EP2072661A1 - Wäschetrocknungsgerät mit einem Hubmagneten - Google Patents

Wäschetrocknungsgerät mit einem Hubmagneten Download PDF

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EP2072661A1
EP2072661A1 EP08106007A EP08106007A EP2072661A1 EP 2072661 A1 EP2072661 A1 EP 2072661A1 EP 08106007 A EP08106007 A EP 08106007A EP 08106007 A EP08106007 A EP 08106007A EP 2072661 A1 EP2072661 A1 EP 2072661A1
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EP
European Patent Office
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solenoid
heat pump
laundry drying
limit temperature
magnets
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EP08106007A
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Piotr Gorny
Guido Sattler
Günter Steffens
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F58/00—Domestic laundry dryers
    • D06F58/20—General details of domestic laundry dryers 
    • D06F58/22—Lint collecting arrangements
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F25/00—Washing machines with receptacles, e.g. perforated, having a rotary movement, e.g. oscillatory movement, the receptacle serving both for washing and for centrifugally separating water from the laundry and having further drying means, e.g. using hot air 
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F58/00—Domestic laundry dryers
    • D06F58/30—Drying processes 

Definitions

  • the invention relates to a household appliance designed as a laundry drying appliance with a lifting magnet, in particular a heat pump drier.
  • Laundry dryers of interest herein are described in the documents WO 2008/119611 A1 . WO 2007/093461 A1 . WO 2007/093467 A1 , and also WO 2007/093468 A1 ,
  • Each of these clothes drying apparatus has a heat pump having a component loaded with dirt in the form of lint incurred in a laundry drying operation.
  • This component is the heat sink where the heat pump receives heat from your passing process air stream.
  • a cleaning device is provided which regularly cleans the loaded component or the region of the heat pump in which this component is arranged with the aid of rinsing liquid.
  • the feeding of the rinsing liquid takes place by means of a correspondingly provided channel with the aid of a rinsing valve which can be opened at a given time as well as further components, each described in detail.
  • Solenoids are often used as a drive to activate switching operations.
  • solenoids can be used which has only a limited duty cycle (eg of 10%).
  • Exceeding the permissible duty cycle, z. B. in case of faulty control, can lead to the destruction of the solenoid, which may not meet safety requirements under certain circumstances.
  • an elaborate safety circuit so-called "functional safety”
  • a temperature protector in the lifting magnet coil can hitherto be used.
  • these solutions are relatively complex and expensive.
  • an introduction of a protector in the coil u. U. meaning a significant overhead, since this is not usually provided in a manufacturing facility.
  • Household appliance designed as a laundry drying appliance comprises a heat pump with a lifting magnet, wherein a flushing valve of the heat pump can be switched by means of the lifting magnet.
  • the solenoid and a PTC thermistor with non-linear resistance curve are connected in series, the PTC thermistor is heated by a current flow and is high impedance when exceeding a predetermined limit temperature and wherein the limit temperature is set so that it reaches before exceeding an allowable duty cycle of the solenoid becomes. Due to the fact that the PTC resistor can heat up due to the current flow and becomes highly resistive when the limit temperature is exceeded, the current is limited to an uncritical value for the solenoid.
  • the heat pump has a heat source, which serves to heat a process air stream for the drying process, and a heat sink, which serves to cool the process air stream.
  • heat that receives the heat pump in the heat sink pumped to the heat source and there, at elevated temperature, discharged again. Details of the design of a heat pump will become apparent from the documents cited above, to which reference is hereby made in full.
  • the invention is not necessarily limited to a particular function of the purge valve. Of particular interest in the present case, however, the application of the invention to a flush valve, which serves to supply a polluted by dirt area of the heat pump for the purpose of rinsing and disposal of such dirt a rinsing liquid.
  • the dirt can be lint, as it occurs in the region of the heat sink, where it comes to the condensation of moisture from an air stream laden with water vapor and lint, which flows around the heat sink, and downright due to the presence of moisture with the Glue heat sink.
  • the PTC thermistor By introducing the PTC thermistor the following advantages are achieved: it can be a cost-effective solenoid with reduced duty cycle can be used and can be dispensed with a complex safety circuit on the electronics. Also, a temperature protector in the Hubmagnetspule can be dispensed with.
  • the PTC resistor can be used, for example, as PTC resistor based on ceramics, z. With barium titanate, or polymer based, e.g. B. with soot particles filled plastic, be executed.
  • the limit temperature is set so that a regular activation of the solenoid heats the PTC resistor to a temperature below the limit temperature.
  • the dimensioning of the PTC resistor then takes place so that the inrush current and the working current of the solenoid in the required time interval can not make the PTC resistor high impedance.
  • a domestic appliance is preferred in which a regular activation takes place in a period of about 5-10 seconds.
  • the household appliance can be available as a washer-dryer or as a separate dryer.
  • FIG. 1 shows a clothes dryer 7 with a heat pump 8, wherein the heat pump 8 is equipped with a flush valve 9.
  • the purge valve 9 serves to release a channel through which a flue-loaded area of the heat pump 8, in particular the area in which the heat sink of the heat pump 8 is arranged, supply rinsing liquid for rinsing and removing the lint.
  • the heat pump 8 is presently shown only schematically, as it does not significantly depend on the internal structure for the present explanation. In any case, the heat pump 8 has a heat source, which in the present case serves for heating a process air stream for the drying process, and a heat sink, which serves for cooling the process air flow. In this case, heat, which receives the heat pump 8 in the heat sink, pumped to the heat source and there, at elevated temperature, discharged again.
  • the activation of the solenoid 4 only needs to be done for a period of about 5-10 s. Afterwards, break times of several minutes are planned. For cost and space optimization, a solenoid 4 will be used, which only a limited allowable duty cycle (ED) of z. B. has 10%. Exceeding the permissible duty cycle can lead to destruction of the solenoid 4, or safety requirements can not be met.
  • ED allowable duty cycle
  • the PTC resistor 5 has a non-linear resistance curve, in which typically below a predetermined limit temperature, an ohmic resistance is comparatively low and changes only slightly, while above the limit temperature of the PTC thermistor resistance is fast high impedance.
  • the PTC resistor 5 can be heated by means of a current flow through it.
  • the limit temperature is set so that it is reached before exceeding a permissible duty cycle of the solenoid, while with proper activation (inrush current and working current) of the solenoid from here about 5-10 seconds, the PTC thermistor is heated to a temperature below the limit temperature ,

