WO2007125012A1 - Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben eines peltier-moduls einer wärmepumpe eines hausgeräts - Google Patents

Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben eines peltier-moduls einer wärmepumpe eines hausgeräts Download PDF

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WO
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peltier module
switching regulator
circuit arrangement
operating
peltier
Prior art date
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PCT/EP2007/053497
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Inventor
Hasan Gökcer ALBAYRAK
Andreas Stolze
Sven-Stefan Krüger
Thomas Ludenia
Klaus Grunert
Günter Steffens
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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    • F25B2321/0212—Control thereof of electric power, current or voltage

Definitions

  • the invention relates to a method and a circuit arrangement for operating a Peltier module of a heat pump of a domestic appliance, in particular a tumble dryer.
  • Peltier-Element in structure and function is described.
  • the half elements of this Peltier element are formed in columns or cuboid and consist of doped semiconductors as materials.
  • the semiconductors are, in particular, bismuth telluride and a p-type doped semiconductor and an n-type doped semiconductor are used.
  • a half-element of the p-type doped semiconductor and a half-element of the n-type doped semiconductor are each connected to one side via a printed circuit board, also referred to as a metal bridge, and at another side, which said one side opposite, connected in each case via a further printed circuit board with a further half-element or a connection contact for the connection of the Peltier element to an electrical network.
  • a printed circuit board also referred to as a metal bridge
  • a washing machine in which laundry not only washed but also can be dried.
  • the document shows several alternatives.
  • an electrical heating device for heating an air stream used for drying laundry and a simple heat exchanger for cooling the heated air stream after the application of the laundry may be provided, wherein the heater and the cooler but can also belong to a heat pump device.
  • the heat pump device can also be designed such that it works with Peltier elements for use of the thermoelectric effect.
  • An apparatus for drying laundry originating from an English short extract belonging to the patent abstract "Patent Abstracts of Japan" for JP 08 057 194 A contains, in addition to a heater and a cooler, both of which belong to a thermoelectrically operable heat pump device, in their first duct system the cooler upstream additional heat exchanger for cooling the air flow discharged from the laundry and an additional heating device downstream of the heater for further heating of the air flow before the loading of the laundry.
  • a circuit arrangement according to the invention is designed to operate a Peltier module of a heat pump of a domestic appliance, which is designed in particular for the care of laundry items.
  • the Peltier module comprises a plurality of Peltier elements, which are preferably connected in series.
  • the circuit arrangement has a switching regulator, which is electrically connected to a control unit, wherein the control unit is designed to transmit set values of at least one operating parameter of the Peltier module to the switching regulator, and the operation of the Peltier module depends on the predetermined set values by means of the switching regulator adjustable, in particular is adjustable.
  • the circuit arrangement allows a very accurate operation of the Peltier module.
  • the operating parameters are preferably an electrical voltage and an electric current.
  • the Peltier module is preferably supplied with a mains voltage, wherein a switching frequency of the switching regulator or a pulse width modulation of the réellesig- nals of the switching regulator is synchronized to the frequency of the mains voltage. As a result, an active power factor correction can be achieved and network feedback can be prevented.
  • the circuit arrangement preferably comprises a communication interface for communication between the switching regulator and the control unit, which may also be designed as an externally arranged control unit.
  • the Peltier module is preferably separable depending on the situation by means of switches from the power supply. As a result, different operating phases of the Peltier module can be generated, in which in turn various operating parameters can be detected. In particular, moisture levels of the items of laundry can be determined from these operating parameters and, depending on this, the further drying process can be set. The mode of operation can be carried out energy-reduced.
  • a load-side output voltage or a load-side output current are set as a function of the predetermined desired values.
  • a switching frequency of the switching regulator or a pulse width modulation of the output signal of the switching regulator to the frequency of the mains voltage which is provided to supply the Peltier module, synchronized.
  • the setpoint values and actual values of the operating parameters between the switching regulator and the control unit are preferably exchanged via a communication interface.
  • Advantageous embodiments of the circuit arrangement according to the invention correspond to advantageous embodiments of the method according to the invention.
  • Fig. 1 shows a circuit arrangement according to a first embodiment
  • Fig. 2 shows a circuit arrangement according to a second embodiment.
  • FIG. 1 schematically illustrates a Peltier module 1 intended for use in a Peltier heat pump for a tumble dryer.
