EP2744936B1 - Wäschetrocknungsgerät mit einer wärmepumpe umfassend einen antrieb sowie verfahren zu seinem betrieb - Google Patents

Wäschetrocknungsgerät mit einer wärmepumpe umfassend einen antrieb sowie verfahren zu seinem betrieb Download PDF

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EP2744936B1
EP2744936B1 EP20120743981 EP12743981A EP2744936B1 EP 2744936 B1 EP2744936 B1 EP 2744936B1 EP 20120743981 EP20120743981 EP 20120743981 EP 12743981 A EP12743981 A EP 12743981A EP 2744936 B1 EP2744936 B1 EP 2744936B1
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EP
European Patent Office
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thermoelectric generator
drive
heat pump
cooling device
tumble dryer
Prior art date
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EP20120743981
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EP2744936A1 (de
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Johannes EICHSTÄDT
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Hausgeraete GmbH
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    • 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
    • D06F58/20—General details of domestic laundry dryers 
    • 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
    • D06F58/20—General details of domestic laundry dryers 
    • D06F58/206—Heat pump arrangements

Definitions

  • the invention relates to a laundry drying apparatus having a heat pump comprising a drive and having at least one further functional element, wherein the at least one further functional element comprises a cooling device.
  • the invention further relates to a method for operating a laundry drying apparatus with a heat pump comprising a drive and at least one further functional element of the laundry drying apparatus in the form of a cooling device.
  • Laundry dryers equipped with heat pumps have a considerably reduced energy requirement for drying laundry.
  • a quasi-steady state is reached, in which the waste heat generated during operation of the compressor has to be dissipated in order to avoid overheating of the entire system.
  • a cooling air blower which cools the drive of the heat pump by means of supplied ambient air, wherein the resulting heated exhaust air subsequently escapes from the device.
  • Such a clothes dryer is in the DE 44 09 607 C2 described.
  • thermoelectric heat pump which can also be used as a thermoelectric generator for operating a further functional element, in particular an interior lighting, a sensor or a controller.
  • a laundry drying apparatus having a heat pump comprising a drive, and at least one further functional element wherein the laundry drying apparatus comprises a thermoelectric generator, a hot side of the thermoelectric generator is located on the drive and a supply output of the thermoelectric generator with the at least one further functional element of the Clothes drying machine is electrically connected.
  • the at least one further functional element comprises a cooling device.
  • thermoelectric generator uses this temperature difference to generate an electrical voltage, the so-called. Thermoelectric voltage.
  • the thermoelectric voltage can be used to operate the at least one further functional element.
  • the at least one functional element can be driven autonomously (i.e., without a provided external power supply (power supply, gas supply, etc.), which lowers the energy requirements of the laundry dryer.
  • the heat pump can be any heat pump which receives the energy required for its operation via a drive.
  • the drive can be a mechanical drive, for example a compressor in a heat pump, in which a cyclically vaporized and liquefied refrigerant circulates, or a drive of a Stirling heat pump.
  • a drive in the form of a thermal drive ie a heat source, in a Vuilleumier heat pump.
  • thermoelectric generator can in particular be based on the Seebeck effect (Seebeck generator).
  • the thermal voltage .DELTA.V can in particular be proportional to the temperature difference .DELTA.T.
  • the operation of a thermoelectric generator is basically known and need not be further elaborated here.
  • the laundry drying device may be in particular a household appliance.
  • the laundry drying apparatus may have a general receiving space for receiving laundry for drying thereof.
  • the receiving space may in particular be a laundry drum, in particular with a hollow cylindrical basic shape.
  • the laundry drum can be static or rotatable.
  • the clothes dryer may be a top loader or a front loader.
  • the tumble dryer can be a forced air tumble dryer or an exhaust air dryer.
  • the clothes dryer may be a tumble dryer or a washer-dryer.
  • thermoelectric generator may in particular be connected to an outside of the drive, e.g. soldered, glued thermally conductive and / or screwed.
  • the cold side may be connected to another article or area of the heat pump clothes dryer as the drive.
  • the at least one further functional element comprises a cooling device. This can prevent overheating of heat-sensitive components without an additional expenditure of energy.
  • the at least one functional element comprises a cooling device for cooling the drive.
  • the cooling device in particular the cooling device for cooling the drive, comprises a fan or fan.
