EP2140061B1

EP2140061B1 - Kondensationstrockner und verfahren zum betreiben eines kondensationstrockners

Info

Publication number: EP2140061B1
Application number: EP08717322A
Authority: EP
Inventors: Günter Steffens; Iñigo BERAZALUCE MINONDO
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2008-03-03
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2028-03-03
Also published as: WO2008116726A3; DE502008001832D1; WO2008116726A2; EP2140061A2; ATE488634T1; DE102007013997A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensationstrockner mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkreis, dem eine Heizung zur Erwärmung der Prozessluft zugeordnet ist, mit einem ersten Gebläse, mit welchem die erwärmte Prozessluft über die zu trocknenden Gegenstände führbar ist, einem Wärmepumpkreis mit einem Verdampfer, einem Kompressor und einem Verflüssiger. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kondensationstrockners.
Ein Wäschetrockner, dessen Funktionsweise auf der Kondensation der mittels warmer Prozessluft verdampften Feuchtigkeit der Wäsche aus der von der Wäsche abgeführten Prozessluft beruht - ein so genannter Kondensationstrockner -, benötigt keinen Schlauch zur Abführung der mit Feuchtigkeit beladenen Prozessluft und ist sehr beliebt, weil er in einem in einer Wohnung liegenden Bad oder einer Waschküche eines größeren Wohnkomplexes verwendet werden kann. Dies gilt sowohl für einen speziell zum Trocknen von Wäsche bestimmten Wäschetrockner als auch für einen so genannten Waschtrockner, nämlich ein Gerät, das Wäsche sowohl waschen als auch trocknen kann. Jedwede nachfolgende Bezugnahme auf einen "Wäschetrockner" oder "Kondensationstrockner" gilt daher sowohl einem nur zum Trocknen als auch einem gleichermaßen zum Waschen und Trocknen bestimmten Gerät.
In einem Kondensationstrockner wird Luft (so genannte Prozessluft) durch ein Gebläse über eine Heizung in eine feuchte Wäschestücke enthaltende Trommel als Trocknungskammer geleitet. Die heiße Luft nimmt Feuchtigkeit aus den zu trocknenden Wäschestücken auf. Nach Durchgang durch die Trommel wird die nun feuchte Prozessluft in einen Wärmetauscher geleitet, dem in der Regel ein Flusenfilter vorgeschaltet ist.
Im Wärmetauscher wird die feuchte Prozessluft abgekühlt, beispielsweise durch einen separat geführten Kühlluftstrom, so dass die in der Prozessluft enthaltene Feuchtigkeit als Wasser kondensiert. Das kondensierte Wasser wird anschließend im Allgemeinen in einem geeigneten Behälter zur späteren Entsorgung gesammelt, und die abgekühlte und getrocknete Luft erneut der Heizung und anschließend der Trommel zugeführt.
Bei einem mit einer Wärmepumpe ausgestatteten Kondensationstrockner erfolgt die Kühlung der warmen, mit Feuchtigkeit beladenen Prozessluft im Wesentlichen in einem ersten Wärmetauscher der Wärmepumpe, insbesondere einem Verdampfer, wo die übertragene Wärme zur Verdampfung eines in der Wärmepumpe eingesetzten Kältemittels verwendet wird. Solches aufgrund der Erwärmung verdampftes Kältemittel wird über einen Kompressor einem zweiten Wärmetauscher, im gegebenen Fall und nachfolgend auch "Verflüssiger" genannt, der Wärmepumpe zugeführt, wo aufgrund der Kondensation des gasförmigen Kältemittels Wärme freigesetzt wird, die wiederum zum Aufheizen der Prozessluft vor Eintritt in die Trommel verwendet wird, wobei die Heizung ganz oder teilweise ersetzt wird. Das verflüssigte Kältemittel gelangt durch eine Drossel, welche seinen Druck herabsetzt, zurück zum Verdampfer, um dort unter erneutem Aufnehmen von Wärme aus der Prozessluft zu verdampfen. Als gängige Wärmepumpen kommen Kompressor-Aggregate wie vorstehend beschrieben zur Anwendung. Diese arbeiten in der Regel optimal in einem bestimmten Temperaturbereich. Bei der Anwendung einer Kompressor-Wärmepumpe im Kondensationstrockner können relativ hohe Temperaturen im Verflüssiger auftreten, die prozessbedingt dazu führen, dass der Kompressor abgeschaltet werden muss und/oder sich der Wirkungsgrad der Wärmepumpe verschlechtert. Dies wird noch verstärkt, wenn der Kompressor durch eine zusätzliche, an sich herkömmliche Heizung im Prozessluftkreis unterstützt wird, um eine schnellere und/oder höhere Aufheizung der Prozessluft und damit kürzere Trocknungszeiten zu erreichen.
