DE19533241A1 - Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Absicherung von Wäschetrocknern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Absicherung von Wäschetrocknern

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur thermischen Absicherung von Wäschetrocknern nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 10.
Nach dem Stand der Technik sind im Bereich der Elektrohaushaltsgerätetechnik verschiedene thermische Absicherungen bekannt. Bei Wäschetrocknern erfolgt die thermische Absicherung bislang insbesondere thermostatisch, im einfachsten Fall beispielsweise über einen Bimetallschalter, welcher bei Erreichen einer vorgegebenen kritischen Temperatur den Stromkreis einer Heizeinrichtung unterbricht.
Modernere thermische Absicherungen können unter Vermeidung mechanisch wirkender Bauteile beispielsweise mittels PTC-Bauelementen realisiert werden, deren elektrischer Widerstand bei einer vorgegebenen Temperatur sprunghaft ansteigt. Dieses Signal wird üblicherweise mittels einer Überwachungsschaltung ausgewertet, die wiederum entsprechende Signale an eine Anzeigeeinrichtung liefert und ein Aus- bzw. Einschalten der Heizeinrichtung bewirkt.
Der Nachteil derartiger thermostatischer Absicherungen besteht insbesondere darin, daß diese bei einer fest vorgegebenen kritischen Temperatur reagieren, welche aus Sicherheitsgründen deutlich niedriger gewählt werden muß als derjenige Temperaturwert, der tatsächlich zu einer Beschädigung des Geräts führt. Desweiteren schalten solche thermostatischen Absicherungen schon bei kurzzeitig auftretenden Temperaturspitzen oberhalb der vorgegebenen kritischen Temperatur ab, was ein erneutes energieintensives Aufheizen der Heizeinrichtung zur Folge hat. Insgesamt gesehen gewährleisten die bekannten thermostatischen Absicherungen keine kostengünstige und energiesparende thermische Absicherung von Elektrohaushaltsgeräten, insbesondere von Wäschetrocknern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischen Absicherung von Wäschetrocknern anzugeben, mittels derer auf möglichst einfache und kostengünstige Weise ein energiesparender und sicherer Gerätebetrieb möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 bis 10 gelöst, wobei sich zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung aus den in den Unteransprüchen wiedergegebenen Merkmalen ergeben.
Nach Maßgabe der Erfindung ist bei einem Verfahren zur thermischen Absicherung von Wäschetrocknern, wobei bei Überschreiten eines Temperaturoberwertes ein Abschalten einer Heizeinrichtung und bei Unterscheiden eines Temperaturunterwertes ein Einschalten der Heizeinrichtung bewirkt werden, vorgesehen, daß die Temperatur kontinuierlich von wenigstens einem Sensor erfaßt und von einer mit dem Sensor verbundenen Steuerungsschaltung ausgewertet wird.
Dies hat den Vorteil, daß die Abschaltwerte optimal an den insbesondere durch Heizungs- und Luftmengentoleranzen bestimmten Gerätezustand angepaßt werden können.
Vorteilhafterweise werden die kontinuierlich durch die Steuerungsschaltung aufgenommenen Temperaturwerte zur Auswertung mit wenigstens einem Funktionswerteberelch verglichen, der durch einen Temperaturoberwert und einen Temperaturunterwert definiert ist. Der Temperaturober- bzw. unterwert kann hierbei insbesondere auch in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs innerhalb vorgegebener Grenzen laufend neu generiert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann auch die Heizeinrichtung und/oder die Luftmenge in Abhängigkeit der erfaßten Temperatur gesteuert werden, indem diese mit dem systemimmanent definierten Funktionswertebereichen verglichen werden, und indem es festgestellt wird, ob die jeweiligen Grenzwerte über bzw. unterschritten sind. Für den Fall, daß der erfaßte Temperaturwert außerhalb des Funktionswerteberelchs liegt, erfolgt eine geeignete Ansteuerung der Heizeinrichtung bzw. einer die Luftmenge steuernden Gebläseeinrichtung. Die Steuerung der Heizeinrichtung kann beispielsweise durch eine Änderung von Taktzyklen erfolgen. Desweiteren kann die vorgenannte Ansteuerung auch in Abhängigkeit einer aus den erfaßten Temperaturwerten ermittelten Temperaturänderung erfolgen, wenn nämlich die Temperaturänderung einen vorgegebenen bzw. generierten Grenzwert über- bzw. unterschreitet. Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltungsform wird der Trocknungsvorgang abgebrochen und eine Fehlermeldung ausgegeben, wenn die erfaßte Temperatur den Funktionswerteberelch über- bzw. unterschreitet.
