DE19939271A1 - Verfahren zur Bestimmung der Beladung und der Trocknungsdauer in Abluftwäschetrocknern mit feuchtegesteuerten Trocknungsprogrammen - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung der Beladung und der Trocknungsdauer in Abluftwäschetrocknern mit feuchtegesteuerten Trocknungsprogrammen

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Abstract

Bisherige Verfahren gehen allgemein von einem kausalen Zusammenhang nur einer Meßgröße zur Zielgröße aus. Damit ist das System unterbestimmt und somit die Laufzeit nicht ausreichend genau zu bestimmen. DOLLAR A Zur genaueren Bestimmung der Trocknungsdauer werden mindestens drei weitgehend unabhängige Maßgrößen verwendet und miteinander in Korrelation gesetzt. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich verbesserte Vorhersagegenauigkeit der Trocknungsdauer ergibt sich dadurch, daß mindestens n Meßgrößen entsprechend den sie enthaltenen physikalischen Zusammenhängen zu den n Haupteinflußgrößen miteinander in Beziehung gebracht werden. DOLLAR A Das Verfahren ermöglicht eine genauere Bestimmung der Beladung und der Trocknungsdauer bei Abluftwäschetrocknern als bisher.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der voraussichtlichen Trockenzeit in Abluftwäschetrocknern bekannter Bauart mit einer kontinuierlichen Temperaturerfassung am Trommelein- und Trommelaustritt und einer feuchtigkeitsabhängigen Steuerung.
Bekanntlich wird der ideale Prozeßablauf des Trockenvorganges und damit die Trock­ nungsdauer der Wäsche in einem Haushaltwäschetrockner vorwiegend durch die Kenn­ größen Menge, Anfangsfeuchte der Beladung, Textilart der Beladung und gerätespezifi­ schen Kenndaten des Trockners, unter anderem die Heizleistung, sowie den Zustand der Umgebungsluft, also Lufttemperatur und relative Luftfeuchte, bestimmt.
Diese Einflüsse wirken sich unmittelbar auf den Prozeßverlauf des Trockenvorganges aus und müssen zur Bestimmung der voraussichtlichen Laufzeit des Trocknungsvorgan­ ges möglichst früh nach dem Start des Trockners erfaßt und ausgewertet werden.
Bisherige Verfahren zur Bestimmung der Trocknungsdauer oder Beladung gehen allge­ mein von einem kausalen Zusammenhang nur einer Meßgröße zu den Zielgrößen aus. Damit ist das System unterbestimmt und somit die Beladung und die Trocknungsdauer nicht ausreichend genau zu bestimmen.
Aus der DE 30 30 864 C2 ist bereits ein Verfahren zum automatischen Steuern des Trocknungsvorganges bis zum Erreichen eines gewünschten Trockengrades bekannt, bei dem der Gradient der ansteigenden Temperatur während einer frühen Phase des Trock­ nungsvorganges ermittelt wird und in Abhängigkeit von diesem die erforderliche Betriebs­ dauer errechnet wird. Bei einem derartigen Verfahren wird es als besonders nachteilig empfunden, daß bei der Ermittlung der Aufheizgeschwindigkeit die Temperaturdifferenz zwischen Wäschetrocknungssystem und Umgebungsluft berücksichtigt werden muß, um ein repräsentatives Meßergebnis für die erforderliche Betriebsdauer zu erhalten. Be­ schränkt man sich bei den vorgegebenen Verfahren allein auf die Ermittlung der Aufheiz­ geschwindigkeit, werden Umgebungseinflüsse, wie beispielsweise die Anfangstemperatur der Wäsche, die Anfangstemperatur des Wäschetrocknersystems und die Umgebung­ stemperatur nicht berücksichtigt, so daß der Programmsteuereinrichtung ein ungenauer Zeitwert für die erforderliche Betriebsdauer vorgegeben wird. Ein ungenauer Wert wird außerdem auch bei Netzspannungsschwankungen ermittelt, da die Aufheizgeschwindig­ keit von der Heizleistung abhängig ist und die Netzspannung quadratisch in die Heizlei­ stung eingeht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß durch die Aufheizzeit eine relativ späte Erstanzeige, beispielsweise nach 10 min. ermöglicht wird.
