EP3904587A1 - Verfahren und steuereinheit zum einstellen einer trockentemperatur für ein trockengerät und trockengerät - Google Patents

Verfahren und steuereinheit zum einstellen einer trockentemperatur für ein trockengerät und trockengerät Download PDF

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EP3904587A1
EP3904587A1 EP21168478.2A EP21168478A EP3904587A1 EP 3904587 A1 EP3904587 A1 EP 3904587A1 EP 21168478 A EP21168478 A EP 21168478A EP 3904587 A1 EP3904587 A1 EP 3904587A1
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EP
European Patent Office
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temperature
laundry
process air
control
refrigerant
Prior art date
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Pending
Application number
EP21168478.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Löffler
Dirk Sieding
Marcel Zielke
Christian Beckord
Michael Katter
Stefan Siepmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miele und Cie KG
Original Assignee
Miele und Cie KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miele und Cie KG filed Critical Miele und Cie KG
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Pending legal-status Critical Current

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    • D06F58/34—Control of operations performed in domestic laundry dryers  characterised by the purpose or target of the control
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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
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    • D06F58/20—General details of domestic laundry dryers 
    • D06F58/206—Heat pump arrangements

Definitions

  • the invention relates to a method, a computer program product and a control unit for setting a drying temperature for a drying device and a drying device.
  • washing temperatures are towards lower temperatures. Even from a standard point of view, a 40 ° C program is specified. A heat pump dryer currently reaches a maximum laundry temperature of 53 to 57 ° C and is thus well above the washing temperatures.
  • the DE 44 09 607 A1 describes a condensation tumble dryer with a heat pump.
  • the DE 10 2012 105 829 A1 discloses an exhaust air dryer with a fan and a heating element for generating and heating the process air.
  • the fan or the heating element are regulated depending on the required operating conditions.
  • the DE 10 2018 213 108 A1 discloses a clothes dryer with a fan and a heating element, wherein the fan and thus the intensity of the process air flow can be regulated.
  • the approach presented here has the task of creating an improved method and an improved control unit for setting a drying temperature for a drying device as well as an improved drying device.
  • this object is achieved by a method, a computer program product and a control unit for setting a drying temperature for a drying device and by a drying device having the features of the main claims.
  • a method for setting a drying temperature for a drying device comprises a reading-in step and a regulating step.
  • a temperature signal is sent to a Read in sensor device of the drying device, which represents a current process air temperature and additionally or alternatively a current cooling and additionally or alternatively refrigerant temperature.
  • a laundry temperature signal which represents a current laundry temperature, is additionally or alternatively read in via the interface to the sensor device.
  • a fan unit is regulated using a regulating signal.
  • the process air temperature and additionally or alternatively the cooling and additionally or alternatively refrigerant temperature are controlled using the temperature signal in such a way that the laundry temperature of the laundry does not exceed a predetermined setpoint in order to set the drying temperature.
  • the method can be carried out, for example, in a drying device such as a washer-dryer.
  • the sensor device can, for example, have one or more sensors, for example NTC sensors.
  • NTC stands for "Negative Temperature Coefficient", so that the NTC sensor can be called an NTC thermistor.
  • the blower unit can for example be designed as a fan and additionally or alternatively be connected to a compressor of the drying device.
  • the fan unit in the regulating step, can be regulated using the regulating signal, the predetermined setpoint value being able to represent a program temperature selected in a washing program and additionally or alternatively a measured temperature.
  • the drying device can include a washing function, for example.
  • the program temperature of the corresponding washing program can advantageously be used as a setpoint for a drying process. For example, shrinking or shrinking of the laundry due to an excessively high drying temperature can advantageously be avoided.
  • the sensor can be designed as a thermometer, for example, which advantageously measures current temperatures.
  • the process air temperature and additionally or alternatively the cooling and additionally or alternatively refrigerant temperature can also be regulated using a regulating algorithm with an inner regulating circuit and / or an outer regulating circuit in order to control the fan unit.
  • the fan unit can advantageously be set in a cascaded manner, so that finely tunable regulation of the drying device can be made possible.
  • the process air temperature can represent a reference variable of the outer control loop and the cooling and additionally or alternatively refrigerant temperature can represent a further reference variable of the inner control loop.
  • the cooling temperature and additionally or alternatively the refrigerant temperature can be the The reference variable of the outer control loop and the process air temperature represent the further reference variable of the inner control loop.
  • the control signal can represent a control variable for controlling the fan unit. A cascaded setting of the blower unit is advantageously also possible here, so that a finely tunable control of the drying device can be made possible.
  • the laundry temperature in the step of reading in the laundry temperature signal, can represent the drum outlet temperature plus a predetermined value.
  • the predetermined value can for example be between 1.5 ° C and 3 ° C, but advantageously at 2 ° C.
  • the approach presented here also creates a control unit which is designed to carry out, control or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices.
  • the object on which the invention is based can also be achieved quickly and efficiently by means of this embodiment variant of the invention in the form of a device.
  • the control unit can be designed to read in input signals and to determine and provide output signals using the input signals.
  • An input signal can, for example, represent a sensor signal that can be read in via an input interface of the control unit.
  • An output signal can represent a control signal or a data signal that can be provided at an output interface of the control unit.
  • the control unit can be designed to determine the output signals using a processing rule implemented in hardware or software.
  • the control unit can comprise a logic circuit, an integrated circuit or a software module and, for example, be implemented as a discrete component or be comprised of a discrete component.
