EP3545126A1 - Haushaltsgerät und verfahren für das haushaltsgerät mit automatischer materialerkennung - Google Patents

Haushaltsgerät und verfahren für das haushaltsgerät mit automatischer materialerkennung

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EP3545126A1
EP3545126A1 EP17797138.9A EP17797138A EP3545126A1 EP 3545126 A1 EP3545126 A1 EP 3545126A1 EP 17797138 A EP17797138 A EP 17797138A EP 3545126 A1 EP3545126 A1 EP 3545126A1
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EP
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sensor
physical quantities
container
dried
evaluation unit
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Alvaro Harbach
Philipp Neumaier
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BSH Hausgeraete GmbH
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    • D06F34/28—Arrangements for program selection, e.g. control panels therefor; Arrangements for indicating program parameters, e.g. the selected program or its progress

Definitions

  • the present invention relates to a household appliance for the controlled performance of a drying of objects to be dried in the domestic appliance and a method for the controlled performance of a drying of objects to be dried which can be arranged in a domestic appliance, in particular textiles in a laundry care appliance.
  • objects arranged in a household appliance are first cleaned and then dried in the same household appliance or in another domestic appliance.
  • the objects to be dried may have different drying properties, in which the articles dry optimally.
  • Articles to be dried may be placed in a laundry care device such as a dryer or a washer-dryer or in a dishwasher.
  • the items to be dried are textiles to be dried
  • the items to be dried are kitchen utensils to be dried such as dishes, potters, kitchen gadgets, etc.
  • drying as such does not always produce the desired effect of obtaining fully dried articles or, on the other hand, the effect of drying the articles too long or drying them under conditions which destroy the articles over the long term.
  • textiles can be damaged in dryers.
  • the domestic appliance for regulating a drying of objects to be dried arranged in the domestic appliance comprises a container for receiving the objects to be dried and at least one air line in fluid communication with the container. An air flow flows through the air line and through the container.
  • the container is z. B. in the case of a laundry care device, the laundry drum, in a dishwasher, the room in which the dishes are arranged and rinsed.
  • the household appliance has at least one sensor for detecting at least two physical variables. The detected physical quantity is selected from the group consisting of the absolute water load x, the air temperature T, an air pressure or other physical quantity which has a dependency on the controlled performance of the drying.
  • the evaluation unit is arranged outside of the household appliance, in particular in a cloud, wirelessly connected or connectable to a control unit or the evaluation unit is integrated in the household appliance in a control unit or connected thereto.
  • the control unit is configured to control the drying on the basis of the evaluated physical quantities, wherein a memory for storing the physical quantities and / or the evaluated physical quantities is provided.
  • the memory may be integrated in the household appliance.
  • a memory may be provided in the cloud.
  • the actual course of the drying is displayed on a screen integrated in or on the household appliance or external.
  • the drying history may be displayed on a mobile device or the like, thereby realizing remote monitoring of the drying.
  • the at least one sensor is a miniaturized sensor, in particular a MEMS chip (microelectromechanical system).
  • a MEMS chip advantageously combines mechanical and electrical detection properties.
  • at least one PTH chip pressure-temperature-humidity chip
  • the PTH chip preferably combines three individual sensors, namely a temperature sensor, a pressure sensor and a humidity sensor, in a single sensor chip. This has the advantage that different physical variables can be determined with one sensor.
  • the evaluation unit determines thermodynamic variables from a plurality of physical quantities, in particular the specific enthalpy and / or the relative humidity or the like, and assigns the thermodynamic quantities of a predetermined type of objects to be dried.
  • the determined thermodynamic quantities are stored in a memory, in particular assigned to a group and stored in the assigned group.
  • thermodynamic quantities By comparing the determined thermodynamic quantities with the setpoint values stored in the evaluation unit at the factory, an assignment of the objects to be dried to at least one group is possible, whereby the objects to be dried, in particular automatically, are recognized during the drying process.
  • the setpoint values set at the factory include setpoint values for the physical quantities to be detected and / or for the thermodynamic variables to be determined.
  • a first sensor and at a second location a second sensor for detecting at least one physical quantity are arranged at one point.
  • the air pressure difference can be determined at two different times, namely at the time t0 and at a later time t1.
  • the difference can be made with each detected physical quantity, for example with the air temperature T (t), the absolute water load x (t) or the like, where t is the time.
  • Fig. 1 shows a household appliance 10, in particular a laundry care device with a screen 12 and a container 14.
  • the domestic appliance 10 can be started either via the screen 12 or by a mobile device 16 via a wireless data transmission 18, ie a method carried out by the domestic appliance 10 for the controlled performance of a drying of the appliance in the domestic appliance. ordered objects to be dried can be started. The course of the drying may be displayed on the screen 12 and / or the mobile device 16.
  • the container 14 is designed as a laundry drum, which is controlled by a control unit 22.
  • the control unit 22 can be connected to an evaluation unit 24, 24 '.
  • the evaluation unit 24 ' can be arranged in the household appliance 10 or the evaluation unit 24 can be comprised outside the household appliance in a cloud 26.
  • 24 'different prediction models are stored, with which predictions about the type of concrete to be dried objects 20 are made.
  • 25 'setpoints are stored in groups 40, each group is assigned 40 predetermined objects to be dried.
  • each group 40 is associated with a type of textile such as cotton or wool or synthetic or a blend of different textiles.
  • sensors 32 for detecting at least one physical quantity such as an air temperature T, an air pressure p, an absolute water load x
  • thermodynamic variables such as the specific enthalpy h and / or the relative air humidity ⁇
  • a sensor 32 is arranged on a container outlet 34 and another sensor 32 in the middle of an air line 36.
  • a sensor 32 is arranged downstream of a lint filter 37 and in front of a fan 38.
  • a sensor 32 can be positioned to detect physical quantities, in particular an absolute water load x, an air temperature T, an air pressure p or some other physical quantity which is dependent on the having carried out the controlled drying.