  • the Peltier module 1 comprises Peltier elements 2 connected in series. In the present case, twelve Peltier elements 2 are shown, but the Peltier module 1 is not fixed to this number. The number of Peltier elements 2 and their operating values are jointly designed so that the series arrangement of the Peltier elements 2 can be operated with a voltage which results when the mains voltage is rectified.
  • a Peltier module 1 with more than one series arrangement shown here is also possible, wherein the individual row arrangements are usually arranged parallel to one another.
  • the conventional mains voltage of 120 V or 230 V AC (120 VAC / 230 VAC) is initially provided, the connections L and N being shown schematically here.
  • the AC voltage is rectified by a mains rectifier 3, which has a conventional construction.
  • a capacitor 5a is connected as a buffer in parallel with the DC-side terminals of the mains rectifier 3.
  • the capacitor 5a of the circuit part 5 is preceded by a current-limiting element 4a, for example an NTC resistor, in a circuit part 4.
  • the current-limiting element 4a is bridged after the charging process via a switch 4b, for example a relay.
  • a mains current measurement and a mains voltage measurement can be carried out, wherein the circuit part 5 is electrically connected to a switching regulator 6 is, and the measured values to the switching regulator 6 for evaluation and further processing are transferable.
  • the switching regulator 6 can be designed as a microprocessor.
  • the switching regulator 6 is electrically connected to a communication interface 7, via which nominal values of various parameters can be transmitted.
  • the switching regulator 6 is designed to communicate with an external control and / or monitoring unit (not shown) via the interface 7.
  • the circuit arrangement comprises a circuit part 10, which is designed for measuring the electrical power consumption and in particular the current and the voltage at the Peltier module 1.
  • the circuit part 10 is electrically connected to a current and voltage transducer 1 1, which in turn is electrically connected to the switching regulator 6.
  • the circuit part 10 comprises a capacitor 9.
  • the circuit arrangement comprises two switches 12, which may be designed as relays.
  • the rectified mains voltage can be separated from the Peltier module 1 and the Peltier module 1 can be switched to an interior lighting 14 of the clothes dryer.
  • the switch 12 can also switch to another consumer, for example, a further sensor, another measuring device, a controller, a display element or the like, alone or in combination with another consumer effect.
  • a measuring device is integrated into the main control comprising the switching regulator 6 of the tumble dryer.
  • the switches 12 are switched by the switching regulator 6.
  • a PTC resistor 13 is arranged as a temperature sensor 13. Depending on the measured values detected by this temperature sensor 13, an AC-side switch 15 can be actuated, as a result of which the entire Peltier module 1 can be switched off, depending on the switch position. Furthermore, an NTC resistor 16 is arranged on the Peltier module 1, which is likewise designed for temperature determination and transmits the detected measured values to the switching regulator 6.
  • the circuit arrangement furthermore comprises a circuit part 17 with a driver circuit 17a and a transistor T1.
  • a throttle 18 and a diode 19 are provided.
  • a first operating phase of the tumble dryer is initially set, in which case the Peltier module 1 of a heat pump of the tumble dryer is in this first operating phase Energy is supplied.
  • the Peltier module 1 is connected to the rectified mains voltage, to which the switches 12 are connected accordingly.
  • a second operating phase is subsequently set for predefinable phases of the drying process, for which purpose the Peltier module 1 is disconnected from the energy supply by the changeover switches 12 being switched accordingly.
  • the temperatures of a cold side and a warm side of the Peltier module 1 are determined.
  • the thermoelectric voltage generated by the Peltier module 1 after separation from the power supply is measured, from which the temperature difference between the cold side and the hot side of the Peltier module 1 in the switching regulator 6 is determined.
  • a local temperature of the Peltier module 1 is determined via the NTC resistor 16, which in the present case represents the temperature of the hot side of the Peltier module 1.
  • the local temperature of the cold side of the Peltier module 1 can then be calculated.
  • the Peltier module 1 is again connected to the power supply by the switches 12 are switched accordingly and thereby again the first phase of operation of the clothes dryer and the Peltier module 1 is set. In this re-set first phase of operation then becomes measured the power consumption of the Peltier module 1 after connecting it to the power supply until setting a desired operating point of the Peltier module 1.
  • the switching regulator 6 characteristic curves and / or calculation models are stored, which allow a determination of this condensed moisture.
  • the switching regulator 6 is connected to an external control and monitoring unit (not shown).
