EP1960586B1

EP1960586B1 - Vorrichtung und verfahren zum beaufschlagen von waschgut mit einem luftstrom

Info

Publication number: EP1960586B1
Application number: EP06819328A
Authority: EP
Inventors: Harald MOSCHÜTZ
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2005-12-06
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2026-11-08
Also published as: ATE464425T1; EP1960586A1; DE502006006737D1; KR20080075150A; KR101292414B1; US8356496B2; US20090044576A1; DE102005058285A1; WO2007065768A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beaufschlagen von Waschgut mit einem Luftstrom, umfassend ein im Wesentlichen geschlossenes erstes Kanalsystem zur zwangsweisen Führung eines das Waschgut beaufschlagenden Luftstroms, in welchem ersten Kanalsystem eine Behandlungskammer zum Aufnehmen des Waschguts, ein Gebläse zum Antreiben des Luftstroms, eine Heizer zum Erwärmen des Luftstroms vor dem Beaufschlagen des Waschguts und ein Kühler zum Abkühlen des Luftstroms nach dem Beaufschlagen des Waschguts angeordnet sind. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Beaufschlagen von Waschgut mit einem Luftstrom, welcher in einem soeben beschriebenen ersten Kanalsystem zwangsweise geführt wird.
Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren gehen hervor aus der EP 0 467 188 B1 , deren Offenbarung vorliegender Offenbarung im vollen Umfang zuzurechnen ist. In der dortigen Vorrichtung zum Trocknen von Waschgut sind der Heizer und der Kühler Bestandteile einer Wärmepumpeinrichtung, und in dieser Wärmepumpeinrichtung bildet der Kühler einen Verdampfer und der Heizer einen Verflüssiger für ein in einem zugehörigem Kreislauf umlaufendes Arbeitsfluid. Das erste Kanalsystem, in welchem der Luftstrom geführt wird, ist im Wesentlichen geschlossen - dies bedeutet, dass der Luftstrom im bestimmungsgemäßen Betrieb im Wesentlichen ohne Leckagen umläuft, jedoch keinen wesentlich höheren Druck als Luft in der Umgebung der Vorrichtung annimmt. Angetrieben wird der Luftstrom dabei im Wesentlichen von dem Gebläse und somit zwangsweise durch das erste Kanalsystem geführt; Konvektion und dergleichen Auftriebseffekte spielen zum Antreiben des Luftstroms allenfalls eine untergeordnete Rolle. Bei Bedarf kann das Kanalsystem durch das Öffnen einer Klappe mit der Umgebung in Verbindung gebracht werden, insbesondere um einen Teil des während des Betriebs erwärmten Luftstrom aus der Vorrichtung zu entlassen und durch relativ kühle Luft aus der Umgebung zu ersetzen. Der Behandlungsraum zur Aufnahme des Waschguts ist gestaltet als drehbare Trommel.
Aus der DE 1 410 206 A geht eine Waschmaschine hervor, in welcher Waschgut nicht nur gewaschen, sondern auch getrocknet werden kann. Für die dazu erforderlichen zusätzlichen Einrichtungen zeigt die Schrift mehrere Alternativen; insbesondere können eine elektrische Heizvorrichtung zum Erwärmen eines zur Trocknung von Waschgut eingesetzten Luftstroms und ein einfacher Wärmetauscher zum Abkühlen des erwärmten Luftstroms nach dem Beaufschlagen des Waschguts vorgesehen sein, der Heizer und der Kühler können aber auch zu einer Wärmepumpeinrichtung gehören. Die Wärmepumpeinrichtung kann ausgestaltet sein wie die in der EP 0 467 188 B1 offenbarte Wärmepumpeinrichtung, sie kann auch eine Wärmepumpeinrichtung sein, welche mit Peltier-Elementen zur Nutzung des thermoelektrischen Effekts arbeitet.
Aus der DE 19 738 735 C2 geht eine Vorrichtung zum Trocknen von Waschgut der Eingangs beschriebenen Gattung hervor, bei der eine Wärmepumpeinrichtung zum Einsatz kommt, welche nach einem Absorberprinzip arbeitet.
