EP3191638B1 - Kondensationstrockner mit einem temperatursensor, sowie verfahren zu seinem betreiben - Google Patents

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EP3191638B1
EP3191638B1 EP15754237.4A EP15754237A EP3191638B1 EP 3191638 B1 EP3191638 B1 EP 3191638B1 EP 15754237 A EP15754237 A EP 15754237A EP 3191638 B1 EP3191638 B1 EP 3191638B1
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EP
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monitored
condenser
tumble dryer
process air
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Johannes EICHSTÄDT
Maike Blanken
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BSH Hausgeraete GmbH
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    • D06F58/38—Control of operational steps, e.g. for optimisation or improvement of operational steps depending on the condition of the laundry of drying, e.g. to achieve the target humidity

Definitions

  • the invention relates to a condensation dryer with a drum for objects to be dried, a drive motor for the drum, a process air duct, a process air blower, a process air heating and cooling system, a temperature sensor and a control device.
  • the invention also relates to a method for operating such a condensation dryer.
  • the invention relates to a condensation dryer (also referred to herein as a "dryer” for short) comprising a drum for articles to be dried, a drive motor for the drum, a process air duct, a process air blower, a process air heating and cooling system, a temperature sensor and a control device and a preferred method for its operation.
  • a condensation dryer also referred to herein as a "dryer” for short
  • a drive motor for the drum comprising a drum for articles to be dried, a drive motor for the drum, a process air duct, a process air blower, a process air heating and cooling system, a temperature sensor and a control device and a preferred method for its operation.
  • a condensation dryer air (so-called process air) is passed through a fan via a heater in a wet laundry containing drum as a drying chamber.
  • the hot air absorbs moisture from the laundry to be dried.
  • the then moist, warm process air is led into a heat exchanger, which is usually preceded by a lint filter.
  • the moist process air is cooled so that the water contained in the moist process air condenses.
  • the condensed water is then generally collected in a suitable container and the cooled and dried air is again supplied to the heater, which may optionally be the heat source of a heat pump, and then to the drum.
  • a heat pump using a refrigerant as a heat transporting means wherein the refrigerant in the heat sink is vaporized and liquefied in the heat source
  • the vaporized gaseous refrigerant passes through a compressor to the heat source, which may be referred to as a condenser.
  • a condenser which may be referred to as a condenser.
  • the liquefied refrigerant eventually flows through a throttle back to the evaporator; the throttle is used to reduce the internal pressure in the refrigerant, so that it can evaporate in the evaporator with renewed absorption of heat.
  • the heat pump which is thus operated with a circulating refrigerant, is also known as a "compressor heat pump".
  • Other types of heat pump are also known.
  • the traditionally used air-to-air heat exchanger and the electric heater can generally be completely replaced by a heat pump. As a result, compared to a dryer with air-to-air heat exchanger and resistance heating, a reduction of the energy requirement for a drying process of 20% to 50% can be achieved.
  • an impermissible operating state for example a reduced circulation of the process air (air power reduction) is determined by detecting a temperature in the process air stream above a heater for the process air and in front of the drying chamber at regular intervals and in each case from two consecutively detected values a difference value is formed, which corresponds to a temporal gradient.
  • This information generally need not be available in this form for a dryer equipped with a heat pump (heat pump dryer).
  • heat pump dryer the heat pump is often farther from the drying chamber than the heater in a conventional condensation dryer.
  • the detection of an impermissible operating state in a condensation dryer, which is equipped with a heat pump in this way only inaccurately possible.
  • the DE 197 28 197 A1 discloses a method for detecting improper operating conditions in a tumble dryer and a corresponding tumble dryer. With the method, it should be possible to separately or collectively detect different operating conditions of too high temperature, which originate from different areas.
  • the temperature is detected periodically in the supply air above a Zu Kunststoffdorfung and before the laundry drum, formed from two successively detected values, a difference value or gradient and this difference value (gradient) compared with a predetermined differential value (gradient).
  • a count is incremented by one step if the newly formed difference value is absolutely greater than the predetermined difference value and that count value is compared to a predetermined count value. If the current count value is greater than the predetermined count, the heater of the clothes dryer is turned off and / or an operating status display is activated.
  • the WO 2008/086933 A1 discloses a condensation dryer with a drying chamber, a process air circuit in which there is a heater for heating the process air and the heated process air by means of a blower over the zu drying objects, an air-to-air heat exchanger and a heat pump cycle with an evaporator, a compressor and a condenser.
  • an additional heat exchanger In the heat pump circuit is located between the condenser and evaporator, an additional heat exchanger, which is operatively coupled to the air-air heat exchanger.
  • the temperature of the refrigerant of the heat pump, in particular in the condenser is kept within the permissible range via the control of heat pump and additional heat exchanger.
  • temperature sensors are used to control the temperature of refrigerant or heat pump and the temperature of the process air in the heat pump circuit and / or in the process air circuit.
  • the EP 1 593 770 A2 describes a clothes dryer with a drying chamber, a heat pump mechanism in which a refrigerant can circulate between a heat absorber, a compressor, a throttle unit and a heat radiator, and an air circulation path for the circulation of drying air from the drying chamber through the heat absorber and the heat radiator back to the drying chamber.
  • a refrigerant can circulate between a heat absorber, a compressor, a throttle unit and a heat radiator, and an air circulation path for the circulation of drying air from the drying chamber through the heat absorber and the heat radiator back to the drying chamber.
  • an air discharge part is arranged between the drying chamber and the heat absorber, so that a part of the drying air flowing through the air circulation path from the drying chamber to the heat absorber is carried outside through the air discharge part.
  • the temperature of the refrigerant is measured and controlled so as to remain within a predetermined range.
  • the DE 10 2010 000 427 A1 describes an automatic clothes dryer for drying laundry after a dry duty cycle, comprising: a rotating drum enclosing a drying chamber; an air supply system in fluid communication with and communicating with the drying chamber; a heating system with which the air to be supplied by the air supply system can be heated; an output system for dispensing treatment chemistry of a particular type and amount; an imaging device with which the drying chamber representing image data can be output; and a controller operatively connected to the air supply, heating and dispensing system and the imaging device and configured to determine from the image data the presence of a drying tray in the drying chamber and to control the operation of the dryer due to the presence of the drying tray ,
  • the imaging device may be a thermal imaging device that can detect radiation in the IR region of the electromagnetic spectrum, wherein the imaging device is arranged on the rear or the front bulkhead or in the door.
  • the DE 10 2005 055 411 A1 describes a dryer for drying at least one object, wherein the dryer comprises: a dryer housing, in which a drying space for receiving the at least one object is provided, in particular a heater for heating the drying space, an infrared-sensitive measuring element for non-contact spectroscopic measurement of the surface temperature of the Drying space provided object and output a surface temperature signal, and a control arrangement having a first control device for receiving the surface temperature signal from the infrared sensitive sensing element and in particular a second control device for controlling the heating, the control arrangement of at least the surface temperature signal to a Degree of humidity of the at least one object closes.
  • the WO 2001/046509 A1 describes a device for treating textiles with a device for detecting properties of a textile, wherein the device comprises at least one transmitting and at least one receiving element for transmitting or receiving electromagnetic radiation as well as an evaluation circuit connected to the receiving element, wherein the transmitted from the transmitting element and radiation reflected and / or transmitted by the textile can be received by the receiving element and evaluated in the evaluation circuit.
  • the object of the invention was to provide a condensation dryer and a method for its operation in which the temperature of the components of the dryer can be monitored in a simple manner in order to optimize the control of the dryer and thus in particular to improve the course of a drying program
  • the invention should also be particularly suitable for a condensation dryer with a heat pump, so that preferably the control of the components of a heat pump in a manner possible to optimize the flow of a drying program in a heat pump dryer.
  • the invention thus relates to a condensation dryer with a drum for objects to be dried, a drive motor for the drum, a process air duct, a process air blower, a heating and cooling system for the process air, a Temperature sensor and a control device.
  • the temperature sensor for the simultaneous measurement of thermal radiation of at least two to be monitored components of the condensation dryer is arranged.
  • the temperature sensor is an infrared telescope having a sensor array and imaging optics for producing an image of a respective measurement point of each of the components to be monitored on the sensor array.
  • the control device is set up to evaluate the heat radiation respectively measured by the infrared telescope for the components to be monitored for the monitoring and control of the condensation dryer.
  • thermopile array in front of the infrared telescope, in particular thermopile array, an imaging optics for generating an image of a respective measurement point of each of the components to be monitored on the sensor array of the infrared telescope, in particular the thermopile array itself, is provided.
  • control means is arranged to detect the heat radiation respectively measured by the infrared telescope for the components, i. IR radiation, for the monitoring and control of the condensation dryer, in particular of its components such as the process air blower, evaluate.
  • a simultaneous measurement of thermal radiation of at least three, and more preferably of at least four components is performed.
  • the component "process air duct" can in turn be subdivided into several separate sections to be monitored.
  • the components to be monitored are selected from the group comprising an outer surface of the drum, the process air duct, the components of the heating and cooling system, the process air blower and the drive motor.
  • the infrared telescope contains a thermopile array.
  • thermopile is advantageous, in particular, a membrane formed by thinning out a semiconductor region with interconnects made of materials having different Seebeck coefficients, which are contacted on the membrane and covered with an absorption material that absorbs IR radiation. Incident IR radiation heats the Absorption material and thus the contact area of the tracks on the membrane, so that a thermoelectric voltage is obtained as a measurement signal.
  • a membrane allows a good thermal insulation compared to the bulk material of the thermopile array and thus a clear, high measurement signal.
  • each measuring point comprises a coating which has a predetermined emission coefficient for the heat radiation.
  • the emission coefficient of such a coating can be adjusted more easily, so that an improved measurement by the thermopile array is possible.
  • the measuring point on the component comprises a coating which makes it possible to set an emission coefficient for the thermal radiation predetermined for the component.
  • the imaging optics is, in particular, a passive optical system which on the one hand enables a diaphragm function for alignment with only the selected components and prevents interference radiation and preferably also provides optical alignment or focusing for signal amplification.
  • optical windows of relevant wavelength ranges of the infrared radiation can be defined by the passive optical system in which, for example, moisture in the dryer does not or does not substantially absorb the heat radiation emitted by the components or the measurement points of the components. For a main measurement and a reference measurement different optical windows can be defined.
  • each component to be monitored is assigned a respective thermopile of the thermopile array, so that the heat radiation of the respective component to be monitored is measured by the respective associated thermopile.
