WO2014082825A1 - Wäschetrockner und verfahren zum betreiben eines wäschetrockners - Google Patents

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WO2014082825A1
WO2014082825A1 PCT/EP2013/073155 EP2013073155W WO2014082825A1 WO 2014082825 A1 WO2014082825 A1 WO 2014082825A1 EP 2013073155 W EP2013073155 W EP 2013073155W WO 2014082825 A1 WO2014082825 A1 WO 2014082825A1
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WO
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process air
phase
laundry
during
heating
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PCT/EP2013/073155
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Inventor
Andreas Hanau
Gudrun Schliecker
Thomas Schneider
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F58/00—Domestic laundry dryers
    • D06F58/20—General details of domestic laundry dryers 
    • D06F58/24—Condensing arrangements
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F2105/00—Systems or parameters controlled or affected by the control systems of washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2105/28—Electric heating
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F58/00—Domestic laundry dryers
    • D06F58/30—Drying processes 

Definitions

  • the invention relates to a tumble dryer with a rotatable laundry drum for laundry to be dried and with a process air duct in which process air flows through the laundry drum to a condensation device, at least one heater and a sorbent sorption means, and a method for operating such a tumble dryer.
  • tumble dryer in the context of this description includes both classic, individual tumble dryer and so-called washer-dryer, which combine the functions of a washing machine and a dryer in one device.
  • a tumble dryer air the so-called process air - e.g. passed through a fan via a heater in a container or drum in which the items to be dried are included.
  • the dry, hot process air absorbs moisture from the overflow of laundry.
  • a so-called condensation dryer the then moist, warm process air is passed through a condensation device.
  • a condensation device This can be, for example, an air-to-air heat exchanger or the heat sink of a heat pump.
  • the moist, warm process air cools down so that water contained in it condenses.
  • the condensate can be collected and / or removed in a container and the cooled and dehumidified process air is again supplied to the heater and in another cycle of the laundry drum.
  • EP 2 246 470 A1 discloses a washer-dryer with a process air duct in a closed process air duct, in which process air flows through an adsorption chamber disposed downstream of a condensation apparatus in the flow direction.
  • the adsorption chamber In the adsorption chamber is located as a sorbent zeolite, the process air During the drying process, moisture is removed and the process air is heated.
  • an electrically operated heating jacket can be activated and / or heated wash liquor can be used, which is conducted around the adsorption chamber.
  • DE 10 2008 032 228 A1 describes a household laundry dryer in which two separate amounts of sorbent are operated in phase-shifted manner for a few minutes in their adsorption and desorption phase (regeneration) in order to increase energy efficiency.
  • EP 2 439 329 A1 describes a washer-dryer with a drying unit which contains an adsorptive drying agent for heating and dehumidifying process air during the drying process. The hot air enriched with moisture from the desiccant during the desorption process to regenerate the desiccant is fed to the scrubber of the scrubber dryer during a washing operation to heat the scrubbing liquid used there.
  • DE 30 17 109 A1 describes a clothes dryer with a heating device which serves both to heat the wash liquor during the washing process and to heat the laundry drum during a drying process.
  • the laundry drum rotates with the heater switched on initially with a normal drying speed of about 50 U / min, and then temporarily temporarily accelerated to an intermediate spin speed of about 250 to 400 rev / min.
  • EP 0 777 908 A1 describes a laundry dryer with a closed zeolite adsorption system, which has two containers communicating with one another via a pipeline and filled with zeolite or water and otherwise evacuated.
  • the system is operated cyclically, wherein in a first phase, adsorption takes place in that the water-containing container acts as an evaporator and causes additional condensation of moisture from the process air flowing past the container.
  • the process air then passes through the second container filled with zeolite, the zeolite, which is exposed to moisture through the pipeline from the first container, preheating the process air by additional heat of adsorption.
  • the process air bypasses the zeolite-filled container, which is electrically heated to a desorption temperature, via a bypass. During the desorption heated water passes back into the water-containing container, which heats the flowing past him process air thereby.
  • a tumble dryer of the type outlined above with a drying chamber and with a sorption device with a reversibly hydratable and dehydratable material, preferably zeolite, is known.
  • process air flowing through the sorption device is heated due to the exothermic adsorption.
  • the adsorption phase continues until a sensor system detects the saturation of the sorbent.
  • the process air duct after the drying chamber splits into an adsorber channel in which the sorption device is located and into at least one process air subchannel, wherein a heat exchanger comprises the adsorber channel and the at least one process air subchannel.
  • an object of the present invention is to provide a clothes dryer which is further optimized in terms of its energy and resource requirements and which allows a shorter drying time.
  • An object of the invention is also to provide an energy-efficient method for operating a tumble dryer.
  • the subject of the invention is thus a tumble dryer with a rotatable laundry drum for laundry to be dried and with a process air duct, in which process air flows through the laundry drum to a condensation device, at least one heating device and a sorption device containing a sorbent, wherein the tumble dryer a drying process with at least the following phases performs:
  • a subsequent main drying phase in which process air circulating in the process air duct absorbs moisture from the laundry and separates out at the condensation device, the sorbent absorbing moisture from the process air during heat release at least during part of the main drying phase.
  • a first essential aspect of the invention is the timely application of the moisture-absorbing phase of the sorption device (e.g., adsorption phase) and the dispensing phase of the stored moisture (e.g., desorption phase) with the process phases of the drying process.
  • a Adsorptions e.g. a Adsorptions Grande the sub-processes or phases of desorption (regeneration) and adsorption.
  • An advantageous aspect of the invention is the combination of the desorption phase with a (first) initial phase or heating phase.
  • a (first) initial phase or heating phase By the heating of the process air and / or the heating of the sorption (by the hot process air or by optionally additional arranged in the sorption heater) before the actual main drying phase in process air flow regenerated by the sorption.