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Abstract

Das Wäschetrocknungsgerät 7 weist eine Wärmepumpe 8 mit einem Hubmagneten 4 auf, wobei mittels des Hubmagneten 4 ein Spülventil 9 der Wärmepumpe 8 schaltbar ist, wobei der Hubmagnet 4 und ein Kaltleiterwiderstand 5 mit nichtlinearem Widerstandsverlauf in Reihe geschaltet sind, wobei der Kaltleiterwiderstand 5 mittels eines Stromflusses erwärmbar ist und bei einem Überschreiten einer vorbestimmten Grenztemperatur hochohmig wird und wobei die Grenztemperatur so eingestellt ist, dass sie vor Überschreiten einer zulässigen Einschaltdauer des Hubmagneten 4 erreicht wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein als Wäschetrocknungsgerät ausgestaltetes Hausgerät mit einem Hubmagneten, insbesondere einen Wärmepumpentrockner.
  • Wäschetrocknungsgeräte, die vorliegend von Interesse sind, sind beschrieben in den Dokumenten WO 2008/119611 A1 , WO 2007/093461 A1 , WO 2007/093467 A1 , sowie auch WO 2007/093468 A1 . Jedes dieser Wäschetrocknungsgeräte weist eine Wärmepumpe auf, die eine mit Schmutz in Form von Flusen, die bei einem Wäschetrocknungsvorgang anfallen, belastete Komponente aufweist. Diese Komponente ist die Wärmesenke, an welcher die Wärmepumpe Wärme aus deinem vorbeiströmenden Prozessluftstrom aufnimmt. Dort schlagen sich feinteilige Flusen nieder, die regelmäßig entfernt werden müssen. Dazu ist jeweils eine Reinigungsvorrichtung vorhanden, welche die belastete Komponente bzw. den Bereich der Wärmepumpe, in welchem diese Komponente angeordnet ist, regelmäßig mit Hilfe von Spülflüssigkeit reinigt. Das Zuführen der Spülflüssigkeit erfolgt durch einen entsprechend vorgesehenen Kanal mit Hilfe eines zu gegebener Zeit zu öffnenden Spülventils sowie weiterer, jeweils detailliert beschriebener Komponenten.
  • Hubmagnete werden häufig als Antrieb zur Aktivierung von Schaltvorgängen eingesetzt. Zur Kosten- und Bauraumoptimierung können Hubmagnete verwendet werden, welche nur eine begrenzte Einschaltdauer (z. B. von 10%) aufweist. Eine Überschreitung der zulässigen Einschaltdauer, z. B. bei fehlerhafter Ansteuerung, kann zu einer Zerstörung des Hubmagneten führen, wodurch unter Umständen Sicherheitsanforderungen nicht eingehalten werden können. Zur Einhaltung der Sicherheitsbestimmungen können bisher eine aufwendige Sicherheitsschaltung (sog. "functional safety") oder ein Temperaturprotektor in der Hubmagnetspule verwendet werden. Jedoch sind diese Lösungen vergleichsweise aufwändig und teuer. So kann eine Einbringung eines Protektors in die Spule u. U. einen erheblichen Mehraufwand bedeuten, da dies in der Regel nicht in einer Fertigungseinrichtung vorgesehen ist.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine preiswerte und zuverlässige Möglichkeit zum Schutz eines Hubmagneten vor einer übermäßigen Stromzufuhr bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wir durch ein Wäschetrocknungsgerät nach dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere den abhängigen Patentansprüchen entnehmbar.
  • Das als Wäschetrocknungsgerät ausgestaltete Hausgerät umfasst eine Wärmepumpe mit einem Hubmagneten, wobei mittels des Hubmagneten ein Spülventil der Wärmepumpe schaltbar ist. Der Hubmagnet und ein Kaltleiter-Widerstand mit nichtlinearem Widerstandsverlauf sind in Reihe geschaltet, wobei der Kaltleiterwiderstand mittels eines Stromflusses erwärmbar ist und bei einem Überschreiten einer vorbestimmten Grenztemperatur hochohmig wird und wobei die Grenztemperatur so eingestellt ist, dass sie vor Überschreiten einer zulässigen Einschaltdauer des Hubmagneten erreicht wird. Dadurch, dass der Kaltleiterwiderstand sich durch den Stromfluss erwärmen kann und beim Überschreiten der Grenztemperatur hochohmig wird, wird der Strom auf ein für den Hubmagneten unkritisches Maß begrenzt.
