WO2013167486A2 - Verfahren zum betrieb eines trockners mit variabler motordrehzahl während einer aufheizphase sowie hierfür geeigneter trockner - Google Patents

Verfahren zum betrieb eines trockners mit variabler motordrehzahl während einer aufheizphase sowie hierfür geeigneter trockner Download PDF

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Uwe-Jens Krausch
Günter Steffens
Andreas Stolze
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a dryer with a variable engine speed in a heating phase, and to a dryer suitable for carrying out this method.
  • the invention relates in particular to a method for operating a dryer with a control device, a drum for items to be dried, a process air duct in which a process air blower for the transport of the process air and a heater for heating the process air, and with a variable-speed motor, the the process air blower drives, the method comprising a heating phase, a quasi-stationary drying phase and a cooling phase and wherein the motor is operated in the heating phase at a variable speed, and a particularly suitable for carrying out this method dryer.
  • process air In a dryer, air (so-called "process air”) is passed through a process air blower via a heater into a drying chamber containing the laundry items to be dried, generally a drum.
  • the hot process air absorbs moisture from the laundry items to be dried
  • a condensation dryer on the other hand, the moist, warm process air, after passing through the drum, is channeled into a heat exchanger, which is usually preceded by a lint filter a heat pump or air-air heat exchanger), the moist, warm process air is cooled, so that the moisture contained in it condenses.
  • the water (condensate) obtained is then usually collected in a suitable container and the cooled and dried process air again the heating and on closing fed to the drum.
  • the drying process in tumble dryers is generally divided into three phases.
  • a heating phase first takes place during which the temperature of the process air rises until a certain temperature value is reached.
  • a quasi-stationary drying phase in which the temperature of the process air is substantially is constant.
  • the drying process is then completed with a cooling phase in which the heating is generally switched off.
  • the process air blower generally remains switched on during the cooling phase in order to exploit the residual thermal energy still present in the drum and process air duct.
  • Patent EP 1 775 368 B1 discloses a tumble dryer with an asynchronous three-phase motor which drives the drum and an electronic commutation motor, in particular of the permanent magnet type, which drives the process air blower.
  • the process air volume flow is adjusted via the speed of the process air blower. This ensures that during a first drying phase, the process air volume flow is higher than during a second drying phase.
  • the process air blower is operated at a high speed so that the process air absorbs a large amount of heat energy from the heater and transports it into the drum.
  • JP 2009 0661 13 A describes a clothes dryer which is equipped with control measures for the process air blower such that the process air blower is operated at a comparatively high speed for a predetermined time from the start of the drying process. In the subsequent phase, the process air blower is then operated at a lower speed. Thus, in the first drying phase, a large amount of heated air can be transported to the inside of the drying chamber to improve the heating properties.
  • DE 10 2009 026 649 A1 discloses a method for controlling a drying process in a household appliance, in which the transition from the heating phase to the quasi-stationary drying phase is to be accelerated by the fact that the process air blower is to be operated at a higher speed at least temporarily during the heating phase in the quasi-stationary drying phase.
  • DE 10 196 13 310 A1 describes a method for drying laundry in a dryer with a drying chamber, in which is conveyed by a fan and heated by a heating process air, and with a device for measuring the process air temperature, wherein at least in a program section With constant heating power, the process air temperature is regulated by changing the speed of the fan. In particular, if the process air temperature is too low and the heating power is constant, the fan speed is reduced and, if the process air temperature is too high, the fan speed is increased at a constant heat output.
  • DE 10 2006 051 505 A1 describes a method for operating a domestic appliance for the care of laundry items, in which a heat pump of the domestic appliance is activated and electrically supplied with energy for drying the laundry items, and a process air stream flowing to the heat pump is generated during a drying process the process air flow is generated clocked during a first process phase of the drying process.
  • the clocked generation of the process air flow is carried out during a heating phase at the beginning of the drying process.
  • the clocking is effected by switching the blower on and off.
  • EP 1 688 532 B1 describes a method for controlling the operation of an automatic clothes dryer according to a drying cycle, comprising a drying chamber and an air flow system comprising a motor and a fan operated by the engine, the method comprising:
  • Adjusting the engine speed so that the airflow through the airflow system approaches the desired airflow comprises setting a controlled engine speed as the engine speed and operating the engine at the controlled engine speed.
  • the motor of the fan is a variable speed motor which can rotate within a preselected range of angular speeds, preferably a brushless permanent magnet (BPM) motor.
  • BPM brushless permanent magnet
  • the invention thus relates to a method for operating a dryer with a control device, a drum for items to be dried, a process air duct in which a process air blower for the transport of the process air and a heater for heating the process air, and with a variable speed motor, which drives the process air blower, the method comprising a heating phase, a quasi- stationary drying phase and a cooling phase and wherein during the heating phase in at least a period of time, the process air blower is operated at a reduced speed ⁇ 2 by the motor is operated at a reduced speed a 2 , and the variable speed motor is a brushless DC motor, in addition to the Drum drives.
  • Dryer here means in particular a dryer for items of laundry, wherein the type of clothes dryer is not restricted according to the invention and may also include washer-dryer, so household appliances for washing and drying laundry.
  • exhaust air dryers and condensation dryers are meant, with condensation dryers being preferred according to the invention.
  • Vehicle speed engine herein means that the speed of the engine may be varied during the process of the invention.
  • the heating phase is generally the first phase of the drying process. During the heating phase, the heating increasingly heats the process air.
  • the transition between a heating phase and a quasi-stationary drying phase is generally characterized by the attainment of a predetermined temperature T set of the process air temperature. This can be, for example, the temperature at which a temporal change in the temperature of the process air reaches a minimum.
  • T set of the process air temperature. This can be, for example, the temperature at which a temporal change in the temperature of the process air reaches a minimum.
  • T set the temperature at which a temporal change in the temperature of the process air reaches a minimum.
  • Reduced speed a 2 or ⁇ 2 here generally means a reduced speed in comparison to the average speed CH or ⁇ - ⁇ during the quasi-stationary drying phase.
  • the quasi-stationary drying phase is in this case the phase of the drying process in which a certain value of the process air temperature T set has already been reached and in which the main drying process of the laundry takes place at an approximately constant process air temperature.
  • the quasi-stationary drying phase is generally followed by the cooling phase.
  • a reduction of the speed ⁇ of the variable-speed motor causes in the inventive method, a reduction of the speed ⁇ of the process air blower.
  • the speed of the motor largely corresponds to the speed of the process air blower.
  • the process air blower is operated at a reduced rotational speed in at least one period of time by operating the engine at a reduced rotational speed a 2 .
  • This at least one period of time is above all longer than the start-up phase of the engine.
  • the start-up phase of the motor is understood here to be the time required by the engine for its own engine characteristic in order to reach a predetermined speed as quickly as possible from standstill ("zero".) As a rule, such a start-up phase is part of each heating phase.
  • the period of time according to the invention in which the process air blower is operated at a reduced speed in the heating phase is of longer duration than the period of time according to the invention the start-up phase of the engine.
  • the speed-variable motor used in the method according to the invention is a brushless DC motor.
  • Brushless DC motors have a relatively high efficiency and are therefore very energy efficient.
  • the speed of the process air blower can be set as desired without much effort by such a motor.
  • the inertia of the rotor of BLDC motors is comparatively low, so that a good dynamic characteristic is achieved.
  • brushless motors are relatively low maintenance, since there are no brushes as wearing parts. This extends the life of the engine and thus of the dryer.
  • Such moto Ren can also be installed in hard to reach places.
  • the ratio of output power to size is particularly high in BLDC motors, which means that the space requirement can be comparatively low.
  • the variable-speed motor additionally drives the drum.
  • a lower drum speed is caused by the lower engine speed in the heating phase.
  • the rotational speed of the drum is preferably substantially lower than the rotational speed of the engine, which can be achieved by a strong reduction. This can be done for example in the ratio 1: 55, so that the drum at a speed of the engine, for example, 2750 U / min has a speed of only 50 U / min.
  • the drive power for the drum is reduced in this mode of operation in the heating phase, which additionally saves energy.
  • the rotational speed of the engine is adapted to the maximum permissible process air temperature T max .