  • each component to be monitored is assigned a respective thermopile of the thermopile array, so that the heat radiation of the respective component to be monitored is measured by the respective associated thermopile.
  • the values of the measured IR radiation can be directly evaluated by the control device or first converted into temperatures.
  • the relationships which are important for monitoring and / or controlling the dryer are determined on the one hand by the values of the measured IR radiation or the temperatures determined therefrom and on the other hand by the actions to be taken for certain values on components or their settings, e.g. Number of revolutions of the process air blower or drum, deposited in the control device.
  • actions may in this case include an indication of a display device that certain temperatures are outside an admissible range and indicate an impermissible operating state or at least a non-optimized sequence of a drying program.
  • the heating and cooling system for the process air includes a heat pump with an evaporator, a compressor, a condenser and a throttle as components.
  • the components whose heat radiation is measured by the infrared telescope include the evaporator, the compressor, the condenser and / or the throttle.
  • Particularly preferred then include the components whose heat radiation is measured by the infrared telescope, the condenser and the compressor.
  • the throttle may in particular be an expansion valve (also referred to as a throttle valve), a capillary or a diaphragm.
  • the compressor can be one with a fixed power, which can thus be controlled only by switching on and off, or be a variable-power compressor.
  • the compressor is a variable-power compressor.
  • the variable-power compressor may be operated at a power P depending on the values of the infrared telescope so that the temperature of a refrigerant in the heat pump cycle is within a range T KM 1 ⁇ T KM ⁇ T KM 2 .
  • a temperature T R in the installation space AR can also be measured with a temperature sensor S T AR , if necessary with the thermopile array itself, and taken into account for the control of the variable-power compressor.
  • a speed-regulated compressor is preferably used whose speed ⁇ K varies as a function of the measured values of the infrared telescope and possibly the temperature T R measured in embodiments.
  • the infrared telescope for measuring heat radiation of the outer drum surface, i. of the drum shell arranged. This makes it possible to follow a drying program and, in particular, moisture levels of the items to be dried can be monitored.
  • a condensation dryer in which the control device is set up in order to take account of different emission levels of the components is preferred.
  • the emissivities can be adjusted to a certain extent by a suitable selection and design of the measuring points. In general, use is made of the fact that metal surfaces have only a very small emission coefficient, but the emission coefficient of other materials is generally greater.
  • the condensation dryer according to the invention preferably has an acoustic and / or visual display means for indicating an operating condition, e.g. an inadmissible operating state.
  • An optical display means may be, for example, a liquid crystal display on which certain prompts or hints are given. It may also or alternatively light LEDs in one or more colors light up.
  • the manner of displaying an operating condition may vary depending on the type of operating condition, e.g. permissible or inadmissible.
  • a request to clean the air passages in the condenser dryer could be indicated.
  • Alternatively or in addition to this could light up a light-emitting diode, for example in the color "orange".
  • the display could also be made via an acoustic display, with different impermissible operating states could be displayed by different beeps.
  • the condensation dryer according to the invention preferably comprises a second fan for cooling the heat pump cycle.
  • the second blower is preferably arranged in a cooling air duct and / or the surroundings of the compressor.
  • the heating of the process air can take place in the embodiment as a heat pump dryer exclusively via the condenser of the heat pump. However, it can also be used in addition to an electric heater.
  • a further heater is used in the condensation dryer according to the invention, this is preferably a two-stage heater.
  • the control of this heater is also used in a preferred embodiment of the invention for controlling the temperature of the refrigerant.
  • a cooling device for the heat pump may be used, which preferably comprises a second fan.
  • the second blower can be used directly for cooling components of the heat pump, in particular the compressor.
  • the second fan and an additional heat exchanger are arranged in a cooling air passage, wherein the additional heat exchanger in the heat is located pump.
  • the cooling air duct may still be another air-to-air heat exchanger.
  • the possibly present air-air heat exchanger is removable. This is particularly advantageous because a removable heat exchanger can be cleaned more easily from lint.
  • the invention also relates to a method for operating a condensation dryer with a drum for objects to be dried, a drive motor for the drum, a process air duct, a process air blower, a process air heating and cooling system, a temperature sensor and a control device.
  • temperature sensor for the simultaneous measurement of thermal radiation of at least two components to be monitored of the condensation dryer is arranged.
  • the temperature sensor is an infrared telescope having a sensor array and imaging optics for producing an image of a respective measurement point of each of the components to be monitored on the sensor array.
  • the heat radiation of the at least two components to be monitored is measured by means of the infrared telescope and evaluated by the control device with regard to the respective temperature of the components to be monitored and used for monitoring and control in operating the condensation dryer.
  • the components comprise the components of the heating and cooling system, wherein the components whose heat radiation is measured by the infrared telescope, the evaporator, the compressor, the condenser and / or the throttle of a heat pump, and the control of the Condensation dryer is carried out so that the temperature of the refrigerant is within a predetermined range.
  • the predetermined range depends in particular on the nature of the refrigerant.
  • a method is preferred in which the control of the condensation dryer takes place in that the power of a variable-power compressor is varied so that the temperature of the refrigerant is within a predetermined range.
  • a drying program running in the condensation dryer can be better monitored with regard to the moisture of the laundry items in the drum.
  • the loading amount with laundry items are taken into account by a relationship between the heat radiation or the temperature of the outer drum surface and the moisture content of the laundry items is stored in the control device for different load levels.
  • the invention has numerous advantages. This enables central monitoring of the temperatures of the individual components of a condensation dryer, for example a heat pump dryer.
  • a single global temperature sensor namely an infrared telescope, is used instead of generally a plurality of individual temperature sensors located at different locations in the condensation dryer.
  • information about the temperature of evaporator, condenser, compressor and throttle and the connecting pipes of the heat pump can be obtained, so that the heat pump and thus the condensation dryer can be better controlled.
  • a variable-capacity compressor in which a variable-capacity compressor is used, so the performance of the compressor can be selectively varied so that the operation of the heat pump in an optimal temperature range can. This allows the operation of the condensation dryer with a particularly favorable energy balance.
  • the heat pump is spared. Similar advantages also arise when the dryer instead of a heat pump includes an electric heater or gas heater and an air-to-air heat exchanger. Again, a central monitoring of the temperature of the individual components is advantageous.
  • the evaluation of the heat radiation from the drum shell, i. the outer drum surface, the course of a drying program and thus the setting of a Wäschefeuchte be tracked and controlled.
  • the invention also illustrates the use of an intelligent system or of infrared technology and thus ultimately a high degree of innovation of the dryer according to the invention.
  • Impermissible operating states can be displayed safely, so that suitable countermeasures can be taken.
  • FIG. 1 Shown are in Fig. 1
  • the drum 2 with an outer drum surface 5 and the components of a heat pump, ie an evaporator 14, a condenser 16, a compressor 18 and the connecting them pipes 23.
  • a thermopile array 21 is arranged so that the heat radiation of the components of the heat pump also the drum 2 can be recorded.
  • the viewing area or detection area for paths 22 of the heat radiation of the components of the dryer to the infrared telescope 21 is indicated here by a dashed ellipse.
  • the infrared telescope 21 comprises a thermopile array 21 and an optical system which imposes it, which is not shown for the sake of clarity.
  • This optics can have a focal length of a few millimeters to a few centimeters, and the thermopile array 21 sits in its focal plane. In this way, an image of the environment of the infrared telescope 21 is generated on the thermopile array 21, so that different thermopiles measure temperatures therein at different locations in the tumble dryer 1.
  • the thermopile array 21 instead of the thermopile array 21, another areally extended infrared sensor technology can occur.
  • Fig. 2 shows a vertical section through a condensation dryer according to a second embodiment, which is here a heat pump dryer.
  • the condensation dryer 1 has a cylindrical laundry drum 2, which is rotatable about a substantially horizontally oriented (rotary) axis 3 and in which laundry items 4 are located, which are to be dried in the condensation dryer 1 in particular.
  • the process air 11 passes through the hood 10 and the perforations 9 in the drum 2 in order to flow around the laundry items 4 and to deprive them of moisture.
  • the process air 11 enters from the drum 2 in the process air duct in the end shield 12 and flows through a lint filter 13, so that fibers and other finely divided particles which the process air 11 has snatched from the laundry items 4 (generally as "lint"). referred to), are caught there.
  • the process air 11 exits again from the end plate 12 and reaches the evaporator 14 of a heat pump. There, heat is extracted from the moist, warm process air, so that the moisture contained in it, removed from the wet items 4, can be condensed and removed as liquid condensate.
  • a condensate tray 15 the condensate is collected and generally passed to a condensate tank, not shown here, which can be emptied to dispose of the condensate.
  • the evaporator 14 the now dehumidified process air 11 enters the condenser 16 of the heat pump, where it is heated again and thus prepared for receiving more moisture from the laundry items 4. Behind the condenser 16, the process air then passes back into the hood 10 and the drum 2.
  • the heat pump evaporates a circulating in a closed refrigerant circuit 17 and the evaporator 14 partially liquid supplied refrigerant, wherein it escapes the heat flowing through the moist, warm process air 11.
  • the vaporized refrigerant is then compressed by a compressor 18 and thereby heated, and then passes into the condenser 16.
  • the condenser 16 the refrigerant releases the heat absorbed in the evaporator 14 back to the process air flowing through.
  • the liquefied refrigerant passes through a throttle 19, which reduces its internal pressure and its temperature, back to the evaporator 14 to be re-evaporated and thereby absorb heat.
  • the refrigerant is usually a short-chain fluorinated hydrocarbon or a mixture of such compounds, in particular such as the substances R134a and R407C known in the art.
  • propane commonly referred to as R290, comes as a refrigerant into consideration.
  • the compressor 18 is a variable-power compressor whose power can be adjusted to the temperature of the components of the heat pump and thus of the refrigerant measured by the thermopile array 21 in order to keep the temperature of the refrigerant in an optimum range.
  • a control device 20 controls all the functions of the condensation dryer 1. For this purpose, it receives the heat radiation values measured by the thermopiles of the thermopile array 21 for each component and controls corresponding actuators, in particular the drive motor of the drum 2, the process air blower for the process air 11 and the compressor 18.
  • the thermopile array 21 is arranged so that it can measure the indicated by dashed lines heat radiation of the outer drum shell 5, and of the compressor 18, throttle 19, evaporator 14 and condenser 16. A superior common look is not shown here.
