EP3346049B1 - Wäschepflegegerät und verfahren zum betreiben eines solchen - Google Patents

Wäschepflegegerät und verfahren zum betreiben eines solchen Download PDF

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EP3346049B1
EP3346049B1 EP17208886.6A EP17208886A EP3346049B1 EP 3346049 B1 EP3346049 B1 EP 3346049B1 EP 17208886 A EP17208886 A EP 17208886A EP 3346049 B1 EP3346049 B1 EP 3346049B1
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EP
European Patent Office
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laundry
air
laundry device
water load
control unit
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Kai-Uwe Bache
Alvaro Harbach
Andreas Stolze
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Hausgeraete GmbH
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    • D06F34/14—Arrangements for detecting or measuring specific parameters
    • D06F34/26—Condition of the drying air, e.g. air humidity or temperature

Definitions

  • the present invention relates to a laundry care device, in particular a clothes dryer or a washer-dryer.
  • the determination of a cut-off value is disclosed in terms of the difference between the absolute humidity on the inlet side and the outlet side of a laundry drum of a tumble dryer.
  • the difference of the absolute humidity is determined before and after the contact with the laundry. The difference automatically terminates the drying process.
  • the EP 3 255 204 A1 is relevant in relation to Art. 54 (3) EPC, and discloses a method of operating a condensation dryer with a process air duct in which process air is circulated by a blower, a heater, a drum with laundry placed therein, and a controller , wherein in the process air duct, a heat exchanger for the condensation of water from moist, warm process air and at least one humidity sensor, are arranged, wherein the method is used in particular to determine the absolute water loading of the process air.
  • the DE 10 2006 053 274 A1 discloses a clothes dryer having in an air outlet a humidity sensor connected to a controller.
  • the humidity sensor records the time course of the absolute humidity in the air outlet. Certain characteristic values, such as a time to reach a maximum value or an absolute humidity at a certain time, can be detected and compared with values stored in the controller.
  • the known systems have the disadvantage that they depend on the measurement accuracy of the sensors and these often do not work stable over the life of a laundry care device. Therefore, more often than not at the end of the service life, the inaccurate determination of the residual moisture content occurs with the result that the drying process ends too early or too late.
  • a laundry care appliance is a laundry dryer or a laundry dryer which has a dehumidifying unit which operates according to one of the principles of exhaust air drying, condensation drying or heat pump drying.
  • the determination of the moisture content of the laundry is independent of the measuring accuracy of the sensors and independent of the drift of measured values over the life of the sensor. From measured values of the temperature, the relative humidity and the water load of the process air of a dryer resulting from these quantities, the degree of dryness of the laundry can be deduced.
  • the control unit is e.g. an arithmetic unit with data storage function, in particular, it can be integrated into an existing device control of the laundry care device, both as a software component and as a hardware component. Alternatively, the control unit can also be arranged outside the laundry care appliance and connected to it via the Internet.
  • the air circuit includes several components in the laundry care device.
  • the air cycle starts in the dehumidifying unit. From the dehumidifying unit, the process air is passed into an air duct, which connects the dehumidifying unit and the laundry drum, which is called the inlet-side air duct. From the laundry drum, a second air duct leads into the dehumidifying unit, which is called the outlet-side air duct.
  • the arrangement of the dehumidifying unit, the laundry drum and the air ducts an air circuit is formed.
  • the detection unit is simply or repeatedly positioned in the air circuit. Individual sensors can also be arranged in the air circuit.
  • the detection unit is preferably located in the outlet-side air duct.
  • the relative humidity in the outlet air duct can be up to 100%.
  • the detection unit of the laundry care device additionally contains an air pressure sensor.
  • the air pressure sensor can measure the ambient pressure in the air circuit and forward it to the control unit.
  • control unit operates at a predetermined, e.g. factory default, standard air pressure.
  • the moisture sensor, the temperature sensor and the air pressure sensor are designed as a single component in a so-called triple sensor.
  • the sensors for detecting the relative humidity, the temperature and the air pressure can also be spatially separated from each other.
  • the maximum distance of the sensors from each other preferably not more than 10 cm, in particular not more than 5 cm.
  • the detection unit measures the current air temperature, relative humidity and optionally the air pressure in the air circuit preferably at least every 5 minutes, in particular with a sampling rate of 1-6000 min -1 , preferably of 10-200 min -1 .
  • the control unit smoothes the acquired measured values over time, which is preferably achieved using the moving average method.
  • the detection unit begins to measure with the start of the laundry care process and stops the measurement with the end of the laundry process, which is determined by the achievement of the Abschaltwerts.
  • the switch-off value is in preferred embodiments dependent on the load, the initial residual moisture, the type of textile and / or the construction of the laundry care appliance.
  • the load corresponds to the amount of laundry in the laundry drum (I.D. measured in kg), while the initial residual moisture of the laundry (i.e., the water content in%) depends on the types of textiles.
  • the influencing variables of the cut-off value can be derived from the different signal characteristics.
  • the loading is determined from the time of occurrence of the maximum of the water load. The earlier the maximum occurs, the lower the load. For example, the maximum load of water at a load of 4kg occurs after about 60 minutes and at a load of 8kg after about 90 minutes.
  • the initial moisture content describes the moisture of the laundry before the start of the laundry care process.
  • the initial moisture content is highly dependent on the type of textiles. For example, a cotton laundry may absorb more water than one Synthetic laundry.
  • the structure of the laundry care device may possibly also affect the shutdown, since the laundry drum size, the dehumidifying unit and the leadership of the air cycle influence the laundry drying process and thus on the height and the time of the maximum of the water load and thus on the Abschaltwert.
