FR2486220A1

FR2486220A1 - Air-cooled condensation drier for laundry - uses plate heat exchanger with cross-currents

Info

Publication number: FR2486220A1
Application number: FR8113022A
Authority: FR
Inventors: Herbert Mullejans; Bernd Jager
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1982-01-08
Also published as: IT8122188V0; DE8017935U1; FR2486220B1

Abstract

Drier has a drying chamber, a warm air feed, a damp air exit, a heater, a blower and a plate heat exchanger using cross-currents. The plate heat exchanger comprises sandwich plates which can be taken in and out of the drying chamber for cleaning purposes easily and quickly. This ensures fast drying at all times and a low consumption of energy. The heat exchanger offers smooth surfaces where condensn. occurs and a ribbed surface where air cooling takes place without a change of phase, to provide a compact structure with improved thermodynamic efficiency.

Description

La présente invention concerne un sèche-linge à condensation et refroidissement par air, comportant une enceinte de séchage, une arrivée d'air chaud, une évacuation d'air humide, une soufflante, un chauffage et un échangeur de chaleur a plateaux et courants croisés, disposé dans le flux d'air humide. The present invention relates to an air-cooled condensing dryer comprising a drying enclosure, a hot air inlet, a humid air outlet, a blower, a heater and a heat exchanger with plates and cross currents. , placed in the humid air flow.

Un tel sèche-linge, fonctionnant selon le principe de la condensation, a déjà été commercialisé. L'air humide sortant de l'enceinte de séchage pénètre dans un échangeur de chaleur à plateaux et courants croisés, refroidi par l'air ambiant et dans lequel il est séché par condensation sur les surfaces d'échange thermique. Cet échangeur de chaleur connu à plateaux et courants croisés comporte, du côté de l'air humide comme du côté de l'air de refroidissement, des surfaces d'échange lisses, c'est-à-dire non nervurées, et ne tient ainsi pas suffisamment compte des conditions différentes de transmission de la chaleur. Il en résulte l'inconvénient de longues durées de séchage et d'une consommation accrue d'énergie. Such a dryer, operating on the principle of condensation, has already been marketed. The moist air leaving the drying chamber enters a heat exchanger with plates and cross currents, cooled by the ambient air and in which it is dried by condensation on the heat exchange surfaces. This known heat exchanger with plates and cross currents comprises, on the side of the humid air as on the side of the cooling air, smooth exchange surfaces, that is to say not ribbed, and thus does not hold not take sufficient account of the different conditions of heat transmission. This results in the disadvantage of long drying times and increased energy consumption.

Cet échangeur de chaleur à plateaux connu est par ailleurs une unité constituée par des plateaux d'échange thermique et un corps solidaires, et dans laquelle les espaces situés entre les plateaux sont ainsi difficilement accessibles. Les sèche-linge posent le problême des duvets du linge à sécher, qui sont entraînés par le flux d'air humide sortant de l'enceinte de séchage, se déposent sur les parois de l'échangeur de chaleur à condensation et réduisent ainsi le transfert de chaleur. C'est pourquoi il est par principe nécessaire de nettoyer souvent les sèche-linge de ce type, c'est-à-dire de débarrasser l'échangeur de chaleur des duvets. Dans le cas d'un echangeur de chaleur indémontable, de telles opérations de nettoyage soulèvent des difficultés, en particulier pour la ménagère qui ne dispose generalement pas de moyens techniques. This known plate heat exchanger is also a unit constituted by heat exchange plates and an integral body, and in which the spaces located between the plates are thus difficult to access. Tumble dryers pose the problem of downs of the laundry to be dried, which are entrained by the flow of moist air leaving the drying chamber, settle on the walls of the condensing heat exchanger and thus reduce transfer heat. This is why it is in principle necessary to often clean dryers of this type, that is to say to rid the heat exchanger of down. In the case of a heat exchanger that cannot be dismantled, such cleaning operations raise difficulties, in particular for the housewife who generally does not have technical means.