Aus der EP 1 209 277 B1 ist ein Wäschetrockner mit einer Wärmepumpe bekannt, bei dem zum Antrieb einer Trommel des Wäschetrockners ein Motor verwendet wird, mit welchem Motor auch ein erster Ventilator verbunden ist, der eine Trockenluft zirkuliert, und ein zweiter Ventilator verbunden ist, der einen Kompressor der Wärmepumpe kühlen soll.
Aus der DE 44 09 607 A1 ist ein Wäschetrockner mit einer Wärmepumpe bekannt, bei dem an einem ersten Abschnitt der Kältemittelleitung zwischen Kompressor und Verflüssiger oder an einem zweiten Abschnitt der Kältemittelleitung zwischen Verflüssiger und Drossel Kühlrippen angeordnet sind, welche mit einem von einem Kühlluftgebläse erzeugter Kühlluft beaufschlagt werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kondensationstrockner und ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kondensationstrockners zu schaffen, bei welchem bzw. mit welchem der Wirkungsgrad der Wärmepumpe des Kondensationstrockners verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch Kondensationstrockner und Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Die Erfindung betrifft einen Kondensationstrockner mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einen Prozessluftkreis, dem eine Heizung zur Erwärmung der Prozessluft zugeordnet ist, mit einem ersten Gebläse, mit welchem die erwärmte Prozessluft über die zu trocknenden Gegenstände führbar ist, und einem Wärmepumpenkreis mit einem Verdampfer, einem Kompressor und einem Verflüssiger. Die Trocknungskammer ist drehbar angeordnet und über zumindest eine Rolle gelagert. Ein weiteres Gebläse, welches zur Kühlung des Kompressors ausgebildet und im Kondensationstrockner angeordnet ist, ist mit der Rolle der Trocknungskammer gekoppelt und über diese Kopplung abhängig von der Bewegung der Rolle antreibbar.
Durch diese Ausgestaltung ist ein relativ einfaches und aufwandsarmes Antreiben des weiteren Gebläses ermöglicht, wodurch auch ein zuverlässiges Erzeugen eines Kühlluftstroms für den Kompressor gewährleistet werden kann. Dadurch kann ein Überhitzen des Kompressors verhindert und somit der Wirkungsgrad der Kompressor-Wärmepumpe in einem Hybridtrockner verbessert werden.
Es kann vorgesehen sein, dass das weitere Gebläse unmittelbar mit der Rolle verbunden ist bzw. an der Rolle anliegt und dadurch angetrieben wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das weitere Gebläse über einen Riemen mit der Rolle gekoppelt ist.