Vorteilhafterweise umfaßt die Steuerungseinrichtung einen Prozeßrechner, der zur Steuerung der thermischen Absicherung entsprechend programmiert ist. So kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung bei Betriebsbeginn ein Systemtest erfolgen, bei dem in aufeinanderfolgenden Programmschritten alle wichtigen Elemente der thermischen Absicherung, wie zum Beispiel Sensoren, die Heizeinrichtung, die Luftregulierung u.ä. auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft werden. Bezüglich der Sensoren und der Heizeinrichtung kann dies durch eine Messung der Widerstandsänderung in Abhängigkeit der Temperatur geschehen.
Vorteilhafterweise wird die thermische Absicherung insbesondere dadurch realisiert, daß eine erste Temperatur von einem ersten Sensor und eine zweite Temperatur von einem zweiten, im Luftstrom stromabwärts angeordneten Sensor erfaßt wird, und dadurch, daß die erste und die zweite Temperatur zur Auswertung mit einem ersten bzw. einem zweiten Funktionswerteberelch verglichen werden, wobei insbesondere die Temperaturoberwerte des ersten und des zweiten Funktionswerteberelchs verschieden sein können. Dies ermöglicht eine besonders flexible Anpassung der jeweiligen Temperaturoberwerte sowie eine zuverlässigere Fehlererkennung und somit eine besonders sichere und energiesparende thermische Absicherung.
Erfindungsgemäß ist ferner eine Vorrichtung zur thermischen Absicherung von Wäschetrocknern mit einer Heizeinrichtung zur Erwärmung eines Luftstromes vorgesehen. Diese umfaßt eine Temperatursteuerungseinrichtung zum Abschalten der Heizeinrichtung bei Überschreitung eines Temperaturoberwertes sowie zum Einschalten der Heizung bei Unterschreitung eines Temperaturunterwertes. Die Temperatursteuereinrichtung umfaßt wenigstens einen mit einer Steuerungsschaltung verbundenen Sensor zur kontinuierlichen Erfassung und Auswertung der Temperatur während des Trocknungsablaufs.
Der Vorteil dieser Vorrichtung besteht insbesondere darin, daß nunmehr ständig die Temperatur in Abhängigkeit der Zeit erfaßt und ausgewertet werden kann. Die Auswertung dieses Temperaturverlaufs ermöglicht insbesondere eine kontinuierliche Anpassung oder Neudefinition von Temperaturoberwerten.
Um das System der thermischen Absicherung möglichst flexibel zu gestalten, sind vorteilhafterweise zwei Sensoren vorgesehen, wobei ein erster Sensor eine Trommeleintrittstemperatur und ein zweiter Sensor die Trommelaustrittstemperatur erfaßt. Zur Erfassung der von den Sensoren gemessenen Werte ist eine Steuerungsschaltung vorgesehen, die eine programmierbare Speichereinheit umfaßt, in der Funktionswerte und Funktionswertebereiche speicherbar sind, wobei insbesondere die Grenzwerte der Funktionswertebereiche nach einer vorgegebenen Regel durch das System laufend neu definierbar sind. Der Temperaturoberwert eines dem ersten Sensor zugeordneten ersten Funktionswerteberelchs liegt hierbei vorteilhafterweise im Bereich von 100-160°C, während der Temperaturoberwert eines dem zweiten Sensor zugeordneten zweiten Funktionswerteberelchs im Bereich von 70-100°C liegt.
Die Sensoren können Thermowiderstände oder Thermoelemente oder ähnlich marktübliche Bauelemente zur Temperaturerfassung sein.
