DE2218440B1

DE2218440B1 - Verfahren zum Trocknen von Wasche oder dgl und Vorrichtung zur Durch führung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2218440B1
Application number: DE2218440A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr.-Ing. 5340 Bad Honnef Lepper
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-04-17
Filing date: 1972-04-17
Publication date: 1973-06-28
Also published as: DE2218440C2

Description

Zur Wiedergewinnung der Verdunstungswärme ist für Wäschetrockner auch bereits die Verwendung von Wärmepumpen bekannt (USA.-Patentschrift 3031 771, deutsche Offenlegungsschrift 1 910 038, schweizerische Patentschrift 345 863). Bei derartigen Wäschetrocknern mit Wärmepumpe wird die feuchtigkeitsbeladene Luft im wesentlichen in einer geschlossenen Schleife über die mit Wäsche gefüllte Trommel und einen Beipaßkanal geführt, in dem die Wärmepumpe angeordnet ist. Bei einem solchen Wäschetrockner wird sehr viel Zeit benötigt, um die Wäsche weitgehendst zu trocknen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Wäschetrockner zu schaffen bei dem dieser erhöhte Energieverbrauch vermieden wird und durch Wiedergewinnung der Verdunstungswärme eine sehr günstige Wärmebilanz erzielbar ist. Dadurch soll ein sehr rasch wirkender Wäschetrockner geschaffen werden, der mit verhältnismäßig geringen Betriebskosten sehr wirtschaftlich betrieben werden kann und nur kurze Zeit zum Trocknen der Wäsche benötigt.
Eine Lösung für die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ergibt sich für ein Verfahren zum Trocknen von Wäsche od. dgl. innerhalb eines geschlossenen Systems erfindungsgemäß durch die Kombination folgender für sich bekannter Verfahrensschritte, nämlich daß das Trockengut einem Luftstrom ausgesetzt wird, der auf Unterdruck gebracht wird, und daß der Unterdruckluftstrom über die Wärmetauscher einer Wärmepumpe im Kreislauf geführt wird.
Dieses Verfahren gemäß der Erfindung bietet den Vorteil, daß einerseits durch die Druckabsenkung im Wäschetrockner das Verdampfen der an der Wäsche haftenden Feuchtigkeit bei niedriger Temperatur, vorzugsweise Zimmertemperatur, erfolgt, wobei die beim Kondensieren der Feuchtigkeit in der Wärmepumpe entzogene Abwärme wiedergewonnen wird und der Unterdruckluft wieder zugeführt wird.
Durch die Herabsetzung der Verdampfungstemperatur einerseits und die Wiedergewinnung der Kondensationswärme andererseits läßt sich ein rasch wirkender Wäschetrockner mit sehr hohem Wirkungsgrad schaffen. Insbesondere können die für bei bekannten Wäschetrocknern unbedingt notwendige Heizung erforderlichen Energiekosten wegen der günstigeren Wärmebilanz beim Erfindungsgegenstand erheblich gesenkt werden.
Um den Trockenvorgang weiter zu beschleunigen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der aus dem Wärmetauscher austretende Unterdruckluftstrom vor dem Eintritt in den Trockengutraum nachgeheizt wird.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei welcher das Trockengut in einer in einem Gehäuse gelagerten Trommel umgewälzt und vom Trockenluftstrom durchströmt wird, besteht erfindungsgemäß in der Kombination folgender für sich bekannter Merkmale, nämlich daß mit einem implosionssicheren Gehäuse eine Vakuumpumpe sowie vom Trockenluftstrom durchströmte Wärmetauscher mit einer Wärmepumpe zusammenarbeiten.
Bei einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei das Trockengut in einer Trockenkammer, insbesondere frei hängend, aufgenommen ist und von Trokkenluft und vom Trockenluftstrom durchströmt wird, ist erfindungsgemäß die Kombination folgender für sich bekannter Merkmale vorgesehen, daß nämlich mit einer implosionssicheren Kammer eine Vakuumpumpe sowie vom trockenen Umluftstrom durchströmten Wärmetauscher eine Wärmepumpe zusammenarbeitet.