Eine aus einem in der Datensammlung "Patent Abstracts of Japan" zur JP 08 057 194 A gehörigen englischen Kurzauszug hervorgehende Vorrichtung zum Trocknen von Waschgut, welche wiederum der Eingangs beschriebenen Gattung entspricht, enthält in ihrem ersten Kanalsystem neben einem Heizer und einem Kühler, welche beide zu einer thermoelektrisch betreibbaren Wärmepumpeinrichtung gehören, einen dem Kühler vorgeschalteten zusätzlichen Wärmetauscher zur Abkühlung des von dem Waschgut abgeführten Luftstroms und eine dem Heizer nachgeschaltete zusätzliche Heizeinrichtung zum weiteren Erwärmen des Luftstroms vor dem Beaufschlagen des Waschguts. Auch aus der DE 3 509 549 A1 geht eine Vorrichtung zum Trocknen von Waschgut hervor, die neben einer Wärmepumpeinrichtung mit Kühler und Heizer eine weitere Heizeinrichtung sowie zusätzliche Wärmetransporteinrichtungen wie Gravitationswärmerohre aufweist.
Allen beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren des Standes der Technik ist gemeinsam, dass ihre zum Beaufschlagen des Waschguts mit dem Luftstrom erforderlichen Komponenten hintereinander in dem zur Führung des Luftstroms vorgesehen Kanalsystem angeordnet sind. Eine solche Anordnung setzt spezifische Anforderungen zur Realisierung in einer zum Einsatz in einem normalen Haushalt bestimmten und geeigneten Vorrichtung. Diese Anforderungen können aufgrund eines nur im beschränkten Umfang verfügbaren Platzes dahin gehen, dass Komponenten des Kanalsystems relativ klein und deshalb mit relativ hohem Strömungswiderstand für den Luftstrom ausgeführt werden müssen; dies kann die Wirkung des in der Vorrichtung ablaufenden Trocknungsprozesses erheblich beeinträchtigen, da dabei ein Luftstrom mit beschränktem Volumendurchsatz durch ein unter Umständen beträchtliche Reibungs- und Drosselverluste verursachendes Kanalsystem getrieben werden muss. Dieses Problem ist besonders ausgeprägt dann, wenn eine Wärmepumpeinrichtung in der Vorrichtung eingesetzt werden soll, insbesondere eine thermoelektrische Wärmepumpeinrichtung. Besonders im Fall der thermoelektrischen Wärmepumpeinrichtung muss in einer Vorrichtung, welche in einem Haushalts-Wäschetrockner mit üblichen Außenabmessungen eingesetzt ist, das Kanalsystem mehrfach gefaltet werden.
Aus der DE 32 04 718 A1 geht ein Trockenapparat zum Trocknen von Waschgut mittels _' eines Luftstroms hervor, welcher eine Trockenkammer zum Aufnehmen des Waschguts, ein Heizelement zum Aufheizen des Luftstroms und ein Kondensationselement zum Ausscheiden von Feuchtigkeit aus dem Luftstrom aufweist. Dabei werden zum Antreiben des Luftstroms in jedem Fall Auf- und Abtriebseffekte genutzt, welche durch Aufheizung oder Abkühlung des Luftstroms oder eines Teils des Luftstroms entstehen. Insbesondere wird ein Auftriebseffekt im Heizelement in jeder beschriebenen Ausgestaltung des Trockenapparates genutzt. Das Kondensationselement kann eine Kombination aus einem Gebläse und einem Ventil zur Unterstützung seiner Wirkung enthalten; das Heizelement und das Kondensationselement können entsprechende Komponenten einer Wärmepumpenanlage sein.
Die JP 4-352999 A offenbart eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren gemäß dem jeweiligen Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 12.
Einzelheiten zu Grundlagen, Funktion und Anwendung von Peltier-Elementen ergeben sich aus Dokumenten, die am 25. November 2005 von den Internet-Adressen http://www.quick-ohm.de/waerme/download/Erlaeuterung-zu-Peltierelementen.pdf
und
http://www.quick-ohm.de/waerme/download/Einbau.pdf
herunterladbar waren.
Dementsprechend geht die nachfolgend zu beschreibende Erfindung unter anderem von der Aufgabe aus, eine Vorrichtung und ein Verfahren der Eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, welche die vorstehend beschriebenen Nachteile eines viele Komponenten hintereinander enthaltenen und womöglich mehrfach gefalteten Kanalsystems vermeiden.