Erfindungsgemäß ist schließlich ein Ablauftrockner oder Kondensationstrockner vorgesehen, der die oben beschriebene Vorrichtung zur thermischen Absicherung umfaßt.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung des Funktionswerteberelchs für einen ersten am Trommeleintritt angeordneten Sensor;
Fig. 2 eine Darstellung des Funktionswerteberelchs für einen zweiten am Trommelaustritt angeordneten Sensor;
Fig. 3A/3B ein Ausführungsbeispiel eines Programmablaufs unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur thermischen Absicherung in Form eines Flußdiagramms;
Fig. 4 ein Temperatur/Zeitdiagramm für einen Kondensationstrockner unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
Fig. 5 ein Temperatur/Zeitdiagramm für einen Ablufttrockner unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 und 2 zeigen Darstellungen des Funktionswerteberelchs für einen ersten am Trommeleintritt angeordneten Sensor F10 bzw. einen zweiten am Trommelaustritt angeordneten Sensor F9. Die hier angegebenen Temperaturober und untergrenzen dienen zur Überprüfung des Funktionszustandes des Sensoren. Nach der Startfreigabe werden insbesondere die Temperaturobergrenzen in Abhängigkeit vom gemessenen Temperaturverlauf laufend neu generiert, d. h. es handelt sich hierbei nicht um fest vorgegebene Grenzwerte.
Fig. 3A und 3B zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Programmablaufs unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur thermischen Absicherung in Form eines Flußdiagramms. Ersichtlich umfassen die in Fig. 3A dargestellten ersten drei Programmschritte einen Systemtest, bei dem die Sensoren und die Heizung auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft werden. Dies kann insbesondere durch ein Abfragen von Widerstandswerten des zu testenden Bauelements in Abhängigkeit der Temperatur und einen nachfolgenden Vergleich mit einem jeweils vorgegebenen Funktionswerteberelch erfolgen.
Sofern der Systemtest positiv verläuft, erfolgt in den in Fig. 3B dargestellten nachfolgenden Programmschritten die Steuerung und Regelung der Heizung. Vorliegend wird hierbei zunächst die Temperatur ausgewertet, die am Trommelaustrittssensor F9 herrscht. Überschreitet diese einen generierten Maximalwert, so wird eine Abkühlung des Systems durch eine Erhöhung des Luftdurchsatzes und/oder durch eine Reduzierung der Heizleistung veranlaßt. Nachfolgend wird die am Trommeleintrittssensor F10 herrschende Temperatur abgefragt. Liegt diese über einem Temperaturoberwert, so deutet dies auf eine Verflusung von Sieb oder Wärmetauscher hin, die u. a. durch eine Reduzierung der Heizleistung sowie eine Erhöhung des Luftdurchsatzes kompensiert wird. Anschließend wird noch eine aus den am Sensor F10 erfaßten Temperaturwerten ermittelte Temperaturänderung ausgewertet. Liegt die Änderung der Temperatur über einem Maximalwert, so ist der Luftdurchsatz zu gering oder gleich Null. Zur Kompensation dieser Fehleinstellung erhöht das System zunächst den Luftdurchsatz und reduziert die Heizleistung. Nötigenfalls wird die Heizung vollständig abgeschaltet und ein maximaler Luftdurchsatz gewählt. Somit ist jederzeit eine besonders sichere thermische Absicherung gewährleistet.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen jeweils ein Temperatur/Zeitdiagramm für einen Kondensationstrockner bzw. einen Ablufttrockner unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gerätespezifisch liegen die Temperaturober und unterwerte beim Kondensationstrockner etwas höher als beim Ablufttrockner. Der Temperaturverlauf des am Trommeleingang angeordneten Sensors F10 repräsentiert das taktweise Einschalten der Heizeinrichtung. Die vom Sensor F9 am Trommelaustritt gemessene Temperatur verläuft dagegen stetig und liegt - nach erfolgter Trocknung - unter der Temperatur des Luftstroms am Trommeleingang.