  • This control and monitoring unit transmits setpoints for an operating parameter, for example the power and / or the current and / or the voltage of the Peltier module 1 to the switching regulator 6.
  • the switching regulator 6 regulates the load-side output voltage and thereby the operation of the Peltier module 1.
  • the communication interface 7 is designed for bidirectional communication between the switching regulator 6 and the external unit.
  • FIG. 1 Another embodiment of a circuit arrangement is shown in FIG. This circuit is also suitable for measuring and evaluating the parameters explained above and for carrying out a control of the Peltier module 1 depending on an optimized drying process.
  • an external control and monitoring unit not shown, is provided, which communicates with the switching regulator 6 for the exchange of setpoint and actual values of operating parameters via the communication interface 7.
  • the domestic appliance can also be designed as a dishwasher with a heat pump and a circuit arrangement according to the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Peltier-Moduls (1) einer Wärmepumpe eines Hausgeräts, welches insbesondere zur Pflege von Wäschestücken ausgebildet ist, mit einer Mehrzahl von Peltier-Elementen (2), welche in Reihe geschaltet sind, mit einem Schaltregler (6), welcher mit einer Steuereinheit elektrisch verbunden ist, wobei die Steuereinheit zur Übertragung von Sollwerten zumindest eines Betriebsparameters des Peltier-Moduls (1) an den Schaltregler (6) ausgebildet ist, und der Betrieb des Peltier-Moduls (1) abhängig von den vorgegebenen Sollwerten mittels des Schaltreglers (6) regelbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Peltier-Moduls.

Description

Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben eines Peltier- Moduls einer Wärmepumpe eines Hausgeräts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Peltier-Moduls einer Wärmepumpe eines Hausgeräts, insbesondere eines Wäschetrockners.
Aus einem Dokument, welches am 25.1 1.2005 von der Internetadresse http://de.wikipedia.org/wiki/Peltier-Element herunterladbar war, ist ein Peltier-Element in Aufbau und Funktion beschrieben. Die Halbelemente dieses Peltier-Elements sind säulen- oder quaderförmig ausgebildet und bestehen aus dotierten Halbleitern als Werkstoffe. Die Halbleiter sind insbesondere Wismut- Tellurid und es kommen ein p-leitend dotierter und ein n-leitend dotierter Halbleiter zum Einsatz. Jeweils ein Halbelement aus dem p-leitend dotierten Halbleiter und ein Halbelement aus dem n-leitend dotierten Halbleiter sind jeweils an einer Seite über ein Leiter- plättchen, auch als Metallbrücke bezeichnet, miteinander verbunden, und an einer anderen Seite, welcher der genannten einen Seite gegenüberliegt, über jeweils ein weiteres Leiterplättchen mit einem weiteren Halbelement oder einem Anschlusskontakt zum An- schluss des Peltier-Elements an ein elektrisches Netzwerk verbunden.
Weitere Hinweis zu Grundlagen, anwendungsbezogener Auswahl und Montage von PeI- tier-Elementen ergeben sich aus Dokumenten, die am 25.1 1 .2005 von den Internet- Adressen http://www.quick-ohm.de/waerme/download/Erlaeuterung-zu-Peltierelementen.pdf und http://www.quick-ohm.de/waerme/download/Einbau.pdf herunterladbar waren.
Aus der DE 1 410 206 A ist eine Waschmaschine bekannt, in welcher Waschgut nicht nur gewaschen sondern auch getrocknet werden kann. Für die dazu erforderlichen zusätzlichen Einrichtungen zeigt die Schrift mehrere Alternativen. Insbesondere können eine e- lektrische Heizvorrichtung zum Erwärmen eines zur Trocknung von Waschgut eingesetzten Luftstroms und ein einfacher Wärmetauscher zum Abkühlen des erwärmten Luftstroms nach dem Beaufschlagen des Waschguts vorgesehen sein, wobei der Heizer und der Kühler aber auch zu einer Wärmepumpeneinrichtung gehören können. Die Wärmepumpeneinrichtung kann auch derartig ausgestaltet sein, dass sie mit Peltier-Elementen zur Nutzung des thermoelektrischen Effekts arbeitet.