  • the saturation vapor pressure of the water as a function of the temperature describes the pressure at which the gaseous state of matter is in equilibrium with the liquid or solid state of matter. This is stored as a function of the temperature in the control unit, for example in the form of a table, as are the values for M W and M L.
  • the smoothed relative humidity and air pressure readings are used, but it is also possible to first calculate the water load from the unsmoothed readings and then smooth the water load.
  • the water load behaves in a typical pattern.
  • the water loading of the process air during a heating phase increases continuously on.
  • the water load remains at a high level for a long time.
  • the time window or the duration of the high level is dependent on how high the initial residual moisture is at the beginning of the laundry care process. For example. When loading with cotton textiles only, the time window will be longer than when loaded with only synthetic textiles.
  • the water loading of the process air decreases again. During the high level of water loading, the maximum of water loading is determined.
  • the control unit monitors all measured values of the sensors and calculates characteristic values from the measured values, for example the current water load of the process air, the maximum of the water load and the time of the maximum of the water load.
  • the control unit determines the maximum of the water load, for example, in which it remembers the hitherto highest value, and for a predetermined period of time, e.g. 1 to 20 minutes, in particular 2 to 15 minutes, preferably 5 to 10 minutes, after the measurement of this previous maximum value checks whether an even higher value is measured within this period. If so, it is assumed that this new maximum value and again wait for the predetermined period, if an even higher value is measured. Should no new maximum value be determined during this period, then the control unit determines the previous maximum value as the maximum of the drying process.
  • a predetermined period of time e.g. 1 to 20 minutes, in particular 2 to 15 minutes, preferably 5 to 10 minutes
  • the water load could also be averaged over a just past period and be determined for each newly measured value, whether it is above or below the average. Further mathematical methods for determining the maximum are conceivable.
  • the shutdown value is calculated from the maximum of the water load in which a certain difference is subtracted. That is, when the water load has fallen after exceeding the maximum by this difference, the drying process is terminated.
  • the difference may be a fixed, factory predetermined value.
  • the difference is preferably a relative value which is determined on the basis of further characteristic values / influencing variables, and which depends in particular on the loading of the laundry care device and / or the initial residual moisture, the type of textile and / or the structure of the laundry care device.
  • the control unit determines in advantageous embodiments the time of occurrence of the maximum of the water load. From this, the loading of the laundry care appliance can be derived, in particular based on a predetermined value table stored in the control unit. From the thus determined value of the load, the difference can be calculated or determined by means of another value table. For example, the larger the difference, the greater the difference. Alternatively, the difference can also be determined or calculated directly from the time of the maximum of the water load. Other values that may be taken into account in the calculation or determination (e.g., of value tables stored in the control unit) of the difference are the height of the maximum of the water load, and in particular the above-mentioned. Duration of high level of water loading.
  • the difference is subtracted from the maximum of the water load.
  • the result of the subtraction is the shutdown value.
  • the achievement of the shutdown value triggers the termination of the laundry care process ended.
  • the invention is also directed to a method of operating a laundry care device.
  • the method preferably relates to a laundry care device as has been explained in the previous description.
  • all features described with respect to the laundry care appliance are also applicable to the process and vice versa.
  • the process supports and optimizes the implementation of a laundry care process. Therefore, all process steps can be performed simultaneously or multiple times.
  • the relative humidity and the temperature are measured, for example, with the sampling rate described above, wherein the air pressure is predetermined or even measured.
  • the water load in the air circuit is determined from the recorded measured values.
  • the drying process is in a stationary state.
  • a maximum of water loading is formed over time. This maximum is determined and used to determine the cut-off value.
  • the shutdown value results from a predetermined relative ratio or a difference to the maximum of the water load.
  • the laundry care process is also ended.
  • FIG. 1 shows a schematic section through an embodiment of the laundry care device 2, which has an opening 4, through which the laundry can be filled in the laundry drum 8.
  • the laundry drum 8 has a process air outlet 6 and a process air inlet 7.
  • the laundry care appliance has a dehumidification unit 14.
  • the outlet-side process air duct 18 connects the process air outlet 6 with the dehumidification unit 14.
  • the inlet-side process air duct 16 connects the dehumidifier unit 14 with the process air inlet 7.
  • the outlet-side process air duct know an outlet side arranged detection unit 10, which is connected via a cable or wirelessly connected to the control unit 12, so that measurement data can be transmitted.
  • FIG. 2 shows a schematic section through another embodiment of the laundry machine 2.
  • the inlet-side process air channel 16 connects the dehumidifying unit 14 with the process air inlet 7.
  • the detection unit 11 is located in the inlet-side process air channel 16.
  • FIG. 3 shows a schematic section through the embodiment of the laundry care device 2 of Fig. 2
  • the laundry drum 8, the process air inlet 7, the process air outlet 6, the dehumidifying unit 14, the inlet-side process air channel and the outlet-side process air channel 18 form an air circuit 17.
  • the air circuit 17 shows the guidance of the process air through the laundry care device 2.
  • FIG. 4 shows a graph 20 of air temperature 26, water load 28, and relative humidity 34 over time.
  • the chart 20 has two axes, a tri-headed Y-axis 22, which documents the temperature in degrees, the relative humidity in percent, and the water load in grams per kilogram.
  • the second axis is an X-axis 24 which describes the time in minutes of the laundry process.
  • the course of the air temperature 26 (short dashed line) over the total time of the laundry care process can be divided into three temporally successive parts.
  • the first part begins with the start of the laundry care process and ends after about 60 minutes after the start of the laundry care process. In the first part, the air temperature is rising almost constantly.