  • the process air leaving the sorption device is more or less hot, but in any case relatively moist, since the moisture released from the sorption device is contained in the process air in the form of steam. If, during its further circulation in the process air duct (process air duct), this moist process air flows through the laundry drum and reaches the drying process at the beginning of the drying process.
  • An advantageous aspect of the invention is that the laundry already heats up a little when the moisture from the process air is deposited on the laundry while releasing its enthalpy of vaporization. This evaporation enthalpy, which was previously absorbed by the moisture expelled there during the regeneration of the sorption device, is then immediately recovered directly to a very high proportion.
  • the desorption phase is terminated during the heating phase before the laundry is already too hot for further condensation of moisture from the process air.
  • the desorption phase can be lengthened and intensified by additionally dissipating heat in the process air duct and condensing water therein, during which a condensation-promoting cooling of the condensation device takes place during the heating phase.
  • the sorption device prepared during the heating phase for a renewed absorption of moisture from the process air is controlled according to the invention such that the (re) sorption phase is linked or synchronized with the main drying phase of the drying process.
  • the condensing device arranged in the process air duct can be reduced in its performance, since at this location at least temporarily no condensation or only a reduced condensation is required and otherwise the process air would be unnecessarily deprived of heat.
  • reducible heat dissipation by the condensation device during this phase leads to a saving of coolant, which has a particularly advantageous effect when cooling water is used for condensation-promoting cooling.
  • the heater is active during the spin phase.
  • An advantageous embodiment of the tumble dryer envisages that in the event that the heating device has to be switched off or reduced in power consumption before the main drying phase, a second heating phase initially takes place in which the heating device at least circulates the process air circulating through the process air duct heats a temperature setpoint already reached during the first heating phase and then keeps the process air temperature at the level of the temperature setpoint.
  • a second heating phase By switching the heater and, for example, a fan for circulation of the process air in the process air duct after completion or at the end of the spin phase in the second heating phase advantageously process air, laundry and dryer components, which might have cooled during the spin phase, initially back to the temperature setpoint brought.
  • the main drying phase can then be started and carried out in a particularly energy-optimized manner.
  • a condensation-promoting cooling of the condensation device for example by supplying cooling water, may be provided. That's it also possible to specify different temperature setpoints before and after the spin phase. For intensive drying, it may be preferable to specify a rather low temperature setpoint prior to the spin phase, for example 90 ° C, and to specify a higher setpoint temperature in the main drying phase, for example 100 ° C. For a careful drying, a high temperature setpoint can be specified before the spin phase, for example 100 ° C, and in the main drying phase with a lower temperature setpoint, for example 90 ° C.
  • An embodiment of the invention which is preferred under operating aspects provides that the main drying phase follows a cooling phase in which the heating device is inactive, the process air continues to circulate through the process air duct and cooling of the condensation device takes place.
  • adsorbent material is selected from the group of zeolite, alumina, silica or a mixture of these materials.
  • the adsorber material may preferably be in bead form, which allows optimum passage of the moist, warm process air without formation of channels.
  • the sorption device absorbs moisture from the process air only after a period of time after the start of the main drying phase.
  • an optimized drying of the laundry is particularly advantageous if the sorption of the process air then absorbs moisture until the end of the main drying phase.
  • the invention furthermore relates to a method for operating a tumble dryer which comprises a rotatable laundry drum for laundry to be dried and a process air duct in which process air flows through the laundry drum to a condensation device, at least one heating device and a sorption device, during the drying process
  • Process air is regenerated, the washing drum is brought to a spin speed during or after the heating phase,
  • the process air is dehumidified and heated at least during part of the main drying phase characterized in that the sorption receives moisture from the process air.
  • An embodiment of the method according to the invention is particularly advantageous in terms of energy and process technology in that in the event that the heating device has to be switched off or reduced in power consumption during the spin cycle, the temperature of the process air circulating in the process air duct first at least in a second heating phase before the main drying phase brought back to a temperature setpoint already reached during the first heating phase and then maintained at the level of the temperature setpoint.
  • the process air is withdrawn moisture by the sorption only after a period of time after the start of the main drying phase.
  • the drying of laundry can be achieved particularly energy efficient and fast; the drying is regarded as completed when a corresponding predetermined residual moisture in the laundry is reached.
  • Fig. 1 in longitudinal section schematically the structure of a tumble dryer
  • Fig. 2 different phases and operating parameters in the operation of a clothes dryer during the implementation of the method.
  • FIG. 1 shows a clothes dryer, as it emerges in its basic structure, for example from DE 10 2010 002 086 A1, to which reference is made in terms of content.
  • the representation of a tumble dryer is chosen because hereinafter mainly drying processes are to be presented. This is not precluded that the teaching to be described below is preferably applied to a washer-dryer in which laundry is both washed and spun and dried.
  • the tumble dryer has a housing 1 in which a laundry drum 2 is mounted so as to be able to rotate substantially horizontally about a rotation axis 3.
  • a process air duct 5 leads through the serving as a laundry room interior 6 of the laundry drum 2 - seen in the flow direction of the process air duct 5 process air 8 - to a condensing device 9, a fan 10 and a
  • the sorption contains as sorbent (sorbent) a material which absorbs water vapor or water with the release of heat and when heating or heat supply, the stored water gives off again.
  • sorbent a material which absorbs water vapor or water with the release of heat and when heating or heat supply, the stored water gives off again.
  • Suitable known materials include zeolite and silica gels / silica gels.
  • a controller 15 controls as indicated by a control arrow 16, a motor 17 which drives the laundry drum, and thus the rotation and the speed U of the laundry drum 2.
  • the controller 15 also controls or controls a coolant flow 18, for example, formed by cooling air or cooling water may be, by the condensation device 9, as indicated by a control arrow 19, the blower 10 and its speed, whereby the process air is required by the process air duct 5 promoted, and the heater 12.