  • the emission coefficient for heat radiation in stainless steel is less than 10%, it is preferable to measure thermal radiation from certain measuring points, not shown here in detail, preferably from one measuring point per measured component.
  • the point can be provided with a suitable, the heat radiation-increasing coating.
  • the common optical system then has the task of selectively supplying the heat radiation emanating from the measuring point to a thermopile of the thermopile array 21. Then the value of the thermal radiation measured by the thermopile can be supplied to the control device 20 for evaluation.
  • Fig. 3 shows a vertical section through a condensation dryer according to a third embodiment, which is designed as a condensation dryer with an air-to-air heat exchanger.
  • condensation dryer 1 has a rotatable about a horizontal axis 3 drum 2 for receiving to be dried, not shown here, laundry items, on, are mounted within which driver 26 for moving laundry during a drum rotation.
  • the process air 11 is guided in the process air duct 24 by means of a process air blower 27 through an air-air heat exchanger 30 and an electric heater 25 through the drum 2.
  • heated by the electric heater 25 process air 11 through the drum inlet 34 from the rear, ie from a door 7 opposite side of the drum 2, passed through the perforated bottom in the drum 2.
  • the process air 11 laden with moisture flows through the filling opening of the drum 2 through a lint filter 13 within the door 7 closing the filling opening. Subsequently, the stream of process air 11 in the door 7 is directed downward through the drum exit 33 into the Process air duct 24 deflected and directed to the air-to-air heat exchanger 30 can be transported by the cooling air in a cooling air duct 31 by means of a cooling air blower 32. In the air-air heat exchanger 30, a more or less large part of the moisture absorbed by the process air from the items of laundry condenses as a result of cooling and is collected in a condensate tray 15.
  • the process air blower 27 and the drum 2 are driven by the drive motor 28.
  • the drive motor 28 in this embodiment is a brushless DC motor (BLDC).
  • BLDC brushless DC motor
  • the drum 2 is heavily stocked, for example in the ratio 1:55, whereas the process air blower 27 is not stocky, but is driven by the drive motor 28 with a speed ratio of 1: 1.
  • maximum permissible values for the heat radiation of the components 25, 30 are stored in the control device 20 and the control device 20 is set up to switch off the condensation dryer 1 when a maximum permissible value for the thermal radiation of the components 25, 30 is exceeded and indicate the exceeding of the maximum allowable value on a display device 35 of the condensation dryer 1.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kondensationstrockner mit einer Trommel für zu trocknende Gegenstände, einem Antriebsmotor für die Trommel, einem Prozessluftkanal, einem Prozessluftgebläse, einem Aufheiz- und Abkühlsystem für die Prozessluft, einem Temperatursensor und einer Steuereinrichtung. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kondensationstrockners.
  • Ein solcher Kondensationstrockner und ein Verfahren zu seinem Betreiben gehen hervor jeweils aus den Dokumenten WO 2014/127842 A1 , DE 10 2005 055 411 A1 sowie WO 2010/012723 A1 .
  • Die Erfindung betrifft insbesondere einen Kondensationstrockner (hierin auch als abgekürzt als "Trockner" bezeichnet), mit einer Trommel für zu trocknende Gegenstände, einem Antriebsmotor für die Trommel, einem Prozessluftkanal, einem Prozessluftgebläse, einem Aufheiz- und Abkühlsystem für die Prozessluft, einem Temperatursensor und einer Steuereinrichtung sowie ein bevorzugtes Verfahren zu seinem Betrieb.
  • In einem Kondensationstrockner wird Luft (sogenannte 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 dann feuchtwarme Prozessluft in einen Wärmetauscher geleitet, dem in der Regel ein Flusenfilter vorgeschaltet ist. In diesem Wärmetauscher (z.B. Luft-Luft-Wärmetauscher oder Wärmesenke einer Wärmepumpe) wird die feuchte Prozessluft abgekühlt, so dass das in der feuchten Prozessluft enthaltene Wasser kondensiert. Das kondensierte Wasser wird anschließend im Allgemeinen in einem geeigneten Behälter gesammelt und die abgekühlte und getrocknete Luft erneut der Heizung, die gegebenenfalls die Wärmequelle einer Wärmepumpe sein kann, und anschließend der Trommel zugeführt.
  • Dieser Trocknungsvorgang ist bisweilen sehr energieintensiv, da der bei der Kühlung der Prozessluft im Wärmetauscher erwärmte Kühlluftstrom dem Prozess energetisch verloren gehen kann. Durch Einsatz einer Wärmepumpe lässt sich dieser Energieverlust deutlich reduzieren. Bei einem mit einer Wärmepumpe ausgestatteten Kondensationstrockner erfolgt die Kühlung der warmen, mit Feuchtigkeit beladenen Prozessluft im Wesentlichen in einer Wärmesenke der Wärmepumpe, wo die der Prozessluft entzogene Wärme beispielsweise zur Verdampfung eines im Wärmepumpenkreis eingesetzten Kältemittels verwendet wird. Die in der Wärmesenke aufgenommene Wärme wird innerhalb der Wärmepumpe zu der Wärmequelle transportiert und dort wieder - gegebenenfalls bei gegenüber der Temperatur an der Wärmesenke erhöhter Temperatur - wieder abgegeben. In einer Wärmepumpe, die mit einem Kältemittel als Wärmetransportmittel arbeitet, wobei das Kältemittel in der Wärmesenke verdampft und in der Wärmequelle verflüssigt wird, gelangt das verdampfte, gasförmige Kältemittel über einen Kompressor zu der Wärmequelle, die hier als Verflüssiger bezeichnet werden kann. Dort wird aufgrund der Kondensation des gasförmigen Kältemittels Wärme freigesetzt, die zum Aufheizen der Prozessluft vor Eintritt in die Trommel verwendet wird. Das verflüssigte Kältemittel fließt schließlich durch eine Drossel zurück zum Verdampfer; die Drossel dient der Herabsetzung des Binnendrucks im Kältemittel, so dass dieses im Verdampfer unter erneuter Aufnahme von Wärme verdampfen kann. Die Wärmepumpe, die solcherart mit einem zirkulierenden Kältemittel betrieben wird, ist auch als "Kompressor-Wärmepumpe" bekannt. Andere Bauformen der Wärmepumpe sind ebenfalls bekannt.
  • Der traditionell eingesetzte Luft-Luft-Wärmetauscher und die elektrische Heizung können im Allgemeinen komplett durch eine Wärmepumpe ersetzt werden. Dadurch kann im Vergleich zu einem Trockner mit Luft-Luft-Wärmetauscher und Widerstandsheizung eine Reduzierung des Energiebedarfs für einen Trocknungsprozess von 20 % bis 50 % erreicht werden.
  • Eine Kompressor-Wärmepumpe arbeitet in der Regel optimal in bestimmten Temperaturbereichen im Verdampfer und im Verflüssiger. Problematisch bei der Anwendung einer Kompressor-Wärmepumpe im Kondensationstrockner ist die meist hohe Temperatur im Verflüssiger, die prozessbedingt dazu führen können, dass das Kältemittel nicht mehr oder nicht mehr vollständig verflüssigt werden kann; dann muss der Kompressor abgeschaltet werden und / oder eine erheblich verschlechterte Wirkung der Wärmepumpe in Kauf genommen werden. Dieses Problem ist noch größer, wenn der Kompressor durch eine Zusatzheizung im Prozessluftkreis unterstützt wird, um eine schnellere Aufheizung der Prozessluft und damit kürzere Trocknungszeiten zu erreichen. Überdies kann es aufgrund einer Verunreinigung der Luftwege zu einer Behinderung der zirkulierenden Prozessluft und damit zu einer Steigerung der Temperatur des Kältemittels kommen. Derartige Betriebszustände können zu einer Schädigung der Wärmepumpe oder sonstiger Teile des Trockners führen und sind daher unzulässig. Es ist daher sinnvoll, die Temperatur im Wärmepumpenkreislauf und vor allem der Bauteile des Wärmepumpenkreislaufes zu überwachen.
  • In einem herkömmlichen Trockner wird ein unzulässiger Betriebszustand, beispielsweise eine verringerte Zirkulation der Prozessluft (Luftleistungsreduzierung), dadurch ermittelt, dass eine Temperatur im Prozessluftstrom oberhalb einer Heizung für die Prozessluft und vor der Trocknungskammer in regelmäßigen Abständen erfasst wird und jeweils aus zwei aufeinander folgend erfassten Werten ein Differenzwert gebildet wird, der einem zeitlichen Gradienten entspricht. Diese Information muss bei einem Trockner, der mit einer Wärmepumpe ausgestattet ist (Wärmepumpentrockner), im Allgemeinen in dieser Form nicht zur Verfügung stehen. Beispielsweise ist in einem Wärmepumpentrockner häufig die Wärmepumpe weiter von der Trocknungskammer entfernt als die Heizung in einem herkömmlichen Kondensationstrockner. Jedenfalls ist die Erkennung eines unzulässigen Betriebszustands in einem Kondensationstrockner, der mit einer Wärmepumpe ausgestattet ist, auf diese Weise nur ungenau möglich.
  • Die DE 197 28 197 A1 offenbart ein Verfahren zur Erkennung unzulässiger Betriebszustände in einem Wäschetrockner sowie einen entsprechenden Wäschetrockner. Mit dem Verfahren soll es möglich sein, getrennt oder gemeinsam verschiedene Betriebszustände von zu hoher Temperatur zu erfassen, welche aus unterschiedlichen Bereichen herrühren. Die Temperatur wird im Zuluftstrom oberhalb einer Zuluftheizung und vor der Wäschetrommel periodisch erfasst, aus zwei aufeinanderfolgend erfassten Werten ein Differenzwert bzw. Gradient gebildet und dieser Differenzwert (Gradient) mit einem vorgegebenen Differenzwert (Gradient) verglichen. Ein Zählwert wird um einen Schritt erhöht, wenn der neu gebildete Differenzwert absolut größer als der vorgegebene Differenzwert ist und dieser Zählwert mit einem vorgegebenen Zählwert verglichen. Sofern der aktuelle Zählwert größer als der vorgegebene Zählwert ist, wird die Heizung des Wäschetrockners abgeschaltet und/oder eine Betriebszustandsanzeige aktiviert.