Eine aus einem in der Datensammlung „Patent Abstracts of Japan" zur JP 08 057 194 A gehörigen englischen Kurzauszug hervorgehende Vorrichtung zum Trocknen von Waschgut, enthält in ihrem ersten Kanalsystem neben einem Heizer und einem Kühler, welche beide zu einer thermoelektrisch betreibbaren Wärmepumpeneinrichtung gehören, einen dem Kühler vorgeschalteten zusätzlichen Wärmetauscher zur Abkühlung des von dem Waschgut abgeführten Luftstroms und eine dem Heizer nachgeschaltete zusätzliche Heizeinrichtung zum weiteren Erwärmen des Luftstroms vor dem Beaufschlagen des Waschguts.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Betriebsweise des Peltier-Moduls im laufenden Betrieb des Hausgeräts zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung oder ein Verfahren mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist zum Betreiben eines Peltier-Moduls einer Wärmepumpe eines Hausgeräts, welches insbesondere zur Pflege von Wäschestücken ausgebildet ist, ausgebildet. Das Peltier-Modul umfasst eine Mehrzahl von Peltier- Elementen, welche bevorzugt in Reihe geschaltet sind. Die Schaltungsanordnung weist einen Schaltregler auf, welcher mit einer Steuereinheit elektrisch verbunden ist, wobei die Steuereinheit zur Übertragung von Sollwerten zumindest eines Betriebsparameters des Peltier-Moduls an den Schaltregler ausgebildet ist, und der Betrieb des Peltier-Moduls abhängig von den vorgegebenen Sollwerten mittels des Schaltreglers einstellbar, insbesondere regelbar ist. Die Schaltungsanordnung ermöglicht eine sehr exakte Betriebsweise des Peltier-Moduls.
Die Betriebsparameter sind bevorzugt eine elektrische Spannung und ein elektrischer Strom. Das Peltier-Modul ist vorzugsweise mit einer Netzspannung versorgbar, wobei eine Schaltfrequenz des Schaltreglers oder eine Pulsweitenmodulation des Ausgangssig- nals des Schaltreglers auf die Frequenz der Netzspannung synchronisiert ist. Dadurch kann eine aktive Power-Faktor-Korrektur erreicht werden und eine Netzrückwirkung verhindert werden.
Die Schaltungsanordnung umfasst bevorzugt eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation zwischen dem Schaltregler und der Steuereinheit, welche auch als eine extern angeordnete Steuereinheit ausgebildet sein kann.
Das Peltier-Modul ist vorzugsweise situationsabhängig mittels Umschaltern von der Energieversorgung trennbar. Dadurch können verschiedene Betriebsphasen des Peltier- Moduls generiert werden, in denen wiederum verschiedene Betriebsparameter erfasst werden können. Insbesondere können aus diesen Betriebsparametern Feuchtegrade der Wäschestücke ermittelt werden und davon abhängig der weitere Trocknungsprozess eingestellt werden. Die Betriebsweise kann dadurch energiereduziert erfolgen.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Peltier-Moduls einer Wärmepumpe eines Hausgeräts, welches insbesondere zur Pflege von Wäschestücken ausgebildet ist, bei dem das Peltier-Modul eine Mehrzahl von Peltier-Elementen umfasst, welche bevorzugt in Reihe geschaltet werden, wird ein Schaltregler einer Schaltungsanordnung zum Betreiben des Peltier-Moduls mit einer Steuereinheit elektrisch verbunden und werden Sollwerte zumindest eines Betriebsparameters des Peltier-Moduls von der Steuereinheit an den Schaltregler übertragen, wobei der Betrieb des Peltier-Moduls abhängig von den vorgegebenen Sollwerten mittels des Schaltreglers eingestellt, insbesondere geregelt wird.
Vorzugsweise werden eine lastseitige Ausgangsspannung oder ein lastseitiger Ausgangsstrom abhängig von den vorgegebenen Sollwerten eingestellt. Weiter vorzugsweise werden eine Schaltfrequenz des Schaltreglers oder eine Pulsweitenmodulation des Ausgangssignals des Schaltreglers auf die Frequenz der Netzspannung, welche zur Versorgung des Peltier-Moduls bereitgestellt wird, synchronisiert. Die Sollwerte und Istwerte der Betriebsparameter zwischen dem Schaltregler und der Steuereinheit werden bevorzugt über eine Kommunikationsschnittstelle ausgetauscht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung entsprechen vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 2 eine Schaltungsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
In der Fig. 1 ist schematisch ein Peltier-Modul 1 veranschaulicht, welches zur Verwendung in einer Peltier-Wärmepumpe für einen Wäschetrockner dienen soll. Das Peltier- Modul 1 umfasst in Reihe geschaltete Peltier-Elemente 2. Es sind vorliegend zwölf Peltier- Elemente 2 gezeigt, wobei das Peltier-Modul 1 jedoch nicht auf diese Zahl festgelegt ist. Die Anzahl der Peltier-Elemente 2 und deren Betriebswerte sind gemeinsam so ausgelegt, dass die Reihenanordnung der Peltier-Elemente 2 mit einer Spannung betrieben werden kann, die sich bei Gleichrichtung der Netzspannung ergibt. Es ist auch ein Peltier- Modul 1 mit mehr als einer hier gezeigten Reihenanordnung möglich, wobei die einzelnen Reihenanordnungen üblicherweise parallel zueinander angeordnet werden.
