DE19813924A1 - Kondensationseinrichtung und Verfahren für den Betrieb derselben - Google Patents
Kondensationseinrichtung und Verfahren für den Betrieb derselbenInfo
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Abstract
Eine Kondensationseinrichtung für ein Haushaltsgerät weist ein Modulelement (20) auf, das ein Peltier-Element, eine wärmeabgebende Fläche (21) und eine wärmeaufnehmende Fläche (22) umfaßt. Die wärmeaufnehmende Fläche (22) entzieht einer Arbeitsraumatmospähre eines Arbeitsraums (2) des Haushaltsgerätes Wärme, wodurch Feuchtigkeit der Arbeitsraumatmosphäre an der gekühlten Stelle kondensiert und so ein Trockenvorgang des Haushaltsgerätes wirksamer und schneller ist. Vorteilhaft kann die wärmeabgebende Fläche (22) an ein wärmeaufnehmendes Volumen, wie z. B. einen Wasserbehälter, gekoppelt sein.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kondensationseinrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren zum Betrieb ei
ner Kondensationseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des An
spruchs 22.
Ein in einem Spülraum einer Geschirrspülmaschine angeordnetes
Geschirr wird während der eines Reinigungsganges und/oder eines
evtl. daran anschließenden Klarspülganges durch die hohe Tempe
ratur einer Reinigungs- bzw. Klarspülflüssigkeit aufgeheizt,
die Flüssigkeit abgepumpt und in der Trockenphase die in der
Spülraumatmosphäre enthaltene Feuchtigkeit durch Kondensation
an kühleren Flächen des Spülraums entfernt. Bei dieser Trocken
methode läßt es sich aber kaum vermeiden, daß nach der Abküh
lung Resttropfen am Geschirr haften, da der Abtransport der
Wärmeenergie an den Spülraumwänden nur langsam durchgeführt
wird.
Eine beschleunigte Wärmeenergieabgabe in einer Geschirrspülma
schine ist in der DE 196 22 882.4 A1 beschrieben. Darin sind ein
evakuierter flacher Behälter, ein Latentwärmespeicher und ein
Vorratsbehälter mit einer verdampfbaren, wärmeleitenden Flüs
sigkeit offenbart, wobei die eine Seite des flachen Behälters
mit der Außenseite einer Spülraumwand und die andere Seite des
flachen Behälters mit dem Latentwärmespeicher in thermischen
Kontakt steht. Während der Trockenphase der Geschirrspülmaschi
ne wird Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter in den flachen Be
hälter hinein verdampft, so daß dieser wärmeleitend wird. Auf
diese Weise wird Wärmeenergie aus dem Spülraum an den Latent
wärmespeicher abgegeben. Dadurch kondensiert der Wasserdampf
der Spülraumatmosphäre durch Wärmeabgabe an der Innenwand des
Spülraums, wohingegen der Latentwärmespeicher Wärmeenergie auf
nimmt. Vor und nach der Trockenphase kann der Wärmeübertrag
zwischen der Spülraumwand und dem Latentwärmespeicher unterbun
den, indem die wärmeübertragende Flüssigkeit aus dem flachen
Behälter in den Vorratsbehälter kondensiert wird, so daß der
flache Behälter wieder wärmeisolierend wird.
Der Einsatz eines Latentwärmespeichers weist jedoch den Nach
teil auf, daß der Latentwärmespeicher nach der Aufnahme von
Wärmeenergie diese wieder während einer Abkühlzeit an die Umge
bung abgeben muß. Das führt dazu, daß bei Kondensationseinrich
tungen mit einem Latentwärmespeicher vor einem weiteren Spül
gang die Regenerationszeit des Latentwärmespeichers abgewartet
werden muß oder daß bei einem direkt anschließenden Spülgang
die Kondensation während der Trockenphase nicht effektiv ausge
führt wird.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kondensationseinrich
tung für ein Haushaltsgerät anzugeben, die einfach realisierbar
und jederzeit mit voller Kondensationsleistung einsetzbar ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung bei einer
Kondensationseinrichtung der eingangs genannten Art durch das
kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 und bei einem Verfahren
für den Betrieb einer Kondensationseinrichtung durch das kenn
zeichnende Merkmal des Anspruchs 22.