  • Die WO 2008/086933 A1 offenbart einen Kondensationstrockner mit einer Trocknungskammer, einem Prozessluftkreis, in dem sich eine Heizung zur Erwärmung der Prozessluft befindet und die erwärmte Prozessluft mittels eines Gebläses über die zu trocknenden Gegenstände geführt werden kann, einem Luft-Luft-Wärmetauscher und einem Wärmepumpenkreis mit einem Verdampfer, einem Kompressor und einem Verflüssiger. Im Wärmepumpenkreis befindet sich zwischen Verflüssiger und Verdampfer ein zusätzlicher Wärmetauscher, welcher mit dem Luft-Luft-Wärmetauscher funktionell gekoppelt ist. Die Temperatur des Kältemittels der Wärmepumpe, insbesondere im Verflüssiger, wird über die Steuerung von Wärmepumpe und zusätzlichem Wärmetauscher im zulässigen Bereich gehalten. Außerdem werden zur Regelung der Temperatur von Kältemittel bzw. Wärmepumpe sowie der Temperatur der Prozessluft im Wärmepumpenkreis und/oder im Prozessluftkreis Temperaturfühler eingesetzt.
  • Die EP 1 593 770 A2 beschreibt einen Wäschetrockner mit einer Trocknungskammer, einem Wärmepumpenmechanismus, in dem ein Kältemittel zwischen einem Wärmeabsorber, einem Kompressor, einer Drosseleinheit und einem Wärmestrahler zirkulieren kann, und einem Luftzirkulationsweg für die Zirkulation von Trocknungsluft von der Trocknungskammer durch den Wärmeabsorber und den Wärmestrahler zurück zur Trocknungskammer. Im Luftzirkulationsweg ist ein Luftaustragungsteil zwischen der Trocknungskammer und dem Wärmeabsorber angeordnet, so dass ein Teil der Trocknungsluft, die durch den Luftzirkulationsweg von der Trocknungskammer zum Wärmeabsorber fließt, durch das Luftentleerungsteil nach außen befördert wird. Bei der in Fig. 10 des Dokuments gezeigten Ausführungsform des Wäschetrockners wird die Temperatur des Kältemittels gemessen und so geregelt, dass sie innerhalb eines vorbestimmten Bereiches bleibt.
  • Die WO 2010/012723 A1 beschreibt daher einen Kondensationstrockner mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkreis, einem ersten Gebläse im Prozessluftkreis, einer Wärmepumpe, in der ein Kältemittel zirkuliert, mit einem Verdampfer, einem Kompressor, einem Verflüssiger und einer Drossel, sowie einem Temperaturfühler zum Messen einer Temperatur des Kältemittels, und einer Steuerung, wobei der Kondensationstrockner erste Mittel zur Bestimmung einer Temperaturdifferenz ΔT = (TK 1 - TK 2) zwischen einer ersten Temperatur TK 1 des Kältemittels und einer nach einem Zeitraum Δt1 gemessenen zweiten Temperatur TK 2 des Kältemittels und zum Vergleich von ΔT mit einer in der Steuerung gespeicherten Grenztemperaturdifferenz ΔTK lim; eine Zählvorrichtung zur Ermittlung einer Anzahl n an Fällen, in denen ΔT größer oder gleich ΔTK lim ist, und zweite Mittel zum Vergleich der Anzahl n mit einer in der Steuerung gespeicherten vorgegebenen Grenzanzahl nlim und zur Auswertung der Differenz Δn = (n - nlim) in Hinblick auf das Vorhandensein eines unzulässigen Betriebszustands umfasst.
  • Die DE 10 2010 000 427 A1 beschreibt einen automatischen Wäschetrockner zum Trocknen von Wäsche nach einem Trocken-Arbeitszyklus, der aufweist: eine rotierende Trommel, die eine Trockenkammer umschließt; ein Luftzufuhrsystem, das mit der Trockenkammer in Strömungsverbindung steht und dieser Luft zu- bzw. sie aus ihr abführt; ein Heizsystem, mit dem die vom Luftzufuhrsystem zuzuführende Luft erwärmbar ist; ein Ausgabesystem zur Ausgabe von Behandlungschemie einer bestimmten Art und in einer bestimmten Menge; eine Abbildungseinrichtung, mit der die Trockenkammer darstellende Bilddaten ausgebbar sind; und einen Controller, der betrieblich mit dem Luftzufuhr-, dem Heiz- und dem Ausgabesystem sowie der Abbildungseinrichtung verbunden und eingerichtet ist, aus den Bilddaten das Vorhandensein einer Trocknungsablage in der Trockenkammer zu bestimmen und den Betrieb des Trockners auf Grund des Vorhandenseins der Trocknungsablage zu steuern. Die Abbildungseinrichtung kann eine thermische Abbildungseinrichtung sein, die Strahlung im IR-Bereich des elektromagnetischen Spektrums erfassen kann, wobei die Abbildungseinrichtung auf dem hinteren oder dem vorderen Schott oder in der Tür angeordnet ist.
  • Die DE 10 2005 055 411 A1 beschreibt einen Trockner zum Trocknen mindestens eines Objektes, wobei der Trockner aufweist: ein Trocknergehäuse, in dem ein Trockenraum zur Aufnahme des mindestens einen Objektes vorgesehen ist, insbesondere eine Heizung zum Heizen des Trockenraumes, ein infrarotsensitives Messelement zur berührungslosen spektroskopischen Messung der Oberflächentemperatur des in dem Trockenraum vorgesehenen Objektes und Ausgabe eines Oberflächen-Temperatursignals, und eine Steueranordnung mit einer ersten Steuereinrichtung zur Aufnahme des Oberflächen-Temperatursignals von dem infrarotsensitiven Messelement und insbesondere einer zweiten Steuereinrichtung zur Steuerung oder Regelung der Heizung, wobei die Steueranordnung aus zumindest dem Oberflächen-Temperatursignal auf einen Feuchtegrad des mindestens einen Objektes schließt.
  • Die WO 2001/046509 A1 beschreibt ein Gerät zur Behandlung von Textilien mit einer Einrichtung zur Erkennung von Eigenschaften einer Textilie, wobei die Einrichtung mindestens ein Sende- und mindestens ein Empfangselement zum Senden bzw. Empfangen elektromagnetischer Strahlung sowie eine mit dem Empfangselement verbundene Auswerteschaltung umfasst, wobei die von dem Sendeelement gesendete und von der Textilie reflektierte und/oder transmittierte Strahlung vom Empfangselement empfangbar und in der Auswerteschaltung auswertbar ist.
  • Aufgabe der Erfindung war vor diesem Hintergrund die Bereitstellung eines Kondensationstrockners sowie eines Verfahrens zu seinem Betreiben, bei dem auf einfache Weise die Temperatur der Komponenten des Trockners überwacht werden kann, um die Steuerung des Trockners zu optimieren und damit insbesondere auch den Ablauf eines Trocknungsprogrammes zu verbessern. Die Erfindung soll insbesondere auch für einen Kondensationstrockner mit einer Wärmepumpe geeignet sein, damit vorzugsweise die Steuerung der Bauteile einer Wärmepumpe auf eine Weise möglich ist, um den Ablauf eines Trocknungsprogrammes in einem Wärmepumpentrockner zu optimieren. Vorzugsweise soll es auch möglich sein, im Wäschetrockner auf einfache Weise einen prinzipiell anhand von relativ hohen Temperaturen erkennbaren unzulässigen Betriebszustand erkennen zu können.
  • Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch einen Kondensationstrockner und ein Verfahren mit den Merkmalen des entsprechenden unabhängigen Patentanspruchs. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kondensationstrockners sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in entsprechenden abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kondensationstrockners entsprechen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt, selbst wenn dies hierin nicht explizit erwähnt wird.
  • Gegenstand der Erfindung ist somit ein Kondensationstrockner mit einer Trommel für zu trocknende Gegenstände, einem Antriebsmotor für die Trommel, einem Prozessluftkanal, einem Prozessluftgebläse, einem Aufheiz- und Abkühlsystem für die Prozessluft, einem Temperatursensor und einer Steuereinrichtung. Bei diesem Kondensationstrockner ist der Temperatursensor zur gleichzeitigen Messung von Wärmestrahlung von mindestens zwei zu überwachenden Komponenten des Kondensationstrockners angeordnet. Zusätzlich ist der Temperatursensor ein Infrarotteleskop mit einem Sensor-Array und einer abbildenden Optik zum Erzeugen eines Abbildes eines jeweiligen Messpunktes jeder der zu überwachenden Komponenten auf dem Sensor-Array. Außerdem ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um die vom Infrarotteleskop für die zu überwachenden Komponenten jeweils gemessene Wärmestrahlung für die Überwachung und Steuerung des Kondensationstrockners auszuwerten.
  • Erfindungsgemäß ist im erfindungsgemäßen Kondensationstrockner vor dem Infrarotteleskop, insbesondere Thermopile-Array, eine abbildende Optik zum Erzeugen eines Abbildes eines jeweiligen Messpunktes jeder der zu überwachenden Komponenten auf dem Sensorfeld des Infrarotteleskops, insbesondere dem Thermopile-Array selbst, vorgesehen. Dabei wird dem Umstand Rechnung getragen, dass es häufig vorteilhaft ist, wenn nicht die gesamte Strahlung einer Komponente gemessen wird, sondern nur die an bestimmten vorher festgelegten sogenannten Messpunkten.
  • Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um die vom Infrarotteleskop für die Komponenten jeweils gemessene Wärmestrahlung, d.h. IR-Strahlung, für die Überwachung und Steuerung des Kondensationstrockners, insbesondere von dessen Komponenten wie dem Prozessluftgebläse, auszuwerten.
  • Vorzugsweise wird eine gleichzeitige Messung von Wärmestrahlung von mindestens drei, und noch mehr bevorzugt von mindestens vier Komponenten durchgeführt. Die Komponente "Prozessluftkanal" kann hierbei wiederum in mehrere separate zu überwachende Abschnitte unterteilt sein.
  • Im Rahmen einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kondensationstrockners sind die zu überwachenden Komponenten ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend eine äußere Oberfläche der Trommel, den Prozessluftkanal, den Bauteilen des Aufheiz- und Abkühlsystems, das Prozessluftgebläse und den Antriebsmotor.
  • Im Rahmen einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kondensationstrockners enthält das Infrarotteleskop ein Thermopile-Array.