  • T max the maximum permissible process air temperature
  • This can be done by measuring the current process air temperature with a temperature sensor and reducing the heating power and the engine speed when a threshold value stored or determined in the control device is exceeded.
  • the process air temperature is preferably measured at a drum inlet and / or a drum outlet.
  • the process air blower is operated with a relation to the quasi-stationary drying phase reduced speed by the engine is operated at a reduced speed. In this way, in the last drying phase, in which the heating is switched off, an even in the drum and process channel existing residual heat is optimally utilized and thus also saves energy.
  • a dryer which has a heat exchanger. It is then preferred that a cooling medium is passed through the heat exchanger during a drying process.
  • the cooling medium may be, for example, the refrigerant of a heat pump or cooling air of an air-to-air heat exchanger.
  • an air-air heat exchanger is preferably used, so that the cooling medium is preferably cooling air.
  • a cooling air duct is then present in the heat exchanger, is passed through the air, in particular from a storage room of the dryer, as a cooling medium by means of a cooling air blower.
  • the cooling-air blower preferably has a preferred direction of rotation.
  • the cooling air is then passed through the cooling air duct, that the cooling air blower is operated by the speed of the cooling air blower is less in the heating phase than in the quasi-stationary dry phase.
  • the variable-speed motor additionally drives a cooling-air fan in a cooling-air duct of an air-to-air heat exchanger.
  • the speed of the engine largely corresponds to the speed of the cooling air blower.
  • a reduced speed a 2 of the motor lies in a speed range from 1800 rpm to 2500 rpm.
  • the speed ⁇ 2 of the process air blower and possibly the cooling air blower is preferably in the speed range from 1800 rev / min to 2500 rev / min.
  • Particularly preferred here is a speed range from 2200 rpm to 2500 rpm, in particular when the engine drives the drum in addition to the process air gear, in order to ensure as uniform a loading of the laundry with process air as possible.
  • the at least one period in which the process air blower is operated at a reduced rotation speed ⁇ 2 by operating the motor at a reduced rotation speed a 2 is constant and predetermined in the control program for a drying program.
  • a value for a time tstart is deposited, to which the above-mentioned period begins, and a value At, which indicates the duration of the period.
  • the value tstart is preferably specified as a function of the time of program start t 0 .
  • the time tstart is identical to the program start t 0 .
  • This embodiment has the advantage that the determination of the above-mentioned period of time can be carried out in a simple manner independently of other parameters which, for example, would have to be measured first using special sensors.
  • the temperature of the process air and / or a loading of the drum with laundry items are taken into account.
  • the temperature of the process air should preferably not exceed a predetermined upper limit T max .
  • This upper limit generally differs for laundry items of different types, with the upper limit of the temperature T max being generally lower for delicate laundry items.
  • the speeds a 2 and ⁇ 2 are set as a function of a temperature of the process air measured with a temperature sensor and / or a loading of the drum.
  • the at least one time period in which the process air blower is operated at a reduced rotational speed by operating the engine at a reduced rotational speed is preferably determined as a function of the temperature of the process air.
  • the dryer has at least one temperature sensor arranged in the process air circuit. This temperature sensor is preferably at the drum entrance, i. at the point where the process air from the process air duct passes into the drum, or at the drum exit, i. at the point at which the process air from the drum in the process air passage passes arranged.
  • the temperature sensor may be an NTC temperature sensor, but according to the invention there are no limits to the type of temperature sensor.
  • the engine and thus also the process air blower can be operated at a reduced speed until the measured temperature exceeds a certain threshold.
  • the period of reduced engine speed can be determined not only as a function of individual temperature values, but also as a function of a temperature profile. This embodiment is particularly preferred because the heating phase is completed when a certain threshold of the process air temperature is reached.
  • the at least one period in which the process air blower is operated at a reduced speed by operating the motor at a reduced speed, depending on the load of the dryer is determined.
  • the loading of the dryer can be determined by means of various parameters, for example by evaluating the weight of the drum, moisture contentV-course in the laundry and load of the motor, for example, depending on engine speed and / or engine torque.
  • different speed profiles of the engine for different loads can be stored in the control device, which are then used accordingly in the process in order to achieve an optimal result.
  • a speed reduction and / or a duration of the abovementioned period of reduced engine speed can also be determined jointly as a function of temperature and load. This allows a particularly good adaptation to the current state of drying and thus a particularly energy-saving process.
  • the value for the reduced speed (at a constant reduced speed) or the course of the value of the reduced speed over the time period as a function of the temperature and / or the loading can be advantageously determined.
  • the speed e.g. is reduced to a minimum, i. faster heating, to achieve process air volume flow.
  • the speed of the process air blower can be reduced less with a strong increase in temperature.
  • the speed in the heating phase can be reduced less.
  • the engine speed ⁇ can be reduced in various ways in the context of the invention in the heating phase.
  • the speed is lowered to a constant value, which is below the average speed ⁇ during the quasi-stationary drying phase.
  • the speed of the motor increases during the duration of the heating phase, in particular increases continuously.
  • the speed may increase with time in accordance with a so-called "ramp.”
  • This increase in speed may be incremental or continuous, for example, the speed of the motor may be from program start to reach the set temperature T set , ie, increase continuously until the end of the heating phase, for example, up to the provided for the quasi-stationary drying phase speed value.
  • changing intervals of lower and higher reduced speeds are possible.
  • the engine is operated only in one direction of rotation during an entire drying program. In this way, caused by a change of direction wear and extensions of the drying program can be avoided.
  • the method according to the invention is in the quasi-stationary drying phase of the variable speed motor with a mean speed ⁇ and the process air blower operated at a medium speed ooi and during the cooling phase, at least temporarily the engine with a speed a 3 less than CH and the process air blower with a Speed ⁇ 3 operated smaller than ooi.
  • the process air gradually cools down. It is therefore preferred that the rotational speeds a 3 and ⁇ 3 decrease continuously during the cooling phase.
  • a time-dependent speed profile for the engine and the process air blower can advantageously be provided for the heating phase and preferably stored in the control device of the dryer.
  • the invention also provides a dryer with a control device, a drum for items to be dried, a process air duct in which a process air blower for the transport of the process air and a heater for heating the process air are located, and with a variable-speed motor, the The brushless DC motor which drives the process air blower, wherein the control device for carrying out a method comprising a heating phase, a quasi-stationary drying phase and a cooling phase and wherein during the heating phase in at least one time period, the process air blower with a reduced compared to the quasi-stationary drying phase speed ⁇ 2 is operated by the motor is operated at a reduced speed a 2 and the variable-speed motor additionally drives the drum, is set up.
  • the dryer according to the invention can be designed as a pure dryer, but also as a washer-dryer.
  • a washer-dryer is here understood to mean a combination appliance which has a washing function for washing laundry and a drying function for drying wet laundry.
  • the variable speed motor according to the invention is a BLCD motor.
  • a BLDC motor is a brushless DC motor, in which the usual mechanical commutator with brushes for power application is replaced by an electronic drive circuit.
  • the rotor is realized with a permanent magnet and the fixed stator comprises coils that are controlled by an electronic circuit offset in time to create a rotating field, which generates a torque at the permanent magnet rotor.
  • the electronic commutation dependent on the rotor position, the rotor speed and the torque.
  • a sensor-controlled and a sensorless commutation are used to detect the rotor position and speed.
  • a BLDC motor as a motor allows a change in the speed in a simple manner and in particular a high speed.
  • a speed a 2 of the motor in the heating phase can be set in a simple manner, which is smaller than a rotational speed ⁇ in the quasi-stationary drying phase.
  • a higher energy efficiency compared to other electric motors is given.
  • the dryer also has a display device for different states of the dryer.
  • a display device for different states of the dryer.
  • an optical display device is preferably used.
  • the display device can give information about the operation of the dryer, for example, by outputting a text or by lighting different colored light emitting diodes, for example via the course of a method according to the invention with an optimized heating phase of the dryer.
  • the dryer according to the invention preferably has a heat exchanger, which is particularly preferably an air-to-air heat exchanger.
  • the dryer therefore has an air-to-air heat exchanger with a cooling air duct, in which a cooling air blower is arranged, which is driven by the variable-speed drive motor.
  • the dryer in the process air duct preferably has at least one temperature sensor. It is particularly preferred that the at least one temperature sensor is arranged on the drum inlet or drum outlet.
