WO2008077792A1 - Hausgerät und verfahren zum trocknen eines feuchten gutes - Google Patents

Hausgerät und verfahren zum trocknen eines feuchten gutes Download PDF

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WO2008077792A1
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heat
air flow
domestic appliance
heat exchanger
gas
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Andreas Stolze
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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    • D06F58/36—Control of operational steps, e.g. for optimisation or improvement of operational steps depending on the condition of the laundry
    • D06F58/38—Control of operational steps, e.g. for optimisation or improvement of operational steps depending on the condition of the laundry of drying, e.g. to achieve the target humidity

Definitions

  • the invention relates to a domestic appliance for drying a moist material by means of a guided in a substantially closed dry air duct, driven by a fan air flow, through which air flow a treatment chamber with the good, a cooling arrangement for cooling the air flow and condensation of moisture from the air flow to flow the treatment chamber and a heating arrangement for heating the air flow before flowing through the treatment chamber can be flowed through.
  • the invention relates to a method for drying a wet material by means of a guided in a substantially closed dry air duct, driven by a fan air flow, through which air flow a treatment chamber with the estate, a cooling arrangement for cooling the air flow and condensing out moisture from the air stream after Flow through the treatment chamber and a heating arrangement for heating the air flow are flowed through before flowing through the treatment chamber.
  • Such a domestic appliance is known from DE 40 23 000 C2, DE 197 38 735 C2 or WO 2006/029953 A1.
  • the cooling arrangement and the heating arrangement belong to a heat pump, in which at least a part of the heat, which is removed from the air flow in the cooling arrangement, is fed back to the air flow in the heating arrangement.
  • a compressor heat pump is used in which a working fluid (carbon dioxide or chlorinated and / or fluorinated hydrocarbon) compressed in the gaseous state by a compressor, then liquefied in a first heat exchanger with the release of heat, then on the passage is expanded by a throttle and evaporated in a second heat exchanger with the absorption of heat. Finally, it returns to the compressor.
  • a heat pump is used, in which a first working fluid (ammonia) is periodically absorbed and desorbed by a second working fluid (water).
  • a heat pump is used in which Transport of heat thermoelectric elements, also referred to as Peltier elements and constructed using special semiconductor materials, act.
  • 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 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.
  • thermoelectric heat pump requires the use of unusual, expensive semiconductor components and poses specific problems with regard to thermal insulation and dry air guidance, since heat can only be pumped there over comparatively short spatial distances. This makes the construction of a corresponding household appliance difficult.
  • any known heat pump in a domestic appliance at its commissioning only relatively slowly reaches the optimum operating conditions. This results in an extended time required for a drying process, which must be considered by a user to be very disadvantageous, not least because home appliances are usually sold with heat pumps at very high prices and acquired with correspondingly high expectations.
  • the inventive method for drying a moist material by means of a guided in a substantially closed dry air duct, driven by a fan air flow through which air flow a treatment chamber with the Good, a cooling arrangement for cooling the air flow and condensation of moisture from the air flow after flowing through the treatment chamber and a heating arrangement for heating the air flow before flowing through the treatment chamber is characterized in that in the cooling arrangement, heat from the air flow is supplied to a guided in a regenerative gas cycle process gas, and in the heating arrangement, heat from the process gas is supplied to the air flow.
  • a regenerative gas cycle process is used in order to transport the heat extracted in the cooling arrangement from the air flow in the context of the thermodynamically possible to the heating arrangement and to supply it to the air flow again.
  • a process may not be stationary, such as the cycle process in a compressor heat pump, which has irreversible throttle losses and therefore is not regenerative. It also requires a certain amount of mechanics, such as pistons and associated drives. However, for given working conditions, it allows a basically arbitrary approach to the thermodynamic optimum and thus also optimal performance values in practice.
  • the regenerative gas process is designed such that it runs in periodically repeating cycles, wherein the period of a corresponding cycle is substantially less than a duration, which overall for the intended drying of the presented with a usual expectable humidity and in a usual expectable amount Good would be required (typical drying process) and their compliance with the household appliance is thus designed.
  • the duration of a typical drying process to a time of the order of one hour and the period of a cycle of the regenerative gas process to a time in the order of a tenth of a second can be set.
  • a preferred relationship between the duration of typical drying process and the duration of a period of the regenerative gas process is thus between 10,000 and 100,000, more preferably between 30,000 and 40,000.
  • the regenerative gas process is not dependent on the use of a working fluid that must have phase transitions at specific temperatures and pressures. Therefore, the use of known from the compressor heat pumps and under the aspect of environmental protection possibly problematic chlorinated and / or fluorinated hydrocarbons is generally not required.
  • the most important selection criterion for the working fluid is that it behaves as far as possible as an ideal gas with regard to the temperatures and pressures considered. This allows the use of simple composite and / or occurring in the usual environment gases easier, especially in terms of environmental protection of unproblematic composition.
  • gas-gas heat exchanger As a heat exchanger known from the compressor heat pump gas-gas heat exchanger are basically suitable. These heat exchangers are - at least in part - gas-gas heat exchangers (if they also phase transitions take place that do not occur in the regenerative gas cycle process), which thus basically intended for use in the transfer of heat between gases and are suitable.
  • a preferred development of the domestic appliance is characterized in that the process gas is hydrogen or a noble gas, in particular helium.
  • Hydrogen and helium are two excellent diatomic or monatomic gases that behave as an ideal gas under conditions commonly found in a domestic appliance.
  • Each noble gas has the advantage of essentially complete chemical inertness. This is particularly true for helium, the simplest noble gas, which is accordingly particularly preferred.
  • the first heat exchanger is set up for a direct heat exchange between the air flow and the process gas and / or that the second Heat exchanger is set up for a direct heat exchange between the air flow and the process gas.
  • the corresponding heat exchanger is set up for a direct heat exchange between the air flow and the process gas.
  • the first heat exchanger and the second heat exchanger are the only heat exchanger in the dry air duct.
  • the regenerative gas process is the only driver of the drying process for the moist material.
  • the domestic appliance contains a heat pump for carrying out the regenerative gas cycle process, wherein the first and the second heat exchanger belonging to the heat pump.
  • the domestic appliance with further preference in the heat pump has two in each case a movable piston for cyclically moving the process gas.
  • Each piston can have a non-contact linear drive.
  • a so-called coupling gear which has its own crank mechanism for each piston.
  • the two pistons are juxtaposed or one behind the other with respect to their axes of motion, and the crank mechanisms are arranged such that there is a phase shift of approximately 90 ° between the cyclically moved pistons.
