DE3204718A1

DE3204718A1 - Trockenapparat

Info

Publication number: DE3204718A1
Application number: DE19823204718
Authority: DE
Inventors: Antonio Vinovo Turin Perlino
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-02-13
Filing date: 1982-02-11
Publication date: 1982-09-16
Also published as: GB2094961A; FR2500138A1; GB2094961B

Description

Die Erfindung betrifft einen Trockenapparat entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei derartigen Trockenapparaten wird das zu trocknende Material, das in die Trockenkammer eingebracht wird, von einem Heizluftstrom durchsetzt, der von einem Heizelement erzeugt wird.

In der Trockenkammer ergibt sich daher ein Sättigungsvorgang der Heißluft, die sie auf Kosten der aufnehmbaren Wärme absorbiert, die zuvor von dem Heizelement erzeugt wurde.

Die feuchte Luft, die aus der Trockenkammer austritt, wird zum Heizelement zurückgeleitet. Die Luft absorbiert vom Heizelement Wärme, so daß sich ihre. Temperatur erhöht, und wird entsprechend einem geschlossenem Umwälzkreislauf

wieder in die Trockenkammer eingeleitet. 20

Bei derartigen bekannten Trockenapparaten ist der thermodynamisch^ Gesamtwirkungsgrad des; Trockenzyklus sehr gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trockenapparat, insbesondere einen Wäschetrockner der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er unter Vermeidung der zuvor erwähnten Nachteile leicht und wirtschaftlich herstellbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Kondensationseinrichtung kann mit Luft gespeist werden,die ein Sättigungsniveau erreicht hat, das im we-, sentlichen dem maximalen relativen Feuchtigkeitsniveau

entspricht, das bei der Temperatur der Trockenkammer erreichbar ist, so daß der thermodynamische Gesamtwirkungsgrad des Trockenzyklus wesentlich erhöht wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild des Luftumwälzkreises des Trockenapparates,

Fig. 2 ein Abwandlung des Schaltbilds der Fig. 1,

und

Fig. 3 und 4 zwei verschiedene Ausführungsformen des Trockenapparats.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Trockenkammer 1, die in der Funktion als Trockenapparat zur Aufnahme des zu waschenden Materials, z.B. von Wäsche, dient.

ρ Die Trockenkammer 1 kann aus einem stationären Gehäuse oder einem beweglichen Behälter in Form einer Drehtrommel bestehen, wie sie in Waschmaschinen und Wasch- und Trockenmaschinen verwendet wird.

^In Fig. 1 ist die Trockenkammer 1 in einem Luftumwälzkreis eingeschaltet, der einen Hauptzweig 2 und einen Nebenzweig 3 hat.

Dem Hauptzweig 2 des Luftumwälzkreises ist ein Heizelement 4 zugeordnet.

Dem Nebenzweig 3 sind Kondensationselemente, z.B. ein Kühlelement 5 zugeordnet.

Vorzugsweise bilden das Heizelement 4 und das Kühlelement einen Kondensor bzw. einen Verdampfer einer gleichen Kälteerzeugungsgruppe, die entsprechend dem Carnot¹sehen Inversionszyklus oder einem Absorberzyklus arbeitet.

Das in Fig. 2 gezeigte Luftumwälzschema ist im wesentlichen

dem in Fig. 1 gleich, mit der einzigen Ausnahme, daß das

Heizelement 4 zwischen dem stromabwärtigen Ende des

Nebenzweigs 3 und der Trockenkammer 1 angeordnet ist.

Beim Schema in Fig. 1 sind das Heizelement 4 und das Kühlelement 5 strömungsmäßig zur Trockenkammer 1 parallelgeschaltet. In Fig. 2 dagegen ist das Heizelement 4 strömungsmäßig zum Kühlelement 5 in Reihe geschaltet, jedoch wird die feuchte Luft, die aus der Trockenkammer austritt, dem Heizelement 4 auch direkt über den Hauptzweig 2 zugeführt.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform zum Trocknen von Wäsche, bei der das Luftumwälzschema das in Fig. 1 gezeigte ist.

Teile, die den in Fig. 1 gezeigten Elementen entsprechen, sind daher in Fig. 3 mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1, jedoch um zehn erhöht, bezeichnet.

Die Trockenkammer 13, in der das zu trocknende Material A angeordnet ist, hat die Form eines quaderförmigen Gehäuses, das in einem Schrank 20 untergebracht ist, dessen Innenraum von einer Zwischenwand 21 in zwei Kammern 20a und 20b unterteilt ist.