Zur weiteren Verbesserung der Wärmebilanz ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, daß die Vaku- umpumpe und/oder die Wärmepumpe und/oder die Wasserabzugspumpe und/oder der Antriebsmotor für die Trommel und/oder der Luftumwälzer innerhalb des implosionssicheren Gehäuses oder Kammer angeordnet sind. Eine entsprechende Wirkung läßt sich erfindungsgemäß auch dadurch erzielen, daß die Wärmetauscher, insbesodnere mit Kompressor, und/ oder die Vakuum- und/oder Wasserabzugspumpe in einem Nebenkanal des implosionssicheren Gehäuses bzw. der Kammer angeordnet sind.
Eine Verbesserung der Wärmebilanz läßt sich auch dadurch erreichen, daß erfindungsgemäß die mit Verlustleistung behafteten Aggregate im Umluftstrom angeordnet und dem Verdampfer-Wärmetauscher nachgeordnet sind.
Bei dieser Ausnutzung der durch Verlustleistung entstehenden Wärme für den Trockenprozeß kann in der Regel auf eine zusätzliche Heizung verzichtet werden, jedoch ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Umluftstrom eine an sich bekannte Zusatzheizung angeordnet ist, um den Trockenablauf weiter zu beschleunigen. Der Leistungsbedarf für eine solche Zusatzheizung kann erheblich gegenüber der Leistungsaufnahme bei bekannten Zusatzheizungen verringert werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 einen Trommel-Wäschetrockner von vorn in teilweise geschnittener, schematischer Ansicht, Fig. 2 den Trommel-Wäschetrockner gemäß F i g. 1, schematisch in geschnittener Seitenansicht, Fig. 3 einen Wärmetauscher, in dem die Wäsche während des Trocknens frei hängend angeordnet ist.
Der in den Fig. 1 und2 schematisch dargestellte Wäschetrockner besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 10, das vorzugsweise als kugelförmiges Gehäuse aus einzelnen Schalensegmenten aufgebaut sein kann. Das Gehäuse 10 ist mit einer oder mehreren Versteifungsrillen 11 versehen, wovon zumindest eine im unteren Bereich des Gehäuses verläuft und als Auffangbehälter für die abzuführende Flüssigkeit dient. Im Gehäuse 10 ist eine von vorn beschickbare Trommel 12 angeordnet. Die Beschickungsöffnung des Gehäuses 10 ist mit einer Tür 13 luftdicht verschließbar. Die im rückwärtigen Teil des Gehäuses 10 gelagerte Trommel 12 wird von einem Motor 14 über ein Getriebe 15 angetrieben. Auf der Antriebswelle 16 der Trommel 12 ist ein ebenfalls über das Getriebe 15 angetriebener Ventilatorschaufelkranz 18 gelagert. Die Rückseite der Trommel 12 ist perforiert, so daß die vom Ventilatorschaufelkranz angesaugte Umluft in die Trommel eingeblasen werden kann. Für die Lagerung und die Halterung des Motors 14 sowie des Getriebes 15 und der Antriebswelle 16 ist die Rückseite des Gehäuses 10 mit einer Lagerplatte 20 versteift, die eine Perforation 21 für den Luftdurchtritt aufweist. An das druckfeste Gehäuse 10 ist ein Beipaßkanal 22 angeschlossen, in dem eine Wärmepumpe untergebracht ist. Die Eingangsseite des Beipaßkanals 22 steht über einen perforierten Wandabschnitt 23 des Gehäuses 10 mit dem Gehäuseinnern in Verbindung. Die Ausgangsseite des Beipaßkanals 22 ist im Bereich der Lagerplatte 20 kalottenförmig ausgebildet und überdeckt die Lagerplatte.
