DE4411958A1 - Haushalt-Wäschetrockner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Haushalt-Wäschetrockner nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Beim Wäschetrocknen verdunstet die in der Wäsche enthaltene Feuchtigkeit. Das Verdunsten des Wassers erfolgt bei Haushalt-Wäschetrocknern mit Hilfe von erwärmter Luft, die mittels eines Ventilators laufend durch die Wäschetrommel gefördert wird und dabei Feuchtigkeit aus der Wäsche aufnimmt. Die Trocknungsprogramme solcher Wäschetrockner werden zeit- und/oder feuchtigkeitsabhängig gesteuert. Bei einer zeitlichen Steuerung des Trocknungsprogramms wird die voraussichtliche Trocknungsdauer von der Bedienungsperson an einem Zeitschalter vorgewählt und damit eingestellt. Die einzustellende Trocknungsdauer erfordert aber bei der Bedienungsperson auf jeden Fall die Kenntnisse von Erfahrungswerten, um für die jeweilige Wäscheart und Wäschemenge einer Wäschetrommelladung eine einigermaßen günstige Trocknungsdauer vorzuwählen. Bei einem Wäschetrockner mit einer feuchtigkeitsabhängigen Steuerung läßt sich über entsprechende Bedienungseinrichtungen für die verschiedenen Textilarten der jeweils gewünschte Trocknungsgrad einstellen. Die Feuchtigkeit der Wäsche wird durch elektronische Meßverfahren erfaßt und überwacht. Ein solches Meßverfahren ist beispielsweise die Leitwertmessung, bei der die elektrische Leitfähigkeit der Wäsche gemessen wird. Feuchte Wäsche hat eine höhere elektrische Leitfähigkeit als trockene, d. h. bei feuchter Wäsche ist deren Widerstandswert niedriger und bei trockener Wäsche höher. Der vorgewählte Trocknungsgrad der Wäsche ist dann erreicht, wenn der ermittelte Widerstandswert der Wäsche mit einem vom Programm vorgegebenen Leitwert übereinstimmt. Danach schaltet die Programmsteuereinrichtung die Heizung für die Trocknungsluft ab. Die bekannten Wäschetrocknersteuerungen arbeiten ausschließlich nach den vom Benutzer eingestellten Parametern, d. h. der Benutzer trifft die Entscheidung bezüglich der zu trocknenden Wäscheart und schätzt auch deren Gewicht ab und wählt danach das seiner Ansicht in Frage kommende Trocknungsprogramm aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Handhabung zum Einstellen eines Trocknungsvorganges bei einem Haushalt-Wäschetrockner der in Rede stehenden Art für die Bedienungsperson einfacher zu gestalten und dieser Entscheidungen abzunehmen.

Die Lösung dieser Aufgabe gemäß der Erfindung ist dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 zu entnehmen. Zweckmäßige weitere Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Durch die Erfindung wird eine wesentliche Vereinfachung in der Bedienung bzw. Einstellung des Wäschetrockners erreicht, da für den Benutzer bei der Einstellung des Trocknungsprogramms eine genaue Kenntnis der betreffenden Wäscheart/Wäschemenge des Trocknungsgutes entfällt. Infolge der automatisch optimierten Steuerung des laufenden Trocknungsvorganges wird auch eine Reduzierung des Energieverbrauches erreicht. Insbesondere bei kleinen Wäscheposten kommt dabei die Energieeinsparung voll zum Tragen. Durch die laufende Überwachung des Trocknungsvorganges und Auswertung der jeweiligen Meßergebnisse wird der augenblickliche Trocknungsgrad jedes Wäschepostens automatisch erkannt und die Trocknungstemperatur automatisch daran angepaßt. Daraus ergibt sich eine besonders schonende Wäschebehandlung während des gesamten Trocknungsvorganges.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand von Diagrammen näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 den Temperaturverlauf bzw. das Temperaturniveau für verschiedene Wäschearten mit unterschiedlichem Gewicht,

Fig. 2 den Verlauf der Temperaturdifferenz zwischen Trommeleintritts- und Trommelaustrittstemperatur für diese Wäschearten,

Fig. 3 den zeitlichen Verlauf des Wäschewiderstandes in Mega-Ohm für die Wäschebeladungen gemäß Fig. 1 und 2.

Im Diagramm nach Fig. 1 zeigt die Linie 1 den Temperaturverlauf der erhitzten Trocknungsluft bei einer Temperaturmessung am Wäschetrommeleintritt. Die Linie 2 stellt den Temperaturverlauf für ein Kilogramm und die Linie 3 für fünf Kilogramm pflegeleichte Wäsche dar, während die Linie 4 für ein Kilo und die Linie 5 für fünf Kilo Baumwollwäsche steht. Die Messung der Temperatur der Trocknungsluft für diese Linien erfolgt dabei jeweils am Wäschetrommelaustritt.