  • Ein Thermopile-Array ist dabei eine Anordnung von Thermopiles, auch als "Thermosäulen" bezeichnet, die thermische Energie in elektrische Energie wandeln. Ein Thermopile besteht im Allgemeinen aus mehreren Thermoelementen, die thermisch parallel und elektrisch in Reihe geschaltet sind, wodurch die in der Regel geringen Thermospannungen addiert werden. Das Thermopile-Array ist in das Innere des Trockners gerichtet und nimmt die von den Komponenten ausgesandte IR-Strahlung auf. Das Thermopile-Array ist vorteilhafterweise mit auch für IR-Strahlung durchlässigem Silizium abgedeckt, vakuumdicht versiegelt und den Umgebungsbedingungen wie niederschlagende Feuchtigkeit oder Wasserdampf etc. nicht ausgesetzt. Ein Thermopile ist vorteilhaft insbesondere eine durch Ausdünnung eines Halbleiterbereiches ausgebildete Membran mit Leiterbahnen aus Materialien mit unterschiedlichem Seebeck-Koeffizienten, die auf der Membran kontaktiert und mit einem IR-Strahlung absorbierenden Absorptionsmaterial bedeckt sind. Auftreffende IR-Strahlung erwärmt das Absorptionsmaterial und somit den Kontaktbereich der Leiterbahnen auf der Membran, so dass eine Thermospannung als Messsignal gewonnen wird. Eine solche Membran ermöglicht eine gute thermische Isolation gegenüber dem Bulk-Material des Thermopile-Arrays und somit ein deutliches, hohes Messsignal.
  • Mit weiterem Vorzug umfasst dabei jeder Messpunkt eine Beschichtung, welche einen vorgegebenen Emissionskoeffizienten für die Wärmestrahlung aufweist. Dies ist eine generell bevorzugte Maßnahme für den Fall, dass sichergestellt werden soll, dass Temperaturmessungen des Infrarotteleskops gleich welcher detaillierten Ausprägung an verschiedenen Messpunkten miteinander vergleichbar sind, im Hinblick darauf, dass verschiedene Materialien aufgrund unterschiedlicher zugehöriger Emissionskoeffizienten bei gleichen Temperaturen unterschiedliche Intensitäten infraroter Strahlung aussenden. Der Emissionskoeffizient einer solchen Beschichtung kann leichter gezielt eingestellt werden, so dass eine verbesserte Messung durch das Thermopile-Array möglich ist. Es ist erfindungsgemäß daher besonders bevorzugt, dass der Messpunkt auf der Komponente eine Beschichtung umfasst, welche die Einstellung eines für die Komponente vorgegebenen Emissionskoeffizienten für die Wärmestrahlung ermöglicht.
  • Die abbildende Optik ist insbesondere ein passives optisches System, das zum einen eine Blendenfunktion zur Ausrichtung auf lediglich die ausgewählten Komponenten ermöglicht und Störstrahlung abhält und vorzugsweise auch eine optische Ausrichtung bzw. Bündelung zur Signalverstärkung vorsieht. Weiterhin können durch das passive optische System optische Fenster relevanter Wellenlängenbereiche der Infrarotstrahlung festgelegt werden, in denen beispielsweise Feuchtigkeit im Trockner die von den Komponenten oder den Messpunkten der Komponenten ausgesandte Wärmestrahlung nicht bzw. nicht wesentlich zu absorbieren. Für eine Hauptmessung und eine Referenzmessung können unterschiedliche optische Fenster festgelegt werden.
  • Für besonders günstig wird es erachtet, wenn im erfindungsgemäßen Kondensationstrockner jeder zu überwachenden Komponente ein jeweiliges Thermopile des Thermopile-Arrays zugeordnet ist, so dass die Wärmestrahlung der jeweiligen zu überwachenden Komponente vom jeweiligen zugeordneten Thermopile gemessen wird. Gleiches gilt für ein mit anderer Sensortechnik arbeitendes Infrarotteleskop, bei dem entsprechend statt eines jeweiligen einzelnen Thermopiles ein jeweiliger anderer Sensor entsprechend in Betracht zu ziehen und vorzusehen ist.
  • Im Trockner können die Werte der gemessenen IR-Strahlung von der Steuereinrichtung direkt ausgewertet werden oder zunächst in Temperaturen umgewandelt werden. Jedenfalls sind im Allgemeinen die für eine Überwachung und/oder Steuerung des Trockners wichtigen Zusammenhänge zwischen einerseits den Werten der gemessenen IR-Strahlung oder der daraus ermittelten Temperaturen und andererseits der für bestimmte Werte vorzunehmenden Handlungen an Komponenten oder deren Einstellungen, z.B. Umdrehungszahl des Prozessluftgebläses oder der Trommel, in der Steuereinrichtung hinterlegt.
  • Hierzu können entsprechende Erfahrungswerte oder Eichmessungen herangezogen werden. Vorteilhafterweise kann auch eine Eichmessung bzw. Referenzmessung mit einem Referenzobjekt in dem Trockner vorgenommen werden, so dass auch spezifische Fehler bzw. Abweichungen des konkret eingesetzten Thermopile-Arrays bzw. seiner Thermopiles berücksichtigt werden und Änderungen gegenüber dieser Referenzmessung z.B. bei verschiedenen Temperaturen des Trockenraumes bei nachfolgenden Berechnungen herangezogen werden können.
  • Der Begriff "Handlungen" kann hierbei einen Hinweis auf einer Anzeigevorrichtung, dass bestimmte Temperaturen außerhalb eines zulässigen Bereiches liegen und auf einen unzulässigen Betriebszustand oder zumindest auf einen nicht optimierten Ablauf eines Trocknungsprogrammes hinweisen, umfassen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Kondensationstrockners beinhaltet das Aufheiz- und Abkühlsystem für die Prozessluft eine Wärmepumpe mit einem Verdampfer, einem Kompressor, einem Verflüssiger und einer Drossel als Bauteilen. Dabei ist es wiederum bevorzugt, dass die Bauteile, deren Wärmestrahlung vom Infrarotteleskop gemessen wird, den Verdampfer, den Kompressor, den Verflüssiger und/oder die Drossel umfassen. Besonders bevorzugt umfassen dann die Bauteile, deren Wärmestrahlung vom Infrarotteleskop gemessen wird, den Verflüssiger und den Kompressor. Die Drossel kann insbesondere ein Entspannungsventil (auch als Drosselventil bezeichnet), eine Kapillare oder eine Blende sein.
  • In bevorzugten Ausführungsformen des Kondensationstrockners, in denen er eine Wärmepumpe beinhaltet, kann der Kompressor ein solcher mit einer festen Leistung sein, der also nur durch Ein- und Ausschalten geregelt werden kann, oder aber ein leistungsvariabler Kompressor sein. Bevorzugt ist der Kompressor ein leistungsvariabler Kompressor. Dann kann der leistungsvariable Verdichter mit einer Leistung P in Abhängigkeit von den Messwerten des Infrarotteleskops betrieben werden, so dass die Temperatur eines Kältemittels im Wärmepumpenkreislauf innerhalb eines Bereiches TKM 1 ≤ TKM ≤ TKM 2 liegt. Hierbei kann auch mit einem Temperatursensor ST AR, ggf. mit dem Thermopile-Array selbst, eine Temperatur TR im Aufstellraum AR gemessen werden und für die Steuerung des leistungsvariablen Kompressors berücksichtigt werden.
  • Bevorzugt wird in Ausführungsformen der Erfindung, bei denen eine Wärmepumpe mit einem leistungsvariablen Verdichter eingesetzt wird, ein drehzahlgeregelter Verdichter eingesetzt, dessen Drehzahl ωK in Abhängigkeit von den Messwerten des Infrarotteleskops und ggf. der in Ausführungsformen gemessenen Temperatur TR variiert.
  • Vorzugsweise wird bei der vorliegenden Erfindung eine Drehzahl ωK eines drehzahlvariablen Verdichters in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur TR anhand eines in der Steuerungseinheit hinterlegten Zusammenhangs zwischen der Drehzahl ωK und der gemessenen Temperatur TR variiert, wobei die Drehzahl ωK mit zunehmender Temperatur TR abnimmt.
  • Der in Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Trockners eingesetzte Verdichter ist nicht besonders beschränkt. Geeignete Verdichter sind beispielsweise Schraubenverdichter und Rollkolbenverdichter. Erfindungsgemäß bevorzugt ist der eingesetzte Verdichter ein Rollkolbenverdichter.
  • Die mittels des Infrarotteleskops zu überwachenden Komponenten müssen sich im Sichtbereich des Infrarotteleskops befinden, wobei "Sichtbereich" breit auszulegen ist. Ggf. kann dieser durch eine vorhandene abbildende Optik, welche auf den zu überwachenden Raum gerichtet werden kann und die Wärmestrahlung der Komponente geeignet weiter leitet, erweitert sein.
  • Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass jeder Komponente ein einzelner Sensor des Infrarotteleskops zugeordnet ist, so dass die Wärmestrahlung der jeweiligen Komponente vom zugeordneten Sensor gemessen wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kondensationstrockners ist das Infrarotteleskop zur Messung von Wärmestrahlung der äußeren Trommeloberfläche, d.h. des Trommelmantels, angeordnet. Dadurch ist eine Verfolgung eines Trocknungsprogrammes und insbesondere von erreichten Feuchtegraden der zu trocknenden Wäschestücke möglich.
  • Überdies ist ein Kondensationstrockner bevorzugt, bei dem die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um unterschiedliche Emissionsgrade der Komponenten zu berücksichtigen. Wie bereits erwähnt, können dabei die Emissionsgrade durch eine geeignete Auswahl und Ausgestaltung der Messpunkte in gewissem Umfang eingestellt werden. Dabei wird im Allgemeinen vom Umstand Gebrauch gemacht, dass Metalloberflächen nur einen sehr kleinen Emissionskoeffizienten haben, der Emissionskoeffizient von anderen Materialien aber in der Regel größer ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Kondensationstrockners sind in der Steuereinrichtung jeweilige maximal zulässige Werte für die Wärmestrahlung der zu überwachenden Komponenten hinterlegt und die Steuereinrichtung ist eingerichtet, um den Kondensationstrockner bei Überschreiten eines maximal zulässigen Wertes für die Wärmestrahlung der Komponenten abzuschalten und/oder das Überschreiten des maximal zulässigen Wertes auf einer Anzeigevorrichtung des Kondensationstrockners anzuzeigen.
  • Der erfindungsgemäße Kondensationstrockner weist nämlich vorzugsweise ein akustisches und/oder optisches Anzeigemittel zur Anzeige eines Betriebszustandes, z.B. eines unzulässigen Betriebszustands, auf. Ein optisches Anzeigemittel kann beispielsweise ein Flüssigkristalldisplay sein, auf dem bestimmte Aufforderungen oder Hinweise angegeben sind. Es können zudem oder alternativ Leuchtdioden in einer oder mehreren Farben aufleuchten. Die Art der Anzeige eines Betriebszustandes kann von der Art des Betriebszustands, z.B. zulässig oder nichtzulässig, abhängig sein.