  • the second part starts after about 60 minutes after the start of the laundry care process and ends after about 90 minutes after the start of the laundry care process. In the second part, the air temperature remains at a nearly constant high level.
  • the third part of the course of the air temperature covers the time from about 90 minutes after the start of the laundry care process to the end of the laundry care process. In the third part, the air temperature 26 rises slightly.
  • the course of the relative humidity 34 (solid line) is divided into two parts.
  • the first part of the course of the relative humidity 34 extends between the start of the laundry care process and the time approximately 60 minutes after the start of the laundry care process.
  • the course of the relative humidity in the first part is characterized by a high Y value already at the start of the laundry care process. Up to a time about 10 after the start of the laundry care process, the relative humidity 34 increases very strongly. From the time approximately 10 minutes after the start of the laundry care process, the relative humidity 34 remains at a consistently high level.
  • the second part of the course of the relative humidity 34 is characterized by an approximately linear drop until the end of the laundry treatment process.
  • the course of the water load 28 (long dashed line) is also divided into three temporally successive parts.
  • the first part describes the course between the start of the laundry care process and the time between the 50th and the 60th minute of the laundry care process. In the first part, the water loading 28 increases.
  • the second part of the course of the water load 28 extends between the time between the 50th and 60th minute and the approximately 90th minute.
  • the course of the water loading 28 in the second part is almost constant at a high level.
  • the third part of the course of the water loading 28 is between the approx. 90th minute of the laundry care process and the end of the laundry care process. In the third part of the course of the water loading 28, the water loading 28 decreases almost constantly.
  • the end of the laundry care process is defined by the shutdown value 30.
  • the shutdown value 30 is determined by the control unit 12 during the laundry care process.
  • a maximum 36 of the water load 28 in the course of the water load 28 is determined.
  • the maximum 36 of the water load 28 occurs in a time window 38.
  • the time window 38 describes a stationary phase of the course of the water load 28, wherein the water load 28 is at a constant high level.
  • the control unit 12 calculates a difference 32 from the maximum 36 of the water load, for example, by using a value table.
  • the difference 32 can be seen in the diagram 20 and describes the distance between the maximum 36 of the water load and the switch-off value 30 in the diagram 20.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wäschepflegegerät, insbesondere einen Wäschetrockner oder einen Waschtrockner.
  • Bei Wäschepflegegeräten ist es von entscheidender Wichtigkeit, die Endrestfeuchte zu bestimmen, da diese eine Aussagefähigkeit über den Zustand der Wäsche gibt und somit entschieden werden kann, ob der Trocknungsprozess abgeschlossen ist oder nicht. Eine exakte Bestimmung ist besonders hinsichtlich der Energieeffizienz eines Wäschepflegegerätes sehr wichtig.
  • Gemäß der JP 2011 120778 wird die Bestimmung eines Abschaltwertes anhand der Differenz zwischen der absoluten Luftfeuchtigkeit auf der Einlassseite und der Auslassseite einer Wäschetrommel eines Wäschetrockners offenbart.
  • Gemäß der JP 2002 066196 wird die Differenz der absoluten Luftfeuchtigkeit vor und nach dem Kontakt mit der Wäsche ermittelt. Anhand der Differenz wird automatisch der Trocknungsprozess beendet.
  • Die EP 3 255 204 A1 ist relevant in Bezug auf Art. 54(3) EPÜ, und offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines Kondensationstrockners mit einem Prozessluftkanal, in welchem Prozessluft mittels eines Gebläses in einem Kreislauf bewegt wird, eine Heizung, eine Trommel mit darin platzierten Wäschestücken, und einer Steuereinrichtung, wobei im Prozessluftkanal ein Wärmetauscher zur Kondensation von Wasser aus feuchtwarmer Prozessluft sowie mindestens ein Feuchtsensor, angeordnet sind, wobei das Verfahren insbesondere dazu dient, die absolute Wasserbeladung der Prozessluft zu bestimmen.
  • Die DE 10 2006 053 274 A1 offenbart ein Wäschetrockner, der in einem Luftauslass einen Feuchtesensor aufweist, der mit einer Steuerung verbunden ist. Der Feuchtesensor erfasst den zeitlichen Verlauf der absoluten Luftfeuchtigkeit, im Luftauslass. Bestimmte charakteristische Werte, wie ein Zeitpunkt bis zum Erreichen eines Maximalwertes oder eine absolute Luftfeuchtigkeit zu einem bestimmten Zeitpunkt, können erfasst und mit in der Steuerung abgespeicherten Werten verglichen werden.
  • Die bekannten Systeme bringen den Nachteil mit sich, dass sie von der Messgenauigkeit der Sensoren abhängen und diese oft nicht über die Lebensdauer eines Wäschepflegegerätes stabil funktionieren. Daher kommt es besonders zum Ende der Lebensdauer häufiger zur ungenauen Bestimmung der Endrestfeuchte mit der Folge, dass der Trocknungsprozess zu früh oder zu spät beendet wird.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wäschepflegegerät und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen bereitzustellen, mit dem der Trockengrad der Wäsche auf eine Weise bestimmt und somit die Abschaltung des Trocknungsprozesses auf eine Weise geregelt werden kann, welche über die Lebensdauer des Wäschepflegegerätes stabil ist und so durch die präzise Abschaltung des Trocknungsprozesses zur Steigerung der Energieeffizienz beiträgt.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Wäschepflegegerät gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Bei einem Wäschepflegegerät handelt es sich um einen Wäschetrockner oder einen Waschtrockner, welcher eine Entfeuchtungseinheit aufweist, die nach einer der Prinzipien des Ablufttrocknens, Kondensationstrocknens oder des Wärmepumpentrocknens funktioniert.