  • the cooling device is adapted to cool a cold side of the thermoelectric generator. This reduces the temperature T 1 of the cold side, which in turn increase the temperature difference .DELTA.T and the thermal voltage .DELTA.V. This in turn increases the efficiency of the thermoelectric generator.
  • the cooling device is a fan, it is a development that the cooling device is adapted to blow a cold side of the thermoelectric generator.
  • thermoelectric generator is a plate-shaped generator whose one main side is its hot side and whose other main side is its cold side.
  • a thermoelectric generator is particularly compact and resistant.
  • Under a plate-shaped generator can be understood in particular a generator whose thickness significantly smaller than its width and length, in particular by at least an order of magnitude.
  • a main page may in particular be understood to mean a page whose extent is determined by the length and the width.
  • the plate-shaped generator can be flat or curved.
  • the plate-shaped thermoelectric generator is fixed with its warm side to the drive, in particular is attached flat. So a high performance can be achieved.
  • the cold side of the plate-shaped thermoelectric generator is a free surface.
  • the cold side is not connected to another component of the laundry dryer, but is adjacent to air.
  • the fan may be directed to the cold side of the plate-shaped thermoelectric generator. This provides the advantage that both the cold side and the drive can be cooled with a cooling air flow generated by the fan.
  • cold side cooling may occur. be achieved by a branch of a blown by the blower on the cold side auxiliary cooling air flow.
  • the cooling device is adapted to work only from a minimum thermal voltage.
  • a noise can be suppressed and a life of the cooling device, in particular a blower, be extended.
  • the drive is a compressor for a circulating in the heat pump refrigerant, wherein the heat pump in addition an evaporator for evaporating the refrigerant, a condenser for liquefying the refrigerant and a throttle, so a relaxation device (eg, a throttle valve or a capillary) for relaxing the refrigerant.
  • the evaporator in particular, with a process air duct for drying process air at a warmer point and the condenser with the process air duct at a colder point thermally coupled. Due to the fact that the evaporator is thermally coupled to the warmer point, heat is withdrawn from the process air duct or process air located there and transferred to the evaporator.
  • thermoelectric generator operates at least one further functional element of the laundry dryer in the form of a cooling device.
  • thermoelectric generator drives a fan to cool the compressor.
  • thermoelectric generator may be a plate-shaped generator whose one main side is its hot side and whose other main side is its cold side, and the thermoelectric generator with its hot side attached to the drive.
  • the figure shows a laundry drying device 1 in the form of a household circulating air dryer.
  • the laundry drying device 1 is designed as a front loader and has a rotatable laundry drum 2.
  • the laundry drum 2 is part of a closed process air circuit, together with a process air duct 3, which connects on the one hand to an input 4 of the laundry drum 2 and on the other hand at an output 5 of the laundry drum 2.
  • a process air duct 3 is a fan 6 to circulate process air L in the process air circuit 2, 3.
  • a heat pump 7 to 10, K has an evaporator 7, a drive 8 in the form of a compressor 8, a condenser 9 and a relaxation device in the form of a throttle valve 10. These elements of the heat pump 7 to 10 form a refrigerant K leading refrigeration cycle in this order.
  • the evaporator 7 serves as a heat exchanger and withdraws from the laundry drum 2 exiting, warm-moist process air L heat. By means of the heat pump 7 to 10, this heat is transferred to the condenser 9.
  • the evaporated refrigerant K is compressed by the compressor 8, thereby increasing its internal pressure and its temperature.
  • the compressed, still gaseous refrigerant K then passes to the condenser 9.
  • the process air L in turn condenses on the evaporator 7 and is performed as a colder, dry process air L through the blower 6 to the condenser 9.
  • the condenser 9 serves as a heat exchanger, but now from the condenser 9 heat, which happens by liquefaction of the refrigerant K due to the cooling by the colder process air L, is transferred to the process air L, so that the process air L as dry-warm Process air L is blown into the laundry drum 2.
  • the process air L heats the laundry W to be dried and absorbs moisture released therefrom.
  • the compressor 8 In an operation of the laundry drying apparatus 1, the compressor 8 generates in this embodiment, a waste heat of about 300 W and is thereby heated above average. As a result, the compressor 8 represents the hottest component of the laundry drying apparatus 1 at about 95 ° C., while the components surrounding it have a temperature of up to only 50 ° C.
  • the laundry drying apparatus 1 has a fan 11, the air flow of which can overflow the compressor 8 and thus cool it.