  • a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk or an optical memory, is also advantageous. If the program product or program is executed on a computer or a control unit, the program product or program can be used to carry out, implement and / or control the steps of the method according to one of the embodiments described above.
  • a drying device which has a sensor device for detecting a current process air temperature, a current cooling temperature and additionally or alternatively Refrigerant temperature and additionally or alternatively a current laundry temperature. Furthermore, the drying device has a fan unit for regulating the process air temperature and additionally or alternatively the cooling and additionally or alternatively refrigerant temperature as well as a control unit in a variant mentioned here.
  • drying device for example, a method in a variant mentioned here can be carried out and thereby advantageously be implemented in a current-saving or energy-saving manner.
  • components that have already been installed for this purpose such as sensors, for example, can be used at least in part and thus production costs can be saved.
  • the drying device can also advantageously be used for private purposes as well as in connection with a commercial or professional device, for example a medical device such as a cleaning or disinfection device, a small sterilizer, a large-scale disinfector or a container washing system.
  • the drying device can be designed as a heat pump dryer.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a drying device 100 according to an embodiment.
  • the drying device 100 is implemented, for example, as a heat pump dryer or, for example, as a washer-dryer.
  • the drying device 100 has a sensor device 105 which is designed to detect a current process air temperature, a current cooling and / or refrigerant temperature and / or a current laundry temperature.
  • the drying device 100 has a fan unit 110 which is designed to regulate the process air temperature and / or the coolant and / or refrigerant temperature.
  • the drying device 100 has a control unit 115.
  • the control unit 115 is designed to control the fan unit 110 and to carry out a method for setting a drying temperature for the drying device 100, as will be described in more detail in one of the following figures.
  • FIG Figure 1 a control according to the control circuit diagram 116 is integrated.
  • the control circuit diagram 116 represents a functional connection between the sensor device 105 and the fan unit 110.
  • the current process air temperature is read in as a reference variable 117 by means of a temperature signal and the fan unit 110 is controlled using a control variable 118 by a controller 121, for example.
  • the process air temperature is regulated in such a way that a laundry temperature does not exceed a predetermined setpoint value.
  • a drying temperature of laundry 119 to be dried is set. This means that within such a control process, for example, the reference variable 117 is compared with the setpoint value in order, for example, to use a deviation in order to control the fan unit 110 accordingly using the controlled variable 118.
  • the sensor device 105 comprises at least one detection sensor 120, in particular two detection sensors 120, which are each optionally implemented as an NTC sensor.
  • One of the detection sensors 120 is arranged, for example, in a process air duct 125 of the drying device 100 in order to detect the process air temperature, which, for example, is diverted from a laundry drum 130 for receiving laundry 119 of the drying device 100 and, according to this exemplary embodiment, represents the reference variable 117.
  • one of the detection sensors 120 is arranged adjacent to a compressor 135 of the drying device 100.
  • the compressor 135 is designed, for example, to extract heat from a coolant and / or refrigerant and thereby compress it.
  • the drying device 100 furthermore has a compressor drive 137 which is designed to drive the compressor 135.
  • the process air flows out of the laundry drum 135 through the process air duct 125.
  • the process air optionally passes one or more process air filters 140 before it reaches an evaporator 145 of the drying device 100.
  • the evaporator 145 is connected to the compressor 135 and to a valve 150.
  • the drying device 100 furthermore has a condenser 155 which, according to this exemplary embodiment, is arranged parallel to the evaporator 145.
  • one of the detection sensors 120 is arranged between the compressor 135 and the condenser 155.
  • the condenser 155 is optionally designed to bring the process air to a certain temperature, for example.
  • the process air is conveyed by means of a process air blower 160 in the direction of the laundry drum 130, which is connected, for example, to a drive 165 for driving the laundry drum 130.
  • a possibility is presented to carry out a drying program for the drying device 100, such as a heat pump dryer, with a temperature specification, for example 40 ° C, since currently, for example, the heat pump dryer with approx 80 ° C and a washer-dryer with a laundry temperature of 85 ° C dries the laundry.
  • a laundry temperature control is presented.
  • the maximum laundry temperature reached, for example, in a washing process is not exceeded in the drying process.
  • the existing sensor system which is referred to here as sensor device 105
  • sensor device 105 is used to infer the laundry temperature indirectly, since a direct measurement of the laundry temperature is not possible.
  • implicit system knowledge is used.
  • the laundry temperature roughly corresponds to a drum outlet temperature plus approx. 2 ° C.
  • the drum outlet temperature is measured upstream of the heat exchanger via an NTC sensor, which is referred to here as detection sensor 120 and detects the process air temperature.
  • the detection sensor 120 thus represents an actual variable that is to be regulated.
  • a control intervention in the system takes place via the fan unit 110 of the compressor 135, which is also referred to as a cooling air fan or fan.
  • a heat pump drying process is usually a continuous process in which the evaporation and condensation of the process air and the coolant and / or refrigerant are in equilibrium.
  • the compressor 135 is cooled by means of an intelligent flow machine control, the blower unit 110, and thus heat is extracted from the coolant and / or refrigerant.
  • the regulation takes place based on the coolant and / or refrigerant temperature and the drum outlet temperature. It must be ensured that; that the coolant and / or refrigerant reaches the compressor 135 in an overheated state and the process air in the condenser 155 has a temperature which does not heat the laundry temperature above the predetermined temperature, for example 40 ° C., during evaporation.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a drying device 100 according to an embodiment.
  • the drying device 100 shown here can be compared to the one shown in Figure 1 Described drying device 100 correspond or are similar.