  • Auf die Ausführung der Wärmepumpe kommt es im Rahmen der Erfindung nicht unbedingt an. Vorliegend verfügt die Wärmepumpe über eine Wärmequelle, die zum Aufheizen eines Prozessluftstroms für den Trocknungsprozess dient, und eine Wärmesenke, die zum Abkühlen des Prozessluftstroms dient. Dabei wird Wärme, die die Wärmepumpe in der Wärmesenke aufnimmt, zur Wärmequelle gepumpt und dort, bei erhöhter Temperatur, wieder abgegeben. Einzelheiten zur Ausführung einer Wärmepumpe ergeben sich aus den eingangs zitierten Dokumenten, auf welche hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.
  • Die Erfindung ist nicht unbedingt auf eine spezielle Funktion des Spülventils beschränkt. Von besonderem Interesse ist vorliegend allerdings die Anwendung der Erfindung an einem Spülventil, welches dazu dient, einem durch Schmutz belasteten Bereich der Wärmepumpe zwecks Abspülens und Entsorgen solchen Schmutzes eine Spülflüssigkeit zuzuführen. Bei dem Schmutz kann es sich um Flusen handeln, wie sie sich im Bereich der Wärmesenke, an welcher es zum Auskondensieren von Feuchtigkeit aus einem mit Wasserdampf und Flusen beladenen Luftstrom kommt, welcher die Wärmesenke umströmt, anfallen und aufgrund der Anwesenheit der Feuchtigkeit regelrecht mit der Wärmesenke verkleben.
  • Durch Einbringung des Kaltleiterwiderstands werden folgende Vorteile erreicht: es kann ein kostengünstiger Hubmagnet mit verminderter Einschaltdauer eingesetzt werden kann und auf eine aufwändige Sicherheitsschaltung auf der Elektronik verzichtet werden. Auch kann auch einen Temperaturprotektor in der Hubmagnetspule verzichtet werden.
  • Der Kaltleiterwiderstand kann beispielsweise als Kaltleiterwiderstand auf Keramikbasis, z. B. mit Bariumtitanat, oder auf Polymerbasis, z. B. mit rußpartikelbefülltem Kunststoff, ausgeführt sein.
  • Es ist zur einfachen und genauen Schaltung des Hubmagneten vorteilhaft, wenn der Hubmagnet zu seiner Ansteuerung mit einer elektronischen Steuerung verbunden ist.
  • Es ist auch vorteilhaft, wenn die Grenztemperatur so eingestellt ist, dass eine regelgerechte Aktivierung des Hubmagneten den Kaltleiterwiderstand auf eine Temperatur unter der Grenztemperatur erwärmt. In anderen Worten erfolgt die Dimensionierung des Kaltleiterwiderstands dann so, dass der Einschaltstromstoß und der Arbeitsstrom des Hubmagneten im erforderlichen Zeitintervall den Kaltleiterwiderstand nicht hochohmig werden lässt.
  • Es wird ferner ein Hausgerät bevorzugt, bei dem eine regelgerechte Aktivierung in einem Zeitraum von etwa 5-10 Sekunden erfolgt.
  • Das Hausgerät kann als Waschvolltrockner oder als separater Trockner vorliegen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung schematisch anhand eines Ausführungsbeispiels genauer dargestellt.
    • FIG 1
    zeigt ein Schaltbild zum Betrieb eines Hubmagneten in einem Wärmepumpentrockner.
