WO2013167489A2 - Verfahren zum beladungsabhängigen betrieb eines trockners sowie hierzu geeigneter trockner - Google Patents

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Günter Steffens
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Definitions

  • the invention relates to a method for the load-dependent operation of a dryer, in particular a tumble dryer.
  • the invention relates to a method for loading-dependent operation of a dryer with a drum for laundry to be dried, a variable-speed, electric drive motor, a control device and a process air duct in which a heater and a process air blower are located.
  • the invention also relates to a dryer suitable for carrying out this process.
  • laundry case When drying wet laundry items in the drum of a dryer, the case of the laundry (“laundry case”) entrained by the drum movement and the effect of the centrifugal force plays an important role
  • the laundry case decreases with increasing load of the drum with unchanged speed of the drum.As good as possible a laundry case, where the laundry is raised as high as possible and can then fall down through the flowing warm process air allows a particularly effective drying of wet laundry
  • the laundry expands with decreasing moisture content (“moisture”).
  • moisture moisture content
  • the laundry load decreases because the original fall height is no longer available.
  • the drum is generally rotated at a not too high speed at which the laundry items are raised by the centrifugal force, but then release from the drum and the drivers and fall freely down, but not permanently on lie against the drum.
  • the domestic appliance has an electrical machine which is designed at least for driving a drum of the household appliance, and a power electronics unit which is electrically coupled to the electric machine and which can be controlled and configured by a control and / or regulating unit, a rotational speed of the electric machine by a vary caused by the control and / or regulating unit control.
  • EP 2 221 412 B1 describes a method for monitoring a loading of a laundry drum of a tumble dryer and / or for monitoring a degree of drying of laundry items introduced into the laundry drum, wherein the laundry drum is driven by means of an electric motor having a stator with at least one winding , with the steps:
  • An output to the electric motor energy is calculated depending on the measured current and depending on a course of energy over time, conclusions are drawn on the degree of drying of the laundry and / or on the loading of the drum.
  • EP 2 281 935 A1 describes a laundry treatment device for drying and / or washing laundry, in which a load detection and optionally derived functions are realized in a cost effective manner.
  • the laundry treatment device has a drum and an electric motor for driving the drum and / or for driving a process air blower arranged in a process air duct and at least one control and measuring device for the electric motor, which detects at least one electrical parameter of the electric motor.
  • the control and measuring device determines depending on the detected electrical parameter, an air flow of the process air blower and / or a remaining drying time and / or loading of the drum and controls a heating power for the drying process in dependence on the determined air flow and / or drying time and / or Loading the drum.
  • DE 10 2007 017 600 A1 describes a tumble dryer with a rotatable drying drum; a drive unit which allows a change in the rotational speed of the drying drum; a measuring device for measuring a load of the drying article in the drying drum; and a control unit for controlling the drive unit to vary the rotational speed of the drive unit to a value suitable for the loading with reference to a measurement signal from the measuring device.
  • a load with a drying object is determined and changed by means of the load thus measured, the speed of the drive motor, so that regardless of the load a predetermined speed of the drum can be maintained.
  • the object of the present invention was to provide an improved method for the load-dependent operation of a tumble dryer. Preferably, a shortening of a drying process should be achieved.
  • the object of the invention was also to provide a suitable for carrying out this process dryer.
  • the invention thus relates to a method for operating a dryer with a drum for items to be dried, a humidity sensor, an electric, variable-speed drive motor for the drum, a control device and a process air duct in which a heater and a process air blower are located
  • the loading of the drum is generally the sum of the dry mass of the items to be dried put into the drum and the moisture contained in them. At the beginning of a drying process, the loading is thus greatest. As the drying time increases, the load decreases in accordance with the moisture removed.
  • a moisture W of the laundry items is measured according to the invention.
  • wet laundry is used in a dryer as obtained after a spin phase in a washing machine.
  • Such a laundry generally has a humidity of 45 to 70%.
  • a loading L Wu of the drum is determined.
  • the threshold value W u is preferably 30%.
  • a conductivity sensor can be used as the humidity sensor, i. a sensor in which a moisture content of the items of laundry can be measured by the moisture-dependent conductivity of the items of laundry.
  • a humidity sensor is generally mounted in the drum, for example on laundry handles.
  • the speed v of the drive motor is thereby accelerated by 50 rpm (revolutions per minute) per second to 750 rpm per second, in particular by 300 rpm per second to 500 rpm per second, for example to a speed in the Range from 2750 to 3300 rpm.
  • a drying process is generally influenced by the shape of the laundry. Thus, it can come to a winding especially for very large items of laundry. With a mixture of very large and very small items of laundry, the latter can be wrapped in the very large items of laundry, so that a uniform drying of the laundry is difficult.
  • a type and / or shape of the laundry items is taken into account in step (i) and / or in step (ii).
  • type of laundry generally means the material, e.g. Cotton, wool, synthetic linen. This takes into account the fact that the material of the laundry has an influence on the extent of the gradually drying laundry.
  • Form of the laundry items usually means the size itself and in particular a length and width of the laundry items. For the latter, approximately a form factor can be specified.
  • the electric, variable speed drive motor used in the method according to the invention is not limited, since a variation of the speed is possible. It can therefore be used for example synchronous or asynchronous motors and universal motors.
  • a speed of the electric drive motor can be varied by the dryer having a power electronics unit electrically coupled to the electric drive motor, which can be controlled by the control device.
  • the power electronics unit is then generally able to vary the rotational speed of the electric drive motor by a control effected by the control device.
  • the power electronics unit is designed, for example, to change a frequency of an electrical voltage with which the electric drive motor can be supplied.
  • the power electronics unit in this embodiment comprises a frequency converter which changes the frequency of the electrical voltage.
  • the speed of an example designed as a three-phase asynchronous electric drive motor can be changed in a technically simple manner by changing the frequency of the electrical voltage.
  • single-phase synchronous motors can be used. In these, a change in the rotational speed is possible, but generally associated with severe losses in terms of power output and efficiency of the electric machine.
  • the power electronics unit is designed in particular for pulse width modulation and / or for phase control.
  • the change in the rotational speed can be effected by the pulse width modulation and / or by the phase control.
  • one or more electric drive motors can be used.
  • multi-motor concepts are known per se, in which for driving the drum and the process air blower, and if present, a cooling fan several separate motors are used.
  • different fixed speeds are generally set so that an improved drying process can be performed by different speeds of the drum and blower.
  • a brushless, permanently excited synchronous motor is preferably used as the electric, variable-speed drive motor.
  • the type of determination of the loading of the drum is not limited according to the invention.
  • the loading of the drum is determined by evaluating a motor current and / or an electrical power of the electric drive motor. It is also possible to determine the time required for achieving a predetermined humidity or step responses of the temperature of the process air behind the drum when switching on or off the heater.
  • the loading is determined by evaluating a motor current and / or an electrical power of the electric drive motor. If, for example, the power delivered to the electric drive motor is kept constant, the dependence of the motor current on a load of the electric drive motor can be used to determine the loading state of the drum.
  • a course of the current within a predetermined period of time for example, during a run-up of the drum, are tracked. It can be concluded by the dependence of the torque of the electric drive motor of the loading state of the drum and due to the dependence of the torque of the motor current on the load.
  • the moisture, ie the degree of drying, of the items of laundry can also be determined by observing the motor current and / or a power delivered to the electric drive motor within a predetermined period, since a current and / or power gradient with a decreasing humidity of the Laundry items gets smaller. It can also be determined the end of a drying process. If, for example, the motor current and / or the output power changes little or no longer, this indicates that the items of laundry are essentially dry or have dried.
  • the electric drive motor simultaneously drives the process air blower.
  • a change in the rotational speed of the electric drive motor causes a corresponding change in the rotational speed of both the drum and the process air blower.