  • the motor additionally drives the drum.
  • the motor additionally drives the cooling air blower.
  • the heater is in particular an electric heater or a gas heater, wherein an electric heater is preferably used.
  • the invention has several advantages. In particular, can be shortened by the faster heating of the lower process air volume flow, the drying time and energy saved. In particular, the energy saving is further enhanced by the lower engine speed. In addition, a reduction in engine speed also means a quieter drying process, which is also desired by users. Last but not least, the reduced drum speed also results in a gentler treatment of the laundry.
  • the figure shows a vertical section through a dryer, which is designed as a condensation dryer, wherein the arrows indicate the flow direction of the process air.
  • the dryer 1 shown has a rotatable about a horizontal axis of the drum 3 for receiving to be dried, not shown, laundry items.
  • drivers 5 are mounted for moving laundry during a drum rotation.
  • the process air is guided in the process air duct 2 by means of a process air blower 6 through an air-air heat exchanger 14 and an electric heater 4 through the drum 3. In this case, heated by the electric heater 4 heated air through the drum inlet 19 from the rear, i. from the door 12 opposite side of the drum 3, passed through the perforated bottom in the drum 3.
  • the process air laden with moisture flows through the filling opening of the drum 3 through a lint 1 1 inside a door 12 closing the filling opening.
  • the process air flow in the door 12 is then deflected downwards through the drum outlet 18 into the process air duct 2 and directed to the air-to-air heat exchanger 14, can be transported by the cooling air in a cooling air passage 15 by means of a cooling air blower 16.
  • a cooling air blower 16 In the air-air heat exchanger 14 condenses due to cooling a more or less large part of the process air from the laundry absorbed moisture and is collected in a condensate pan 17.
  • the control of the dryer via a control device 8, which can be controlled by the user via an operating unit 7.
  • Two temperature sensors 9, 10, a temperature sensor 9 at the drum outlet 18 and a temperature sensor 10 at the drum inlet 19 are connected to the control device 8.
  • the process air blower 6, the cooling air blower 16 and the drum 3 are driven by the variable speed motor 13.
  • the motor 13 is a brushless DC motor (BLDC).
  • BLDC brushless DC motor
  • the drum is heavily stocked, for example in the ratio 1: 55, whereas process air and cooling air blowers are not stocky but are driven by the engine in a ratio of 1: 1.
  • a method according to the invention When carrying out a method according to the invention, in this embodiment first of all by a common method, e.g. a determination of the increase in weight of the drum 3, a loading of the drum 3 determined with laundry. Subsequently, a threshold value of the process air temperature and / or a speed profile for the speed curve in the heating phase with respect to a stored in the control device 8 relationship with the load set.
  • a threshold value of the process air temperature and / or a speed profile for the speed curve in the heating phase with respect to a stored in the control device 8 relationship with the load set.
  • the speed of the motor is increased, for example, continuously over a certain period of time or until reaching a predetermined temperature value T set the process air temperature, ie a threshold value according to the speed profile.
  • T set the process air temperature
  • the temperature T of the process air is measured when carrying out the method.
  • the drying process occurs over of the heating phase in the quasi-stationary drying phase.
  • the speed of the motor is adjusted to a maximum permissible process air temperature.
  • the control device 8 is used.
  • the heating power of the heater 4 is reduced and the speed of the drive motor 13 is lowered below its average speed a 3 during the quasi-stationary drying phase.
  • the average speed of the motor 13 may be 2750 rpm, which is then lowered to 2200 rpm when the first threshold T max1 is exceeded . If the process air temperature then drops again below a second threshold T max2 with T max2 ⁇ T max1 due to the shutdown of the heater 4, the heating power is increased again and the engine speed ⁇ is increased again.
  • variable speed motor in particular BLDC motor

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners (1) mit einer Steuervorrichtung (8), einer Trommel (3) für zu trocknende Wäschestücke, einem Prozessluftkanal (2), in dem sich ein Prozessluftgebläse (6) für die Beförderung der Prozessluft und eine Heizung (4) zur Erwärmung der Prozessluft befinden, und mit einem drehzahlvariablen Motor (13), der das Prozessluftgebläse (6) antreibt, wobei das Verfahren eine Aufheizphase, eine quasistationäre Trocknungsphase und eine Abkühlphase umfasst und wobei während der Aufheizphase in mindestens einem Zeitabschnitt das Prozessluftgebläse (6) mit einer gegenüber der quasistationären Trocknungsphase reduzierten Drehzahl ω2 betrieben wird, indem der Motor (13) mit einer reduzierten Drehzahl α2 betrieben wird, und der drehzahlvariable Motor (13) ein bürstenloser Gleichstrommotor ist, der zusätzlich die Trommel (3) antreibt. Die Erfindung betrifft außerdem einen zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Trockner.

Description

Verfahren zum Betrieb eines Trockners mit variabler
Motordrehzahl während einer Aufheizphase, sowie hierfür geeigneter Trockner Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners mit variabler Motordrehzahl in einer Aufheizphase sowie einen zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Trockner. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners mit einer Steuervorrichtung, einer Trommel für zu trocknende Wäschestücke, einem Prozessluftkanal, in dem sich ein Prozessluftgebläse für die Beförderung der Prozessluft und eine Heizung zur Erwärmung der Prozessluft befinden, und mit einem drehzahlvariablen Motor, der das Prozessluftgebläse antreibt, wobei das Verfahren eine Aufheizphase, eine quasistationäre Trocknungsphase und eine Abkühlphase umfasst und wobei der Motor in der Aufheizphase mit einer variablen Drehzahl betrieben wird, sowie einen zur Durchführung dieses Verfahrens besonders geeigneten Trockner.
In einem Trockner wird Luft (so genannte„Prozessluft") durch ein Prozessluftgebläse über eine Heizung in eine Trocknungskammer, welche die zu trocknenden Wäschestücke enthält, im Allgemeinen eine Trommel, geleitet. Die heiße Prozessluft nimmt Feuchtigkeit aus den zu trocknenden Wäschestücken auf. Dabei wird in einem Ablufttrockner die feucht- warme Prozessluft nach außen geleitet, beispielsweise in einen Aufstellraum. In einem Kondensationstrockner wird dagegen die feuchtwarme Prozessluft nach Durchgang durch die Trommel in einen Wärmetauscher geleitet, dem in der Regel ein Flusenfilter vorgeschaltet ist. In diesem Wärmetauscher (z.B. Wärmesenke einer Wärmepumpe oder Luft-Luft-Wärmetauscher) wird die feuchtwarme Prozessluft abgekühlt, so dass die in ihr enthaltene Feuchtigkeit kondensiert. Das dabei erhaltene Wasser (Kondensat) wird anschließend in der Regel in einem geeigneten Behälter gesammelt und die abgekühlte und getrocknete Prozessluft erneut der Heizung und anschließend der Trommel zugeführt. Der Trocknungsprozess bei Wäschetrocknern wird im Allgemeinen in drei Phasen unterteilt. Dabei findet zuerst eine Aufheizphase statt, während der die Temperatur der Prozessluft ansteigt, bis ein bestimmter Temperaturwert erreicht wird. Darauf folgt eine quasistationäre Trocknungsphase, in der die Temperatur der Prozessluft im Wesentlichen konstant ist. Während dieser Phase erfolgt die hauptsächliche Trocknung der Wäschestücke. Der Trocknungsprozess wird dann mit einer Abkühlphase abgeschlossen, in der die Heizung im Allgemeinen abgeschaltet wird. Das Prozessluftgebläse bleibt während der Abkühlphase im Allgemeinen angeschaltet, um die in Trommel und Prozessluftkanal noch vorhandene thermische Restenergie auszunutzen.
Solche Trocknungsprozesse sind sehr energieaufwendig. Somit ist es von großem Interesse, den Energieverbrauch von Trocknern zu senken, um Kosten zu sparen und die Umwelt zu schonen. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, die Aufheizphase, die gegenüber der darauffolgenden quasistationären Trocknungsphase in Hinblick auf den Energieverbrauch und die erzielte Trocknung von feuchten Wäschestücken ineffizienter ist, möglichst schnell abzuschließen.