  • FIG 1 zeigt ein Wäschetrocknungsgerät 7 mit einer Wärmepumpe 8, wobei die Wärmepumpe 8 mit einem Spülventil 9 ausgestattet ist. Das Spülventil 9 dient dazu, einen Kanal freizugeben, durch welchen einem mit Flusen belasteten Bereich der Wärmepumpe 8, insbesondere dem Bereich, in welchem die Wärmesenke der Wärmepumpe 8 angeordnet ist, Spülflüssigkeit zum Abspülen und Entfernen der Flusen zuzuführen. Die Wärmepumpe 8 ist vorliegend nur schematisch dargestellt, da es für die vorliegende Erläuterung auf ihren inneren Aufbau nicht wesentlich ankommt. Jedenfalls verfügt die Wärmepumpe 8 über eine Wärmequelle, die vorliegend zum Aufheizen eines Prozessluftstroms für den Trocknungsprozess dient, und eine Wärmesenke, die zum Abkühlen des Prozessluftstroms dient. Dabei wird Wärme, die die Wärmepumpe 8 in der Wärmesenke aufnimmt, zur Wärmequelle gepumpt und dort, bei erhöhter Temperatur, wieder abgegeben.
  • Zum Schalten des Spülventils 9 wird ein Hubmagnet 4 verwendet. Zur Betätigung des Hubmagneten 4 sind zwischen zwei Wechselstrom-Stromversorgungsanschlüssen 1,2 in Reihe geschaltet:
    1. (i) ein Schaltrelais 3 zum wahlweisen Öffnen und Schließen eines durch die Wechselstrom-Stromversorgungsanschlüsse 1,2 speisbaren zugehörigen Stromkreises,
    2. (ii) der stromgesteuerte Hubmagneten 4 und
    3. (iii) ein Kaltleiter- (PTC; "Positive Temperature Coefficient"-) Widerstand 5.
    Das Schaltrelais 3 wird mittels einer elektronischen Schaltung 6 aktiviert, welche einen Microcontroller aufweist. Der Hubmagnet 4 ist mechanisch mit dem Spülventil 9 zu dessen Öffnen und Schließen verbunden.
  • Die Aktivierung des Hubmagneten 4 braucht nur für einen Zeitraum von ca. 5-10 s erfolgen. Im Anschluss sind Pausenzeiten von mehreren Minuten vorgesehen. Zur Kosten- und Bauraumoptimierung wird ein Hubmagnet 4 verwendet werden, welcher nur eine begrenzte zulässige Einschaltdauer (ED) von z. B. 10% aufweist. Eine Überschreitung der zulässigen Einschaltdauer kann zu einer Zerstörung des Hubmagneten 4 führen, oder es können Sicherheitsanforderungen nicht eingehalten werden.
  • Der Kaltleiterwiderstand 5 weist einen nichtlinearem Widerstandsverlauf auf, bei dem typischerweise unterhalb einer vorbestimmtem Grenztemperatur ein ohmscher Widerstand vergleichsweise gering ist und sich auch nur wenig ändert, während oberhalb der Grenztemperatur der Kaltleiterwiderstand schnell hochohmig wird. Der Kaltleiterwiderstand 5 ist mittels eines Stromflusses durch ihn hindurch erwärmbar. Die Grenztemperatur ist so eingestellt, dass sie vor Überschreiten einer zulässigen Einschaltdauer des Hubmagneten erreicht wird, während bei regelgerechter Aktivierung (Einschaltstromstoss und Arbeitsstrom) des Hubmagneten von hier ca. 5-10 Sekunden der Kaltleiter-Widerstand nur auf eine Temperatur unterhalb der Grenztemperatur erwärmt wird.
  • Bei Schließen des Schaltrelais 3 fließt Strom durch den Stromkreis und lässt erstens den Hubmagneten 4 schalten und erwärmt zweitens den Kaltleiter-Widerstand 5. Bei regelgerechter bzw. ordnungsgemäßer Betätigung des Schaltrelais 3 bleibt der Kaltleiterwiderstand 5 niedrigohmig, wird die Grenztemperatur mittels der Ströme nicht erreicht. Bei einer Fehlfunktion kann es jedoch vorkommen, dass das Schaltrelais 3 länger schließt. Erreicht dann die Temperatur im Kaltleiterwiderstand 5 die Grenztemperatur, was vor Überschreiten einer zulässigen Einschaltdauer des Hubmagneten 4 geschieht, wird der Kaltleiterwiderstand 5 hochohmig und begrenzt den Stromfluss durch den Stromkreis, wodurch der Hubmagnet 4 vor einer Beschädigung geschützt wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wechselstrom-Stromversorgungsanschluss
    2
    Wechselstrom-Stromversorgungsanschluss
    3
    Schaltrelais
    4
    Hubmagnet
    5
    Kaltleiterwiderstand
    6
    elektronische Schaltung
    7
    Wäschetrocknungsgerät
    8
    Wärmepumpe
    9
    Spülventil