  • the blower 11 may suck in air from the laundry drying apparatus 1 or from an environment of the laundry drying apparatus 1, e.g. through air passage slots 12a in a housing wall 12 or by means of a cooling air duct, suck.
  • the thermal voltage .DELTA.V can in particular be proportional to the temperature difference .DELTA.T.
  • the thermoelectric generator 13 is here plate-shaped, wherein the cold side 14 and the hot side 15 correspond to a respective main page.
  • the hot side 15 of the thermoelectric generator 13 is attached directly or indirectly (eg via a thermally highly conductive intermediate material) flat to the compressor 8, for example by soldering, screwing, gluing, etc.
  • the cold side 14 is a free surface which is adjacent to air.
  • the blower 11 is arranged and arranged to also cool the cold side 14 of the thermoelectric generator 13.
  • both the cold side 14 of the thermoelectric generator 13 and the compressor 8 can be blown by the blower 11. This reduces the temperature T 1 of the cold side, which in turn increase the temperature difference .DELTA.T and the thermal voltage .DELTA.V.
  • thermoelectric generator 13 to which the thermoelectric voltage .DELTA.V or an associated quantity is present, is electrically connected to at least the blower 11 to supply it with electricity. Since the compressor 8 generates the waste heat of about 300 W, can at a typical efficiency of the thermoelectric generator 13 of 8% a fan with 24 W are operated.
  • low temperature difference .DELTA.T only a small thermal voltage .DELTA.V is generated, so that the fan 11 runs only slowly and thus produces a comparatively low cooling effect.
  • increasing temperature difference .DELTA.T also increases the cooling capacity of the blower 11. This cooling structure is therefore self-regulating and requires no external control or regulation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Detail Structures Of Washing Machines And Dryers (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Wäschetrocknungsgerät mit einer Wärmepumpe umfassend einen Antrieb und mit mindestens einem weiteren Funktionselement, wobei das mindestens eine weitere Funktionselement eine Kühleinrichtung umfasst.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Wäschetrocknungsgeräts mit einer Wärmepumpe umfassend einen Antrieb und mindestens ein weiteres Funktionselement des Wäschetrocknungsgeräts in Form einer Kühleinrichtung.
  • Ein solches Wäschetrocknungsgerät und ein solches Verfahren gehen hervor aus dem Dokument DE 44 09 607 C2 .
  • Mit Wärmepumpen ausgerüstete Wäschetrocknungsgeräte (Wäschetrockner, Waschtrockner usw.) weisen einen zur Trocknung von Wäsche erheblich gesenkten Energiebedarf auf. Im Prozessverlauf einer Trocknung wird nach einer anfänglichen Aufheizphase ein quasistationärer Zustand erreicht, in dem die bei einem Betrieb des Verdichters erzeugte Abwärme abgeführt werden muss, um eine zu starke Aufheizung des Gesamtsystems zu vermeiden. Dies geschieht zurzeit mittels eines Kühlluftgebläses, das den Antrieb der Wärmepumpe mittels zugeführter Umgebungsluft kühlt, wobei die dadurch erwärmte Abluft nachfolgend aus dem Gerät entweicht. Ein solches Wäschetrocknungsgerät ist in der DE 44 09 607 C2 beschrieben.
  • Die DE 10 2005 060 040 A1 offenbart einen Wäschetrockner mit einer thermoelektrischen Wärmepumpe, welche auch als thermoelektrischer Generator zum Betreiben eines weiteren Funktionselements, insbesondere einer Innenraumbeleuchtung, eines Sensors oder einer Steuerung, verwendet werden kann.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere ein Wärmepumpen-Wäschetrocknungsgerät mit einem noch niedrigeren Energiebedarf bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Patentansprüchen entnehmbar.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Wäschetrocknungsgerät mit einer Wärmepumpe umfassend einen Antrieb, und mindestens einem weiteren Funktionselement wobei das Wäschetrocknungsgerät einen thermoelektrischen Generator aufweist, eine Warmseite des thermoelektrischen Generators sich an dem Antrieb befindet und ein Versorgungsausgang des thermoelektrischen Generators mit dem mindestens einen weiteren Funktionselement des Wäschetrocknungsgeräts elektrisch verbunden ist.
  • Dabei umfasst das mindestens eine weitere Funktionselement eine Kühleinrichtung.