Die Patentschrift EP 1 775 368 B1 offenbart einen Wäschetrockner mit einem asynchro- nen Dreiphasenmotor, der die Trommel antreibt, und einem elektronischen Kommutierungsmotor, insbesondere vom Permanentmagnet-Typ, der das Prozessluftgebläse antreibt. Bei einem entsprechenden Trocknungsverfahren wird der Prozessluft-Volumenstrom über die Geschwindigkeit des Prozessluftgebläses angepasst. Dadurch wird erreicht, dass während einer ersten Trocknungsphase der Prozessluft-Volumenstrom höher ist als während einer zweiten Trocknungsphase. Insbesondere wird während der initialen Trocknungsphase das Prozessluftgebläse mit einer hohen Geschwindigkeit betrieben, damit die Prozessluft eine große Menge Wärmeenergie von der Heizung aufnimmt und diese in die Trommel transportiert. Die JP 2009 0661 13 A beschreibt einen Wäschetrockner, der mit Kontrollmaßnahmen für das Prozessluftgebläse derart ausgestattet ist, dass das Prozessluftgebläse für eine vorbestimmte Zeit vom Start des Trocknungsprozesses an mit einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit betrieben wird. In der darauffolgenden Phase wird das Prozessluftgebläse dann mit einer geringeren Geschwindigkeit betrieben. Somit kann in der ersten Trocknungsphase eine große Menge erwärmter Luft in das Innere der Trocknungskammer transportiert werden, um die Aufheizeigenschaften zu verbessern. Die DE 10 2009 026 649 A1 offenbart ein Verfahren zum Steuern eines Trocknungsprozesses in einem Hausgerät, bei dem der Übergang von der Aufheizphase in die quasistationäre Trocknungsphase dadurch beschleunigt werden soll, dass das Prozessluftgebläse in der Aufheizphase zumindest zeitweise mit einer höheren Drehzahl betrieben werden soll als in der quasistationären Trocknungsphase.
Somit wird in den bekannten Wäschetrocknungsverfahren regelmäßig das Prozessluftgebläse in der Aufheizphase mit einer höheren Drehzahl als in der darauffolgenden quasistationären Trocknungsphase betrieben. Dies hat jedoch den Nachteil, dass ein sehr gro- ßer Prozessluft-Volumenstrom verwendet wird, dessen Temperatur nur langsam ansteigt. Somit setzt auch die Verdampfung der Feuchtigkeit in der Wäsche nur langsam ein. Zusätzlich wird durch eine erhöhte Drehzahl auch mehr Energie verbraucht und der Trockner ist zudem durch die erhöhte Drehzahl vergleichsweise laut. Die DE 10 196 13 310 A1 beschreibt ein Verfahren zum Trocknen von Wäsche in einem Trockner mit einer Trockenkammer, in welche von einem Gebläse geförderte und durch eine Heizung erwärmte Prozessluft eingeleitet wird, und mit einer Vorrichtung zur Messung der Prozesslufttemperatur, wobei mindestens in einem Programmabschnitt bei konstanter Heizleistung eine Regelung der Prozesslufttemperatur durch Änderung der Dreh- zahl des Gebläses erfolgt. Insbesondere wird bei zu niedriger Prozesslufttemperatur bei konstanter Heizleistung die Gebläsedrehzahl verringert und bei zu hoher Prozesslufttemperatur die Gebläsedrehzahl bei konstanter Heizleistung erhöht.
Die DE 10 2006 051 505 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Hausgerätes zur Pflege von Wäschestücken, bei welchem zum Trocknen der Wäschestücke eine Wärmepumpe des Hausgeräts aktiviert und elektrisch mit Energie versorgt wird, und ein zur Wärmepumpe strömender Prozessluftstrom während eines Trocknungsprozesses erzeugt wird, wobei der Prozessluftstrom während einer ersten Prozessphase des Trocknungsprozesses getaktet erzeugt wird. Bevorzugt wird die getaktete Erzeugung des Pro- zessluftstroms während einer Aufheizphase zu Beginn des Trocknungsprozesses durchgeführt. Das Takten wird durch Ein- und Ausschalten des eingesetzten Gebläses bewirkt. Die EP 1 688 532 B1 beschreibt ein Verfahren zum Steuern des Betriebes eines automatischen Wäschetrockners gemäß einem Trockenzyklus, umfassend eine Trockenkammer und ein Luftflusssystem, umfassend einen Motor und ein durch den Motor betriebenes Gebläse, wobei das Verfahren umfasst:
- Bestimmen des Luftflusses durch das Luftflusssystem,
- Vergleichen des bestimmten Luftflusses mit einem Soll-Luftfluss,
- Anpassen der Motorgeschwindigkeit, so dass sich der Luftfluss durch das Luftflusssystem dem Soll-Luftfluss nähert, wobei das Anpassen der Motorgeschwindigkeit ein Festlegen einer gesteuerten Motorgeschwindigkeit als die Motorgeschwindigkeit und ein Betreiben des Motors mit der gesteuerten Motorgeschwindigkeit umfasst.
Dabei ist der Motor des Gebläses ein Motor mit variabler Geschwindigkeit, der innerhalb eines vorgewählten Bereiches von Winkelgeschwindigkeiten drehen kann, vorzugsweise ein bürstenloser Permanentmagnet (BPM)-Motor. Die Verwendung verschiedener Moto- ren zum Antrieb von Trommel und Prozessluftgebläses wird als wesentlich angesehen.
Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners mit variabler Motordrehzahl während der Aufheizphase bereitzustellen, das die Nachteile der bekannten Wäschetrocknungsverfahren überwindet. Auf- gäbe der Erfindung war es außerdem, einen hierfür geeigneten Trockner bereitzustellen.
Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch ein Verfahren mit den Merkmalen des entsprechenden unabhängigen Patentanspruchs sowie durch einen Trockner des entsprechenden unabhängigen Patentanspruchs. Bevorzugte Ausfüh- rungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in entsprechenden abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Trockners und umgekehrt, auch wenn dies hierin nicht explizit festgestellt ist. Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners mit einer Steuervorrichtung, einer Trommel für zu trocknende Wäschestücke, einem Prozessluftkanal, in dem sich ein Prozessluftgebläse für die Beförderung der Prozessluft und eine Heizung zur Erwärmung der Prozessluft befinden, und mit einem drehzahlvariablen Motor, der das Prozessluftgebläse antreibt, wobei das Verfahren eine Aufheizphase, eine quasi- stationäre Trocknungsphase und eine Abkühlphase umfasst und wobei während der Aufheizphase in mindestens einem Zeitabschnitt das Prozessluftgebläse mit einer reduzierten Drehzahl ω2 betrieben wird, indem der Motor mit einer reduzierten Drehzahl a2 betrieben wird, und der drehzahlvariable Motor ein bürstenloser Gleichstrommotor ist, der zusätzlich die Trommel antreibt.
Trockner bedeutet hierin insbesondere einen Trockner für Wäschestücke, wobei die Art des Wäschetrockners erfindungsgemäß nicht eingeschränkt ist und auch Waschtrockner, also Haushaltsgeräte zum Waschen und Trocknen von Wäsche, umfassen kann. Insbe- sondere sind Ablufttrockner und Kondensationstrockner gemeint, wobei Kondensationstrockner erfindungsgemäß bevorzugt sind.
„Drehzahlvariabler Motor" bedeutet hierin, dass die Drehzahl des Motors während des erfindungsgemäßen Verfahrens variiert werden kann.
Die Aufheizphase ist im Allgemeinen die erste Phase des Trocknungsprozesses. Während der Aufheizphase erwärmt die Heizung zunehmend die Prozessluft. Der Übergang zwischen einer Aufheizphase und einer quasistationären Trocknungsphase ist im Allgemeinen durch das Erreichen einer vorgegebenen Temperatur Tset der Prozesslufttempe- ratur charakterisiert. Dies kann beispielsweise die Temperatur sein, bei der eine zeitliche Änderung der Temperatur der Prozessluft ein Minimum erreicht. Somit endet die Aufheizphase, wenn ein bestimmter Wert der Prozesslufttemperatur erreicht ist oder nach einem vorbestimmten Zeitabschnitt, nach dem erfahrungsgemäß im Wesentlichen eine vorgegebene Temperatur Tset erreicht ist.
