DE3826525A1 - Waeschemangel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wäschemangel mit

• a) mindestens einer beheizten Mulde und einer zugeordneten Walze;
• b) einem Gebläse, welches die vom Manggut ausgehende Feuch­ tigkeit in einem Abluftstrom absaugt;
• c) einem Sensor, welcher den Ist-Wert der relativen Feuch­ tigkeit der Abluft mißt;
• d) einer Schaltungsanordnung, welche die Gebläseleistung entsprechend dem Ist-Wert der relativen Feuchtigkeit der Abluft regelt.

Die einer Wäschemangel zugeführte feuchte Wäsche wird beim Durchlaufen der Mangel getrocknet. Der dabei entstehende Wasserdampf muß geordnet abgeführt werden, um negative Ein­ flüsse auf den Mangelprozeß ausschließen zu können. Abhän­ gig von dem momentanen Betriebszustand der Mangel, also beispielsweise abhängig vom jeweiligen Belegungsgrad, der Wäscheart und der Wäscherestfeuchte, schwankt der Anfall von Wasserdampf in der Abluft erheblich. Auch die Abluft­ temperatur schwankt abhängig von diesen und anderen Be­ triebsparametern, wobei in der Praxis Werte zwischen 90 und 140 Grad C häufig festzustellen sind. Wird, wie dies bei älteren Wäschemangeln der Fall war, die Gebläseleistung konstant auf einen so hohen Wert eingestellt, daß die abgesaugte Abluft auch im ungünstigsten Falle zur restlosen Entfernung der Feuchtigkeit ausreicht, so ist hiermit ein ganz erheblicher Energieaufwand verbunden. Diese Energie setzt sich um überwiegenden Anteil aus Wärmeenergie, die zur Erwärmung der Luft erforderlich ist, und elektrischer Energie, die zum Betrieb des Gebläses eingesetzt wird, zusammen.

Eine Wäschemangel der eingangs genannten Art ist aus einem Prospekt der Fa. Hagspiel GmbH & Co. KG bekannt. Hier wird die Gebläseleistung an den durch einen entsprechenden Sen­ sor gemessenen Ist-Wert der relativen Feuchte der Abluft angepaßt. In welcher Weise dies im einzelnen geschieht, ist dem Prospekt nicht zu entnehmen. Offensichtlich erfolgt jedoch die Regelung der Gebläseleistung nicht in Abhängig­ keit von der Temperatur der Abluft. Auf diese Weise läßt sich eine maximale Energieeinsparung noch nicht erzielen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wäsche­ mangel der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Gebläseleistung und somit die Menge der angesaugten Abluft in jedem Betriebszustand so nahe wie möglich an das absolute Minimum herangeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zu­ sätzlich vorgesehen sind:

• e) ein Temperatursensor, welcher den Ist-Wert der Tempera­ tur der Abluft mißt;
• f) ein elektrischer Speicher, in welchem eine Regelkurve abgelegt ist, in welcher jedem Temperaturwert ein Soll­ wert der relativen Feuchtigkeit zugeordnet ist und die annähernd die folgende Gestalt hat: im Bereich unterhalb etwa 100°C:
  R _H = 100% wobei
• g) die Leistung des Gebläses (11) so geregelt wird, daß der Ist-Wert der relativen Luftfeuchtigkeit an einen bestimmten Prozentsatz des der Regelkurve entsprechenden Sollwertes herangeführt wird.

Erfindungsgemäß wird also bei der Regelung der Gebläselei­ stung berücksichtigt, daß die maximale Feuchtigkeitsmenge, welche Luft aufzunehmen imstande ist, eine Funktion der Lufttemperatur ist. Dabei sind zwei grundsätzlich unter­ schiedliche Betriebsbereiche zu unterscheiden: Unterhalb von 100°C läßt sich maximal die relative Luftfeuchtigkeit 100% erzielen. Demzufolge wird ein Zweig der Regelkurve so gewählt, daß hier der Soll-Wert der relativen Feuchtig­ keit konstant bei 100% liegt. Im Bereich über 100°C ist jedoch ein Wert von 100% relative Luftfeuchtigkeit bei Atmosphärendruck nicht mehr erreichbar. Die maximale An­ reicherung von Feuchtigkeit in Luft ist durch den Quotien­ ten von Atmosphärendruck und Dampfdruck bei der jeweiligen Temperatur (zur Umrechnung in Prozentsätze mit 100 multi­ pliziert) bestimmt. Entsprechend wird dieser Quotient dem­ jenigen Zweig der Regelkurve zugrundegelegt, der im Bereich über etwa 100°C verwendet wird.

