DE4409607C2 - Kondensationswäschetrockner mit einer Wärmepumpe - Google Patents

Kondensationswäschetrockner mit einer Wärmepumpe

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Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensationswäschetrockner mit einem geschlossenen Prozeßluftkreislauf, in dem mittels eines Prozeßluftgebläses Trocknungsluft über einen Lufteinlaß einer Trockenkammer zugeführt, über einen Luftauslaß aus dieser abgeführt, in einem Wärmetauscher entfeuchtet und danach durch eine Heizung wieder erwärmt wird, mit einer Wärmepumpeneinrichtung mit einem Kältemittelkreislauf, bei dem Kältemittel in einem Leitungssystem mit einem Verdampfer, einem Kompressor, einem Verflüssiger und einer Drossel zirkuliert, wobei der Wärmetauscher den Verdampfer und die Heizung den Verflüssiger der Wärmepumpe enthält.
Ein solcher Trockner ist beispielsweise aus dem DE 18 27 021 U bekannt. Um bei Trocknern dieser Art kurze Erwärmungszeiten zu erreichen, muß in der Startphase des Trocknungs­ vorgangs eine hohe Differenz zwischen Verflüssigerleistung und Verdampferleistung gefahren werden. Nach der Erwärmungsphase mit erhöhter Energiezufuhr muß dem Kältemittelkreislauf Energie entzogen werden, damit das Kältemittel eine zulässige Druck-/Temperaturgrenze nicht überschreitet. Aus der EP 0 197 132 B ist es bekannt, vor dem Verdampfer der Wärmepumpe einen zusätzlichen Wärmetauscher anzuordnen. Aus der DE 42 16 106 A1 ist ein Wäschetrockner mit einem geschlossenen Prozeßluftkreislauf und einer Wärmepumpen­ einrichtung mit einem Kältemittelkreislauf bekannt. Das Kältemittel zirkuliert in einem Leitungs­ system mit einem Verdampfer, einem Kompressor, einem Verflüssiger und einer Drossel, wobei der Wärmetauscher den Verdampfer und die Heizung den Verflüssiger der Wärmepumpen­ einrichtung enthält. Um bei einem solchen Trockner die Aufheizzeiten zu Beginn des Trocken­ prozesses zu verkürzen, ist zwischen den Verflüssiger und der Wäschetrommel eine Zusatz­ heizung angeordnet. Um die dem Trockenprozeß zusätzlich durch die Zusatzheizung zugeführte Energie aus dem Prozeßluftstrom zu entziehen, ist dem Verdampfer ein Wärme­ tauscher vorgeschaltet. Hierdurch entsteht ein erhöhter Platzbedarf im Trockner.
Weiterhin ist aus der DE 40 23 000 A ein Wäschetrockner gemäß Oberbegriff bekannt, bei dem im Prozeßluftstrom steuerbare Zu- und Abluftklappen angeordnet sind, die in Abhängigkeit des Temperaturniveaus in Kältemittelkreislauf und des Prozeßluftstromes ansteuerbar sind. Eine solche Anordnung besitzt den Nachteil, daß feuchte Trocknungsluft aus dem Konden­ sationswäschetrockner in den Aufstellraum des Gerätes gelangt.
Der Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, einen Kondensationswäschetrockner der vorgenannten Art mit einer einfachen Möglichkeit, überschüssige Wärmeenergie aus dem Kältemittelkreislauf abzuführen, zu schaffen.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch einen Kondensationswäschetrockner mit den Merkmalen eines oder mehrerer der unab­ hängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen darin, daß der Trocknungsvorgang mit einer hohen Anfangs-Heizleistung gestartet werden kann. Die nach der Erwärmungsphase entstehende überschüssige Wärme des Kältemittels wird an ihrem direkten Entstehungsort abgeführt. Somit erübrigen sich konstruktiv aufwendige Maßnahmen, wie zusätzliche Luftführungen oder zusätzliche Wärmetauscher.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß am oder im Kompressor ein Kühlleitungssystem angeordnet ist, durch welches Kühlflüssigkeit pumpbar ist (Anspruch 2). Hierdurch kann durch geringen konstruktiven Mehraufwand ein Teil der Energie aus dem Verdampfer abgeführt werden.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an der Kältemittelleitung zwischen dem Verflüssiger und der Drossel ein Kühlleitungssystem angeordnet ist, durch welches Kühlflüssigkeit pumpbar ist (Anspruch 3). Durch die Kühlung nach dem Verflüssiger wird dessen Effektivität nicht eingeschränkt. Daneben wird die Wirkung des Drosselorgans erhöht, da durch die zusätzliche Kühlung die Verflüssigung des Kältemittels verbessert wird.