  • Dabei wird ausgenutzt, dass der Antrieb in seinem Umfeld typischerweise die heißeste Komponente des Wäschetrocknungsgerät darstellt, während ihn umgebende Komponenten eine zumindest im Mittel geringerer Temperatur aufweisen. So beträgt eine typische Temperatur des Antriebs ca. 95°C, während die ihn umgebenden Komponenten lediglich bis zu ca. 50°C warm werden. Der thermoelektrische Generator nutzt diese Temperaturdifferenz zum Erzeugen einer elektrischen Spannung, der sog. Thermospannung. Die Thermospannung kann zum Betreiben des mindestens einen weiteren Funktionselements verwendet werden. So kann das mindestens eine Funktionselement autonom (d.h., ohne eine bereitgestellte äußere Energieversorgung (Stromversorgung, Gasversorgung usw.) angetrieben werden, was den Energiebedarf des Wäschetrocknungsgeräts senkt.
  • Die Wärmepumpe kann grundsätzlich jede Wärmepumpe sein, die die zu ihrem Betrieb notwendige Energie über einen Antrieb erhält. Der Antrieb kann dabei ein mechanischer Antrieb sein, zum Beispiel ein Verdichter in einer Wärmepumpe, in der ein zyklisch verdampftes und verflüssigtes Kältemittel zirkuliert, oder ein Antrieb einer Stirling-Wärmepumpe. Denkbar ist auch ein Antrieb in Form eines thermischen Antriebs, also einer Wärmequelle, in einer Vuilleumier-Wärmepumpe.
  • Der thermoelektrische Generator kann insbesondere auf dem Seebeck-Effekt beruhen (Seebeck-Generator). Der thermoelektrische Generator nutzt eine Temperaturdifferenz ΔT = T2 - T1 einer Temperatur T1 einer kälteren Seite ("Kaltseite") und einer Temperatur T2 einer wärmeren Seite ("Warmseite") des thermoelektrischen Generators, um die Thermospannung ΔV zu erzeugen. Die Thermospannung ΔV kann insbesondere proportional zu der Temperaturdifferenz ΔT sein. Die Arbeitsweise eines thermoelektrischen Generators ist grundsätzlich bekannt und braucht hier nicht weiter ausgeführt zu werden.
  • Das Wäschetrocknungsgerät kann insbesondere ein Haushaltsgerät sein. Das Wäschetrocknungsgerät kann einen allgemeinen Aufnahmeraum zur Aufnahme von Wäsche für deren Trocknung aufweisen. Der Aufnahmeraum kann insbesondere eine Wäschetrommel sein, insbesondere mit einer hohlzylindrischen Grundform. Die Wäschetrommel kann statisch oder drehbar sein. Das Wäschetrocknungsgerät kann ein Toplader oder ein Frontlader sein. Das Wäschetrocknungsgerät kann ein Umluft-Wäschetrocknungsgerät oder ein Abluft-Wäschetrocknungsgerät sein. Das Wäschetrocknungsgerät kann ein Wäschetrockner oder ein Waschtrockner sein.
  • Die Warmseite des thermoelektrischen Generators kann insbesondere mit einer Außenseite des Antriebs verbunden sein, z.B. damit verlötet, thermisch leitfähig verklebt und/oder verschraubt. Die Kaltseite kann mit einem anderen Gegenstand oder Bereich des Wärmepumpen-Wäschetrocknungsgeräts als dem Antrieb verbunden sein.
  • Es ist eine bevorzugte Ausgestaltung, dass das mindestens eine weitere Funktionselement eine Kühleinrichtung umfasst. Dadurch kann eine Überhitzung wärmeempfindlicher Komponenten ohne einen zusätzlichen Energieaufwand verhindert werden.
  • Es ist speziell eine bevorzugte Ausgestaltung, dass das mindestens eine Funktionselement eine Kühleinrichtung zum Kühlen des Antriebs umfasst. Dadurch kann eine Überhitzung des Antriebs und damit eine verringerte Effektivität der Wärmepumpe ohne einen zusätzlichen Energieaufwand verhindert werden.
  • Es ist noch eine bevorzugte Ausgestaltung, dass die Kühleinrichtung, insbesondere die Kühleinrichtung zum Kühlen des Antriebs, ein Gebläse oder Lüfter umfasst.