Erst durch den Einsatz der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Regelkurve läßt sich in allen Temperaturbereichen die mini­ male Gebläseleistung und somit die maximale Energieeinspa­ rung erzielen. Dies war bei bekannten Wäschemangeln nicht möglich.

Grundsätzlich ist es möglich, den Ist-Wert der relativen Feuchtigkeit der Abluft ganz nahe, also praktisch an 100% des Soll-Wertes der Regelkurve heranzuführen. In der Praxis empfiehlt es sich jedoch, je nach der individuellen Bauart der Wäschemangel einen "Abstand" zum maximalen, theoretisch möglichen Wert einzuhalten. Beispielsweise wird bevorzugt, daß der Prozentsatz im Merkmal g) des Hauptan­ spruches zwischen 50 und 95% liegt. Die Regelung erfolgt also bewußt etwas "unterhalb" des theoretisch erreichbaren Maximums.

Die Regelkurve kann entweder punktweise im Speicher abge­ legt sein, wobei dann jeweils einem Temperaturwert ein Soll- Wert der relativen Feuchtigkeit zugeordnet ist.

Alternativ ist es möglich, die Regelkurve im Bereich über 100°C als Näherungspolynom abzulegen, so daß also für jeden eingegebenen Temperatur-Wert nach dem Näherungspolynom der zugehörige Soll-Wert der relativen Feuchtigkeit errech­ net wird.

Zur Vermeidung von Instabilitäten des Regelvorganges im Übergangsbereich bei 100°C ist es von Vorteil, wenn eine Regelhysterese in der Weise vorgesehen ist, daß der Über­ gang von einem Zweig der Regelkurve auf den anderen Zweig bei steigenden Temperaturen bei einem höheren Temperatur­ wert erfolgt als bei fallenden Temperaturen.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Muldenmangel umfaßt die Steuerungsschaltung einen Mikro­ prozessor, dem die Signale des Temperatursensors und des Feuchtigkeitssensors zugeführt werden, der ferner mit dem Speicher in Verbindung steht und der ein Steuersignal zur Regelung der Leistung des Gebläses abgibt.

Steuerungstechnisch empfiehlt es sich, daß das Steuersig­ nal des Mikroprozessors einem Frequenzumwandler zugeführt wird, der die Netzspannung mit konstanter Frequenz in eine Ausgangsspannung mit variabler Frequenz umwandelt, die an einen frequenzgesteuerten Antriebsmotor des Gebläses gelegt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1: schematisch die Seitenansicht einer Zweimulden­ mangel;

Fig. 2: das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Steuerung der Abluft-Absaugung bei der Zwei­ muldenmangel nach Fig. 1;

Fig. 3: schematisch die Steuerkennlinien der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung.

In Fig. 1 ist mit 1 das Maschinengestell einer Zweimulden­ mangel bezeichnet. In diesem sind eine Aufgabestation 2 für das Manggut, eine erste beheizte Mulde 3, eine dieser zugeordnete erste Walze 4, eine zweite beheizte Mulde 5 und eine dieser zugeordnete zweite Walze 6 in bekannter Weise angeordnet. Das feuchte Manggut wird durch im einzel­ nen nicht dargestellte textile Transportbänder von der Auf­ gabestation 2 durch den Spalt zwischen der ersten Mulde 3 und der ersten Walze 4, von dort über eine Führungsfläche 7 und durch den Spalt zwischen der zweiten Mulde 5 und der zweiten Walze 6 zum Maschinenauslauf 8 geführt. Das Mang­ gut wird dabei in bekannter Weise geglättet und von Rest­ feuchtigkeit befreit.

Die Walzen 4, 6 sind hohl; ihre Mäntel 9, 10 sind mit an sich bekannten, nicht dargestellten Durchbrüchen (Perfora­ tionen) und mit einem äußeren ebenfalls nicht dargestellten textilen Überzug versehen.