  • the two pistons can be arranged in a V-arrangement at an angle of about 90 ° to each other and the pistons are articulated to achieve the necessary phase shift on a single crank mechanism.
  • the Stirling process or the Vuilleumier process would be feasible.
  • the heat pump has a process gas channel, through which the process gas is displaceable, wherein the process gas channel has a heat storage.
  • regenerator acts as a store for excess heat and a balance between different temperature levels in each other causes adjacent sub-volumes of the process gas.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the regenerative gas cycle process is a Vuilleumier process.
  • This process is based on providing the energy needed to pump the heat in the form of heat. Mechanical energy requires this process only insofar as the gas within the closed system in which it is included must be moved. Corresponding mechanical devices must therefore overcome only the frictional resistance of the flowing gas and the friction occurring on them; the use of mechanical energy is therefore very low.
  • the Vuilleumier process is therefore not limited to the use of electrical energy to operate the gas cycle process; the heat energy can be provided elsewhere as needed, for example via a gas or oil burner.
  • Vuilleumier process it is also considered to form the regenerative gas cycle process as a Stirling process.
  • a use of mechanical energy is required.
  • this use can be provided by means of a suitable motor, in particular an electric motor, whereby no component which would be infrequent in a domestic appliance would have to be used and basically existing experience can be used.
  • the treatment chamber of the domestic appliance according to the invention is designed as a rotatable drum, wherein each embodiment of the invention described here can be added to this training.
  • the domestic appliance according to the invention is designed as a tumble dryer, wherein also each embodiment of the invention described here can be added to this training.
  • FIG. 1 shows a household appliance with a Vuilleumier heat pump.
  • Fig. 2 shows a household appliance with a Stirling heat pump.
  • FIG. 1 Each figure shows a domestic appliance 1, namely a tumble dryer 1, intended for drying a moist material 2, namely a laundry item 2.
  • the domestic appliance 1 has a substantially closed dry air duct 3, in which an air flow is guided.
  • the air flow is driven by a fan 4.
  • the moist material 2 is arranged in a treatment chamber 5, which treatment chamber 5 is formed in a known manner as a rotatable drum 5.
  • a first Heat exchanger 6 which acts as a capacitor 6.
  • the air flow is cooled down so far that moisture which it has absorbed in the drum 5 from the moist material 2, condenses out.
  • the first heat exchanger 6 and the second heat exchanger 8 are components of a heat pump 6, 8 to 19.
  • a heat pump 6, 8 to 19 in the case of Figure 2, however, a Stirling Heat pump 6, 8, 9, 1 1 to 15, 17 to 19.
  • Principles and embodiments of such heat pumps are in particular the writing of Dr. med. Hans-Detlevde, and this document is referred to again in this regard.
  • Vuilleumier heat pump 6, 8 to 19 is used, which will be described in detail below.
  • the heat pump 6, 8 to 19 includes a process channel 9 in which a suitable and at the given temperatures as far as possible an ideal gas corresponding process gas, namely helium, is included.
  • the process gas channel 9 has a first end to the first heat exchanger 6, which acts as a heat sink at a low temperature level, and by receiving heat from the air flow in the dry air duct 3, as described.
  • the second heat exchanger 8 which acts as a heat source at a medium temperature level, and by supplying heat in the manner described in the air flow in the dry air duct 3.
  • a heater 10 At a second end of the process gas channel 9 is a heater 10, which is electrically operated and heats the process gas reaching it to a high temperature level.
  • the heat thus entering the process gas is the energy which drives the regenerative gas circulation process in the process gas channel 9, in this case a Vuilleumier process.
  • a first cylinder 1 1 in which a first piston 12 is movable.
  • a first regenerator 13 Connected in parallel to the first cylinder 1 1 is a first regenerator 13, which is a largely freely flowed through by the process gas first heat storage 13.
  • the process gas is forced through the first regenerator 13 and thus can be transported from the first heat exchanger 6 to the second heat exchanger 8 or back. In this case, there is any excess heat to the first regenerator 13 or takes any missing heat from this, depending on the direction in which it flows through the first regenerator 13.
  • a first linear drive 17 for the first piston 12 and a second linear drive 18 are provided for the second piston 15, which are controlled by a control device 19 and the pistons 12 and 15 move without contact.
  • This is particularly possible in a favorable manner, because the Vuilleumier process is operated exclusively with the thermal energy supplied by the heater 10 and the introduction of mechanical energy via the pistons 12 and 15 only insofar as the process gas between the first heat exchanger 6, the second heat exchanger 8 and the heater 10 has to be conveyed back and forth.
  • the operation of the heat pump 6, 8 to 19 in a typical drying process is accomplished by repeatedly displacing the process gas within the process gas channel 9, with the pistons 12 and 15 being cyclically out of phase with one another be moved in the order of a tenth of a second.
  • a preferred ratio between the duration of the drying process and the duration of the period of the regenerative gas process is thus between 10,000 and 100,000, more preferably between 30,000 and 40,000.
  • Figure 2 shows a domestic appliance 1 with a Stirling heat pump 6, 8, 9, 1 1 to 15, 17 to 19 as an alternative to Vuilleumier heat pump 6, 8 to 19.
  • the heater 10 and the second regenerator 16 are not completely contained in the process gas channel 9, but the process gas channel ends 9th on the second piston 15 in the second cylinder 14.
  • the second heat exchanger 8 opposite end of the second cylinder 14 is open.
  • the Stirling process does not supply the energy required for its operation as heat energy, but as mechanical energy - it is the energy that is expended by the second piston 15 to periodically compress and relax the process gas. Therefore, the Stirling heat pump 6, 8, 9, 1 1 to 15, 17 to 19 has no heater 10 as the Vuilleumier heat pump 6, 8 to 19, and therefore in the Stirling heat pump 6, 8, 9, 1 1 to 15, 17 to 19 of the second linear actuator 18 to be much more efficient than the second linear actuator 18 in the Vuilleumier- heat pump 6, 8 to 19. It is also necessary that the process gas channel 9 of the second piston 15 movable and under constant pressure load through the Process gas is sealed virtually free of leakage. This also requires a possibly significant additional effort.
  • the domestic appliance described above and its preferred embodiments with the use of a regenerative gas cycle process the possibility of using a completely uncritical under functional and safety aspects of work equipment.
  • high heat pumping factors can be achieved at low temperature levels in the corresponding heat pump.