  • the drying device 100 also has a control system in accordance with the control circuit diagram 116, which, however, is based on the in Figure 1 control circuit diagram 116 described differs.
  • the control circuit diagram 116 comprises an outer control circuit 200 and an inner control circuit 205 for controlling the fan unit 110.
  • the process air temperature detected by the sensor device 105 is used as the reference variable 117 of the outer control circuit 200 and the cooling temperature is used as a further reference variable 217 of the inner control circuit 205 and / or refrigerant temperature is used.
  • the fan unit 110 is controlled using the controlled variable 118, which contains the one controlled variable 218 of the inner control loop 205.
  • FIG 2 a cascaded control is shown, through which a drying program is possible in which a maximum temperature is not exceeded.
  • the maximum temperature can be set, for example, by a user of the drying device 100. In this way, the user can, for example, dry laundry that he washes at 40 ° C., for example, without hesitation in the drying device 100, which is also referred to as a dryer for short.
  • the process can be operated at a Pareto-Optimal operating point, which enables an advantageous option with regard to process time, energy consumption and wear and tear of the actuators in a heat pump drying process, for example at a laundry temperature of 40 ° C.
  • FIG 3 shows a schematic representation of a drying device 100 according to an embodiment.
  • the drying device 100 shown here can be used in one of the Figures 1 or 2 Described drying device 100 correspond or are similar.
  • the drying device 100 also has a control system in accordance with the control circuit diagram 116, which, however, is based on the in Figure 2
  • the control circuit diagram 116 described differs slightly.
  • the control circuit diagram 116 shown here also includes the outer control loop 200 and the inner control loop 205 as in FIG Figure 2 , however, the reference variable 117 of the external control loop 200 according to this exemplary embodiment represents the coolant and / or refrigerant temperature.
  • the further reference variable 217 of the inner Control circuit 205 represents the process air temperature.
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method 400 according to an exemplary embodiment for setting a drying temperature for a drying device.
  • the method 400 can be carried out, for example, in a drying device, as it is in one of the Figures 1 to 3 has been described.
  • the method 400 comprises a step 405 of reading in and a step 410 of regulating.
  • a temperature signal that represents a current process air temperature and / or a current cooling and / or refrigerant temperature and / or a laundry temperature signal that represents a current laundry temperature is read in via an interface to a sensor device of the drying device.
  • a fan unit is regulated using a regulation signal.
  • step 410 of the regulation the process air temperature and / or the coolant and / or refrigerant temperature is regulated using the temperature signal in such a way that the laundry temperature of the laundry does not exceed a predetermined setpoint value. In this way the drying temperature is set.
  • the laundry temperature signal represents the laundry temperature as the drum outlet temperature plus a predetermined value which is, for example, between 1 ° C and 3 ° C, but preferably 2 ° C.
  • the predetermined setpoint value represents a program temperature selected in the washing program and / or a measured temperature. The measured temperature is recorded, for example, by the sensor device of the drying device.
  • the process air temperature and / or the coolant and / or refrigerant temperature is regulated using a regulating algorithm with an external control loop and / or an internal control loop in order to control the fan unit.
  • the process air temperature represents a reference variable of the outer control loop and the coolant and / or refrigerant temperature represents a further reference variable of the inner control loop.
  • the coolant and / or refrigerant temperature represents the reference variable of the outer control loop and the process air temperature represents the further reference variable of the inner control loop.
  • the control signal represents a control variable for controlling the fan unit, as it is, for example, in FIGS Figures 2 and / or 3 has been illustrated.
  • FIG. 5 shows a block diagram of a control unit 115 according to an embodiment for a drying device.
  • the control unit 115 can the in Figure 1 Control unit 115 described correspond or are similar and can be used in a drying device, as in one of the Figures 1 to 3 has been described.
  • the control unit 115 is also designed to control or carry out a method for setting a drying temperature for a drying device, as shown in FIG Figure 4 has been described.
  • the control unit 115 has, according to this exemplary embodiment, a read-in unit 500 and a supply unit 505.
  • the read-in unit 500 is designed to read in a temperature signal 510 and / or a laundry temperature signal 515.
  • the temperature signal 510 represents a current process air temperature and / or a current coolant and / or refrigerant temperature.
  • the laundry temperature signal 515 represents a current laundry temperature.
  • the reading unit 500 reads the temperature signal 510 and / or the laundry temperature signal 515 into an interface to a sensor device 105 of the drying device.
  • the read-in unit 500 is only optionally designed to read in a predetermined setpoint value 520.
  • the supply unit 505 is designed to provide a control signal 525 for controlling a fan unit of the drying device.

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer Trockentemperatur für ein Trockengerät. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Einlesens eines Temperatursignals, das eine aktuelle Prozesslufttemperatur und/oder eine aktuelle Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur repräsentiert, und/oder eines Wäschetemperatursignals, das eine aktuelle Wäschetemperatur repräsentiert, über eine Schnittstelle zu einer Sensoreinrichtung (105) des Trockengeräts (100). Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Regelns einer Gebläseeinheit (110) unter Verwendung eines Regelsignals, wobei im Schritt des Regelns die Prozesslufttemperatur und/oder die Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur unter Verwendung des Temperatursignals derart geregelt wird, dass die Wäschetemperatur der Wäsche einen vorbestimmten Sollwert nicht überschreitet, um die Trockentemperatur einzustellen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren, Computerprogrammprodukt und eine Steuereinheit zum Einstellen einer Trockentemperatur für ein Trockengerät sowie ein Trockengerät.