Der Beipaßkanal 22 enthält die Wärmepumpe, welche aus einem Verdampfer 25, einem Kondensator 26, einem Kompressor 27 und einem Drosselorgan 28 besteht. Auf der Unterseite des Verdampfers 25 sind im Beipaßkanal Öffnungen 29 angeordnet, die in einen Ableitbehälter 30 münden. Hinter dem Verdampfer kann im Beipaßkanal noch ein Tropfgitter 31 angeordnet werden. Der Ableitbehälter 30 steht mit der als Auffangbehälter wirksamen Versteifungsrille 11 in Verbindung.
Im ausgangsseitigen Teil des Beipaßkanals 22 ist ferner ein Motor 35 angeordnet, der eine Saugpumpe 36 für die Erzeugung des Vakuums im Gehäuse 10 und eine Saugpumpe 37 zum Absaugen des Wassers antreibt. Die Saugpumpe 36 steht über ein Rohr 38 mit dem Innern des Gehäuses 10 in Verbindung. Die Saugpumpe 37 ist über eine Rohrleitung 39, in welcher ein steuerbares Absperrorgan angeordnet ist, mit dem Auffangbehälter 11 in Verbindung und saugt die in diesem Behälter angesammelte Flüssig keit ab.
Im Bereich der Ausgangsseite des Beipaßkanals kann ferner eine Heizung 42 angeordnet sein, um die Unterdruckumluft gegebenenfalls zusätzlich aufzuwärmen. Ferner ist ein Thermostat 43 vorgesehen, mit dem gegebenenfalls die Heizung 42 ein- und aus schaltbar ist.
Ein über eine Rohrleitung 44 mit dem Innern des Gehäuses verbundenes Sicherheitsventil 45 ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß es den Unterdruck auf einen bestimmten Wert begrenzt und bei einem weiteren Absinken des Druckes aus Sicherheitsgründen automatisch öffnet. Ferner ist dieses Sicherheitsventil z. B. über ein Relais 46 beliebig zu öffnen und zu schließen.
Beim betriebsmäßigen Einsatz des Wäschetrockners wird nach dem Einfüllen der zu trocknenden Wäsche in die Trommel 12 das Gehäuse 10 mittels der Tür 13 luftdicht verschlossen. Mit Hilfe der Saugpumpe 36 wird das Innere des Gehäuses 10 über die Leitung 38 so weit evakuiert, daß die an der Wäsche haftende Feuchtigkeit bei einer wesentlich herabgesetzten Verdampfungstemperatur verdampft. Es kann im Interesse eines Kompromisses zwischen einem möglichst raschen Trocknen der Wäsche und möglichst geringen Betriebskosten zweckmäßig sein, die Temperatur im Gehäuse mit Hilfe der Heizung 42 etwas anzuheben.
Zum Entfernen der Feuchtigkeit wird die Unterdruckluft im Gehäuse 10 mit Hilfe des Ventilators 18 umgewälzt und über den Beipaßkanal 22 geführt.
Dabei wird durch Kondensation die Feuchtigkeit im Verdampfer 25 ausgeschieden und über die Ableitbehälter 30 in den Auffangbehälter 11 abgeführt. Die beim Kondensieren der Feuchtigkeit im Verdampfer 25 zugeführte Wärme wird im Kondensator 26 wiedergewonnen, indem der in der Wärmepumpe umlaufende Wärmeträger in bekannter Weise mit Hilfe des Kompressors 27 komprimiert und in dem Drosselorgan 28 wieder entspannt wird. Das hinter dem Verdampfer angeordnete Tropfgitter 31 stellt einen Strömungswiderstand für die umgewälzte Luft dar und verbessert das Niederschlagen der Feuchtigkeit.
Der Motor 14 für den Antrieb der Trommel sowie des Ventilators und der Motor 35 für den Antrieb der Saugpumpe 36 und der Abwasserpumpe 37 sind vorzugsweise auf der Ausgangsseite des Beipaßkanals derart im Beipaßkanal angeordnet, daß die auf Grund der Verlustleistung entstehende Wärme zur Erwärmung der Umluft beiträgt.
