünne Platte aus einem metallischen Material mit hervorragender Leitfähigkeit.
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Das Wasser von niedriger Temperatur (22°C) wird im Rohr 233 umgewälzt. Außerdem ist das Rohr 233 so an der Rippe 231 ausgebildet, dass es diese hin- und herlaufend durchdringt.
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Außerdem sind das Rohr 223 des ersten Wärmetauschers 220 und das Rohr 233 des zweiten Wärmetauschers 230 an einer mittleren Position zwischen dem ersten Wärmetauscher 220 und dem zweiten Wärmetauscher 230 miteinander verbunden.
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Außerdem sind ein Einlass 233a des Rohrs 233 des zweiten Wärmetauschers 230 und ein Auslass 223a des Rohrs 223 des ersten Wärmetauschers 220 mit einem Wasserschlauch (nicht dargestellt) verbunden, der mit einer externen Wasserzuführquelle verbunden ist, um Wasser von außen zu erhalten.
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Das durch den Wasserschlauch in den Einlass 233a des Rohrs 233 des zweiten Wärmetauschers 230 eingeleitete Wasser läuft durch das Wassermengenventil 240 und die Rohre 233, 223, und dann kühlt es die Rippe 231 des zweiten Wärmetauschers 230 sowie die Rippe 221 des ersten Wärmetauschers 220. Danach strömt das Wasser durch den Auslass 223a des Rohrs 223 des ersten Wärmetauschers 220 in den Wasserschlauch.
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Indessen sollte, um die feuchte Luft an der Wärmetauschereinheit 200 zu entfeuchten, ein Zustandswert der durch den ersten Wärmetauscher 220 und den zweiten Wärmetauscher 230 laufenden feuchten Luft erfasst werden.
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D. h., dass die Taupunktstemperatur, die dazu geeignet ist, Feuchtigkeit an der Rippe 221 des ersten Wärmetauschers 220 und der Rippe 231 des zweiten Wärmetauschers 230 zu kondensieren, sowie die entsprechende, zuzuführende Wassermenge erst dann gesteuert werden können, nachdem der Zustandswert der feuchten Luft erfasst wurde.
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Es können mehrere Faktoren vorliegen, die den Zustandswert der feuchten Luft bestimmen, beispielsweise die Temperatur/Feuchtigkeit von in den Heizer oder einen Gasbrenner eingeleiteten Außenluft abhängig von der Jahreszeit, die Temperatur von an den Wärmetauscher geliefertem Wasser, eine Variation, des Feuchtigkeitsgehalts der Textil- und Lederwaren in der Trommel während des Trocknungsprozesses sowie die Temperatur/Feuchtigkeit der Umgebungsluft um den Trockner.
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So kann, wenn alleine der Zustand der feuchten Luft am Einlass des ersten Wärmetauschers 220 (nachfolgend die erste Position (➀) unter Berücksichtigung aller obiger Faktoren erfasst wird, die Wassermenge aktiv gesteuert werden, wodurch es möglich ist, die Menge an verwendetem Wasser zu verringern, zwischen dem ersten Wärmetauscher 220 und dem zweiten Wärmetauscher 230 (nachfolgend zweite Position (➁) und dem Auslass des zweiten Wärmetauschers 230 (nachfolgend dritte Position (➂)).
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Um dies auszuführen, sind an der ersten Position (➀) ein Lufttemperatursensor 253 und ein Feuchtigkeitssensor 254 installiert, und an der zweiten Position (➁) sind ein Lufttemperatursensor 255 und ein Feuchtigkeitssensor 256 installiert. Auch sind an der dritten Position (➂) ein Lufttemperatursensor 257 und ein Feuchtigkeitssensor 258 installiert.
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Gemäß der 10 kennzeichnet ein Wert RF Luft Auslass die durch den Feuchtigkeitssensor 258 an der dritten Position (➂) gemessene relative Feuchtigkeit feuchte Luft, T Luft Einlass kennzeichnet die durch den Lufttemperatursensor 253 an der ersten Position (➀) gemessene Temperatur der feuchten Luft, und T_Luft_Auslass kennzeichnet die durch den Lufttemperatursensor 257 an der dritten Position (➂) gemessene Temperatur der feuchten Luft.
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Die durch die Lufttemperatursensoren 253, 255, 257 und die Feuchtigkeitssensoren 254, 256, 258 gemessenen Werte der Temperatur und der Feuchtigkeit der feuchten Luft werden als Spannungswerte ausgegeben. Außerdem werden die Werte durch eine vorab in einem Mikrocomputer (nicht dargestellt) abgespeicherte Operationsformel in Taupunktstemperaturen an der ersten Position (➀), der zweiten Position (➁) und der dritten Position (➂) umgerechnet.
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Genauer gesagt, werden durch die Lufttemperatursensoren 253, 255, 257 und die Feuchtigkeitssensoren 255, 256, 258, um den Zustandswert der Luft zu erfassen, Daten einer Trockenkugeltemperatur und einer Feuchtkugeltemperatur (oder der relativen Feuchtigkeit) gemessen, und der Mikrocomputer (nicht dargestellt) dient dazu, unter Verwendung der gesammelten Daten die jeweilige Taupunktstemperatur an der ersten, zweiten und dritten Position zu berechnen.
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Der Wassertemperatursensor 251 ist an den Rohren 223, 233 installiert, die vom ersten Wärmetauscher 220 aus in den zweiten Wärmetauscher 230 eingeführt sind, um die Temperatur des in den Rohren 223, 233 strömenden Wassers zu messen.