Reduzierte Drehzahl a2 bzw. ω2 bedeutet hierin im Allgemeinen eine im Vergleich zur durchschnittlichen Drehzahl CH bzw. ω-ι während der quasistationären Trocknungsphase verringerte Drehzahl. Die quasistationäre Trocknungsphase ist hierbei die Phase des Trocknungsprozesses, bei der ein bestimmter Wert der Prozesslufttemperatur Tset bereits erreicht ist und bei der der hauptsächliche Trocknungsprozess der Wäschestücke bei annähernd konstanter Prozesslufttemperatur stattfindet. An die quasistationäre Trocknungsphase schließt sich im Allgemeinen die Abkühlphase an. Eine Reduktion der Drehzahl α des drehzahlvariablen Motors bewirkt beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Reduktion der Drehzahl ω des Prozessluftgebläses. Insbesondere entspricht die Drehzahl des Motors weitgehend der Drehzahl des Prozessluftgebläses. Während der Aufheizphase wird erfindungsgemäß in mindestens einem Zeitabschnitt das Prozessluftgebläse mit einer reduzierten Drehzahl betrieben, indem der Motor mit einer reduzierten Drehzahl a2 betrieben wird. Dieser mindestens eine Zeitabschnitt ist vor allem länger als die Anlaufphase des Motors. Unter Anlaufphase des Motors wird hierbei die Zeit verstanden, die der Motor aufgrund der ihm eigenen Motorcharakteristik benötigt, um aus dem Stillstand („Null") so schnell wie möglich eine vorbestimmte Drehzahl zu erreichen. In der Regel ist eine solche Anlaufphase Teil jeder Aufheizphase, da der Motor nach Start des Trocknungsprogramms zuerst die vorbestimmte Drehzahl schnellstmöglich erreichen muss. Eine solche Anlaufphase dauert im Allgemeinen nur einige Millisekunden. Somit ist der erfindungsgemäße Zeitabschnitt, indem das Prozessluftgebläse in der Auf- heizphase mit einer reduzierten Drehzahl betrieben wird, von längerer Dauer als die Anlaufphase des Motors.
Durch die reduzierte Drehzahl des Motors und damit des Prozessluftgebläses wird ein deutlich verringerter Prozessluft-Volumenstrom während des mindestens einen Zeitab- Schnitts während der Aufheizphase erzeugt. Bei konstanter Heizleistung werden somit höhere Prozesslufttemperaturen und ein schnelleres Aufheizen der Wäschestücke in der Trommel erreicht. Dadurch setzt die Verdampfung der Feuchtigkeit in der Wäsche früher ein und die Wäsche wird schneller trocken. Somit wird der Trocknungsprozess beschleunigt und Energie eingespart.
Der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte drehzahlvariable Motor ist ein bürstenloser Gleichstrommotor. Bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC-Motoren) besitzen einen relativ hohen Wirkungsgrad und sind somit sehr energieeffizient. Außerdem lässt sich durch einen solchen Motor die Drehzahl des Prozessluftgebläses ohne viel Aufwand beliebig einstellen. Die Trägheit des Rotors von BLDC-Motoren ist vergleichsweise gering, so dass eine gute dynamische Charakteristik erzielt wird. Zudem sind bürstenlose Motoren vergleichsweise wartungsarm, da hier keine Bürsten als Verschleißteile vorhanden sind. Dies verlängert die Lebensdauer des Motors und damit des Trockners. Solche Moto ren können auch an schwer zugänglichen Stellen verbaut werden. Außerdem ist bei BLDC-Motoren das Verhältnis von abgegebener Leistung zur Baugröße besonders hoch, wodurch der Platzbedarf vergleichsweise gering sein kann. Erfindungsgemäß treibt der drehzahlvariable Motor zusätzlich die Trommel an. Somit wird nur ein Motor zum Antrieb von Prozessluftgebläse und Trommel benötigt, wodurch noch mehr Energie eingespart werden kann, da kein zweiter Motor zum Antrieb der Trommel betrieben werden muss. Außerdem wird durch die geringere Motordrehzahl in der Aufheizphase auch eine geringere Trommeldrehzahl bewirkt. Die Trommeldrehzahl beeinflusst jedoch den Wäschefall und damit das Trocknungsergebnis. Somit ist es hierbei unter Umständen von Bedeutung, die Drehzahl nicht zu stark zu reduzieren, um zu große Auswirkungen zu vermeiden. Die Drehzahl der Trommel ist vorzugsweise wesentlich geringer als die Drehzahl des Motors, was durch eine starke Untersetzung erreicht werden kann. Dies kann beispielsweise im Verhältnis 1 : 55 erfolgen, so dass die Trommel bei einer Drehzahl des Motors von beispielsweise 2750 U/min eine Drehzahl von lediglich 50 U/min aufweist. Bei Verwendung einer stark untersetzt betriebenen Trommel sind die Auswirkungen der reduzierten Drehzahl des Motors auf den Wäschefall in der Trommel vergleichsweise gering.
Jedenfalls ist bei dieser Betriebsweise in der Aufheizphase auch die Antriebsleistung für die Trommel verringert, was zusätzlich Energie einspart.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird in der quasistationären Trocknungsphase die Drehzahl des Motors an die maximal zulässige Prozesslufttemperatur Tmax angepasst. Dies kann dadurch geschehen, dass die aktuelle Prozesslufttemperatur mit einem Temperatursensor gemessen wird und bei Überschreitung eines in der Steuervorrichtung hinterlegten oder ermittelten Schwellenwerts die Heizleistung und die Motordrehzahl reduziert werden. Andererseits können je nach dem vom Benutzer verwendeten Trocknungspro- gramm bereits fest bestimmte Zeitabschnitte, in denen die Motordrehzahl reduziert wird, in der Steuervorrichtung hinterlegt sein. Die Prozesslufttemperatur wird vorzugsweise an einem Trommeleingang und/oder einem Trommelausgang gemessen. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn auch während der Abkühlphase in mindestens einem Zeitabschnitt das Prozessluftgebläse mit einer gegenüber der quasistationären Trocknungsphase reduzierten Drehzahl betrieben wird, indem der Motor mit einer reduzierten Drehzahl betrieben wird. Auf diese Weise wird in der letzten Trocknungsphase, in der die Heizung abgeschaltet ist, eine noch in Trommel und Prozesskanal vorhandene restliche Wärme optimal ausgenutzt und somit ebenfalls Energie eingespart.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren ein Trockner eingesetzt wird, der einen Wärmetauscher aufweist. Es ist dann bevorzugt, dass wäh- rend eines Trocknungsprozesses ein Kühlmedium durch den Wärmetauscher hindurch geleitet wird. Erfindungsgemäß ist die Art des Wärmetauschers nicht eingeschränkt, so dass das Kühlmedium beispielsweise das Kältemittel einer Wärmepumpe oder Kühlluft eines Luft-Luft-Wärmetauschers sein kann. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird allerdings vorzugsweise ein Luft-Luft-Wärmetauscher eingesetzt, so dass das Kühlmedium vorzugsweise Kühlluft ist. Vorzugsweise ist dann im Wärmetauscher ein Kühlluftkanal vorhanden, durch den Luft, insbesondere aus einem Aufstellraum des Trockners, als Kühlmedium mittels eines Kühlluftgebläses hindurch geleitet wird. Hierbei weist das Kühlluftgebläse vorzugsweise eine Vorzugsdreh- richtung auf. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dann die Kühlluft derart durch den Kühlluftkanal geleitet, dass das Kühlluftgebläse betrieben wird, indem in der Aufheizphase die Drehzahl des Kühlluftgebläses geringer ist als in der quasistationären Trockenphase. Erfindungsgemäß ist es besonders bevorzugt, dass der drehzahlvariable Motor zusätzlich ein Kühlluftgebläse in einem Kühlluftkanal eines Luft-Luft-Wärmetauschers antreibt. Dabei entspricht die Drehzahl des Motors weitgehend der Drehzahl des Kühlluftgebläses. Somit wird dadurch, dass Prozessluftgebläse, Kühlluftgebläse und Trommel durch den gleichen Motor angetrieben werden, immer dann der Volumenstrom der Kühlluft verringert, wenn auch der Volumenstrom der Prozessluft verringert wird. Da durch die Verringerung des Prozessluft-Volumenstroms gerade ein beschleunigtes Aufheizen der Prozessluft erreicht werden soll, wird dieser Effekt durch eine gleichzeitige Verringerung des Kühlluftvolumenstroms noch weiter unterstützt. Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass eine reduzierte Drehzahl a2 des Motors in einem Drehzahlbereich von 1800 U/min bis 2500 U/min liegt. Somit liegt auch die Drehzahl ω2 des Prozessluftgebläses und gegebenenfalls des Kühlluftgebläses vorzugsweise in dem Drehzahlbereich von 1800 U/min bis 2500 U/min. Besonders bevorzugt ist hierbei ein Drehzahlbereich von 2200 U/min bis 2500 U/min, insbesondere, wenn der Motor neben dem Prozessluftgetriebe auch die Trommel antreibt, um eine möglichst gleichmäßige Beaufschlagung der Wäsche mit Prozessluft zu gewährleisten.