Im Diagramm nach Fig. 2, das den Verlauf der Temperaturdifferenz aus der Wäschetrommeleintritts- und der Wäschetrommelaustrittstemperatur zeigt, ist mit 2′ die Linie für ein Kilo pflegeleichte Wäsche bezeichnet. Die Linie 3′ steht für fünf Kilo pflegeleichte Wäsche. Die Linie 4′ für ein Kilo und die Linie 5′ für fünf Kilo Baumwollwäsche.

Im Diagramm nach Fig. 3, welches den zeitlichen Verlauf des Wäschewiderstandes (Leitwert) im M-Ohm für die vorgenannten vier Wäschetrommelbeladungen wiedergibt, steht die Linie 2′′ für ein Kilo und die Linie 3′′ für fünf Kilo pflegeleichte Wäsche und die Linie 4′′ für ein Kilo und die Linie 5′′ für fünf Kilo Baumwollwäsche.

Die angesprochene Temperaturdifferenz zwischen der Wäschetrommeleintritts- und der Wäschetrommelaustrittstemperatur hängt im wesentlichen von der Verdampfungsgeschwindigkeit der im Trocknungsgut befindlichen Feuchtigkeit ab. Zu hohen Verdampfungsgeschwindigkeiten und infolge davon zu hohen Temperaturdifferenzen führen große Wäscheoberflächen und große, im Trocknungsgut gebundene Feuchtigkeitsmengen. Weitere Einflußfaktoren sind die Bindung des Wassers an die Wäsche (Transportgeschwindigkeit innerhalb der Wäsche bei dicken bzw. voluminösen Wäscheteilen) und deren Saugfähigkeit. Der Einfluß der Wäscheoberfläche überwiegt dabei zumindest am Anfang des Trocknungsvorganges. Damit führen große Wäschemengen auch zu großen Temperaturdifferenzen, wie die Strecke 13 bzw. 15 im Diagramm nach Fig. 2 belegen. Da pflegeleichte Wäsche in der Regel ein geringeres Flächengewicht hat, im Vergleich zu Baumwollgeweben, ist bei gleichem Beladungsgewicht die Oberfläche insgesamt größer und damit ebenfalls die Tendenz zu größeren Temperaturdifferenzen vorhanden. Die in der Wäsche gebundene Feuchtigkeitsmenge wirkt sich im Bezug auf die Temperaturdifferenz aber mehr zum Trocknungsende hin aus, während geringe Feuchtigkeitsmengen in der Wäsche, ausgehend von einem hohen Anfangswert bereits frühzeitig zu einem Absinken der Temperaturdifferenz führen, wie es durch Linie 2′ für ein Kilo pflegeleichte Wäsche im Diagramm nach Fig. 2 deutlich zum Ausdruck gebracht wird und die sich der Trommeleintrittstemperatur sehr rasch nähernde Linie 2 im Diagramm nach Fig. 1 zeigt.

Der Verlauf des Wäschewiderstandes (Leitwert) wird in erster Linie durch die Wäscheart bestimmt. Die ist durch die unterschiedliche Bindung des Wassers (Feuchtigkeit) an das Gewebe zu erklären. Dementsprechend führt z. B. pflegeleichtes Gewebe schon nach kurzer Trocknungszeit zu einem Ansteigen des Wäschewiderstandes während bei Baumwollgewebe dieser Anstieg zu einem wesentlich späteren Zeitpunkt erfolgt, wie dies im Diagramm nach Fig. 3 die Linien 2′′ und 3′′ für pflegeleichte Gewebe und die Linien 4′′ und 5′′ für Gewebe aus Baumwolle zeigen.

Wie nun aus den vorhergehenden Ausführungen unter Einbeziehung der Diagramme nach den Fig. 1 bis 3 zu entnehmen ist, ist der sich aus der Temperaturdifferenz aus der Wäschetrommeleintritts- und der Wäschetrommelaustrittstemperatur und dem zeitlichen Verlauf des Wäschewiderstandes (Leitwert) ergebende Temperaturverlauf beim Trocknungsvorgang im hohen Maße abhängig von der Art und der Menge der jeweiligen Wäschetrommelbeladung. Darüberhinaus weisen Änderungen in der Stetigkeit des Temperatur- bzw. Widerstandsverlaufs auf Unregelmäßigkeiten beim Ablauf des Trocknungsvorganges hin. Aufgrund der aufgezeigten Zusammenhänge erlaubt nun die Erfassung und Auswertung dieser Meßwerte vielfache neuartige Möglichkeiten zur optimalen Steuerung des Trocknungsvorganges.