Claims (4)

  1. Wäschetrocknungsgerät (7), aufweisend eine Wärmepumpe (8) mit einem Hubmagneten (4), wobei mittels des Hubmagneten (4) ein Spülventil (9) der Wärmepumpe (8) schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubmagnet (4) und ein Kaltleiterwiderstand (5) mit nichtlinearem Widerstandsverlauf in Reihe geschaltet sind, wobei der Kaltleiterwiderstand (5) mittels eines Stromflusses erwärmbar ist und bei einem Überschreiten einer vorbestimmten Grenztemperatur hochohmig wird und wobei die Grenztemperatur so eingestellt ist, dass sie vor Überschreiten einer zulässigen Einschaltdauer des Hubmagneten (4) erreicht wird.
  2. Wäschetrocknungsgerät (7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubmagnet (4) zu seiner Ansteuerung mit einer elektronischen Steuerung (6) verbunden ist.
  3. Wäschetrocknungsgerät (7) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenztemperatur so eingestellt ist, dass eine regelgerechte Aktivierung des Hubmagneten (4) den Kaltleiterwiderstand (4) auf eine Temperatur unter der Grenztemperatur erwärmt.
  4. Wäschetrocknungsgerät (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine regelgerechte Aktivierung des Hubmagneten (4) in einem Zeitraum von etwa 5-10 Sekunden erfolgt.
EP08106007.1A 2007-12-21 2008-12-17 Wäschetrocknungsgerät mit einem Hubmagneten Active EP2072661B1 (de)

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