  • a high coefficient of performance of the heat pump can be achieved at the highest possible temperature difference between the high and the low temperature levels and a comparatively low temperature difference between the medium and the low temperature levels.
  • This makes it possible to create a domestic appliance in the form of a tumble dryer, which can be assigned an energy efficiency class A.
  • Corresponding criteria can be taken into account by the choice of the process gas and the pressure with which this must be present in the heat pump.
  • the design of the heat storage in the heat pump can affect their operational characteristics favorable.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hausgerät (1) sowie ein Verfahren zum Trocknen eines feuchten Gutes (2) mittels eines in einem im wesentlichen geschlossenen Trockenluftkanal (3) führbaren, von einem Gebläse (4) antreibbaren Luftstroms, durch welchen Luftstrom eine Behandlungskammer (5) mit dem Gut (2), eine Kühlanordnung (6, 7) zum Abkühlen des Luftstroms (3) und Auskondensieren von Feuchtigkeit aus dem Luftstrom nach Durchströmen der Behandlungskammer (5), und eine Heizanordnung (8) zum Erwärmen des Luftstroms vor Durchströmen der Behandlungskammer (5) durchströmbar sind. Dabei weist die Kühlanordnung (6, 7) einen ersten Wärmetauscher (6) auf, durch welchen Wärme aus dem Luftstrom einem in einem regenerativen Gaskreisprozess geführten Prozessgas zuführbar, und die Heizanordnung (8) weist einen zweiten Wärmetauscher (8) auf, durch welchen dem Luftstrom aus dem Prozessgas Wärme zuführbar ist.

Description

Hausgerät und Verfahren zum Trocknen eines feuchten Gutes
Die Erfindung betrifft ein Hausgerät zum Trocknen eines feuchten Gutes mittels eines in einem im wesentlichen geschlossenen Trockenluftkanal führbaren, von einem Gebläse antreibbaren Luftstroms, durch welchen Luftstrom eine Behandlungskammer mit dem Gut, eine Kühlanordnung zum Abkühlen des Luftstroms und Auskondensieren von Feuchtigkeit aus dem Luftstrom nach Durchströmen der Behandlungskammer und eine Heizanordnung zum Erwärmen des Luftstroms vor Durchströmen der Behandlungskammer durchströmbar sind.
Gleichermaßen betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Trocknen eines feuchten Gutes mittels eines in einem im wesentlichen geschlossenen Trockenluftkanal geführten, von einem Gebläse angetriebenen Luftstroms, durch welchen Luftstrom eine Behandlungskammer mit dem Gut, eine Kühlanordnung zum Abkühlen des Luftstroms und Auskondensieren von Feuchtigkeit aus dem Luftstrom nach Durchströmen der Behandlungskammer und eine Heizanordnung zum Erwärmen des Luftstroms vor Durchströmen der Behandlungskammer durchströmt werden.
Ein solches Hausgerät ist bekannt aus der DE 40 23 000 C2, der DE 197 38 735 C2 oder der WO 2006/029953 A1. In jedem dieser Dokumente ist ein entsprechendes Hausgerät beschrieben, bei dem die Kühlanordnung und die Heizanordnung zu einer Wärmepumpe gehören, in welcher jedenfalls ein Teil der Wärme, die dem Luftstrom in der Kühlanordnung entzogen wird, dem Luftstrom in der Heizanordnung wieder zugeführt wird.
Gemäß DE 40 23 000 C2 kommt eine Kompressor-Wärmepumpe zum Einsatz, in welcher ein Arbeitsmittel (Kohlendioxid oder chlorierter und/oder fluorierter Kohlenwasserstoff) in gasförmigem Zustand von einem Kompressor komprimiert, dann in einem ersten Wärmetauscher unter Abgabe von Wärme verflüssigt, darauf beim Durchtritt durch eine Drossel entspannt und in einem zweiten Wärmetauscher unter Aufnahme von Wärme verdampft wird. Schließlich gelangt es zum Kompressor zurück. Gemäß DE 197 38 735 C2 kommt eine Wärmepumpe zum Einsatz, bei der ein erstes Arbeitsmittel (Ammoniak) von einem zweiten Arbeitsmittel (Wasser) periodisch absorbiert und desorbiert wird. Gemäß WO 2006/029953 A1 kommt eine Wärmepumpe zum Einsatz, in welcher zum Transport der Wärme thermoelektrische Elemente, auch als Peltier-Elemente bezeichnet und aufgebaut mit speziellen Halbleiterwerkstoffen, fungieren.
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. Es können eine elektrische 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.
Aus der Schrift „Wärmetransformationsprozesse ohne Phasenumwandlung" von Dr. Hans-Detlev Kühl, am 26. 1 1. 2006 im Internet unter der Adresse http://hdl.handle.net/2003/2798 verfügbar, siehe insbesondere Seiten 1 bis 29, sind ein Stirling-Prozess und ein Vuilleumier-Prozess als Beispiele für einen regenerativen Gaskreisprozess bekannt. Jeder dieser Prozesse ist geeignet zum Einsatz in einer Wärmepumpe oder einem Kältegerät, wobei Anwendungen in der Energietechnik (z. B. bei der Gebäudeheizung) oder zur Stofftrennung (insbesondere Luftverflüssigung und - Zerlegung) erwogen werden.
Zum Vuilleumier-Prozess wird auch verwiesen auf das US-Patent 1 ,275,507 des Erfinders Rudolph Vuilleumier. In allen gattungsgemäßen Hausgeräten mit Wärmepumpen, welche nicht den thermoelektrischen Effekt nutzen, erfolgen das Aufnehmen und das Freisetzen von Wärme bei Phasenübergängen im Arbeitsmittel. Es müssen spezifische Bedingungen hinsichtlich Druck und Temperatur eingehalten werden, damit die erforderlichen Phasenübergänge erreicht werden und effektiv genutzt werden können. Dies macht die Anpassung der Wärmepumpen an die in einem Hausgerät zu fordernden Temperaturniveaus unter Umständen schwierig. Die thermoelektrische Wärmepumpe erfordert den Einsatz ungewöhnlicher, teurer Halbleiterkomponenten und stellt spezifische Probleme hinsichtlich Wärmeisolierung und Trockenluftführung, da Wärme dort nur über vergleichsweise kurze räumliche Distanzen gepumpt werden kann. Dies macht die Konstruktion eines entsprechenden Hausgeräts schwierig. Zudem erreicht jede bekannte Wärmepumpe in einem Hausgerät bei ihrer Inbetriebsetzung nur relativ langsam die optimalen Betriebsbedingungen. Dadurch ergibt sich ein erweiterter Zeitbedarf für einen Trocknungsprozess, was von einem Benutzer als sehr nachteilig empfunden werden muss, nicht zuletzt deshalb, weil Hausgeräte mit Wärmepumpen üblicherweise zu sehr hohen Preisen verkauft und mit entsprechend hohen Erwartungen erworben werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Hausgerät anzugeben, bei dem anders als bisher bekannt eine Rückgewinnung von Wärme möglich ist. Ebenfalls Aufgabe der Erfindung ist, ein entsprechendes gattungsgemäßes Verfahren anzugeben.