Dadurch, daß bei einer Kondensationseinrichtung für ein Haus
haltsgerät ein Peltier-Element zur Kühlung und Kondensation des
Dampfes in einem Arbeitsraum während einer Trockenphase ein
setzbar ist, ist die Kondensationseinrichtung mit wenigen Ele
menten aufgebaut und flexibel an vorhandene Spülmaschinen an
paßbar. Das Peltier-Element ist durch die Steuerung der Strom
zufuhr jederzeit einsetzbar und benötigt keine Regenerierungs
phasen. Die Kühlleistung läßt sich dabei durch die Dimensionie
rung des Peltier-Elements und den speisenden Strom einstellen.
Zur Optimierung der Kondensationsleistung können auch mehrere
Peltier-Elemente an verschiedenen Positionen des Haushaltsgerä
tes angeordnet sein. Bei einer späteren Entsorgung des Haus
haltsgerätes sind gegenüber einem solchen ohne Kondensations
einrichtung keine zusätzlichen Entsorgungsmaßnahmen durchzufüh
ren.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen 2 bis 21 angegeben.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein wärmeaufnehmender
Übergang im Inneren des Arbeitsraumes des Haushaltsgerätes an
geordnet. Dadurch erfolgt eine unmittelbare Wärmeübertragung
zwischen dem wärmeaufnehmenden Übergang und der Arbeitsraumat
mosphäre, so daß die Kondensationseffizienz für das in der Ar
beitsraumatmosphäre enthaltene Wasser erhöht ist.
Wird bei einer weiteren Ausgestaltung der Kondensationseinrich
tung der wärmeaufnehmende Übergang an der Außenseite einer Wand
des Arbeitsraums angeordnet, sind keine ggf. notwendige Kapse
lung des wärmeaufnehmenden Übergangs gegen die Arbeitsraumatmos
phäre und ebenso keine elektrischen Durchführungen durch die
Arbeitsraumwand notwendig.
Ein wärmeabgebender Übergang des Peltier-Elements ist vorteil
hafterweise außerhalb des Arbeitsraums angeordnet, um die Wär
meenergie der Arbeitsraumatmosphäre vom Arbeitsraum nach außen
abzuführen. Dort wird der wärmeabgebende Übergang von Umge
bungsluft umströmt, an die er die Wärme abgibt.
Zur Steigerung des Wärmeaustauschs können sowohl der wärmeauf
nehmende als auch der wärmeabgebende Übergang an ein Oberflä
chenelement, das die wärmeaustauschende Oberfläche vergrößert,
gekoppelt sein.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist der wärmeabgebende Über
gang an ein wärmeaufnehmendes Volumen mit hoher Wärmeaufnahme
kapazität gekoppelt. Das Volumen können z. B. Metallelemente
sein, die die Wärme schnell aufnehmen und diese während dem
Trockenvorgang und danach kontinuierlich an die Umgebungsluft
abgeben.
Handelt es sich bei dem Haushaltsgerät beispielsweise um eine
Geschirrspülmaschine, so ist das Volumen vorteilhafterweise
Wasser, das als kaltes Frischwasser einer Wasserversorgung der
Spülmaschine entnehmbar ist. Aufgrund der hohen Wärmeaufnahme
kapazität des Wassers ist der Wasserverbrauch der Spülmaschine
kaum erhöht. Das Wasser strömt am wärmeabgebenden Übergang kon
tinuierlich vorbei oder ist in einem Vorratsbehälter zwischen
gespeichert. Das zwischengespeicherte Wasser kann nach der Er
wärmung ausgewechselt werden. Da eine bei Spülmaschinen übli
cherweise vorhandene Bodenwanne als Vorratsbehälter einsetzbar
ist, sind keine zusätzlichen Elemente für die Kondensationsein
richtung erforderlich, weil auf eine vorhandene Wasserzufuhr
und Wasserpumpe zurückgegriffen werden kann, um das Wasser aus
zutauschen.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Kondensationseinrichtung
sind der wärmeaufnehmende Übergang und der wärmeabgebende Über
gang jeweils an eine Fläche angekoppelt oder als solche ausge
staltet und beide in einem Modulelement integriert. Gegenüber
der ersten Ausführungsform ist dabei der Wirkungsgrad des Pel
tier-Elements erhöht.