L'invention vise par: suite à réduire le temps de séchage dans le cas d'un échangeur de chaleur et de réduire ainsi simultanément sa consommation. Elle a en outre pour objet un sèche-linge dont l'échangeur de chaleur a condensation peut être nettoyé par des personnes non qualifiées et sans moyens techniques. L'échangeur de chaleur destine au sèche-linge doit enfin être compact et aussi insensible que possible à l'encrassement par les duvets. The invention aims by: following to reduce the drying time in the case of a heat exchanger and thus simultaneously reduce its consumption. It also relates to a dryer whose condensing heat exchanger can be cleaned by unqualified people and without technical means. Finally, the heat exchanger for the dryer must be compact and as insensitive as possible to contamination by down.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'echan- geur de chaleur à plateaux et-courants croisés comprend des plateaux sandwichs pour l'échange de chaleur et un corps avec des gorges de guidage dans lesquelles les plateaux sont insérés ou sortis comme des tiroirs et superposés avec des intervalles de séparation. La construction modulaire de l'échangeur de chaleur à plateaux et courants croisés, dont les plateaux sandwichs peuvent être sortis puis réin serés dans le corps, facilement et à tout moment, permet un nettoyage simple, efficace et rapide du sèche-linge. La ménagère doit simplement ouvrir le volet d'entretien du sèche-linge pour sortir à la main les divers plateaux sandwichs du corps, essuyer les duvets, puis replacer les plateaux nettoyés dans le corps.Par suite de cette possibilité d'entretien ou de nettoyage simple, le sèche-linge peut toujours fonctionner avec un rendement de séchage optimal, de sorte que la durée de séchage et la consommation demeurent faibles. According to an essential characteristic of the invention, the heat exchanger with plates and cross-currents comprises sandwich plates for heat exchange and a body with guide grooves in which the plates are inserted or removed as drawers and stacked with separation intervals. The modular construction of the cross-flow tray heat exchanger, from which the sandwich trays can be removed and then reinserted into the body, easily and at any time, allows the dryer to be cleaned easily, efficiently and quickly. The housewife must simply open the maintenance flap of the dryer to manually remove the various sandwich trays from the body, wipe down, then replace the cleaned trays in the body. As a result of this possibility of maintenance or cleaning simple, the dryer can always operate with an optimal drying yield, so that the drying time and consumption remain low.

Un autre avantage essentiel résulte de la différence des surfaces d'échange thermique du côté de l'air humide et du côté de l'air de refroidissement, qui sont spécialement adaptées aux conditions d'un sèche-linge. Du côté de l'air humide, c'est-à-dire du côté ou un changement de phase se produit dans l'échangeur de chaleur par suite de la condensation, les surfaces d'échange thermique sont lisses, c'est-àdire non nervurées pour l'essentiel, tandis que du côté de l'air de refroidissement, ou il n'y a pas de changement de phase, les surfaces d'échange thermique sont augmentées par un nervurage. La conception tient ainsi compte de la différence des conditions de transfert de la chaleur, de sorte que l'air de refroidissement peut évacuer efficacement la quantité de chaleur relativement importante, produit du côté de la condensation.Ce dimensionnement thermodynamique optimal assure une construction compacte de l'échangeur de chaleur. Another essential advantage results from the difference in heat exchange surfaces on the side of the humid air and on the side of the cooling air, which are specially adapted to the conditions of a dryer. On the humid air side, i.e. on the side where a phase change occurs in the heat exchanger due to condensation, the heat exchange surfaces are smooth, i.e. essentially not ribbed, while on the cooling air side, where there is no phase change, the heat exchange surfaces are increased by ribbing. The design thus takes into account the difference in heat transfer conditions, so that the cooling air can efficiently evacuate the relatively large amount of heat produced on the condensation side. This optimal thermodynamic design ensures a compact construction of the heat exchanger.