  • Beispielsweise könnte bei einem im Allgemeinen weniger kritischen ersten unzulässigen Betriebszustand auf einem Flüssigkristalldisplay eine Aufforderung, die Luftwege im Kondensationstrockner zu reinigen, angegeben sein. Alternativ oder in Ergänzung hierzu könnte eine Leuchtdiode, beispielsweise in der Farbe "orange", aufleuchten.
  • Bei einem zweiten unzulässigen Betriebszustand, der in der Regel kritisch ist, könnte beispielsweise auf einem Flüssigkristalldisplay ein Hinweis, dass der Trocknungsprozess unterbrochen wurde, der Kältemittelkreislauf überprüft und/oder ein Servicetechniker einzuschalten ist, angegeben sein. Alternativ oder in Ergänzung hierzu könnte eine Leuchtdiode, beispielsweise in der Farbe "rot", aufleuchten.
  • Die Anzeige könnte auch über eine akustische Anzeige erfolgen, wobei unterschiedliche unzulässige Betriebszustände durch unterschiedliche Piepstöne angezeigt werden könnten.
  • Die Anzeige ist aber natürlich nicht nur auf die Anzeige von unzulässigen Betriebszuständen beschränkt. Neben der Angabe von allgemein ein Trocknungsprogramm betreffenden Angaben wie z.B. restliche Trocknungszeit könnte auch angezeigt werden, ob oder inwieweit sich die Kältemitteltemperatur in einem optimalen Bereich befindet.
  • Bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kondensationstrockners, bei denen er mit einer Wärmepumpe ausgestattet ist, kann vorteilhaft in der Wärmepumpe ein zusätzlicher Wärmetauscher angeordnet sein. Hierbei ist in einer bevorzugten Ausführungsform der zusätzliche Wärmetauscher in einem Prozessluftkanal zwischen dem Verdampfer und dem Verflüssiger angeordnet. In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist der zusätzliche Wärmetauscher in einem Kühlluftkanal angeordnet. Vorzugsweise ist in diesem Kühlluftkanal ein Luft-Luft-Wärmetauscher angeordnet.
  • Überdies umfasst der erfindungsgemäße Kondensationstrockner vorzugsweise ein zweites Gebläse zur Kühlung des Wärmepumpenkreises. Das zweite Gebläse ist vorzugsweise in einem Kühlluftkanal und/oder der Umgebung des Kompressors angeordnet.
  • Die Erwärmung der Prozessluft kann bei der Ausführungsform als Wärmepumpentrockner ausschließlich über den Verflüssiger der Wärmepumpe stattfinden. Es kann allerdings zusätzlich auch eine elektrische Heizung verwendet werden.
  • Wenn im erfindungsgemäßen Kondensationstrockner neben der Wärmepumpe eine weitere Heizung eingesetzt wird, ist diese vorzugsweise eine Zweistufen-Heizung. Die Steuerung dieser Heizung wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ebenfalls zur Regelung der Temperatur des Kältemittels herangezogen.
  • Sofern vorhanden, kann zur Regulierung der Temperatur des Kältemittels der Wärmepumpe eine Kühlvorrichtung für die Wärmepumpe verwendet werden, die vorzugsweise ein zweites Gebläse umfasst. Das zweite Gebläse kann direkt zu einer Abkühlung von Bauteilen der Wärmepumpe verwendet werden, insbesondere des Kompressors. Vorzugsweise sind jedoch das zweite Gebläse und ein zusätzlicher Wärmetauscher in einem Kühlluftkanal angeordnet, wobei sich der zusätzliche Wärmetauscher in der Wärme pumpe befindet. Im Kühlluftkanal kann sich noch ein weiterer Luft-Luft-Wärmetauscher befinden. Vorzugsweise ist der ggf. vorhandene Luft-Luft-Wärmetauscher abnehmbar. Dies ist besonders vorteilhaft, da ein abnehmbarer Wärmetauscher leichter von Flusen gereinigt werden kann.
  • Da mit fortschreitendem Trocknungsgrad der im Kondensationstrockner zu trocknenden Gegenstände die notwendige Energie für das Trocknen abnimmt, ist es zweckmäßig, die Heizung entsprechend zu regeln, d.h. mit fortschreitendem Trocknungsgrad deren Heizleistung zu vermindern, um ein Gleichgewicht zwischen der zugeführten und der notwendigen Trocknungsenergie aufrecht zu erhalten.
  • Mit zunehmendem Trocknungsgrad der zu trocknenden Gegenstände, insbesondere Wäschestücken, wird somit bei Ausführungsformen des Trockners mit einer Wärmepumpe eine geringere Heizleistung oder sogar eine zunehmende Kühlleistung der Wärmepumpe erforderlich. Insbesondere würde nach einer abgeschlossenen Trocknungsphase die Temperatur im Prozessluftkanal stark ansteigen. Im Allgemeinen wird daher die Wärmepumpe und ggf. eine zusätzliche Heizung im Kondensationstrockner so geregelt, dass in der Trommel eine maximal zulässige Temperatur nicht überschritten wird.
  • Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zum Betreiben eines Kondensationstrockners mit einer Trommel für zu trocknende Gegenstände, einem Antriebsmotor für die Trommel, einem Prozessluftkanal, einem Prozessluftgebläse, einem Aufheiz- und Abkühlsystem für die Prozessluft, einem Temperatursensor und einer Steuereinrichtung. Dabei ist Temperatursensor zur gleichzeitigen Messung von Wärmestrahlung von mindestens zwei zu überwachenden Komponenten des Kondensationstrockners angeordnet. Zusätzlich ist der Temperatursensor ein Infrarotteleskop mit einem Sensor-Array und einer abbildenden Optik zum Erzeugen eines Abbildes eines jeweiligen Messpunktes jeder der zu überwachenden Komponenten auf dem Sensor-Array. Bei diesem Verfahren wird die Wärmestrahlung der mindestens zwei zu überwachenden Komponenten mittels des Infrarotteleskops gemessen und von der Steuereinrichtung in Hinblick auf die jeweilige Temperatur der zu überwachenden Komponenten ausgewertet und zur Überwachung und Steuerung beim Betreiben des Kondensationstrockners verwendet.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen die Komponenten die Bauteile des Aufheiz- und Abkühlsystems, wobei die Bauteile, deren Wärmestrahlung vom Infrarotteleskop gemessen wird, den Verdampfer, den Kompressor, den Verflüssiger und/oder die Drossel einer Wärmepumpe umfassen, und die Steuerung des Kondensationstrockners so erfolgt, dass sich die Temperatur des Kältemittels innerhalb eines vorgegebenen Bereiches befindet. Der vorgegebene Bereich hängt hierbei insbesondere von der Natur des Kältemittels ab.
  • Erfindungsgemäß ist ein Verfahren bevorzugt, bei dem die Steuerung des Kondensationstrockners dadurch erfolgt, dass die Leistung eines leistungsvariablen Kompressors so variiert wird, dass sich die Temperatur des Kältemittels innerhalb eines vorgegebenen Bereiches befindet.
  • Bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei denen vom Infrarotteleskop die Wärmestrahlung der äußeren Trommeloberfläche gemessen wird, kann ein im Kondensationstrockner ablaufendes Trocknungsprogramm hinsichtlich der Feuchte der Wäschestücke in der Trommel besser überwacht werden. Hierbei kann vorzugsweise auch die Beladungsmenge mit Wäschestücken berücksichtigt werden, indem für verschiedene Beladungsmengen ein Zusammenhang zwischen der Wärmestrahlung oder der Temperatur der äußeren Trommeloberfläche und dem Feuchtegrad der Wäschestücke in der Steuereinrichtung hinterlegt ist.
  • Die Erfindung hat zahlreiche Vorteile. So wird eine zentrale Überwachung der Temperaturen der einzelnen Komponenten eines Kondensationstrockners, z.B. eines Wärmepumpentrockners, ermöglicht. Es wird ein einziger, global wirkender Temperatursensor, nämlich ein Infrarotteleskop, verwendet, statt im Allgemeinen einer Vielzahl von einzelnen, an verschiedenen Stellen im Kondensationstrockner angeordneten Temperatursensoren. In Ausführungsformen der Erfindung als Wärmepumpentrockner können Informationen über die Temperatur von Verdampfer, Verflüssiger, Kompressor und Drossel sowie den sie verbindenden Rohrleitungen der Wärmepumpe gewonnen werden, so dass die Wärmepumpe und damit der Kondensationstrockner besser gesteuert werden kann. In Ausführungsformen der Erfindung, in denen ein leistungsvariabler Kompressor eingesetzt wird, kann so die Leistung des Kompressors gezielt variiert werden, damit der Betrieb der Wärmepumpe in einem optimalen Temperaturbereich erfolgen kann. Dies ermöglicht den Betrieb des Kondensationstrockners mit einer besonders günstigen Energiebilanz. Außerdem wird die Wärmepumpe geschont. Ähnliche Vorteile ergeben sich auch, wenn der Trockner statt einer Wärmepumpe eine elektrische Heizung oder Gasheizung und einen Luft-Luft-Wärmetauscher enthält. Auch hier ist eine zentrale Überwachung der Temperatur der einzelnen Komponenten vorteilhaft.
  • Außerdem kann über die Auswertung der Wärmestrahlung vom Trommelmantel, d.h. der äußeren Trommeloberfläche, der Verlauf eines Trocknungsprogramms und damit die Einstellung einer Wäschefeuchte verfolgt und gesteuert werden. Die Erfindung illustriert zudem den Einsatz eines intelligenten Systems bzw. von Infrarottechnik und damit letztlich einen hohen Innovationsgrad des erfindungsgemäßen Trockners.
  • Überdies kann der Betrieb eines Kondensationstrockners auf einfache und wirkungsvolle Weise überwacht werden. Unzulässige Betriebszustände können sicher angezeigt werden, so dass geeignete Gegenmaßnahmen ergriffen werden können.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen für den erfindungsgemäßen Kondensationstrockner und ein diesen Kondensationstrockner einsetzendes Verfahren. Dabei wird Bezug genommen auf die Figuren 1 bis 3.
    • Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungswesentlichen Teile eines Kondensationstrockners gemäß einer ersten Ausführungsform, der hier ein Wärmepumpen-trockner ist.