Zur Erzeugung der gleichgerichteten Netzspannung wird zunächst die herkömmliche Netzspannung von 120 V oder 230 V Wechselspannung (120 VAC / 230 VAC) bereitgestellt, wobei hier schematisch die Anschlüsse L und N gezeigt sind. Die Wechselspannung wird von einem Netzgleichrichter 3 gleichgerichtet, der einen herkömmlichen Aufbau aufweist. Zur Stabilisierung der gleichgerichteten Netzspannung ist ein Kondensator 5a als Puffer parallel zu den gleichstromseitigen Anschlüssen des Netzgleichrichters 3 geschaltet. Zur Begrenzung des netzseitigen Kondensatorladestroms ist dem Kondensator 5a des Schaltungsteils 5 ein strombegrenzendes Element 4a, beispielsweise ein NTC- Widerstand, in einem Schaltungsteil 4 vorgeschaltet. Das strombegrenzende Element 4a wird nach dem Ladevorgang über einen Schalter 4b, beispielsweise ein Relais, überbrückt.
In dem Schaltungsteil 5 können eine Netzstrommessung und eine Netzspannungsmessung erfolgen, wobei der Schaltungsteil 5 mit einem Schaltregler 6 elektrisch verbunden ist, und die Messwerte an den Schaltregler 6 zum Auswerten und weiteren Verarbeiten übertragbar sind. Der Schaltregler 6 kann als Mikroprozessor ausgebildet sein.
Der Schaltregler 6 ist mit einer Kommunikationsschnittstelle 7, über welche Sollwerte verschiedener Parameter übertragbar sind, elektrisch verbunden. Der Schaltregler 6 ist zur Kommunikation mit einer externen Steuer- und/oder Kontrolleinheit (nicht dargestellt) über die Schnittstelle 7 ausgebildet.
Darüber hinaus umfasst die Schaltungsanordnung einen Schaltungsteil 10, welcher zur Messung der elektrischen Leistungsaufnahme und insbesondere des Stroms und der Spannung am Peltier-Modul 1 ausgebildet ist. Der Schaltungsteil 10 ist mit einem Strom- und Spannungsmesswandler 1 1 elektrisch verbunden, welcher wiederum mit dem Schaltregler 6 elektrisch verbunden ist. Des Weiteren umfasst der Schaltungsteil 10 einen Kondensator 9.
Ferner umfasst die Schaltungsanordnung zwei Umschalter 12, welche als Relais ausgebildet sein können. Mit Hilfe der Umschalter 12 kann die gleichgerichtete Netzspannung von dem Peltier-Modul 1 getrennt und das Peltier-Modul 1 an eine Innenraumbeleuchtung 14 des Wäschetrockners geschaltet werden. Für die Innenraumbeleuchtung 14 sind hier schematisch vier Leuchtdioden und ein zusätzlicher, zu den Leuchtdioden in Reihe geschalteter Widerstand veranschaulicht. Anstelle der Innenraumbeleuchtung 14 können die Umschalter 12 auch eine Umschaltung zu einem anderen Verbraucher, zum Beispiel einem weiteren Sensor, einer weiteren Messeinrichtung, einer Steuerung, einem Anzeigeelement oder dergleichen, allein oder in Kombination mit einem anderen Verbraucher, bewirken. Bevorzugt und zweckmäßig ist eine derartige Messeinrichtung in die Hauptsteuerung umfassend den Schaltregler 6 des Wäschetrockners integriert. Die Umschalter 12 werden durch den Schaltregler 6 geschaltet.