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Das Wassermengenventil 240 ist am Einlass 233a des durch den zweiten Wärmetauscher 230 laufenden Rohrs 233 installiert, um die in dieses eingeleitete Wassermenge zu steuern. Das Wassermengenventil 240 kann am Auslass 223a des durch den ersten Wärmetauscher 220 laufenden Rohrs 223 installiert werden, falls erforderlich. Hierbei kann das Wassermengenventil 240 wahlweise als Ventil von analogem Typ, das fortlaufend geschaltet werden kann, oder als Ventil vom digitalen Typ, das durch Ein- und Aus-Signale geschaltet wird und relativ billig ist, realisiert werden. Um eine Feinsteuerung auszuführen, können mehrere Wassermengenventile 240 verwendet werden.
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Gemäß den 9 und 11 kondensiert, da die Taupunktstemperatur (T_Tau_Ein_Hex1) der feuchten Luft an der ersten Position (➀) niedriger als die Temperatur (T_Hex1_Aus_Oberfläche) des im Rohr 223 strömenden Wassers ist, die feuchte Luft gleichmäßig an der gesamten Rippe 221 des ersten Wärmetauschers 220. Hierbei wird das Wassermengenventil 240 geschlossen, damit kein Wasser mehr im Rohr 223 strömen kann, um dadurch die verbrauchte Wassermenge zu verringern.
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Wenn die durch den Wassertemperatursensor 251 erfasste Wassertemperatur höher als die berechnete Taupunktstemperatur ist, wird das Wassermengenventil 240 geöffnet, damit mehr Wasser zugeführt werden kann, um dadurch die Temperatur der Oberfläche der Rippe 221 des ersten Wärmetauschers 220 und die Temperatur der Oberfläche der Rippe 221 des zweiten Wärmetauschers 230 so abzusenken, dass sie niedriger als die Kondensationstemperatur sind.
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Bei der oben genannten Konfiguration wird die Temperatur der Oberfläche der Rippe 221 des ersten Wärmetauschers 220 unter der Taupunktstemperatur der feuchten Luft an der ersten Position (➀) gehalten, und die Temperatur der Oberfläche der Rippe des zweiten Wärmetauschers 230 wird unter der Taupunktstemperatur der feuchten Luft an der zweiten Position (➁) gehalten, wobei die Menge des verwendeten Wassers gesteuert wird, um dadurch die verbrauchte Wassermenge bei maximaler Effizienz des Wärmetauschers zu verringern.
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Indessen ist es möglich, die Menge an verbrauchtem Wasser auf einfache Weise und billig zu verringern.
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Gemäß dem einfachsten Verfahren kann, wenn der Trockner ohne jede Steuerung gekühlt wird, das Wassermengenventil 240 vollständig geschlossen werden, um dadurch die Mengen an verbrauchtem Wasser zu verringern.
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Außerdem wird durch Empfangen der Temperatur des in die Wärmetauschereinheit 200 gelieferten Wassers das Ventil durch die mehreren Stufen entsprechend Temperaturbereichen eingestellt, wie sie durch Versuche abgeschätzt werden, die bei der Produktentwicklung ausgeführt werden, um dadurch die Menge an verbrauchtem Wasser zu steuern.
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Außerdem wird, beim einschlägigen Trockner, mit dem absichtlichen Absenken der Wassermenge gestartet, oder die Wasserzufuhr wird ab dem Zeitpunkt gestoppt, zu dem der Trocknungsprozess beinahe beendet ist, d. h. dann, wenn das Kurvenbild drastisch abfällt, was durch Analysieren von Signalen eines Elektrodensensors des zur Ermittlung verwendeten Feuchtigkeitssensors erfolgt, um dadurch Schäden zu minimieren, zu denen es durch zur Außenseite des Trockners ausgeblasener Feuchtigkeit kommt, und um die Menge an verbrauchtem Wasser zu verringern.
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Der traktfreie Trockner gemäß der Erfindung kann die folgenden Vorteile aufweisen.
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Erstens, wenn das Luftvolumen verringert ist und so der durch den Heißluft-Temperatursensor gemessene Temperaturwert größer als der Referenzwert ist, die Menge des in die Gasverbrennungseinrichtung eingeleiteten Gases verringert, oder die Gaszufuhr wird durch teilweises oder vollständiges Schließen des Gasventils gestoppt. Demgemäß wird die Wärme, wie sie an die in die Trommel eingeleitete Luft geliefert wird, verringert, ohne dass die Gasverbrennung häufig gestoppt würde, so dass die Temperatur der Luft abgesenkt wird, um dadurch in der Lage zu sein, Schäden an Textil- und Lederwaren zu vermeiden und die Stabilität des Trockners zu verbessern.
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Zweitens wird, wenn das Luftvolumen verringert ist und so der durch den Heißluft-Temperatursensor gemessene Temperaturwert größer als der Referenzwert ist, die Heizerleistung variiert. Demgemäß wird die Wärme, wie sie an die in die Trommel eingeleitete Luft geliefert wird, verringert, ohne dass der Heizer häufig ein-/ausgeschaltet würde, so dass die Temperatur der Luft abgesenkt wird, um Schäden an Textil- und Lederwaren zu vermeiden und die Stabilität des Trockners zu verbessern.
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Drittens wird die Temperatur des Wärmetauschers durch Steuern der verwendeten Wassermenge unter dem Taupunkt der feuchten Luft gehalten, um es dadurch zu ermöglichen, die Effizienz des Wärmetauschers zu maximieren und die Menge an verbrauchtem Wasser zu verringern.
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Der traktfreie Trockner gemäß der Erfindung kann im Haushalt, kommerziell und industriell verwendet werden.