  • Der aktuelle Trend der Waschtemperaturen läuft in Richtung niedrigerer Temperaturen. Selbst aus Normsicht wird ein 40°C Programm vorgegeben. Ein Wärmepumpentrockner erreicht aktuell 53 bis 57°C maximale Wäschetemperatur und liegt damit deutlich über den Waschtemperaturen.
  • Die DE 44 09 607 A1 beschreibt einen Kondensationswäschetrockner mit einer Wärmepumpe.
  • Die DE 10 2012 105 829 A1 offenbart einen Ablufttrockner mit einem Gebläse und einem Heizelement zum Erzeugen und Erhitzen der Prozessluft. Das Gebläse bzw, das Heizelement werden je nach geforderter Betriebsbedingung geregelt.
  • Die DE 10 2018 213 108 A1 offenbart einen Wäschetrockner mit einem Gebläse und einem Heizelement, wobei das Gebläse und damit die Intensität des Prozessluftstroms geregelt werden kann.
  • Der hier vorgestellte Ansatz stellt sich die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Steuereinheit zum Einstellen einer Trockentemperatur für ein Trockengerät sowie ein verbessertes Trockengerät zu schaffen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt und eine Steuereinheit zum Einstellen einer Trockentemperatur für ein Trockengerät und durch ein Trockengerät mit den Merkmalen der Hauptansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweils nachfolgenden Unteransprüchen.
  • Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen im Reduzieren einer Verlustleistung sowie in einem Verbessern eines Kundenkomforts, da vorteilhafterweise Textilien oder Wäsche bedenkenlos im Trockengerät getrocknet werden kann.
  • Es wird dazu ein Verfahren zum Einstellen einer Trockentemperatur für ein Trockengerät vorgestellt. Das Verfahren umfasst dabei einen Schritt des Einlesens und einen Schritt des Regelns. Im Schritt des Einlesens wird ein Temperatursignal über eine Schnittstelle zu einer Sensoreinrichtung des Trockengeräts eingelesen, das eine aktuelle Prozesslufttemperatur und zusätzlich oder alternativ eine aktuelle Kühl- und zusätzlich oder alternativ Kältemitteltemperatur repräsentiert. Im Schritt des Einlesens wird zusätzlich oder alternativ ein Wäschetemperatursignal, das eine aktuelle Wäschetemperatur repräsentiert, über die Schnittstelle zu der Sensoreinrichtung eingelesen. Im Schritt des Regelns wird eine Gebläseeinheit unter Verwendung eines Regelsignals geregelt. Dabei wird die Prozesslufttemperatur und zusätzlich oder alternativ die Kühl- und zusätzlich oder alternativ Kältemitteltemperatur unter Verwendung des Temperatursignals derart geregelt, dass die Wäschetemperatur der Wäsche einen vorbestimmten Sollwert nicht überschreitet, um die Trockentemperatur einzustellen.
  • Das Verfahren kann beispielsweise in einem Trockengerät, wie beispielsweise einem Waschtrockner durchgeführt werden. Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise einen oder mehrere Sensoren, beispielsweise NTC-Sensoren, aufweisen. NTC steht für englisch "Negative Temperature Coefficient", sodass der NTC-Sensor als ein Heißleiter bezeichnet werden kann. Die Gebläseeinheit kann beispielsweise als ein Lüfter ausgeformt sein und zusätzlich oder alternativ mit einem Kompressor des Trockengeräts in Verbindung stehen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Regelns die Gebläseeinheit unter Verwendung des Regelsignals geregelt werden, wobei der vorbestimmte Sollwert eine in einem Waschprogramm ausgewählte Programmtemperatur und zusätzlich oder alternativ eine gemessene Temperatur repräsentieren kann. Das bedeutet, dass das Trockengerät beispielsweise eine Waschfunktion umfassen kann. Dabei kann vorteilhafterweise die Programmtemperatur des entsprechenden Waschprogramms als Sollwert für einen Trocknungsvorgang verwendet werden. Vorteilhafterweise kann beispielsweise ein Eingehen oder Schrumpfen der Wäsche wegen einer zu hohen Trockentemperatur vermieden werden. Zusätzlich oder alternativ kann beispielsweise der Sensor als ein Thermometer ausgeformt sein, der vorteilhafterweise aktuelle Temperaturen misst.
  • Im Schritt des Regelns kann außerdem die Prozesslufttemperatur und zusätzlich oder alternativ die Kühl- und zusätzlich oder alternativ Kältemitteltemperatur unter Verwendung eines Regelalgorithmus mit einem inneren Regelkreis und/oder einem äußeren Regelkreis geregelt werden, um die Gebläseeinheit anzusteuern. Dadurch kann die Gebläseeinheit vorteilhafterweise kaskadiert eingestellt werden, sodass sich eine fein abstimmbare Regelung des Trockengeräts ermöglichen lässt.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Regelns die Prozesslufttemperatur eine Führungsgröße des äußeren Regelkreises und die Kühl- und zusätzlich oder alternativ Kältemitteltemperatur eine weitere Führungsgröße des inneren Regelkreises repräsentieren. Alternativ kann die Kühl- und zusätzlich oder alternativ Kältemitteltemperatur die Führungsgröße des äußeren Regelkreises und die Prozesslufttemperatur die weitere Führungsgröße des inneren Regelkreises repräsentieren. Dabei kann das Regelsignal eine Regelgröße zum Regeln der Gebläseeinheit repräsentieren. Vorteilhafterweise wird auch hier eine kaskadierte Einstellung der Gebläseeinheit möglich, sodass sich eine fein abstimmbare Regelung des Trockengeräts ermöglichen lässt.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens des Wäschetemperatursignals die Wäschetemperatur als Trommelaustrittstemperatur zuzüglich eines vorbestimmten Werts repräsentieren. Der vorbestimmte Wert kann beispielsweise zwischen 1,5°C und 3°C, vorteilhafterweise aber bei 2°C liegen.
  • Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
  • Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, um Eingangssignale einzulesen und unter Verwendung der Eingangssignale Ausgangssignale zu bestimmen und bereitzustellen. Ein Eingangssignal kann beispielsweise ein über eine Eingangsschnittstelle der Steuereinheit einlesbares Sensorsignal darstellen. Ein Ausgangssignal kann ein Steuersignal oder ein Datensignal darstellen, das an einer Ausgangsschnittstelle der Steuereinheit bereitgestellt werden kann. Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, um die Ausgangssignale unter Verwendung einer in Hardware oder Software umgesetzten Verarbeitungsvorschrift zu bestimmen. Beispielsweise kann die Steuereinheit dazu eine Logikschaltung, einen integrierten Schaltkreis oder ein Softwaremodul umfassen und beispielsweise als ein diskretes Bauelement realisiert sein oder von einem diskreten Bauelement umfasst sein.
  • Von Vorteil ist auch ein Computer-Programmprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann. Wird das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Steuereinheit ausgeführt, so kann das Programmprodukt oder Programm zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden.
  • Es wird weiterhin ein Trockengerät vorgestellt, das eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer aktuellen Prozesslufttemperatur, einer aktuellen Kühl- und zusätzlich oder alternativ Kältemitteltemperatur und zusätzlich oder alternativ einer aktuellen Wäschetemperatur auf. Weiterhin weist das Trockengerät eine Gebläseeinheit zum Regeln der Prozesslufttemperatur und zusätzlich oder alternativ der Kühl- und zusätzlich oder alternativ Kältemitteltemperatur sowie eine Steuereinheit in einer hier genannten Variante auf.
  • In dem Trockengerät kann beispielsweise ein Verfahren in einer hier genannten Variante durchgeführt werden und dadurch vorteilhafterweise strom- oder energiesparend realisiert sein. Vorteilhafterweise können dafür bereits verbaute Komponenten, wie beispielsweise Sensoren, zumindest teilweise verwendet werden und somit Fertigungskosten eingespart werden. Vorteilhafterweise kann das Trockengerät weiterhin sowohl zu privaten Zwecken als auch entsprechend im Zusammenhang mit einem gewerblichen oder professionellen Gerät, beispielsweise einem medizinischen Gerät, wie einem Reinigungs- oder Desinfektionsgerät, einem Kleinsterilisator, einem Großraumdesinfektor oder einer Container-Waschanlage eingesetzt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Trockengerät als ein Wärmepumpentrockner ausgeformt sein.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung eines Trockengeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei zur Erläuterung der Funktionsweise des hier vorgestellten Ansatzes ferner ein Regelkreis zur Regelung der Gebläseeinheit abgebildet ist;
    Figur 2
    eine schematische Darstellung eines Trockengeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei zur Erläuterung der Funktionsweise des hier vorgestellten Ansatzes ebenfalls ein Regelkreis zur Regelung der Gebläseeinheit abgebildet ist;
    Figur 3
    eine schematische Darstellung eines Trockengeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei zur Erläuterung der Funktionsweise des hier vorgestellten Ansatzes ebenfalls ein Regelkreis zur Regelung der Gebläseeinheit abgebildet ist;
    Figur 4
    ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Einstellen einer Trockentemperatur für ein Trockengerät; und
    Figur 5
    ein Blockschaltbild einer Steuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel für ein Trockengerät.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Trockengeräts 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Trockengerät 100 ist beispielsweise als ein Wärmepumpentrockner oder beispielsweise als ein Waschtrockner realisiert. Das Trockengerät 100 weist dabei eine Sensoreinrichtung 105 auf, die ausgebildet ist, um eine aktuelle Prozesslufttemperatur, eine aktuelle Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur und/oder eine aktuelle Wäschetemperatur zu erfassen. Weiterhin weist das Trockengerät 100 eine Gebläseeinheit 110 auf, die ausgebildet ist, um die Prozesslufttemperatur und/oder der Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur zu regeln. Dazu weist das Trockengerät 100 eine Steuereinheit 115 auf. Die Steuereinheit 115 ist dabei ausgebildet, um die Gebläseeinheit 110 anzusteuern und um ein Verfahren zum Einstellen einer Trockentemperatur für das Trockengerät 100, wie es in einer der nachfolgenden Figuren näher beschrieben wird, durchzuführen.