Am Peltier-Modul 1 ist ein PTC-Widerstand 13 als Temperatursensor 13 angeordnet. Abhängig von den von diesem Temperatursensor 13 detektierten Messwerten kann ein wechselstromseitiger Schalter 15 betätigt werden, wodurch abhängig von der Schalterstellung das gesamte Peltier-Modul 1 abgeschaltet werden kann. Des Weiteren ist am Peltier-Modul 1 ein NTC-Widerstand 16 angeordnet, welcher ebenfalls zur Temperaturermittlung ausgebildet ist und die detektierten Messwerte an den Schaltregler 6 überträgt.
Die Schaltungsanordnung umfasst des Weiteren eine Schaltungsteil 17 mit einer Treiberschaltung 17a und einem Transistor T1. Darüber hinaus sind eine Drossel 18 sowie eine Diode 19 vorgesehen.
Soll nun in einem Wäschetrockner ein Trocknungsprozess durchgeführt werden und sollen Wäschestücke, welche in einen Behälter des Wäschetrockners eingebracht sind, getrocknet werden, so wird zunächst eine erste Betriebsphase des Wäschetrockners eingestellt, wobei in dieser ersten Betriebsphase das Peltier-Modul 1 einer Wärmepumpe des Wäschetrockners mit Energie versorgt wird. Dazu ist das Peltier-Modul 1 mit der gleichgerichteten Netzspannung verbunden, wobei dazu die Umschalter 12 entsprechend geschaltet sind. Zum Ermitteln charakteristischer Parameter und Größen für den Trocknungsprozess der Wäschestücke wird nachfolgend zu vorgebbaren Phasen des Trocknungsprozesses eine zweite Betriebsphase eingestellt, wozu das Peltier-Modul 1 von der Energieversorgung getrennt wird, indem die Umschalter 12 entsprechend geschaltet werden. In dieser zweiten Betriebsphase werden die Temperaturen einer Kaltseite und einer Warmseite des Peltier-Moduls 1 bestimmt. Dazu wird die nach der Trennung von der Energieversorgung vom Peltier-Modul 1 erzeugte Thermospannung gemessen, aus welcher die Temperaturdifferenz zwischen der Kaltseite und der Warmseite des Peltier-Moduls 1 in dem Schaltregler 6 ermittelt wird. Des Weiteren wird über den NTC-Widerstand 16 eine örtliche Temperatur des Peltier-Moduls 1 bestimmt, welche vorliegend die Temperatur der Warmseite des Peltier-Moduls 1 darstellt.
Aus der bestimmten Temperaturdifferenz und der örtlichen Temperatur an der Warmseite des Peltier-Moduls 1 kann dann die örtliche Temperatur der Kaltseite des Peltier-Moduls 1 berechnet werden.
Nachdem diese Temperaturwerte ermittelt sind, wird das Peltier-Modul 1 wieder mit der Energieversorgung verbunden, indem die Umschalter 12 entsprechend geschaltet werden und dadurch wieder die erste Betriebsphase des Wäschetrockners und des Peltier- Moduls 1 eingestellt wird. In dieser wiedereingestellten ersten Betriebsphase wird dann die Leistungsaufnahme des Peltier-Moduls 1 nach dem Verbinden von diesem mit der Energieversorgung bis zum Einstellen eines Soll-Arbeitspunkts des Peltier-Moduls 1 gemessen. Mit den Informationen über die gemessene Leistungsaufnahme und die gemessenen und ermittelten Temperaturen an der Warmseite und der Kaltseite des Peltier- Moduls 1 kann in dem Schaltregler 6 eine während des bisher fortgeschrittenen Trocknungsprozesses bereits aus den Wäschestücken auskondensierte Feuchte bestimmt werden. In dem Schaltregler 6 sind dazu Kennlinien und/oder Berechnungsmodelle abgelegt, welche eine Ermittlung dieser auskondensierten Feuchte ermöglichen. Aus dieser auskondensierten Feuchte kann dann ebenfalls in dem Schaltregler 6 die in den Wäschestücken noch verbliebene Feuchte bestimmt werden. Des Weiteren sind in diesem Schaltregler 6 Referenz-Feuchten in Abhängigkeit von der momentanen Phase eines Trocknungsprozesses abgelegt. Die ermittelte verbliebene Feuchte in den Wäschestücke wird dann mit der Referenz-Feuchte verglichen, wobei die Referenz-Feuchte die in den Wäschestücken verbliebene Feuchte charakterisiert, welche zu dem momentanen Zeitpunkt der erreichten Phase des Trocknungsprozesses erreicht sein sollte. Abhängig von dem Vergleich wird der weitere Trocknungsprozess gesteuert.