  • Erfindungsgemäß umfasst das Wäschepflegegerät mit einer Trockenfunktion eine Wäschetrommel, einen Luftkreislauf, eine Regelungseinheit und eine Erfassungseinheit, wobei die Erfassungseinheit aufweist:
    • einen Feuchtigkeitssensor, der ausgelegt ist, die relative Luftfeuchtigkeit der Prozessluft zu bestimmen, und
    • einen Temperatursensor,
    wobei die Erfassungseinheit im Luftkreislauf des Wäschepflegegeräts positioniert ist und dazu konfiguriert ist, während eines Trocknungsprozesses die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit zu messen und an die Regelungseinheit zu übermitteln, wobei die Regelungseinheit dazu ausgelegt ist, aus den übermittelten Messwerten eine Wasserbeladung im Luftkreislauf des Wäschepflegegeräts zu bestimmen, wobei die Regelungseinheit den Verlauf der Wasserbeladung während des Trocknungsprozesses analysiert und daraus einen Abschaltwert ermittelt, welcher das Ende des Trocknungsprozesses auslöst. Mit anderen Worten überwachen ein Feuchtigkeitssensor, der die relative Luftfeuchtigkeit misst, und ein Temperatursensor, welche beide in einer Erfassungseinheit angeordnet sind, welche im Luftkreislauf positioniert ist, kontinuierlich den Trocknungsprozess eines Wäschepflegegeräts. Die von den Sensoren ermittelten Messwerte werden an eine Regelungseinheit weitergeleitet, die anhand der ermittelten Daten einen Abschaltwert bestimmt, also einen Wert für die Wasserbeladung, bei dessen Erreichen der Trocknungsprozess beendet wird.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird vorgeschlagen, als Abschaltwert nicht einen absoluten Wert der Wasserbeladung zu nutzen, sondern insbesondere den Wert der relativen Änderungen zum Maximum für die Abschaltung zu definieren. Damit ist die Bestimmung des Feuchtegrades der Wäsche unabhängig von der Messgenauigkeit der Sensoren und unabhängig von der Drift von Messwerten über die Lebensdauer des Sensors. Aus Messwerten der Temperatur, der relativen Feuchtigkeit und der sich aus diesen Größen ergebenden Wasserbeladung der Prozessluft eines Trockners lässt sich auf den Trockengrad der Wäsche schließen.
  • Die Regelungseinheit ist z.B. eine Recheneinheit mit Datenspeicherfunktion, insbesondere kann sie in eine vorhandene Gerätesteuerung des Wäschepflegegerätes integriert sein, sowohl als Softwarebaustein als auch als Hardwarebaustein. Alternativ kann die Regelungseinheit auch außerhalb des Wäschepflegegerätes angeordnet und mit diesem über das Internet verbunden sein.
  • Entscheidend für den Trocknungsprozess ist der Transport der Prozessluft durch das Wäschepflegegerät, welcher als Luftkreislauf beschrieben wird. Der Luftkreislauf umfasst mehrere Komponenten im Wäschepflegegerät. Bspw. beginnt der Luftkreislauf in der Entfeuchtungseinheit. Von der Entfeuchtungseinheit wird die Prozessluft in einen Luftkanal geleitet, welcher die Entfeuchtungseinheit und die Wäschetrommel verbindet, welcher einlassseitiger Luftkanal genannt wird. Aus der Wäschetrommel führt ein zweiter Luftkanal in die Entfeuchtungseinheit, welcher auslassseitiger Luftkanal genannt wird. Durch die Anordnung der Entfeuchtungseinheit, der Wäschetrommel und der Luftkanäle wird ein Luftkreislauf gebildet. Die Erfassungseinheit wird einfach oder mehrfach im Luftkreislauf positioniert. Auch einzelne Sensoren können im Luftkreislauf angeordnet werden. Bevorzugter Weise befindet sich die Erfassungseinheit im auslassseitigen Luftkanal. Die relative Luftfeuchtigkeit im auslassseitigen Luftkanal kann bis zu 100 % betragen.
  • Erfindungsgemäß enthält die Erfassungseinheit des Wäschepflegegeräts zusätzlich einen Luftdrucksensor. Der Luftdrucksensor kann den Umgebungsdruck im Luftkreislauf messen und an die Regelungseinheit weiterleiten.
  • In den Ausführungsformen, in denen kein Luftdrucksensor vorhanden ist, arbeitet die Regelungseinheit mit einem vorbestimmten, also z.B. werkseitig voreingestellten, Standard-Luftdruck.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Feuchtigkeitssensor, der Temperatursensor und der Luftdrucksensor in einem sogenannten Triple Sensor als einziges Bauteil ausgeführt. Die Sensoren zur Erfassung der relativen Luftfeuchtigkeit, der Temperatur und des Luftdrucks können aber auch örtlich voneinander getrennt sein. In diesem Fall beträgt der größte Abstand der Sensoren voneinander vorzugsweise nicht mehr als 10 cm, insbesondere nicht mehr als 5 cm.
  • Die Erfassungseinheit misst die aktuelle Lufttemperatur, relative Luftfeuchtigkeit und optional den Luftdruck im Luftkreislauf vorzugsweise mindestens alle 5 Minuten, insbesondere mit einer Abtastrate von 1 - 6000 min-1, bevorzugt von 10 - 200 min-1. Die Regelungseinheit führt in bevorzugten Ausführungsformen eine Glättung der erfassten Messwerte über die Zeit durch, welche vorzugsweise mit der Methode des gleitenden Mittelwerts erreicht wird. Die Erfassungseinheit beginnt mit dem Start des Wäschepflegeprozesses zu messen und stoppt die Messung mit dem Ende des Wäschepflegeprozesses, welches durch die Erreichung des Abschaltwerts bestimmt wird.