Die Aufgabe wird durch eine Hausgerät oder ein Verfahren mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
Das erfindungsgemäße Hausgerät zum Trocknen eines feuchten Gutes mittels eines in einem im wesentlichen geschlossenen Trockenluftkanal führbaren, von einem Gebläse antreibbaren Luftstroms, durch welchen Luftstrom eine Behandlungskammer mit dem Gut, eine Kühlanordnung zum Abkühlen des Luftstroms und Auskondensieren von Feuchtigkeit aus dem Luftstrom nach Durchströmen der Behandlungskammer und eine Heizanordnung zum Erwärmen des Luftstroms vor Durchströmen der Behandlungskammer durchströmbar sind, ist dadurch ausgezeichnet, dass die Kühlanordnung einen ersten Wärmetauscher aufweist, durch welchen Wärme aus dem Luftstrom einem in einem regenerativen Gaskreisprozess geführten Prozessgas zuführbar, und die Heizanordnung einen zweiten Wärmetauscher aufweist, durch welchen dem Luftstrom aus dem Prozessgas Wärme zuführbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Trocknen eines feuchten Gutes mittels eines in einem im wesentlichen geschlossenen Trockenluftkanal geführten, von einem Gebläse angetriebenen Luftstroms, durch welchen Luftstrom eine Behandlungskammer mit dem Gut, eine Kühlanordnung zum Abkühlen des Luftstroms und Auskondensieren von Feuchtigkeit aus dem Luftstrom nach Durchströmen der Behandlungskammer und eine Heizanordnung zum Erwärmen des Luftstroms vor Durchströmen der Behandlungskammer durchströmt werden, ist dadurch ausgezeichnet, dass in der Kühlanordnung Wärme aus dem Luftstrom einem in einem regenerativen Gaskreisprozess geführten Prozessgas zugeführt, und in der Heizanordnung Wärme aus dem Prozessgas dem Luftstrom zugeführt wird.
Entsprechend kommt erfindungsgemäß ein regenerativer Gaskreisprozess zum Einsatz, um die in der Kühlanordnung dem Luftstrom entzogene Wärme im Rahmen des thermodynamisch Möglichen zur Heizanordnung zu transportieren und dem Luftstrom wieder zuzuführen. Ein solcher Prozess läuft unter Umständen nicht stationär wie der - mit irreversiblen Drosselverlusten behaftete und deshalb nicht regenerative - Kreisprozess in einer Kompressor-Wärmepumpe ab. Er erfordert auch einen gewissen Einsatz an Mechanik wie Kolben nebst zugehörigen Antrieben. Allerdings erlaubt er bei gegebenen Arbeitsbedingungen eine im Grundsatz beliebige Annäherung an das thermodynamische Optimum und damit auch optimale Leistungswerte in der Praxis.
Vorzugsweise ist der regenerative Gasprozess derart ausgebildet, dass er in periodisch sich wiederholenden Zyklen abläuft, wobei die Periode eines entsprechenden Zyklus wesentlich geringer ist als eine Dauer, welche insgesamt zur bestimmungsgemäßen Trocknung des mit einer als üblich erwartbaren Feuchte und in einer als üblich erwartbaren Menge vorgelegten Gutes erforderlich wäre (typischer Trocknungsprozess) und zu deren Einhaltung das Hausgerät also ausgelegt ist. Für eine Anwendung in einem Wäschetrockner oder Geschirrspüler können die Dauer eines typischen Trocknungsprozesses auf eine Zeit in der Größenordnung einer Stunde und die Periode eines Zyklus des regenerativen Gasprozesses auf eine Zeit in der Größenordnung einer Zehntelsekunde angesetzt werden. Ein bevorzugtes Verhältnis zwischen der Dauer des typischen Trocknungsprozesses und der Dauer einer Periode des regenerativen Gasprozesses liegt damit zwischen 10.000 und 100.000, besonders bevorzugt zwischen 30.000 und 40.000.
Von großem Vorteil ist auch, dass der regenerative Gasprozess nicht angewiesen ist auf die Verwendung eines Arbeitsmittels, das Phasenübergänge bei spezifischen Temperaturen und Drücken aufweisen muss. Deshalb ist die Verwendung der von den Kompressor-Wärmepumpen bekannten und unter dem Aspekt des Umweltschutzes unter Umständen problematischen chlorierten und/oder fluorierten Kohlenwasserstoffen grundsätzlich nicht erforderlich. Wesentlichstes Auswahlkriterium für das Arbeitsmittel ist, dass es sich bei den in Betracht stehenden Temperaturen und Drücken so weit wie möglich wie ein ideales Gas verhält. Dies ermöglicht den Einsatz einfach zusammengesetzter und/oder in üblicher Umgebung vorkommender Gase einfacher, insbesondere unter dem Aspekt des Umweltschutzes unproblematischer Zusammensetzung.
Als Wärmetauscher sind die aus der Kompressor-Wärmepumpe bekannten Gas-Gas- Wärmetauscher grundsätzlich geeignet. Bei diesen Wärmetauschern handelt es sich - zumindest teilweise - um Gas-Gas-Wärmetauscher (wenn in ihnen auch Phasenübergänge stattfinden, die im regenerativen Gaskreisprozess nicht vorkommen), welche damit grundsätzlich zum Einsatz bei der Übertragung von Wärme zwischen Gasen bestimmt und geeignet sind.
Eine bevorzugte Weiterbildung des Hausgeräts zeichnet sich dadurch aus, dass das Prozessgas Wasserstoff oder ein Edelgas, insbesondere Helium, ist. Wasserstoff und Helium sind zwei ausgezeichnete zwei- oder einatomige Gase, die sich bei Bedingungen, die gewöhnlich in einem Hausgerät vorliegen, wie ein ideales Gas verhalten. Jedes Edelgas hat dazu den Vorzug der im Wesentlichen völligen chemischen Inertheit. Besonders trifft dies zu auf Helium, das einfachste Edelgas, welches dementsprechend besonders bevorzugt wird.