Bei den beiden vorgenannten Ausführungsformen hat es sich bei einem Kondensa­ tionswäschetrockner mit einer Kondenswasser-Sammelvorrichtung, an welcher eine Entleerungspumpe angeschlossen ist, als vorteilhaft erwiesen, die Entleerungspumpe mit dem Kühlleitungssystem in Verbindung zu bringen und durch die Entleerungspumpe Kondenswasser als Kühlflüssigkeit durch das Kühlleitungssystem zu pumpen (Anspruch 4). Hierdurch kann das Einbringen eines zusätzlichen Kühlmittels eingespart werden. Ein weiterer Vorteil entsteht durch den Umstand, daß Kühlwasser erst nach der Erwärmungsphase anfällt und hierdurch automatisch eine zustandsabhängige Kühlung des Kältemittels erfolgt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Verflüssigers und/oder ein Teil der Kältemittelleitung zwischen Verflüssiger und Drossel in der Kondenswasser-Sammelvorrichtung angeordnet ist (Anspruch 10). Hierdurch ist eine Kühlung ohne zusätzliche Einrichtungen zur Führung und Bewegung von Kühlflüssigkeit möglich. Daneben ergibt sich auch hier durch die mit Zeitverzögerung einsetzende Kondenswasserbildung eine automatische zustandsabhängige Steuerung der Kühlung, da sie erst nach der Erwärmungsphase einsetzt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen anhand von Blockschaltbildern rein schematisch dargestellt und werden in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert:
Es zeigen:
Fig. 1 einen Kondensationswäschetrockner nach dem Trommelprinzip mit einer Wärmepumpe mit einem flüssigkeitsgekühlten Kompressor (9);
Fig. 2 einen Kondensationswäschetrockner nach dem Trommelprinzip mit einer Wärmepumpe mit einem luftgekühlten Kompressor (9);
Fig. 3 einen Kondensationswäschetrockner nach dem Trommelprinzip mit einer Wärmepumpe mit einem drehzahlgeregelten Kompressormotor;
Fig. 4 einen Kondensationswäschetrockner nach dem Trommelprinzip mit einer Wärmepumpe mit einer luftgekühlten Kältemittelleitung (12);
Fig. 5 einen Kondensationswäschetrockner nach dem Trommelprinzip mit einer Wärmepumpe mit einer flüssigkeitsgekühlten Kältemittelleitung;
Fig. 6 einen Kondensationswäschetrockner mit einem Verflüssiger, bei dem ein Teilbereich in der Kondenswasser-Sammelvorrichtung angeordnet ist.
Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines Kondensationswäschetrockner nach dem Trommelprin­ zip. Dieser besitzt einen geschlossenen Prozeßluftkreislauf, in dem in einem Prozeßluft­ kanal (1) mittels eines Prozeßluftgebläses (2) Trocknungsluft über einen Lufteinlaß (3) einer Trocknertrommel (4) zugeführt, über einen Luftauslaß (5) aus dieser abgeführt, in einem Wärmetauscher (6) entfeuchtet und danach durch eine Heizung (7) wieder erwärmt wird. Weiterhin besitzt der Trockner eine Wärmepumpe mit einem Kältemittelkreislauf, bei dem Kältemittel in einem Verdampfer (8), einem Kompressor (9), einem Verflüssiger (10) und einer Drossel (11) zirkuliert, welche über eine Kältemittelleitung (12) verbunden sind. Dabei sind der Verdampfer (8) und der Verflüssiger (10) der Wärmepumpe derart im Prozeßluftkanal (1) angeordnet, daß der Wärmetauscher (6) den Verdampfer (8) enthält, an welchem die feuchtigkeitsbeladene Prozeßluft abgekühlt und so durch Kondensation entfeuchtet wird. Das so entstehende Kondenswasser wird in einer Kondenswasser-Sammelvorrichtung (13) aufgefangen. Nach dem Entfeuchten wird die abgekühlte Prozeßluft am Verflüssiger (10) der Wärmepumpe erneut erhitzt und in die Trocknertrommel (4) eingeleitet.
Im Kompressor (9) der Wärmepumpe ist ein Kühlleitungssystem (14) angeordnet, durch welches zur Abkühlung am Ende jedes Trockenprogramms das Kondenswasser aus der Kondenswasser-Sammelvorrichtung (13) gepumpt wird.
Fig. 2 zeigt einen Kondensationswäschetrockner gleicher Bauart, bei dem der Kompressor (9) durch ein Kühlluftgebläse (16) gekühlt wird. Im Kältemittelkreislauf ist eine Meßvorrichtung (17) zur Erfassung der Kältemitteltemperatur oder des Kältemitteldrucks angeordnet. Eine Steuervorrichtung (18) steuert die Drehzahl des Kühlluftgebläses (16) in Abhängigkeit von den mit der Meßvorrichtung (17) erfaßten Werten.
Der Kondensationswäschetrockner in Fig. 3 besitzt einen Kompressor (9), bei dem die Ver­ dichtung des Kältemittels durch einen von einem Kompressormotor (19) angetriebenen Kolben (20) erfolgt. Auch hier ist im Kältemittelkreislauf eine Meßvorrichtung (17) zur Erfassung der Kältemitteltemperatur oder des Kältemitteldrucks angeordnet. Eine Steuervorrichtung (18) steuert die Drehzahl des Kompressormotors (19) in Abhängigkeit von den mit der Meßvor­ richtung (17) erfaßten Werten.
