EP3904587B1 - Verfahren zum einstellen einer trockentemperatur für ein trockengerät und trockengerät - Google Patents

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EP3904587B1
EP3904587B1 EP21168478.2A EP21168478A EP3904587B1 EP 3904587 B1 EP3904587 B1 EP 3904587B1 EP 21168478 A EP21168478 A EP 21168478A EP 3904587 B1 EP3904587 B1 EP 3904587B1
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EP
European Patent Office
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temperature
control
process air
coolant
refrigerant
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EP3904587A1 (de
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Alexander Löffler
Dirk Sieding
Marcel Zielke
Christian Beckord
Michael Katter
Stefan Siepmann
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Miele und Cie KG
Original Assignee
Miele und Cie KG
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    • D06F58/20—General details of domestic laundry dryers 
    • D06F58/206—Heat pump arrangements

Definitions

  • the invention relates to a method for setting a drying temperature for a drying device and to a drying device.
  • 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 and heating element are controlled depending on the required operating conditions.
  • the DE 10 2018 213 108 A1 discloses a tumble dryer with a fan and a heating element, wherein the fan and thus the intensity of the process air flow can be regulated.
  • the EP 3 425 109 A1 discloses a method for performing a heat pump drying process for a drying device with a heat pump and a fan for generating process air.
  • the activity of the compressor is controlled depending on several parameters.
  • the WO 2013/050262 A1 discloses a heat-pump tumble dryer with a cooling fan that cools a compressor and a control unit that controls a drying process.
  • a temperature sensor is arranged in an air duct.
  • the control unit does not switch on the cooling fan if a temperature value measured by the first temperature sensor in the air duct is lower than a predetermined limit temperature value.
  • the control unit switches on the cooling fan if the temperature value measured in the air duct is higher than the limit temperature value.
  • the approach presented here aims to create an improved method for setting a drying temperature for a drying device as well as an improved drying device.
  • this object is achieved by a method 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 step and a control step.
  • a temperature signal is transmitted via an interface to a A sensor device of the drying device is read, which represents the current process air temperature.
  • a fan unit is controlled using a control signal.
  • the cooling and additionally or alternatively refrigerant temperatures are controlled using the temperature signal in such a way that the laundry temperature does not exceed a predetermined setpoint in order to adjust the process air temperature.
  • the method can be carried out, for example, in a drying appliance, such as a washer-dryer.
  • the sensor device can comprise one or more sensors, such as NTC sensors.
  • NTC stands for "Negative Temperature Coefficient," so the NTC sensor can be described as a thermistor.
  • the blower unit can, for example, be designed as a fan and can be additionally or alternatively connected to a compressor of the drying appliance.
  • the fan unit in the control step, can be controlled using the control signal, wherein the predetermined setpoint can represent a program temperature selected in a washing program and additionally or alternatively a measured temperature.
  • the drying appliance can, for example, comprise a washing function.
  • the program temperature of the corresponding washing program can advantageously be used as the setpoint for a drying process. Shrinkage or shrinkage of the laundry due to an excessively high drying temperature can advantageously be avoided, for example.
  • the sensor can, for example, be designed as a thermometer, which advantageously measures current temperatures.
  • the process air temperature and, additionally or alternatively, the cooling and, additionally or alternatively, the refrigerant temperature can also be controlled using a control algorithm with an inner control loop and/or an outer control loop to control the blower unit. This advantageously allows the blower unit to be cascaded, enabling finely tuned control of the drying unit.
  • 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 and additionally or alternatively refrigerant temperature can represent the
  • the control signal represents the reference variable of the outer control loop
  • the process air temperature represents the further reference variable of the inner control loop.
  • the control signal can represent a control variable for controlling the blower unit.
  • cascaded adjustment of the blower unit is also possible here, allowing finely tuned control of the drying unit.
  • a drying device which has a sensor device for detecting a current process air temperature, a current cooling and additionally or alternatively refrigerant temperature and current laundry temperature.
  • the drying device has a fan unit for regulating the process air temperature and additionally or alternatively the cooling and additionally or alternatively the refrigerant temperature as well as a control unit in a variant mentioned here.
  • the drying device a process is carried out in a variant specified here and is thus advantageously implemented in a power- or energy-saving manner.
  • already installed components such as sensors, can be at least partially used for this purpose, thus saving manufacturing costs.
  • the drying device can also be used both for private purposes and in conjunction with a commercial or professional device, for example, a medical device such as a cleaning or disinfection device, a small sterilizer, a large-capacity 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 exemplary 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 that is designed to detect a current process air temperature, a current cooling and/or refrigerant temperature, and a current laundry temperature.
  • the drying device 100 has a fan unit 110 that is designed to regulate the cooling 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 process air temperature for the drying device 100, as described in more detail in one of the following figures.
  • a control system 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 blower unit 110.
  • the current process air temperature is read in as a reference variable 117 using a temperature signal, and the blower unit 110 is controlled using a controlled variable 118, for example, by a controller 121.
  • the process air temperature is controlled such that a laundry temperature does not exceed a predetermined setpoint.
  • 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 in order to use a deviation, for example, to control the blower 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, each of which is 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 is discharged, for example, 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 cooling and/or refrigerant and thereby compress it.
  • the drying device 100 further comprises a compressor drive 137, which is designed to drive the compressor 135.
  • the process air flows from the laundry drum 135 through the process air duct 125.