Ebenfalls bevorzugt sind Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hausgeräts dahingehend, dass der erste Wärmetauscher eingerichtet ist zu einem direkten Wärmetausch zwischen dem Luftstrom und dem Prozessgas und/oder dass der zweite Wärmetauscher eingerichtet ist zu einem direkten Wärmetausch zwischen dem Luftstrom und dem Prozessgas. In jedem Falle ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau des entsprechenden Wärmetauschers oder beider und auch des Hausgeräts.
Eine andere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hausgeräts sieht vor, dass der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher die einzigen Wärmetauscher im Trockenluftkanal sind. In diesem Hausgerät ist damit der regenerative Gasprozess der einzige Treiber des Trocknungsprozesses für das feuchte Gut.
Die Ausführungen in den beiden vorigen Absätzen sollen auch klar machen, dass auch Ausführungsformen der Erfindungen mit anderen Merkmalen als die dort beschriebenen bevorzugten Weiterbildungen möglich und dem Rahmen der Erfindung als zugehörig zu betrachten sind. Insbesondere ist es möglich, einen Austausch von Wärme zwischen dem Luftstrom und dem Prozessgas indirekt, also über ein zusätzliches Mittel oder Agens, vorzusehen und/oder einen weiteren Wärmetauscher und/oder eine zusätzliche Heizung in dem Trockenluftkanal vorzusehen. Diese Bemerkung gilt auch für alle anderen vorliegend beschriebenen bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung.
Ebenfalls bevorzugt ist eine Weiterbildung des Hausgeräts dahingehend, dass es eine Wärmepumpe zur Durchführung des regenerativen Gaskreisprozesses enthält, wobei der erste und der zweite Wärmetauscher zu der Wärmepumpe gehören. Dazu hat das Hausgerät mit weiterem Vorzug in der Wärmepumpe zwei in jeweils einem Zylinder bewegbare Kolben zum zyklischen Verschieben des Prozessgases. Dabei kann jeder Kolben einen berührungslosen Linearantrieb aufweisen. Als Alternative zu solchen Linearantrieben denkbar ist ein so genanntes Koppelgetriebe, welches für jeden Kolben einen eigenen Kurbeltrieb aufweist. Dabei liegen die beiden Kolben bezüglich ihrer Bewegungsachsen nebeneinander oder hintereinander, und die Kurbeltriebe sind so angeordnet, dass zwischen den zyklisch bewegten Kolben eine Phasenverschiebung von etwa 90° besteht. Als weitere Alternative können die beiden Kolben in einer V-Anordnung in einem Winkel von etwa 90° zueinander angeordnet und die Kolben zur Erzielung der nötigen Phasenverschiebung an einem einzigen Kurbeltrieb angelenkt sein. Mit jeder derartigen Ausgestaltung wäre der Stirling-Prozess oder der Vuilleumier-Prozess realisierbar. Weiterhin bevorzugt ist eine Weiterbildung des Hausgeräts dahingehend, dass die Wärmepumpe einen Prozessgaskanal aufweist, durch welchen das Prozessgas verschiebbar ist, wobei der Prozessgaskanal einen Wärmespeicher aufweist. Mit einem solchen Wärmespeicher, auch „Regenerator" genannt und als solcher kennzeichnend für eine entsprechende, optimal ausgelegte Wärmepumpe, ist der regenerative Gaskreisprozess in seiner Funktion und Wirkung optimierbar, da der Regenerator als Speicher für überschüssige Wärme fungiert und einen Ausgleich zwischen unterschiedlichen Temperaturniveaus in einander benachbarten Teilvolumina des Prozessgases bewirkt.
Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der regenerative Gaskreisprozess ein Vuilleumier-Prozess ist. Dieser Prozess beruht darauf, dass die zum Pumpen der Wärme aufzuwendende Energie in Form von Wärme bereitgestellt wird. Mechanische Energie erfordert dieser Prozess nur insoweit, als das Gas innerhalb des geschlossenen Systems, in welches es eingeschlossen ist, verschoben werden muss. Entsprechende mechanische Einrichtungen müssen deshalb nur den Reibungswiderstand des strömenden Gases und die an ihnen selbst auftretende Reibung überwinden; der Einsatz mechanischer Energie ist deshalb nur sehr gering. Der Vuilleumier-Prozess ist deshalb nicht auf den Einsatz elektrischer Energie zum Betreiben des Gaskreisprozesses beschränkt; die Wärmeenergie kann bei Bedarf anderweit, zum Beispiel über einen Gas- oder Ölbrenner, bereitgestellt werden.
Als Alternative zum Vuilleumier-Prozess wird auch in Betracht gezogen, den regenerativen Gaskreisprozess als Stirling-Prozess auszubilden. In diesem Zusammenhang ist allerdings statt des Einsatzes von Wärmeenergie zum Betreiben des Gaskreisprozesses ein Einsatz von mechanischer Energie erforderlich. Allerdings kann dieser Einsatz mittels eines geeigneten Motors, insbesondere Elektromotors, erbracht werden, wobei keinerlei in einem Hausgerät ungeläufige Komponente zu Einsatz kommen müsste und grundsätzlich vorhandene Erfahrung genutzt werden kann.
Mit besonderem Vorzug ist die Behandlungskammer des erfindungsgemäßen Hausgeräts ausgebildet als drehbare Trommel, wobei jede hier beschriebene Weiterbildung der Erfindung zu dieser Ausbildung hinzutreten kann. Ebenfalls mit besonderem Vorzug ist das erfindungsgemäße Hausgerät ausgebildet als Wäschetrockner, wobei ebenfalls jede hier beschriebene Weiterbildung der Erfindung zu dieser Ausbildung hinzutreten kann.
Den hier im Einzelnen beschriebenen bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hausgeräts entsprechen bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt. Solche Weiterbildungen sind vorliegend unter Umständen nicht explizit oder detailliert beschrieben, müssen aber gleichwohl als dem Rahmen der Erfindung zugehörig betrachtet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung zeigt Funktionsskizzen, aus denen sich die vorliegend wesentlichen Merkmale ergeben. Zur Erschließung konkreter Ausführungsbeispiele aus diesen Funktionsskizzen wird auf die eingangs zitierten Dokumente des Standes der Technik, insbesondere die Schriften zu Wäschetrocknern und die Schrift von Dr. Hans-Detlev Kühl verwiesen. Im Einzelnen zeigen:
Fig. 1 ein Hausgerät mit einer Vuilleumier-Wärmepumpe; und
Fig. 2 ein Hausgerät mit einer Stirling-Wärmepumpe.