Claims (16)

1. Verfahren zur thermischen Absicherung von Wäschetrocknern, wobei bei Überschreiten eines Temperaturoberwertes ein Abschalten einer Heizeinrichtung und bei Unterschreiten eines Temperaturunterwertes ein Einschalten der Heizeinrichtung bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur kontinuierlich von wenigstens einem Sensor (F10, F9) erfaßt und von einer mit dem Sensor verbundenen Steuerungsschaltung ausgewertet wird.
2. Verfahren zur thermischen Absicherung von Wäschetrocknern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßte Temperatur zur Auswertung mit wenigstens einem Funktionswertebereich verglichen wird, der durch einen Temperaturoberwert und einen Temperaturunterwert definiert ist.
3. Verfahren zur thermischen Absicherung von Wäschetrocknern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturoberwert in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs innerhalb vorgegebener Grenzen laufend neu generiert wird.
4. Verfahren zur thermischen Absicherung von Wäschetrocknern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung und/oder die Luftmenge in Abhängigkeit der erfaßten Temperatur gesteuert werden.
5. Verfahren zur thermischen Absicherung von Wäschetrocknern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung und/oder die Luftmenge in Abhängigkeit einer aus den erfaßten Temperaturen ermittelten Temperaturänderung gesteuert werden.
6. Verfahren zur thermischen Absicherung von Wäschetrocknern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Über- oder Unterschreiten des Funktionswerteberelchs der Trocknungsvorgang abgebrochen wird und eine Fehlermeldung ausgegeben wird.
7. Verfahren zur thermischen Absicherung von Wäschetrocknern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Sensor (F10, F9) und Heizeinrichtung bei Betriebsbeginn überprüft werden, indem eine Änderung des jeweiligen Widerstandes in Abhängigkeit von der Temperatur ermittelt wird.
8. Verfahren zur thermischen Absicherung von Wäschetrocknern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Temperatur von einem ersten Sensor (F10) und eine zweite Temperatur von einem zweiten im Luftstrom stromabwärts angeordneten Sensor (F9) erfaßt wird, und daß die erste und die zweite Temperatur zur Auswertung mit einem ersten bzw. einem zweiten Funktionswerteberelch verglichen werden.
9. Verfahren zur thermischen Absicherung von Wäschetrocknern nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturoberwerte des ersten und des zweiten Funktionswerteberelchs verschieden sind.
10. Vorrichtung zur thermischen Absicherung von Wäschetrocknern mit einer Heizeinrichtung zur Erwärmung eines Luftstromes, wobei eine Temperatursteuerungseinrichtung zum Abschalten der Heizeinrichtung bei Überschreiten eines Temperaturoberwertes sowie zum Einschalten der Heizung bei Unterschreitung eines Temperaturunterwertes vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursteuerungseinrichtung wenigstens einen mit einer Steuerungsschaltung verbundenen Sensor (F10, F9) zur kontinuierlichen Erfassung und Auswertung der Temperatur während des Trocknungsablaufs umfaßt.
11. Vorrichtung zur thermischen Absicherung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sensoren vorgesehen sind, wobei ein erster Sensor (F10) eine Trommeleintrittstemperatur und ein zweiter Sensor (F9) die Trommelaustrittstemperatur erfaßt.
12. Vorrichtung zur thermischen Absicherung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsschaltung programmierbar ist, wobei das Programm in Abhängigkeit erfaßter Temperaturwerte Temperaturoberwerte und/oder Temperaturunterwerte eines Funktionswerteberelchs erzeugt.
13. Vorrichtung zur thermischen Absicherung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturoberwert eines dem ersten Sensor zugeordneten ersten Funktionswerteberelchs im Bereich von 100-160°C, und der Temperaturoberwert eines dem zweiten Sensor zugeordneten zweiten Funktionswerteberelchs im Bereich von 70-100°C liegt.
14. Vorrichtung zur thermischen Absicherung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (F10, F9) Thermowiderstände und/oder Thermoelemente sind.
15. Ablufttrockner umfassend eine Vorrichtung zur thermischen Absicherung nach Anspruch 10.
16. Kondensationstrockner umfassend eine Vorrichtung zur thermischen Absicherung nach Anspruch 10.
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