  • the at least one sensor 32 is connected to the evaluation unit 24, 24 '.
  • the at least one sensor 32 transmits the detected physical quantities to the evaluation unit 24, 24, which then calculates thermodynamic variables, in particular the specific enthalpy h and / or the relative air humidity ⁇ , based on the various prediction models, and then calculates them in one of the evaluation unit 24 , 24 associated memory 25, 25 'stored setpoints of different groups 40 compares.
  • the evaluation unit 24, 24 After a best possible agreement of the calculated thermodynamic variables with the desired values of a group 40 has been determined, which corresponds to a recognition of the objects 20 to be dried, the evaluation unit 24, 24 'transmits the thermodynamic Mixed optimized conditions for performing the drying of the objects to be dried 20 to the control unit 22.
  • the control unit 22 controls the container 14 and the fan 38 in accordance to set the optimal conditions for drying in the household appliance 10.
  • the control of the fan 38, the air flow 30 is adjustable, while the rotational speed of the container 14 is adjustable via the control of the container 14, in particular the drum.
  • driving elements 42 are arranged to support a circulation of arranged in the household appliance 10 textiles.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)
  • Accessory Of Washing/Drying Machine, Commercial Washing/Drying Machine, Other Washing/Drying Machine (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät (10) zum geregelten Durchführen eines Trocknens von in dem Haushaltsgerät (10) anordenbaren zu trocknenden Gegenständen (20), wobei das Haushaltsgerät (10) aufweist: einen Behälter (14) zum Aufnehmen der zu trocknenden Gegenstände (20), mindestens eine mit dem Behälter (14) in Fluidverbindung stehende Luftleitung (36), wobei ein Luftstrom (30) durch die Luftleitung (36) und durch den Behälter (14) fließt, wobei mindestens ein Sensor (32) zum Detektieren mindestens zweier physikalischer Größen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer absoluten Wasserbeladung x, einer Lufttemperatur T, einen Luftdruck oder eine andere physikalische Größe, welche eine Abhängigkeit zu dem geregelten Durchführen des Trocknens aufweist, im Luftstrom (30) angeordnet ist, wobei der mindestens ein Sensor (32) mit einer Auswerteeinheit (24, 24') in Verbindung steht, welche konfiguriert ist, die mindestens zwei physikalischen Größen von dem mindestens einen Sensor (32) zu empfangen und auszuwerten und die physikalischen Größen und/oder die ausgewerteten physikalischen Größen an eine Steuereinheit (22) zum geregelten Durchführen des Trocknens zu übermitteln. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum geregelten Durchführen eines Trocknens von Gegenständen (20) in einem Haushaltsgerät (10).

Description

HAUSHALTSGERÄT UND VERFAHREN FÜR DAS HAUSHALTSGERÄT MIT
AUTOMATISCHER MATERIALERKENNUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät zum geregelten Durchführen eines Trocknens von in dem Haushaltsgerät anordenbaren zu trocknenden Gegenständen und ein Verfahren zum geregelten Durchführen eines Trocknens von in einem Haushaltsgerät anordenbaren zu trocknenden Gegenständen, insbesondere von Textilien in einem Wäschepflegegerät.
Für gewöhnlich werden in einem Haushaltsgerät angeordnete Gegenstände zunächst gereinigt und anschließend in demselben Haushaltsgerät oder in einem anderen Haushaltsgerät getrocknet. Die zu trocknenden Gegenstände können dabei unterschiedliche Trocknungseigenschaften aufweisen, bei denen die Gegenstände optimal trocknen. Zu trocknende Gegenstände können in einem Wäschepflegegerät, wie einem Trockner oder einem Waschtrockner, oder in einem Geschirrspüler angeordnet sein. Im Falle eine Wä- schepflegegerätes handelt es sich bei den zu trocknenden Gegenständen um zu trocknende Textilien, während im Falle eines Geschirrspülers es sich bei den zu trocknenden Gegenständen um zu trocknende Küchenutensilien wie Geschirr, Töpfer, Küchenhelfer etc. handelt. Das Trocknen als solches führt einerseits nicht immer zu dem gewünschten Effekt, vollständig getrocknete Gegenstände zu erhalten, oder andererseits zu dem Effekt, dass die Gegenstände zu lange dem Trocknen ausgesetzt sind oder unter Bedingungen, welche die Gegenstände langfristig zerstören, getrocknet werden. Insbesondere Textilien können in Trocknern geschädigt werden.
Angesichts dieser Probleme im Stand der Technik ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Haushaltsgerät und ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgerätes bereitzustellen, in welchem darin angeordnete Gegenstände erkannt werden und entsprechend der Erkennung der Gegenstände unter verbesserten Bedingungen getrocknet werden. Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Haushaltsgerät und einem Verfahren gemäß jeweiligem unabhängigem Patentanspruch. Weitere Vorteile und bevorzugte, fakultative Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung. Bevorzugten Ausführungen des Haushaltsgerätes entsprechen dabei bevorzugte Ausfüh- rungen des Verfahrens und umgekehrt, und dies auch dann, wenn darauf hierin nicht explizit hingewiesen ist.
Erfindungsgemäß umfasst das Haushaltsgerät zum geregelten Durchführen eines Trocknens von in dem Haushaltsgerät anordenbaren zu trocknenden Gegenständen ei- nen Behälter zum Aufnehmen der zu trocknenden Gegenstände und mindestens eine mit dem Behälter in Fluidverbindung stehende Luftleitung. Ein Luftstrom fließt dabei durch die Luftleitung und durch den Behälter. Der Behälter ist z. B. im Fall eines Wäschepflegegerätes die Wäschetrommel, bei einem Geschirrspüler der Raum, in dem das Geschirr angeordnet und gespült wird. Das Haushaltsgerät weist mindestens einen Sensor zum Detek- tieren mindestens zweier physikalischer Größen auf. Die detektierte physikalische Größe ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus der absoluten Wasserbeladung x, der Lufttemperatur T, einem Luftdruck oder einer anderen physikalische Größe, welche eine Abhängigkeit zu dem geregelten Durchführen des Trocknens aufweist. Ferner ist der mindestens eine Sensor im Luftstrom angeordnet, wobei der mindestens eine Sensor mit einer Auswerteeinheit in Verbindung steht, welche konfiguriert ist, die mindestens zwei physikalischen Größen von dem mindestens einem Sensor zu empfangen und auszuwerten. Ferner ist die Auswerteeinheit dazu konfiguriert, die physikalischen Größen und/oder die ausgewerteten physikalischen Größen an eine Steuereinheit zum geregelten Durchführen des Trocknens zu übermitteln.