  • Der Abschaltwert ist in bevorzugten Ausführungsformen abhängig von der Beladung, der Anfangsrestfeuchte, der Textilart und/oder dem Aufbau des Wäschepflegegeräts. Die Beladung entspricht der Menge der Wäsche in der Wäschetrommel (i.d.R. gemessen in kg), während die Anfangsrestfeuchte der Wäsche (d.h. der Wassergehalt in %) von den Arten der Textilien abhängig ist. Die Einflussgrößen des Abschaltwerts können aus den verschiedenen Signalverhalten abgeleitet werden. Die Beladung wird aus dem Zeitpunkt des Auftretens des Maximums der Wasserbeladung ermittelt. Je früher das Maximum auftritt, desto geringer ist die Beladung. Zum Beispiel tritt das Maximum der Wasserbeladung bei einer Beladung von 4kg nach ca. 60 Minuten auf und bei einer Beladung von 8kg nach ca. 90 Minuten.
  • Die Anfangsrestfeuchte beschreibt die Feuchtigkeit der Wäsche vor dem Beginn des Wäschepflegeprozesses. Die Anfangsrestfeuchte ist stark abhängig von der Art der Textilien. Beispielsweise kann ein Baumwollwäschestück mehr Wasser aufnehmen als ein Synthetikwäschestück. Der Aufbau des Wäschepflegegerätes kann ggf. ebenfalls den Abschaltwert beeinflussen, da die Wäschetrommelgröße, die Entfeuchtungseinheit und die Führung des Luftkreislaufs Einfluss auf den Wäschetrocknungsprozess und somit auf die Höhe und den Zeitpunkt des Maximums der Wasserbeladung und somit auf den Abschaltwert haben.
  • Die Regelungseinheit berechnet die Wasserbeladung laufend während des gesamten Wäschepflegeprozesses, insbesondere wird nach jeder Messung von Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit ein Wert für die Wasserbeladung bestimmt. Die Wasserbeladung errechnet sich aus den Sensordaten zur Temperatur, relativen Luftfeuchtigkeit und dem Umgebungsdruck. Die Formel zur Berechnung der Wasserbeladung im Luftkreislauf lautet beispielsweise: Wasserbeladung der Prozessluft = M w M l ⋅ P ws T p φ − P ws T
    Figure imgb0001
    • Mw = Molmasse Wasser
    • ML = Molmasse Luft
    • Pws (T) = Sättigungsdampfdruck des Wassers in Abhängigkeit der Temperatur
    • p = Luftdruck
    • ϕ = relative Luftfeuchtigkeit
  • Der Sättigungsdampfdruck des Wassers in Abhängigkeit der Temperatur der beschreibt den Druck, bei dem der gasförmige Aggregatzustand sich mit dem flüssigen oder festen Aggregatzustand im Gleichgewicht befindet. Dieser ist in Abhängigkeit von der Temperatur in der Regelungseinheit z.B. in Form einer Tabelle abgespeichert, ebenso wie die Werte für MW und ML.
  • Vorzugsweise werden die geglätteten Messwerte für die relative Luftfeuchtigkeit und Luftdruck verwendet, es ist jedoch auch möglich, erst die Wasserbeladung aus den ungeglätteten Messwerten zu berechnen und dann die Wasserbeladung zu glätten. Während des Trocknungsprozesses verhält sich die Wasserbeladung in einem typischen Muster. Dabei steigt die Wasserbeladung der Prozessluft während einer Aufheizphase kontinuierlich an. In einer anschließenden stationären Phase bleibt die Wasserbeladung längere Zeit auf einem hohen Niveau. Das Zeitfenster bzw. die Dauer des hohen Niveaus ist abhängig davon, wie hoch die Anfangsrestfeuchte zu Beginn des Wäschepflegeprozesses ist. Bspw. wird bei einer Beladung mit nur Baumwolltextilien das Zeitfenster länger sein als bei einer Beladung mit nur Synthetiktextilien. Nach dem hohen Niveau der Wasserbeladung nimmt die Wasserbeladung der Prozessluft wieder ab. Während des hohen Niveaus der Wasserbeladung wird das Maximum der Wasserbeladung bestimmt.
  • Die Regelungseinheit überwacht alle Messwerte der Sensoren und errechnet Kennwerte aus den Messwerten, bspw. die aktuelle Wasserbeladung der Prozessluft, das Maximum der Wasserbeladung sowie den Zeitpunkt des Maximums der Wasserbeladung.
  • Die Regeleinheit bestimmt das Maximum der Wasserbeladung beispielsweise, in dem sie sich den bisher höchsten Wert merkt, und für einen vorbestimmten Zeitraum von z.B. 1 bis 20 Minuten, insbesondere 2 bis 15 Minuten, bevorzugt 5 bis 10 Minuten, nach der Messung dieses bisherigen Höchstwertes überprüft, ob innerhalb dieses Zeitraum ein noch höherer Wert gemessen wird. Falls ja, wird von diesem neuen Höchstwert ausgegangen und erneut der vorbestimmte Zeitraum abgewartet, ob ein noch höherer Wert gemessen wird. Sollte in diesem Zeitraum kein neuer Höchstwert bestimmt werden, dann bestimmt die Regelungseinheit den bisherigen Höchstwert als das Maximum des Trocknungsprozesses.