Zwischen der wärmeaufnehmenden und der wärmeabgebenden Fläche
sind bei einer Ausgestaltung Stege vorgesehen, so daß zwischen
diesen Stegen Luft, Wasser oder die Arbeitsraumatmosphäre
durchströmen kann und die Flächen mit diesen Wärme austauscht.
Um einen Wärmeaustausch einer der beiden Flächen über einen
Zwischenraum zwischen den Stegen zu verringern, kann entweder
die wärmeabgebende oder die wärmeaufnehmende Fläche gegen den
Zwischenraum isoliert sein.
Analog zur ersten Ausführungsform, weist auch die zweite Aus
führungsform die entsprechenden Vorteile auf, wenn das Modul
element innerhalb des Arbeitsraums oder an der Außenseite des
Arbeitsraums angeordnet ist, wenn zusätzliche Oberflächenele
ment an die Flächen gekoppelt sind oder wenn der wärmeabgebende
Übergang mit einem wärmeaufnehmenden Volumen gekoppelt ist.
Bei einer Ausgestaltung der ersten und zweiten Ausführungsform
kann dem wärmeabgebenden Übergang ein Lüfter beigeordnet sein,
um erwärmte Umgebungsluft von dem wärmeabgebenden Übergang
zwangsweise abzuführen. Gegenüber einer Konvektionskühlung des
wärmeabgebenden Übergangs ist der Wirkungsgrad aufgrund besse
rer Kühlung erhöht.
Das bei beiden Ausführungsformen verwendete Peltier-Element ist
vorzugsweise ein Halbleiter-Peltier-Element, bei dem der Wir
kungsgrad höher als bei einem Peltier-Element mit Me
tall/Metall-Übergang ist.
Sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Ausführungsform
der Kondensationseinrichtung ist die bei der Trockenphase flie
ßende Stromrichtung umkehrbar, wodurch der wärmeaufnehmende
Übergang erwärmt und der wärmeabgebende Übergang abgekühlt
wird. Bei diesem Betrieb der Kondensationseinrichtung z. B. wäh
rend einer Aufheizphase wird das Arbeitsrauminnere durch den
wärmeaufnehmenden Übergang zusätzlich erwärmt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren von Ausfüh
rungsformen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Kondensationsein
richtung innerhalb einer Haushalts-
Geschirrspülmaschine und
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Kondensationseinrich
tung gemäß Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Kondensationsein
richtung für eine Geschirrspülmaschine 1 gemäß der Erfindung,
bei der die Kondensationseinrichtung ein Peltier-Element 11, 12
aufweist, dessen wärmeaufnehmender Übergang 11 separat vom wär
meabgebenden Übergang 12 angeordnet ist.
Bei der ersten Ausführungsform ist der wärmeaufnehmende Über
gang 11 im Inneren eines Spülraums 2 der Spülmaschine 1 und der
wärmeabgebende Übergang 12 außerhalb des Spülraums 2 angeord
net. Der wärmeaufnehmende Übergang 11 ist durch eine elektri
sche Leitung 16 mit dem wärmeabgebenden Übergang 12 verbunden
und beide Übergänge sind jeweils durch eine elektrische Leitung
16 mit einer Stromversorgung 15 verbunden, so daß der Strom von
der Stromversorgung 15 durch die in Reihe geschalteten Übergän
ge fließt.
Wenn die Stromrichtung so gewählt ist, daß sich der wärmeauf
nehmende Übergang 11 abkühlt und der wärmeabgebende Übergang 12
erwärmt, so entzieht der wärmeaufnehmende Übergang 11 der Spül
raumatmosphäre Wärmeenergie, wodurch sich die Gas- bzw. Dampf
phase des in der Spülraumatmosphäre enthaltenen Wassers abkühlt
und zur flüssigen Phase kondensiert.