  • the dryer used according to the invention may be an exhaust air dryer or a condensation dryer. In the latter case, the moist, warm process air from the drum is not directed into a drying room. Instead, there is first a heat exchange in a heat exchanger, which usually condenses the moisture.
  • a cooling medium is passed through the heat exchanger, e.g. Cooling air in the case of an air-to-air heat exchanger or a refrigerant when using a heat pump.
  • moist, warm process air is cooled out of the drum with a cooling medium in a heat exchanger.
  • air is used as the cooling medium, which is conveyed by means of a cooling air blower through a cooling air duct of the heat exchanger.
  • the cooling air is then passed through the cooling air duct in such a way that the cooling air blower is operated at a higher rotational speed in step (g) than during operation during step (c).
  • the electric, variable-speed drive motor used according to the invention also drives the cooling-air fan.
  • the steps (b) and (c) for a predetermined period of time At A and / or step (g) are performed for a predetermined time period At, in which the control device is a relationship between At a and / or At and a load of the drum with laundry to be dried and a moisture content of the laundry items to be dried is deposited.
  • the invention also relates to a dryer with a drum for laundry to be dried, a humidity sensor, an electric variable speed drive motor for the drum, a control device and a process air duct in which a heater and a process air blower are located, wherein the control device for performing a method is set up at the
  • a loading L Wu of the drum is determined; (f) upon determining that the loading of L is within a minimum by a loading Lmin and a maximum load L max predetermined range, so that L min ⁇ L ⁇ L max applies, determination of the dry weight W dry the laundry; and
  • the dryer according to the invention is in particular a tumble dryer per se or a washer-dryer.
  • a washer-dryer here is a combination device that has a washing function for washing laundry and a drying function for drying wet laundry.
  • the heater is in particular an electric heater or a gas heater, wherein an electric heater is preferably used.
  • the dryer may be an exhaust air dryer or a condensation dryer.
  • a condensation dryer has a heat exchanger, so that the moist, warm process air from the drum is not directed into an installation room of the dryer. Instead, there is first a heat exchange in a heat exchanger, which usually condenses the moisture.
  • the type of heat exchanger is not limited, so that the cooling medium may be, for example, the refrigerant of a heat pump or the 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 process air blower used according to the invention also preferably has a preferred direction of rotation. This means that, in particular due to the design of the fan blades at the same speed, the per unit time transported air quantity in the one direction of rotation of the blower greater than in the opposite direction of rotation.
  • the electric variable speed drive motor preferably simultaneously drives both the drum and the process air blower.
  • a cooling air blower in a cooling air duct of the heat exchanger, ie an air-air heat exchanger, it is particularly preferred that the cooling air blower is also driven by this electric drive motor.
  • a so-called single-motor concept is thus realized in which the drum, process air blower and, if present, a cooling-air blower are operated with the same electric drive motor.
  • a BLDC motor is a brushless synchronous motor (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 permanent magnets (therefore another name for such a motor is "PMS motor", where "PMS” stands for "permanent magnet synchronous") and the fixed stator comprises coils, which are controlled by an electronic circuit offset in time to create a rotating field, which generates a torque on the rotor permanently excited such.
  • PMS motor magnets
  • the fixed stator comprises coils, which are controlled by an electronic circuit offset in time to create a rotating field, which generates a torque on the rotor permanently excited such.
  • a sensor-controlled or sensorless detection is used to detect the rotor position and speed.
  • a BLDC motor as a drive motor allows a change in the speed in a simple manner and in particular a high speed.
  • a speed v of the drive motor in step (g) can be set, which is greater than a speed v in step (b).
  • the speed in step (g) is greater by approximately 20 to 50%.
  • 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 LEDs, for example via the course of a method according to the invention in an optimal loading area of the dryer. Accordingly, it can also be indicated that a loading amount is too low in order to advantageously carry out a method according to the invention.
  • the invention has the advantage that a dryer can be operated with improved efficiency.
  • a shortening of the drying time in the drying process can be achieved.
  • the shortening of the drying time can be pronounced especially in a certain loading area with laundry.
  • the invention allows greatly increased process air flows and cooling air flows when the filling of the drum is maximum and thus the used for drying warm process air can not rush past laundry to be dried, but in intensive contact with the laundry items to be dried.
  • the invention enables the use of high speeds, even with sensitive items of laundry, because it is ensured according to the invention that the laundry can not move much.
  • the figure shows a vertically sectioned dryer, in particular designed as a condensation dryer dryer, according to a first embodiment.
  • the dryer 1 shown in the figure has a drum 2 rotatable about a horizontal axis, within which drivers 15 are mounted for moving laundry items 5 during a drum rotation.
  • Process air is guided by means of a process air blower 6 in the process air duct 3 via an electric heater 4 through the drum 2.
  • the process air laden with moisture is conducted through a part of the process air duct designated as recirculating air duct 10.
  • the moist, warm process air is conducted in this embodiment through an air-air heat exchanger 23, where a heat exchange with cooling air can take place, wherein the cooling air flows from a cooling air inlet 16 to a cooling air outlet 17.
  • the moist, warm process air cools down by condensation of the moisture contained in it and is in turn passed through the process air blower 6 and the electric heater 4 in the drum 2, whereby the process air circuit is closed.
  • the condensed at the air-to-air heat exchanger 23 moisture is collected in a condensate tank, not shown in the figure.
  • the cooled process air in the recirculating air duct 10 then passes again by means of the process air blower 6 into the process air duct 3.
  • a cooling air duct 9 is arranged in the air-air heat exchanger 23, in which a cooling air blower 8 is located.
  • the cooling air from the installation room of the dryer 1 is passed through the cooling air duct 9 in such a way that, when the speed v of the electric drive motor 12 is increased in step (g) of the method according to the invention, the speed u of the drum 2 and a speed of the cooling air blower 8 are increased in that, in step (g), the cooling air flows faster through the cooling air duct 9.
  • a permanently excited synchronous motor here a BLDC motor
  • BLDC motor a permanently excited synchronous motor
  • the speed ü of the drum 2 is proportional to the speed v of the drive motor 12th
  • the drum 2 is mounted in the embodiment shown in the figure at the rear bottom by means of a pivot bearing and front by means of a bearing plate 20, wherein the drum 2 with a brim on a sliding strip 13 (and / or rollers, not shown for clarity) on the bearing plate 20 rests and is held at the front end.
  • the control of the dryer via the control device 1 which can be controlled by the user via an operating unit 14.
  • a display device 21 allows the display of running in the dryer process and more details on this.
  • the speed v of the drive motor 12 is in this case in particular accelerated per second to 50 rev / min to 750 rev / min, for example, to a speed in the range of 2750 U / min to 3300 U / min.
  • the dryer makes it possible to take into account, in step (i) and in step (ii), a type and shape of the laundry items 5.
  • the method is carried out such that the predetermined space filling R set is chosen to be so large that during the rotation of the drum 2 no washing occurs.
  • the loading of the drum is determined by weighing the drum 2 and / or by evaluating a motor current and / or an electric power of the BLDC motor 12.
  • the moist, warm process air from the drum 2 is cooled with air as a cooling medium in an air-to-air heat exchanger 23, wherein the air is conveyed by means of the driven by the drive motor 12 cooling air blower 10 through the cooling air passage 9 of the heat exchanger 23.
  • the dryer of FIG allows, moreover, the implementation of a method, wherein the steps (b) and (c) for a predetermined period of time At A and / or step (g) for a predetermined time At to be performed, wherein in the control device 1 1, a Connection between At a and / or At b and a loading of the drum 2 to be dried with laundry items 5 and a moisture of the laundry items to be dried 5 is deposited.