Die im Verdampfer von der Feuchtigkeit befreite und im Kondensator 26 erneut aufgewärmte Umluft wird vom Ventilator 18 angesaugt und durch die rückwärtige Perforation 48 der Trommel in diese eingeblasen. Hier kann sich die Umluft erneut mit Feuchtigkeit beladen, so daß nunmehr der Kreislaufprozeß von neuem beginnt.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Wäschetrockner auf Grund des evakuierten Gehäuses 10 verhältnismäßig große Feuchtigkeitsmengen bei einer Umwälzung der Umluft im Verdampfer zur Kondensation bringt und damit der Trockenprozeß beschleunigt wird. Andererseits wird durch die Verwendung der Wärmepumpe der Energiebedarf erheblich reduziert, so daß für den Trokkenvorgang verhältnismäßig geringe Betriebskosten anfallen, was für den weitverbreiteten Einsatz im Haushalt von Bedeutung ist. Insbesondere entfallen die bisherigen hohen Stromkosten für Wäschetrockner, die auf dem Prinzip der herabgesetzten Verdampfungstemperatur durch ein Teilvakuum arbeiten.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Wäschetrockners gemäß der Erfindung dargestellt, bei dem die Wäsche 52 an einer Stange 51 frei hängend in einem Gehäuse 110 angeordnet ist.
Durch diese Ausgestaltung des Wäschetrockners kann auf eine Trommel sowie das Getriebe zum Verbinden der Trommel mit dem Antriebsmotor verzichtet werden, wodurch sich die Herstellungskosten für den Wäschetrockner verringern lassen. Der prinzipielle Aufbau des Wäschetrockners gemäß Fig.3 bietet ferner den Vorteil, daß sogenannte non-iron-Wäsche von der Trockenluft frei hängend umströmt wird, so daß sich die Wäsche beim Trocknen aushängt und die bekannten Knittererscheinungen vermieden werden.
In seinem Aufbau besteht der Wäschetrockner gemäß Fig.3 aus einem Gehäuse 110, das mit einer Tür 113 luftdicht verschlossen werden kann. Im Innern des Gehäuses ist eine Stange 51 angebracht, an der die Wäsche z. B. mittels mehrerer Bügel frei hängend aufgehängt werden kann. Zwischen der Stange 51 und dem Ventilatorschaufelrad 18 ist ein Schutz-und Leitgitter 50 vorgesehen, das vorzugsweise derart ausgestaltet ist, daß die von oben in das Gehäuse 110 eingeblasene Umluft gleichmäßig über den gesamten Innenraum des Gehäuses verteilt nach unten strömt.
Es ist offensichtlich, daß mit den vorausstehend beschriebenen Wäschetrocknern elektronische Schalteinrichtungen verbunden sein können, mit deren Hilfe der Trockenablauf gesteuert wird. Dabei können neben dem Thermostat 43 auch nicht dargestellte Feuchtigkeitsmesser vorhanden sein, um die Temperatur einerseits und die Trockendauer andererseits feuchtiglceitsabhängig zu steuern. Diese elektronische Steuereinrichtung kann Teil eines Programm steuergerätes sein, mit dem ein automatischer Ablauf des Trockenprozesses überwacht und gesteuert wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Trocknen von Wäsche od. dgl. innerhalb eines geschlossenen Systems, gekennzeichnet durch die Kombination folgender für sich bekannter Verfahrensschritte, nämlich daß das Trockengut einem Luftstrom ausgesetzt wird, der auf Unterdruck gebracht wird, und daß der Unterdruckluftstrom über die Wärmetauscher einer Wärmepumpe (25 bis 28) im Kreislauf geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Wärmetauscher austretende Unterdruckluftstrom vor dem Eintritt in den Trockengutraum nachgeheizt wird.
3. Vorrichtung zum Trocknen von Wäsche od. dgl. zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder, bei welcher das Trockengut in einer in einem Gehäuse gelagerten Trommel umgewälzt und vom Trockenluftstrom durchströmt wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender für sich bekannter Merkmale, nämlich daß mit einem implosionssicheren Gehäuse (10) eine Vakuumpumpe (36) sowie vom Trockenluftstrom durchströmte Wärmetauscher mit einer Wärmepumpe (25 bis 28) zusammenarbeiten.