Der wärmeaufnehmende Übergang 11 ist im oberen Bereich der hin
teren Seitenwand der Spülraumwand 3 angeordnet, so daß sich die
warme, nach oben aufsteigende Spülraumatmosphäre an dem wärme
aufnehmenden Übergang 11 abkühlt. Vorzugsweise ist der wärme
aufnehmende Übergang 11 so ausgeformt, daß das kondensierte
Wasser zur Spülraumwand und an dieser entlang zu einer Boden
wanne 5 des Spülraums 2 abfließt, so daß kein kondensiertes
Wasser auf ein zu trocknendes Spülgut im Spülraum 2 tropft.
Zur Erhöhung des Wärmeaustauschs zwischen der Spülraumatmosphä
re und dem wärmeaufnehmenden Übergang 11, sind an den wärmeauf
nehmenden Übergang 11 Wärmeabsorber 17 thermisch angekoppelt,
die eine große Oberfläche aufweisen.
Der wärmeabgebende Übergang 12 des Peltier-Elements 11, 12 ist
z. B. im oberen Bereich der Spülmaschine 1 außerhalb des Spül
raums 2 angeordnet und gibt die Wärme an die Umgebungsluft ab
(siehe Fig. 1). Zur Erhöhung der Wärmeabgabe ist an den wärme
abgebenden Übergang 12 ein Kühlkörper 18 thermisch angekoppelt.
Die erwärmte Umgebungsluft kann durch Lüftungsöffnungen 31 aus
der Spülmaschine austreten und kühlere Umgebungsluft von außer
halb der Spülmaschine 1 kann durch Lüftungsöffnungen 31 zum
wärmeabgebenden Übergang 12 nachströmen, so daß eine Luftzirku
lation entsteht. Durch das Vorsehen eines Ventilators 30 in ei
nem Strömungsweg der Luftzirkulation, kann die Zirkulation ver
stärkt und folglich die Kühlung des wärmeabgebenden Übergangs
12 erhöht werden.
Bei einer Abwandlung der ersten Ausführungsform ist der wärme
aufnehmende Übergang 11 an der Außenseite der Spülraumwand 3
angeordnet und thermisch mit dieser gekoppelt, um die Wärme
energie aus dem Spülraum 2 mittels Wärmeleitung durch die Spül
raumwand 3 aufzunehmen. Die thermische Kopplung zwischen dem
wärmeaufnehmenden Übergang 11 und der Spülraumwand 3 sowie die
anderen, in der Beschreibung erwähnten, thermischen Kopplungen
erfolgt z. B. durch einen mechanischen Kontakt, durch eine
Schweißverbindung, durch einen Heizkörperkleber oder eine Wär
meleitpaste. Im Kontaktbereich zum wärmeaufnehmenden Übergang
11 kann die Spülraumwand 3 an der Innenseite zur Ausbildung von
Oberflächenelementen entsprechend strukturiert sein.
Ist der wärmeaufnehmende Übergang 11 außerhalb des Spülraums 2
angeordnet, so ist der wärmeaufnehmende Übergang 11 nicht der
Spülraumatmosphäre ausgesetzt. Daher muß der wärmeaufnehmende
Übergang 11 nicht eingekapselt oder gegenüber der Spülraumatmo
sphäre resistent sein. Auch ist dabei keine elektrische Durch
führung in und aus dem Spülraum 2 für das Peltier-Element er
forderlich.
Bei einer weiteren, nicht näher dargestellten Ausgestaltung der
ersten Ausführungsform der Kondensationseinrichtung ist der
wärmeabgebende Übergang 12 des Peltier-Elements 11, 12 ther
misch an ein wärmeaufnehmendes Volumen gekoppelt, um die Wärme
energie an das wärmeaufnehmende Volumen abzugeben (evtl. zu
sätzlich zur Wärmeabgabe an die Umgebungsluft). Dabei weist das
wärmeaufnehmende Volumen eine höhere Wärmeaufnahmekapazität als
die Umgebungsluft auf. Vorteilhafterweise ist das wärmeaufneh
mende Volumen Wasser, das in einem Behälter in der Spülmaschine
enthalten ist. Das Wasser zur Füllung des Behälters ist vor
oder während des Trockenvorgangs aus der Frischwasserzufuhr der
Spülmaschine 1 entnehmbar, so daß entsprechend kaltes Wasser
bereitsteht (Üblicherweise liegt die Temperatur des Frischwas
sers unter 200°C). Vor einem weiteren Trockenvorgang oder falls
sich das Wasser während des Trockenvorgangs zu stark erwärmt
(etwa über 350°C), kann das im Behälter vorrätige Wasser zur Ab
wasserseite der Spülmaschine 1 abgeleitet und durch frisches
Wasser aus der Frischwasserzufuhr ersetzt werden.