  • the process air optionally passes through one or more process air filters 140 before reaching 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 further comprises 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, for example, to bring the process air to a specific temperature.
  • the process air is conveyed from the condenser 155 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 for implementing a drying program for the drying appliance 100, such as a heat-pump dryer, with a specified temperature, for example, 40°C, since currently, for example, the heat-pump dryer dries laundry at approximately 52-57°C, a condenser dryer at 80°C, and a washer-dryer at 85°C.
  • a laundry temperature control is presented.
  • the maximum laundry temperature reached, for example, in a washing process is not exceeded during the drying process. This means, for example, that everything washed at 40°C can be safely dried in the drying device 100.
  • the existing sensor system referred to here as sensor device 105
  • sensor device 105 is used to indirectly determine the laundry temperature, since direct measurement of the laundry temperature is not possible. Implicit system knowledge is used for this purpose. This means, for example, that the laundry temperature roughly corresponds to the drum outlet temperature plus approximately 2°C.
  • the drum outlet temperature is measured upstream of the heat exchanger using an NTC sensor, referred to here as detection sensor 120, which detects the process air temperature. Detection sensor 120 thus represents an actual variable to be controlled. Control intervention in the system is carried out via the blower unit 110 of the compressor 135, also referred to as a cooling air blower or fan.
  • a heat pump drying process is generally a continuous process in which the evaporation and condensation of the process air and the coolant and/or refrigerant are in balance.
  • an intelligent flow machine control system the blower unit 110, cools the compressor 135, thereby extracting heat from the coolant and/or refrigerant.
  • the control system is based on the cooling and/or refrigerant temperature and the drum outlet temperature. It must be ensured that the cooling and/or refrigerant enters the compressor 135 superheated and that the process air in the condenser 155 has a temperature that does not raise the laundry temperature above the predetermined temperature, for example, 40°C, upon evaporation.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a drying device 100 according to an embodiment.
  • the drying device 100 shown here can be Figure 1 described drying device 100.
  • the drying device 100 also has a control system according to the control circuit diagram 116, which, however, differs from the one shown in Figure 1 described control circuit diagram 116.
  • the control circuit diagram 116 comprises an outer control loop 200 and an inner control loop 205 for controlling the blower unit 110.
  • the process air temperature detected by the sensor device 105 is used as the reference variable 117 of the outer control loop 200, and the cooling and/or refrigerant temperature is used as the further reference variable 217 of the inner control loop 205.
  • the blower unit 110 is controlled using the controlled variable 118, which includes the one controlled variable 218 of the inner control loop 205.
  • FIG. 2 A cascaded control is shown, which enables a drying program in which a maximum temperature is not exceeded.
  • the maximum temperature can be set, for example, by a user of the drying device 100. This allows the user to safely dry laundry that he washes at 40°C, for example, 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, for example, at a 40°C laundry temperature, provides an advantageous option with regard to process time, energy consumption and wear of the actuators in a heat pump drying process.
  • FIG 3 shows a schematic representation of a drying device 100 according to an embodiment.
  • the drying device 100 shown here can be similar to the one shown in one of the Figures 1 or 2 described drying device 100.
  • the drying device 100 also has a control system according to the control circuit diagram 116, which, however, differs from the one shown in Figure 2 described control circuit diagram 116.
  • the control circuit diagram 116 shown here also includes the outer control circuit 200 and the inner control circuit 205 as in Figure 2
  • the reference variable 117 of the outer control loop 200 represents the cooling and/or refrigerant temperature.
  • the further reference variable 217 of the inner Control loop 205 represents the process air temperature.
  • blower unit 110 is controlled using the controlled variable 118, which includes the one controlled variable 218 of the inner control loop 205.
  • FIG. 4 shows a flowchart of a method 400 according to an embodiment for setting a drying temperature for a drying device.
  • the method 400 can be carried out, for example, in a drying device as described in one of the Figures 1 to 3
  • the method 400 comprises a reading step 405 and a control step 410.
  • reading step 405 a temperature signal representing a current process air temperature is read in via an interface to a sensor device of the drying appliance.
  • a fan unit is controlled using a control signal.
  • the cooling and/or refrigerant temperature is controlled using the temperature signal such that the laundry temperature does not exceed a predetermined setpoint. In this way, the process air temperature is set.
  • the predetermined setpoint represents a program temperature selected in the washing program and/or a measured temperature.
  • the measured temperature is detected, for example, by the sensor device of the drying device.
  • the cooling and/or refrigerant temperature is controlled using a control algorithm with an outer control loop and/or an inner control loop in order to control the blower unit. More precisely, the process air temperature represents a reference variable of the outer control loop and the cooling and/or refrigerant temperature represents a further reference variable of the inner control loop. Alternatively, for example, the cooling 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 according to this exemplary embodiment represents a control variable for controlling the blower unit, as is the case, for example, in the Figures 2 and/or 3 was illustrated.
  • FIG. 5 shows a block diagram of a control unit 115 according to an embodiment of a drying device.
  • the control unit 115 can be Figure 1 described control unit 115 and is usable in a drying device as described in one of the Figures 1 to 3
  • the control unit 115 is further configured to control or carry out a method for setting a drying temperature for a drying device, as described in Figure 4 has been described.
  • the control unit 115 has a reading unit 500 and a providing unit 505.
  • the reading unit 500 is designed to read a temperature signal 510.
  • the temperature signal 510 represents a current process air temperature.
  • the laundry temperature signal 515 represents a current laundry temperature.
  • the reading unit 500 reads the temperature signal 510 via an interface to a sensor device 105 of the drying appliance. Only optionally, the reading unit 500 is further configured to read a predetermined setpoint 520.
  • the provision unit 505 is designed to provide a control signal 525 for controlling a fan unit of the drying device.