En outre, la durée de séchage est naturellement réduite en conséquence. Les surfaces lisses d'échange thermique du côté de l'air humide assurent enfin une insensibilité à l'encrassement par des duvets, car le film d'eau condensée entraîne ces derniers d'une façon relativement facile. In addition, the drying time is naturally reduced accordingly. The smooth heat exchange surfaces on the side of the humid air finally ensure insensitivity to fouling by downs, because the film of condensed water entrains them relatively easily.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exemples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est la coupe longitudinale du sèche-linge; la figure 2 est la coupe transversale du sèche-linge; la figure 2a représente un détail de l'échangeur de chaleur à plateaux; la figure 3 représente l'échangeur de chaleur à plateaux avec un corps fermé; la figure 4 représente le plateau sandwich d'échange thermique; la figure 5 est la coupe d'un échangeur de chaleur à plateaux comportant des montants latéraux; la figure 6 est une élévation d'un montant latéral; et la figure 7 représente l'échangeur de chaleur à plateaux réalisé sous forme d'un tiroir. Other characteristics and advantages of the invention will be better understood with the aid of the detailed description below of exemplary embodiments and of the appended drawings in which FIG. 1 is the longitudinal section of the dryer; Figure 2 is the cross section of the dryer; Figure 2a shows a detail of the plate heat exchanger; Figure 3 shows the plate heat exchanger with a closed body; Figure 4 shows the sandwich heat exchange tray; FIG. 5 is a section through a plate heat exchanger comprising lateral uprights; Figure 6 is an elevation of a lateral upright; and FIG. 7 represents the plate heat exchanger produced in the form of a drawer.

Les figures 1 et 2 représentent, en coupe longitudinale ou transversale respectivement, un sèche-linge 1 avec ses particularités essentielles pour l'invention. Le tambour sécheur 2, dans lequel se déplace le linge à sécher, reçoit par le canal 3 d'alimentation l'air sec, chauffé par le dispositif de chauffage 5 et que la soufflante 6 fait circuler. Dans le tambour sécheur 2, l'air de séchage absorbe l'humidité du linge, puis est dirigé par le canal 4 d'alimentation en air dans l'échangeur de chaleur à plateaux 10, ou l'humidité de l'air se condense. Figures 1 and 2 show, in longitudinal or cross section respectively, a dryer 1 with its essential features for the invention. The drying drum 2, in which the linen to be dried moves, receives through the supply channel 3 the dry air, heated by the heating device 5 and which the fan 6 circulates. In the drying drum 2, the drying air absorbs the moisture from the laundry, then is directed through the air supply channel 4 into the plate heat exchanger 10, where the air humidity condenses .

Le condensat s'écoule, par suite du montage incliné de l'échangeur de chaleur 10, dans un collecteur 13 qui doit être vidé de temps à autre.The condensate flows, as a result of the inclined mounting of the heat exchanger 10, in a collector 13 which must be emptied from time to time.

Après avoir été débarrassé ainsi de son humidité, l'air de séchage sec est dirigé par le canal d'alimentation 3 dans la chambre de chauffage 5, où il est de nouveau chauffe, avant de revenir dans le tambour sécheur 2. Il s'agit ainsi d'un séchage par circulation d'air selon le principe de la condensation. Le côté secondaire de l'échangeur de chaleur 10 est chargé par de l'air de refroidissement, qui est prélevé dans l'environnement par un orifice d'entrée 7 et une soufflante 9, circule dans l'échangeur de chaleur 10, perpendiculairement à l'air humide, puis retourne dans l'environnement par l'orifice de sortie 8.After having been thus freed of its humidity, the dry drying air is directed through the supply channel 3 into the heating chamber 5, where it is again heated, before returning to the drying drum 2. It thus acts of drying by air circulation according to the principle of condensation. The secondary side of the heat exchanger 10 is charged with cooling air, which is taken from the environment by an inlet orifice 7 and a blower 9, circulates in the heat exchanger 10, perpendicular to humid air, then returns to the environment through outlet 8.