Der Behälter für das wärmeaufnehmende Wasser ist z. B. eine Bo
denwanne 5 der Spülraumwand 3, wobei die Bodenwanne 5 während
des Trockenvorgangs zumindest teilweise mit Frischwasser ge
füllt ist. Der wärmeabgebende Übergang 12 taucht innerhalb des
Spülraums in das Wasser ein oder ist außerhalb des Spülraums an
der Bodenseite der Bodenwanne 5 angeordnet und steht mit dieser
in thermischen Kontakt.
Bei einer weiteren, ebenfalls nicht näher dargestellten Ausge
staltung der ersten Ausführungsform kann das wärmeaufnehmende
Volumen, das mit dem wärmeabgebenden Übergang 12 in thermischen
Kontakt steht, strömendes Wasser sein, das der Frischwasserzu
fuhr kontinuierlich entnehmbar ist.
Eine zweite Ausführungsform einer Kondensationseinrichtung der
Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform
sind ein oder mehrere Peltier-Elemente in ein Modulelement 20
integriert. Das Modulelement 20 weist eine wärmeaufnehmende
Fläche 21 und eine wärmeabgebende Fläche 22 auf, die z. B. an
zwei gegenüberliegenden Seiten des Modulelements 20 angeordnet
sind. Die wärmeabgebende Fläche 22 und die wärmeaufnehmende
Fläche 21 sind mittels Stegen 23 miteinander verbunden, so daß
zwischen den Flächen ein Zwischenraum 24 ausgebildet ist, der
je nach Einbauweise von einer Spülraumatmosphäre, Umgebungsluft
oder Wasser durchströmt wird.
Der Unterschied zwischen der ersten und zweiten Ausführungsform
liegt darin, daß bei der zweiten Ausführungsform der wärmeabge
bende bzw. wärmeaufnehmende Übergang an die wärmeabgebende Flä
che 22 bzw. wärmeaufnehmende Fläche 21 gekoppelt oder als eine
solche Fläche ausgestaltet ist.
Die wärmeaufnehmende Fläche 21 des Modulelements 20 ist im obe
ren Bereich eines Spülraums 2 einer Spülmaschine 1 mit der Au
ßenseite einer Spülraumwand 3 thermisch verbunden (Fig. 2).
Auch bei der zweiten Ausführungsform erfolgt die thermische
Kopplung zwischen der wärmeaufnehmenden Fläche 21 und der Spül
raumwand 3 z. B. durch einen mechanischen Kontakt, durch eine
Schweißverbindung, durch einen Heizkörperkleber oder eine Wär
meleitpaste. Ebenso kann im Kontaktbereich zum wärmeaufnehmen
den Übergang 21 die Spülraumwand 3 zur Ausbildung eines ober
flächenvergrößernden Oberflächenelements 17 wellig oder gefalzt
ausgeformt sein.
Weiterhin gibt bei der zweiten Ausführungsform die wärmeabge
bende Fläche 22 des Modulelements 20 die Wärme an die Umge
bungsluft außerhalb des Spülraums 2 ab. Zur Erhöhung der Wärme
abgabe ist an die wärmeabgebende Fläche 22 ein Kühlkörper 18
thermisch angekoppelt. Die erwärmte Umgebungsluft kann z. B.
durch Lüftungsöffnungen aus der Spülmaschine austreten und küh
lere Umgebungsluft von außerhalb der Spülmaschine 1 durch Lüf
tungsöffnungen zur wärmeabgebenden Fläche 22 nachströmen, so
daß eine Luftzirkulation entsteht. Durch das Vorsehen eines
Ventilators 30 im Strömungsweg der Luftzirkulation, wird die
Zirkulation verstärkt und folglich die Kühlung der wärmeabge
benden Fläche 22 erhöht.