Beim erfindungsgemäßen Kondensationstrockner ist eine kostengünstige Realisierung möglich, da bereits vorhandene Ressourcen des Hybridkonzepts für weitere Funktionalitäten verwendet werden und dadurch ein effizientes Ausnutzen der vorhandenen Ressourcen ermöglicht wird.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Kondensationstrockners mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkreis, in dem sich eine Heizung zur Erwärmung der Prozessluft befindet und die erwärmte Prozessluft mittels eines ersten Gebläses über die zu trocknenden Gegenstände geführt wird, und einem Wärmepumpenkreis mit einem Verdampfer, einem Kompressor und einem Verflüssiger. Die Trocknungskammer ist rollengelagert, und ein weiteres, zur Kühlung des Kompressors ausgebildetes Gebläse wird durch ein Koppeln mit der Rollenlagerung angetrieben. Auch durch dieses Verfahren werden die genannten Vorteile erzielt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kondensationstrockners entsprechen vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verfahren und umgekehrt, auch dann, wenn vorliegend nicht explizit darauf hingewiesen ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine vertikale Schnittdarstellung durch einen Kondensationstrockner; und
Fig. 2: eine schematische Darstellung des Prozessluftkreises und des Wärmepumpenkreises für eine Ausführungsform des Kondensationstrockners.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist ein senkrecht geschnittener Kondensationstrockner 1 gezeigt, welcher nachfolgend als Trockner 1 bezeichnet wird. Der dargestellte Trockner 1 weist eine um eine horizontale Achse drehbare Trommel 3 auf, welche die Trocknungskammer 3 ist. Innerhalb der Trommel 3 sind Mitnehmer 4 zur Bewegung von Wäsche, während die Trommel 3 sich dreht, befestigt. Prozessluft wird mittels eines ersten Gebläses 19 über eine Heizung 18 durch die Trommel 3, einen Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 sowie eine Wärmepumpe 13, 14, 15 in einem Luftkanal 2 im geschlossenen Kreis 2 geführt (Prozessluftkreis 2). Nach Durchgang durch die Trommel 3 wird die feuchte, warme Prozessluft abgekühlt und nach Kondensation der in der Prozessluft enthaltenen Feuchtigkeit wieder erwärmt.
Dabei wird von der Heizung 18, welche einstufig oder mehrstufig sein kann, erwärmte Luft von hinten, d. h. von der einer Trocknertür 5 gegenüberliegenden Seite der Trommel 3, durch deren gelochten Boden in die Trommel 3 geleitet. Von dort kommt diese Prozessluft mit der zu trocknenden Wäsche in Berührung und strömt durch die Befüllöffnung der Trommel 3 zu einem Flusensieb 6 innerhalb der die Befüllöffnung verschließenden Trocknertür 5. Anschließend wird der Luftstrom in der Trocknertür 5 nach unten umgelenkt und von dem Luftkanal 2 zum Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 geleitet. Dort kondensiert infolge einer ersten Abkühlung die von der Prozessluft aus den Wäschestücken aufgenommene Feuchtigkeit und wird in einem in Fig. 1 gestrichelt gezeichneten Kondensat-Behälter 21 aufgefangen, von dem aus sie entsorgt werden kann.
Anschließend wird die etwas abgekühlte Prozessluft zu einem Verdampfer 13 der Wärmepumpe 13, 14, 15 geführt, wo ihr weiter Wärme entzogen und dabei weitere Feuchtigkeit auskondensiert, und entsprechendes Kondensat dem Kondensat-Behälter 21 zugeführt, wird. Das dabei im Verdampfer 13 verdampfte Kältemittel wird über einen Kompressor 14 zu einem Verflüssiger 15 geleitet. Im Verflüssiger 15 verflüssigt sich das komprimierte Kältemittel unter Wärmeabgabe an die Prozessluft. Das nun in flüssiger Form vorliegende Kältemittel wird anschließend zu einem Drosselventil 17 geführt und über dieses wieder zum Verdampfer 13 geleitet, wodurch der Kältemittelkreis geschlossen ist.
Die Kühlluft wird der Raumluft entnommen und nach Durchgang durch den Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 wieder der Raumluft zugeführt. Die Luftzirkulation durch den Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 wird durch ein zweites Gebläse 20 erzeugt.
Die Trommel 3 ist in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform am hinteren Boden mittels eines Drehlagers und vorne mittels eines Lagerschilds 7 gelagert, wobei die Trommel 3 mit einer Krempe auf einem Gleitstreifen 8 am Lagerschild 7 aufliegt und so am vorderen Ende gehalten wird. Die Steuerung des Kondensationstrockners erfolgt über eine Steuereinrichtung 10, die vom Benutzer über eine Bedieneinheit 9 geregelt werden kann.
Darüber hinaus ist in Fig. 1 dargestellt, dass die Trommel 3 zumindest im unteren Bereich auf Rollen 16 gelagert ist, welche einem Rollenlager zugeordnet sind.