Zur Lösung dieser Aufgabe angegeben wird eine Vorrichtung zum Trocknen von Waschgut, umfassend ein im Wesentlichen geschlossenes erstes Kanalsystem zur zwangsweisen Führung eines das Waschgut beaufschlagenden Luftstroms, in welchem ersten Kanalsystem eine Behandlungskammer zum Aufnehmen des Waschguts, ein Gebläse zum Antreiben des Luftstroms, ein Heizer zum Erwärmen des Luftstroms vor dem Beaufschlagen des Waschguts und ein Kühler zum Abkühlen des Luftstroms nach dem Beaufschlagen des Waschguts angeordnet sind, bei welcher Vorrichtung erfindungsgemäß das erste Kanalsystem außerhalb der Behandlungskammer und des Gebläses zwei parallel zueinander verbundene Zweige aufweist, welche von entsprechenden Teilen des Luftstroms parallel durchströmbar sind, wobei der Heizer in einem ersten Zweig und der Kühler in einem zweiten Zweig dieser Zweige angeordnet ist, wobei der Heizer und der Kühler zu einer Wärmepumpeinrichtung gehören.
Zur Lösung dieser Aufgabe ebenfalls angegeben wird ein Verfahren zum Beaufschlagen von Waschgut mit einem Luftstrom, welcher in einem im wesentlichen geschlossenen ersten Kanalsystem zwangsweise geführt wird, in welchem ersten Kanalsystem eine Behandlungskammer zum Aufnehmen des Waschguts, ein Gebläse zum Antreiben des Luftstroms, ein Heizer zum Erwärmen des Luftstroms vor dem Beaufschlagen des Waschguts und ein Kühler zum Abkühlen des Luftstroms nach dem Beaufschlagen des Waschguts angeordnet sind, bei welchem Verfahren der Luftstrom außerhalb der Behandlungskammer und des Gebläses in zwei parallel zueinander geführte Teile aufgeteilt wird, von denen ein erster Teil den Heizer und von denen zweiter Teil den Kühler durchströmt, wonach die Teile wieder miteinander vereinigt werden, wobei der Heizer und der Kühler zu einer Wärmepumpeinrichtung gehören, welche Wärme von dem Kühler zu dem Heizer pumpt.
Die Erfindung sieht in Abkehr von einem aus einer funktionellen Betrachtung des Trocknungsprozesses ableitbaren Paradigma vor, dass die Abkühlung des zwangsweise geführten Luftstroms zum Auskondensieren von Feuchtigkeit, die aus dem Waschgut abgeführt wurde, und die Beheizung des Luftstroms vor der Beaufschlagung des Waschguts, um den Austritt von Feuchtigkeit aus dem Waschgut unter einer erhöhten Temperatur zu erleichtern, nicht nacheinander, sondern parallel zueinander erfolgen.
Voraussetzung dafür ist die erfindungsgemäße Erkenntnis, dass in einem üblichen Wäschetrockner niemals eine auch nur annähernd vollständige Entfeuchtung des von dem zu trocknenden Waschguts abströmenden Luftstroms erfolgt, und dass eine Entfeuchtung in üblichem Umfang auch erreicht werden kann, wenn nur ein Teil des von dem Waschgut abströmenden Luftstroms der Entfeuchtung unterworfen wird. Die Erfindung nutzt weiterhin vorteilhaft aus, dass ein Luftstrom umso besser Wärme aufnimmt, je feuchter er ist, und damit ein Ausgleich des Nachteils, eine gegebenen Wärmemenge in nur einen Teil des gesamten Luftstroms eintragen und diesen Teil auf eine entsprechend höhere Temperatur bringen zu müssen, ausgleichbar ist.
Ein großer Vorteil der Erfindung liegt allerdings darin, dass die parallele Anordnung und Durchströmung des Heizers und des Kühlers einen im Wesentlichen verdoppelten Durchflussquerschnitt für den zwangsweise geführten Luftstrom verfügbar macht und damit einen bei der Durchströmung der Anordnung aus Kühler und Heizer anfallenden Druckverlust gegenüber jeder beschriebenen Vorrichtung des Standes der Technik deutlich reduziert; diese Reduktion fällt auch dadurch besonders groß aus, dass der Kühler und der Heizer nicht mehr unter Addition ihrer Strömungswiderstände hintereinander durchströmt werden müssen.
Vorzugsweise umfasst der zweite Zweig abströmseitig des Kühlers einen Abscheider zur Abscheidung von Feuchtigkeit aus dem entsprechenden Teil des Luftstroms. Durch diesen Abscheider kann Feuchtigkeit, welche in dem Kühler aus dem Luftstrom auskondensiert wurde, aus dem Luftstrom entfernt und einem geeigneten Auffangbehälter zugeführt werden. Es ist auch von Vorteil, die Feuchtigkeit vor dem Wiedervereinigen der Teile des Luftstroms abzuscheiden, da der abgekühlte Teil des Luftstroms durch das Wiedervereinigen wieder erwärmt wird und dabei auskondensierte Feuchtigkeit wieder verdampft werden könnte.