  • Heating especially electric heating
  • Humidity sensor in particular conductivity sensor
  • Driving motor in particular permanently excited synchronous motor sliding strip

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  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners (1) mit einer Trommel (2) für zu trocknende Wäschestücke (5), einem Feuchtesensor (7), einem elektrischen, drehzahlvariablen Antriebsmotor (12) für die Trommel (2), einer Steuereinrichtung (11) und einem Prozessluftkanal (3), in dem sich eine Heizung (4) und ein Prozessluftgebläse (6) befinden, wobei (a) zu Beginn eine Beladung Linit der Trommel (2) ermittelt wird; (b) der Antriebsmotor (12) mit einer Drehzahl v in einem Bereich v1 ≤ v ≤ v2 betrieben wird; (c) durch Betreiben der Heizung (4) und des Prozessluftgebläses (6) unter Drehen der Trommel (2) mit einer Drehzahl ù, wobei ù1 < ù < ù2 gilt, warme Prozessluft erzeugt und durch die Trommel (2) geleitet wird; (d) mit dem Feuchtesensor (7) eine Feuchte W der Wäschestücke (5) gemessen wird; (e) bei Erreichen einer Feuchte W kleiner/gleich einem vorgegebenen oberen Schwellenwert Wu eine Beladung LWu der Trommel (2) ermittelt wird; (f) bei Feststellung, dass die Beladung L innerhalb eines durch eine minimale Beladung Lmin und einer maximalen Beladung Lmax vorgegebenen Bereiches liegt, so dass Lmin ≤ L ≤ Lmax gilt, Ermittlung des Trockengewichtes Wdry der Wäschestücke (5); und (g) die Drehzahl v des Antriebsmotors (12) sowie die Drehzahl ù der Trommel (2) in Abhängigkeit vom bestimmten Trockengewicht Wdry und der Feuchte W heraufgesetzt wird. Die Erfindung betrifft außerdem einen zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Trockner.

Description

Verfahren zum beladungsabhängigen Betrieb eines Trockners sowie hierzu geeigneter Trockner
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum beladungsabhängigen Betrieb eines Trockners, insbesondere eines Wäschetrockners. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum beladungsabhängigen Betrieb eines Trockners mit einer Trommel für zu trocknende Wäsche, einem drehzahlvariablen, elektrischen Antriebsmotor, einer Steuereinrichtung und einem Prozessluftkanal, in dem sich eine Heizung und ein Prozessluftgebläse befinden. Die Erfindung betrifft außerdem einen zur Durchführung dieses Verfahrens geeigne- ten Trockner.
Bei der Verwendung eines Trockners zur Trocknung von feuchten Wäschestücken ist es wünschenswert, dass ein Trocknungsprozess möglichst effizient abläuft, aber gleichzeitig die zu trocknende Wäsche möglichst schonend behandelt wird. Hierbei bedeutet„effizi- ent", dass möglichst wenig Energie zur Trocknung eingesetzt wird und/oder ein Trocknungsprozess möglichst rasch abläuft. Diese Forderungen sind bisweilen schwierig zu vereinbaren.„Schonend" bedeutet insbesondere, dass die eingesetzte warme Prozessluft nicht zu heiß sein darf. Außerdem sollte die eingesetzte warme Prozessluft in einen innigen Kontakt mit zu trocknenden Wäschestücken gelangen. Dies ist dann nur schlecht realisiert, wenn die warme Prozessluft in der Trommel des Trockners im Wesentlichen nur an feuchten Wäschestücken vorbeiströmt, ohne diese wirklich zu durchströmen und dabei Feuchtigkeit aufzunehmen.
Bei der Trocknung von feuchten Wäschestücken in der Trommel eines Trockners spielt der Fall der aufgrund der Trommelbewegung mittels der Mitnehmer und durch Wirkung der Fliehkraft mitgenommenen Wäsche („Wäschefall") eine große Rolle. Dieser Wäschefall hängt von der Beladung der Trommel mit Wäsche ab, wobei der Wäschefall mit zunehmender Beladung der Trommel bei unveränderter Drehzahl der Trommel abnimmt. Ein möglichst guter Wäschefall, bei dem die Wäsche möglichst hoch angehoben wird und dann durch die strömende warme Prozessluft hindurch nach unten fallen kann, ermöglicht eine besonders effektive Trocknung feuchter Wäschestücke. Im Laufe eines Trocknungsverfahrens dehnt sich die Wäsche mit abnehmendem Feuchtigkeitsgehalt („Feuchte") aus. Im Laufe eines Trocknungsverfahrens nimmt daher der Wäschefall ab, weil die ursprüng- liehe Fallhöhe nicht mehr zur Verfügung steht. In Abhängigkeit von Art und Menge einer Beladung mit Wäschestücken kann es daher dazu kommen, dass die Wäschestücke nicht mehr fallen, sondern sich nur noch zusammen mit der Trommel drehen. Bei sehr hohen Beladungen wird dieser Zeitpunkt im Allgemeinen früh erreicht.
Um einen Wäschefall zu ermöglichen, wird die Trommel im Allgemeinen mit einer nicht zu hohen Drehzahl gedreht, bei welcher die Wäschestücke durch die Fliehkraft zwar angehoben werden, sich dann aber von der Trommel und den Mitnehmern lösen und frei nach unten fallen, jedoch nicht permanent an der Trommel anliegen.
Bei einer Nennbeladung des Trockners, d.h. bei einer maximal zulässigen, von einem Hersteller freigegebenen Beladung, wird der Zustand der vollständigen Ausfüllung der Trommel mit Wäsche, der einen Wäschefall verhindert, bereits relativ früh, nämlich kurz nach Beginn eines Trocknungsprogramms, erreicht. Mit abnehmender Beladung geschieht dies in Abhängigkeit vom Trocknungsgrad zu einem späteren Zeitpunkt. Bei Beladungen unterhalb von 30 bis 50 % der Nennbeladung stellt sich dieser Zustand im Allgemeinen überhaupt nicht mehr ein, da das Verhältnis aus Trommelvolumen zu Wäschevolumen selbst im getrockneten Zustand der Wäsche dafür zu groß ist. Die DE 10 2008 019 921 A1 beschreibt ein Hausgerät zur Trocknung von Wäschestücken sowie ein Verfahren zu seinem Betreiben. Das Hausgerät weist eine elektrische Maschine auf, welche wenigstens zum Antreiben einer Trommel des Hausgerätes ausgebildet ist, und eine mit der elektrischen Maschine elektrisch gekoppelte Leistungselektronikeinheit, welche von einer Steuer- und/oder Regeleinheit ansteuerbar und ausgebildet ist, eine Drehzahl der elektrischen Maschine durch eine von der Steuer- und/oder Regeleinheit bewirkte Ansteuerung zu variieren.
Die EP 2 221 412 B1 beschreibt ein Verfahren zum Überwachen einer Beladung einer Wäschetrommel eines Wäschetrockners und/oder zum Überwachen eines Trocknungs- grades von in die Wäschetrommel eingebrachten Wäschestücken, wobei die Wäschetrommel mittels eines Elektromotors angetrieben wird, welcher einen Stator mit wenigstens einer Wicklung aufweist, mit den Schritten:
- Ansteuern des Elektromotors mittels einer Steuereinrichtung durch Anlegen elektrischer Spannung an die wenigstens eine Wicklung; Messen eines über die wenigstens eine Wicklung fließenden elektrischen Stromes mittels der Steuereinrichtung;
Rückschließen auf den Trocknungsgrad der Wäschestücke und/oder die Beladung der Trommel abhängig von Messwerten des Stromes.
Eine an den Elektromotor abgegebene Energie wird dabei abhängig von dem gemessenen Strom berechnet und abhängig von einem Verlauf der Energie über der Zeit wird auf den Trocknungsgrad der Wäschestücke und/oder auf die Beladung der Trommel rückgeschlossen.