Die Kammer 20 enthält die Trockenkammer in der Weise, daß eine Wand 11a und die dieser zugewandte Oberfläche der Zwischenwand 21 den Hauptzweig 12 des Luftumwälzkreises bilden. Ein elektrisch betriebener Ventilator 16 kann dem Hauptzweig 12 zugeordnet sein, um den Gefälleverlust des Kreises auszugleichen, falls der Wärmeauftrieb nicht ausreicht.

Die Enden des Hauptzweigs 12 stehen mit der Trockenkammer JJ

11 über perforierte Wände 11b, 11c in Verbindung. |

■■■■. -■..■ .' ι

Die andere Oberfläche 21b der Zwischenwand 21 bildet mit ;

der dieser zugewandten Wand 20c des Schrankes 20 den '>

Nebenzweig 13 des Luftumwälzkreises. ι

[

Das stromaufwartige Ende des Nebenzweigs 13 ist mit dem i

Hauptzweig 12 über eine öffnung verbunden, in der ein ι Membranventil 17 angeordnet ist, das sich bei geringen Druckunterschieden an der stromauf- und abwärtigen Seite des Ventils öffnet.

Das strömabwärtige Ende des Nebenzweigs 13 ist mit dem

Hauptzweig 12 über eine öffnung mit einem bestimmten Querschnitt in Verbindung, die als Auslaß wirkt, um die Luft, der Feuchtigkeit entzogen wurde, wieder in das Innere der Trockenkammer 11 zu leiten.

Bei der Ausführungsform der Fig. 3 besteht der Mittelteil der Wand 21 aus einer Peltierplatte, die von einer nicht gezeigten elektrischen Quelle gespeist wird.

Die warme Seite 13 der Peltierplatte ist als Heizelement dem Hauptzweig 12 des Luftumwälzkreises zugewandt.

Die kalte Seite 15 der Peltierplatte ist als Kondensations-Kühlelement dem Nebenzweig 13 zugewandt.

Bei der Ausführungsform, bei der das Heizelement 14 und das Kühlelement 15 Seite an Seite angeordnet sind, ist die Verwendung einer Peltierplatte besonders vorteilhaft. Außerdem liegt das Heiz/Kühl-Verhältnis einer Platte dieser Art innerhalb von 2 , was einem etwa optimalen Wert für die Arbeitsweise des Trockenapparats entspricht.

Unter der Bodenwand des Schrankes 20 und innerhalb des Nebenzweigs 13 befindet sich ein Behälter 13a zum Sammeln des Wassers, das sich durch Kondensation auf der kalten Seite 15 der Peltierplatte bildet.

Fig. 4, in der die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1, jedoch um 30 erhöht, verwendet sind, bezieht sich auf eine Ausführungsform, bei der die Trockenkammer als Drehtrommel 31 ausgebildet ist, wie sie in Trockenmaschinen und Wasch- und Trockenmaschinen verwendet wird.

^° Der Trommel 31 ist eine Sammelkammer 31a zugeordnet, so daß die Trommel in einen Luftumwälzkreis geschaltet ist,

der einen Hauptzweig 32 und einen Nebenzweig 33 hat.

Dem Hauptzweig 32 und dem Nebenzweig 33 sind ein
Heizelement 34 bzw. ein Kondensations-Kühlelement 35 zugeordnet/ die aus sog. "roH-bond"-Peltierplatten bestehen.

Das Kühlelement 35 liegt vorzugsweise an einer Wand 30c des Gehäuses des Trockenapparates an, so daß ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlelement 35 und der Umgebung
möglich ist.

Dem stromaufwärtigen Ende des Nebenzweigs 33 ist ein
Gebläse 36 zugeordnet, das den Luftstrom im Zweig

steuert. Das Gebläse 36 wird von einem elektrischen

Steuerkreis 37 betätigt, an den ein Feuchtigkeitssensor und/oder ein Temperatursensor 38 angeschlossen ist, der im Inneren der Sammelkammer 31a angeordnet ist. Dem stromabwärtigen Ende des Nebenzweigs 33 ist ein Absperrventil 39 zugeordnet.

Der Arbeitszyklus des Trockenapparates umfaßt zwei Arbeitsphasen.