  • Es ist noch eine bevorzugte Ausgestaltung, dass die Kühleinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Kaltseite des thermoelektrischen Generators zu kühlen. Dadurch verringert sich die Temperatur T1 der Kaltseite, wodurch sich wiederum die Temperaturdifferenz ΔT und die Thermospannung ΔV vergrößern. Dies wiederum erhöht einen Wirkungsgrad des thermoelektrischen Generators. Für den Fall, dass die Kühleinrichtung ein Gebläse ist, ist es eine Weiterbildung, dass die Kühleinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Kaltseite des thermoelektrischen Generators anzublasen.
  • Es ist außerdem eine bevorzugte Ausgestaltung, dass der thermoelektrische Generator ein plattenförmiger Generator ist, dessen eine Hauptseite seine Warmseite darstellt und dessen andere Hauptseite seine Kaltseite darstellt. Ein solcher thermoelektrischer Generator ist besonders kompakt und widerstandsfähig. Unter einem plattenförmigen Generator kann insbesondere ein Generator verstanden werden, dessen Dicke signifikant kleiner ist als seine Breite und seine Länge, insbesondere um mindestens eine Größenordnung. Unter einer Hauptseite kann insbesondere eine Seite verstanden werden, deren Ausdehnung durch die Länge und die Breite bestimmt wird. Der plattenförmige Generator kann plan oder gekrümmt sein.
  • Es ist ferner eine bevorzugte Ausgestaltung, dass der plattenförmige thermoelektrische Generator mit seiner Warmseite an dem Antrieb befestigt ist, insbesondere flächig befestigt ist. So kann eine hohe Leistung erreicht werden.
  • Es ist eine bevorzugte Weiterbildung, dass die Kaltseite des plattenförmigen thermoelektrischen Generators eine freie Oberfläche darstellt. In anderen Worten ist die Kaltseite nicht mit einer anderen Komponente des Wäschetrocknungsgeräts verbunden, sondern grenzt an Luft.
  • Falls die Kühleinrichtung ein Gebläse ist, kann das Gebläse auf die Kaltseite des plattenförmigen thermoelektrischen Generators gerichtet sein. Dies ergibt den Vorteil, dass mit einem von dem Gebläse erzeugten Kühlluftstrom sowohl die Kaltseite als auch der Antrieb gekühlt werden können.
  • Alternativ, falls sich z.B. die Kaltseite in einiger Entfernung von der Warmseite befindet (der thermoelektrische Generator also z.B. nicht plattenförmig ist), kann eine Kühlung der Kaltseite z.B. durch eine Abzweigung eines mittels des Gebläses auf die Kaltseite geblasenen Neben-Kühlluftstroms erreicht werden.
  • Es ist ferner eine bevorzugte Ausgestaltung, dass die Kühleinrichtung dazu eingerichtet ist, erst ab einer Mindest-Thermospannung zu arbeiten. So kann eine Geräuschentwicklung unterdrückt und eine Lebensdauer der Kühleinrichtung, insbesondere eines Gebläses, verlängert werden.
  • Es ist außerdem eine bevorzugte Ausgestaltung, dass der Antrieb ein Verdichter für ein in der Wärmepumpe zirkulierendes Kältemittel ist, wobei die Wärmepumpe zusätzlich einen Verdampfer zum Verdampfen des Kältemittels, einen Verflüssiger zum Verflüssigen des Kältemittels und eine Drossel, also eine Entspannungseinrichtung (z.B. ein Drosselventil oder eine Kapillare) zum Entspannen des Kältemittels umfasst. Dabei ist der Verdampfer insbesondere mit einem Prozessluftkanal für zum Trocknen dienende Prozessluft an einer wärmeren Stelle und der Verflüssiger mit dem Prozessluftkanal an einer kälteren Stelle thermisch gekoppelt. Dadurch, dass der Verdampfer mit der wärmeren Stelle thermisch gekoppelt ist, wird dem Prozessluftkanal oder dort befindlicher Prozessluft Wärme entzogen und auf den Verdampfer übertragen. Umgekehrt kann dadurch, dass der Verflüssiger mit dem Prozessluftkanal an einer kälteren Stelle thermisch gekoppelt ist, Wärme von dem Verflüssiger auf den Prozessluftkanal oder auf die dort befindliche Prozessluft übertragen werden. Durch die Temperaturen oder Temperaturunterschiede (und analog durch die Drücke oder Druckunterschiede) an dem Verdampfer und dem Verflüssiger ist der Wärmepumpenkreislauf betreibbar. Der Betrieb einer Wärmepumpe in einem Wäschetrocknungsgerät ist grundsätzlich bekannt und braucht hier nicht weiter ausgeführt zu werden.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Wäschetrocknungsgeräts mit einer Wärmepumpe umfassend einen Antrieb, wobei eine Abwärme des Antriebs zum Betreiben eines thermoelektrischen Generators verwendet wird und der thermoelektrische Generator mindestens ein weiteres Funktionselement des Wäschetrocknungsgeräts in Form einer Kühleinrichtung betreibt. Dieses Verfahren erbringt die gleichen Vorteile wie das Wäschetrocknungsgerät und kann bevorzugt auch analog ausgestaltet werden.