  • a coolant flow 18 for example, formed by cooling air or cooling water may be, by the condensation device 9, as indicated by a control arrow 19, the blower 10 and its speed, whereby the process air is required by the process air duct 5 promoted, and the heater 12.
  • the condensation device 9 precipitated condensate 20 enters a Drip tray or a collecting container 21.
  • the tumble dryer can be designed as an individual dryer, but also as a so-called washer dryer.
  • washer-dryer here a combination device is called, which has both the functions of a washing machine as well as the functions of a tumble dryer.
  • FIG. 2 shows the temperature profile of the process air 8 and the operating state (ON / OFF) of the blower 10 and the heater 12 during a drying program over time (t).
  • the controller 15 - controls the blower 10, which moves the process air 8 in the process air duct 5 and through the interior 6 of the laundry drum 2.
  • the controller 15 switches on the heating device 12 (see the lower illustration "ON" in FIG. 2), whereby the process air stream heats up before it flows through the sorption device
  • an integrated heating device 22 only hinted at can be provided within the sorption device 14, which, as symbolized by a control arrow 23, is switched on by the control 15 with simultaneous flow of process air 8.
  • the sorption device 14 Depending on the design of the sorption device 14, its sorbent 13 starts at the time t RE , previously absorbed moisture (as indicated by arrows 24) due to the supplied Depending on the design of the heating device, the temperature increase of the process air detected by a temperature sensor 25 at the entrance to the laundry drum 2 may then slow down somewhat in this example a temperature setpoint T S OLL ended.
  • the desorption phase DS should run as early as possible, as long as the laundry 4 is still cold and can absorb desorbed moisture from the process air by condensation.
  • the sorption device 14 or its sorbent 13 is regenerated by the release of previously adsorbed moisture.
  • the sorbent may preferably be zeolite in bead form, through which the process air 8 flows directly.
  • the process air 8 leaving the sorption device is very strongly saturated with moisture.
  • the moist process air impinges in the drum 2 on the laundry 4 which is still wet and cold at the beginning of the drying process, whereby a considerable proportion of the moisture or water vapor from the process air 8 (as indicated by arrows 28 in FIG. 1) on the cold laundry 4 condensed.
  • another advantage of the present teaching is that the moisture which precipitates on the laundry releases its previously recorded evaporation enthalpy to the laundry and thus additionally heats it.
  • heating device 12 and fan 10 are switched off by the controller 15 ("OFF") and at the same time the laundry drum 2 enters a spin speed range USC of, for example, between
  • the laundry drum preferably passes through a predetermined speed and spin time profile, which means that a large part of the moisture - as already mentioned above together with the moisture previously condensed out of the process air 8 on the laundry 4 - is removed from the laundry 4
  • the spin phase SCH can overlap in time with the end of the heating phase AH1.
  • the end of the spin phase SCH at the time t ⁇ is followed by a further heating phase AH2 (FIG. 2), to which the fan 10 and the heater 12 are reactivated by the controller, so that the possibly possibly dropped temperature T again increased to the temperature setpoint T S OLL.
  • AH2 further heating phase
  • the operation of the heater 12 is carried out so that the target temperature T S OLL is kept constant.
  • the coolant flow 18 is switched on by the controller so that condensation-requiring cooling of the condensation device 9 takes place.
  • the process section beginning herewith is referred to as the main drying phase HT.
  • the process air 8 entering the laundry drum 2 absorbs moisture evaporating from the laundry 4 (indicated by arrows 29) due to its setpoint temperature T S OLL of, for example, 100 ° C., and thereby cools off. Heat is removed from the process air 8 in the condensation device 9, as a result of which a considerable part of the previously absorbed water condenses out and passes into the collecting container 21 as condensate 20.
  • the adsorption phase AD of the sorption device 14 is linked or synchronized.
  • the process air is passed through the blower 10 through the sorption device 14, in which moisture is denuded by the adsorption (symbolized by arrows 30) and thus hot and particularly dry process air is generated for the subsequent re-supply to the laundry.
  • the control 15 optionally controls the heating device 12 and optionally also the coolant flow 18 through the condensation device 9, taking into account the process air temperature and the humidity of the process air detected by a further sensor 31.
  • the sorption device 14 alone suffices for further drying, so that the energy efficiency of the laundry dryer is further increased while saving heating power of the heating device 12 and while avoiding removal of heat from the process air 8 by the condensation device. It may be particularly advantageous to allow the adsorption in the adsorption phase AD to start only at a later time t AD during the main drying phase HT and to provide this up to the earliest possible time t A K, preferably directly until the start of a cooling phase AK. At this time of the drying process, the laundry 4 is already relatively dry and further drying in the conventional process (with operation of the heating device 12 and the condensation device 9) would be particularly energy and time consuming.
  • a bypass 32 is provided.
  • the controller 15 controls this as symbolized by a control arrow 33, a switching valve or a control valve 34, so that, if necessary, the process air 8 'flows past the sorption 14 through the bypass 32 (eg to allow the sorption to take effect only at the time t AD ).
  • the heating device 12 is switched off (see FIG. 2 [OFF]), wherein the blower 10 continues to be switched on ([ON]) and the condensation device 9 continues to be charged with the coolant flow 18.
  • the blower 10 continues to be switched on ([ON])
  • the condensation device 9 continues to be charged with the coolant flow 18.
  • the amount of energy stored in the sorption material during desorption which can be used in the adsorption for drying, is about 50% higher for zeolite per kg of water than the pure enthalpy of evaporation of the water of about 0.65 kWh / kg.
  • the amount of energy that can be saved in the drying process depends on the amount of sorbent available in the sorption device.