Die Behandlungskammer der Vorrichtung ist vorzugsweise drehbar und insbesondere ausgestaltet als Trommel zur Aufnahme des Waschguts, wobei die Trommel innenseitig mit leistenartigen Mitnehmern versehen ist. In einer solchen Trommel kann das Waschgut in dem beaufschlagendem Luftstrom bewegt und geschüttelt werden, was einer gleichmäßigen Entfeuchtung des Waschguts unter weitgehender Vermeidung von Knittern im Waschgut förderlich ist.
Gemäß der Erfindung gehören der Heizer und der Kühler zu einer Wärmepumpeinrichtung, insbesondere einer thermoelektrisch betreibbaren Wärmepumpeinrichtung, welche Wärme von dem Kühler zu dem Heizer pumpt. In jedweder Wärmepumpeinrichtung bilden der Kühler und der Heizer kritische und nur unter Beachtung schwieriger Randbedingungen ausleg- und konstruierbare Komponenten, welche aufgrund ihres Zusammenwirkens in der Wärmepumpeinrichtung zweckmäßig relativ nah bei einander platziert werden müssen, was angesichts der räumlichen Verhältnisse in einem herkömmlichen Wäschetrockner zu konstruktiven Schwierigkeiten führen kann. Insbesondere in einer thermoelektrisch betreibbaren Wärmepumpe sind der Kühler und der Heizer prinzipbedingt räumlich eng benachbart, denn sie sind an zwei zueinander parallelen Seiten eines mit den erforderlichen Peltier-Elementen ausgestatteten, mehr oder weniger flach quaderförmigen Schaltblockes angeordnet. In einem herkömmlichen Wäschetrockner sind der Kühler und der Heizer unterhalb der Behandlungskammer angeordnet; der Luftstrom wird von einer Rückseite des Wäschetrockners durch die Behandlungskammer zu einer Vorderseite geführt, von dort in den Raum unterhalb der Behandlungskammer und dort von der Vorderseite zurück zur Rückseite. Dies impliziert, dass ein unter der Behandlungskammer angeordnete Kanalsystem mit einer thermoelektrischen Wärmepumpe zur Führung des Luftstroms S-förmig gefaltet sein muss, was eine besonders große Weglänge für den Luftstrom, und damit einen relativ hohen Strömungswiderstand, erfordert.
Besonders vorzugsweise umfasst die Wärmepumpeinrichtung in der Vorrichtung mindestens einen thermoelektrischen Schaltblock mit einer warmen Seite und einer kalten Seite, wobei die kalte Seite in den Kühler und die warme Seite in den Heizer integriert ist. Weiterhin vorzugsweise weist der Schaltblock dabei eine Vielzahl von eben nebeneinander und zwischen zwei Wärmeleitplatten angeordneten Peltier-Elementen auf, wobei die kalte Seite und die warme Seite jeweils von einer Wärmeleitplatte gebildet ist. Zusätzlich vorzugsweise sind die kalte Seite und die warme Seite jeweils mit Wärmeleitrippen ausgestattet, um den Wärmeübergang zum Luftstrom zu verbessern.
Ebenfalls vorzugsweise ist der Kühler zusätzlich als Wärmetauscher für ein zusätzliches Kühlmedium ausgebildet und mit einem zweiten Kanalsystem zur Führung des zusätzlichen Kühlmediums verbunden. Als zusätzliches Kühlmedium ist insbesondere Luft vorgesehen. Der Wärmetauscher für das zusätzliche Kühlmedium kommt insbesondere zum Einsatz während einer im Anschluss an die Trocknung von Waschgut vorgesehenen Kühlphase, während der die Vorrichtung, der Luftstrom und das Waschgut abgekühlt werden. Dies in von Vorteil zur Vermeidung von Knittern in dem Waschgut, da sich Knitter umso leichter bilden, je höher die Temperatur des Waschguts ist.