Einander entsprechende Merkmale der beiden Figuren tragen jeweils dasselbe Bezugszeichen.
Zur Erläuterung der Funktion der in den Figuren dargestellten Hausgeräte wird zunächst auf beide Figuren gemeinsam Bezug genommen.
Jede Figur zeigt ein Hausgerät 1 , und zwar einen Wäschetrockner 1 , bestimmt zum Trocknen eines feuchten Gutes 2, nämlich eines Wäschepostens 2. Das Hausgerät 1 hat einen im Wesentlichen geschlossenen Trockenluftkanal 3, in welchem ein Luftstrom geführt wird. Dazu wird der Luftstrom von einem Gebläse 4 angetrieben. Das feuchte Gut 2 ist in einer Behandlungskammer 5 angeordnet, welche Behandlungskammer 5 in bekannter Weise ausgebildet ist als drehbare Trommel 5. Nachdem der Luftstrom die Trommel 5 durchsetzt hat, gelangt er in Trockenluftkanal 3 zu einem ersten Wärmetauscher 6, welcher als Kondensator 6 fungiert. Darin wird der Luftstrom soweit abgekühlt, dass Feuchtigkeit, welche er in der Trommel 5 von dem feuchten Gut 2 aufgenommen hat, auskondensiert. Ein Feuchtigkeitsabscheider 7, welcher in den vorliegenden Ausführungsbeispielen dem Kondensator 6 nachgeordnet ist, dient zum Abscheiden der aus dem Luftstrom auskondensierten Feuchtigkeit von dem Luftstrom. Abgeschiedene Feuchtigkeit wird gesammelt und nach Beendigung des Trocknens des feuchten Gutes 2 entsorgt. Es entspricht herkömmlicher Praxis, den Kondensator 6 und den Feuchtigkeitsabscheider 7 mehr oder weniger in einem einzigen Bauteil zusammenzufassen; in den vorliegenden Figuren sind diese Komponenten vor allem der Klarheit halber separat gezeichnet. Hinter dem Kondensator 6 und dem Feuchtigkeitsabscheider 7 befindet sich im Trockenluftkanal 3 das erwähnte Gebläse 4, auf welches im Trockenluftkanal 3 ein zweiter Wärmetauscher 8 folgt, welcher ausgebildet ist als Heizer 8 für den Luftstrom. Nachdem der Luftstrom den zweiten Wärmetauscher 8 durchlaufen hat und dabei erwärmt wurde, gelangt er zurück in die Trommel 5, wo er aus dem feuchten Gut 2 erneut Feuchtigkeit aufnehmen kann.
In jedem Ausführungsbeispiel sind der erste Wärmetauscher 6 und der zweite Wärmetauscher 8 Bestandteile einer Wärmepumpe 6, 8 bis 19. Im Falle der Figur 1 handelt es sich um eine Vuilleumier-Wärmepumpe 6, 8 bis 19, im Falle der Figur 2 hingegen um eine Stirling-Wärmepumpe 6, 8, 9, 1 1 bis 15, 17 bis 19. Grundsätze und Ausführungsbeispiele solcher Wärmepumpen (wie auch anderer Wärmepumpen mit regenerativen Gaskreisprozessen) sind insbesondere der Schrift von Dr. Hans-Detlev Kühl entnehmbar, und auf diese Schrift wird diesbezüglich erneut Bezug genommen.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 , auf welches nunmehr allein Bezug genommen wird, kommt eine Vuilleumier-Wärmepumpe 6, 8 bis 19 zum Einsatz, welche nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird.
Die Wärmepumpe 6, 8 bis 19 beinhaltet einen Prozesskanal 9 in welchem ein geeignetes und bei den gegebenen Temperaturen möglichst weitgehend einem idealen Gas entsprechendes Prozessgas, namentlich Helium, eingeschlossen ist. Der Prozessgaskanal 9 hat ein erstes Ende an dem ersten Wärmetauscher 6, welcher auf einem niedrigem Temperaturniveau als Wärmesenke fungiert, wobei und indem er aus dem Luftstrom im Trockenluftkanal 3 Wärme aufnimmt, wie beschrieben. Im Inneren des Prozesskanals 9 befindet sich der zweite Wärmetauscher 8, welcher auf einem mittleren Temperaturniveau als Wärmequelle fungiert, wobei und indem er in beschriebener Weise dem Luftstrom im Trockenluftkanal 3 Wärme zuführt. An einem zweiten Ende des Prozessgaskanals 9 befindet sich ein Heizer 10, welcher elektrisch betrieben wird und das zu ihm gelangte Prozessgas auf ein hohes Temperaturniveau aufheizt. Die derart in das Prozessgas hinein gelangende Wärme ist diejenige Energie, welche den regenerativen Gaskreisprozess in dem Prozessgaskanal 9, vorliegend einen Vuilleumier-Prozess, antreibt. Zwischen dem ersten Wärmetauscher 6 und dem zweiten Wärmetauscher 8 weist der Prozessgaskanal 9 einen ersten Zylinder 1 1 auf, in welchem ein erster Kolben 12 beweglich ist. Parallel geschaltet zu dem ersten Zylinder 1 1 ist ein erster Regenerator 13, welcher ein von dem Prozessgas weitgehend frei durchströmbarer erster Wärmespeicher 13 ist. Indem der erste Kolben 12 bewegt wird, wird das Prozessgas durch den ersten Regenerator 13 hindurchgedrückt und kann so von dem ersten Wärmetauscher 6 zum zweiten Wärmetauscher 8 oder zurück transportiert werden. Dabei gibt es eventuelle überschüssige Wärme an den ersten Regenerator 13 ab oder nimmt eventuell fehlende Wärme aus diesem auf, je nachdem, in welcher Richtung es den ersten Regenerator 13 durchströmt.
Zwischen dem zweiten Wärmetauscher 8 und dem Heizer 10 weist der Prozessgaskanal 9 einen zweiten Zylinder 14 mit darin beweglichem zweitem Kolben 15 sowie, wiederum parallel geschaltet zu dem zweiten Zylinder 14, einen zweiten Regenerator 16 auf. Durch Verschieben des zweiten Kolbens 15 wird Prozessgas durch den Regenerator 16 vom dem zweiten Wärmetauscher 8 zum Heizer 10 oder zurück transportiert, wobei es wiederum überschüssige Wärme abgibt oder fehlende Wärme aufnimmt.