  • the energy efficiency is further increased in a particularly advantageous manner by the regeneration of the sorption takes place during the heating phase and thereby from the sorption to the process air moisture delivered to the cold laundry under simultaneous heating of the laundry condensed and removed in a subsequent spin phase with very little energy cost of the laundry again.

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Abstract

Mit dem erfindungsgemäßen Wäschetrockner bzw. mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Wäschetrockners wird in besonders vorteilhafter Weise die Energieeffizienz weiter gesteigert, indem während des Trocknungsprozesses die Regeneration der Sorptionseinrichtung (14) während einer Aufheizphase AH1 erfolgt und dabei von dem Sorptionsmittel (13) an die Prozessluft (8) abgegebene Feuchtigkeit (24) an der kalten Wäsche (4) unter gleichzeitiger Erwärmung der Wäsche (4) kondensiert und in einer anschließenden Schleuderphase SCH mit nur geringem energetischen Aufwand von der Wäsche (4) wieder entfernt wird.

Description

Wäschetrockner und Verfahren zum Betreiben eines
Wäschetrockners
Die Erfindung betrifft einen Wäschetrockner mit einer drehbaren Wäschetrommel für zu trocknende Wäsche und mit einem Prozessluftkanal, in dem Prozessluft durch die Wäschetrommel zu einer Kondensationseinrichtung, wenigstens einer Heizeinrichtung und einer ein Sorptionsmittel enthaltenden Sorptionseinrichtung strömt, und ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Wäschetrockners.
Der Begriff Wäschetrockner umfasst im Rahmen dieser Beschreibung sowohl klassische, individuelle Wäschetrockner als auch sogenannte Waschtrockner, die die Funktionen einer Waschmaschine und eines Trockners in einem Gerät vereinen.
Grundsätzlich wird in einem Wäschetrockner Luft - die sogenannte Prozessluft - z.B. durch ein Gebläse über eine Heizung in einen Behälter oder eine Trommel geleitet, in der die zu trocknenden Wäschestücke enthalten sind. Die trockene, heiße Prozessluft nimmt beim Überströmen der Wäschestücke aus diesen Feuchtigkeit auf. In einem so genannten Kondensationstrockner wird die dann feuchtwarme Prozessluft über eine Kondensationseinrichtung geleitet. Diese kann beispielsweise ein Luft-Luft-Wärmetauscher oder die Wärmesenke einer Wärmepumpe sein. Hier kühlt die feuchtwarme Prozessluft ab, so dass in ihr enthaltenes Wasser kondensiert. Das Kondensat kann in einem Behälter gesammelt und/oder abgeführt werden und die abgekühlte und entfeuchtete Prozessluft wird erneut der Heizung und in einem weiteren Zyklus der Wäschetrommel zugeführt. Aus ökologischen Erwägungen und vor dem Hintergrund steigender Energiekosten besteht bei Wäschetrocknern, insbesondere bei Haushaltswäschetrocknern, ein fortgesetzter Bedarf an besonders energieeffizienten Geräten.
Aus der EP 2 246 470 A1 ist ein Waschtrockner mit einer Prozessluftführung in einem geschlossenen Prozessluftkanal bekannt, in dem Prozessluft in Strömungsrichtung gesehen eine einer Kondensationseinrichtung nachgeordnete Adsorptionskammer durchströmt. In der Adsorptionskammer befindet sich als Sorbens Zeolith, das der Prozessluft während des Trocknungsvorgangs Feuchtigkeit entzieht und die Prozessluft dabei erwärmt. Zur Regeneration des Sorbens kann eine elektrisch betriebene Heizmanschette aktiviert und/oder aufgeheizte Waschlauge verwendet werden, die um die Adsorptionskammer geleitet wird. In der DE 10 2008 032 228 A1 ist ein Haushaltswäschetrockner beschrieben, bei dem zur Steigerung der Energieeffizienz zwei separate Sorptionsmittel-Mengen in ihrer Adsorpti- ons- und Desorptionsphase (Regeneration) um einige Minuten phasenverschoben betrieben werden. Die EP 2 439 329 A1 beschreibt einen Waschtrockner mit einer Trocknungseinheit, die ein adsorptives Trocknungsmittel zur Erwärmung und Entfeuchtung von Prozessluft während des Trocknungsvorganges enthält. Die während des Desorptionsvorgangs zur Regeneration des Trocknungsmittels mit Feuchtigkeit aus dem Trocknungsmittel angereicherte heiße Luft wird dem Laugenbehälter des Waschtrockners während eines Waschvorgangs zugeführt, um dort die verwendete Waschflüssigkeit zu erwärmen.
Die DE 30 17 109 A1 beschreibt einen Wäschetrockner mit einer Heizeinrichtung, die sowohl zur Erwärmung der Waschlauge während des Waschvorgangs als auch zur Beheizung der Wäschetrommel während eines Trocknungsvorgangs dient. Während des Trocknungsvorgangs dreht sich die Wäschetrommel bei eingeschalteter Heizung zunächst mit normaler Trocknungsdrehzahl von etwa 50 U/min, um anschließend kurzzeitig vorübergehend auf eine Zwischenschleuderdrehzahl von etwa 250 bis 400 U/Min beschleunigt zu werden. Die EP 0 777 908 A1 beschreibt einen Wäschetrockner mit einem geschlossenen Zeolith- Adsorptionssystem, das zwei über eine Rohrleitung miteinander kommunizierende, mit Zeolith bzw. Wasser gefüllte und ansonsten evakuierte Behälter aufweist. Das System wird zyklisch betrieben, wobei in einer ersten Phase eine Adsorption stattfindet, indem der Wasser enthaltende Behälter als Verdampfer fungiert und ein zusätzliches Auskondensie- ren von Feuchtigkeit aus der an dem Behälter vorbeiströmenden Prozessluft bewirkt. Die Prozessluft passiert anschließend den zweiten, mit Zeolith gefüllten Behälter, wobei der durch die Rohrleitung aus dem ersten Behälter mit Feuchtigkeit beaufschlagte Zeolith die Prozessluft durch zusätzliche Adsorptionswärme vorwärmt. In einer anschließenden zwei- ten Phase umgeht die Prozessluft über einen Bypass den mit Zeolith gefüllten Behälter, der elektrisch auf eine Desorptionstemperatur erhitzt wird. Während der Desorption erhitztes Wasser gelangt zurück in den Wasser enthaltenden Behälter, der die an ihm vorbeiströmende Prozessluft dadurch erwärmt.
