DE19853234A1

DE19853234A1 - Wäschetrockner mit einer Wärmepumpe

Info

Publication number: DE19853234A1
Application number: DE19853234A
Authority: DE
Original assignee: LARE GmbH; Whirlpool Corp
Current assignee: LARE GmbH; Whirlpool Corp
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1998-11-18
Publication date: 2000-05-04
Also published as: DE69910526T2; DE69910526D1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wäschetrockner mit einem geschlossenen Prozeßluft-Kreislauf aus Wäschetrommel, Umwälzgebläse, Kältemittelverdampfer und Kältemittelkondensator einer Wärmepumpe, bei dem die aus der Wäschetrommel geförderte Prozeßluft über den Kältemittelverdampfer und den Kältemittelkondensator geleitet und wieder der Wäschetrommel zugeführt wird. Eine Verkürzung der Aufheizphase und eine einfache Abgabe der Überschußwärme während des Trocknungsvorganges läßt sich dadurch erreichen, dass in den Kältemittelkreislauf zwischen dem Kältemittelausgang des Kältemittelverdampfers und dem Kältemitteleingang des Kompressors ein Wärmestromausgleichsorgan eingeschleift ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wäschetrockner mit einem geschlossenen Pro zeßluft-Kreislauf aus Wäschetrommel, Umwälzgebläse, Kältemittelverdampfer und Kältemittelkondensator einer Wärmepumpe, bei dem die aus der Wäsche trommel geförderte Prozeßluft über den Kältemittelverdampfer und den Käl temittelkondensator geleitet und wieder der Wäschetrommel zugeführt wird.

Ein Wäschetrockner dieser Art ist aus der DE 43 04 426 A1 und der DE 44 34 205 A1 bekannt.

Wäschetrockner mit Wärmepumpe können in einem geschlossenen Prozeßluft- Kreislauf nur zufriedenstellend arbeiten, wenn die während des Trocknungs vorganges entstehende Überschußwärmemenge an die Umgebung abgegeben werden kann. Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die Wärmeabgabe kann an Gehäuse- und Luftführungsteile des Wäschetrockners abgeführt werden, wie z. B. an eine große Fronttür, an die Rückwand oder an eine Seitenwand.

Es ist auch bekannt, einen Wärmeaustausch über angesaugte Umgebungsluft zu erreichen, der aber stets mit der Abgabe von feuchter Luft an den Aufstellraum verbunden ist. Dies führt zudem zu einer geringen Wasserkondensationsrate in der Wärmepumpe. Man hat daher auch schon eine Zusatzheizung vorgesehen, die in erster Linie zur Reduzierung der Vorlaufzeit und damit des Trocknungsvor ganges verwendet wird. Der Betrieb mit Zusatzheizung hat jedoch den Nachteil, dass ohne Wärmeabgabe nach außen ein störungsfreier Betrieb nicht möglich ist.

Wie insbesondere die DE 44 34 205 A1 zeigt, ist auch schon bekannt, die Überschußwärme mittels einer zusätzlichen Kühlstufe abzuführen, die im Kälte mittelkreislauf zwischen dem Kältemittelauslaß des Kältemittelkondensators und dem Kältemitteleinlaß des Kältemittelverdampfers der Wärmepumpe einge schleift ist. Es hat sich jedoch gezeigt, dass dieser Wäschetrockner nur dann betriebssicher mit hohem Wirkungsgrad arbeitet, wenn die Kühlleistung der Kühlstufe steuerbar oder regelbar ist. Dies erfordert jedoch einen zusätzlichen Aufwand für die Kühlstufe.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem Wäschetrockner der eingangs erwähn ten Art unter Beibehaltung des vorteilhaften geschlossenen Prozeßluft-Kreislau fes während des Trocknungsvorganges auftretende Überschußwärme auf ein fache Art abzugeben und zusätzlich die Vorlaufzeit zum Erreichen der Arbeits temperatur zu verkürzen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass in den Kältemittel kreislauf zwischen dem Kältemittelausgang des Kältemittelverdampfers und dem Kältemitteleingang des Kompressors ein Wärmestromausgleichsorgan einge schleift ist.