Eine besonders bevorzugte Vorrichtung mit einer thermoelektrisch betreibbaren Wärmepumpeinrichtung ist gekennzeichnet durch zwei thermoelektrische Schaltblöcke und einen in zwei parallel zueinander verbundene Hälften geteilten Kühler, wobei die warme Seite jedes Schaltblocks in den Heizer, und wobei die kalte Seite jedes Schaltblocks in eine der Hälften integriert ist. Auf diese Weise ergibt sich eine relativ kompakte Bauform, bei der der Heizer zwischen die thermoelektrischen Schaltblöcke, und die thermoelektrischen Schaltblöcke mit dem Heizer zwischen die Hälften des Kühlers geschichtet sind. In dieser Bauform, ist der Heizer besonders gut vor unerwünschten Wärmeverlusten geschützt. Die Bauform bietet einen besonders geringen Strömungswiderstand für den Luftstrom, hat einen geringen Platzbedarf und eignet sich sehr gut zur Ausstattung mit einem Kühler, der wie vorstehend beschrieben zusätzlich als Wärmetauscher für ein zusätzliches Kühlmedium ausgebildet ist. Dabei ist auch der Wärmetauscher für ein zusätzliches Kühlmedium in zwei einander entsprechende Hälften, deren jede einer entsprechenden Hälfte des Kühlers zugeordnet ist, geteilt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere als Haushalt-Wäschetrockner ausgebildet.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Luftstrom nach dem Wiedervereinigen der Teile zu dem Gebläse, und von dem Gebläse zur Behandlungskammer gelangt.
Bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahren, und umgekehrt.
Die vorstehende Beschreibung der Erfindung sowie bevorzugter Ausgestaltungen, wobei der Kühler und der Heizer jeweils als einzige Komponenten ihrer Art beschrieben sind, schließt nicht aus, dass je nach Einsatzzweck und Einsatzbedingungen eine zusätzliche Kühleinrichtung, eine zusätzliche Heizeinrichtung oder eine Kombination aus solchen zum Einsatz kommt. Auf die entsprechenden Hinweise in den zitierten Dokumenten des Standes der Technik sei nochmals verwiesen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung ist als Schema oder Skizze ausgeführt und keinesfalls als maßstabsgerechte Widergabe einer realen Ausführungsform zu verstehen. Im Einzelnen zeigen:

Fig. 1:: ein Funktionsschema einer Vorrichtung zum Trocknen von Waschgut;
Figuren 2, 3 und 4:: verschiedene Ansichten einer thermoelektrisch betreibbaren Wärmepumpeinrichtung zum Einsatz in einer Vorrichtung zum Trocknen von Waschgut;
Fig. 5:: eine Schnittansicht einer Zentraleinheit für eine thermoelektrisch betreibbare Wärmepumpeinrichtung.

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zum Trocknen von Waschgut 1, umfassend ein im Wesentlichen geschlossenes erstes Kanalsystem 2 zur zwangsweisen Führung eines das Waschgut 1 beaufschlagenden Luftstroms 3. Im ersten Kanalsystem 2 ist eine Behandlungskammer 4 zum Aufnehmen des Waschguts 1, ein Gebläse 5 zum Antreiben des Luftstroms 3, ein Heizer 6 zum Erwärmen des Luftstroms 3 vor dem Beaufschlagen des Waschguts 1 und ein Kühler 7 zum Abkühlen des Luftstroms 3 nach dem Beaufschlagen des Waschguts 1 angeordnet. Dabei teilt sich das erste Kanalsystem 2 außerhalb der Behandlungskammer 4 und des Gebläses 5 auf in zwei parallel zueinander verbundene Zweige 8 und 9, welche Zweige 8 und 9 von entsprechenden Teilen 20 und 21 des Luftstroms 3 parallel durchströmbar sind. Der Heizer 6 ist in einem ersten Zweig 8, und der Kühler 7 in einem zweiten Zweig 9 dieser Zweige angeordnet. Beim Betrieb der Vorrichtung treibt das Gebläse 5 den Luftstrom 3 durch das erste Kanalsystem 2; vor dem Heizer 6 und dem Kühler 7 teilt der Luftstrom 3 sich auf in zwei Teile 20 und 21, und von diesen Teilen 20 oder 21 werden der Heizer 6 oder der Kühler 7 parallel durchströmt. Diese Anordnung mit dem Heizer 6 und dem Kühler 7 hat einen besonders geringen Strömungswiderstand für den Luftstrom 3. Im zweiten Zweig 9 folgt auf den Kühler 7 ein Abscheider 10, welcher bestimmt ist zum Abscheiden von Feuchte, die im Kühler 7 aus dem entsprechenden Teil des Luftstroms 3 auskondensiert wurde. Die auskondensierte Feuchtigkeit kann aus dem Abscheider 10 abgeführt werden, wie durch den Pfeil angedeutet.