Aus der DE 10 2010 002 086 A1 ist ein Wäschetrockner der eingangs skizzierten Bauart mit einer Trocknungskammer und mit einer Sorptionseinrichtung mit einem reversibel hydratisierbaren und dehydratisierbaren Material, bevorzugt Zeolith, bekannt. Während der Adsorptionsphase wird durch die Sorptionseinrichtung hindurch strömende Prozessluft aufgrund der exothermen Adsorption erwärmt. Die Adsorptionsphase dauert solange an, bis ein Sensorsystem die Sättigung des Sorbens feststellt. Für einen energieeffizienten kontinuierlichen Betrieb ist vorgesehen, dass sich der Prozessluftkanal nach der Trocknungskammer in einen Adsorberkanal, in dem sich die Sorptionseinrichtung befindet, und in mindestens einen Prozessluftteilkanal aufspaltet, wobei ein Wärmetauscher den Adsorberkanal und den mindestens einen Prozessluftteilkanal umfasst.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Wäschetrockners, der hinsichtlich seines Energie- und Ressourcenbedarfs weiter optimiert ist und der eine verkürzte Trocknungsdauer ermöglicht. Eine Aufgabe der Erfindung ist zudem, ein energieeffizientes Verfahren zum Betrieb eines Wäschetrockners anzugeben.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Wäschetrockners und hinsichtlich des Verfahrens durch einen Wäschetrockner und ein Verfahren mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erge- ben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus der beigefügten Zeichnung sowie aus den abhängigen Patentansprüchen, deren Merkmale einzeln und in beliebiger Kombination miteinander angewendet werden können. Zudem entsprechen vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Wäschetrockners vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt, und dies auch dann, wenn darauf hierin nicht explizit hingewiesen ist. Gegenstand der Erfindung ist somit ein Wäschetrockner mit einer drehbaren Wäschetrommel für zu trocknende Wäsche und mit einem Prozessluftkanal, in dem Prozessluft durch die Wäschetrommel zu einer Kondensationseinrichtung, wenigstens einer Heizeinrichtung und einer ein Sorptionsmittel enthaltenden Sorptionseinrichtung strömt, wobei der Wäschetrockner einen Trocknungsprozess mit zumindest folgenden Phasen ausführt:
- Eine Aufheizphase, in der sich das Sorptionsmittel durch Abgabe von zuvor gespeicherter Feuchtigkeit an im Prozessluftkanal zirkulierende Prozessluft regeneriert,
- eine während der oder im Anschluss an die Aufheizphase durchgeführte Schleuderphase, in der die Wäschetrommel mit einer Schleuderdrehzahl rotiert, und
- eine nachfolgende Haupttrocknungsphase, in der im Prozessluftkanal zirkulierende Prozessluft Feuchtigkeit aus der Wäsche aufnimmt und an der Kondensationseinrichtung ausscheidet, wobei das Sorptionsmittel zumindest während eines Teils der Haupttrocknungsphase unter Wärmeabgabe Feuchtigkeit aus der Prozessluft aufnimmt.
Ein erster wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht in der zeitlichen Anwendung bzw. Synchronisation der feuchtigkeitsaufnehmenden Phase der Sorptionseinrichtung (z.B. Adsorptionsphase) und der Abgabephase der gespeicherten Feuchtigkeit (z.B. Desorptionsphase) mit den Prozessphasen des Trocknungsprozesses. Während des Trocknungsprogramms durchläuft z.B. ein Adsorptionsspeicher die Teilprozesse bzw. Phasen der Desorption (Regeneration) und Adsorption.
Ein vorteilhafter Aspekt der Erfindung ist dabei die Verknüpfung der Desorptionsphase mit einer (ersten) Anfangsphase oder Aufheizphase. Durch die Erwärmung der Prozessluft und/oder die Erwärmung der Sorptionseinrichtung (durch die heiße Prozessluft oder durch eine gegebenenfalls zusätzliche in der Sorptionseinrichtung angeordnete Heizung) vor der eigentlichen Haupttrocknungsphase bei Prozessluftdurchströmung regeneriert die Sorptionseinrichtung. Die die Sorptionseinrichtung verlassende Prozessluft ist je nach Abschnitt der Aufheizphase und der eingestellten Parameter mehr oder weniger heiß, jedenfalls aber relativ feucht, da die aus der Sorptionseinrichtung freigesetzte Feuchtigkeit in Form von Dampf in der Prozessluft enthalten ist. Wenn diese feuchte Prozessluft während ihrer weiteren Zirkulation in der Prozessluftführung (Prozessluftkanal) durch die Wäschetrommel strömt und auf die dort befindliche - zu Beginn des Trocknungsprozes- ses üblicherweise nasse und kalte - Wäsche trifft, kondensiert Wasserdampf aus der Prozessluft an der Wäsche. Dies ist besonders stark dann der Fall, wenn es sich um einen kombinierten Waschtrockner handelt und die Wäsche durch einen abschließenden vorangegangenen Kaltwasser-Spülprozess besonders kalt ist. Bemerkenswerterweise ist die dadurch verursachte (zusätzliche) Befeuchtung der Wäsche in diesem Stadium des Trocknungsprozesses energetisch nicht oder nur kaum nachteilig, wenn auf die Aufheizphase folgend, während oder zum Ende der Aufheizphase eine Schleuderphase vorgesehen ist, in der die Wäschetrommel in einem Schleuderdrehzahlbereich rotiert. Denn während der Schleuderphase wird die (zusätzlich) auf der zu trocknenden Wäsche abgeschiedene Wassermenge ohne nennenswerten zusätzlichen energetischen Aufwand zu Beginn des Trocknungsprozesses schnell und problemlos wieder entfernt.