Die EP 2 281 935 A1 beschreibt ein Wäschebehandlungsgerät zum Trocknen und/oder Waschen von Wäsche, bei dem eine Beladungserkennung und gegebenenfalls daraus abgeleitete Funktionen in kostengünstiger Weise realisiert sind. Dazu weist das Wäschebehandlungsgerät eine Trommel und einen Elektromotor zum Antreiben der Trommel und/oder zum Antreiben eines in einer Prozessluftführung angeordneten Prozessluftgebläses und zumindest eine Steuer- und Messeinrichtung für den Elektromotor auf, welche zumindest einen elektrischen Parameter des Elektromotors erfasst. Die Steuer- und Messeinrichtung bestimmt in Abhängigkeit von dem erfassten elektrischen Parameter eine Luftleistung des Prozessluftgebläses und /oder eine verbleibende Trocknungszeit und/oder eine Beladung der Trommel und steuert eine Heizleistung für den Trockenvorgang in Abhängigkeit von der bestimmten Luftleistung und/oder Trocknungszeit und/oder Beladung der Trommel.
Die DE 10 2007 017 600 A1 beschreibt einen Wäschetrockner mit einer drehbaren Trocknungstrommel; einer Antriebseinheit, die eine Änderung der Drehzahl der Trocknungs- trommel ermöglicht; einer Messeinrichtung zum Messen einer Beladung durch den Trocknungsgegenstand in der Trocknungstrommel; und einer Steuerungseinheit zum Steuern der Antriebseinheit zum Variieren der Drehzahl der Antriebseinheit auf einen für die Beladung geeigneten Wert unter Bezugnahme auf ein Messsignal von der Messeinrichtung. Dabei wird nach dem Starten eines Trocknungsprogrammes mit einem Elektrodensensor eine Beladung mit einem Trocknungsgegenstand ermittelt und mittels der so gemessenen Beladung die Drehzahl des Antriebsmotors geändert, damit unabhängig von der Beladung eine vorgegebene Drehzahl der Trommel eingehalten werden kann. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es vor diesem Hintergrund, ein verbessertes Verfahren zum beladungsabhängigen Betrieb eines Wäschetrockners bereitzustellen. Vorzugsweise soll eine Verkürzung eines Trocknungsprozesses erzielt werden können. Aufgabe der Erfindung war es außerdem, einen zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Trockner bereitzustellen.
Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners sowie einen hierzu geeigneten Trockner mit den Merkmalen der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie des erfindungsgemäßen Trockners sind in den jeweiligen 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 Trommel für zu trocknende Wäschestücke, einem Feuchtesensor, einem elektrischen, drehzahlvariablen Antriebsmotor für die Trommel, einer Steuereinrichtung und einem Prozessluftkanal, in dem sich eine Heizung und ein Prozessluftgebläse befinden, wobei
(a) zu Beginn eine Beladung Ι_Μ der Trommel ermittelt wird;
(b) der Antriebsmotor mit einer Drehzahl v in einem Bereich ν-ι < v < v2 betrieben wird;
(c) durch Betreiben der Heizung und des Prozessluftgebläses unter Drehen der Trommel mit einer Drehzahl ü, wobei ü-ι < ü < ü2 gilt, warme Prozessluft erzeugt und durch die Trommel geleitet wird;
(d) mit dem Feuchtesensor eine Feuchte W der Wäschestücke gemessen wird;
(e) bei Erreichen einer Feuchte W kleiner oder gleich einem vorgegebenen oberen Schwellenwert Wu eine Beladung LWu der Trommel ermittelt wird;
(f) bei Feststellung, dass die Beladung L innerhalb eines durch eine minimale Beladung Lmin und einer maximalen Beladung Lmax vorgegebenen Bereiches liegt, so dass Lmin kleiner oder gleich L kleiner oder gleich Lmax gilt, Ermittlung des Trockengewichtes Wdry der Wäschestücke; und
(g) die Drehzahl v des Antriebsmotors sowie die Drehzahl ü der Trommel in Abhängigkeit vom bestimmten Trockengewicht Wdry und der Feuchte W heraufgesetzt wird. Die Beladung der Trommel ist hierbei im Allgemeinen die Summe aus der Trockenmasse der in die Trommel eingebrachten zu trocknenden Wäschestücke und der in ihnen enthaltenen Feuchtigkeit. Zu Beginn eines Trocknungsprozesses ist damit die Beladung am größten. Mit zunehmender Trocknungszeit nimmt die Beladung entsprechend der entzo- genen Feuchtigkeit ab.
Mit dem Feuchtesensor wird erfindungsgemäß eine Feuchte W der Wäschestücke gemessen. Typischerweise wird in einem Trockner feuchte Wäsche eingesetzt, wie sie nach einer Schleuderphase in einer Waschmaschine erhalten wurde. Eine solche Wäsche weist im Allgemeinen eine Feuchte von 45 bis 70 % auf. Erfindungsgemäß wird bei Erreichen einer Feuchte W kleiner/gleich einem vorgegebenen oberen Schwellenwert Wu eine Beladung LWu der Trommel ermittelt. Der Schwellenwert Wu beträgt vorzugsweise 30 %.
Als Feuchtesensor kann insbesondere ein Leitfähigkeitssensor verwendet werden, d.h. ein Sensor, bei dem eine Feuchte der Wäschestücke über die von der Feuchte abhängige Leitfähigkeit der Wäschestücke gemessen werden kann. Ein Feuchtesensor ist im Allgemeinen in der Trommel, beispielsweise an Wäschemitnehmern angebracht.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
(i) eine Raumerfüllung R in der Trommel durch die Wäschestücke ermittelt; und
(ii) bei Vorliegen oder Erreichen einer vorgegebenen Raumerfüllung Rset durch die Wäschestücke in der Trommel die Drehzahl v des elektrischen Antriebsmotors auf eine Drehzahl v > v2 erhöht und die Drehzahl ü der Trommel auf eine Drehzahl ü > ü2 erhöht.
Vorzugsweise wird dabei die Drehzahl v des Antriebsmotors um 50 U/min (Umdrehungen pro Minute) pro Sekunde bis 750 U/min pro Sekunde beschleunigt, insbesondere um 300 U/min pro Sekunde bis 500 U/min pro Sekunde, beispielsweise auf eine Drehzahl im Bereich von 2750 bis 3300 U/min. Ein Trocknungsprozess wird im Allgemeinen auch durch die Form der Wäschestücke beeinflusst. So kann es insbesondere bei sehr großen Wäschestücken zu einem Aufwickeln kommen. Bei einer Mischung von sehr großen und sehr kleinen Wäschestücken können letztere in die sehr großen Wäschestücke eingewickelt werden, so dass eine gleichmäßige Trocknung der Wäschestücke erschwert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird daher im Schritt (i) und/oder im Schritt (ii) eine Art und/oder Form der Wäschestücke berücksichtigt. Hierbei bedeutet Art der Wäschestücke im Allgemeinen das Material, z.B. Baumwolle, Wolle, synthetische Wäsche. Dadurch wird der Umstand berücksichtigt, dass das Material der Wäschestücke einen Einfluss auf die Ausdehnung der allmählich trocknenden Wäschestücke hat. Form der Wäschestücke bedeutet in der Regel die Größe an sich sowie insbesondere eine Längen- und Breitenausdehnung der Wäschestücke. Für letzteres lässt sich näherungsweise ein Formfaktor angeben.
Dies kann insbesondere dadurch geschehen, dass in der Steuereinrichtung des Trockners für verschiedene Arten und/oder Formen der Wäschestücke Zusammenhänge zwischen Trockengewicht Wdry und Feuchte F sowie der Raumerfüllung R der Trommel durch die Wäschestücke hinterlegt sind. Entsprechend können für verschiedene Arten und/oder Formen der Wäschestücke in der Steuereinrichtung des Trockners Zusammenhänge zwischen der vorgegebenen Raumerfüllung Rset durch die Wäschestücke in der Trommel und der Erhöhung der Drehzahl v des elektrischen Antriebsmotors auf eine Drehzahl v > v2 und der Erhöhung der Drehzahl ü der Trommel auf eine Drehzahl ü > ü2 hinterlegt sein. Im erfindungsgemäßen Verfahren ist im Allgemeinen von Vorteil, wenn das Verhältnis von Trockenvolumen der Wäsche zum Trommelvolumen mindestens 1 zu 15 beträgt. Lmax ist insbesondere durch die Nennbeladung der Trommel bestimmt.