  • Um dies zu verdeutlichen, ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel in Figur 1 eine Regelung entsprechend dem Regelschaltbild 116 integriert. Das Regelschaltbild 116 repräsentiert dabei eine funktionale Verbindung zwischen der Sensoreinrichtung 105 und der Gebläseeinheit 110. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die aktuelle Prozesslufttemperatur als Führungsgröße 117 mittels eines Temperatursignals eingelesen und die Gebläseeinheit 110 unter Verwendung einer Regelgröße 118 durch beispielsweise einen Regler 121 angesteuert. Dabei wird die Prozesslufttemperatur derart geregelt, dass eine Wäschetemperatur einen vorbestimmten Sollwert nicht überschreitet. Auf diese Weise wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Trockentemperatur von zu trocknender Wäsche 119 eingestellt. Das bedeutet, dass innerhalb eines solchen Regelvorgangs beispielsweise die Führungsgröße 117 mit dem Sollwert verglichen wird, um beispielsweise eine Abweichung zu nutzen, um die Gebläseeinheit 110 entsprechend unter Verwendung der Regelgröße 118 anzusteuern.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Sensoreinrichtung 105 zumindest einen Erfassungssensor 120, insbesondere zwei Erfassungssensoren 120, die optional jeweils als ein NTC-Sensor realisiert sind. Einer der Erfassungssensoren 120 ist beispielsweise in einem Prozessluftkanal 125 des Trockengeräts 100 angeordnet, um die Prozesslufttemperatur zu erfassen, die beispielsweise aus einer Wäschetrommel 130 zum Aufnehmen von Wäsche 119 des Trockengeräts 100 ausgeleitet wird und gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Führungsgröße 117 repräsentiert. Um die Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur zu erfassen, ist einer der Erfassungssensoren 120 gemäß diesem Ausführungsbeispiel benachbart zu einem Kompressor 135 des Trockengeräts 100 angeordnet. Der Kompressor 135 ist beispielsweise ausgebildet, um einem Kühl- und/oder Kältemittel Wärme zu entziehen und dadurch zu verdichten. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das Trockengerät 100 weiterhin einen Kompressorantrieb 137 auf, der ausgebildet ist, um den Kompressor 135 anzutreiben.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel strömt die Prozessluft aus der Wäschetrommel 135 durch den Prozessluftkanal 125. Dabei passiert die Prozessluft optional einen oder mehrere Prozessluftfilter 140, bevor sie einen Verdampfer 145 des Trockengeräts 100 erreicht. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Verdampfer 145 mit dem Kompressor 135 und mit einem Ventil 150 verbunden. Das Trockengerät 100 weist weiterhin einen Verflüssiger 155 auf, der gemäß diesem Ausführungsbeispiel parallel zu dem Verdampfer 145 angeordnet ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist einer der Erfassungssensoren 120 zwischen dem Kompressor 135 und dem Verflüssiger 155 angeordnet. Der Verflüssiger 155 ist optional ausgebildet, um beispielsweise die Prozessluft auf eine bestimmte Temperatur zu bringen. Weiterhin wird die Prozessluft ausgehend von dem Verflüssiger 155 mittels eines Prozessluftgebläses 160 in Richtung der Wäschetrommel 130 befördert, die beispielsweise mit einem Antrieb 165 zum Antreiben der Wäschetrommel 130 verbunden ist.
  • In anderen Worten ausgedrückt wird eine Möglichkeit vorgestellt, um ein Trocknungsprogramm für das Trockengerät 100, wie beispielsweise einem Wärmepumpentrockner, mit einer Temperaturvorgabe, beispielsweise 40°C, durchzuführen, da aktuell beispielsweise der Wärmepumpentrockner mit ca. 52-57°C, ein Kondenstrockner mit 80°C und ein Waschtrockner mit 85°C Wäschetemperatur die Wäsche trocknet. Kurzum wird eine Wäschetemperaturregelung vorgestellt.
  • Durch den hier vorgestellten Ansatz wird die beispielsweise in einem Waschprozess maximal erreichte Wäschetemperatur im Trockenprozess nicht überschritten. Das bedeutet beispielsweise, dass alles, was mit 40°C gewaschen wird, bedenkenlos im Trockengerät 100 getrocknet wird. Dabei wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel die vorhandene Sensorik, die hier als Sensoreinrichtung 105 bezeichnet ist, um indirekt auf die Wäschetemperatur zu schließen, da eine direkte Messung der Wäschetemperatur nicht möglich ist. Dazu wird ein implizites Systemwissen genutzt. Das bedeutet, dass beispielsweise die Wäschetemperatur in etwa einer Trommelaustrittstemperatur zuzüglich ca. 2°C entspricht. Die Trommelaustrittstemperatur ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel über einen NTC-Sensor, der hier als Erfassungssensor 120 bezeichnet ist und die Prozesslufttemperatur erfasst, vor dem Wärmeübertrager gemessen. Damit stellt der Erfassungssensor 120 eine zu regelnde Ist-Größe dar. Ein Stelleingriff in das System erfolgt über die auch als Kühlluftgebläse oder Lüfter bezeichnete Gebläseeinheit 110 des Kompressors 135.
  • Ein Wärmepumpentrocknungsprozess ist in der Regel ein kontinuierlicher Prozess, bei dem die Verdampfung und die Kondensation der Prozessluft und des Kühl- und/oder Kältemittels im Gleichgewicht stehen. Um diesen Prozess im Gleichgewicht zu halten, wird mittels einer intelligenten Strömungsmaschinenregelung, der Gebläseeinheit 110, der Kompressor 135 gekühlt und damit dem Kühl- und/oder Kältemittel Wärme entzogen. Die Regelung erfolgt anhand der Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur und der Trommelaustrittstemperatur. Dabei muss sichergestellt werden; dass das Kühl- und/oder Kältemittel überhitzt in den Kompressor 135 gelangt und die Prozessluft im Verflüssiger 155 eine Temperatur aufweist, welche die Wäschetemperatur bei einem Verdampfen nicht über die vorbestimmte Temperatur, beispielsweise 40°C, erwärmt.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Trockengeräts 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das hier dargestellte Trockengerät 100 kann dem in Figur 1 beschriebenen Trockengerät 100 entsprechen oder ähneln. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das Trockengerät 100 ebenfalls eine Regelung entsprechend dem Regelschaltbild 116 auf, das jedoch von dem in Figur 1 beschriebenen Regelschaltbild 116 abweicht. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Regelschaltbild 116 einen äußeren Regelkreis 200 und einen inneren Regelkreis 205 zum Regeln der Gebläseeinheit 110. Dabei wird als Führungsgröße 117 des äußeren Regelkreises 200 die von der Sensoreinrichtung 105 erfasste Prozesslufttemperatur und als weitere Führungsgröße 217 des inneren Regelkreises 205 die Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur verwendet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Gebläseeinheit 110 unter Verwendung der Regelgröße 118 angesteuert, welche die eine Regelgröße 218 des inneren Regelkreises 205 beinhaltet.