Ein vorteilhafter Aspekt der Erfindung ist, dass sich die Wäsche bereits etwas erwärmt, wenn sich die Feuchtigkeit aus der Prozessluft auf der Wäsche unter Abgabe ihrer Verdampfungsenthalpie niederschlägt. Diese Verdampfungsenthalpie, die zuvor während der Regeneration der Sorptionseinrichtung von der dort ausgetriebenen Feuchtigkeit aufgenommen wurde, wird also sofort anschließend zu einem sehr hohen Anteil direkt zurückgewonnen.
Vorteilhafterweise wird die Desorptionsphase während der Aufheizphase beendet, bevor die Wäsche für eine weitere Kondensation von Feuchtigkeit aus der Prozessluft bereits zu weit erwärmt ist. Je nach Auslegung und Betriebsparametern (wie z.B. der Wäschebeladung) des Wäschetrockners kann die Desorptionsphase dadurch verlängert und intensi- viert werden, dass die Kondensationseinrichtung im Prozessluftkanal zusätzlich Wärme abführt und dort Wasser kondensiert, indem während der Aufheizphase eine kondensationsfördernde Kühlung der Kondensationseinrichtung erfolgt.
Die während der Aufheizphase für eine erneute Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Prozessluft vorbereitete Sorptionseinrichtung wird erfindungsgemäß so gesteuert, dass die (erneute) Sorptionsphase mit der Haupttrocknungsphase des Trocknungsprozesses verknüpft bzw. synchronisiert ist. Durch die Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Prozessluft wird besonders trockene Luft für die anschließende erneute Überströmung der zu trocknenden Wäsche erzeugt, so dass vorteilhafterweise die im Prozessluftkanal vorgesehene Heizeinrichtung in der Haupttrocknungsphase während der Sorptionsphase erheblich reduziert betrieben oder gar vollständig inaktiv bleiben kann. Ergänzend kann je nach Beladungssituation und Leistungserfordernis auch die im Prozessluftkanal angeordnete Kondensationseinrichtung in ihrer Leistung reduziert werden, da an diesem Ort zumindest vorübergehend keine Kondensation mehr oder nur eine verringerte Kondensation erforderlich ist und andernfalls der Prozessluft unnötig Wärme entzogen würde. Die während dieser Phase erfindungsgemäß reduzierbare Wärmeabfuhr durch die Kondensationseinrichtung führt zu einer Einsparung an Kühlmittel, was sich insbesondere vorteilhaft auswirkt, wenn Kühlwasser zur kondensationsfördernden Kühlung dient.
Nach einer energetisch vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Heizeinrichtung während der Schleuderphase aktiv. Je nach Auslegung des Wäschetrockners und das elektrischen Energieversorgungsnetzes, an welches er anzuschließen ist, mag es erforderlich sein, die Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung während des Schleuderns zu reduzieren, um die gesamte Leistungsaufnahme des Wäschetrockners einschließlich der Leistungsaufnahme für das Schleudern unterhalb eines zulässigen Maximums zu halten. Bedarfsweise kann die Heizeinrichtung auch abgeschaltet werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Wäschetrockners sieht vor, dass im Falle, dass wäh- rend des Schleuderns die Heizeinrichtung abgeschaltet oder in ihrer Leistungsaufnahme reduziert werden muss, vor der Haupttrocknungsphase zunächst eine zweite Aufheizphase erfolgt, in der die Heizeinrichtung die durch den Prozessluftkanal zirkulierende Prozessluft zumindest auf einen während der ersten Aufheizphase bereits erreichten Temperatur-Sollwert erwärmt und die Prozesslufttemperatur anschließend auf dem Niveau des Temperatur-Sollwerts hält. Durch ein Wiedereinschalten der Heizeinrichtung und beispielsweise eines Gebläses zur Zirkulation der Prozessluft im Prozessluftkanal nach Abschluss oder zum Ende der Schleuderphase werden in der zweiten Aufheizphase vorteilhafterweise Prozessluft, Wäsche und Wäschetrocknerkomponenten, die sich während der Schleuderphase abgekühlt haben könnten, zunächst wieder auf den Temperatur- Sollwert gebracht. Die Haupttrocknungsphase kann dann besonders energieoptimiert begonnen und durchgeführt werden. Dabei kann vorteilhafterweise mit Beginn der Haupttrocknungsphase eine kondensationsfördernde Kühlung der Kondensationseinrichtung, beispielsweise durch Zuführung von Kühlwasser, vorgesehen sein. Dabei ist es auch möglich, vor und nach der Schleuderphase unterschiedliche Temperatur-Sollwerte vorzugeben. Für ein intensives Trocknen mag es bevorzugt sein, vor der Schleuderphase einen eher niedrigen Temperatur-Sollwert vorzugeben, zum Beispiel 90 °C, und in der Haupttrocknungsphase einen höheren Temperatur-Sollwert vorzugeben, zum Beispiel 100 °C. Für ein vorsichtiges Trocknen kann vor der Schleuderphase ein hoher Tempera- tur-Sollwert vorgegeben werden, zum Beispiel 100 °C, und in der Haupttrocknungsphase mit einem niedrigeren Temperatur-Sollwert vorzugeben, zum Beispiel 90 °C.