Die Drehzahl ü der Trommel und die Drehzahl v des Antriebsmotors können durch Wahl unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse auf verschiedene Weise voneinander abhängen. Vorzugsweise wird jedoch ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis vorgegeben. Es ist daher erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Drehzahl ü der Trommel proportional zur Drehzahl v des Antriebsmotors ist. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es bevorzugt, dass v-ι = 2500 U/min und v2 = 2725 U/min ist.
Der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte elektrische, drehzahlvariable Antriebs- motor ist nicht beschränkt, da eine Variation der Drehzahl möglich ist. Es können daher beispielsweise Synchron- oder Asynchronmotoren und Universalmotoren eingesetzt werden.
Beispielsweise kann eine Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors variiert werden, indem der Trockner eine mit dem elektrischen Antriebsmotor elektrisch gekoppelte Leistungselektronikeinheit aufweist, welche von der Steuereinrichtung ansteuerbar ist. Die Leistungselektronikeinheit ist dann im Allgemeinen in der Lage, die Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors durch eine von Steuereinrichtung bewirkte Ansteuerung zu variieren.
Um das Variieren der Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors zu ermöglichen, ist die Leistungselektronikeinheit beispielsweise ausgebildet, eine Frequenz einer elektrischen Spannung, mit welcher der elektrische Antriebsmotor versorgbar ist, zu verändern. Hierzu umfasst die Leistungselektronikeinheit bei dieser Ausführungsform einen Frequenzwand- ler, der die Frequenz der elektrischen Spannung ändert. Dann kann die Drehzahl eines z.B. als Dreiphasenasynchronmaschine ausgebildeten elektrischen Antriebsmotors auf technisch einfache Weise durch das Verändern der Frequenz der elektrischen Spannung verändert werden. Darüber hinaus können prinzipiell auch Einphasensynchronmotoren eingesetzt werden. Bei diesen ist eine Veränderung der Drehzahl zwar möglich, aber im Allgemeinen jedoch mit starken Einbußen im Hinblick auf die Leistungsabgabe und den Wirkungsgrad der elektrischen Maschine verbunden. Bei Verwendung eines Universalmotors ist die Leistungselektronikeinheit insbesondere zur Pulsweitenmodulation und/oder zur Phasenanschnittsteuerung ausgebildet. Dabei kann die Veränderung der Drehzahl durch die Pulsweitenmodulation und/oder durch die Phasenanschnittsteuerung bewirkt werden. Erfindungsgemäß können ein oder mehrere elektrische Antriebsmotoren eingesetzt werden. So sind Mehrmotoren konzepte an sich bekannt, bei denen zum Antreiben der Trommel und des Prozessluftgebläses, und sofern vorhanden, eines Kühlluftgebläses mehrere voneinander separate Motoren eingesetzt werden. Dabei werden im Allgemeinen unterschiedliche feste Drehzahlen eingestellt, so dass durch unterschiedliche Drehzahlen von Trommel und Gebläses ein verbesserter Trocknungsprozess durchgeführt werden kann.
Erfindungsgemäß wird bevorzugt als elektrischer, drehzahlvariabler Antriebsmotor ein bürstenloser, permanent erregter Synchronmotor eingesetzt.
Die Art der Ermittlung der Beladung der Trommel ist erfindungsgemäß nicht eingeschränkt. Im Allgemeinen wird die Beladung der Trommel durch Auswertung eines Motorstromes und/oder einer elektrischen Leistung des elektrischen Antriebsmotors ermittelt. Auch ist es möglich, dazu die zur Erreichung einer vorgegebenen Feuchte benötigte Zeitdauer oder Sprungantworten der Temperatur der Prozessluft hinter der Trommel beim ein- oder Ausschalten der Heizung zu ermitteln. Besonders bevorzugt wird die Beladung durch Auswertung eines Motorstromes und/oder einer elektrischen Leistung des elektrischen Antriebsmotors ermittelt. Wird beispielsweise die an den elektrischen Antriebsmotor abgegebene Leistung konstant gehalten, so kann zur Bestimmung des Beladungszustandes der Trommel die Abhängigkeit des Motorstromes von einer Last des elektrischen Antriebsmotors genutzt werden. Dabei kann insbesondere ein Verlauf des Stromes innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes, beispielsweise bei einem Hochlauf der Trommel, verfolgt werden. Dabei kann über die Abhängigkeit des Drehmoments des elektrischen Antriebsmotors von dem Beladungszustand der Trommel sowie aufgrund der Abhängigkeit des Drehmoments von dem Motorstrom auf die Beladung geschlossen werden.
Im Übrigen kann auch die Feuchte, d.h. der Trocknungsgrad, der Wäschestücke durch die Beobachtung des Motorstroms und/oder einer an den elektrischen Antriebsmotor abge- gebenen Leistung innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes ermittelt werden, da ein Strom- und/oder Leistungsgradient mit einer abnehmenden Feuchte der Wäschestücke kleiner wird. Es kann auch das Ende eines Trocknungsprozesses bestimmt werden. Ändern sich nämlich beispielsweise der Motorstrom und/oder die abgegebene Leistung kaum oder nicht mehr, so deutet dies darauf, dass die Wäschestücke im Wesentlichen trocken sind bzw. getrocknet sind.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bewirkt der elektrische Antriebsmotor gleichzeitig den Antrieb des Prozessluftgebläses. In diesem Fall bewirkt eine Änderung der Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors eine entsprechende Änderung der Drehzahl sowohl der Trommel als auch des Prozessluftgebläses.
Bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Trockner kann es sich um einen Ablufttrockner oder um einen Kondensationstrockner handeln. Bei letzterem wird die feuchtwarme Prozessluft aus der Trommel nicht in einen Aufstellraum des Trockners geleitet. Stattdessen erfolgt zunächst ein Wärmetausch in einem Wärmetauscher, wobei in der Regel die Feuchtigkeit kondensiert.
Im Allgemeinen wird während eines Trocknungsprozesses ein Kühlmedium durch den Wärmetauscher hindurch geleitet, z.B. Kühlluft im Falle eines Luft-Luft-Wärmetauschers oder ein Kältemittel bei Einsatz einer Wärmepumpe.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird daher feuchtwarme Prozessluft aus der Trommel mit einem Kühlmedium in einem Wärmetauscher abgekühlt. Vorzugsweise wird als Kühlmedium Luft eingesetzt, die mit Hilfe eines Kühlluftgebläses durch einen Kühlluftkanal des Wärmetauschers befördert wird. In einer bevorzugten Ausfüh- rungsform der Erfindung wird dann die Kühlluft derart durch den Kühlluftkanal geleitet, dass das Kühlluftgebläse im Schritt (g) mit einer größeren Drehzahl betrieben wird als bei einem Betrieb während Schritt (c).