Außerdem ist es bevorzugt, dass der mindestens eine Zeitabschnitt, in dem das Pro- zessluftgebläse mit einer reduzierten Drehzahl ω2 betrieben wird, indem der Motor mit einer reduzierten Drehzahl a2 betrieben wird, in der Steuervorrichtung für ein Trocknungsprogramm konstant und vorbestimmt ist. Dies bedeutet, dass jeweils für ein vom Benutzer zu wählendes Trocknungsprogramm in der Steuervorrichtung ein Wert für einen Zeitpunkt tstart hinterlegt ist, zu dem der oben genannte Zeitabschnitt beginnt, sowie ein Wert At, der die Dauer des Zeitabschnitts angibt. Alternativ kann statt des Wertes At auch ein Zeitpunkt tEnde, zu dem der oben genannte Zeitabschnitt endet, in der Steuervorrichtung hinterlegt sein, wobei gilt: tEnde = tstart + At.
Dabei wird der Wert tstart vorzugsweise in Abhängigkeit vom Zeitpunkt des Programmstarts t0 angegeben. Besonders bevorzugt ist der Zeitpunkt tstart identisch mit dem Programmstart t0. So können beispielsweise für ein bestimmtes Trocknungsprogramm in der Steuervorrichtung die Werte für tstart = t0 und At = 10 min hinterlegt sein. Obwohl vorzugs- weise diese Werte in der Steuervorrichtung für das jeweilige Trocknungsprogramm hinterlegt sind, schließt dies nicht aus, dass für alle verfügbaren Trocknungsprogramme jeweils identische Werte zur Bestimmung des oben genannten Zeitabschnitts verwendet werden und diese Werte in der Steuervorrichtung somit nicht im Zusammenhang mit einem speziellen Trocknungsprogramm hinterlegt sind. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Bestimmung des oben genannten Zeitabschnitts auf einfache Weise unabhängig von anderen Parametern, die beispielsweise erst über spezielle Sensoren gemessen werden müssten, erfolgen kann. Für den Ablauf eines Trocknungsprozesses in einem Trockner und damit den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn die Temperatur der Prozessluft und/oder eine Beladung der Trommel mit Wäschestücken berücksichtigt werden. Die Temperatur der Prozessluft sollte vorzugsweise einen vorgegebenen oberen Grenzwert Tmax nicht überschreiten. Dieser obere Grenzwert unterscheidet sich im Allgemeinen für Wäschestücke unterschiedlicher Art, wobei der obere Grenzwert der Temperatur Tmax für empfindliche Wäschestücke im Allgemeinen geringer ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden daher die Drehzahlen a2 und ω2 in Abhängigkeit von einer mit einem Temperatursensor gemessenen Temperatur der Prozessluft und/oder einer Beladung der Trommel eingestellt.
So wird vorzugsweise der mindestens eine Zeitabschnitt, in dem das Prozessluftgebläse mit einer reduzierten Drehzahl betrieben wird, indem der Motor mit einer reduzierten Drehzahl betrieben wird, in Abhängigkeit von der Temperatur der Prozessluft ermittelt. Hierzu verfügt der Trockner über mindestens einen im Prozessluftkreislauf angeordneten Temperatursensor. Dieser Temperatursensor ist vorzugsweise am Trommeleingang, d.h. an der Stelle, an der die Prozessluft aus dem Prozessluftkanal in die Trommel übertritt, oder am Trommelausgang, d.h. an der Stelle, an der die Prozessluft aus der Trommel in den Prozessluftkanal übertritt, angeordnet. Beispielsweise kann es sich bei dem Temperatursensor um einen NTC-Temperatursensor handeln, jedoch sind der Art des Temperatursensors erfindungsgemäß keine Grenzen gesetzt.
Beispielsweise kann der Motor und damit auch das Prozessluftgebläse solange mit einer reduzierten Drehzahl betrieben werden, bis die gemessene Temperatur einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Zudem kann der Zeitabschnitt der reduzierten Motordrehzahl nicht nur in Abhängigkeit von einzelnen Temperaturwerten, sondern auch in Abhängigkeit eines Temperaturverlaufs bestimmt werden. Diese Ausführungsform ist besonders bevorzugt, da die Aufheizphase beendet ist, wenn ein bestimmter Schwellenwert der Pro- zesslufttemperatur erreicht ist.
Erfindungsgemäß ist es schließlich bevorzugt, dass der mindestens eine Zeitabschnitt, in dem das Prozessluftgebläse mit einer reduzierten Drehzahl betrieben wird, indem der Motor mit einer reduzierten Drehzahl betrieben wird, in Abhängigkeit von der Beladung des Trockners ermittelt wird. Die Beladung des Trockners kann anhand verschiedener Parameter ermittelt werden, beispielsweise durch Auswertung von Gewicht der Trommel, FeuchtegehaltV-verlauf bei den Wäschestücken und Belastung des Motors, z.B. in Abhängigkeit von Motorgeschwindigkeit und/oder Motordrehmoment. Somit können unterschied- liehe Drehzahlprofile des Motors für unterschiedliche Beladungen in der Steuervorrichtung hinterlegt sein, die dann entsprechend im Verfahren verwendet werden, um ein optimales Ergebnis zu erzielen.
Insbesondere kann ein Drehzahlreduzierung und/oder eine Dauer des oben genannten Zeitabschnitts der reduzierten Motordrehzahl auch in Abhängigkeit von Temperatur und Beladung gemeinsam ermittelt werden. Dies ermöglicht eine besonders gute Anpassung an den aktuellen Trocknungszustand und damit ein besonders energiesparendes Verfahren.
Unabhängig davon, auf welche Weise der mindestens eine Zeitabschnitt ermittelt wird, in dem das Prozessluftgebläse mit einer reduzierten Drehzahl betrieben wird, indem der Motor mit einer reduzierten Drehzahl betrieben wird, kann auch der Wert für die reduzierte Drehzahl (bei konstanter reduzierter Drehzahl) bzw. der Verlauf des Werts der reduzierten Drehzahl über den Zeitabschnitt in Abhängigkeit von der Temperatur und/oder der Beladung vorteilhaft ermittelt werden. Dies ermöglicht, dass beispielsweise bei einem geringen Temperaturanstieg die Drehzahl z.B. stärker reduziert wird, um einen möglichst geringen, d.h. schneller aufheizbaren, Prozessluft-Volumenstrom zu erreichen. Andererseits kann beispielsweise bei einem starken Temperaturanstieg die Drehzahl des Prozessluftgebläses weniger reduziert werden. Vorteilhaft kann so beispielsweise auch bei festgestellter geringer Beladung die Drehzahl in der Aufheizphase weniger reduziert werden.