Über die Kommunikationsschnittstelle 7 ist der Schaltregler 6 mit einer externen Steuer- und Kontrolleinheit (nicht dargestellt) verbunden. Diese Steuer- und Kontrolleinheit überträgt Sollwerte für einen Betriebsparameter, beispielsweise die Leistung und/oder den Strom und/oder die Spannung des Peltier-Moduls 1 an den Schaltregler 6. Abhängig von diesen Sollwerten regelt der Schaltregler 6 die lastseitige Ausgangsspannung und dadurch die Betriebsweise des Peltier-Moduls 1 . Die Kommunikationsschnittstelle 7 ist zur bidirektionalen Kommunikation zwischen dem Schaltregler 6 und der externen Einheit ausgebildet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung ist in Fig. 2 gezeigt. Auch diese Schaltung ist dazu geeignet, die oben erläuterten Parameter zu messen und auszuwerten und eine Steuerung des Peltier-Moduls 1 davon abhängig im Hinblick auf einen optimierten Trocknungsprozess durchzuführen. Auch hier ist eine nicht dargestellte externe Steuer- und Kontrolleinheit vorgesehen, welche mit dem Schaltregler 6 zum Austausch von Soll- und Istwerten von Betriebsparametern über die Kommunikationsschnittstelle 7 kommuniziert. Das Hausgerät kann auch als Geschirrspüler mit einer Wärmepumpe und einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ausgebildet sein.

Claims

Patentansprüche
1 . Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Peltier-Moduls (1 ) einer Wärmepumpe eines Hausgeräts, welches insbesondere zur Pflege von Wäschestücken ausgebildet ist, mit einer Mehrzahl von Peltier-Elementen (2), gekennzeichnet durch einen Schaltregler (6), welcher mit einer Steuereinheit elektrisch verbunden ist, wobei die Steuereinheit zur Übertragung von Sollwerten zumindest eines Betriebsparameters des Peltier-Moduls (1 ) an den Schaltregler (6) ausgebildet ist, und der Betrieb des Peltier- Moduls (1 ) abhängig von den vorgegebenen Sollwerten mittels des Schaltreglers (6) einstellbar ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 , bei welcher die Betriebsparameter eine Spannung oder ein Strom sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das Peltier-Modul (1 ) mit einer Netzspannung versorgbar ist, wobei die Schaltfrequenz des Schaltreglers (6) oder eine Pulsweitenmodulation des Ausgangssignals des Schaltreglers (6) auf eine Frequenz der Netzspannung synchronisierbar ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher eine Kommunikationsschnittstelle (7) zur Kommunikation zwischen dem Schaltregler (6) und der Steuereinheit, insbesondere einer extern angeordneten Steuereinheit, ausgebildet ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Peltier-Modul (1 ) situationsabhängig mittels Umschaltern (12) von der Energieversorgung trennbar ist.
6. Verfahren zum Betreiben eines Peltier-Moduls (1 ) einer Wärmepumpe eines Hausgeräts, welches insbesondere zur Pflege von Wäschestücken ausgebildet ist, bei dem das Peltier-Modul (1 ) eine Mehrzahl von Peltier-Elementen (2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltregler (6) einer Schaltungsanordnung zum Betreiben des Peltier-Moduls mit einer Steuereinheit elektrisch verbunden wird und Sollwerte zumindest eines Betriebsparameters des Peltier-Moduls (1 ) von der Steuereinheit an den Schaltregler (6) übertragen werden, wobei der Betrieb des Peltier-Moduls (1 ) abhängig von den vorgegebenen Sollwerten mittels des Schaltreglers (6) eingestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem eine lastseitige Ausgangsspannung oder ein lastseitiger Ausgangsstrom abhängig von den vorgegebenen Sollwerten eingestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei welchem eine Schaltfrequenz des Schaltreglers (6) oder eine Pulsweitenmodulation des Ausgangssignals des Schaltreglers (6) auf eine Frequenz der Netzspannung, welche zur Versorgung des Peltier-Moduls (1 ) bereitgestellt wird, synchronisiert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei welchem die Sollwerte und Istwerte der Betriebsparameter zwischen dem Schaltregler (6) und der Steuereinheit über eine Kommunikationsschnittstelle (7) übertragen werden.
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