Die Behandlungskammer 4 ist eine um die Achse 11 drehbare Trommel 4. Durch die Drehung der Trommel 4 wird das Waschgut 1 im Luftstrom 3 bewegt und zusätzlich geschüttelt, um ein gleichmäßiges Trocknungsergebnis zu gewährleisten. Zur Unterstützung dieses Bewegens und Schüttelns kann die Trommel 4 mit nicht dargestellten Mitnehmern versehen sein. Nach dem Durchströmen der Trommel 4 gelangt der Luftstrom 3 zu einem in dem ersten Kanalsystem 2 angeordneten Flusenfilter 12, wo Flusen, die der Luftstrom 3 dem Waschgut 1 entreißt, aufgefangen werden, um nachfolgende Bereiche des Kanalsystems 2, insbesondere den Heizer 6 oder den Kühler 7, nicht zu verstopfen.
Der Heizer 6 und der Kühler 7 gehören zu einer thermoelektrisch betreibbaren Wärmepumpeinrichtung mit einer Zentraleinheit 13, welche Peltier-Elemente 16, 22, 23, 24 (vgl. Fig. 5) als funktionell wesentliche Komponenten enthält, und mit diesen wärmeleitfähig verbundene warme Seite 14 und kalte Seite 15. Die warme Seite 14 bildet eine funktionell wesentliche Komponente des Heizers 6, ebenso die kalte Seite 15 eine funktionell wesentliche Komponente des Kühlers 7. Die Zentraleinheit 13 kann auch bezeichnet werden als thermoelektrischer Schaltblock 13, da sie aufgebaut ist aus den bereits erwähnten Peltier-Elementen 16, 22, 23, 24 sowie zusätzlichen Wärmeleitkomponenten, wie nachfolgend näher beschrieben wird.
Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen unterschiedliche Ansichten einer Wärmepumpeinrichtung zum Einsatz in der Vorrichtung gemäß Fig. 1. Die Ansicht gemäß Fig. 2 ist ein vertikaler Schnitt senkrecht zu einer Strömungsrichtung des Luftstroms 3; Fig. 3 eine Ansicht einer vertikal ausgerichteten Seite der Einrichtung; Fig. 4 eine Schrägansicht der Einrichtung. In der nachfolgenden Beschreibung wird auf die Figuren 2 bis 4 gemeinsam Bezug genommen.
Die Einrichtung umfasst zwei thermoelektrische Schaltblöcke 13, welche den - hier als Kanal für einen Teil des Luftstroms 3 dargestellten - Heizer 6 zwischen sich einschließen. Dazu sind die hier mit dem Buchstaben w bezeichneten warmen Seiten 14 einander zugewandt, die mit dem Buchstaben k bezeichneten kalten Seiten 15 sind dem Heizer 6 abgewandt. Jede der kalten Seiten k bildet mit einem zweiten Kanalsystem 18, durch welches ein zusätzliches Kühlmedium 19, insbesondere Luft, im Kreuzstrom zu dem Luftstrom 3 führbar ist, jeweils eine Hälfte des Kühlers 7, wobei diese beiden Hälften den Heizer 6 und die thermoelektrischen Schaltblöcke 13 zwischen sich einschließen. In den Heizer 6, die Hälften des Kühler 7 und die Hälften des zweiten Kanalsystem 18 ragen Wärmeleitrippen 17, um die Wärmeübergänge zwischen den verschiedenen Kanälen und den darin strömenden Fluiden zu verbessern. Jede Hälfte des Kühlers 7 bildet mit der zugeordneten Hälfte des zweiten Kanalsystems 18 eine Hälfte eines zusätzlichen Wärmetauschers, welche dazu dienen kann, zusätzliche Wärme aus dem Kühler 7 abzuführen und damit die Kühlwirkung zu erhöhen. Im einfachsten Fall ist das zweite Kanalsystem 18 offen und umfasst die notwendigen Kanäle sowie ein weiteres Gebläse, um Kühlluft aus der Umgebung der Vorrichtung zur Wärmepumpeinrichtung und von dort wieder in die Umgebung zu bringen.