Vorliegend ist unter einem Haushaltsgerät ein Trockner wie beispielsweise ein Wärmepumpen- oder ein Kondensationstrockner, ein Waschtrockner oder ein anderes luftführendes Haushaltsgerät wie beispielsweise ein Geschirrspüler zu verstehen. Der mindes- tens eine Sensor ist konfiguriert, die mindestens zwei physikalischen Größen zeitgleich zu detektieren, insbesondere physikalischen Größen wie eine absolute Wasserbeladung x, eine Lufttemperatur T, einen Luftdruck oder dergleichen zeitgleich zu detektieren, und/oder der mindestens eine Sensor ist konfiguriert, die mindestens zwei physikalischen Größen zeitlich hintereinander zu detektieren. Beispielsweise sind die zu trocknenden Gegenstände Textilien, insbesondere aus Baumwolle und/oder aus Synthetik und/oder aus Wolle und/oder ein Gemisch aus den zuvor genannten. Insbesondere kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Textilart erkannt werden. Alternativ können die zu trocknenden Gegenstände verschiedene Küchenutensilien sein, insbesondere Porzellan, Geschirr, Töpfe, Küchenhelfer oder dergleichen oder ein Gemisch aus den zuvor genannten. Ein Vorteil des vorgeschlagenen Haushaltsgerätes liegt darin, dass die zu trocknenden Gegenstände bzw. deren Art oder deren Material, insbesondere die Textilart von dem Haushaltsgerät erkannt werden und dann unter an die zu trocknenden Gegenstände an- gepassten Bedingungen getrocknet werden. Dies hat zur Folge, dass die zu trocknenden Gegenstände einerseits zufriedenstellend und unter Bedingungen, die die Gegenstände weniger zerstören, getrocknet werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteeinheit außerhalb des Haushaltsgerätes, insbesondere in einer Cloud angeordnet, mit einer Steuereinheit drahtlos verbunden oder verbindbar oder die Auswerteeinheit ist in dem Haushaltsgerät in einer Steuereinheit integriert oder mit dieser verbunden. Ferner ist die Steuereinheit konfiguriert, das Trocknen auf Basis der ausgewerteten physikalischen Größen zu steuern, wobei ein Speicher zum Speichern der physikalischen Größen und/oder der ausgewerteten physikalischen Größen vorgesehen ist. Der Speicher kann in dem Haushaltsgerät integriert sein. Alternativ kann in der Cloud ein Speicher vorgesehen sein. Insbesondere wird der aktuelle Verlauf des Trocknens auf einem in dem oder an dem Haushaltsgerät integrierten oder externen Bildschirm angezeigt wird. Der Trocknungsverlauf kann beispielsweise auf einem Mobilgerät oder dergleichen angezeigt werden, wodurch eine Fernüberwachung des Trocknens realisiert wird. In dem Speicher sind ferner vorgegebene Sollwerte für ver- schiedene zu trocknende Gegenstände gespeichert. Beispielsweise sind für einen zu trocknenden Gegenstand aus Baumwolle eine vorbestimmte Solltemperatur und/oder ein Solluftdruck und/oder ein Sollluftfluss gespeichert. Bevorzugt sind die Sollwerte, welche beispielsweise einem Gegenstand aus Baumwolle zugordnet sind, in einer Gruppe, hier beispielsweise der„Baumwollgruppe", zusammengefasst. Sollwerte, welche einem ande- ren zu trocknenden Gegenstand zugeordnet sind, sind entsprechend einer anderen Gruppe zugeordnet. Während des Trocknens werden die aktuell detektierten und ausgewerteten physikalischen Größen mit den im Speicher gespeicherten Sollwerten der unterschiedlichen Gruppen verglichen und die Bedingungen nach Erkennen der Zuordnung zu einer bestimmten Gruppe, insbesondere in Bezug auf die Temperatur und/oder auf den Luftstrom und/oder auf den Luftdruck an die zu trocknenden erkannten Gegenstände an- gepasst. Dies hat den Vorteil, dass das Haushaltsgerät ausgebildet ist mit jedem Durchführen eines Trocknens zunächst die zu trocknenden Gegenstände bzw. deren Art zu erkennen und eine Trocknungs-Lern-Kurve zu erlernen.