    • Fig. 2 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Kondensationstrockner gemäß einer zweiten Ausführungsform, der hier ebenfalls ein Wärmepumpentrockner ist.
    • Fig. 3 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Kondensationstrockner gemäß einer dritten Ausführungsform, welcher als Kondensationstrockner mit einem Luft-Luft-Wärmetauscher ausgestaltet ist.
  • Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungswesentlichen Teile eines Kondensationstrockners gemäß einer ersten Ausführungsform, welcher ein Wärmepumpentrockner 1 ist.
  • Gezeigt sind in Fig. 1 die Trommel 2 mit einer äußeren Trommeloberfläche 5 sowie die Bauteile einer Wärmepumpe, d.h. einem Verdampfer 14, einem Verflüssiger 16, einem Kompressor 18 sowie den sie verbindenden Rohrleitungen 23. Ein Thermopile-Array 21 ist so angeordnet, dass die Wärmestrahlung der Bauteile der Wärmepumpe wie auch der Trommel 2 aufgenommen kann. Der Sichtbereich bzw. Erfassungsbereich für Wege 22 der Wärmestrahlung der Komponenten des Trockners zum Infrarotteleskop 21 ist hier durch eine gestrichelt gezeichnete Ellipse angedeutet.
  • Das Infrarotteleskop 21 umfasst vorliegend ein Thermopile-Array 21 und eine diesem vorgesetzte abbildende Optik, welche der Übersicht halber nicht dargestellt ist. Diese Optik kann eine Brennweite von einigen Millimetern bis zu wenigen Zentimetern haben, und das Thermopile-Array 21 sitzt in ihrer fokalen Ebene. Auf diese Weise wird ein Abbild der Umgebung des Infrarotteleskops 21 auf dem Thermopile-Array 21 erzeugt, so dass verschiedene Thermopiles darin Temperaturen an verschiedenen Orten im Wäschetrockner 1 messen. Es versteht sich, dass an Stelle des Thermopile-Arrays 21 eine andere flächenhaft ausgedehnte Infrarot-Sensorik treten kann.
  • Fig. 2 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Kondensationstrockner gemäß einer zweiten Ausführungsform, der hier ein Wärmepumpentrockner ist. Der Kondensationstrockner 1 weist eine zylindrische Wäschetrommel 2 auf, welche um eine im Wesentlichen horizontal ausgerichtete (Dreh)Achse 3 drehbar ist und in welcher sich Wäschestücke 4 befinden, welche im Kondensationstrockner 1 insbesondere getrocknet werden sollen.
  • Die Trommel 2 besteht aus Edelstahl und hat einen zylindrischen Mantel mit einer zylindrischen äußeren Trommeloberfläche 5. Der zylindrische Mantel trägt hier nicht gezeigte Mitnehmer, die ein Hochheben der Wäschestücke 4 unterstützen sollen. Vorderseitig der Wäschetrommel 2 schließt sich an den Mantel eine kreisringförmige vordere Stirnwand an, durch welche die Wäschestücke 4 in die Trommel 2 eingebracht wurden. Die entsprechende Öffnung der vorderen Stirnwand 6 ist mit einer Tür 7 verschlossen. Rückseitig der Wäschetrommel 2 schließt sich an den Mantel eine kreisförmige hintere Stirnwand 8 an, welche Perforationen 9 aufweist. Lager und Dichtungen, an oder auf denen die Trommel 2 gelagert ist oder mit denen sie gegen ihre Umgebung abgedichtet ist, sind hier nicht dargestellt. Die Perforationen 9 sind rückseitig der Wäschetrommel 2 mittels einer Haube 10 abgedeckt. Ein üblicherweise vorhandener Antriebsmotor für die Trommel ist der Übersicht halber nicht dargestellt.
  • Ein in einem im Wesentlichen geschlossenen Prozessluftkanal geführter und von einem hier nicht gezeigten Prozessluftgebläse angetriebener Strom von Prozessluft 11 gelangt in die Trommel 2 und die darin enthaltenen sowie durch Rotieren der Trommel 2 bewegten Wäschestücke 4. Die Prozessluft 11 tritt durch die Haube 10 und die Perforationen 9 in die Trommel 2 ein, um dort die Wäschestücke 4 zu umströmen und ihnen Feuchtigkeit zu entziehen. Im Bereich der Tür 7 tritt die Prozessluft 11 aus der Trommel 2 in den Prozessluftkanals im Lagerschild 12 ein und durchströmt dort einen Flusenfilter 13, damit Fasern und andere feinteilige Partikel, welche die Prozessluft 11 den Wäschestücken 4 entrissen hat (im Allgemeinen als "Flusen" bezeichnet), dort aufgefangen werden. Unterhalb der Trommel 2 tritt die Prozessluft 11 wieder aus dem Lagerschild 12 aus und gelangt zum Verdampfer 14 einer Wärmepumpe. Dort wird der feuchtwarmen Prozessluft Wärme entzogen, so dass die in ihr enthaltene, den feuchten Wäschestücken 4 entzogene Feuchtigkeit kondensiert und als flüssiges Kondensat ausgeschieden werden kann. In einer Kondensatwanne 15 wird das Kondensat zur aufgefangen und im Allgemeinen zu einem hier nicht gezeigten Kondensatbehälter geleitet, der zur Entsorgung des Kondensats geleert werden kann. Hinter dem Verdampfer 14 gelangt die nun entfeuchtete Prozessluft 11 in den Verflüssiger 16 der Wärmepumpe, wo sie erneut erwärmt und damit zum Aufnehmen weiterer Feuchtigkeit aus den Wäschestücken 4 vorbereitet wird. Hinter dem Verflüssiger 16 gelangt die Prozessluft dann zurück in die Haube 10 und die Trommel 2.
  • In der Wärmepumpe verdampft ein in einem geschlossenen Kältemittelkreislauf 17 zirkulierendes und dem Verdampfer 14 teilweise flüssig zugeführtes Kältemittel, wobei es der durchfließenden feuchtwarmen Prozessluft 11 Wärme entzieht. Das verdampfte Kältemittel wird sodann von einem Kompressor 18 komprimiert und dabei erhitzt, und gelangt dann in den Verflüssiger 16. Im Verflüssiger 16 gibt das Kältemittel die im Verdampfer 14 aufgenommene Wärme wieder an die durchfließende Prozessluft ab. Hinter dem Verflüssiger 16 gelangt das verflüssigte Kältemittel durch eine Drossel 19, die seinen Binnendruck und seine Temperatur herabsetzt, zurück zum Verdampfer 14, um erneut verdampft zu werden und dabei Wärme aufzunehmen. Das Kältemittel ist üblicherweise ein kurzkettiger fluorierter Kohlenwasserstoff oder ein Gemisch aus solchen Verbindungen, insbesondere wie die einschlägig bekannten Substanzen R134a und R407C. Auch Propan, üblicherweise als R290 bezeichnet, kommt als Kältemittel in Betracht. Der Kompressor 18 ist hier ein leistungsvariabler Kompressor, dessen Leistung an die vom Thermopile-Array 21 gemessene Temperatur der Bauteile der Wärmepumpe und damit des Kältemittels angepasst werden kann, um die Temperatur des Kältemittels in einem optimalen Bereich zu halten.
  • Eine Steuereinrichtung 20 steuert alle Funktionen des Kondensationstrockners 1. Dazu nimmt sie die von den Thermopiles des Thermopile-Arrays 21 für jede Komponente gemessenen Werte der Wärmestrahlung auf und steuert entsprechende Aktoren an, insbesondere den Antriebsmotor der Trommel 2, das Prozessluftgebläse für die Prozessluft 11 und den Kompressor 18. Das Thermopile-Array 21 ist so angeordnet, dass es die durch gestrichelte Linien angedeutete Wärmestrahlung des äußeren Trommelmantels 5, sowie von Kompressor 18, Drossel 19, Verdampfer 14 und Verflüssiger 16 messen kann. Eine vorgesetzte gemeinsame Optik ist hier nicht gezeigt.
  • Da der Emissionskoeffizient für Wärmestrahlung bei Edelstahl unter 10 % liegt, wird vorzugsweise Wärmestrahlung von bestimmten, hier nicht näher gezeigten, Messpunkten gemessen, vorzugsweise von einem Messpunkt pro gemessener Komponente. Hierzu kann der Punkt mit einer geeigneten, die Wärmestrahlung erhöhenden Beschichtung versehen sein. Die gemeinsame Optik hat dann die Aufgabe, die von dem Messpunkt ausgehende Wärmestrahlung gezielt einem Thermopile des Thermopile-Arrays 21 zuzuführen. Dann kann der vom Thermopile gemessene Wert der Wärmestrahlung zur Auswertung der Steuereinrichtung 20 zugeführt werden.
  • Fig. 3 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Kondensationstrockner gemäß einer dritten Ausführungsform, welche als Kondensationstrockner mit einem Luft-Luft-Wärmetauscher ausgestaltet ist.
  • Der in Figur 3 dargestellte Kondensationstrockner 1 weist eine um eine horizontale Achse 3 drehbare Trommel 2 für die Aufnahme von zu trocknenden, hier nicht gezeigten, Wäschestücken, auf, innerhalb welcher Mitnehmer 26 zur Bewegung von Wäschestücken während einer Trommeldrehung angebracht sind. Die Prozessluft 11 wird im Prozessluftkanal 24 mittels eines Prozessluftgebläses 27 über einen Luft-Luft-Wärmetauscher 30 und eine elektrische Heizung 25 durch die Trommel 2 geführt. Dabei wird von der elektrischen Heizung 25 erwärmte Prozessluft 11 durch den Trommeleingang 34 von hinten, d.h. von der einer Tür 7 gegenüber liegenden Seite der Trommel 2, durch deren gelochten Boden in die Trommel 2 geleitet.
  • Nach Austritt aus der Trommel 2 strömt die mit Feuchtigkeit beladene Prozessluft 11 durch die Befüllöffnung der Trommel 2 durch ein Flusensieb 13 innerhalb der die Befüllöffnung verschließenden Tür 7. Anschließend wird der Strom der Prozessluft 11 in der Tür 7 nach unten durch den Trommelausgang 33 in den Prozessluftkanal 24 umgelenkt und zum Luft-Luft-Wärmetauscher 30 geleitet, durch den Kühlluft in einem Kühlluftkanal 31 mittels eines Kühlluftgebläses 32 befördert werden kann. Im Luft-Luft-Wärmetauscher 30 kondensiert infolge Abkühlung ein mehr oder weniger großer Teil der von der Prozessluft aus den Wäschestücken aufgenommenen Feuchtigkeit und wird in einer Kondensatwanne 15 aufgefangen.