Die Wärmepumpeinrichtung umfasst beide Zweige 8 und 9 (der Zweig 9 ist seinerseits geteilt) des Kanalsystems 2 in einer kompakten und von entsprechenden, parallel zueinander fließenden Teilen 20 und 21 des Luftstroms 3 durchströmbaren Einheit. Hinter dieser Einheit werden der erwärmte Teil 20 des Luftstroms 20 und der abgekühlte Teil 21 des Luftstroms 21 wieder miteinander vereinigt - versteht sich nach Abtrennung des in dem abgekühlten Luftstrom 21 angefallenen Kondensat, wie in Fig. 1 angedeutet.
Fig. 5 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen thermoelektrischen Schaltblock 13.
Funktionell wesentliche Komponenten des Schaltblocks 13 sind in erster Linie Peltier-Elemente 16, 22, 23, 24, welche sich beim Durchfluss eines Stromes an einem Ende erwärmen und an einem anderen Ende abkühlen. Der entsprechend physikalische Effekt wird als "Peltier-Effekt" oder "thermoelektrischer Effekt" bezeichnet. Ein Peltier-Element 16, 22, 23, 24 besteht aus einer Vielzahl von quader- oder säulenförmigen Halbelementen 16, welche jeweils aus einem von zwei Werkstoffen bestehen, die in Fig. 5 durch die Buchstaben n und p gekennzeichnet sind. Als Werkstoff kommen insbesondere Wismut-Tellurid, Antimon-Tellurid und Wismut-Selenid in Frage, jeweils in n-leitend (n) oder p-leitend dotierter Form. Jedes Halbelement 16 ist an zwei einander gegenüberliegenden Seiten jeweils an eine Leiterplättchen 22 (oder eine auf diesem befindliche Leiterbahn) gelötet, wobei ein Leiterplättchen 22 jeweils mit zwei Halbelementen 16 aus verschiedenen Werkstoffen n oder p verbunden ist. Die Anordnung ist im vorliegend dargestellten Beispiel dergestalt, dass die Halbelemente 16 alle in Reihe geschaltet sind, und sich zu beiden entsprechenden Seiten der Mehrzahl von Halbelementen 16 eine Anordnung von Leiterplättchen 22 ergibt, welche insgesamt in einer Ebene angeordnet sind. Die Leiterplättchen 22 sind zu beiden Seiten der Halbelemente 16 über einen Haftverbinder 23 mit einer Keramikplatte 24 verbunden, und in dieser Form als "Peltier-Elemente" vorgefertigt am Markt verfügbar. In der vorliegend dargestellten Anordnung sind die Keramikplatten 23 ihrerseits über eine Wärmeleitpaste oder Wärmeleitfolie 25 mit einer Wärmeleitplatte 14 oder 15 verbunden; die Wärmeleitplatte 14 bildet dabei die warme Seite 14, die Wärmeleitplatte 15 die kalte Seite 15 der Wärmepumpeinrichtung. Es sei darauf hingewiesen, dass die in Fig. 5 gezeigte Anordnung nur als Beispiel zu verstehen ist.

Bezugszeichenliste

1: Waschgut
2: Erstes Kanalsystem
3: Luftstrom
4: Behandlungskammer, Trommel
5: Gebläse
6: Heizer
7: Kühler
8: Erster Zweig
9: Zweiter Zweig
10: Abscheider
11: Achse der Trommel
12: Flusensieb
13: Wärmepumpeinrichtung, Zentraleinheit, thermoelektrischer Schaltblock
14: Warme Seite, Wärmeleitplatte
15: Kalte Seite, Wärmeleitplatte
16: Peltier-Element, Halbelement
17: Wärmeleitrippe
18: Zweites Kanalsystem
19: Zusätzliches Kühlmedium
20: Erster Teil (erwärmt) des Luftstroms
21: Zweiter Teil (abgekühlt) des Luftstroms
22: Leiterplättchen, Peltier-Element
23: Haftverbinder, Peltier-Element
24: Keramikplatte, Peltier-Element
25: Wärmeleitpaste oder Wärmeleitfolie

Claims

Vorrichtung zum Beaufschlagen von Waschgut (1) mit einem Luftstrom (3), umfassend ein im wesentlichen geschlossenes erstes Kanalsystem (2) zur zwangsweisen Führung des Luftstroms (3), in welchem ersten Kanalsystem (2) eine Behandlungskammer (4) zum Aufnehmen des Waschguts (1), ein Gebläse (5) zum Antreiben des Luftstroms (3), ein Heizer (6) zum Erwärmen des Luftstroms (3) vor dem Beaufschlagen des Waschguts (1) und ein Kühler (7) zum Abkühlen des Luftstroms (3) nach dem Beaufschlagen des Waschguts (1) angeordnet sind, wobei das erste Kanalsystem (2) außerhalb der Behandlungskammer (4) und des Gebläses (5) zwei parallel zueinander verbundene Zweige (8, 9) aufweist, welche von entsprechenden Teilen (20, 21) des Luftstroms (3) parallel durchströmbar sind, wobei der Heizer (6) in einem ersten Zweig (8) und der Kühler (7) in einem zweiten Zweig (9) dieser Zweige (8, 9) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Heizer (6) und der Kühler (7) zu einer Wärmepumpeinrichtung (6, 7, 13, 14, 15) gehören.