Eine unter Bedienungsaspekten bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Haupttrocknungsphase eine Abkühlungsphase folgt, in der die Heizeinrichtung inaktiv ist, die Prozessluft weiter durch den Prozessluftkanal zirkuliert und eine Kühlung der Kondensationseinrichtung erfolgt.
Besonders bevorzugt ist als Sorptionseinrichtung ein offener Adsorptionsspeicher vorgesehen, dessen Adsorbermaterial aus der Gruppe von Zeolith, Aluminiumoxid, Kieselgel oder einer Mischung dieser Materialien gewählt ist. Das Adsorbermaterial kann bevorzugt in Perlenform vorliegen, die einen optimalen Durchgang der feuchtwarmen Prozessluft ohne Ausbildung von Kanälen ermöglicht.
Je nach Beladungszustand und anderen Betriebsparametern kann es vorteilhaft sein, wenn die Sorptionseinrichtung erst nach einer Zeitdauer nach Beginn der Haupttrocknungsphase Feuchtigkeit aus der Prozessluft aufnimmt. Dabei ist besonders vorteilhaft eine optimierte Trocknung der Wäsche möglich, wenn die Sorptionseinrichtung aus der Prozessluft dann bis zum Ende der Haupttrocknungsphase Feuchtigkeit aufnimmt.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Wäschetrockners, der mit einer drehbaren Wäschetrommel für zu trocknende Wäsche und mit einem Prozessluftkanal, in dem Prozessluft durch die Wäschetrommel zu einer Kondensationseinrichtung, wenigstens einer Heizeinrichtung und einer Sorptionseinrich- tung strömt, wobei während des Trocknungsprozesses
- die Sorptionseinrichtung durch Wärmezufuhr während einer Aufheizphase durch
Abgabe von zuvor gespeicherter Feuchtigkeit an im Prozessluftkanal zirkulierende
Prozessluft regeneriert wird, - die Wäschetrommel während der oder im Anschluss an die Aufheizphase auf eine Schleuderdrehzahl gebracht wird,
- in einer nachfolgenden Haupttrocknungsphase der Wäsche von vorbeiströmender Prozessluft Feuchtigkeit entzogen wird und diese an der Kondensationseinrichtung aus der Prozessluft abgeschieden wird und
- die Prozessluft zumindest während eines Teils der Haupttrocknungsphase dadurch entfeuchtet und erwärmt wird, dass die Sorptionseinrichtung Feuchtigkeit aus der Prozessluft aufnimmt.
Energetisch und verfahrenstechnisch besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dahingehend, dass im Falle, dass während des Schleu- derns die Heizeinrichtung abgeschaltet oder in ihrer Leistungsaufnahme reduziert werden muss, die Temperatur der im Prozessluftkanal zirkulierenden Prozessluft vor der Haupttrocknungsphase in einer zweiten Aufheizhase zunächst zumindest wieder auf einen während der ersten Aufheizphase bereits erreichten Temperatur-Sollwert gebracht und anschließend auf dem Niveau des Temperatur-Sollwerts gehalten wird.
Bevorzugt ist außerdem vorgesehen, dass der Prozessluft erst nach einer Zeitdauer nach Beginn der Haupttrocknungsphase Feuchtigkeit durch die Sorptionseinrichtung entzogen wird. Dadurch kann das Trocknen von Wäsche besonders energieeffizient und schnell erreicht werden; das Trocknen gilt dabei als vollendet, wenn eine entsprechend vorgegebene Restfeuchte in der Wäsche erreicht ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der beigefügten Zeichnung figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : im Längsschnitt schematisch den Aufbau eines Wäschetrockners und
Fig. 2: verschiedene Phasen und Betriebsparameter beim Betrieb eines Wäschetrockners während der Durchführung des Verfahrens.
Figur 1 zeigt einen Wäschetrockner, wie er in seinem grundsätzlichen Aufbau beispielsweise aus der DE 10 2010 002 086 A1 hervorgeht, auf die insoweit inhaltlich Bezug genommen wird. Die Darstellung eines Wäschetrockners ist deshalb gewählt, weil nachfolgend in erster Linie Trocknungsprozesse darzulegen sind. Dem steht nicht entgegen, dass die nachfolgend zu beschreibende Lehre bevorzugt an einem Waschtrockner, in welchem Wäsche sowohl gewaschen als auch geschleudert und getrocknet werden soll, angewendet wird. Der Wäschetrockner hat ein Gehäuse 1 , in dem eine Wäschetrommel 2 im Wesentlichen horizontal um eine Drehachse 3 drehbar gelagert ist. In der Wäschetrommel befindet sich andeutungsweise dargestellte kalte und noch sehr feuchte Wäsche 4. Ein Prozessluftkanal 5 führt durch den als Wäschebehandlungsraum dienenden Innenraum 6 der Wäschetrommel 2 - in Strömungsrichtung den Prozessluftkanal 5 durchströmender Prozessluft 8 gesehen - zu einer Kondensationseinrichtung 9, einem Gebläse 10 und einer Heizeinrichtung 12, sowie einer ein Sorptionsmittel 13 enthaltenden Sorptionseinrichtung 14. Die Sorptionseinrichtung (dieser Begriff wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verallgemeinernd für Adsorptionsspeicher und Absorptionsspeicher verwendet) enthält als Sorptionsmittel (Sorbens) ein Material, das unter Abgabe von Wärme Wasserdampf bzw. Wasser aufnimmt und bei Aufheizung bzw. Wärmezufuhr das gespeicherte Wasser wieder abgibt. Dazu geeignete bekannte Materialien sind u.a. Zeo- lith und Silicagele/Kieselgele.