  • Alternativ könnte die Wasserbeladung auch jeweils über einen gerade vergangenen Zeitraum gemittelt werden und für jeden neu gemessenen Wert bestimmt werden, ob er über oder unter dem Mittel liegt. Weitere mathematische Methoden zur Bestimmung des Maximums sind denkbar.
  • In bevorzugten Ausführungsformen wird der Abschaltwert aus dem Maximum der Wasserbeladung berechnet, in dem eine bestimmte Differenz abgezogen wird. D.h., wenn die Wasserbeladung nach Überschreitung des Maximums um diese Differenz gefallen ist, wird der Trocknungsprozess beendet. Die Differenz kann ein fester, werkseitig vorbestimmter Wert sein.
  • Bevorzugt ist die Differenz jedoch ein relativer Wert, der anhand von weiteren Kennwerten/ Einflussgrößen bestimmt wird, und der insbesondere von der Beladung des Wäschepflegegerätes und/oder der Anfangsrestfeuchte, der Textilart und/oder dem Aufbau des Wäschepflegegeräts abhängig ist.
  • Zur Bestimmung der Differenz ermittelt die Regelungseinheit in vorteilhaften Ausführungsformen den Zeitpunkt des Auftretens des Maximums der Wasserbeladung. Daraus kann die Beladung des Wäschepflegegerätes abgeleitet werden, insbesondere anhand einer vorbestimmten und in der Regelungseinheit gespeicherten Wertetabelle. Aus dem so bestimmten Wert der Beladung kann die Differenz berechnet oder anhand einer weiteren Wertetabelle bestimmt werden. Beispielsweise ist die Differenz umso größer, je größer die Beladung. Alternativ kann auch direkt aus dem Zeitpunkt des Maximums der Wasserbeladung die Differenz bestimmt oder berechnet werden. Weitere Werte, die bei der Berechnung oder Bestimmung (z.B. anhand von in der Regelungseinheit hinterlegten Wertetabellen) der Differenz berücksichtigt werden können, sind die Höhe des Maximums der Wasserbeladung und insbesondere die o.g. Dauer des hohen Niveaus der Wasserbeladung.
  • Die Differenz wird vom Maximum der Wasserbeladung abgezogen. Das Ergebnis der Subtraktion ist der Abschaltwert. Das Erreichen des Abschaltwerts löst das Beenden des Wäschepflegeprozesses beendet.
  • Die Erfindung ist auch auf ein Verfahren zum Betreiben eines Wäschepflegegeräts gerichtet. Das Verfahren bezieht sich vorzugsweise auf ein Wäschepflegegerät wie es in der bisherigen Beschreibung erläutert wurde. Somit sind alle in Bezug auf das Wäschepflegegerät beschriebenen Merkmale auch auf das Verfahren anwendbar und umgekehrt.
  • Das Verfahren unterstützt und optimiert die Durchführung eines Wäschepflegeprozesses. Daher können alle Verfahrensschritte gleichzeitig oder mehrfach durchgeführt werden. Während des gesamten Wäschepflegeprozesses werden die relative Luftfeuchtigkeit und die Temperatur gemessen, z.B. mit der oben beschriebenen Abtastrate, wobei der Luftdruck vorgegeben ist oder auch gemessen wird. Während des gesamten Verfahrens wird aus den erfassten Messwerten die Wasserbeladung im Luftkreislauf bestimmt. Nach einer von der Beladung und der Anfangsrestfeuchte abhängigen Aufheizphase ist der Trocknungsprozess in einem stationären Zustand. Innerhalb dieses stationären Zustands bildet sich ein Maximum der Wasserbeladung im Verlauf der Zeit. Dieses Maximum wird bestimmt und dient zur Bestimmung des Abschaltwerts. Der Abschaltwert ergibt sich aus einem vorbestimmten relativen Verhältnis oder einer Differenz zu dem Maximum der Wasserbeladung. Wenn die Wasserbeladung während des Wäschepflegeprozesses den Abschaltwert erreicht hat, wird auch der Wäschepflegeprozess beendet.
  • Anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele, welche nicht beschränkend aufzufassen sind, sind weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Die Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    einen schematischen vertikalen Schnitt durch ein Wäschepflegegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Erfassungseinheit im Luftkreislauf im auslassseitigen Luftkanal;
    Fig. 2
    einen schematischen vertikalen Schnitt durch ein Wäschepflegegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Erfassungseinheit im Luftkreislauf im einlassseitigen Luftkanal;
    Fig. 3
    einen schematischen vertikalen Schnitt durch ein Wäschepflegegerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem schematischen Verlauf des Luftkreislaufs;
    Fig. 4
    ein Diagramm der Lufttemperatur, der Wasserbeladung, der relativen Luftfeuchtigkeit, des Maximums der Wasserbeladung, ein Zeitfenster, eine Differenz und ein Abschaltwert.
  • Figur 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel des Wäschepflegegeräts 2, welches eine Öffnung 4 aufweist, über die die Wäsche in die Wäschetrommel 8 eingefüllt werden kann. Die Wäschetrommel 8 verfügt über einen Prozessluftauslass 6 und einen Prozesslufteinlass 7. Das Wäschepflegegerät verfügt über eine Entfeuchtungseinheit 14. Der auslassseitige Prozessluftkanal 18 verbindet den Prozessluftauslass 6 mit der Entfeuchtungseinheit 14. Der einlassseitige Prozessluftkanal 16 verbindet die Entfeuchtungseinheit 14 mit dem Prozesslufteinlass 7. Der auslassseitige Prozessluftkanal weißt eine auslassseitig angeordnete Erfassungseinheit 10 auf, welche über ein Kabel oder kabellos mit der Regelungseinheit 12 verbunden ist, so dass Messdaten übertragen werden können.