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der zweite Zweig (9) abströmseitig des Kühlers (7) einen Abscheider (10) zur Abscheidung von Feuchtigkeit aus dem entsprechenden Teil (21) des Luftstroms (3) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, bei der die Behandlungskammer (4) drehbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, bei der die Wärmepumpeinrichtung (6, 7, 13, 14, 15) thermoelektrisch betreibbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Wärmepumpeinrichtung (6, 7, 13, 14, 15) mindestens einen thermoelektrischen Schaltblock (13) mit einer warmen Seite (14) und einer kalten Seite (15) aufweist, wobei die kalte Seite (15) in den Kühler (7) und die warme Seite (14) in den Heizer (6) integriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Schaltblock (13) eine Vielzahl von eben nebeneinander und zwischen zwei Wärmeleitplatten (14, 15) angeordneten Peltier-. Elementen (16, 22, 23, 24) aufweist, wobei die kalte Seite (15) und die warme Seite (14) von jeweils einer Wärmeleitplatte (14, 15) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, bei der die kalte Seite (15) und die warme Seite (14) jeweils Wärmeleitrippen (17) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der der Kühler (7) zusätzlich als Wärmetauscher (7) für ein zusätzliches Kühlmedium (19) ausgebildet und mit einem zweiten Kanalsystem (18) zur Führung des zusätzlichen Kühlmediums (19) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der als zusätzliches Kühlmedium (19) Luft vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei der die Wärmepumpeinrichtung (6, 7, 13, 14, 15) zwei thermoelektrische Schaltblöcke (13) aufweist und bei der der Kühler (7) zwei parallel zueinander verbundene Hälften (7) aufweist, wobei die warme Seite (14) jedes Schaltblocks (13) in den Heizer (6), und wobei die kalte Seite (15) jedes Schaltblocks (13) in eine der Hälften (7) integriert ist.
Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, welche als Haushalt-Wäschtrockner ausgebildet ist.
Verfahren zum Beaufschlagen von Waschgut (1) mit einem Luftstrom (3), welcher in einem im wesentlichen geschlossenen ersten Kanalsystem (2) zwangsweise geführt wird, in welchem ersten Kanalsystem (2) eine Behandlungskammer (4) zum Aufnehmen des Waschguts (1), ein Gebläse (5) zum Antreiben des Luftstroms (3), ein Heizer (6) zum Erwärmen des Luftstroms (3) vor dem Beaufschlagen des Waschguts (1) und ein Kühler (7) zum Abkühlen des Luftstroms (3) nach dem Beaufschlagen des Waschguts (1) angeordnet sind, wobei der Luftstrom (3) außerhalb der Behandlungskammer (4) und des Gebläses (5) in zwei parallel zueinander geführte Teile (20, 21) aufgeteilt wird, von denen ein erster Teil (20) den Heizer (6) und von denen zweiter Teil (21) den küchler (7) durchströmt, wonach die Teile (20, 21) wieder miteinander vereinigt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Heizer (6) und der Kühler (7) zu einer Wärmepumpeinrichtung (6, 7, 13, 14, 15) gehören, welche Wärme von dem Kühler (7) zu dem Heizer (6) pumpt.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Luftstrom (3) nach dem Wiedervereinigen der Teile (20, 21) zu dem Gebläse (5), und von dem Gebläse (5) zur Behandlungskammer (4) getangt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 und 13, bei dem aus dem zweiten Teil (21) kondensierte Feuchtigkeit abgeschieden wird, bevor er mit dem ersten Teil (20) wieder vereinigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 92 bis 14, bei dem in dem Kühler (7) zumindest zeitweise ein zusätzlicher Wärmeaustausch zwischen dem zweiten Teil (21) und einem zusätzlichen Kühlmedium (19) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem das Waschgut (1) getrocknet wird.