Zum Betreiben des Vuilleumier-Prozesses mit dem Prozessgas unbedingt erforderlich sich periodische, aufeinander abgestimmte und in wohlbestimmter Phasenbeziehung zueinander stehende Bewegungen des ersten Kolbens 12 und des zweiten Kolbens 15. Zu diesem Zweck sind ein erster Linearantrieb 17 für den ersten Kolben 12 und ein zweiter Linearantrieb 18 für den zweiten Kolben 15 vorgesehen, welche durch eine Steuereinrichtung 19 gesteuert werden und die Kolben 12 und 15 berührungslos verschieben. Dies ist insbesondere deshalb in günstiger Weise möglich, weil der Vuilleumier-Prozess ausschließlich mit der vom Heizer 10 gelieferten Wärmeenergie betrieben wird und das Einbringen mechanischer Energie über die Kolben 12 und 15 nur insoweit erforderlich ist, als das Prozessgas zwischen dem ersten Wärmetauscher 6, dem zweiten Wärmetauscher 8 und dem Heizer 10 hin und her befördert werden muss. Dabei müssen mehr oder weniger nur Trägheits- und Reibungskräfte des strömenden Prozessgases sowie der sich bewegenden Kolben 12 und 15 überwunden werden. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass die Linearantriebe 17 und 18 die Kolben 12 und 15 einander berühren; vielmehr ist es tatsächlich möglich, die Kolben 12 und 15 berührungsfrei durch die Linearantriebe 17 und 18 zu führen. Entsprechend ist es nicht erforderlich, bewegte Komponenten in gedichteter Weise aus dem Prozessgaskanal 9 herauszuführen; der Prozessgaskanal 9 bildet vielmehr eine in sich vollkommen geschlossene und insoweit starre Einheit, die dementsprechend einfach, zuverlässig und dauerhaft gedichtet werden kann - auch dann, wenn das Prozessgas unter einem Druck bis zu mehreren 100 bar steht. Für die Betriebssicherheit und auch die Langlebigkeit des Hausgerätes 1 ist dies von hoher Bedeutung.
Der Betrieb der Wärmepumpe 6, 8 bis 19 bei einem typischen Trocknungsprozess, für welchen eine Zeit in der Größenordnung einer Stunde anzusetzen wäre, erfolgt durch wiederholtes Verschieben des Prozessgases innerhalb des Prozessgaskanals 9, wobei die Kolben 12 und 15 zyklisch und zueinander phasenverschoben mit einer Periode in der Größenordnung einer Zehntelsekunde bewegt werden. Ein bevorzugtes Verhältnis zwischen der Dauer des Trocknungsprozesses und der Dauer der Periode des regenerativen Gasprozesses liegt damit zwischen 10.000 und 100.000, besonders bevorzugt zwischen 30.000 und 40.000.
Figur 2 zeigt ein Hausgerät 1 mit einer Stirling-Wärmepumpe 6, 8, 9, 1 1 bis 15, 17 bis 19 als Alternative zur Vuilleumier-Wärmepumpe 6, 8 bis 19. Im Vergleich zur Vuilleumier- Wärmepumpe 6, 8 bis 19 der Figur 1 fehlen der Stirling-Wärmepumpe 6, 8, 9, 1 1 bis 15, 17 bis 19 der Figur 2 der Heizer 10 und der zweite Regenerator 16. Außerdem ist der zweite Zylinder 14 nicht vollständig im Prozessgaskanal 9 enthalten, vielmehr endet der Prozessgaskanal 9 am zweiten Kolben 15 im zweiten Zylinder 14. Das dem zweiten Wärmetauscher 8 abgewandte Ende des zweiten Zylinders 14 ist offen. Ebenso wie in der Vuilleumier-Wärmepumpe 6, 8 bis 19 gemäß Figur 1 müssen die Kolben 12 und 15 in der Stirling-Wärmepumpe 6, 8, 9, 1 1 bis 15, 17 bis 19 gemäß Figur 2 periodisch, aufeinander abgestimmt und mit genau vorgegebener Phasenbeziehung zueinander bewegt werden, wozu wiederum Linearantriebe 17 und 18, gesteuert von einer Steuereinrichtung 19, vorgesehen sind.
Allerdings wird dem Stirling-Prozess die zu seinem Betrieb erforderliche Energie nicht als Wärmeenergie zugeführt, sondern als mechanische Energie - es ist diejenige Energie, welche mittels des zweiten Kolbens 15 aufgewendet wird, um das Prozessgas periodisch zu komprimieren und zu entspannen. Deshalb hat die Stirling-Wärmepumpe 6, 8, 9, 1 1 bis 15, 17 bis 19 keinen Heizer 10 wie die Vuilleumier-Wärmepumpe 6, 8 bis 19, und deshalb muss in der Stirling-Wärmepumpe 6, 8, 9, 1 1 bis 15, 17 bis 19 der zweite Linearantrieb 18 wesentlich leistungsfähiger sein als der zweite Linearantrieb 18 in der Vuilleumier- Wärmepumpe 6, 8 bis 19. Außerdem ist es erforderlich, dass der Prozessgaskanal 9 von dem zweiten Kolben 15 beweglich und unter dauernder Druckbelastung durch das Prozessgas praktisch frei von Leckage gedichtet wird. Auch dies erfordert einen unter Umständen erheblichen Mehraufwand.
Dem einfacheren grundsätzlichen Aufbau der Stirling-Wärmepumpe 6, 8, 9, 1 1 bis 15, 17 bis 19 stehen die geringeren mechanischen Anforderungen an den zweiten Linearantrieb 18 der Vuilleumier-Wärmepumpe 6, 8 bis 19 gegenüber, auch ist die Vuilleumier-Wärmepumpe 6, 8 bis 19 hinsichtlich der Erzeugung der zu ihren Betrieb notwendigen Wärmeenergie deutlich flexibler als die Stirling-Wärmepumpe 6, 8, 9, 11 bis 15, 17 bis 19.