  • Es ist beispielsweise eine bevorzugte Ausgestaltung, dass der thermoelektrische Generator ein Gebläse zum Kühlen des Verdichters antreibt.
  • Es ist noch eine bevorzugte Ausgestaltung, dass das Gebläse eine Kaltseite des thermoelektrischen Generators anbläst und dadurch kühlt. Dabei mag insbesondere der thermoelektrische Generator ein plattenförmiger Generator sein, dessen eine Hauptseite seine Warmseite darstellt und dessen andere Hauptseite seine Kaltseite darstellt, und der thermoelektrische Generator mit seiner Warmseite an dem Antrieb befestigt sein.
  • In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch genauer beschrieben. Dabei sind zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente jeweils mit gleichem Bezugszeichen versehen.
  • Die Figur zeigt ein Wäschetrocknungsgerät 1 in Form eines Haushalts-Umluftwärmetrockners. Das Wäschetrocknungsgerät 1 ist als Frontlader ausgestaltet und weist eine drehbare Wäschetrommel 2 auf. In der Wäschetrommel 2 befindet sich zu trocknende Wäsche W. Die Wäschetrommel 2 ist Teil eines geschlossenen Prozessluftkreislaufs, und zwar zusammen mit einem Prozessluftkanal 3, welcher einerseits an einem Eingang 4 der Wäschetrommel 2 und andererseits an einem Ausgang 5 der Wäschetrommel 2 anschließt. In dem Prozessluftkanal 3 befindet sich ein Gebläse 6, um Prozessluft L in dem Prozessluftkreislauf 2, 3 umzuwälzen.
  • Eine Wärmepumpe 7 bis 10, K weist einen Verdampfer 7, einen Antrieb 8 in Form eines Verdichters 8, einen Verflüssiger 9 und eine Entspannungseinrichtung in Form eines Drosselventils 10 auf. Diese Elemente der Wärmepumpe 7 bis 10 bilden in dieser Reihenfolge einen Kältemittel K führenden Kältekreislauf. Der Verdampfer 7 dient als ein Wärmetauscher und entzieht aus der Wäschetrommel 2 austretender, warm-feuchter Prozessluft L Wärme. Mittels der Wärmepumpe 7 bis 10 wird diese Wärme auf den Verflüssiger 9 übertragen. Dazu wird das verdampfte Kältemittel K durch den Verdichter 8 verdichtet, wodurch sich sein innerer Druck und seine Temperatur erhöhen. Das verdichtet, immer noch gasförmige Kältemittel K gelangt dann zum Verflüssiger 9. Die Prozessluft L wiederum kondensiert an dem Verdampfer 7 aus und wird als kältere, trockene Prozessluft L durch das Gebläse 6 zu dem Verflüssiger 9 geführt. Auch der Verflüssiger 9 dient als ein Wärmetauscher, wobei jedoch nun von dem Verflüssiger 9 Wärme, die durch Verflüssigung des Kältemittels K aufgrund der Abkühlung durch die kältere Prozessluft L geschieht, auf die Prozessluft L übertragen wird, so dass die Prozessluft L als trocken-warme Prozessluft L in die Wäschetrommel 2 eingeblasen wird. In der Wäschetrommel 2 erwärmt die Prozessluft L die zu trocknende Wäsche W und nimmt von ihr abgegebene Feuchtigkeit auf.
  • Bei einem Betrieb des Wäschetrocknungsgeräts 1 erzeugt der Verdichter 8 in diesem Ausführungsbeispiel eine Abwärmeleistung von ca. 300 W und wird dadurch überdurchschnittlich erwärmt. Dadurch stellt der Verdichter 8 die mit ca. 95°C die heißeste Komponente des Wäschetrocknungsgerät 1 dar, während die ihn umgebenden Komponenten eine Temperatur von bis zu lediglich 50°C aufweisen.