L'échangeur de chaleur à plateaux et courants croisés 10 se trouve ainsi dans la zone d'intersection des canaux 4 et 3 d'alimentation en air humide et des canaux d'air de refroidissement 7 et 8. Des plateaux sandwichs 15 sont insérés dans les gorges de guidage 17 d'une paroi du corps 14. La face frontale de cette paroi comporte des ouvertures 16, qui permettent à l'air de refroidissement provenant de l'orifice d'entrée 7 de circuler à l'intérieur des plateaux sandwichs 15. L'air humide circule par contre toujours entre deux plateaux sandwichs 15, dont les faces extérieures sont lisses. En ouvrant le volet d'entretien 12 du sèche-linge 1, la ménagère peut sortir à la main les plateaux sandwichs 15 vers l'avant, les essuyer, puis les introduire de nouveau dans les gorges de guidage 17, de façon à assurer un fonctionnement optimal de l'échangeur de chaleur.The cross-flow tray heat exchanger 10 is thus located in the intersection zone of the humid air supply channels 4 and 3 and the cooling air channels 7 and 8. Sandwich trays 15 are inserted in the guide grooves 17 of a wall of the body 14. The front face of this wall has openings 16 which allow the cooling air coming from the inlet orifice 7 to circulate inside the sandwich plates 15. On the other hand, humid air always circulates between two sandwich plates 15, the outer faces of which are smooth. By opening the maintenance flap 12 of the dryer 1, the housewife can manually take out the sandwich trays 15 forwards, wipe them, then introduce them again into the guide grooves 17, so as to ensure a optimal operation of the heat exchanger.

La figure 3 représente l'echangeur de chaleur à plateaux et courants croisés 18, avec un corps 19 particulier en forme de caisson. FIG. 3 represents the heat exchanger with plates and crossed currents 18, with a particular body 19 in the form of a box.

Ce dernier comprend intérieurement des gorges de guidage 21, dans lesquelles les plateaux sandwichs 20 sont insérés comme un tiroir et maintenus en position, avec un écartement. Des orifices d'entrée 24 de l'air humide sont ainsi créés entre les divers plateaux 20. Des traverses 22 sont disposées entre les gorges de guidage 21, dans le sens d'écoulement de l'air humide, et constituent simultanément des portées de joint entre les flux d'air de refroidissement et d'air humide.The latter internally comprises guide grooves 21, in which the sandwich plates 20 are inserted like a drawer and held in position, with a spacing. Inlets 24 for the humid air are thus created between the various plates 20. Cross members 22 are arranged between the guide grooves 21, in the direction of flow of the moist air, and simultaneously constitute spans of joint between cooling air and humid air flows.

Ces traverses 22 forment avec des entretoises verticales (non repérées) les orifices d'entrée 23 de l'air de refroidissement (les orifices de sortie sont réalisés de la même façon). Les traverses longitudinales 22 et les entretoises perpendiculaires forment avec les orifices de passage 23 les grilles d'entrée ou de sortie de l'air de refroidissement, qui sont réunies pour former le corps 19 en forme de caisson.These crosspieces 22 form with vertical spacers (not marked) the inlet orifices 23 for the cooling air (the outlet orifices are produced in the same way). The longitudinal crosspieces 22 and the perpendicular spacers form with the passage orifices 23 the inlet or outlet grilles of the cooling air, which are joined together to form the body 19 in the form of a box.

Ce corps 19, ou l'ensemble de l'échangeur de chaleur à plateaux et courants croisés, est inséré dans un guide approprié du sèche-linge. This body 19, or the assembly of the heat exchanger with plates and cross currents, is inserted into an appropriate guide for the dryer.

Comme précédemment décrit à l'aide des figures 1 à 3, ce corps 19 peut toutefois aussi être intégré avec les canaux d'alimentation en air 3, 4, 7, 8 du sèche-linge 1, de façon à être solidaire de ce dernier.As previously described with the aid of Figures 1 to 3, this body 19 can however also be integrated with the air supply channels 3, 4, 7, 8 of the dryer 1, so as to be integral with the latter .

La figure 4 représente un plateau sandwich 20, comportant en haut et en bas les surfaces 28 et 29 lisses, c'est-à-dire non nervurées, pour l'échange thermique avec l'air humide. Entre ces surfaces extérieures 28 et 29, le plateau 20 contient un nervurage 25 en zig-zag par exemple, de façon à former des canaux d'écoulement délimités par les surfaces lisses 28, 29 et par les surfaces des nervures. Le nervurage 25 est entouré de tous les côtés, à l'exception des orifices d'entrée et de sortie de l'air de refroidissement, par une ou deux bandes de tôle 26 imbriquées, et avec lesquelles il est brasé ou collé. FIG. 4 represents a sandwich plate 20, comprising at the top and bottom the smooth surfaces 28 and 29, that is to say not ribbed, for the heat exchange with the humid air. Between these outer surfaces 28 and 29, the plate 20 contains a rib 25 in a zigzag pattern for example, so as to form flow channels delimited by the smooth surfaces 28, 29 and by the surfaces of the ribs. The rib 25 is surrounded on all sides, with the exception of the cooling air inlet and outlet holes, by one or two overlapping strips of sheet metal 26, with which it is brazed or bonded.