Der vom heißen Manggut ausgehende, insbesondere im Spalt zwischen den Walzen 4, 6 und den zugehörigen Mulden 3, 5 erzeugte heiße, dampfhaltige Wrasen (Abluft) wird mittels eines Gebläses 11 abgesaugt, welches von einem Motor 12 angetrieben wird. Das Gebläse 11 ist über Rohrleitungen 14, 14 a, 14 b mit dem Innenraum der hohlen Walzen 4, 6 verbunden, in welche die Rohrleitungen 14 a, 14 b axial einmünden. Die Ab­ saugung der Abluft erfolgt somit radial von außen nach innen durch den textilen Walzenüberzug und durch die perfo­ rierten Mäntel 9, 10 der Walzen 4, 6 hindurch. Die Walzen­ mäntel 9, 10 kühlen sich in dem außerhalb der zugehörigen Mulden 3, 5 liegenden Bereich ab und müssen beim Eintauchen in die Mulde wieder auf volle Temperatur aufgeheizt werden.

In den Rohrleitungszweig 14 a, welcher von der in Förder­ richtung ersten Walze 4 ausgeht, ist ein Sensor 15 eingesetzt, welcher sowohl für die Temperatur als auch für die relative Luftfeuchtigkeit der hier durchströmenden Abluft ein reprä­ sentatives elektrisches Signal abgibt. Diese elektrischen Signale werden in nachfolgend beschriebener Weise dazu verwendet, die Leistung des Gebläses 11 über die Drehzahl des Motors 12 so zu regeln, daß bei der vom Sensor 15 gemesse­ nen Temperatur die maximale Feuchtigkeit in der Abluft mit­ geführt wird. Einzelheiten der hierfür eingesetzten Schal­ tungsanordnung sind der Fig. 2 zu entnehmen.

In dieser ist mit dem Bezugszeichen 16 ein Mikroprozessor gekennzeichnet, dem die Ausgangssignale des Temperatursen­ sors S _T und des Feuchtigkeitssensors F _F zugeführt werden. Beide Sensoren können zu einer Einheit miteinander verbun­ den werden und sind insgesamt in Fig. 1 mit dem Bezugs­ zeichen 15 gekennzeichnet.

Der Mikroprozessor 16 steht außerdem mit einem Speicher 17 in Verbindung, in welchem die im einzelnen noch zu er­ läuternde Regelkurve abgespeichert ist. Der Mikroprozessor 16 vergleicht den vom Sensor S _F ermittelten momentanten Wert der relativen Luftfeuchtigkeit mit dem im Speicher 17 abgespeicherten maximalen Wert, welcher der Temperatur zugeordnet ist, die in diesem Augenblick vom Sensor S _T erfaßt wird. Stellt der Mikroprozessor 16 eine Abweichung zwischen dem Ist-Wert der relativen Feuchtigkeit, wie er vom Sensor F _F gemeldet wird, und dem Soll-Wert, wie er im Speicher 17 abgelegt ist, fest, so sorgt er für eine Anpas­ sung der Gebläseleistung in einem Sinne, in welchem die beiden Werte aufeinander zugeführt werden. Dies geschieht im dargestellten Ausführungsbeispiel mittels eines Frequenz­ umwandlers 18, welcher einerseits von einer Netzspannung mit der (konstanten) Frequenz f _N gespeist wird und eine Speisespannung für den Motor 12 mit einer variablen Frequenz f _R abgibt. Die Frequenzumwandlung geschieht entsprechend einem dem Frequenzumwandler 18 vom Mikroprozessor 16 zuge­ führten Signal.

Der Motor 12 wird mit einer Drehzahl betrieben, welche direkt von der variablen Frequenz f _R abhängt. Auf diese Weise läßt sich die Gebläseleistung genau an den Bedarf anpassen, der zur Erzielung der maximal möglichen Beladung der Abluft mit Feuchtigkeit erforderlich und ausreichend ist.

Die Kennlinie, die im Speicher 17 als Sollwert für die relative Luftfeuchtigkeit in Abhängigkeit von der Tempera­ tur abgelegt ist, ist in Fig. 3 dargestellt. Es handelt sich dabei um eine Kurve, die im Bereich bis zu 100°C den konstanten Wert 100% annimmt. Im Bereich über 100°C ist jedoch die Kurve durch folgende Gleichung gekennzeichnet:

R _H = (Atmosphärendruck : Dampfdruck von Wasser bei der jeweiligen Temperatur) × 100%

Diese Regelkurve erklärt sich aus folgenden physikalischen Überlegungen:

Im Bereich bis zu 100°C läßt sich die Luft bis 100% mit Wasserdampf sättigen. Hier ist somit selbstverständlich die Grenze von 100% das Maximum dessen, was die Abluft bei der jeweiligen Temperatur an Wasser mitführen kann. Im Bereich über 100°C jedoch läßt sich die Luft nicht mehr zu 100% mit Wasserdampf sättigen, solange bei Atmosphärendruck gearbeitet wird. Die maximale Sättigung, an welche sich eine Regelung bei Atmosphärendruck annähern kann, wird durch die obige Gleichung angegeben.