4. Vorrichtung zum Trocknen von Wäsche od. dgl. zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Trockengut in einer Trockenkammer insbesondere frei hängend aufgenommen ist und von Trockenluft und vom Trockenluftstrom durchströmt wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender für sich bekannter Merkmale, nämlich daß mit einer implosionssicheren Kammer (110) eine Vakuumpumpe (36) sowie vom trockenen Umluftstrom durchströmten Wärmetauscher eine Wärmepumpe (25 bis 28) zusammenarbeitet.
5. Vorrichtung nach Anspruch3 oder4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Gehäuse bzw. der Kammer eine Kondenswasser-Abzugspumpe (37) zusammenwirkt.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumpumpe (36) und/oder die Wärmepumpe (25 bis 28) und/oder die Wasserabzugspumpe (37) und/oder der Antriebsmotor (14) für die Trommel (12) und/oder der Luftumwälzer (18) innerhalb des implosionssicheren Gehäuses (10) oder Kammer (110) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche3 bis6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher insbesondere mit Kompressor und/oder die Vakuum- und/oder Wasserabzugspumpe in einem Nebenkanal (22) des implosionssicheren Gehäuses bzw. der Kammer angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche3 bis7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Verlustleistung behafteten Aggregate im Umluftstrom angeordnet und dem Verdampfer-Wärmetauscher nachgeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche3 bis8, dadurch gekennzeichnet, daß im Umluftstrom eine an sich bekannte Zusatzhei zung (42) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche3 bis9, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenkanal in eine, einen Bestandteil des implosionssicheren Gehäuses bildende Lagerkalotte übergeht.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein steuerbares, insbesondere unterdruckbegrenzend einstellbares Zuluftventil am Gehäuse bzw.

der Kammer angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der implosionssicheren Kammer eine Wäscheaufhängevorrichtung (51) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmepumpe, die Wasserabzugspumpe, die Vakuumpumpe, der Trommel antrieb, der Lüfterantrieb und das Zuluftventil sowie das Abwasserventil und die Zusatzheizung durch eine an sich bekannte zyklische Steuerung verknüpft sind.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das implosionssichere Gehäuse bzw. Kammer eine Mehrzahl von insbesondere radial verlaufenden Implosions-Versteifungssicken (11) aufweist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Wäsche od. dgl. innerhalb eines geschlossenen Systems und ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Um rasch wirkende Wäschetrockner zu schaffen, ist es bereits bekannt, die Wäschebehälter zu evakuieren, damit die an der Wäsche haftende Feuchtigkeit bei verhältnismäßig niedriger Temperatur, vorzugsweise bei der Umgebungstemperatur, ausdampft und mit Hilfe eines Gebläses oder einer Kondensationseinrichtung abgeführt werden kann (deutsche Offenlegungsschriften 1 432869 und 1 585 916, USA.-Patentschriften 3030712 und 3 238750). Bei diesen Wäschetrocknern wird in der Regel ein gewisser Unterdruck aufrechterhalten und die abgeführte feuchtigkeitsbeladene Luft durch neue Luft ersetzt.

Damit innerhalb des Vakuumtrockners eine die Verdampfung begünstigende gewisse Temperatur aufrechterhalten werden kann, sind auch Heizeinrichtungen vorgesehen.

Bei derartigen Vakuumtrocknern wird verhältnismäßig viel Energie verbraucht, da beim Verdampfen der an der Wäsche haftenden Feuchtigkeit Wärme verbraucht wird und diese Wärme sowohl beim Absaugen der feuchtigkeitsbeladenen Luft als auch beim Niederschlagen der Feuchtigkeit in den Kondensationseimichtungen auf Grund der durch das Kühlmittel abgeführten Wärme verbraucht wird.

Dies führt dazu, daß Vakuumtrockner generell unwirtschaftlich arbeiten.