Bevorzugt ist der mindestens eine Sensor ein miniaturisierter Sensor, insbesondere ein MEMS-Chip (microelectromechanical System). Ein MEMS-Chip kombiniert in vorteilhafter Weise mechanische und elektrische Detektionseigenschaften. Insbesondere wird mindestens ein PTH-Chip (pressure-temperature-humidity chip) zur Erfassung der physikalischen Größen verwendet. Mit einem PTH-Chip können der Luftdruck, die Temperatur und die Luftfeuchte detektiert werden. Der PTH-Chip vereint vorzugsweise drei einzelne Sensoren, nämlich einen Temperatursensor, einen Drucksensor und einen Feuchtigkeitssensor, in einem einzigen Sensor-Chip. Dies hat den Vorteil, dass mit einem Sensor unterschiedliche physikalische Größen ermittelt werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist Auswerteeinheit konfiguriert, aus der Mehrzahl an physikalischen Größen thermodynamische Größen zu bestimmen, insbesondere die spezifische Enthalpie und/oder die relative Luftfeuchte oder dergleichen, und ist konfiguriert, die thermodynamischen Größen einer vorbestimmten Art an zu trocknen- den Gegenständen zuzuordnen. In der Auswerteeinheit sind verschiedene Modelle hinterlegt, welche zur Auswertung der erfassten physikalischen Größen dienen. Bevorzugt sind lineare Funktionen, Potenzfunktionen oder Logarithmen oder Exponentialfunktionen oder komplexere, insbesondere zusammengesetzte, Funktionen hinterlegt, mit denen die de- tektierten physikalischen Größen zur Bestimmung der thermodynamischen Größen in der Auswerteeinheit ausgewertet werden. Beispielsweise sind Monome und Polynome hinterlegt, welche eine ganzzahlige Potenz hoch 2, 3, 4 ...n aufweisen, wobei n eine ganze Zahl ist und/oder Polynome der Art ±1/n, wobei n eine ganze Zahl ist. Dies hat den Vorteil, dass die Trocknungseigenschaften und damit die thermodynamischen Größen gemäß einem der Realität nach gebildeten Modell ausgewertet werden.
Bevorzugt ist der mindestens eine Sensor an einem Übergang zwischen der Luftleitung und dem Behälter angeordnet, insbesondere an einem Behältereintritt oder einem Behälteraustritt, oder der mindestens eine Sensor ist in der Luftleitung angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der oder die Sensor(en) zur Messung der physikalischen Größen dem zirkulierenden Luftstrom ausgesetzt sind. Hierdurch werden die aktuellen Bedingungen besser erfasst. Bei zeitabhängiger Erfassung der physikalischen Größen detektiert der mindestens eine Sensor eine zeitabhängige Veränderung der physikalischen Größen. Der Behälter ist insbesondere eine Reservetrommel eines Wäschetrockners oder Waschtrockners, insbesondere ist der mindestens eine Sensor in oder an der Trommel angeordnet.
Bevorzugt ist ein Sensor oder sind mindestens zwei Sensoren nach einer Wärmesenke und/oder vor einer Wärmequelle für den Prozessluftstrom angeordnet. Insbesondere ist ein Sensor am Trommeleintritt und/oder am Trommelaustritt angeordnet. Bei Anordnen eines ersten Sensors nach der Wärmesenke und bei einem Anordnen eines zweiten Sensors vor einer Wärmequelle oder am Trommeleintritt und am Trommelaustritt kann dieselbe physikalische Größe zeitgleich an zwei unterschiedlichen Stellen im Luftstrom erfasst werden. Bei nur einem Sensor kann dieselbe physikalische Größe zu zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten erfasst werden. Dies hat den Vorteil, dass verschiedene temporär- stationäre thermodynamische, insbesondere atmosphärische, Bedingungen der physikalischen Größen zeitgleich an verschiedenen Stellen oder nacheinander folgend an einer Stelle erfasst und anschließend ausgewertet werden können. Hierdurch kann mit höherer zutreffender Wahrscheinlichkeit bestimmt werden, um welchen zu trocknenden Gegenstand es sich handelt. Bei einem Wäschepflegegerät, wie einem Wäschetrockner oder einem Waschtrockner, handelt es sich bei den zu trocknenden Gegenständen um Textilien. Durch Erfassen der physikalischen Größen wird vorhergesagt, um welche Art an zu trocknenden Textilien es sich handelt. Mit dem Begriff„Art an zu trocknenden Textilien" ist die Textilie als solche gemeint, beispielsweise eine Textilie aus Baumwolle, aus Synthetik, aus Wolle, oder aus eine Mischung von Textilien.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind an einer Stelle ein erster Sensor und an einer zweiten Stelle ein zweiter Sensor zum Erfassen mindestens einer physikalischen Größe angeordnet. Die von dem ersten und dem zweiten Sensor erfassten Werte der physikalischen Größe werden von der Auswerteeinheit zur Differenzbildung zwischen der erfassten physikalischen Größe des ersten Sensors und der erfassten physikalischen Größe des zweiten Sensors verwendet. Beispielsweise wird bei der Differenzbildung eine Luftdruckdifferenz gemäß P(t0)=p1 (t0)-p2(t0), wobei p1 (tO) der Luftdruck in dem Luftstrom an der Position des ersten Sensors und p2(t0) der Luftdruck in dem Luft- ström an der Position des zweiten Sensors jeweils zum Zeitpunkt tO ist. Ferner kann die Luftdruckdifferenz zu zwei verschiedenen Zeitpunkten bestimmt werden, nämlich zum Zeitpunkt tO und zu einem späteren Zeitpunkt t1 . Die Differenzbildung erfolgt dann gemäß P(t1 -t0)=p(t1 )-p(t0). Die Differenzbildung kann mit jeder erfassten physikalischen Größe vorgenommen werden, beispielsweise mit der Lufttemperatur T(t), der absoluten Wasser- beladung x(t) oder dergleichen, wobei t die Zeit ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum geregelten Durchführen eines Trocknens von Gegenständen in einem Haushaltsgerät. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Aufnehmen der zu trocknenden Gegenstände in einen Behälter des Haushaltsgerätes, wobei mindestens eine Luftleitung mit dem Behälter in Fluidverbin- dung steht und ein Luftstrom durch die Luftleitung und durch den Behälter fließt. Ferner umfasst das Verfahren ein Detektieren von mindestens zwei physikalischen Größen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer absoluten Wasserbeladung x, einer Lufttemperatur T, einen Luftdruck p oder eine andere physikalische Größe, welche eine Ab- hängigkeit zu dem geregelten Durchführen des Trocknens aufweist, von mindestens einem in dem Luftstrom angeordneten Sensor. Ferner umfasst das Verfahren ein Übergeben der detektierten physikalischen Größen an eine Auswerteeinheit, welche konfiguriert ist, die mindestens zwei physikalischen Größen von dem mindestens einen Sensor zu empfangen und auszuwerten und die mindestens zwei physikalischen Größen und die ausgewerteten mindestens zwei physikalischen Größen an eine Steuereinheit zum geregelten Durchführen des Trocknens zu übermitteln. Der für das Verfahren verwendete mindestens eine Sensor kann eine Mehrzahl an physikalischen Größen, bevorzugt zeitgleich und/oder zeitlich hintereinander, detektieren, insbesondere physikalischen Größen wie eine absolute Wasserbeladung x, eine Temperatur T, einen Druck oder dergleichen. Diese physikalischen Größen weisen eine Abhängigkeit zum Haushaltsgerät und den in dem Haushaltsgerät angeordneten zu trocknenden Gegenständen auf. Mit anderen Worten die erfassten physikalischen Größen sind charakteristisch für das System bestehend aus dem Haushaltsgerät und den darin angeordneten zu trocknenden Gegenständen. Dies hat den Vorteil, dass mittels des vorgeschlagenen Verfahrens die in dem Haushalts- gerät angeordneten Gegenstände erkannt werden und nach Erkennung unter Bedingungen, welche in der Auswerteeinheit gespeichert sind und den in dem Haushaltsgerät aktuell angeordneten Gegenständen zugeordnet sind, schonend getrocknet werden können. Die Steuereinheit steuert das Trocknen auf Basis der ausgewerteten physikalischen Größen, insbesondere steuert die Steuereinheit eine Behälterdrehung, ein Reversieren, eine Temperatur oder dergleichen. Die Steuerung steuert ein Einstellen der temporär-stationär thermodynamischen Bedingungen derart, dass die zu trocknenden Gegenstände unter möglichst optimalen Bedingungen getrocknet werden. Dies hat den Vorteil, dass die zu trocknenden Gegenstände unter schonenden Bedingungen getrocknet werden.