Die genannte Regelkurve ist im Speicher 17, wie erwähnt, abgelegt. Dies kann entweder in einzelnen Wertepaaren oder auch in Form eine Polynoms erfolgen, welches die oben er­ wähnte Kurve oberhalb 100°C annähert.

Um baulichen Gegebenheiten der unterschiedlichen Mangeln Rechnung zu tragen, kann es sich empfehlen, die jeweils eingesetzte Regelkennlinie nicht beim maximal möglichen Wert sondern bei einem Bruchteil hiervon anzusiedeln.

Im übrigen wird zur Vermeidung von Instabilitäten im Be­ reich von 100°C mit einer gewissen Hysterese gearbeitet: Bei steigenden Temperaturen erfolgt die Umstellung auf den abfallenden Zweig der Regelkurve erst bei einer Temperatur von etwa 110°C, während bei fallenden Temperaturen die Umstellung auf den im Wert konstanten Zweig der Regelkurve erst bei etwa 90 bis 95°C vorgenommen wird.

Durch die beschriebene Anpassung der Gebläseleistung an die bei der jeweils festgestellten Temperatur der Abluft entsprechende maximale Beladung mit Wasserdampf ist es möglich, den Leistungsbedarf der Muldenmangel, insbesondere die Heizleistung der Mulden, erheblich abzusenken. Bei einer Muldenmangel, bei welcher im konventionellen Betrieb 1500 m³/h anfielen, konnte der Luftdurchsatz auf 700 m³/h abgesenkt werden. Auf diese Weise mußten also 800 m³/h Luft nicht auf Betriebstemperatur erwärmt werden.

Claims (8)

1. Wäschemangel mit

• a) mindestens einer beheizten Mulde und einer zugeordneten Walze;
• b) einem Gebläse, welches die vom Manggut ausgehende Feuch­ tigkeit in einem Abluftstrom absaugt;
• c) einem Sensor, welcher den Ist-Wert der relativen Feuch­ tigkeit der Abluft mißt;
• d) einer Schaltungsanordnung, welche die Gebläseleistung entsprechend dem Ist-Wert der relativen Feuchtigkeit der Abluft regelt,

dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich vorgesehen sind:

• e) ein Temperatursensor (S _T), welcher den Ist-Wert der Temperatur der Abluft mißt;
• f) ein elektrischer Speicher (17), in welchem eine Regel­ kurve abgelegt ist, in welcher jedem Temperaturwert (T) ein Sollwert (R _H) der relativen Feuchtigkeit zugeordnet ist und die annähernd die folgende Gestalt hat: im Bereich unterhalb etwa 100°C:
  R _H = 100% wobei
• g) die Leistung des Gebläses (11) so geregelt wird, daß der Ist-Wert der relativen Luftfeuchtigkeit an einen bestimmten Prozentsatz des der Regelkurve entsprechenden Sollwertes (R _H) herangeführt wird.

2. Wäschemangel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozentsatz im Merkmal g) zwischen 50 und 95% liegt.

3. Wäschemangel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Regelkurve punktweise im Speicher (17) abgelegt ist.

4. Wäschemangel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Regelkurve im Bereich über 100°C als Näherungspolynom abgelegt ist.

5. Wäschemangel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelhysterese in der Weise vorgesehen ist, daß der Übergang von einem Zweig der Regelkurve auf den anderen Zweig der Regelkurve bei stei­ genden Temperaturen bei einem höheren Temperaturwert er­ folgt als bei fallenden Temperaturen.

6. Wäschemangel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsschaltung einen Mikroprozessor (16) umfaßt, dem die Signale des Temperatursensors (S _T) und des Feuchtigkeitssensors (S _F) zugeführt werden, der ferner mit dem Speicher (17) in Ver­ bindung steht und der ein Steuersignal zur Regelung der Leistung des Gebläses (11) abgibt.

7. Wäschemangel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal des Mikroprozessors (16) einem Frequenzwandler (18) zugeführt wird, der die Netz­ spannung mit konstanter Frequenz (f _N) in eine Ausgangs­ spannung mit variabler Frequenz (f _R) umwandelt, die an einen frequenzgesteuerten Antriebsmotor (12) des Gebläses (11) gelegt wird.