  • Figur 2 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel des Wäschepflegegeräts 2. Wie bei der Ausführungsform der Figur 1, verbindet der einlassseitige Prozessluftkanal 16 die Entfeuchtungseinheit 14 mit dem Prozesslufteinlass 7. Hier befindet sich die Erfassungseinheit 11 im einlassseitigen Prozessluftkanal 16.
  • Figur 3 zeigt einen schematischen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel des Wäschepflegegeräts 2 der Fig. 2 mit einer schematischen Darstellung des Luftkreislaufs 17. Die Wäschetrommel 8, der Prozesslufteinlass 7, der Prozessluftauslass 6, die Entfeuchtungseinheit 14, der einlassseitige Prozessluftkanal und der auslassseitige Prozessluftkanal 18 bilden einen Luftkreislauf 17. Der Luftkreislauf 17 zeigt die Führung der Prozessluft durch das Wäschepflegegerät 2.
  • Figur 4 zeigt ein Diagramm 20 der Lufttemperatur 26, der Wasserbeladung 28 und der relativen Luftfeuchtigkeit 34 über die Zeit. Das Diagramm 20 hat zwei Achsen, eine dreifach belegte Y-Achse 22, welche die Temperatur in Grad, die relative Luftfeuchtigkeit in Prozent und die Wasserbeladung in Gramm pro Kilogramm dokumentiert. Die zweite Achse ist eine X-Achse 24, die die Zeit in Minuten des Wäschepflegeprozesses beschreibt.
  • Der Verlauf der Lufttemperatur 26 (kurz gestrichelte Linie) über die Gesamtzeit des Wäschepflegeprozesses kann in drei zeitlich aufeinanderfolgende Teile eingeteilt werden. Der erste Teil beginnt mit dem Start des Wäschepflegeprozesses und endet nach ca. 60 Minuten nach dem Start des Wäschepflegeprozesses. Im ersten Teil verläuft die Lufttemperatur nahezu konstant ansteigend. Der zweite Teil beginnt nach ca. 60 Minuten nach dem Start des Wäschepflegeprozesses und endet nach ca. 90 Minuten nach dem Start des Wäschepflegeprozesses. Im zweiten Teil bleibt die Lufttemperatur auf einem nahezu konstant hohen Niveau. Der dritte Teil des Verlaufs der Lufttemperatur umfasst die Zeit ab der ca. 90. Minute nach dem Start des Wäschepflegeprozesses bis zum Ende des Wäschepflegeprozesses. Im dritten Teil steigt die Lufttemperatur 26 leicht an.
  • Der Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit 34 (durchgezogenen Linie) unterteilt sich in zwei Teile. Der erste Teil des Verlaufs der relativen Luftfeuchtigkeit 34 erstreckt sich zwischen dem Start des Wäschepflegeprozesses und dem Zeitpunkt ca. 60 Minuten nach dem Start des Wäschepflegeprozesses. Der Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit im ersten Teil ist durch einen bereits zum Start des Wäschepflegeprozesses hohen Y-Wert gekennzeichnet. Bis zu einem Zeitpunkt ca. 10 nach dem Start des Wäschepflegeprozesses steigt die relative Luftfeuchtigkeit 34 sehr stark an. Ab dem Zeitpunkt ca. 10 Minuten nach dem Start des Wäschepflegeprozesses bleibt die relative Luftfeuchtigkeit 34 auf einem konstant hohen Niveau. Der zweite Teil des Verlaufs der relativen Luftfeuchtigkeit 34 ist durch einen annähernd linearen Abfall bis zum Ende des Wäschepflegeprozesses charakterisiert.
  • Der Verlauf der Wasserbeladung 28 (lang gestrichelte Linie) ist ebenfalls in drei zeitlich aufeinanderfolgende Teile geteilt. Der erste Teil beschreibt den Verlauf zwischen dem Start des Wäschepflegeprozesses und dem Zeitpunkt zwischen der 50. und der 60. Minute des Wäschepflegeprozesses. Im ersten Teil steigt die Wasserbeladung 28 an. Der zweite Teil des Verlaufs der Wasserbeladung 28 erstreckt sich zwischen dem Zeitpunkt zwischen der 50. und 60. Minute und der ca. 90. Minute. Der Verlauf der Wasserbeladung 28 im zweiten Teil ist nahezu konstant auf einem hohen Niveau. Der dritte Teil des Verlaufs der Wasserbeladung 28 liegt zwischen der ca. 90. Minute des Wäschepflegeprozesses und dem Ende des Wäschepflegeprozesses. Im dritten Teil des Verlaufs der Wasserbeladung 28 nimmt die Wasserbeladung 28 nahezu konstant ab.