Die Motordrehzahl α kann im Sinne der Erfindung in der Aufheizphase auf verschiedene Weise reduziert sein. Im einfachsten Fall wird die Drehzahl auf einen konstanten Wert abgesenkt, der unterhalb der durchschnittlichen Drehzahl αι während der quasistationären Trocknungsphase liegt. Es ist jedoch besonders vorteilhaft, wenn die Drehzahl des Motors während der Dauer der Aufheizphase ansteigt, insbesondere kontinuierlich ansteigt. Beispielsweise kann die Drehzahl gemäß einer sogenannten„Rampe" mit der Zeit zunehmen. Diese Steigerung der Drehzahl kann stufenweise oder kontinuierlich erfolgen. Beispielsweise kann sich die Drehzahl des Motors vom Programmstart an bis zum Erreichen der vorgegebenen Temperatur Tset, d.h. bis zum Ende der Aufheizphase, kontinuierlich steigern, beispielsweise bis zu dem für die quasistationäre Trocknungsphase vorgesehenen Drehzahlwert. Alternativ sind auch wechselnde Intervalle niedrigerer und höherer reduzierter Drehzahlen möglich.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Motor während eines gesamten Trocknungsprogramms nur in einer Drehrichtung betrieben wird. Auf diese Weise werden ein durch einen Drehrichtungswechsel bedingter Verschleiß und Verlängerungen des Trocknungsprogramms vermieden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der quasistationären Trocknungsphase der drehzahlvariable Motor mit einer mittleren Drehzahl αι und das Prozessluftgebläse mit einer mittleren Drehzahl ooi betrieben und während der Abkühlphase mindestens zeitweise der Motor mit einer Drehzahl a3 kleiner als CH und das Prozessluftgebläse mit einer Drehzahl ω3 kleiner als ooi betrieben. In der Abkühlphase kühlt sich die Prozessluft allmählich ab. Es ist daher bevorzugt, dass die Drehzahlen a3 und ω3 während der Abkühlphase kontinuierlich abnehmen.
Erfindungsgemäß kann jedenfalls vorteilhaft für die Aufheizphase ein zeitabhängiges Drehzahlprofil für den Motor und das Prozessluftgebläse vorgesehen und vorzugsweise in der Steuervorrichtung des Trockners hinterlegt sein.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Trockner mit einer Steuervorrichtung, einer Trommel für zu trocknende Wäschestücke, einem Prozessluftkanal, in dem sich ein Pro- zessluftgebläse für die Beförderung der Prozessluft und eine Heizung zur Erwärmung der Prozessluft befinden, und mit einem drehzahlvariablen Motor, der ein bürstenloser Gleichstrommotor ist, der das Prozessluftgebläse antreibt, wobei die Steuervorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens, das eine Aufheizphase, eine quasistationäre Trocknungsphase und eine Abkühlphase umfasst und wobei während der Aufheizphase in min- destens einem Zeitabschnitt das Prozessluftgebläse mit einer verglichen mit der quasistationären Trocknungsphase reduzierten Drehzahl ω2 betrieben wird, indem der Motor mit einer reduzierten Drehzahl a2 betrieben wird und der drehzahlvariable Motor zusätzlich die Trommel antreibt, eingerichtet ist. Der erfindungsgemäße Trockner kann als reiner Trockner, aber auch als Waschtrockner ausgestaltet sein. Unter einem Waschtrockner wird hierbei ein Kombinationsgerät verstanden, das über eine Waschfunktion zum Waschen von Wäsche und über eine Trocknungsfunktion zum Trocknen von feuchter Wäsche verfügt.
Der drehzahlvariable Motor ist erfindungsgemäß ein BLCD-Motor. Ein BLDC-Motor ist ein bürstenloser Gleichstrommotor (Brushless DC Motor), bei dem der sonst übliche mechanische Kommutator mit Bürsten zur Stromanwendung durch eine elektronische Ansteuerschaltung ersetzt ist. Üblicherweise ist bei BLDC-Motoren der Rotor mit einem Perma- nent-Magneten realisiert und der feststehende Stator umfasst Spulen, die von einer elektronischen Schaltung zeitlich versetzt angesteuert werden, um ein Drehfeld entstehen zu lassen, welches ein Drehmoment am permanent erregten Rotor erzeugt. Bei BLDC-Motoren besteht die Möglichkeit, die elektronische Kommutierung von der Rotorposition, der Rotordrehzahl und dem Drehmoment abhängig zu machen. Dabei werden zum Erfassen der Rotorposition und Drehzahl eine sensorgesteuerte und eine sensorlose Kommutierung herangezogen.
Jedenfalls ermöglicht der Einsatz eines BLDC-Motors als Motor eine Änderung der Drehzahl auf einfache Weise und insbesondere auch eine hohe Drehzahl. So ist durch die Verwendung eines BLDC-Motors eine bessere Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich. Insbesondere kann auf einfache Weise eine Drehzahl a2 des Motors in der Aufheizphase eingestellt werden, die kleiner ist als eine Drehzahl αι in der quasistationären Trocknungsphase. Außerdem hat sich herausgestellt, dass bei Verwendung eines BLDC-Motors unter ansonsten gleichen Einsatzbedingungen, insbesondere bei gleicher Drehzahl, eine verglichen mit anderen Elektromotoren höhere Energieeffizienz gegeben ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Trockner auch eine Anzeigevorrichtung für unterschiedliche Zustände des Trockners auf. Hierzu wird vorzugsweise eine optische Anzeigevorrichtung verwendet. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise durch Ausgabe eines Textes oder durch Aufleuchten verschiedenfarbiger Leuchtdioden Informationen über den Betrieb des Trockners geben, beispielsweise über den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer optimierten Aufheizphase des Trockners. Der erfindungsgemäße Trockner weist vorzugsweise einen Wärmetauscher auf, der besonders bevorzugt ein Luft-Luft-Wärmetauscher ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Trockner daher einen Luft-Luft-Wärmeaustauscher mit einem Kühlluftkanal auf, in dem ein Kühlluftgebläse angeordnet ist, der von dem dreh- zahlvariablen Antriebsmotor angetrieben wird.
Um beim Betrieb des Trockners die Temperatur der Prozessluft berücksichtigen zu können, weist der Trockner im Prozessluftkanal angeordnet vorzugsweise mindestens einen Temperatursensor auf. Besonders bevorzugt ist dabei, dass der mindestens eine Tempe- ratursensor am Trommeleingang oder Trommelausgang angeordnet ist.
Weiterhin treibt beim erfindungsgemäßen Trockner der Motor zusätzlich die Trommel antreibt. Bevorzugt treibt der Motor zusätzlich das Kühlluftgebläse an. Die Heizung ist insbesondere eine elektrische Heizung oder eine Gasheizung, wobei eine elektrische Heizung bevorzugt verwendet wird.
Die Erfindung hat mehrere Vorteile. Insbesondere kann durch das schnellere Aufheizen des geringeren Prozessluft-Volumenstroms die Trocknungsdauer verkürzt und Energie eingespart werden. Insbesondere die Energieeinsparung wird durch die geringere Motordrehzahl noch weiter verstärkt. Darüber hinaus bedeutet eine Verringerung der Motordrehzahl auch einen geräuschärmeren Trocknungsprozess, was ebenfalls von den Benutzern gewünscht wird. Nicht zuletzt bewirkt die verringerte Trommeldrehzahl auch eine schonendere Behandlung der Wäsche.
Zusätzlich kann durch die gleichzeitige Realisierung eines Einmotorenkonzepts bei einer verringerten Drehzahl des Motors in der Abkühlphase eine noch höhere Energieeinsparung erzielt werden als bei bekannten Trocknern, die insbesondere bei Anpassungen der Drehzahlen des Prozessluftgebläses an die Trocknungsphase einen separaten Motor zum Betrieb der Trommel verwenden. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Trockner, in dem ein erfindungsgemäßes Verfahren zu seinem Betrieb durchgeführt werden kann. Dabei wird Bezug auf die einzige Figur der beigefügten Zeichnung genommen.
Die Figur zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Trockner, der als Kondensationstrockner ausgestaltet ist, wobei die Pfeile die Fließrichtung der Prozessluft anzeigen. Andere Ausführungsformen sind denkbar. Der dargestellte Trockner 1 weist eine um eine horizontale Achse drehbare Trommel 3 für die Aufnahme von zu trocknenden, hier nicht gezeigten, Wäschestücken auf. Innerhalb der Trommel 3 sind Mitnehmer 5 zur Bewegung von Wäsche während einer Trommeldrehung angebracht. Die Prozessluft wird im Prozessluftkanal 2 mittels eines Prozessluftgebläses 6 über einen Luft-Luft-Wärmetauscher 14 und eine elektrische Heizung 4 durch die Trommel 3 geführt. Dabei wird von der elektrischen Heizung 4 erwärmte Luft durch den Trommeleingang 19 von hinten, d.h. von der einer Tür 12 gegenüber liegenden Seite der Trommel 3, durch deren gelochten Boden in die Trommel 3 geleitet.