In jedem Fall bieten das vorstehend beschriebene Hausgerät und seine bevorzugten Ausführungsformen mit dem Einsatz eines regenerativen Gaskreisprozesses die Möglichkeit der Verwendung eines unter Funktions- und Sicherheitsaspekten vollkommen unkritischen Arbeitsmittels. Außerdem können in der entsprechenden Wärmepumpe hohe Wärmepumpfaktoren bei niedrigen Temperaturniveaus erreicht werden. In der bevorzugten Ausführungsform mit Vuilleumier-Wärmepumpe kann bei einer möglichst hohen Temperaturdifferenz zwischen dem hohen und dem niedrigen Temperaturniveaus sowie einer vergleichsweise geringen Temperaturdifferenz zwischen den mittleren und dem niedrigen Temperaturniveaus eine hohe Leistungszahl der Wärmepumpe erreicht werden. Damit besteht die Möglichkeit, ein Hausgerät in Form eines Wäschetrockners zu schaffen, welchem eine Energieeffizienzklasse A zugeordnet werden kann. Entsprechende Kriterien können berücksichtigt werden durch die Wahl des Prozessgases und des Drucks, mit welchem dieses in der Wärmepumpe vorliegen muss. Auch die Gestaltung der Wärmespeicher in der Wärmepumpe kann deren betriebliche Eigenschaften günstig beeinflussen.
Mit der Erfindung wird die Anwendung eines regenerativen Gaskreisprozesses in einem Hausgerät zur Trocknung eines feuchten Gutes erschlossen, und damit ein neuer Weg zur Schaffung eines besonders energieeffizienten Hausgerätes geebnet.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Hausgerät
2 Feuchtes Gut, Wäscheposten
3 Trockenluftkanal
4 Gebläse
5 Behandlungskammer, Trommel
6 Erster Wärmetauscher, Kondensator
7 Feuchtigkeitsabscheider
8 Zweiter Wärmetauscher, Heizer
9 Prozessgaskanal
10 Heizer für Prozessgas
1 1 Erster Zylinder
12 Erster Kolben
13 Erster Wärmespeicher, erster Regenerator
14 Zweiter Zylinder
15 Zweiter Kolben
16 Zweiter Wärmespeicher oder zweiter Regenerator
17 Erster Linearantrieb
18 Zweiter Linearantrieb
19 Steuereinrichtung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Hausgerät (1 ) zum Trocknen eines feuchten Gutes (2) mittels eines in einem im wesentlichen geschlossenen Trockenluftkanal (3) führbaren, von einem Gebläse (4) antreibbaren Luftstroms, durch welchen Luftstrom eine Behandlungskammer (5) mit dem Gut (2), eine Kühlanordnung (6,7) zum Abkühlen des Luftstroms (3) und Auskondensieren von Feuchtigkeit aus dem Luftstrom nach Durchströmen der Behandlungskammer (5) und eine Heizanordnung (8) zum Erwärmen des Luftstroms vor Durchströmen der Behandlungskammer (5) durchströmbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlanordnung (6,7) einen ersten Wärmetauscher (6) aufweist, durch welchen Wärme aus dem Luftstrom einem in einem regenerativen Gaskreisprozess geführten Prozessgas zuführbar, und die Heizanordnung (8) einen zweiten Wärmetauscher (8) aufweist, durch welchen dem Luftstrom aus dem Prozessgas Wärme zuführbar ist.
2. Hausgerät nach Anspruch 1 , bei dem das Prozessgas Wasserstoff oder ein Edelgas, insbesondere Helium, ist.
3. Hausgerät (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem der erste Wärmetauscher (6) eingerichtet ist zu einem direkten Wärmetausch zwischen dem Luftstrom und dem Prozessgas.
4. Hausgerät (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem der zweite Wärmetauscher (8) eingerichtet ist zu einem direkten Wärmetausch zwischen dem Luftstrom und dem Prozessgas.
5. Hausgerät (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem der erste Wärmetauscher (6) und der zweite Wärmetauscher (8) die einzigen Wärmetauscher (6, 8) im Trockenluftkanal (3) sind.
6. Hausgerät (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, welches eine Wärmepumpe (6, 8 bis 19) zur Durchführung des regenerativen Gaskreisprozesses enthält, wobei der erste Wärmetauscher (6) und der zweite Wärmetauscher (8) zur Wärmepumpe (6, 8 bis 19) gehören.
7. Hausgerät (1 ) nach Anspruch 6, bei welchem die Wärmepumpe (6, 8 bis 19) zwei in jeweils einem Zylinder (1 1 , 14) bewegbare Kolben (12, 15) zum zyklischen Verschieben des Prozessgases aufweist.
8. Hausgerät (1 ) nach einem der Ansprüche 6 und 7, bei dem die Wärmepumpe (6, 8 bis 19) einen Prozessgaskanal (9) aufweist, durch welchen das Prozessgas verschiebbar ist, wobei der Prozessgaskanal (9) zumindest einen Wärmespeicher (13, 16) aufweist.
9. Hausgerät (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem die Wärmepumpe (6, 8 bis 19) ausgebildet ist zum Betrieb in einem Vuilleumier-Prozess.
10. Hausgerät (1 ) nach Anspruch 9, bei der die Wärmepumpe (6, 8 bis 19) eine elektrische Heizung (10) für das Prozessgas aufweist.
1 1. Hausgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Wärmepumpe (6, 8 bis 19) ausgebildet ist zum Betrieb in einem Stirling-Prozess.
12. Hausgerät (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem die Behandlungskammer (5) eine drehbare Trommel (5) ist.
13. Hausgerät (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, welches als Wäschetrockner (1 ) ausgebildet ist.
14. Verfahren zum Trocknen eines feuchten Gutes (2) mittels eines in einem im wesentlichen geschlossenen Trockenluftkanal (3) geführten, von einem Gebläse (4) angetriebenen Luftstroms, durch welchen Luftstrom eine Behandlungskammer (5) mit dem Gut (2), eine Kühlanordnung (6,7) zum Abkühlen des Luftstroms (3) und Auskondensieren von Feuchtigkeit aus dem Luftstrom nach Durchströmen der Behandlungskammer (5) und eine Heizanordnung (8) zum Erwärmen des Luftstroms vor Durchströmen der Behandlungskammer (5) durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kühlanordnung (6,7) Wärme aus dem Luftstrom einem in einem regenerativen Gaskreisprozess geführten Prozessgas zugeführt, und in der Heizanordnung (8,9) Wärme aus dem Prozessgas dem Luftstrom zugeführt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der regenerative Gaskreisprozess ein Vuilleumier-Prozess ist.
16. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der regenerative Gaskreisprozess ein Stirling- Prozess ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem der regenerative Gaskreisprozess mit einer bestimmten Periode zyklisch wiederholt wird, und bei dem eine Dauer für einen typischen Trocknungsprozess vorgegeben ist, wobei ein Verhältnis zwischen der Dauer und der Periode zwischen 10.000 und 100.000 liegt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Verhältnis zwischen 30.000 und 40.000 liegt.
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