On obtient ainsi la construction sandwich rigide du plateau 20. il est ainsi possible de manipuler ce dernier facilement pour le nettoyage, et sans aucun risque de blessure. Les surfaces de nervure 25, qui augmentent la surface d'échange de chaleur du côté de l'air de refroidissement, peuvent aussi présenter une forme différente, telle que sinusoidale, trapézoldale ou en méandres. Les canaux d'écoulement 27 ne doivent en outre pas nécessairement être continus; il est possible de les interrompre et de les décaler dans le sens d'écoulement du fluide de refroidissement, de façon à produire des cellules de turbulence améliorant la transmission de chaleur. Le plateau sandwich 20 est de préférence réalisé en tôle d'aluminium pour assurer un bon échange de chaleur entre l'air humide et l'air de refroidissement.The rigid sandwich construction of the plate 20 is thus obtained. It is thus possible to handle the latter easily for cleaning, and without any risk of injury. The rib surfaces 25, which increase the heat exchange surface on the side of the cooling air, can also have a different shape, such as sinusoidal, trapezoidal or meandering. Furthermore, the flow channels 27 do not necessarily have to be continuous; it is possible to interrupt them and shift them in the direction of flow of the coolant, so as to produce turbulence cells improving the heat transmission. The sandwich plate 20 is preferably made of aluminum sheet to ensure good heat exchange between the humid air and the cooling air.

Les surfaces extérieures lisses 28 et 29 peuvent enfin présenter des moulures ou des rainures suivant le sens d'écoulement de l'air humide, afin d'améliorer l'écoulement du condensat. La surface lisse est néanmoins conservée pour l'essentiel.The smooth outer surfaces 28 and 29 may finally have moldings or grooves in the direction of flow of the humid air, in order to improve the flow of the condensate. The smooth surface is nevertheless retained for the most part.

Les figures 5 et 6 représentent une variante de réalisation de l'échangeur de chaleur à plateaux. Les plateaux sandwichs 31 sont dans ce cas maintenus dans les gorges de guidage 33 de montants laté- raux 32. Ces derniers comportent en haut et en bas une réglette de serrage 34, qui s'engage dans la gorge de serrage 35, disposée sur la paroi 30, dans le sens d'écoulement de l'air humide, et fixe ainsi le montant 32 par rapport à la paroi 30. Les montants latéraux 32 sont munis de bourrelets d'entrée 36 pour améliorer les conditions d'écoulement de l'air de refroidissement pénétrant et sortant par les orifices 36. Le montage dans montants latéraux 32 peut s'effectuer très simplement.Les montants 32 sont insérés dans les gorges de serrage 35, dans le cas d'un corps 30 non divisé pour les canaux d'alimentation en air 3, 4; 7, 8, ou se montent par insertion dans les moitiés d'un corps 30 divisé. Ce mode de construction permet aussi de sortir et de réintroduire facilement les plateaux 31 aux fins de nettoyage. Figures 5 and 6 show an alternative embodiment of the plate heat exchanger. The sandwich plates 31 are in this case held in the guide grooves 33 of lateral uprights 32. The latter comprise at the top and bottom a clamping strip 34, which engages in the clamping groove 35, disposed on the wall 30, in the direction of flow of moist air, and thus fixes the upright 32 relative to the wall 30. The lateral uprights 32 are provided with inlet beads 36 to improve the flow conditions of the cooling air entering and leaving through the orifices 36. The mounting in the lateral uprights 32 can be carried out very simply. The uprights 32 are inserted in the clamping grooves 35, in the case of an undivided body 30 for the channels d 'air supply 3, 4; 7, 8, or are mounted by insertion into the halves of a divided body. This construction method also makes it possible to easily remove and re-introduce the plates 31 for cleaning purposes.