Bei diesem Kältemittelkreislauf komprimiert der Kompressor dampfförmiges Käl temittel und drückt es in den Kältemittelkondensator. Unter hohem Druck ist das Kältemittel heiß und erwärmt die Oberfläche des Kältemittelkondensators. Die Oberfläche des Kältemittelkondensators gibt Wärme ab, so dass sich das Kältemittel verflüssigt und über das Expansionsorgan so in den Kältemittelver dampfer gelangt. Aufgrund des nach der Expansion herrschenden niedrigen Druckes ist sowohl das Kältemittel als auch die Oberfläche des Kältemittelver dampfers relativ kalt, so dass sowohl der Kältemittelverdampfer und der nach geschaltete Nachverdampfer etwa gleiche Temperatur aufweisen.

Die feuchtwarme Luft aus der Wäschetrommel gelangt zuerst auf den relativ kalten Kältemittelverdampfer, so dass sich die Feuchte aus der Luft verflüssigt, und somit die Entfeuchtung der Prozeßluft gewährleistet ist. Am nachgeord neten Kältemittelkondensator wird die Prozeßluft aufgeheizt und über das Um wälzgebläse wieder der Wäschetrommel zugeführt. Zu Beginn des Trocknungs vorganges hat die feuchte Wäsche z. B. eine Temperatur von 15°C. Die Ober fläche des Kältemittelverdampfers hat eine Temperatur von etwa 10°C und die Oberfläche des Kältemittelkondensators von etwa 30°C.

Ist nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass dem Wärmestromaus gleichsorgan ein Zusatzgebläse zugeordnet ist, das Luft aus dem Geräteraum oder dem Aufstellraum oder Außenluft ansaugt, über das Wärmestromaus gleichsorgan leitet und dem Geräteraum, dem Aufstellraum oder der Außenluft zuführt, dann wird das Wärmestromausgleichsorgan, das zu diesem Zeitpunkt etwa dieselbe Oberflächentemperatur von etwa 10°C wie der Kältemittel verdampfer hat, mit einem Luftstrom von etwa 20°C beaufschlagt. Die dem System über diesen Weg zugeführte Energie läßt die Kondensationstemperatur schneller ansteigen, wodurch eine Beschleunigung der Wasserverdunstung aus der feuchten Wäsche hervorgerufen wird. Der Wäschetrockner erreicht daher sehr schnell seinen idealen Arbeitspunkt. Nach dem Erreichen des idealen Arbeitspunktes, beginnt das Kältemittel am Ausgang des Kältemittelverdampfers immer mehr zu überhitzen. Die über das Zusatzgebläse zugeführte Luft streicht über die Oberfläche des Wärmestromausgleichsorgans und kühlt das Kältemittel wieder auf eine Temperatur ab, die der eigentlichen Verdampfungstemperatur des Kältemittels näherkommt. Der Kompressor saugt nach der Abkühlung im Wärmestromausgleichsorgan das nur noch gering überhitzte Kältemittel an. Dem Wärmepumpenprozeß wird an idealer Stelle damit die Überschußwärme entzo gen. Die auf das Wärmestromausgleichsorgan wirkende Kühlluft ist trocken und kann zudem zur Belüftung des Wäschetrocknergehäuses verwendet werden.