Ebenso wie bei der ersten Ausführungsform, kann bei einer nicht
gezeigten Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform die wärme
abgebende Fläche 22 an ein wärmeaufnehmendes Volumen thermisch
gekoppelt sein. Auch hier ist vorteilhafterweise das wärmeauf
nehmende Volumen Wasser, das in einem Behälter in der Spülma
schine enthalten ist, wobei das nasser zur Füllung des Behäl
ters vor oder während des Trockenvorgangs aus der Frischwasser
zufuhr der Spülmaschine 1 entnehmbar und in Intervallen oder
kontinuierlich ersetzbar ist.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ohne näherer Darstellung der
zweiten Ausführungsform ist das Modulelement 20 innerhalb des
Spülraums 2 angeordnet. Dabei kann die wärmeabgebende Fläche 22
mit der Spülmaschinenwand 3 thermisch gekoppelt sein, um die
Wärme durch die Spülmaschinenwand 3 nach außen an die Umge
bungsluft abzugeben, oder analog zu dem zuvor Beschriebenen
mit einem wärmeaufnehmenden Volumen gekoppelt sein. Zur Erhö
hung des Wärmeaustauschs kann an die wärmeaufnehmende Fläche 21
ein Wärmeabsorber 17 und/oder an die wärmeabgebende Fläche 22
ein Kühlkörper 18 thermisch angekoppelt sein. Im Falle der Wär
meabgabe an die Umgebungsluft ist die Umgebungsluft wiederum
mittels eines Lüfters 30 zirkulierbar.
Ist das Modulelement 20 außerhalb des Spülraums 2 eingesetzt,
so kann die wärmeaufnehmende Fläche 21 gegen den Zwischenraum
24 zwischen der wärmeaufnehmenden Fläche 21 und der wärmeabge
benden Fläche 22 isoliert sein, damit keine Wärmeenergieaufnah
me der wärmeaufnehmenden Fläche 21 aus dem Zwischenraum er
folgt. Ist andererseits das Modulelement 20 innerhalb des Spül
raums 2 eingesetzt, so kann die wärmeabgebende Fläche 22 gegen
den Zwischenraum 24 isoliert sein, damit keine Wärmeenergieab
gabe der wärmeabgebenden Fläche 22 in den Zwischenraum erfolgt.
Sowohl bei der ersten Ausführungsform als auch bei der zweiten
Ausführungsform können die Übergänge 11, 12; 21, 22 des Pel
tier-Elements geeignete Metall/Metall-Übergänge oder ein ther
moelektrischer Kältesatz, der verschieden dotierte Halblei
terübergänge aufweist, sein, wobei der Wirkungsgrad bei Halb
leiterübergängen höher ist. Weiterhin können mehrere Peltier-
Elemente 11, 12; 20 zur Leistungssteigerung parallel geschaltet
und an verschiedenen Stellen außerhalb und innerhalb des Spül
raums 2 angeordnet sein, um die Wärmeaufnahme/-abgabe zu opti
mieren.
Bei einer Wärmeabgabe an die Umgebungsluft kann z. B. bei einer
Einbaugeschirrspülmaschine der wärmeabgebende Übergang 12 bzw.
die wärmeabgebende Fläche 22 in einer Tür 4 der Spülmaschine 1
integriert sein. Die Wärmeabgabe kann durch eine Außenfläche
der Tür 4 oder durch eine Luftzirkulation durch in der Tür 4
angeordnete Lüftungsöffnungen erfolgen.
Während der Trockenphase, während der das Spülgut im Spülraum 2
der Spülmaschine 1 durch die Kondensationseinrichtung getrock
net werden soll, ist die Richtung des durchfließenden Stroms
so, daß der wärmeaufnehmende Übergang 11 (1. Ausführungsform)
bzw. die wärmeaufnehmende Fläche 21 (2. Ausführungsform) ge
kühlt und der wärmeabgebende Übergang 12 bzw. die wärmeabgeben
de Fläche erwärmt wird. Durch die Umkehr der Stromrichtung wird
dagegen der wärmeaufnehmende Übergang 11 bzw. die wärmeaufneh
mende Fläche 21 erwärmt und der wärmeabgebende Übergang 12 bzw.
die wärmeabgebende Fläche 22 gekühlt. Dies kann zur
(zusätzlichen) Aufheizung der Spülraumatmosphäre oder des Was
sers in der Bodenwanne 5 genutzt werden, um zu Beginn der Troc
kenphase das Spülgut im Spülraum 2 auf die notwendige Trocken
temperatur von ungefähr 50 bis 70°C aufzuheizen oder um heißes
Spülwasser für einen Spülgang bereitzustellen.