Bei der Ausführungsform der Fig. 3 steigt während einer ersten Arbeitsphase die erwärmte Luft von der warmen
Seite 14 der Peltierplatte im Hauptzweig 12 und gelangt über die perforierte Wand 11b, die als Druckdiffusor wirkt, in die Trockenkammer 11. Die warme Luft dringt in das

_zu trocknende Material A, absorbiert die Feuchtigkeit und kühlt sich ab. Aufgrund ihrer Gewichtszunahme fällt die Luft in der Trockenkammer in Richtung auf die Auslaßwand 11c und wird durch natürliche oder mittels des Gebläses 16 erzwungene Konvektion in den Hauptzweig 12 zurückge-

leitet. ·

""*"" 320A718

Wieder im Hauptzweig 12 aufsteigend erwärmt sich die Luft an der warmen Seite 14 der Peltierplatte und wird erneut in die Trockenkammer 11 geleitet.

Die Wand 11a der Trockenkammer 11 begünstigt nicht nur

die Umwälzung der Luft durch Konvektion, sondern verhindert auch, daß sich die aufsteigende Strömung wiedererwärmter Luft mit der absteigenden Strömung jQ kälterer Luft mischt.

Wenn in der Trockenkammer 11 das optimale Sättigungsniveau erreicht ist, überwindet der Dampf den Widerstand des Membranventils 17.

Es ist damit die zweite Arbeitsphase des Trockenapparats erreicht, in der der gesättigte Dampf, der aus der Kammer 11 abgeleitet wird, in den Nebenzweig 13 gelangt, wo er vom Kühlelement 15 kondensiert wird.

Die Luft, der so Feuchtigkeit entzogen wurde, wird dann wieder über das stromabwärtige Ende des Zweigs 13 in den Kreislauf eingeleitet.

Das Membranventil 17, das durch die Druckdifferenz am Ventil betätigt wird, wirkt als automatischer Regler, der bewirkt, daß sich der Auslaßquerschnitt automatisch an das freie Volumen der Trockenkammer 11 und an die Menge, die Anordnung, den Feuchtigkeitsgehalt und die Art der zu trocknenden Materialien anpaßt.

Dieses Ergebnis ist nicht zu erreichen, wenn man anstelle des Ventils 17 eine Öffnung mit festem Querschnitt vorsieht, die es nicht ermöglicht, beim Auslaß verschiedene Arbeitsbedingungen zu berücksichtigen, die auf die Änderung der Menge und der Art des zu trocknenden Materials zurückzuführen sind.

Bei der Ausführungsform der Fig. 4 dauert die zuvor beschriebene Arbeitsphase (Umwälzung der Luft nur im Hauptzweig 32 des Kreises) an, bis der Sensor 38 feststellt, daß in der Trockenkammer 31 das maximale relative Feuchtigkeitsniveau erreicht ist, das der Arbeitstemperatur der Trockenkammer entspricht. Diese Temperatur wird normalerweise entsprechend dem maximalen Wert gewählt, der für das enthaltene Material A geeignet ist.

Wenn der Sensor 38 signalisiert, daß das zuvor erläuterte Sättigungsniveau erreicht ist, leitet der Steuerkreis 37 die zweite Arbeitsphase ein und betätigt das Gebläse 36, das die Umwälzung der Luft aus der Trockenkammer 31 in den Nebenzweig 33 steuert, in dem die feuchte Luft mit dem Kühlelement 35 in Kontakt kommt.

Die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit kondensiert und wird in einem Behälter gesammelt, der periodisch aus dem Gehäuse herausgenommen werden kann, um das Kondenswasser zu entfernen.

Das Absperrventil 39 am stromabwärtigen Ende des Nebenzweigs 33 bewirkt in diesem einen höheren Druck als im Hauptzweig 32 und in der Trockenkammer 31. Diese Druckdifferenz begünstigt die Kondensation, so daß ggf. auf das Kühlelement 35 verzichtet werden kann.

Der übergang von der ersten Arbeitsphase auf die Kondensationsphase kann auch von der Zeitperiode vom Beginn jeder Arbeitsphase an mittels eines dem Steuerkreis 37 zugeordneten Zeitschalters reguliert werden.

Der Zeitschalter, der die Verwendung des Sensors 38 überflüssig macht, ist normalerweise auf mittlere Zeiten bzw. Zeiten eingestellt, die notwendig sind, um das

maximale Feuchtigkeitsniveau in der Trockenkammer und die Kondensation dieser Feuchtigkeit im Nebenzweig zu erreichen.