Vorzugsweise treibt der erfindungsgemäß eingesetzte elektrische, drehzahlvariable Antriebsmotor auch das Kühlluftgebläse an. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Schritte (b) und (c) für einen vorgegebenen Zeitraum Ata und/oder Schritt (g) für einen vorgegebenen Zeitraum At durchgeführt, wobei in der Steuereinrichtung ein Zusammenhang zwischen Ata und/oder At und einer Beladung der Trommel mit zu trocknenden Wäschestücken und einer Feuchte der zu trocknenden Wäschestücke hinterlegt ist.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn aufgrund von Vorversuchen näherungsweise gut ermittelt werden kann, wann eine ausreichende Raumerfüllung der Trommel mit Wäschestücken gegeben ist, so dass eine Heraufsetzung der Drehzahl der Trommel und/oder des Prozessluftgebläses vorteilhaft ist. Ausgehend von Erfahrungswerten bei Versuchen mit verschiedenen Beladungen, bei denen der Ablauf des Trocknungsprozesses verfolgt wurde, kann näherungsweise ein solches zeitlich gesteuertes Verfahren ermittelt, in der Steuereinrichtung hinterlegt und als Ausführungsform der Erfindung durchgeführt werden. In Ausführungsformen der Erfindung ist in der Steuereinrichtung hinterlegt, dass bei Vorliegen von vorgegebenen empfindlichen Wäschestücken ein die Wäschestücke schonendes Trocknungsprogramm durchgeführt wird, indem beispielsweise für die Trocknungstemperatur und/oder Trommeldrehzahl und/oder Drehzahl des Prozessluftgebläses auf die Wäschestücke abgestimmte obere Grenzwerte vorgegeben werden. Bei einer niedri- gen Drehzahl der Trommel werden die Wäschestücke generell auch weniger belastet.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Trockner mit einer Trommel für zu trocknende Wäschestücke, einem Feuchtesensor, einem elektrischen, drehzahlvariablen Antriebsmotor für die Trommel, einer Steuereinrichtung und einem Prozessluftkanal, in dem sich eine Heizung und ein Prozessluftgebläse befinden, wobei die Steuereinrichtung zur Durchführung eines Verfahrens eingerichtet ist, bei dem
(a) zu Beginn eine Beladung Ι_Μ der Trommel ermittelt wird;
(b) der Antriebsmotor mit einer Drehzahl v in einem Bereich ν-ι < v < v2 betrieben wird;
(c) durch Betreiben der Heizung und des Prozessluftgebläses unter Drehen der Trom- mel mit einer Drehzahl ü, wobei üi < ü < ü2 gilt, warme Prozessluft erzeugt und durch die Trommel geleitet wird;
(d) mit dem Feuchtesensor eine Feuchte W der Wäschestücke gemessen wird;
(e) bei Erreichen einer Feuchte W kleiner/gleich einem vorgegebenen oberen Schwellenwert Wu eine Beladung LWu der Trommel ermittelt wird; (f) bei Feststellung, dass die Beladung L innerhalb eines durch eine minimale Beladung Lmin und einer maximalen Beladung Lmax vorgegebenen Bereiches liegt, so dass Lmin ί L < Lmax gilt, Ermittlung des Trockengewichtes Wdry der Wäschestücke; und
(g) die Drehzahl v des Antriebsmotors sowie die Drehzahl ü der Trommel in Abhängigkeit vom bestimmten Trockengewicht Wdry und der Feuchte W heraufgesetzt wird.
Der erfindungsgemäße Trockner ist insbesondere ein Wäschetrockner an sich oder ein Waschtrockner. Ein Waschtrockner ist hierbei ein Kombinationsgerät, das über eine Waschfunktion zum Waschen von Wäsche und über eine Trocknungsfunktion zum Trocknen von feuchter Wäsche verfügt.
Die Heizung ist insbesondere eine elektrische Heizung oder eine Gasheizung, wobei eine elektrische Heizung bevorzugt verwendet wird.
Bei dem Trockner kann es sich erfindungsgemäß um einen Ablufttrockner oder um einen Kondensationstrockner handeln. Ein Kondensationstrockner weist einen Wärmetauscher auf, so dass die feuchtwarme Prozessluft aus der Trommel nicht in einen Aufstellraum des Trockners geleitet wird. Stattdessen erfolgt zunächst ein Wärmetausch in einem Wärmetauscher, wobei in der Regel die Feuchtigkeit kondensiert.
Erfindungsgemäß ist die Art des Wärmetauschers nicht eingeschränkt, so dass das Kühlmedium beispielsweise das Kältemittel einer Wärmepumpe oder die Kühlluft eines Luft-Luft-Wärmetauschers sein kann.
Erfindungsgemäß 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 Vorzugsdrehrichtung auf. Das erfindungsgemäß eingesetzte Prozessluftgebläse hat ebenfalls vorzugsweise eine Vorzugsdrehrichtung. Dies heißt, dass insbesondere aufgrund der Formgestaltung der Gebläseschaufeln bei gleicher Drehzahl die pro Zeiteinheit beförderte Luftmenge in der einen Drehrichtung des Gebläses größer als in der entgegengesetzten Drehrichtung.
Der elektrische Antriebsmotor mit variabler Drehzahl bewirkt vorzugsweise gleichzeitig den Antrieb sowohl der Trommel als auch des Prozessluftgebläses. Besonders bevorzugt ist es bei Anwesenheit eines Kühlluftgebläses in einem Kühlluftkanal des Wärmetauschers, also eines Luft-Luft-Wärmetauschers, dass auch das Kühlluftgebläse von diesem elektrischen Antriebsmotor angetrieben wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird somit ein so genanntes Einmotorenkonzept realisiert, bei dem Trommel, Prozessluftgebläse und, sofern vorhanden, ein Kühlluftgebläse mit demselben elektrischen Antriebsmotor betrie- ben werden.
Die Art des elektrischen Antriebsmotors ist erfindungsgemäß nicht eingeschränkt, solange eine Variation seiner Drehzahl erreicht werden kann. Es hat sich jedoch als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn als Antriebsmotor ein BLDC-Motor verwendet wird. Ein BLDC- Motor ist ein bürstenloser Synchronmotor (Brushless DC Motor), bei dem der sonst übliche mechanische Kommutator mit Bürsten zur Stromanwendung durch eine elektronische Ansteuerschaltung ersetzt ist. Bei einem BLDC-Motor ist der Rotor mit Permanentmagneten realisiert (deshalb ist eine andere Bezeichnung für einen solchen Motor„PMS-Mo- tor", wobei„PMS" für„Permanent Magnet Synchronous" steht) und der feststehende Sta- tor umfasst Spulen, die von einer elektronischen Schaltung zeitlich versetzt angesteuert werden, um ein Drehfeld entstehen zu lassen, welches ein Drehmoment am solcherart permanent erregten Rotor erzeugt. Bei einem BLDC-Motor 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 oder eine sensorlose Detektierung herangezogen.
Jedenfalls ermöglicht der Einsatz eines BLDC-Motors als Antriebsmotor 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 erfin- dungsgemäßen Verfahrens möglich. Insbesondere kann eine Drehzahl v des Antriebsmotors im Schritt (g) eingestellt werden, die größer ist als eine Drehzahl v im Schritt (b). Vorzugsweise ist dabei die Drehzahl im Schritt (g) um ca. 20 bis 50 % größer. Außerdem hat sich herausgestellt, dass bei Verwendung eines BLDC-Motors unter ansonsten glei- chen Einsatzbedingungen, insbesondere gleiche 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 in einem optimalen Beladungsbereich des Trockners. Entsprechend kann auch angezeigt werden, dass eine Beladungsmenge zu gering ist, um ein erfindungsgemäßes Verfahren vorteilhaft durchzuführen.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass ein Trockner mit einer verbesserten Effizienz betrieben werden kann. Insbesondere kann eine Verkürzung der Trocknungszeit im Trock- nungsprozess erreicht werden. Die Verkürzung der Trocknungszeit kann dabei vor allem in einem bestimmten Beladungsbereich mit Wäschestücken ausgeprägt sein.
In Ausführungsformen ermöglicht die Erfindung stark erhöhte Prozessluftströme und Kühlluftströme, wenn die Ausfüllung der Trommel maximal ist und somit die zur Trocknung eingesetzte warme Prozessluft nicht an zu trocknenden Wäschestücken vorbeiströ- men kann, sondern in intensivem Kontakt mit den zu trocknenden Wäschestücken ist.