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  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren 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.
  • Die EP 3 425 109 A1 offenbart ein Verfahren zum Durchführen eines Wärmepumpentrocknungsprozesses für ein Trockengerät mit einer Wärmepumpe und einem Gebläse zur Erzeugung von Prozessluft. Hierbei wird die Aktivität des Kompressors in Abhängigkeit von mehreren Parametern geregelt.
  • Die WO 2013/050262 A1 offenbart einen Wärmepumpen-Wäschetrockner mit einem Kühlgebläse, das einen Kompressor kühlt, und einer Steuereinheit, die einen Trocknungsvorgang steuert. Ein Temperatursensor ist in einem Luftkanal angeordnet. Die Steuereinheit schaltet das Kühlgebläse nicht ein, wenn ein vom ersten Temperatursensor im Luftkanal gemessener Temperaturwert niedriger ist als ein vorgegebener Grenztemperaturwert. Die Steuereinheit schaltet das Kühlgebläse ein, wenn der im Luftkanal gemessene Temperaturwert höher ist als der Grenztemperaturwert.
  • Der hier vorgestellte Ansatz stellt sich die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zum Einstellen einer Trockentemperatur für ein Trockengerät sowie ein verbessertes Trockengerät zu schaffen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren 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 repräsentiert. Im Schritt des Regelns wird eine Gebläseeinheit unter Verwendung eines Regelsignals geregelt. Dabei wird die 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 Prozesslufttemperatur 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.
  • Es wird weiterhin ein Trockengerät vorgestellt, das eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer aktuellen Prozesslufttemperatur, einer aktuellen Kühl- und zusätzlich oder alternativ Kältemitteltemperatur und 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 wird ein Verfahren in einer hier genannten Variante durchgeführt 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 eine aktuelle Wäschetemperatur zu erfassen. Weiterhin weist das Trockengerät 100 eine Gebläseeinheit 110 auf, die ausgebildet ist, um die Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur zu regeln. Dazu weist das Trockengerät 100 eine Steuereinheit 115 auf. Die Steuereinheit 115 ist dabei ausgebildet, die Gebläseeinheit 110 anzusteuern und ein Verfahren zum Einstellen einer Prozesslufttemperatur 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 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 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 Prozesslufttemperatu eingestellt.
  • 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 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 einzulesen. Das Temperatursignal 510 repräsentiert dabei eine aktuelle Prozesslufttemperatur.
  • Das Wäschetemperatursignal 515 repräsentiert eine aktuelle Wäschetemperatur. Die Einleseeinheit 500 liest dazu das Temperatursignal 510 über 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 (6)

  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:
    - Bereitstellen eines Prozessluftstromes;
    - Einlesen (405) eines Temperatursignals (510), wobei das Temperatursignal (510) eine aktuelle Prozesslufttemperatur repräsentiert, über eine Schnittstelle zu einer Sensoreinrichtung (105) des Trockengeräts (100); und
    - Regeln (410) einer Gebläseeinheit (110) zum Entziehen von Wärme aus dem Kühl- oder Kältemittel, unter Verwendung eines Regelsignals (525), gekennzeichnet dadurch, dass im Schritt des Regelns (410) eine Kühl- und/oder Kältemitteltemperatur unter Verwendung des Temperatursignals (510) derart geregelt wird, dass die Wäschetemperatur einen vorbestimmten Sollwert (520) nicht überschreitet, um die Prozesslufttemperatur 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, 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.
  5. 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.
  6. 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), die ausgebildet ist, um die Schritte (405, 410) des Verfahrens (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten (500, 505) auszuführen .
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