Weiterhin ist aus der DE 40 13 543 A1 bekannt, die restliche Dauer eines Trocknungs­ vorganges nach Erreichen einer vorgegebenen Solltemperatur in Abhängigkeit von der Abkühlgeschwindigkeit im Trocknungssystem zu ermitteln. Hierbei bestehen auch die Nachteile, daß die Anzeige der Dauer erst zu einem relativ späten Zeitpunkt nach Ein­ schalten des Gerätes erfolgt und Netzspannungstoleranzen nicht berücksichtigt werden.
Aus der DE 44 42 250 A1 ist ein Verfahren zum Bestimmen der voraussichtlichen Trocken­ zeit in einem Wäschetrockner bekannt, bei dem zum möglichst fehlerfreien Bestim­ men der Trockenzeit unabhängig von äußeren Einflüssen, beispielsweise veränderliche Umgebungstemperaturen, vorgesehen ist, während des Trocknens einen Teil oder die gesamte Heizeinrichtung periodisch ein- und auszuschalten, die Differenzen: einerseits zwischen der Abluft- und der Zuluft-Temperatur und andererseits zwischen der Abluft- Temperatur und der Lufttemperatur vor Eintritt in die Heizeinrichtung aus periodisch ge­ messenen Temperaturwerten an den angegebenen Orten zu ermitteln und zueinander in Beziehung zu setzen. Die Verhältniswerte werden mit Erfahrungswerten verglichen, um auf die jeweilige zutreffende Trocknungsdauer zu schließen.
Der bei diesem Steuerungsverfahren erforderliche Aufwand an Rechnerleistungen ist jedoch erheblich. Außerdem kann dadurch die große Streubreite der Temperaturmeß­ werte nur zum Teil eingeschränkt werden. Demzufolge ist die Vorhersage der voraus­ sichtlichen Trocknungsdauer entsprechend ungenau.
Weiterhin ist aus der DE 34 17 482 A1 ein Verfahren zur Restfeuchtesteuerung eines Wäschetrockners unter Verwendung einer leitwertabhängigen Feuchtigkeitsmeßschal­ tung bekannt geworden, bei dem während der annähernd leitwertkonstanten Trocknungsphase in der Feuchtigkeitsmeßschaltung die augenblicklich am Wäsche­ widerstand anliegende Spannung als Indikator für den vorliegenden Leitwert des in der Wä­ sche gebundenen Wassers und/oder als Indikator für die jeweilige Beladungsmenge und/oder Wäscheart abgegriffen und einer Korrekturstufe zugeführt wird. In der Korrek­ turstufe findet der Vergleich des Augenblickswertes mit empirisch ermittelten und in ei­ nem Speicher der Korrekturstufe abgelegten Referenzwerten statt. In Abhängigkeit die­ ses Vergleichs wird die jeweils den vorgewählten Restfeuchtegehalt angepaßte Abschalt­ spannung zur Beendigung der Trockenzeit eingestellt.
Auch mit diesem Verfahren wird keine hinreichend genaue Bestimmung der Trocknungs­ dauer ermöglicht, da sich verändernde Meßbedingungen, beispielsweise die Veränderung der Wasserqualität, nicht erkennen und verarbeiten lassen.
Schließlich ist aus der DE 197 05 585 A1 ein Verfahren zur Ermittlung und Anzeige der Laufzeit eines Trocknungsvorganges bei einem programmgesteuerten Wäschetrockner bekannt, bei dem um dem Benutzer einen möglichst genauen Überblick über den Zeit­ punkt des voraussichtlichen Endes eines ablaufenden Trocknungsprogrammes zu er­ möglichen, durch eine Summenbildung von in der Programmsteuereinrichtung abgelegter trocknungsgradabhängiger Zeitwerte für unterschiedliche Trocknungsprogramme ein er­ ster Schätzwert für die Programmlaufzeit des gewählten Trocknungsprogrammes errech­ net und zur Anzeige gebracht wird.
Auch dieses Verfahren läßt keine Ermittlung einer hinreichend genauen Vorhersage der Trocknungsdauer zu.
Die verwendeten Meßgrößen zur Ermittlung und Anzeige der Laufzeit eines Trocknungs­ vorganges sind bisher entweder der elektrische Widerstand beziehungsweise der elektri­ sche Leitwert der Wäsche oder der zeitliche Temperaturverlauf im Trockner, die Textilart wird dabei vom Benutzer durch Einstellen an den Bedienelementen vorgegeben.