Die Erfindung ermöglicht den Einsatz hoher Drehzahlen auch bei empfindlichen Wäschestücken, weil erfindungsgemäß sichergestellt ist, dass sich die Wäsche nicht mehr groß bewegen kann.
Je höher die Drehzahl der Trommel und vorzugsweise auch des Prozessluftgebläses ist, desto größer ist der Luftdurchsatz innerhalb der Trommel. Dadurch wird die Trocknungsdauer reduziert. Durch Ausfall der durch das Herabfallen der Wäschestücke bewirkten mechanischen Belastung der Wäschestücke bei Ausführungsformen der Erfindung wird ein die Wäschestücke schonender Drehzahlarbeitsbereich geschaffen. Darüber hinaus wird durch einen stark erhöhten Luftdurchsatz innerhalb der Trommel eine erhebliche Reduktion der Trocknungsdauer sowie eventuell eine Reduktion einer Heizleistung gewährleistet.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich unter Bezugnahme auf die einzige Figur aus der nachfolgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Trockner, in dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann.
Die Figur zeigt einen senkrecht geschnittenen Trockner, insbesondere einen als Kondensationstrockner ausgestalteten Wäschetrockner, gemäß einer ersten Ausführungsform.
Der in der Figur dargestellte Trockner 1 weist eine um eine horizontale Achse drehbare Trommel 2 auf, innerhalb welcher Mitnehmer 15 zur Bewegung von Wäschestücken 5 während einer Trommeldrehung befestigt sind. Prozessluft wird mittels eines Prozessluftgebläses 6 im Prozessluftkanal 3 über eine elektrische Heizung 4 durch die Trommel 2 geführt. Nach Austritt aus der Trommel 2 wird die mit Feuchtigkeit beladene Prozessluft durch einen als Umluftkanal 10 bezeichneten Teil des Prozessluftkanals geführt. Im Umluftkanal 10 wird die feuchtwarme Prozessluft bei dieser Ausführungsform durch einen Luft-Luft-Wärmetauscher 23 geleitet, wo ein Wärmetausch mit Kühlluft stattfinden kann, wobei die Kühlluft von einem Kühllufteingang 16 bis zu einem Kühlluftausgang 17 fließt.
Die feuchtwarme Prozessluft kühlt unter Kondensation der in ihr enthaltenen Feuchtigkeit ab und wird wiederum über das Prozessluftgebläse 6 und die elektrische Heizung 4 in die Trommel 2 geführt, wodurch der Prozessluftkreis geschlossen ist. Die am Luft-Luft-Wärmetauscher 23 kondensierte Feuchtigkeit wird in einem in der Figur nicht gezeigten Kondensatbehälter aufgefangen. Die abgekühlte Prozessluft im Umluftkanal 10 gelangt anschließend wieder mittels des Prozessluftgebläses 6 in den Prozessluftkanal 3.
Im Trockner 1 der Figur ist im Luft-Luft-Wärmetauscher 23 ein Kühlluftkanal 9 angeordnet, in dem sich ein Kühlluftgebläse 8 befindet. Die Kühlluft aus dem Aufstellraum des Trockners 1 wird derart durch den Kühlluftkanal 9 geleitet, dass bei einer Erhöhung der Drehzahl v des elektrischen Antriebsmotors 12 im Schritt (g) des erfindungsgemäßen Verfahrens auch die Drehzahl ü der Trommel 2 sowie eine Drehzahl des Kühlluftgebläses 8 erhöht wird, so dass im Schritt (g) die Kühlluft schneller durch den Kühlluftkanal 9 strömt.
Als elektrischer, drehzahlvariabler Antriebsmotor 12 wird bei der hier gezeigten Ausführungsform eines Trockners ein permanent erregter Synchronmotor, hier ein BLDC-Motor, eingesetzt, der gleichzeitig den Antrieb des Prozessluftgebläses 6 und des Kühlluftgebläses 8 sowie der Trommel 2 bewirkt. Die Drehzahl ü der Trommel 2 ist hierbei proportional zur Drehzahl v von Antriebsmotor 12.
Zur Trocknung von Wäschestücken 5 in der Trommel 2 wird von der elektrischen Heizung 4 erwärmte Luft von hinten, d.h. von der einer Trocknertür 18 gegenüberliegenden Seite der Trommel 2, durch deren gelochten Boden in die Trommel 2 geleitet, kommt dort mit der zu trocknenden Wäsche in Berührung und strömt durch die Befüllöffnung der Trommel 2 zu einem Flusensieb 19 innerhalb der die Befüllöffnung verschließenden Trocknertür 18. Anschließend wird der Luftstrom an der Trocknertür 18 nach unten umgelenkt. Die Trommel 2 wird bei der in der Figur gezeigten Ausführungsform am hinteren Boden mittels eines Drehlagers und vorne mittels eines Lagerschildes 20 gelagert, wobei die Trommel 2 mit einer Krempe auf einem Gleitstreifen 13 (und/oder Rollen, der Übersicht halber nicht dargestellt) am Lagerschild 20 aufliegt und so am vorderen Ende gehalten wird. Die Steuerung des Trockners erfolgt über die Steuereinrichtung 1 1 , die vom Benutzer über eine Bedieneinheit 14 geregelt werden kann. Eine Anzeigevorrichtung 21 ermöglicht die Anzeige von im Trockner ablaufenden Verfahren sowie weitere Details hierzu.
Im Trockner der Figur wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Trockners 1 durchgeführt, wobei
(a) zu Beginn eine Beladung Linit der Trommel 2 ermittelt wird;
(b) der Antriebsmotor 12 mit einer Drehzahl v in einem Bereich v-ι < v < v2 betrieben wird, wobei v-ι = 2500 U/min und v2 = 2725 U/min ist, (c) durch Betreiben der Heizung 4 und des Prozessluftgebläses 6 unter Drehen der Trommel 2 mit einer Drehzahl ü, wobei üi < ü < ü2 gilt, warme Prozessluft erzeugt und durch die Trommel 2 geleitet wird;
(d) mit dem Feuchtesensor 7 eine Feuchte W der Wäschestücke 5 gemessen wird; (e) bei Erreichen einer Feuchte W kleiner/gleich einem vorgegebenen oberen Schwellenwert Wu eine Beladung LWu der Trommel 2 ermittelt wird;
(f) bei Feststellung, dass die Beladung L innerhalb eines durch eine minimale Beladung Lmin und einer maximalen Beladung Lmax vorgegebenen Bereiches liegt, so dass Lmin < L < Lmax gilt, Ermittlung des Trockengewichtes Wdry der Wäschestücke; und
(g) die Drehzahl v des Antriebsmotors 12 sowie die Drehzahl ü der Trommel 2 in Abhängigkeit vom bestimmten Trockengewicht Wdry und der Feuchte W heraufgesetzt wird. Insbesondere wird mit dem Trockner 1 der in der Figur gezeigten Ausführungsform ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt, bei dem der Schwellenwert Wu 30 % beträgt und (i) anhand des Trockengewichtes Wdry und der gemessenen Feuchte F eine Raumerfüllung R der Trommel 2 durch die Wäschestücke 5 ermittelt wird; und (ii) bei Vorliegen oder Erreichen einer vorgegebenen Raumerfüllung Rset durch die Wäschestücke 5 in der Trommel 2 die Drehzahl v des elektrischen Antriebsmotors 12 auf eine Drehzahl v > v2 erhöht wird und die Drehzahl ü der Trommel 2 auf eine Drehzahl ü > ü2 erhöht werden. Die Drehzahl v des Antriebsmotors 12 wird hierbei insbesondere pro Sekunde um 50 U/min bis 750 U/min beschleunigt, beispielsweise auf eine Drehzahl im Bereich von 2750 U/min bis 3300 U/min. Der Trockner ermöglicht im Übrigen, dass im Schritt (i) und im Schritt (ii) eine Art und Form der Wäschestücke 5 berücksichtigt werden. Das Verfahren wird so durchgeführt, dass die vorgegebene Raumerfüllung Rset so groß gewählt wird, dass es während der Drehung der Trommel 2 zu keinem Wäschefall kommt.