Die Auswerteeinheit bestimmt aus einer Mehrzahl an physikalischen Größen thermody- namische Größen, insbesondere die spezifische Enthalpie und/oder die relative Luftfeuchte oder dergleichen, und ordnet die thermodynamischen Größen einer vorbestimmten Art an zu trocknenden Gegenständen zu. Die ermittelten thermodynamischen Größen werden in einem Speicher gespeichert, insbesondere einer Gruppe zugewiesen und in der zugewiesenen Gruppe gespeichert.
Bevorzugt werden die thermodynamischen Größen auf Basis mindestens eines in der Auswerteeinheit gespeicherten Vorhersagemodells bestimmt, insbesondere auf Basis einer werksseitig eingestellten multivarianten Analyse mit einem PLS-Vorhersage- Verfahren (Partial Least Square). Bevorzugt sind in der Auswerteeinheit mehrere Vorhersagemodelle gespeichert, bei denen die thermodynamischen Größen mittels linearen Funktionen oder Potenzfunktionen oder Logarithmen oder Exponentialfunktionen oder komplexeren, insbesondere zusammengesetzten, Funktionen abgebildet werden. Beispielsweise umfassen die Vorhersagemodelle Monome und Polynome, welche eine ganzzahlige Potenz hoch 2, 3, 4 ...n aufweisen, wobei n eine ganze Zahl ist, und/oder Polynome der Art ±1/n, wobei n eine ganze Zahl ist. Hierdurch können mit Hilfe einer multivarianten Analyse mit einem PLS-Vorhersage-Verfahren bestmöglich die aktuellen thermo- dynamischen Bedingungen in dem Haushaltsgerät real abgebildet werden.
Bevorzugt wird jede ausgewertete physikalische Größe, insbesondere jede bestimmte thermodynamische Größe, mit in der Auswerteeinheit vorgegebenen unterschiedlichen Sollwerten verglichen, wobei jeder Sollwert einer bestimmten Gruppe zugeordnet ist, wo- bei insbesondere zur Erkennung der zu trocknenden Gegenstände jede Gruppe werksseitig vorbestimmte Sollwerte umfasst. Die vorbestimmten Sollwerte einer Gruppe sind jeweils einer Art an zu trocknenden Gegenständen zugeordnet, insbesondere ist eine erste Gruppe einer Textilart, beispielsweise Wolle, zugeordnet, während eine zweite Gruppe einer anderen Textilart, beispielsweise Synthetik, zugeordnet ist. Bevorzugt sind unterschiedliche Gruppen vorgesehen, wie beispielsweise eine Wolle-Gruppe, eine Baumwollgruppe, eine Synthetik-Gruppe, eine Mischgruppe oder dergleichen. Beispielsweise um- fasst die Gruppe „Wolle" Sollwerte mit einer geringen Temperatur und einer erhöhten Luftströmung, während die Gruppe„Baumwolle" einen geringeren Luftstrom und eine hö- here Temperatur umfasst. Durch Vergleichen der bestimmten thermodynamischen Größen mit den in der Auswerteeinheit gespeicherten, werksseitig vorgegebenen, Sollwerten ist eine Zuweisung der zu trocknenden Gegenstände zu mindestens einer Gruppe möglich, wodurch die zu trocknenden Gegenstände, insbesondere automatisch, im Laufe des Trocknungsverfahrens erkannt werden. Die werksseitig eingestellten Sollwerte umfassen Sollwerte zu den zu detektierenden physikalischen Größen und/oder zu den zu ermittelnden thermodynamischen Größen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind an einer Stelle ein erster Sensor und an einer zweiten Stelle ein zweiter Sensor zum Erfassen mindestens einer physikalischen Größe angeordnet. Von der Auswerteeinheit wird die Differenz zwischen der erfassten physikalischen Größe des ersten Sensors und der erfassten physikalischen Größe des weiten Sensors gebildet. Beispielsweise wird bei der Differenzbildung eine Luftdruckdifferenz gemäß P(t0)=p1 (t0)-p2(t0), wobei p1 (t0) der Luftdruck in dem Luftstrom an der Position des ersten Sensors und p2(t0) der Luftdruck in dem Luftstrom an der Position des zweiten Sensors jeweils zum Zeitpunkt tO ist. Ferner kann die Luftdruckdifferenz zu zwei verschiedenen Zeitpunkten bestimmt werden, nämlich zum Zeitpunkt tO und zu einem späteren Zeitpunkt t1 . Die Differenzbildung erfolgt dann gemäß P(t1 -t0)=p(t1 )-p(t0). Die Differenzbildung kann mit jeder erfassten physikalischen Größe vorgenommen werden, beispielsweise mit der Lufttemperatur T(t), der absoluten Wasserbeladung x(t) oder der- gleichen, wobei t die Zeit ist.