Das zweite Gebläse 20 ist so angeordnet, dass ein von dem Gebläse 20 erzeugter Kühlluftstrom sowohl für den Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 als auch für den Kompressor 14 verwendbar ist und somit eine Kühlung des Luft-Luft-Wärmetauschers 11, 12 als auch des Kompressors 14 gewährleistet ist.
Dem zweiten Gebläse 20 sind dazu ein Ansaugtrakt 22 sowie ein Ausblastrakt 23 bzw. Auslasstrakt 23 zugeordnet. Wie in den weiteren Figuren näher erläutert wird, können der Ansaugtrakt 22 und/oder der Auslasstrakt 23 individuell gestaltet werden, um eine derartig vielkomponentige Kühlung mit dem zweiten Gebläse 20 erreichen zu können.
Der Übersichtlichkeit dienend ist in Fig. 1 die konkrete Ausgestaltung im Hinblick auf diese vielkomponentige Kühlung nicht näher eingezeichnet und wird anhand der nachfolgenden Figur 2 näher erläutert.
In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung des Prozessluftkreises 2 und des Wärmepumpenkreises 13, 14, 15 für eine Ausführungsform des Trockners 1 gezeigt. Neben dem ersten Gebläse 19 umfasst dieser Trockner 1 zumindest ein weiteres Gebläse 29, welches benachbart zum Kompressor 14 angeordnet ist und zur Kühlung des Kompressors 14 vorgesehen ist. Dieses weitere Gebläse 29 ist zum Antrieb mit der Rollenlagerung, umfassend die Rollen 16, der Trommel 3, gekoppelt. Es kann vorgesehen sein, dass dieses weitere Gebläse 29 unmittelbar an einer der Rollen 16 anliegt und dadurch durch die Bewegung der Rolle 16 angetrieben wird. In der gezeigten Ausführung ist vorgesehen, dass das weitere Gebläse 29 über einen Riemen 30 mit der Rolle 16 zum Antrieb gekoppelt ist.
Wie in Fig. 2 dargestellt, umfasst der Trockner 1 als vorteilhafte Weiterbildung auch den Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 sowie das zweite Gebläse 20. Dies ist bei der Ausgestaltung des Trockners 1 gemäß Fig. 5, jedoch nur optional, dennoch vorteilhaft. Das weitere Gebläse 29 stellt bei einer derartigen Ausführung dann quasi ein drittes Gebläse 29 dar.

Claims

Kondensationstrockner mit einer Trocknungskammer (3) für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkreis (2), dem eine Heizung (18) zur Erwärmung der Prozessluft zugeordnet ist, mit einem ersten Gebläse (19), mit welchem die erwärmte Prozessluft über die zu trocknenden Gegenstände führbar ist, und einem Wärmepumpenkreis (13, 14, 15) mit einem Verdampfer (13), einem Kompressor (14) und einem Verflüssiger (15), dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungskammer (3) auf zumindest einer Rolle (16) gelagert ist und ein weiteres, zur Kühlung des Kompressors (14) ausgebildetes Gebläse (29) zum Antrieb mit der Rolle (16) gekoppelt ist.
Kondensationstrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdas weitere Gebläse (29) mit einem Riemen (30) mit der Rolle (16) gekoppelt ist.
Verfahren zum Betreiben eines Kondensationstrockners (1) mit einer Trocknungskammer (3) für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkreis (2), in dem sich eine Heizung (18) zur Erwärmung der Prozessluft befindet und die erwärmte Prozessluft mittels eines ersten Gebläses (19) über die zu trocknenden Gegenstände geführt wird, und einem Wärmepumpenkreis (13, 14,15) mit einem Vierdampfer (13), einem Kompressor(14) und einem Verflüssiger (15), dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungskammer (3) auf zumindest einer Rolle (16) gelagert ist und mit einem mittels eines weiteren Gebläses (29) erzeugbaren Kühlluftstrom der Kompressor (14) gekühlt wird, und das weitere Gebläse (29) mittels der Rolle (16) angetrieben wird.