Mit dem Wärmestromausgleichsorgan wird also auf einfache Weise Überschuß wärme entzogen, ohne dass der geschlossene Prozeßluft-Kreislauf geöffnet werden muß oder eine zusätzliche Steuerung oder Regelung für das Wärme stromausgleichsorgan erforderlich ist. Darüberhinaus wird in der Aufheizphase durch die über das Wärmestromausgleichsorgan zugeführte Wärme aus der Um gebungsluft der Betriebszustand schneller erreicht und damit bei verringertem Energieverbrauch der Trocknungsvorgang verkürzt. Mit dem Wärmestromaus gleichsorgan wird eine Art selbstregelnder Prozeß realisiert, da z. B. bei einer Kältemitteltemperatur im Kältemittelverdampfer kleiner als 35°C dem System Energie zugeführt und bei einer Kältemitteltemperatur größer als 40°C Energie entzogen wird.

Zur Beschleunigung der Aufheizphase kann nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, dass in den Prozeßluft-Kreislauf ein Heizelement eingeschleift ist, das in Strömungsrichtung der Prozeßluft vorzugsweise hinter dem Kälte mittelkondensator angeordnet oder mit dem Zusatzgebläse des Wärmestromaus gleichsorgans gekoppelt ein- und ausschaltbar ist. Das Heizelement ist vorzugsweise elektrisch betreibbar.

Ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, dass der Kältemittelauslaß des Kälte mittelkondensators über eine Expansionseinrichtung mit dem Kältemitteleingang des Kältemittelverdampfers verbunden ist, dann wirkt die Expansionseinrichtung als Trennorgang zwischen dem hohen Druck im Kältemittelkondensator und dem niedrigen Druck im Kältemittelverdampfer.

Das Wärmestromausgleichsorgan wird vorzugsweise während des gesamten Trocknungsvorganges mit Umgebungsluft beaufschlagt.

Der Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe kann zudem einen Kältemittelver dampfer enthalten.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei spiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den geschlossenen Prozeßluft-Kreislauf eines Wä schetrockners mit Wärmepumpe und zusätzlichem Wärmestrom ausgleichsorgan und

Fig. 2 den Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe mit dem eingeschleiften Wärmestromausgleichsorgan.

Wie die Fig. 1 zeigt, bilden die Wäschetrommel 7 mit dem Kältemittelverdam pfer 3 und dem Kältemittelkondensator 1 der Wärmepumpe einen geschlosse nen Prozeßluft-Kreislauf. Dabei gelangt die aus der Wäschetrommel 7 geförderte Prozeßluft über den Kältemittelverdampfer 3 und den Kältemittelkondensator 1 und ein Heizelement 6 zur Wäschetrommel 7 zurück. Das Umwälzgebläse 9 wird dabei vorzugsweise in Strömungsrichtung der Prozeßluft hinter dem Kälte mittelkondensator 1 eingeschleift. Der Kältemittelkreislauf enthält einen Kom pressor 5 und ein Wärmestromausgleichsorgan 4, dem ein Zusatzgebläse 8 zu geordnet ist. Das Zusatzgebläse 8 beaufschlagt das Wärmestromausgleichs organ 4 mit Luft aus dem Aufstellraum oder mit Außenluft und kühlt dessen Oberfläche ab bzw. heizt sie in der Aufheizphase auf. Diese Luft wird nach dem Passieren des Wärmestromausgleichsorgans 4 dem Trocknergehäuse zur Belüf tung zugeführt oder wieder dem Aufstellraum oder der Außenluft zugeleitet.

Wie Fig. 2 zeigt, gelangt das Kältemittel vom Druckausgang des Kompressors 5 auf den Kältemitteleinlaß des Kältemittelkondensators 1. Der Kältemittel ausgang des Kältemittelkondensators 1 ist über eine Expansionseinrichtung 2 mit dem Kältemitteleingang des Kältemittelverdampfers 3 verbunden und wirkt als Trennorgang zwischen den Druckstufen dieser beiden Teile des Kältemittel kreislaufes. Der Kältemittelausgang des Kältemittelverdampfers 3 führt zum Wärmestromausgleichsorgan 4 und zwar zu dem Anschluß, der im Strömungs weg der Kühlluft für das Wärmestromausgleichsorgan den Ausgang bildet. Der Anschluß des Wärmestromausgleichsorgans 4, das im Strömungsweg der Kühl luft für das Wärmestromausgleichsorgan 4 den Eingang bildet, ist mit dem Ansaugeingang des Kompressors 5 verbunden.