  • Die Steuerung des Kondensationstrockners 1 erfolgt über eine Programmsteuerung 20, die vom Benutzer über eine Bedieneinheit 29 bedient werden kann. Ein Thermopile-Array 21 ist bei dem hier gezeigten Kondensationstrockner 1 so angeordnet, dass es die Wärmestrahlung von Messpunkten 36 auf der äußeren Trommeloberfläche 5, dem Luft-Luft-Wärmetauscher 30, dem Prozessluftgebläse 27 und der elektrischen Heizvorrichtung 25 erfassen und damit messen kann. Diese Messwerte werden zur Auswertung und zur möglichen Veranlassung von weiteren Schritten der Steuerungseinheit 20 zugeführt. Die Steuerungseinheit 20 kann dann nach Auswertung der gemessenen Wärmestrahlung beispielsweise die elektrische Heizvorrichtung 25, den Antriebsmotor 28, das Prozessluftgebläse 27 und/oder das Kühlluftgebläse 32 so steuern, dass ein Trocknungsprogramm optimal abläuft und beispielsweise eine vorbestimmte Wäschefeuchte erreicht wird.
  • Bei der in der Figur 3 gezeigten dritten Ausführungsform werden das Prozessluftgebläse 27 und die Trommel 2 durch den Antriebsmotor 28 angetrieben. Der Antriebsmotor 28 ist bei dieser Ausführungsform ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Die Trommel 2 ist stark untersetzt, beispielsweise im Verhältnis 1:55, wohingegen das Prozessluftgebläse 27 nicht untersetzt ist, sondern vom Antriebsmotor 28 mit einem Drehzahlverhältnis 1:1 angetrieben wird.
  • Im Kondensationstrockner 1 ist jeder Komponente 25,30 ein Thermopile des Thermopile-Arrays 21 zugeordnet, so dass die Wärmestrahlung der jeweiligen Komponente vom zugeordneten Thermopile gemessen wird. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Thermopile-Array 21 zur Messung von Wärmestrahlung der äußeren Trommeloberfläche 5 angeordnet. Die Steuereinrichtung 20 ist eingerichtet, um unterschiedliche Emissionsgrade der Komponenten 25,30 zu berücksichtigen.
  • Schließlich sind bei dieser Ausführungsform des Kondensationstrockner 1 in der Steuereinrichtung 20 maximal zulässige Werte für die Wärmestrahlung der Komponenten 25,30 hinterlegt und ist die Steuereinrichtung 20 eingerichtet, um den Kondensationstrockner 1 bei Überschreiten eines maximal zulässigen Wertes für die Wärmestrahlung der Komponenten 25,30 abzuschalten und das Überschreiten des maximal zulässigen Wertes auf einer Anzeigevorrichtung 35 des Kondensationstrockners 1 anzuzeigen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kondensationstrockner
    2
    Trommel (zur Aufnahme von zu trocknenden Wäschestücken)
    3
    Drehachse
    4
    Wäschestücke
    5
    Trommelmantel, äußere Trommeloberfläche
    6
    Vordere Stirnwand
    7
    Tür
    8
    Hintere Stirnwand
    9
    Perforation
    10
    Haube
    11
    Prozessluft
    12
    Lagerschild
    13
    Flusensieb
    14
    Verdampfer
    15
    Kondensatwanne
    16
    Verflüssiger
    17
    Kältemittelkreislauf
    18
    Kompressor
    19
    Drossel
    20
    Steuereinrichtung
    21
    Thermopile-Array (umfassend mehrere Thermopiles)
    22
    Weg der Wärmestrahlung von Komponenten zum Thermopile-Array
    23
    Rohrleitungen zwischen Verdampfer, Verflüssiger, Kompressor und Drossel
    24
    Prozessluftkanal
    25
    Elektrische Heizvorrichtung
    26
    Mitnehmer
    27
    Prozessluftgebläse
    28
    Antriebsmotor; z.B. drehzahlvariabler Antriebsmotor, insbesondere BLDC-Motor
    29
    Bedieneinheit
    30
    Luft-Luft-Wärmetauscher
    31
    Kühlluftkanal
    32
    Kühlluftgebläse
    33
    Trommelausgang
    34
    Trommeleingang
    35
    Optische Anzeigevorrichtung
    36
    Messpunkte

Claims (15)

  1. Kondensationstrockner (1) mit einer Trommel (2) für zu trocknende Gegenstände (4), einem Antriebsmotor (28) für die Trommel (2), einem Prozessluftkanal (24), einem Prozessluftgebläse (27), einem Aufheiz- und Abkühlsystem (14, 16, 18, 19, 25, 30) für die Prozessluft (11), einem Temperatursensor (21) und einer Steuereinrichtung (20), dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Temperatursensor (21) zur gleichzeitigen Messung von Wärmestrahlung von mindestens zwei zu überwachenden Komponenten (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) des Kondensationstrockners (1) angeordnet ist;
    - der Temperatursensor (21) ein Infrarotteleskop (21) mit einem Sensor-Array (21) und einer abbildenden Optik zum Erzeugen eines Abbildes eines jeweiligen Messpunktes (36) jeder der zu überwachenden Komponenten (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) auf dem Sensor-Array (21) aufweist; und
    - die Steuereinrichtung (20) eingerichtet ist, um die vom Infrarotteleskop (21) für die zu überwachenden Komponenten (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) jeweils gemessene Wärmestrahlung für die Überwachung und Steuerung des Kondensationstrockners (1) auszuwerten.
  2. Kondensationstrockner (1) nach Anspruch 1, bei dem die zu überwachenden Komponenten (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend eine äußere Oberfläche (5) der Trommel (2), den Prozessluftkanal (24), den Bauteilen des Aufheiz- und Abkühlsystems (14, 16, 18, 19, 25, 30), das Prozessluftgebläse (27) und den Antriebsmotor (28).
  3. Kondensationstrockner (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messpunkt (36) eine Beschichtung (36) umfasst, welche einen vorgegebenen Emissionskoeffizienten für die Wärmestrahlung aufweist.
  4. Kondensationstrockner (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Infrarotteleskop (21) ein Thermopile-Array (21) enthält.
  5. Kondensationstrockner (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder zu überwachenden Komponente (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) ein jeweiliges Thermopile des Thermopile-Arrays (21) zugeordnet ist, so dass die Wärmestrahlung der jeweiligen zu überwachenden Komponente (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) vom jeweiligen zugeordneten Thermopile gemessen wird.
  6. Kondensationstrockner (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass. das Aufheiz- und Abkühlsystem (14, 16, 18, 19, 25, 30) für die Prozessluft (11) eine Wärmepumpe (14, 16, 18, 19) mit einem Verdampfer (14), einem Kompressor (18), einem Verflüssiger (16) und einer Drossel (19) beinhaltet.
  7. Kondensationstrockner (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zu überwachenden Komponenten (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) den Verdampfer (14), den Kompressor (18), den Verflüssiger (16) und/oder die Drossel (19) umfassen.
  8. Kondensationstrockner (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zu überwachenden Komponenten (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) den Verflüssiger (16) und den Kompressor (18) umfassen.
  9. Kondensationstrockner (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (18) ein leistungsvariabler Kompressor (18) ist.
  10. Kondensationstrockner (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu überwachenden Komponenten (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) die äußere Trommeloberfläche (5) umfassen.
  11. Kondensationstrockner (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (20) eingerichtet ist, um unterschiedliche Emissionskoeffizienten der zu überwachenden Komponenten (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) zu berücksichtigen.
  12. Kondensationstrockner (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinrichtung (20) jeweilige maximal zulässige Werte für die Wärmestrahlung der zu überwachenden Komponenten (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) hinterlegt sind und die Steuereinrichtung (20) eingerichtet ist, um den Kondensationstrockner (1) bei Überschreiten eines maximal zulässigen Wertes für die Wärmestrahlung der zu überwachenden Komponenten (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) abzuschalten und/oder das Überschreiten des maximal zulässigen Wertes auf einer Anzeigevorrichtung (35) des Kondensationstrockners (1) anzuzeigen.
  13. Verfahren zum Betreiben eines Kondensationstrockners (1) mit einer Trommel (2) für zu trocknende Gegenstände (4), einem Antriebsmotor (28) für die Trommel (2), einem Prozessluftkanal (24), einem Prozessluftgebläse (27), einem Aufheiz- und Abkühlsystem (14, 16, 18, 19, 25, 30) für die Prozessluft (11), einem Temperatursensor (21) und einer Steuereinrichtung (20), dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Temperatursensor (21) ein zur gleichzeitigen Messung von Wärmestrahlung von mindestens zwei zu überwachenden Komponenten (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) des Kondensationstrockners (1) angeordnet ist;
    - der Temperatursensor (21) ein Infrarotteleskop (21) mit einem Sensor-Array (21) und einer abbildenden Optik zum Erzeugen eines Abbildes eines jeweiligen Messpunktes (36) jeder der zu überwachenden Komponenten (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) auf dem Sensor-Array (21) aufweist; und
    - die Wärmestrahlung der mindestens zwei zu überwachenden Komponenten (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) mittels des Infrarotteleskops (21) gemessen und von der Steuereinrichtung (20) in Hinblick auf die jeweilige Temperatur der zu überwachenden Komponenten (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) ausgewertet und zur Überwachung und Steuerung beim Betreiben des Kondensationstrockners (1) verwendet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zu überwachenden Komponenten (5, 14, 16, 18, 19, 24, 25, 27, 28, 30) die Bauteile des Aufheiz- und Abkühlsystems (14,16,18,19,25,30) umfassen, wobei die Bauteile, deren Wärmestrahlung gemessen wird, den Verdampfer (14), den Kompressor (18), den Verflüssiger (16) und/oder die Drossel (19) einer Wärmepumpe umfassen, und die Steuerung des Kondensationstrockners (1) so erfolgt, dass sich die Temperatur eines Kältemittels der Wärmepumpe innerhalb eines vorgegebenen Bereiches befindet.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Kondensationstrockners (1) dadurch erfolgt, dass die Leistung des Kompressors (18), welcher ein leistungsvariabler Kompressor (18) ist, so variiert wird, dass sich die Temperatur des Kältemittels innerhalb eines vorgegebenen Bereiches befindet.
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