Die Kondensationseinrichtung der Erfindung ist nicht auf die
Verwendung bei einer Geschirrspülmaschine beschränkt. Die Aus
führungsformen der Kondensationseinrichtung, bei denen die Wär
me an die Umgebungsluft abgegeben wird, ist beispielsweise bei
Wäschetrocknern und Waschmaschinen mit Trockengang einsetzbar,
während die Ausführungsformen der Kondensationseinrichtung, bei
der die Wärme an ein Frischwasservolumen abgegeben wird, vor
teilhaft bei einer Waschmaschine mit Trockengang einsetzbar
ist.
1
Spülmaschine
2
Spülraum
3
Spülraumwand
4
Tür
5
Bodenwanne
11
wärmeaufnehmender Übergang
12
wärmeabgebender Übergang
15
Stromversorgung
16
elektrische Leitungen
17
Oberflächenelement/Kühlkörper
18
Wärmeabsorber/Kühlkörper
20
Modulelement
21
wärmeaufnehmende Fläche
22
wärmeabgebende Fläche
23
Stege
24
Zwischenraum
30
Ventilator
31
Lüftungsöffnungen
Claims (24)
1. Kondensationseinrichtung für ein Haushaltsgerät, gekenn
zeichnet durch ein Peltier-Element (11, 12) zum Entziehen von
Wärmeenergie aus dem Inneren eines Arbeitsbehälters (2).
2. Kondensationseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein wärmeaufnehmender Übergang (11)
des Peltier-Elements (11, 12) im Inneren des Arbeitsbehälters
(2) angeordnet ist.
3. Kondensationseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein wärmeaufnehmender Übergang (11)
des Peltier-Elements (11, 12) an der Außenseite einer Arbeits
behälterwand (3) angeordnet ist, wobei der wärmeaufnehmende
Übergang (11) mit der Arbeitsbehälterwand (3) thermisch gekop
pelt ist.
4. Kondensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß ein wärmeabgebender Übergang (12)
des Peltier-Elements (11, 12) außerhalb des Arbeitsbehälters
(2) angeordnet ist.
5. Kondensationseinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß an den wärmeabgebenden Übergang
(12) Oberflächenelemente (17) für den Wärmeaustausch angekop
pelt sind, um die Wärme von dem wärmeabgebenden Übergang (12)
aufzunehmen und an die Umgebung außerhalb des Arbeitsbehälters
(2) abzugeben.
6. Kondensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß ein wärmeabgebender Übergang (12)
des Peltier-Elements an ein wärmeaufnehmendes Volumen thermisch
gekoppelt ist.
7. Kondensationseinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeaufnehmende Volumen am
wärmeaufnehmenden Übergang (12) vorbeiströmendes Wasser ist,
das einer Frischwasserzufuhr des Haushaltsgerätes (1) entnehm
bar ist.
8. Kondensationseinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeaufnehmende Volumen Wasser
ist, das einer Frischwasserzufuhr entnehmbar und in einer Auf
nahmevorrichtung zwischenspeicherbar ist.
9. Kondensationseinrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung für das
Wasser eine Bodenwanne (5) am Boden des Arbeitsbehälters (2)
ist, wobei der wärmeabgebende Übergang (12) in das Wasser ein
taucht oder an der Unterseite der Bodenwanne (5) mit dieser
thermisch gekoppelt ist.
10. Kondensationseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Peltier-Element (11, 12) in ei
ne Moduleinheit (20) integriert ist, die auf einer ersten Seite
eine wärmeaufnehmende Fläche (21) und auf einer zweiten Seite
eine wärmeabgebende Fläche (22) aufweist.
11. Kondensationseinrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeaufnehmende Fläche (21)
über Stege (23) mit der wärmeabgebenden Fläche (22) verbunden
ist, so daß ein oder mehrere offene Zwischenräume (24) zwischen
den Flächen (22, 23) ausgebildet sind.
12. Kondensationseinrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabgebende Fläche (21) zum
Zwischenraum (24) hin isoliert ist, damit die Wärmeabgabe in
den Zwischenraum (24) verhindert ist; und/oder
die wärmeaufnehmende Fläche (22) zum Zwischenraum (24) hin iso
liert ist, damit die Wärmeaufnahme aus dem Zwischenraum verhin
dert ist.
13. Kondensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeaufnehmende Fläche
(21) und/oder die wärmeabgebende Fläche (22) an der Außenseite
des Modulelements (20) an Oberflächenelemente (17, 18) für den
Wärmeaustausch thermisch gekoppelt sind.
14. Kondensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeaufnehmende Fläche
(21) an die Außenseite einer Arbeitsbehälterwand (3) thermisch
angekoppelt ist, um über die Arbeitsbehälterwand (3) Wärmeener
gie aus dem Arbeitsbehälter (2) aufzunehmen.
15. Kondensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabgebende Fläche (22)
an die Innenseite einer Arbeitsbehälterwand (3) thermisch ange
koppelt ist, um über die Arbeitsbehälterwand (3) Wärmeenergie
außerhalb des Arbeitsbehälters (2) abzugeben.
16. Kondensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabgebende Fläche (22)
des Modulelements (20) an ein wärmeaufnehmendes Volumen ther
misch gekoppelt ist.
17. Kondensationseinrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeaufnehmende Volumen am
wärmeaufnehmenden Übergang (12) vorbeiströmendes Wasser ist,
das einer Frischwasserzufuhr des Haushaltsgerätes (1) entnehm
bar ist.
18. Kondensationseinrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeaufnehmende Volumen Wasser
ist, das der Frischwasserzufuhr entnehmbar und in einer Aufnah
mevorrichtung zwischenspeicherbar ist.
19. Kondensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 4, 5, 6
oder 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine von dem wärme
abgebenden Übergang (12; 22) erwärmte Umgebungsluft durch einen
Lüfter (30) zwangsweise bewegbar ist, um die Wärmeabgabe des
wärmeabgebenden Übergangs (12; 22) zu erhöhen.
20. Kondensationseinrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Peltier-Element (11,
12; 20) ein Halbleiter-Peltier-Element ist.
21. Kondensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8
oder 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine während einer
Trockenphase an das Peltier-Element (11, 12; 20) angelegte,
erste Spannung den wärmeaufnehmenden Übergang (11; 21) kühlt und
den wärmeabgebenden Übergang (12; 22) des Peltier-Elements er wärmt; und
eine während einer Heizphase an das Peltier-Element (11, 12; 20) angelegte zweite Spannung den wärmeaufnehmenden Übergang (11; 21) aufheizt und den wärmeabgebenden Übergang (12; 22) ab kühlt.
den wärmeabgebenden Übergang (12; 22) des Peltier-Elements er wärmt; und
eine während einer Heizphase an das Peltier-Element (11, 12; 20) angelegte zweite Spannung den wärmeaufnehmenden Übergang (11; 21) aufheizt und den wärmeabgebenden Übergang (12; 22) ab kühlt.
22. Verfahren zum Betreiben einer Kondensationseinrichtung für
ein Haushaltsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß im Haushaltsge
rät ein Peltier-Element (11, 12) umfaßt ist, welches Wärmeener
gie aus dem Inneren eines Arbeitsbehälters entzieht.
23. Verfahren zum Betreiben einer Kondensationseinrichtung nach
Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß während einer Trocken
phase an das Peltier-Element (11, 12) eine erste Spannung ange
legt wird, die zu einer Abkühlung eines wärmeaufnehmenden Über
gangs (11, 21) führt.
24. Verfahren zum Betreiben einer Kondensationseinrichtung nach
Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß an das Peltier-Element
(11, 12) während einer Heizphase eine zweite Spannung angelegt
wird, die zu einer Erwärmung des wärmeaufnehmenden Übergangs
(11, 21) führt.
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