Die Expansionseinrichtung 2 kann als Expansionsventil oder Expansionskapillare ausgebildet sein.

Ist zum Verhindern des Verknitterns der Wäsche nach dem Trocknungsvorgang eine Abkühlphase vorgesehen, dann wird in dieser die Wäschetrommel 7 be trieben und das Umwälzgebläse 9 und das Zusatzgebläse 8 des Wärmestrom ausgleichsorgans 4 werden eingeschaltet. Während dieser Abkühlphase kann der Anwender jederzeit die Tür öffnen und die Wäsche der Wäschetrommel entnehmen. Die Abkühlphase kann dabei vom Ende des Trocknungsvorganges und dem Entnahmevorgang der Wäsche abhängig gemacht werden. Die Dauer der Abkühlphase wird durch das Programm vorgegeben, sie kann jedoch auch Zeit- und temperaturabhängig gesteuert und verlängert werden.

Claims

1. Wäschetrockner mit einem geschlossenen Prozeßluft-Kreislauf aus Wä schetrommel, Umwälzgebläse, Kältemittelverdampfer und Kältemittel kondensator einer Wärmepumpe, bei dem die aus der Wäschetrommel geförderte Prozeßluft über den Kältemittelverdampfer und den Käl temittelkondensator geleitet und wieder der Wäschetrommel zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kältemittelkreislauf zwischen dem Kältemittelausgang des Kältemittelverdampfers (3) und dem Kältemitteleingang des Kompressors (5) ein Wärmestromausgleichsorgan (4) eingeschleift ist.

2. Wäschetrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmestromausgleichsorgan (4) in Strömungsrichtung des Kältemittelkreislaufs vor dem Kompressor (5) in den Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe eingeschleift ist.

3. Wäschetrockner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wärmestromausgleichsorgan (4) ein Zusatzgebläse (8) zuge ordnet ist, das Luft aus dem Geräteraum oder dem Aufstellraum oder Außenluft ansaugt, über das Wärmestromausgleichsorgan (4) feitet und dem Geräteraum, dem Aufstellraum oder der Außenluft zuführt.

4. Wäschetrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Prozeßluft-Kreislauf ein Heizelement (6) eingeschleift ist, das in Strömungsrichtung der Prozeßluft vorzugsweise hinter dem Kältemittel kondensator (1) angeordnet oder mit dem Zusatzgebläse (8) des Wärme stromausgleichsorgans (4) gekoppelt ein- und ausschaltbar ist.

5. Wäschetrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwälzgebläse (9) in Strömungsrichtung der Prozeßluft hinter dem Kältemittelkondensator (1) angeordnet ist.

6. Wäschetrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelauslaß des Kältemittelkondensators (1) über eine Expansionseinrichtung (2) mit dem Kältemitteleingang des Kältemittelver dampfers (3) verbunden ist.

7. Wäschetrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kältemittelkreislauf ein Kältemittelfiltertrockner eingeschleift ist.

8. Wäschetrockner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmestromausgleichsorgan (4) vorzugsweise während des ge samten Trocknungsvorganges mit Umgebungsluft beaufschlagt wird.

9. Wäschetrockner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (4) elektrisch betreibbar ist.

10. Wäschetrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlluftstrom für das Wärmestromausgleichsorgan (4) vom Ausgang, der mit dem Kompressor (5) verbunden ist, zum Eingang, der mit dem Ausgang des Kältemittelverdampfers (3) verbunden ist, geführt ist.

11. Wäschetrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Trocknungsvorgang eine Abkühlphase durchführbar ist, in der die Wäschetrommel (7) antreibbar, das Umwälzgebläse (9) und das Zusatzgebläse (8) des Wärmestromausgleichsorgans (4) eingeschaltet sind.