Zur Bestimmung der Vorhersage der Trocknungsdauer werden aber beim Abluftwäsche­ trockner insbesondere die fehlenden Größen Menge und Feuchte der Beladung, die im allgemeinen ungeregelte Heizleistung Pheiz~U2 netz sowie der Zustand der Umgebungsluft benötigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erforderliche Trockenzeit der Wäsche in Abluftwäschetrocknern wesentlich genauer als bisher zu bestimmen sowie die auf die Meßgrößen einwirkenden Bedingungen zu berücksichtigen, beispielsweise die Umge­ bungstemperatur Tu und/oder die Heizleistung des Trockners.
Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch gekennzeichneten Merk­ male erzielt.
Der Vorteil des endungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere darin zu sehen, daß eine genauere Bestimmung der Beladung und der Trocknungsdauer kurz nach dem Start und eine bessere Anpassung an die jeweils vorliegenden Bedingungen ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß werden zur genaueren Bestimmung der Trocknungsdauer eines Ab­ luftwäschetrockners möglichst frühzeitig nach dem Start des Gerätes mindestens drei an sich bekannte, weitgehend unabhängige Meßgrößen, beispielsweise:
zum ersten der elektrische Widerstand/Leitwert der Wäsche zu Beginn des Trock­ nungsprozesses sowie die mathematisch/physikalisch daraus ableitbaren Größen, zum Beispiel die elektrische Spannung Uw über den Wäschewiderstand, insbesondere der arithmetische Mittelwert Uw dieser Spannung Uw,
zum zweiten der zeitliche Temperaturverlauf am Trommelaustritt der Prozeßluft nach dem Einschalten der Heizung sowie die daraus mathematisch/physikalisch ableitba­ ren Größen, zum Beispiel der Kehrwert des Temperaturanstiegs und die Temperatur­ zeitkonstante des Systems, insbesondere aber auch
die Temperaturdifferenz/der Temperaturanstieg am Trommelaustritt der Prozeßluft in einem festen Zeitraum nach dem Einschalten der Heizung,
die maximale Temperaturdifferenz/der maximale Temperaturanstieg am Trom­ melaustritt der Prozeßluft in einem festen Zeitraum nach dem Einschalten der Hei­ zung,
der zeitliche Temperaturanstieg am Trommelaustritt der Prozeßluft bei einer vorge­ gebenen festen Temperaturdifferenz am Trommeleintritt nach dem Einschalten der Heizung,
der Temperaturgradient am Trommelaustritt der Prozeßluft bei einer vorgegebenen festen Temperaturdifferenz am Trommelaustritt nach dem Einschalten der Heizung,
und zum dritten zur Berücksichtigung der Umgebungstemperatur Tu die mittlere Tem­ peratur am Trommeleintritt zu Beginn der Trocknung oder die mittlere Temperatur am Trommelaustritt zu Beginn der Trocknung vor dem Einschalten der Heizung oder die mittlere Temperatur am Lufteintritt des Trockners,
verwendet und miteinander in Korrelation gesetzt, so daß sich eine wesentlich verbes­ serte Trocknungsdauerabschätzung tprognose ergibt.
Des weiteren wird zur wahlweisen Berücksichtigung der Heizleistung (Pheiz) des Trock­ ners der zeitliche Temperaturverlauf am Trommeleintritt der Prozeßluft nach dem Einschal­ ten der Heizung sowie die daraus mathematisch/physikalisch ableitbaren Größen, zum Beispiel der Kehrwert des Temperaturanstieges am Trommeleintritt, insbesondere aber auch
die Temperaturdifferenz/der Temperaturanstieg am Trommeleintritt der Prozeßluft in einem festen Zeitraum nach dem Einschalten der Heizung,
der maximale Temperaturanstieg am Trommeleintritt der Prozeßluft in einem festen Zeitraum nach dem Einschalten der Heizung,
der zeitliche Temperaturanstieg am Trommeleintritt der Prozeßluft bei einer vorge­ gebenen festen Temperaturdifferenz am Trommelaustritt nach dem Einschalten der Heizung,
der Temperaturgradient am Trommeleintritt der Prozeßluft bei einer vorgegebenen festen Temperaturdifferenz am Trommeleintritt nach dem Einschalten der Heizung,
verwendet und mit den zuvor genannten Meßgrößen in Korrelation gesetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft ebenso oben genannte Meßgrößen, wenn sie mit einem analogen oder digitalem Filter beaufschlagt werden.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich verbesserte Vorhersagegenauig­ keit der Trocknungsdauer ergibt sich dadurch, daß mindestens n Meßgrößen entspre­ chend den sie enthaltenen physikalischen Zusammenhängen zu den n Haupteinflußgrö­ ßen miteinander in Beziehung gebracht werden.