Die Beladung der Trommel wird durch Auswiegen der Trommel 2 und/oder durch Auswertung eines Motorstromes und/oder einer elektrischen Leistung des BLDC-Motors 12 ermittelt. Die feuchtwarme Prozessluft aus der Trommel 2 wird mit Luft als Kühlmedium in einem Luft-Luft-Wärmetauscher 23 abgekühlt, wobei die Luft mit Hilfe des durch den Antriebsmotor 12 angetriebenen Kühlluftgebläses 10 durch den Kühlluftkanal 9 des Wärmetauschers 23 befördert wird. Der Trockner der Figur erlaubt überdies die Durchführung eines Verfahrens, bei dem die Schritte (b) und (c) für einen vorgegebenen Zeitraum Ata und/oder Schritt (g) für einen vorgegebenen Zeitraum At durchgeführt werden, wobei in der Steuereinrichtung 1 1 ein Zusammenhang zwischen Ata und/oder Atb und einer Beladung der Trommel 2 mit zu trocknenden Wäschestücken 5 und einer Feuchte der zu trocknenden Wäschestücke 5 hinterlegt ist.
Bezugszeichenliste
Trockner, Kondensationstrockner
Trommel
Prozessluftkanal
Heizung, insbesondere elektrische Heizung
Wäschestücke
Prozessluftgebläse
Feuchtesensor, insbesondere Leitfähigkeitssensor
Kühlluftgebläse
Kühlluftkanal
Umluftkanal
Steuereinrichtung
Antriebsmotor; insbesondere permanent erregter Synchronmotor Gleitstreifen
Bedieneinheit
(Wäsche)Mitnehmer
Kühllufteingang
Kühlluftausgang
Trocknertür
Flusensieb
Lagerschild
Anzeigevorrichtung
Leistungselektronikeinheit
Wärmetauscher; Luft-Luft-Wärmetauscher

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Verfahren zum Betrieb eines Trockners (1 ) mit einer Trommel (2) für zu trocknende Wäschestücke (5), einem Feuchtesensor (7), einem elektrischen, drehzahlvariablen Antriebsmotor (12) für die Trommel (2), einer Steuereinrichtung (1 1 ) und einem Prozessluftkanal (3), in dem sich eine Heizung (4) und ein Prozessluftgebläse (6) befinden, dadurch gekennzeichnet, dass
(a) zu Beginn eine Beladung Lmit der Trommel (2) ermittelt wird;
(b) der Antriebsmotor (12) mit einer Drehzahl v in einem Bereich v-ι < v < v2 betrieben wird;
(c) durch Betreiben der Heizung (4) und des Prozessluftgebläses (6) unter Drehen der Trommel (2) mit einer Drehzahl ü, wobei ü1 < ü < ü2 gilt, warme Prozessluft erzeugt und durch die Trommel (2) geleitet wird;
(d) mit dem Feuchtesensor (7) eine Feuchte W der Wäschestücke (5) gemessen wird;
(e) bei Erreichen einer Feuchte W kleiner/gleich einem vorgegebenen oberen Schwellenwert Wu eine Beladung LWu der Trommel (2) ermittelt wird;
(f) bei Feststellung, dass die Beladung L innerhalb eines durch eine minimale Beladung Lmin und einer maximalen Beladung Lmax vorgegebenen Bereiches liegt, so dass Lmin < L < Lmax gilt, Ermittlung des Trockengewichtes Wdry der Wäschestücke (5); und
(g) die Drehzahl v des Antriebsmotors (12) sowie die Drehzahl ü der Trommel
(2) in Abhängigkeit vom bestimmten Trockengewicht Wdry und der Feuchte W heraufgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert Wu 30 % beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
(i) eine Raumerfüllung R der Trommel (2) durch die Wäschestücke (5) ermittelt wird; und
(ii) bei Vorliegen oder Erreichen einer vorgegebenen Raumerfüllung Rset durch die Wäschestücke (5) in der Trommel (2) die Drehzahl v des elektrischen Antriebsmotors (12) auf eine Drehzahl v > v2 erhöht wird und die Drehzahl ü der Trommel (2) auf eine Drehzahl ü > ü2 erhöht werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl v des Antriebsmotors um 50 U/min pro Sekunde bis 750 U/min pro Sekunde beschleunigt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (i) und/oder im Schritt (ii) eine Art und/oder Form der Wäschestücke (5) berücksichtigt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl ü der Trommel (2) proportional zur Drehzahl v des elektrischen Antriebsmotors (12) ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass v-ι = 2500 U/min und v2 = 2725 U/min ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrischer, drehzahlvariabler Antriebsmotor (12) ein permanent erregter Synchronmotor eingesetzt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladung der Trommel (2) durch Auswertung eines Motorstromes und/oder einer elektrischen Leistung des Antriebsmotors (12) ermittelt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (12) gleichzeitig den Antrieb des Prozessluftgebläses (6) bewirkt.
1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass feuchtwarme Prozessluft aus der Trommel (2) mit einem Kühlmedium in einem Wärmetauscher (23) abgekühlt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Kühlmedium Luft eingesetzt wird, die mit Hilfe eines Kühlluftgebläses (8) durch einen Kühlluftkanal (9) des Wärmetauschers (23) befördert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsmotor (12) das Kühlluftgebläse (8) antreibt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte (b) und (c) für einen vorgegebenen Zeitraum Ata und/oder Schritt (g) für einen vorgegebenen Zeitraum At durchgeführt werden, wobei in der Steuereinrichtung (1 1 ) ein Zusammenhang zwischen Ata und/oder At und einer Beladung der Trommel (2) mit zu trocknenden Wäschestücken (5) und einer Feuchte der zu trocknenden Wäschestücke (5) hinterlegt ist.
15. Trockner (1 ) mit einer Trommel (2) für zu trocknende Wäschestücke (5), einem Feuchtesensor (7), einem elektrischen, drehzahlvariablen Antriebsmotor (12) für die Trommel (2), einer Steuereinrichtung (1 1 ) und einem Prozessluftkanal (3), in dem sich eine Heizung (4) und ein Prozessluftgebläse (6) befinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (1 1 ) zur Durchführung eines Verfahrens eingerichtet ist, bei dem
(a) zu Beginn eine Beladung Linit der Trommel (2) ermittelt wird;
(b) der Antriebsmotor (12) mit einer Drehzahl v in einem Bereich v-i < v < v2 betrieben wird;
(c) durch Betreiben der Heizung (4) und des Prozessluftgebläses (6) unter Drehen der Trommel (2) mit einer Drehzahl ü, wobei üi < ü < ü2 gilt, warme Prozessluft erzeugt und durch die Trommel (2) geleitet wird;
(d) mit dem Feuchtesensor (7) eine Feuchte W der Wäschestücke (5) gemessen wird;
(e) bei Erreichen einer Feuchte W kleiner/gleich einem vorgegebenen oberen Schwellenwert Wu eine Beladung LWu der Trommel (2) ermittelt wird; (f) bei Feststellung, dass die Beladung L innerhalb eines durch eine minimale Beladung Lmin und einer maximalen Beladung Lmax vorgegebenen Bereiches liegt, so dass Lmin < L < Lmax gilt, Ermittlung des Trockengewichtes Wdry der Wäschestücke (5); und
(g) die Drehzahl v des Antriebsmotors (12) sowie die Drehzahl ü der Trommel (2) in
Abhängigkeit vom bestimmten Trockengewicht Wdry und der Feuchte W heraufgesetzt wird.
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