  • In anderen Worten ausgedrückt ist in Figur 2 eine kaskadierte Regelung dargestellt, durch die ein Trocknungsprogramm ermöglicht ist, bei dem eine Maximaltemperatur nicht überschritten wird. Die Maximaltemperatur ist beispielsweise von einem Nutzer des Trockengeräts 100 einstellbar. Der Nutzer kann dadurch beispielsweise Wäsche, die er beispielsweise bei 40°C wäscht, bedenkenlos im Trockengerät 100 trocknen, das verkürzt auch als Trockner bezeichnet ist.
  • Beispielsweise ist der Prozess in einem Pareto-Optimalen-Betriebspunkt betreibbar, wodurch beispielsweise bei einer 40°C-Wäschetemperatur eine vorteilhafte Möglichkeit hinsichtlich Prozesszeit, Energieverbrauch und Abnutzung der Aktorik in einem Wärmepumpentrocknungsprozess ermöglicht wird.
  • Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Trockengeräts 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das hier dargestellte Trockengerät 100 kann dem in einer der Figuren 1 oder 2 beschriebenen Trockengerät 100 entsprechen oder ähneln. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist das Trockengerät 100 ebenfalls eine Regelung entsprechend dem Regelschaltbild 116 auf, das jedoch von dem in Figur 2 beschriebenen Regelschaltbild 116 leicht abweicht. Zwar umfasst auch das hier dargestellte Regelschaltbild 116 den äußeren Regelkreis 200 und den inneren Regelkreis 205 wie in Figur 2, jedoch repräsentiert die Führungsgröße 117 des äußeren Regelkreises 200 gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur. Die weitere Führungsgröße 217 des inneren Regelkreises 205 repräsentiert die Prozesslufttemperatur. Das bedeutet, dass die Führungsgrößen 117, 217 der Regelkreise 200, 205 gemäß diesem Ausführungsbeispiel verglichen mit denen aus Figur 2 getauscht sind. Auch gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Gebläseeinheit 110 unter Verwendung der Regelgröße 118 angesteuert, welche die eine Regelgröße 218 des inneren Regelkreises 205 beinhaltet.
  • Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Einstellen einer Trockentemperatur für ein Trockengerät. Das Verfahren 400 ist beispielsweise in einem Trockengerät durchführbar, wie es in einer der Figuren 1 bis 3 beschrieben wurde. Das Verfahren 400 umfasst dabei einen Schritt 405 des Einlesens und einen Schritt 410 des Regelns. Im Schritt 405 des Einlesens wird ein Temperatursignal, das eine aktuelle Prozesslufttemperatur und/oder eine aktuelle Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur repräsentiert, und/oder ein Wäschetemperatursignal, das eine aktuelle Wäschetemperatur repräsentiert, über eine Schnittstelle zu einer Sensoreinrichtung des Trockengeräts eingelesen. Im Schritt 410 des Regelns wird eine Gebläseeinheit unter Verwendung eines Regelsignals geregelt. Dabei wird im Schritt 410 des Regelns die Prozesslufttemperatur und/oder die Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur unter Verwendung des Temperatursignals derart geregelt, dass die Wäschetemperatur der Wäsche einen vorbestimmten Sollwert nicht überschreitet. Auf diese Weise wird die Trockentemperatur eingestellt.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel repräsentiert dabei im Schritt 405 des Einlesens das Wäschetemperatursignal die Wäschetemperatur als Trommelaustrittstemperatur zuzüglich eines vorbestimmten Werts, der beispielsweise zwischen 1°C und 3°C, vorzugsweise aber bei 2°C liegt. Optional repräsentiert im Schritt 410 des Regelns der vorbestimmte Sollwert eine in dem Waschprogramm ausgewählte Programmtemperatur und/oder eine gemessene Temperatur. Die gemessene Temperatur wird dabei beispielsweise von der Sensoreinrichtung des Trockengeräts erfasst. Weiterhin optional wird im Schritt 410 des Regelns die Prozesslufttemperatur und/oder die Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur unter Verwendung eines Regelalgorithmus mit einem äußeren Regelkreis und/oder einem inneren Regelkreis geregelt, um die Gebläseeinheit anzusteuern. Genauer gesagt repräsentiert die Prozesslufttemperatur eine Führungsgröße des äußeren Regelkreises und die Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur eine weitere Führungsgröße des inneren Regelkreises. Alternativ dazu repräsentiert beispielsweise die Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur die Führungsgröße des äußeren Regelkreises und die Prozesslufttemperatur die weitere Führungsgröße des inneren Regelkreises. Dem entsprechend repräsentiert das Regelsignal gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Regelgröße zum Regeln der Gebläseeinheit, wie es beispielsweise in den Figuren 2 und/oder 3 veranschaulicht wurde.