Ausgehend von den aufgeführten Erkenntnissen wird nun der Trocknungsvorgang in zweckmäßiger Weise so gesteuert, daß der zeitliche Anstieg des elektrischen Wäschewiderstandswertes des Trocknungsgutes und die Temperaturdifferenz aus Wäschetrommeleintritts- und Wäschetrommelaustrittstemperatur erfaßt und ausgewertet werden, wobei mit Hilfe einer elektronischen Einrichtung daraus Schlußfolgerungen auf die Art und Menge bzw. Gewicht des Trocknungsgutes gezogen werden. Die auf diese Weise gewonnenen Daten bzw. Meßergebnisse werden dann als Steuergrößen für die weitere Ablaufsteuerung des gewählten Trocknungsprogramms der Programmsteuereinrichtung des Wäschetrockners zugeführt. Die Temperatur der Trocknungsluft wird dabei vor dem Eintritt in die Wäschetrommel und nach deren Austritt aus der Wäschetrommel gemessen. Ebenso wird der zeitliche Anstieg des elektrischen Widerstandswertes und damit die elektrische Leitfähigkeit des Trocknungsgutes erfaßt. Aus den beiden Temperatur-Meßergebnissen wird in einer elektronischen Einrichtung die Temperaturdifferenz ermittelt. Die ermittelte Temperaturdifferenz sowie der gemessene Widerstandswert des Trocknungsgutes werden dann nach Auswertung durch die elektronische Einrichtung als Steuergrößen für die weitere Ablaufsteuerung des gewählten Trocknungsprogramms herangezogen. Die einzelnen Messungen können vor und nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne, fortlaufend oder in festgelegten Zeitabständen durchgeführt und verglichen bzw. ausgewertet werden.

Die während des Trocknungsprogramms erfaßten bzw. gemessenen physikalischen Werte des Trocknungsgutes werden zweckmäßig einem sog. Fuzzy-Prozessor (Fuzzy-Control) mit Fuzzy-Schlußfolgerungseinrichtung bzw. einer Steuer- bzw. Auswerteeinrichtung, die das Fuzzy-Logik-Prizip umsetzen und verarbeiten kann, zugeleitet und dort entsprechend ausgewertet und verarbeitet. Mit Hilfe dieser Einrichtung werden Impulse für die Programmsteuereinrichtung ermittelt und dieser zugeführt. Danach wird dann durch die elektronische Programmsteuereinrichtung eine entsprechende Änderung bzw. Anpassung des ablaufenden Trocknungsprogrammes vorgenommen. Solche Änderungen können darin bestehen, daß die Heizleistung für die Trocknungsluft abgesenkt wird, und/oder der Wäschevergleichswiderstand und die Nachheizzeit den realen Randbedingungen angepaßt werden. Es kann auch Einfluß auf weitere Trocknungsparameter wie z. B. Wäschetrommeldrehzahl, Reversierzyklus und Regelung der Durchsatzmenge der Trocknungsluft in Abhängigkeit von der erkannten Füllmenge und Wäscheart genommen werden.

Für die Prozeßführung bzw. für die Steuerung des Wäschetrockners (Ablufttrockner) ergeben sich für die in den Diagrammen nach den Fig. 1 bis 3 aufgezeichneten Kennlinien für die vier unterschiedlichen Wäscheladungen nämlich ein und fünf Kilo pflegeleichte Wäsche sowie ein und fünf Kilo Baumwollwäsche folgende Zusammenhänge:

• 1. Wenn z. B. die Temperaturdifferenz 12 gemäß Diagramm Fig. 1 und 2 zwischen der Wäschetrommeleintritts- und der Wäschetrommelaustrittstemperatur sehr klein ist, die Trocknungsprogrammlaufzeit bis zum Eintreten einer Temperaturdifferenzabsenkung um ca. 20 Kelvin kurz ist und die Trocknungsprogrammlaufzeit bis zum Erreichen eines Wäschewiderstandes (Schwellwert) von z. B. 20 M-Ohm ebenfalls kurz ist, handelt es sich um eine kleine Wäschetrommel-Füllmenge von pflegeleichter Wäsche. Heizleistung kann deshalb abgesenkt und der Wäschevergleichswiderstand (Leitwert) und die Nachheizzeit dieser kleinen Wäschemenge angepaßt werden. Neben dem tatsächlichen physikalischen Wäschewiderstand ist das Meßverfahren, insbesondere die Meßspannung, von entscheidender Bedeutung für die Festlegung des Schwellwertes. Hier gehen im wesentlichen "Schmutzeffekte", wie z. B. Grenzschichten, Übergangswiderstände usw. ein, die bei höherer Meßspannung einen geringeren Einfluß haben.
• 2. Wenn die Temperaturdifferenz 14 klein ist, die Trocknungsprogrammlaufzeit bis zum Eintreten einer Temperaturdifferenzabsenkung um ca. 20 Kelvin und die Laufzeit bis zum Erreichen eines Wäschewiderstandes von z. B. 20 M-Ohm lang ist, handelt es sich um eine kleine Füllmenge Baumwollwäsche. Heizleistung wird abgesenkt und der Wäschevergleichswiderstand wird geringfügig erhöht.
• 3. Bei hoher Temperaturdifferenz 15 und sehr langen Trocknungslaufzeiten bis zum Eintreten einer Temperaturdifferenzabsenkung von ca. 20 Kelvin und Erreichen eines Wäschewiderstandes von z. B. 20 M-Ohm handelt es sich um eine große Füllmenge Baumwollwäsche. Maximale Heizleistung wird bei unverändertem Vergleichswiderstand aufrecht erhalten.
• 4. Bei sehr hoher Temperaturdifferenz 13 und sehr langer Laufzeit bis zum Eintreten einer Temperaturdifferenzabsenkung um 20 Kelvin und kurzer Laufzeit bis Erreichen eines Wäschewiderstand von z. B. 20 M-Ohm kann davon ausgegangen werden, daß es sich um eine große Füllmenge pflegeleichter Wäsche handelt. Maximale Heizleistung wird beibehalten, der Wäschevergleichswiderstand wird gleichzeitig erhöht, Nachheizzeit wird entsprechend angepaßt.

Durch das automatische Erkennen der jeweiligen Wäscheart des Trocknungsgut über die Temperaturverläufe bzw. über den Verlauf des Wäschewiderstandes (Leitwert) wie beschrieben und das automatische Berücksichtigen dieser Erkenntnisse beim ablaufenden Trocknungsvorgang wird eine erhebliche Vereinfachung beim Bedienen bzw. Einstellen des Wäschetrockners erreicht, da der Benutzer bei der Programmwahl selbst keine Entscheidung hinsichtlich der zu trocknenden Wäscheart mehr treffen muß. Durch die automatische Anpassung der Trocknungstemperatur während des Trocknungsvorganges an den aktuellen Trocknungsgrad unter Berücksichtigung der jeweiligen Wäscheart ergibt sich außerdem eine überdurchschnittlich schonende Behandlung des Trocknungsgutes. Durch Anpassung der Heizleistung, bzw. Luftmenge oder Reversierzyklus kann der Trocknungsvorgang hinsichtlich des Energieverbrauchs optimiert werden. Durch Anpassen der Nachheizzeiten bzw. Abkühlzeiten ist eine Zeitverkürzung möglich.

Claims (5)

1. Haushalt-Wäschetrockner mit einer elektronischen Programmsteuereinrichtung sowie mit einer drehbar gelagerten Wäschetrommel und einem Ventilator zum Fördern der an einem Heizkörper vorbei strömenden Trocknungsluft durch die Wäschetrommel, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Anstieg des elektrischen Widerstandes des Trocknungsgutes und die Temperaturdifferenz aus Trommeleintritts- und Trommelaustrittstemperatur erfaßt und ausgewertet werden, wobei mit Hilfe einer elektronischen Einrichtung daraus Schlußfolgerungen auf die Wäscheart und das Wäschgewicht des Trocknungsgutes gezogen werden und daß die auf diese Weise gewonnenen Daten als Steuergrößen für die weitere Ablaufsteuerung des gewählten Trocknungsprogramms der Programmsteuereinrichtung zugeführt werden.

2. Wäschetrockner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Fuzzy-Prozessors mit Fuzzy- Schlußfolgerungs-Einrichtung, dem die Meßergebnisse zur Auswertung zugeleitet und mit Hilfe dieser Einrichtung Impulse für die Programmsteuerung ermittelt werden.

3. Wäschetrockner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuerung, die auf der Anwendung der "Fuzzy-Logic" beruht.

4. Wäschetrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Trocknungsluft vor Eintritt in die Wäschetrommel und nach dem Austritt aus der Wäschetrommel gemessen wird und daß aus den beiden Temperatur- Meßergebnissen die Temperaturdifferenz ermittelt wird und die ermittelte Temperaturdifferenz sowie der zeitliche Anstieg des elektrischen Widerstandswertes des Trocknungsgutes nach Auswertung durch die elektronische Einrichtung als Steuergrößen für die weitere Ablaufsteuerung des gewählten Trocknungsprogramms herangezogen werden.

5. Wäschetrockner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen vor und nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne, fortlaufend oder in festgelegten Zeitabständen durchgeführt werden.