Bevorzugt sind in der Auswerteeinheit verschiedene Modelle hinterlegt, welche zur Auswertung der erfassten physikalischen Größen dienen, wobei bevorzugt lineare Funktionen oder Potenzfunktionen oder Logarithmen oder Exponentialfunktionen oder komplexere, insbesondere zusammengesetzte, Funktionen verwendet werden, mit denen nach Erfassung der detektierten physikalischen Größen die thermodynamischen Größen in der Auswerteeinheit ausgewertet werden. Die hat den Vorteil, dass die zu trocknenden Gegenstände zuverlässig in Echtzeit erkannt werden können. Das vorgeschlagene Haushaltsgerät und das zugehörige Verfahren zum geregelten Durchführen eines Trocknens von in dem Haushaltsgerät anordenbaren zu trocknenden Gegenständen vermeiden in vorteilhafter Weise die Zerstörung der zu trocknenden Gegenständen und gewährleisten zugleich ein gutes Trocknungsergebnis mittels der Echt- zeiterkennung der erfassten thermodynamischen Größen.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren der beigefügten Zeichnung. Es versteht sich, dass einzelne in den jeweiligen Figu- ren gezeigte Ausführungsformen Merkmale aufweisen können, die auch in anderen Ausführungsformen zum Einsatz gelangen können, auch wenn dies nicht explizit genannt ist, und sofern dies nicht aufgrund technischer Gegebenheiten oder explizit ausgeschlossen wurde. Es zeigen: Fig. 1 ein schematisch dargestelltes Haushaltsgerät insbesondere ein Trockner,
Fig. 2 eine schematisch dargestellte Anordnung von Sensoren in einem Luftstrom in einem Haushaltsgerät gemäß Fig. 1 , und Fig.3 gegenüber der Zeit dargestellte erfasste physikalische Größen in einem Luftstrom gemäß Fig. 2.
Im Folgenden wird in Zusammenschau der Figuren 1 bis 3 die vorliegende Erfindung anhand eines Haushaltsgerätes 10 in Form eines Wäschepflegegerätes erläutert. Die nach- folgende Bildbeschreibung ist auf ein anderes luftführendes Haushaltsgerät, wie beispielsweise einem Geschirrspüler, analog übertragbar.
Fig. 1 zeigt ein Haushaltsgerät 10, insbesondere ein Wäschepflegegerät mit einem Bildschirm 12 und einem Behälter 14. In dem Behälter 14 sind zu trocknende Gegenstände 20, insbesondere Textilien verschiedener Art, angeordnet. Das Haushaltsgerät 10 kann entweder über den Bildschirm 12 oder durch ein Mobilgerät 16 über eine drahtlose Datenübermittlung 18 gestartet werden, d.h. ein von dem Haushaltsgerät 10 ausgeführtes Verfahren zum geregelten Durchführen eines Trocknens von in dem Haushaltsgerät an- geordneten zu trocknenden Gegenständen kann gestartet werden. Den Verlauf des Trocknens kann auf dem Bildschirm 12 und/oder dem Mobilgerät 16 angezeigt werden. Gemäß Fig. 1 ist das Behälter 14 als Wäschetrommel ausgebildet, welche von einer Steuereinheit 22 angesteuert wird. Die Steuereinheit 22 ist mit einer Auswerteeinheit 24, 24' verbindbar. Die Auswerteeinheit 24' kann in dem Haushaltsgerät 10 angeordnet sein oder die Auswerteeinheit 24 kann außerhalb des Haushaltsgerätes in einer Cloud 26 um- fasst sein. In der Auswerteeinheit 24, 24' sind verschiedene Vorhersagemodelle gespeichert, mit welchen Vorhersagen über die Art der konkret zu trocknenden Gegenstände 20 getroffen werden. In einem Speicher 25, 25' sind Sollwerte in Gruppen 40 gespeichert, wobei jede Gruppe 40 vorbestimmten zu trocknenden Gegenständen zugeordnet ist. Ins- besondere ist jede Gruppe 40 einer Textilart, wie beispielsweise Baumwolle oder Wolle oder Synthetik oder einer Mischung verschiedener Textilien, zugeordnet.