In dem in Fig. 4 dargestellten Kondensationswäschetrockner sind an einem ersten Abschnitt (23) der Kältemittelleitung (12) zwischen Kompressor (9) und Verflüssiger (10) und an einem zweiten Abschnitt (24) der Kältemittelleitung (12) zwischen Verflüssiger (10) und Drossel (11) Kühlrippen (25) angeordnet. Ein Kühlluftgebläse (16), dessen Drehzahl in Abhängigkeit von der Kältemitteltemperatur oder vom Kältemitteldruck steuerbar ist, beaufschlagt diese Kühlrippen (25) mit Kühlluft.
In dem in Fig. 5 dargestellten Kondensationswäschetrockner ist an einem zweiten Abschnitt (24) die Kältemittelleitung (12) und ein Kühlleitungssystem (27) zwischen Verflüssiger (10) und Drossel (11) als Rohr-Rohr-Wärmetauscher (26) ausgebildet. Durch das Kühlleitungssystem (27) wird zur Abkühlung nach der Erwärmungsphase das Kondens­ wasser aus der Kondenswasser-Sammelvorrichtung (13) gepumpt. Da das Kondenswasser relativ kalt ist, kann somit ein Energieüberschuß von ca. 100 Watt abgeführt werden. Hierdurch wird der Verdampfungswirkungsgrad verbessert.
Fig. 6 zeigt einen Kondensationswäschetrockner, bei dem ein der Drossel (11) zugeordneter Teilbereich (28) des Verflüssigers (10) in die Kondenswasser-Sammelvorichtung (13) verlegt ist. Hierzu ist die Verrippung (29) unterbrochen. Daneben ist es möglich, auch einen Teil (24) der Kältemittelleitung (12) zwischen Verflüssiger (10) und Drossel (11) durch die Kondenswasser-Sammelvorichtung (13) zu verlegen.

Claims (10)

1. Kondensationswäschetrockner mit einem geschlossenen Prozeßluftkreislauf, in dem mittels eines Prozeßluftgebläses Trocknungsluft über einen Lufteinlaß einer Trockenkammer zugeführt, über einen Luftauslaß aus dieser abgeführt, in einem Wärmetauscher entfeuchtet und danach durch eine Heizung wieder erwärmt wird, mit einer Wärmepumpeneinrichtung mit einem Kältemittelkreislauf, bei dem Kältemittel in einem Leitungssystem mit einem Verdampfer, einem Kompressor, einem Verflüssiger und einer Drossel zirkuliert, wobei der Wärmetauscher den Verdampfer und die Heizung den Verflüssiger der Wärmepumpe enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung des Kältemittels mindestens einer Einrichtung des Kältemittelkreislaufs ein Kühlleitungssystem zugeordnet ist, durch welches Kühlflüssigkeit pumpbar ist.
2. Kondensationswäschetrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am oder im Kompressor ein Kühlleitungssystem angeordnet ist, durch welches Kühlflüssigkeit pumpbar ist.
3. Kondensationswäschetrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kältemittelleitung zwischen dem Verflüssiger und der Drossel ein Kühl­ leitungssystem angeordnet ist, durch welches Kühlflüssigkeit pumpbar ist.
4. Kondensationswäschetrockner nach Anspruch 2 oder 3 mit einer Kondenswasser- Sammelvorrichtung, an welcher eine Entleerungspumpe angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungspumpe mit dem Kühlleitungssystem in Verbindung steht und daß durch die Entleerungspumpe Kondenswasser als Kühlflüssigkeit durch das Kühlleitungssystem pumpbar ist.
5. Kondensationswäschetrockner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpen des Kondenswassers durch das Kühlleitungssystem programm- oder zustandsgesteuert erfolgt.
6. Kondensationswäschetrockner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlleitungssystem als Rohr-Rohr-Wärmetauscher ausgebildet ist.
7. Kondensationswäschetrockner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung des Kältemittels an einem ersten Abschnitt der Kältemittelleitung zwischen Kompressor und Verflüssiger und/oder an einem zweiten Abschnitt der Kältemittelleitung zwischen Verflüssiger und Drossel Kühlrippen angeordnet sind, welche mit von einem Kühlluft­ gebläse erzeugter Kühlluft beaufschlagt werden.
8. Kondensationswäschetrockner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur zustands- und/oder programmgesteuerten Verändung der Drehzahl des Kompressormotors.
9. Kondensationswäschetrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Kältemittelkreislauf eine Meßvorrichtung zur Erfassung der Kältemitteltemperatur oder des Kältemitteldrucks angeordnet ist und daß eine Auswerteschaltung die Pumpvorrichtung, das Kühlluftgebläse, die Stellvorrichtung der Zuluft- oder Abluftklappe oder die Drehzahl des Kompressormotors in Abhängigkeit von den von der Meßvorrichtung erfaßten Werten steuert.
10. Kondensationswäschetrockner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung des Kältemittels ein Teil des Verflüssigers und/oder ein Teil der Kältemittelleitung zwischen Verflüssiger und Drossel in der Kondenswasser-Sammelvorrichtung angeordnet ist.
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