  • Das Ende des Wäschepflegeprozesses wird durch den Abschaltwert 30 definiert. Der Abschaltwert 30 wird während des Wäschepflegeprozesses durch die Regelungseinheit 12 bestimmt. Für die Bestimmung des Abschaltwerts 30 wird ein Maximum 36 der Wasserbeladung 28 im Verlauf der Wasserbeladung 28 bestimmt. Das Maximum 36 der Wasserbeladung 28 tritt in einem Zeitfenster 38 auf. Das Zeitfenster 38 beschreibt eine stationäre Phase des Verlaufs der Wasserbeladung 28, wobei die Wasserbeladung 28 sich auf einem konstant hohen Niveau befindet. Die Regelungseinheit 12 errechnet aus dem Maximum 36 der Wasserbeladung z.B. durch die Verwendung einer Wertetabelle eine Differenz 32. Die Differenz 32 ist im Diagramm 20 zu erkennen und beschreibt den Abstand zwischen dem Maximum 36 der Wasserbeladung und dem Abschaltwert 30 im Diagramm 20.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Wäschepflegegerät
    4
    Öffnung des Wäschepflegegeräts
    6
    Auslass an der Wäschetrommel
    7
    Einlass an der Wäschetrommel
    8
    Wäschetrommel
    10
    Auslassseitig angeordnete Erfassungseinheit
    11
    Einlassseitig angeordnete Erfassungseinheit
    12
    Regelungseinheit
    14
    Entfeuchtungseinheit
    16
    Luftkanal Einlassseite
    17
    Schematischer Luftkreislauf
    18
    Luftkanal Auslassseite
    20
    Diagramm der Lufttemperatur, der relativen Luftfeuchtigkeit und der Wasserbeladung
    22
    Y-Achse
    24
    X-Achse
    26
    Lufttemperatur
    28
    Wasserbeladung
    30
    Abschaltwert
    32
    Differenz
    34
    relative Luftfeuchtigkeit
    36
    Maximum
    38
    Zeitfenster

Claims (10)

  1. Wäschepflegegerät (2) mit einer Trockenfunktion, umfassend einen Luftkreislauf (17), eine Regelungseinheit (12) und eine Erfassungseinheit (10), wobei die Erfassungseinheit (10) aufweist:
    - einen Feuchtigkeitssensor, der ausgelegt ist die relative Luftfeuchtigkeit (34) der Prozessluft zu bestimmen, und
    - einen Luftdrucksensor,
    - einen Temperatursensor,
    wobei die Erfassungseinheit (10) im Luftkreislauf (17) des Wäschepflegegerätes (2) positioniert ist, und dazu konfiguriert ist, während eines Trocknungsprozesses die Temperatur, den Luftdruck und die relative Luftfeuchtigkeit (34) zu messen und an die Regelungseinheit (12) zu übermitteln,
    wobei die Regelungseinheit (12) dazu ausgelegt ist, aus den übermittelten Messwerten eine Wasserbeladung (28) im Luftkreislauf (17) des Wäschepflegegerätes (2) zu bestimmen, wobei die Regelungseinheit (12) den Verlauf der Wasserbeladung (28) während des Trocknungsprozesses analysiert und daraus einen Abschaltwert (30) ermittelt, welcher das Ende des Trocknungsprozess auslöst,
    wobei die Regelungseinheit (12) das Maximum (36) der Wasserbeladung (28) im Luftkreislauf (17) während der Trocknung ermittelt und den Abschaltwert (30) des Wäschepflegegeräts (2) anhand des Maximums (36) anpasst.
  2. Wäschepflegegerät (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Abschaltung des Wäschepflegeprozesses erfolgt, wenn die Wasserbeladung (28) um eine durch die Regelungseinheit (12) bestimmte Differenz (32) zum Maximum (36) der Wasserbeladung (28) gesunken ist.
  3. Wäschepflegegerät (2) nach Anspruch 2, wobei die Differenz (32) in Abhängigkeit von der Beladung des Wäschepflegegerätes in diesem Trocknungsprozess bestimmt wird.
  4. Wäschepflegegerät (2) nach Anspruch 3, wobei die Regelungseinheit den Zeitpunkt des Maximums (36) der Wasserbeladung (28) bestimmt und daraus und optional aus weiteren Informationen die Beladung des Wäschepflegegerätes ermittelt.
  5. Wäschepflegegerät (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Differenz anhand einer Wertetabelle ermittelt wird und die Wertetabelle vorbestimmt ist oder während des Wäschepflegeprozesses bestimmt wird oder während der Produktlebensdauer des Wäschepflegegerätes ermittelt wird.
  6. Wäschepflegegerät (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Erfassungseinheit (10) zusätzlich einen Luftdrucksensor aufweist, um den Umgebungsdruck im Luftkreislauf (17) zu messen und an die Regelungseinheit (12) zu übermitteln, wobei die Regelungseinheit (12) aus der Temperatur, der relativen Luftfeuchtigkeit und dem temperaturabhängigen Umgebungsdruck die Wasserbeladung (28) bestimmt.
  7. Wäschepflegegerät (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Erfassungseinheit von einem Triple Sensor abgebildet wird, umfassend einen Temperatursensor, einen Luftfeuchtigkeitssensor und einen Luftdrucksensor, welcher als ein einziges Bauteil ausgeführt ist.
  8. Wäschepflegegerät (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Wäschepflegegerät (2) ein Wäschetrockner oder ein Waschtrockner ist.
  9. Wäschepflegegerät (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Erfassungseinheit (10) im Luftkreislauf (17) einfach oder mehrfach angeordnet ist.
  10. Verfahren zum Betreiben eines Wäschepflegegerät (2), nach einem der vorherigen Ansprüche, mit den folgenden Schritten:
    a) Durchführung eines Wäschepflegeprozesses,
    b) Messung der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit und optional des Luftdrucks über die Zeit, wobei der Luftdruck vorgegeben ist oder gemessen wird,
    c) Berechnung der Wasserbeladung (28) aus den Temperatur-, Luftfeuchtigkeits- und Luftdruckwerten,
    d) Ermittlung eines Maximums (36) der Wasserbeladung (28) im Verlauf des Wäschepflegeprozesses,
    e) Bestimmung eines Abschaltwertes der Wasserbeladung (28), welcher um eine bestimme Differenz (32) unter dem Maximum (36) der Wasserbeladung (28) liegt.
    f) Beenden des Wäschepflegeprozesses, sobald der Abschaltwert (30) erreicht ist.
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