Claims (2)

1. Verfahren zur Ermittlung der voraussichtlichen Trockenzeit eines Trocknungsvor­ ganges in Abluftwäschetrocknern bekannter Bauart mit einer kontinuierlichen Temperaturerfassung am Trommelein- und Trommelaustritt und feuchtegesteu­ erten Trocknungsprogrammen, dadurch gekennzeichnet, daß
zur genaueren Bestimmung der voraussichtlichen Trocknungsdauer eines Abluft­ wäschetrockners möglichst frühzeitig nach dem Start des Gerätes mindestens drei voneinander weitgehend unabhängige Meßgrößen, beispielsweise
zum ersten der elektrische Widerstand/Leitwert der Wäsche zu Beginn des Trocknungsprozesses sowie die mathematisch/physikalisch daraus ableitba­ ren Größen, zum Beispiel die elektrische Spannung (Uw) über den Wäschewi­ derstand, insbesondere der arithmetische Mittelwert (Uw) dieser Spannung,
zum zweiten der zeitliche Temperaturverlauf am Trommelaustritt der Prozeßluft nach dem Einschalten der Heizung und die daraus mathematisch/physikalisch ableitbaren Größen, zum Beispiel Kehrwert des Temperaturanstieges am Trommelausgang und Temperaturzeitkonstante des Systems, insbesondere aber auch
die Temperaturdifferenz/der Temperaturanstieg am Trommelaustritt der Prozeßluft in einem festen Zeitraum nach dem Einschalten der Heizung,
die maximale Temperaturdifferenz/der maximale Temperaturanstieg am Trommelaustritt der Prozeßluft in einem festen Zeitraum nach dem Ein­ schalten der Heizung,
der zeitliche Temperaturanstieg am Trommelaustritt der Prozeßluft bei einer vorgegebenen festen Temperaturdifferenz am Trommeleintritt nach dem Einschalten der Heizung und
der Temperaturgradient am Trommelaustritt der Prozeßluft bei einer vorge­ gebenen festen Temperaturdifferenz am Trommelaustritt nach dem Ein­ schalten der Heizung, sowie
zum dritten zur Berücksichtigung der Umgebungstemperatur (Tu) die mittlere Temperatur am Trommeleintritt zu Beginn der Trocknung oder die mittlere Temperatur am Trommelaustritt zu Beginn der Trocknung vor dem Einschalten der Heizung oder die mittlere Temperatur am Lufteintritt des Trockners,
verwendet und miteinander in Korrelation gesetzt werden, wobei jede Meßgröße für sich in Bezug auf die vorherzusagende Trocknungsdauer mehrdeutig ist,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berücksichtigung der Heizleistung (Pheiz) des Trockners beispielsweise
der zeitliche Temperaturverlauf am Trommeleintritt der Prozeßluft nach dem Einschalten der Heizung sowie die daraus mathematisch/physikalisch ableit­ baren Größen, zum Beispiel der Kehrwert des Temperaturanstiegs am Trom­ meleintritt, insbesondere aber auch
die Temperaturdifferenz/der Temperaturanstieg am Trommeleintritt der Prozeßluft in einem festen Zeitraum nach dem Einschalten der Heizung, der maximale Temperaturanstieg am Trommeleintritt der Prozeßluft in einem festen Zeitraum nach dem Einschalten der Heizung,
der zeitliche Temperaturanstieg am Trommeleintritt der Prozeßluft bei einer vorgegebenen festen Temperaturdifferenz am Trommelaustritt nach dem Einschalten der Heizung,
der Temperaturgradient am Trommeleintritt der Prozeßluft bei einer vorge­ gebenen festen Temperaturdifferenz am Trommeleintritt nach dem Ein­ schalten der Heizung,
verwendet und mit den Meßgrößen nach Anspruch 1 in Korrelation gesetzt wird.
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