Nach Austritt aus der Trommel 3 strömt die mit Feuchtigkeit beladene Prozessluft durch die Befüllöffnung der Trommel 3 durch ein Flusensieb 1 1 innerhalb einer die Befüllöffnung verschließenden Tür 12. Anschließend wird der Prozessluftstrom in der Tür 12 nach unten durch den Trommelausgang 18 in den Prozessluftkanal 2 umgelenkt und zum Luft-Luft- Wärmetauscher 14 geleitet, durch den Kühlluft in einem Kühlluftkanal 15 mittels eines Kühlluftgebläses 16 befördert werden kann. Im Luft-Luft-Wärmetauscher 14 kondensiert infolge Abkühlung ein mehr oder weniger großer Teil der von der Prozessluft aus den Wäschestücken aufgenommenen Feuchtigkeit und wird in einer Kondensatwanne 17 aufgefangen.
Die Steuerung des Trockners erfolgt über eine Steuervorrichtung 8, die vom Benutzer über eine Bedieneinheit 7 geregelt werden kann. Zwei Temperatursensoren 9, 10, ein Temperatursensor 9 am Trommelausgang 18 und ein Temperatursensor 10 am Trommeleingang 19, sind mit der Steuervorrichtung 8 verbunden. Bei der in der Figur gezeigten Ausführungsform werden das Prozessluftgebläse 6, das Kühlluftgebläse 16 und die Trommel 3 durch den drehzahlvariablen Motor 13 angetrieben. Der Motor 13 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Die Trommel ist dabei stark untersetzt, beispielsweise im Verhältnis 1 :55, wohingegen Prozessluft- und Kühlluftge- bläse nicht untersetzt sind, sondern vom Motor im Verhältnis 1 :1 angetrieben werden.
Bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei dieser Ausführungsform zunächst mit einem gängigen Verfahren, z.B. einer Bestimmung der Gewichtszunahme der Trommel 3, eine Beladung der Trommel 3 mit Wäschestücken bestimmt. Anschließend werden ein Schwellenwert der Prozesslufttemperatur und/oder ein Drehzahlprofil für den Drehzahlverlauf in der Aufheizphase in Hinblick auf einen in der Steuervorrichtung 8 hinterlegten Zusammenhang mit der Beladung festgelegt.
Bei Start des Trocknungsprogramms wird gemäß dem Drehzahlprofil die Drehzahl des Motors beispielsweise kontinuierlich über einen bestimmten Zeitabschnitt oder bis zum Erreichen eines vorgegebenen Temperaturwertes Tset der Prozesslufttemperatur, d.h. eines Schwellenwerts, erhöht. Mittels der beiden Temperatursensoren 9 und 10 wird bei der Durchführung des Verfahrens die Temperatur T der Prozessluft gemessen. Wenn die Prozesslufttemperatur den vorgegebenen Wert Tset erreicht hat, tritt der Trocknungspro- zess von der Aufheizphase in die quasistationäre Trocknungsphase über. In der quasistationären Trocknungsphase ist die Drehzahl des Motors an eine maximal zulässige Prozesslufttemperatur angepasst. Zur Steuerung dieser Prozesse wird die Steuervorrichtung 8 herangezogen. Für den Fall, dass die Prozesslufttemperatur während der quasistationären Trocknungsphase einen vorgegebenen Schwellenwert Tmax1 überschreitet, wird die Heizleistung der Heizung 4 reduziert und die Drehzahl des Antriebsmotors 13 unter dessen durchschnittliche Drehzahl a3 während der quasistationären Trocknungsphase abgesenkt. Beispielsweise kann bei einem von dem Benutzer gewählten Trocknungsprogramm die durch- schnittliche Drehzahl des Motors 13 2750 U/min betragen, die dann bei der Überschreitung des ersten Schwellenwerts Tmax1 auf 2200 U/min abgesenkt wird. Wenn dann durch die Abschaltung der Heizung 4 die Prozesslufttemperatur wieder unterhalb eines zweiten Schwellenwerts Tmax2 mit Tmax2 < Tmax1 sinkt, wird die Heizleistung wieder gesteigert und die Motordrehzahl α wieder erhöht. Bezugszeichenliste
1 Trockner
2 Prozessluftkanal
3 Trommel
4 (Elektrische) Heizung
5 Mitnehmer
6 Prozessluftgebläse
7 Bedieneinheit
8 Steuervorrichtung
9 Temperatursensor am Trommelausgang
10 Temperatursensor am Trommeleingang
1 1 Flusensieb
12 Tür
13 drehzahlvariabler Motor; insbesondere BLDC-Motor
14 Wärmetauscher; Luft-Luft-Wärmetauscher
15 Kühlluftkanal
16 Kühlluftgebläse
17 Kondensatwanne
18 Trommelausgang
19 Trommeleingang

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Verfahren zum Betrieb eines Trockners (1 ) mit einer Steuervorrichtung (8), einer Trommel (3) für zu trocknende Wäschestücke, einem Prozessluftkanal (2), in dem sich ein Prozessluftgebläse (6) für die Beförderung der Prozessluft und eine Heizung (4) zur Erwärmung der Prozessluft befinden, und mit einem drehzahlvariablen Motor (13), der das Prozessluftgebläse (6) antreibt, wobei das Verfahren eine Aufheizphase, eine quasistationäre Trocknungsphase und eine Abkühlphase umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass während der Aufheizphase in mindestens einem Zeitabschnitt das Prozessluftgebläse (6) mit einer gegenüber der quasistationären Trocknungsphase reduzierten Drehzahl ω2 betrieben wird, indem der Motor (13) mit einer reduzierten Drehzahl a2 betrieben wird, und der drehzahlvariable Motor (13) ein bürstenloser Gleichstrommotor ist, der zusätzlich die Trommel (3) antreibt.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahlvariable Motor (13) zusätzlich ein Kühlluftgebläse (16) in einem Kühlluftkanal (15) eines Luft- Luft-Wärmetauschers (14) antreibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die reduzierte Drehzahl des Motors (13) in einem Drehzahlbereich von 1800 bis 2500 U/min liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zeitabschnitt, in dem das Prozessluftgebläse (6) mit einer reduzierten Drehzahl betrieben wird, indem der Motor (13) mit einer reduzierten Drehzahl a2 betrieben wird, in der Steuervorrichtung (8) für ein Trocknungsprogramm konstant und vorbestimmt ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zeitabschnitt, in dem das Prozessluftgebläse (6) mit einer reduzierten Drehzahl betrieben wird, indem der Motor (13) mit einer reduzierten Drehzahl betrieben wird, in Abhängigkeit von der Temperatur der Prozessluft ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zeitabschnitt, in dem das Prozessluftgebläse (6) mit einer reduzierten Drehzahl betrieben wird, indem der Motor (13) mit einer reduzierten Drehzahl betrieben wird, in Abhängigkeit von der Beladung des Trockners (1 ) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (13) nur in einer Drehrichtung betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Motors (13) während der Aufheizphase ansteigt.
Trockner (1 ) mit einer Steuervorrichtung (8), einer Trommel (3) für zu trocknende Wäschestücke, einem Prozessluftkanal (2), in dem sich ein Prozessluftgebläse (6) für die Beförderung der Prozessluft und eine Heizung (4) zur Erwärmung der Prozessluft befinden und mit einem drehzahlvariablen Motor (13), der ein bürstenloser Gleichstrommotor ist, der das Prozessluftgebläse (6) antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (8) zur Durchführung eines Verfahrens, das eine Aufheizphase, eine quasistationäre Trocknungsphase und eine Abkühlphase umfasst, wobei während der Aufheizphase in mindestens einem Zeitabschnitt das Prozessluftgebläse (6) mit einer gegenüber der quasistationären Trocknungsphase reduzierten Drehzahl ω2 betrieben wird, indem der Motor (13) mit einer reduzierten Drehzahl a2 betrieben wird und der drehzahlvariable Motor (13) zusätzlich die Trommel (3) antreibt, eingerichtet ist.
10. Trockner (1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Prozessluftkanal (2) mindestens ein Temperatursensor (9, 10) angeordnet ist.
1 1. Trockner (1 ) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindes- tens eine Temperatursensor (9, 10) am Trommeleingang (18) oder Trommelausgang
(19) angeordnet ist.
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