  • Figur 5 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuereinheit 115 gemäß einem Ausführungsbeispiel für ein Trockengerät. Die Steuereinheit 115 kann der in Figur 1 beschriebenen Steuereinheit 115 entsprechen oder ähneln und ist in einem Trockengerät einsetzbar, wie es in einer der Figuren 1 bis 3 beschrieben wurde. Die Steuereinheit 115 ist dabei weiterhin ausgebildet, um ein Verfahren zum Einstellen einer Trockentemperatur für ein Trockengerät anzusteuern oder durchzuführen, wie es in Figur 4 beschrieben wurde. Die Steuereinheit 115 weist dazu gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Einleseeinheit 500 und eine Bereitstelleinheit 505 auf. Die Einleseeinheit 500 ist ausgebildet, um ein Temperatursignal 510 und/oder ein Wäschetemperatursignal 515 einzulesen. Das Temperatursignal 510 repräsentiert dabei eine aktuelle Prozesslufttemperatur und/oder eine aktuelle Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur. Das Wäschetemperatursignal 515 repräsentiert eine aktuelle Wäschetemperatur. Die Einleseeinheit 500 liest dazu das Temperatursignal 510 und/oder das Wäschetemperatursignal 515 eine Schnittstelle zu einer Sensoreinrichtung 105 des Trockengeräts ein. Lediglich optional ist die Einleseeinheit 500 weiterhin ausgebildet, um einen vorbestimmten Sollwert 520 einzulesen.
  • Die Bereitstelleinheit 505 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um ein Regelsignal 525 zum Regeln einer Gebläseeinheit des Trockengeräts bereitzustellen.

Claims (9)

  1. Verfahren (400) zum Durchführen eines Wärmepumpentrocknungsprozesses für ein Trockengerät (100) mit einer Wärmepumpe (135, 145,150, 155) und einem Gebläse (160) zur Erzeugung von Prozessluft, wobei das Verfahren (400) die folgenden Schritte umfasst:
    - Einlesen (405) eines Temperatursignals (510), wobei das Temperatursignal (510) eine aktuelle Prozesslufttemperatur und/oder eine aktuelle Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur repräsentiert, und/oder Einlesen (405) eines Wäschetemperatursignals (515), das eine aktuelle Wäschetemperatur repräsentiert, über eine Schnittstelle zu einer Sensoreinrichtung (105) des Trockengeräts (100); und
    - Regeln (410) einer Gebläseeinheit (110), um die Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur zu regeln, bzw. zum Entziehen von Wärme aus dem Kühl- oder Kältemittel, unter Verwendung eines Regelsignals (525), wobei im Schritt des Regelns die Prozesslufttemperatur und/oder die Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur unter Verwendung des Temperatursignals (510) derart geregelt wird, dass die Wäschetemperatur einen vorbestimmten Sollwert (520) nicht überschreitet, um die Trockentemperatur einzustellen.
  2. Verfahren (400) gemäß Anspruch 1, wobei im Schritt (410) des Regelns die Gebläseeinheit (110), wobei mittels der Gebläseeinheit (110) der Kompressor (135) gekühlt und damit dem Kühl- und/oder Kältemittel Wärme entzogen wird.
  3. Verfahren (400) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei im Schritt (410) des Regelns die Gebläseeinheit (110) unter Verwendung des Regelsignals (525) geregelt wird, wobei der vorbestimmte Sollwert (520) eine in einem Waschprogramm ausgewählte Programmtemperatur und/oder eine gemessene Temperatur repräsentiert.
  4. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei im Schritt (410) des Regelns die Prozesslufttemperatur und/oder die Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur unter Verwendung eines Regelalgorithmus mit einem äußeren Regelkreis (200) und/oder einem inneren Regelkreis (205) geregelt wird, um die Gebläseeinheit (110) anzusteuern.
  5. Verfahren (400) gemäß Anspruch 4, wobei im Schritt (410) des Regelns die Prozesslufttemperatur eine Führungsgröße (117) des äußeren Regelkreises (200) und die Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur eine weitere Führungsgröße (217) des inneren Regelkreises (205) repräsentiert oder
    wobei die Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur die Führungsgröße (117) des äußeren Regelkreises (200) und die Prozesslufttemperatur die weitere Führungsgröße (217) des inneren Regelkreises (205) repräsentiert, und wobei das Regelsignal (525) eine Regelgröße (118, 218) zum Regeln der Gebläseeinheit (110) repräsentiert.
  6. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei im Schritt (405) des Einlesens das Wäschetemperatursignal (515) die Wäschetemperatur als Trommelaustrittstemperatur zuzüglich eines vorbestimmten Werts repräsentiert.
  7. Steuereinheit (115), die ausgebildet ist, um die Schritte (405, 410) des Verfahrens (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten (500, 505) auszuführen.
  8. Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens (400) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wenn das Computer-Programmprodukt auf einer Steuereinheit (115) gemäß Anspruch 7 ausgeführt wird.
  9. Trockengerät (100), welches als ein Wärmepumpentrockner oder Waschtrockner mit Wärmepumpe (135, 145, 150, 155) ausgeformt ist und die folgenden Merkmale aufweist:
    - eine Sensoreinrichtung (105) zum Erfassen einer aktuellen Prozesslufttemperatur, einer aktuellen Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur und/oder einer aktuellen Wäschetemperatur;
    - eine Gebläseeinheit (110) zum Regeln der Prozesslufttemperatur und/oder der Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur; und
    - eine Steuereinheit (115) gemäß Anspruch 7.
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