Wie in Fig. 2 schematisch gezeigt sind in dem Luftstrom 30 an verschiedenen Stellen Sensoren 32 zum Detektieren mindestens einer physikalischen Größe angeordnet, wie einer Lufttemperatur T, einem Luftdruck p, einer absoluten Wasserbeladung x. Aus den detektierten physikalischen Größen wird mittels der Auswerteeinheit 24, 24' thermodyna- mische Größen, wie die spezifische Enthalpie h und/oder die relative Luftfeuchte φ bestimmt. Wie Fig. 2 zeigt, ist ein Sensor 32 an einem Behälteraustritt 34 und ein anderer Sensor 32 mitten in einer Luftleitung 36 angeordnet. Ferner ist ein Sensor 32 nach einem Flusensieb 37 und vor einem Lüfter 38 angeordnet. Fig. 2 zeigt mögliche Stellen in dem Luftstrom 30, an welchen eine Sensor 32 positioniert werden kann, um physikalische Größen zu detektieren, insbesondere eine absoluten Wasserbeladung x, eine Lufttemperatur T, einen Luftdruck p oder eine andere physikalische Größe, welche eine Abhängigkeit zu dem geregelten Durchführen des Trocknens aufweist. Der mindestens eine Sen- sor 32 steht in Verbindung mit der Auswerteeinheit 24, 24'. Der mindestens eines Sensor 32 übermittelt die detektierten physikalischen Größen an die Auswerteeinheit 24, 24, welche dann auf Basis der verschiedenen Vorhersagemodelle thermodynamische Größen, insbesondere die spezifische Enthalpie h und/oder die relative Luftfeuchte φ, errechnet und diese anschließend mit in einem der Auswerteeinheit 24, 24 zugeordneten Speicher 25, 25' gespeicherten Sollwerten verschiedener Gruppen 40 vergleicht. Nachdem eine beste mögliche Übereinstimmung der berechneten thermodynamischen Größen mit den Sollwerten einer Gruppe 40 bestimmt wurde, welches einem Erkennen der zu trocknenden Gegenstände 20 entspricht, übermittelt die Auswerteeinheit 24, 24' die thermodyna- misch optimierten Bedingungen zum Durchführen des Trocknens der zu trocknenden Gegenstände 20 an die Steuereinheit 22. Die Steuereinheit 22 steuert den Behälter 14 und den Lüfter 38 entsprechend an, um die für die Trocknung optimalen Bedingungen im Haushaltsgerät 10 einzustellen. Über die Ansteuerung des Lüfters 38 ist der Luftstrom 30 einstellbar, während über die Ansteuerung des Behälters 14, insbesondere der Trommel, die Drehgeschwindigkeit des Behälters 14 einstellbar ist. In dem Behälter 14 sind Mitnehmerelemente 42 zum Unterstützen eines Umwälzens der in dem Haushaltsgerät 10 angeordneten Textilien angeordnet.
Fig. 3 zeigt schematisch die mittels der Sensoren 32 oder des mindestens einen Sensors 32 detektierten physikalischen Größen T, p, x und die daraus berechneten thermodyna- mischen Größen h, φ für zwei verschiedene zu trocknende Gegenstände 20, beispielsweise Wolle und Synthetik. Beispielsweise wurden die detektierten physikalischen Größen T, p, x und die daraus berechneten thermodynamischen Größen h, φ auf Basis eines ersten Sensors 32 an einem Eintritt des Behälters 14, bevorzugt einem Trommeleintritt, und eines zweiten Sensors 32 an einem Austritt des Behälters 14, bevorzugt einem Trommelaustritt, erfasst. Die im Zeitverlauf erfassten physikalischen Größen T, x und die daraus berechneten thermodynamischen Größen h, φ sind gegenüber der Zeit dargestellt. Die in dem der Auswerteeinheit 24, 24' zugeordneten Speicher 25, 25' gespeicherten Sollwerte können auch in Form von Sollwertkurven gespeichert sein. Es werden in diesem Fall Sollwertkurven mit aktuell erfassten Kurven der thermodynamischen Größen h, φ und/oder der detektierten physikalischen Größen T, p, x verglichen. An jeder Position eines Sensors 32 ergibt sich ein zeitlicher Verlauf der physikalischen Größen T, p, x und der thermodynamischen Größen h, φ, wobei die Form, die Steigung oder dergleichen unterschiedlich sind. Die unterschiedlichen Verläufe der erfassten und/oder berechneten Kurven weisen eine Abhängigkeit zur Textilfeuchte, zur Textilart und/oder zur Webung auf. Hierdurch kann die Textilart der sich in dem Haushaltsgerät befindenden Gegenstände 20 ermittelt werden. Insbesondere durch Zuordnung der erfassten Kurven oder der erfassten Werte zu einer Gruppe 40 werden die in dem Haushaltsgerät 10 angeordneten zu trocknenden Gegenstände 20 erkannt. Auf Basis einer anfänglichen Erfassung der Beladungsmasse der zu trocknenden Gegenstände ist es möglich, ein geeignetes Vorhersagemodell aus der hinterlegten Menge der Vorhersagemodelle auszuwählen, so dass die Erkennung zielgenauer durchführbar ist. Bezugszeichenliste
10 Haushaltsgerät
12 Bildschirm
14 Behälter
16 Mobilgerät
18 drahtlose Datenübermittlung
20 zu trocknende Gegenstände
22 Steuerung
24, 24' Auswerteeinheit
25, 25' Speicher
26 Cloud
30 Luftstrom
32 Sensor
34 Behälterausgang
36 Luftleitung
37 Flusensieb
38 Lüfter
40 Gruppe
42 Mitnehmerelement
η, φ thermodynamische Größen
T, p, x physikalische Größen
T Lufttemperatur
P Luftdruck
X absolute Wasserbeladung
h spezifische Enthalpie
Φ relative Luftfeuchte

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Haushaltsgerät (10) zum geregelten Durchführen eines Trocknens von in dem Haushaltsgerät (10) anordenbaren zu trocknenden Gegenständen (20), wobei das Haushaltsgerät (10) aufweist:
einen Behälter (14) zum Aufnehmen der zu trocknenden Gegenstände (20), mindestens eine mit dem Behälter (14) in Fluidverbindung stehende Luftleitung (36), wobei ein Luftstrom (30) durch die Luftleitung (36) und durch den Behälter (14) fließt,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Sensor (32) zum Detektieren mindestens zweier physikalischer Größen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer absoluten Wasserbeladung x, einer Lufttemperatur T, einem Luftdruck und/oder einer andere physikalische Größe, welche eine Abhängigkeit zu dem geregelten Durchführen des Trocknens aufweist, im Luftstrom (30) angeordnet ist, wobei der mindestens ein Sensor (32) mit einer Auswerteeinheit (24, 24') in Verbindung steht, welche konfiguriert ist, die mindestens zwei physikalischen Größen von dem mindestens einen Sensor (32) zu empfangen und auszuwerten und die physikalischen Größen und/oder die ausgewerteten physikalischen Größen an eine Steuereinheit (22) zum geregelten Durchführen des Trocknens zu übermitteln.