Wie zuvor erläutert, liegt das Kühlelement 35, das vorzugsweise aus einer "roll-bond"-Peltierplatte besteht, an einer dünnen Wand 30c des Gehäuses der Trockenkammer an, die den Wärmeaustausch zwischen dem Kühlelement 35 und der Umgebung begünstigt.

Die beschriebene Anordnung ist vor allem dann von Vorteil, wenn das Kühlelement 35 und das Heizelement 34 Teile einer einzigen Kälteerzeugungsmaschine mit Wärmepumpe sind.

Während der ersten Arbeitsphase (Umwälzung der Luft innerhalb des Hauptzweigs des Kreises) kann das Kühlelement von der Umgebung über die dünne Wand 30c Wärme aufnehmen und an das Heizelement 34 abgeben.

Während der Phase der Kondensation des der Trockenkammer entnommenen Dampfes dagegen begünstigt das Vorhandensein der dünnen Wand 30c die Ableitung der Kondensationswärme nach außen, wodurch die Wirksamkeit der Kondensation erhöht wird.

Leerseite

Claims

:·.·":: 3204718 ^: .:. PATENTANWÄLTE DR. KADOR & DR. KLUNKER

Perlino, Antonio

Via Manzoni 40

Vinovo (Turin) /Italien

Trockenapparat

Patentansprüche

1. Trockenappaxat, insbesondere Wäschetrockner, mit einer Trockenkammer, die in einen Wärmeumwälzkreis geschaltet ist, dem ein Kühlelement zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeumwälzkreis außerhalb der Trockenkammer (1; 11;

31) einen Nebenzweig (3, 13, 33) aufweist, dem eine Kondensationseinrichtung (5; 15, 35) und eine Fördereinrichtung (17; 36) zur wahlweisen umwälzung der Luft im Nebenzweig (3; 13; 33) bei Erreichen eines voreingestellten Feuchtigkeitsniveaus in der Trockenkammer (1; 11; 31) zugeordnet sind.

2. Trockenapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dem stromaufwärtigen Ende des Nebenzweigs (13) ein Membranventil (17) zuge-

ordnet ist, das sich durch geringe Druckunterschiede zwischen der stromauf- und stromabwärtigen Seite des Ventils (17) öffnet, um in der Trockenkammer (11) erzeugten gesättigten Dampf durchzulassen, und daß die . Kondensationseinrichtung (15) nur mit diesem abgezogenen

Dampf arbeitet.

13. ' Trockenapparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gebläse (36) zur Luftumwälzung im Nebenzweig (33), und einen Steuerkreis (37) zur wahlweisen Betätigung des Gebläses (36) bei Erreichen des voreingestellten Feuchtigkeitsniveaus in der Trockenkammer (31).

4. Trockenapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerkreis (37) einen Zeitschalter aufweist.

5. Trockenapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß dem Steuerkreis (37) ein Sensor (38) zugeordnet ist, der die Temperatur im Inneren der Trockenkammer (31) erfaßt.

6. Trockenapparat nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerkreis (37) ein Sensor (38) zugeordnet ist, der das Feuchtigkeitsniveau in der Trockenkammer (31) erfaßt.

7. Trockenapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem stromabwärtigen Ende des Nebenzweigs (33) ein Absperrventil (39) zugeordnet ist, so daß das Gebläse (36) einen überdruck im Nebenzweig (33) aufbaut.

8. Trockenapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Heizelement (4) und das Kondensationselement (5) Teile ein und derselben Kälteerzeugungsgruppe bilden, die nach dem Carnot'sehen Inversionszyklus arbeitet.

9. Trockenapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (4) und das Kondensationselement (5) Teile ein und derselben Kälteerzeugungsgruppe sind, die nach dem Absorberprinzip arbeitet.

10. Trockenapparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einer dünnen Wand (30c), an der wenigstens der Teil des Nebenzweigs (33) anliegt, der die Kondensationseinrichtung (35) umfaßt.

11. Trockenapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (4) und die Kondensationseinrichtung (5) eine "roll-bond¹¹-Peltierplatte bilden.

12. Trockenapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (4) und die Kondensationseinrichtung auf der warmen Seite (14). bzw. der kalten Seite (15) einer Peltiereffekt-Platte angeordnet sind.

13. Trockenapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockenkammer (31) eine Drehtrommel zugeordnet ist.