La figure 7 représente une variante du corps 19 selon figure 3. FIG. 7 represents a variant of the body 19 according to FIG. 3.

L'ensemble de l'échangeur de chaleur à plateaux et courants croisés est réalisé sous forme d'un tiroir 38 qui, avec le corps 39 et les plateaux 40, peut être inséré dans le sèche-linge, puis sorti pour le nettoyage. Afin de faciliter la manipulation, notamment lors de l'extraction, les montants latéraux du corps 39 sont prolongés au-delà de leur face frontale antérieure, de façon à former des poignées 41 et 42, qui permettent à la ménagère de saisir le tiroir 38 et de l'extraire facilement. Les poignées 41 et 42 font partie intégrante du corps 39 et sont réalisées dans le cas représenté sous forme de parois latérales 43 et 44 en saillie, comportant des ouvertures 45 et 46 pour le passage des mains.The assembly of the heat exchanger with trays and cross streams is produced in the form of a drawer 38 which, with the body 39 and the trays 40, can be inserted into the dryer, then taken out for cleaning. In order to facilitate handling, in particular during extraction, the lateral uprights of the body 39 are extended beyond their front end face, so as to form handles 41 and 42, which allow the housewife to grasp the drawer 38 and extract it easily. The handles 41 and 42 are an integral part of the body 39 and are produced in the case shown in the form of projecting side walls 43 and 44, comprising openings 45 and 46 for the passage of the hands.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art to the principle and to the devices which have just been described only by way of nonlimiting examples, without departing from the scope of the invention.

Claims

1. Air-cooled condensing dryer, comprising a dryer drum, a hot air inlet, a humid air outlet, a blower, a heater and a heat exchanger with trays and cross currents, available in the humid air flow, said dryer being characterized in that the heat exchanger with plates and cross streams (10) comprises sandwich plates (15, 20, 31) for the heat exchange and a body (14 , 19, 32) with guide grooves (17, 21, 33 in which the plates (15, 20, 31) are inserted or removed as drawers and superimposed with separation intervals (24).

2. A tumble dryer according to claim 1, characterized in that the sandwich plates (15, 20, 31) each comprise two external heat exchange surfaces (28, 29), substantially smooth (not ribbed), parallel, spaced apart. , charged with moist air and between which is provided a rib (25) charged by the cooling air.

3. Tumble dryer according to claim 2, characterized in that the external heat exchange surfaces (28, 29) consist of sheet metal strips (26), brazed or glued to the rib (25) to form a tray sandwich (20).

4. Tumble dryer according to one of claims 2 and 3, characterized in that the rib (25), seen in the direction of flow of the cooling air, has a zigzag, sinusoidal or meandering profile for forming channels (27) in the direction of flow of the cooling air.

5. tumble dryer according to any one of claims 2 to 4, charac terized in that the rib (25), seen in the direction of flow of the cooling air, is not continuous, but interrupted and offset perpendicularly said flow direction to form turbulence cells.

6. tumble dryer according to any one of claims 1 to 5, charac terized in that the body is made in the form of a box (19) parallelepiped, insertable in the humid air supply channel of the dryer and comprising orifices (24) facing the inlet and so the humid air, as well as grids (22, 23) facing the inlet and outlet of the cooling air, the guide grooves (21) trays (20) forming between them a crosspiece (22) continues in the direction of flow of the humid air, simultaneously forming part of the inlet or outlet grid and constituting a joint surface between the flow of cooling and humid air, as well as a spacer between the plates (20).

7. tumble dryer according to claim 6, characterized in that the lateral uprights of the body (39) are extended beyond the front face and produced in handles (41, 42).

8. Tumble dryer according to claim 7, characterized in that the handles (41, 42) are made in the form of side walls (43, 44) projecting and having openings (45, 46) for the passage of hands.

9. A tumble dryer according to any one of claims 1 to 5, charac terized in that the body (14) provided with guide grooves (17) is integrated with the wet air supply channels and / or cooling air.

10. A tumble dryer according to any one of claims 1 to 5, charac terized in that the plates (31) are held in lateral uprights (32) provided with guide grooves (33) and fixed in the wall (30) of the air supply channels by clamping bars (34) inserted in clamping grooves (35).