  • Um eine Überhitzung der Wärmepumpe 7 bis 10, insbesondere des Verdichters 8, zu verhindern, weist das Wäschetrocknungsgerät 1 ein Gebläse 11 auf, dessen Luftstrom den Verdichter 8 überströmen und so kühlen kann. Das Gebläse 11 kann Luft aus dem Wäschetrocknungsgerät 1 ansaugen oder aus einer Umgebung des Wäschetrocknungsgeräts 1, z.B. durch Luftdurchlassschlitze 12a in einer Gehäusewand 12 oder mittels eines Kühlluftkanals, ansaugen.
  • Während bisher das Gebläse 11 aus einer Netzversorgung betrieben wird und somit eine Energiebilanz des Wäschetrocknungsgeräts 1 negativ beeinflusst, wird das Gebläse 11 hier mittels eines autonomen (d.h., nicht netzversorgten) thermoelektrischen Generators 13 betrieben. Der thermoelektrische Generator 13 nutzt den Seebeck-Effekt, um aus einer Temperaturdifferenz ΔT = T2 - T1 = 45°C einer Temperatur T1 = 50°C einer Kaltseite 14 und einer Temperatur T2 = 95°C einer Warmseite 15 eine elektrische Thermospannung ΔV zu erzeugen. Die Thermospannung ΔV kann insbesondere proportional zu der Temperaturdifferenz ΔT sein.
  • Der thermoelektrische Generator 13 ist hier plattenförmig ausgebildet, wobei die Kaltseite 14 und die Warmseite 15 einer jeweiligen Hauptseite entsprechen. Die Warmseite 15 des thermoelektrischen Generators 13 ist direkt oder indirekt (z.B. über ein thermisch gut leitendes Zwischenmaterial) flächig an dem Verdichter 8 befestigt, z.B. durch ein Verlöten, Verschrauben, Verkleben usw. Die Kaltseite 14 ist eine freie Oberfläche, die an Luft grenzt. Um eine Temperaturangleichung von Kaltseite 14 und Warmseite 15 zu verhindern und folglich eine hohe Kühlleistung des Gebläses 11 aufrechtzuerhalten, ist das Gebläse 11 dazu eingerichtet und angeordnet, auch die Kaltseite 14 des thermoelektrischen Generators 13 zu kühlen. Insbesondere können durch das Gebläse 11 sowohl die Kaltseite 14 des thermoelektrischen Generators 13 als auch der Verdichter 8 angeblasen werden. Dadurch verringert sich die Temperatur T1 der Kaltseite, wodurch sich wiederum die Temperaturdifferenz ΔT und die Thermospannung ΔV vergrößern.
  • Ein Versorgungsausgang 16 des thermoelektrischen Generators 13, an welchem die Thermospannung ΔV oder eine damit zusammenhängende Größe anliegt, ist mit mindestens dem Gebläse 11 zu dessen elektrischer Versorgung elektrisch verbunden ist. Da der Verdichter 8 die Abwärmeleistung von ca. 300 W erzeugt, kann bei einem typischen Wirkungsgrad des thermoelektrischen Generators 13 von 8% ein Gebläse mit 24 W betrieben werden.
  • Bei einem, beispielsweise in der anfänglichen Aufheizphase, geringen Temperaturunterschied ΔT wird eine nur geringe Thermospannung ΔV erzeugt, so dass das Gebläse 11 nur langsam läuft und folglich eine vergleichsweise geringe Kühlwirkung erzeugt. Mit steigender Temperaturdifferenz ΔT erhöht sich auch die Kühlleistung des Gebläses 11. Dieser Kühlaufbau ist also selbstregelnd und bedarf keiner äußeren Regelung oder Steuerung.
  • Um eine Geräuschentwicklung zu unterdrücken und um eine Lebensdauer des Gebläses 11 zu verlängern, kann das Gebläse 11 dazu eingerichtet sein, erst ab (d.h., mit Erreichen oder Überschreiten) einer Mindest-Thermospannung ΔV = Vth oder ΔV > Vth zu arbeiten bzw. anzuspringen.
  • Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wäschetrocknungsgerät
    2
    Wäschetrommel
    3
    Prozessluftkanal
    4
    Eingang der Wäschetrommel
    5
    Ausgang der Wäschetrommel
    6
    Gebläse
    7
    Verdampfer
    8
    Antrieb, Verdichter
    9
    Verflüssiger
    10
    Drossel
    11
    Gebläse
    12
    Gehäusewand
    12a
    Luftdurchlassschlitz
    13
    thermoelektrischer Generator
    14
    Kaltseite des thermoelektrischen Generators
    15
    Warmseite des thermoelektrischen Generators
    16
    Versorgungsausgang des thermoelektrischen Generators
    ΔT
    Temperaturdifferenz
    ΔV
    Thermospannung
    Vth
    Mindest-Thermospannung
    K
    Kühlmittel
    L
    Prozessluft
    T1
    Temperatur der Kaltseite
    T2
    Temperatur der Warmseite
    W
    Wäsche

Claims (12)

  1. Wäschetrocknungsgerät (1) mit einer Wärmepumpe (7, 8, 9, 10) umfassend einen Antrieb (8) und mit mindestens einem weiteren Funktionselement (11), wobei das mindestens eine weitere Funktionselement (11) eine Kühleinrichtung (11) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Wäschetrocknungsgerät (1) einen thermoelektrischen Generator (13) aufweist,
    - eine Warmseite (15) des thermoelektrischen Generators (13) sich an dem Antrieb (8) befindet, und
    - ein Versorgungsausgang (16) des thermoelektrischen Generators (13) mit dem mindestens einen weiteren Funktionselement (11) des Wäschetrocknungsgeräts (1) elektrisch verbunden ist.
  2. Wäschetrocknungsgerät (1) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine weitere Funktionselement (11) eine Kühleinrichtung (11) zum Kühlen des Antriebs (8) umfasst.
  3. Wäschetrocknungsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühleinrichtung (11) ein Gebläse (11) umfasst.
  4. Wäschetrocknungsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühleinrichtung (11) dazu eingerichtet ist, eine Kaltseite (14) des thermoelektrischen Generators (13) zu kühlen.
  5. Wäschetrocknungsgerät (1) nach Anspruch 4, wobei
    - der thermoelektrische Generator (13) ein plattenförmiger Generator ist, dessen eine Hauptseite seine Warmseite (15) darstellt und dessen andere Hauptseite seine Kaltseite (14) darstellt, und
    - der thermoelektrische Generator (13) mit seiner Warmseite (15) an dem Antrieb (8) befestigt ist.
  6. Wäschetrocknungsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühleinrichtung (11) dazu eingerichtet ist, erst ab einer Mindest-Thermospannung zu arbeiten.
  7. Wäschetrocknungsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Antrieb (8) ein Verdichter (8) für ein in der Wärmepumpe (7, 8, 9, 10) zirkulierendes Kältemittel ist und bei dem die Wärmepumpe (7, 8, 9, 10) zusätzlich einen Verdampfer (7) zum Verdampfen des Kältemittels, einen Verflüssiger (9) zum Verflüssigen des Kältemittels und eine Drossel (10) zum Entspannen des Kältemittels aufweist.
  8. Verfahren zum Betreiben eines Wäschetrocknungsgeräts (1) mit einer Wärmepumpe (7, 8, 9, 10) umfassend einen Antrieb (8) und mindestens ein weiteres Funktionselement (11) des Wäschetrocknungsgeräts (1) in Form einer Kühleinrichtung (11), dadurch gekennzeichnet, dass eine Abwärme des Antriebs (8) zum Betreiben eines thermoelektrischen Generators (13) verwendet wird und der thermoelektrische Generator (13) das weitere Funktionselement (11) betreibt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der thermoelektrische Generator (13) eine Kühleinrichtung (11) in Form eines Gebläses (11) zum Kühlen des Antriebs (8) antreibt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Gebläse (11) eine Kaltseite (14) des thermoelektrischen Generators (13) anbläst.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei
    - der thermoelektrische Generator (13) ein plattenförmiger Generator (13) ist, dessen eine Hauptseite seine Warmseite (15) darstellt und dessen andere Hauptseite seine Kaltseite (14) darstellt, und
    - der thermoelektrische Generator (13) mit seiner Warmseite (15) an dem Antrieb (8) befestigt ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Kühleinrichtung (11) erst ab einer Mindest-Thermospannung arbeitet.
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