Haushaltsgerät (10) nach Anspruch 1 , wobei die Auswerteeinheit (24) außerhalb des Haushaltsgerätes (10), insbesondere in einer Cloud (26) angeordnet ist, mit einer Steuereinheit (22) drahtlos verbunden oder verbindbar ist oder die Auswerteeinheit (24') in dem Haushaltsgerät (10) in einer Steuereinheit (22) integriert ist oder mit dieser verbunden ist, wobei die Steuereinheit (22) konfiguriert ist, das Trocknen auf Basis der ausgewerteten physikalischen Größen zu steuern, wobei ein Speicher (25, 25') zum Speichern der physikalischen Größen und/oder der ausgewerteten physikalischen Größen vorgesehen ist.
3. Haushaltsgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Sensor (32) ein miniaturisierter Sensor ist, insbesondere ein MEMS-Chip (microelectromechanical System).
4. Haushaltsgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (24, 24') konfiguriert ist, aus der Mehrzahl an physikalischen Größen ther- modynamische Größen zu bestimmen, insbesondere die spezifische Enthalpie und/oder die relative Luftfeuchte oder dergleichen, und konfiguriert ist, die thermo- dynamischen Größen einer vorbestimmten Art an zu trocknenden Gegenständen (20) zuzuordnen.
5. Haushaltsgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Sensor (32) an einem Übergang zwischen der Luftleitung (36) und dem Behälter (14) angeordnet ist, insbesondere an einem Behältereintritt oder einem Behälteraustritt (34), oder in der Luftleitung (36) angeordnet sind.
6. Haushaltsgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Sensor (32) nach einer Wärmesenke und/oder vor einer Wärmequelle für den Luftstrom (30) angeordnet ist/sind.
7. Haushaltsgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an einer Stelle ein erster Sensor (32) und an einer zweiten Stelle ein zweiter Sensor (32) zum Erfassen mindestens einer physikalischen Größe angeordnet sind und die von dem ersten und dem zweiten Sensor (32) erfassten physikalischen Größen von der Auswerteeinheit (24, 24') zur Differenzbildung zwischen der erfassten physikalischen Größe des ersten Sensors (32) und der erfassten physikalischen Größe des weiten Sensors (32) verwendet werden.
8. Verfahren zum geregelten Durchführen eines Trocknens von Gegenständen (20) in einem Haushaltsgerät (10), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Trocknen der zu trocknenden Gegenstände (20) in einem Behälter (14) des Haushaltsgerätes (10), wobei mindestens eine Luftleitung (36) mit dem Behälter (14) in Fluidverbindung steht und ein Luftstrom (30) durch die Luftleitung (36) und durch den Behälter (14) fließt, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens zwei physikalische Größen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer absoluten Wasserbeladung x, einer Lufttemperatur T, und einem Luftdruck, oder eine andere physikalische Größe, welche eine Abhängigkeit zu dem geregelten Durchführen des Trocknens aufweist, von mindestens einem in dem Luftstrom (30) angeordneten Sensor (32) detektiert werden, und
an eine Auswerteeinheit (24, 24') übergeben werden, welche konfiguriert ist, die mindestens zwei physikalischen Größen von dem mindestens einen Sensor (32) zu empfangen und auszuwerten und die mindestens zwei physikalischen Größen und die ausgewerteten mindestens zwei physikalischen Größen an eine Steuereinheit (22) zum geregelten Durchführen des Trocknens zu übermitteln.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit (22) das Trocknen auf Basis der ausgewerteten physikalischen Größen steuert, insbesondere eine Behälterdrehung, ein Reversieren, eine Temperatur oder dergleichen steuert.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Auswerteeinheit (24, 24') aus einer Mehrzahl an physikalischen Größen thermodynamische Größen bestimmt, insbesondere die spezifische Enthalpie und/oder die relative Luftfeuchte oder dergleichen, und die thermodynamischen Größen einer vorbestimmten Art an zu trocknenden Gegenständen (20) zuordnet.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die thermodynamischen Größen auf Basis eines in der Auswerteeinheit (24, 24') gespeicherten Vorhersagemodells bestimmt werden, insbesondere auf Basis einer werksseitig eingestellten multivarianten Analyse mit einem PLS-Vorhersage-Verfahren (Partial Least Square).
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , wobei jede ausgewertete physikalische Größe, insbesondere jede bestimmte thermodynamische Größe, mit in der Auswerteeinheit (24,24') vorgegebenen unterschiedlichen Sollwerten verglichen wird, wobei jeder Sollwert einer bestimmten Gruppe (40) zugeordnet ist, wobei insbesondere zur Erkennung der zu trocknenden Gegenstände (20) jede Gruppe (40) werksseitig vorbestimmte Sollwerte umfasst. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die vorbestimmten Sollwerte einer Gruppe (40) einer Art an zu trocknenden Gegenständen (20) zugeordnet sind, insbesondere ist eine erste Gruppe (40) einer Textilart, beispielsweise Wolle, zugeordnet, während eine zweite Gruppe (40) einer anderen Textilart, beispielsweise Synthetik, zugeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei an einer Stelle ein erster Sensor (32) und an einer zweiten Stelle ein zweiter Sensor (32) zum Erfassen mindestens einer physikalischen Größe angeordnet sind und von der Auswerteeinheit (24, 24') die Differenz zwischen der erfassten physikalischen Größe des ersten Sensors (32) und der erfassten physikalischen Größe des zweiten Sensors (32) bildet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei in der Auswerteeinheit (24, 24') verschiedene Modelle hinterlegt, welche zur Auswertung der erfassten physikalischen Größen dienen, wobei bevorzugt Potenzfunktionen oder Logarithmen oder Exponentialfunktionen oder komplexere, insbesondere zusammengesetzte, Funktionen verwendet werden, mit denen nach Erfassung der detektierten physikalischen Größen die thermodynamischen Größen in der Auswerteeinheit (24, 24') ausgewertet werden.
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