Eine Steuerung 15 steuert wie durch einen Steuerungspfeil 16 angedeutet einen Motor 17, der die Wäschetrommel antreibt, und damit die Drehung und die Drehzahl U der Wäschetrommel 2. Die Steuerung 15 kontrolliert bzw. steuert außerdem einen Kühlmittelstrom 18, der beispielsweise von Kühlluft oder Kühlwasser gebildet sein kann, durch die Kondensationseinrichtung 9, wie durch einen Steuerungspfeil 19 angedeutet das Gebläse 10 bzw. dessen Drehzahl, wodurch die Prozessluft bedarfsweise durch den Prozessluftka- nal 5 gefördert wird, und die Heizeinrichtung 12. An der Kondensationseinrichtung 9 ausfallendes Kondensat 20 gelangt in eine Auffangwanne oder einen Auffangbehälter 21 .
Der Wäschetrockner kann als individueller Trockner, aber auch als sogenannter Waschtrockner ausgestaltet sein. Mit Waschtrockner wird hier ein Kombinationsgerät bezeichnet, das sowohl über die Funktionen einer Waschmaschine als auch über die Funktionen eines Wäschetrockners verfügt. Über den z.B. aus der DE 10 2010 002 086 A1 bekannten grundsätzlichen Aufbau hinausgehend weisen der hier gelehrte Wäschetrockner und das hier gelehrte Verfahren insbesondere die nachfolgend im Zusammenhang mit der prinzipiellen Beschreibung eines Trocknungsvorgangs im Einzelnen dargestellten Besonderheiten auf: In Figur 2 sind der Temperaturverlauf der Prozessluft 8 und der Betriebszustand (EIN / AUS) des Gebläses 10 sowie der Heizeinrichtung 12 während eines Trocknungsprogramms über der Zeit (t) dargestellt. Zu Beginn zum Zeitpunkt tA1 einer Anfangsphase oder Aufheizphase AH1 befindet sich die noch kalte, in die Wäschetrommel 2 eingebrachte oder dort nach einem zuvor beendeten Waschvorgang bereits befindliche Wäsche 4 (ebenso wie die Komponenten des Wäschetrockners) auf dem Niveau der Umgebungstemperatur TRAUM oder - nach einem den Waschvorgang abschließenden Kaltspüldurchgang - sogar unter Umgebungstemperatur.
Während der Aufheizphase AH1 steuert die Steuerung 15 - wie durch den Steuerungs- pfeil 19 angedeutet - das Gebläse 10 an, das die Prozessluft 8 im Prozessluftkanal 5 und durch den Innenraum 6 der Wäschetrommel 2 bewegt. Zugleich schaltet die Steuerung 15 die Heizeinrichtung 12 ein (siehe in Figur 2 untere Darstellung„EIN"), wodurch sich der Prozessluftstrom vor dem Durchströmen der Sorptionseinrichtung erwärmt. Zusätzlich oder alternativ kann eine nur andeutungsweise dargestellte integrierte Heizeinrichtung 22 innerhalb der Sorptionseinrichtung 14 vorgesehen sein, die - wie durch einen Steuerungspfeil 23 symbolisiert - von der Steuerung 15 bei gleichzeitiger Durchströmung mit Prozessluft 8 eingeschaltet wird. Je nach Auslegung der Sorptionseinrichtung 14 beginnt dessen Sorptionsmittel 13 zum Zeitpunkt tRE, zuvor aufgenommene Feuchtigkeit (wie durch Pfeile 24 angedeutet) aufgrund der zugeführten Wärme wieder abzugeben (Beginn der Desorptionsphase DS). Je nach Auslegung der Heizeinrichtung kann sich ab dann der Temperaturanstieg der von einem Temperatursensor 25 erfassten Prozessluft am Eingang zur Wäschetrommel 2 etwas verlangsamen. In diesem Beispiel wird die Aufheizphase AH1 mit Erreichen eines Temperatursollwerts TSOLL beendet. Die Desorptionsphase DS sollte möglichst früh ablaufen, solange die Wäsche 4 noch kalt ist und desorbierte Feuchtigkeit aus der Prozessluft durch Kondensation aufnehmen kann. Die Sorptionseinrichtung 14 bzw. dessen Sorptionsmittel 13 wird durch die Abgabe zuvor adsorbierter Feuchtigkeit regeneriert. Bevorzugt kann es sich bei dem Sorbens um Zeolith in Perlenform handeln, der unmittelbar von der Prozessluft 8 durchströmt wird.
Durch diese Verknüpfung der Regenerations- bzw. Desorptionsphase DS der Sorptionseinrichtung 14 mit der Aufheizphase AH1 wird die die Sorptionseinrichtung verlassende Prozessluft 8 sehr stark mit Feuchtigkeit gesättigt. Die feuchte Prozessluft trifft in der Trommel 2 auf die zu Beginn des Trocknungsprozesses noch nasse und kalte Wäsche 4, wodurch ein erheblicher Anteil der Feuchtigkeit bzw. des Wasserdampfes aus der Prozessluft 8 (wie durch Pfeile 28 in Figur 1 angedeutet) an der kalten Wäsche 4 kondensiert. Damit besteht ein weiterer Vorteil der hiesigen Lehre darin, dass die sich auf der Wäsche niederschlagende Feuchtigkeit ihre zuvor aufgenommene Verdampfungsenthalpie an die Wäsche abgibt und diese damit zusätzlich erwärmt. Diese (zusätzliche) Durchnässung oder Befeuchtung der Wäsche 4 ist unter energetischen Gesichtspunkten für den gesamten Trocknungsvorgang aber nicht nachteilig, weil das zusätzlich eingebrachte Wasser in einem folgenden Schleudervorgang - wegen der zuvor erfolgten Erwärmung der Wäsche auch als„Thermoschleudern" bezeichnet - mit geringem energetischen Aufwand anschließend schnell wieder entfernt wird.
In der zum Zeitpunkt tScH beginnenden Schleuderphase SCH (Figur 2) werden wie im unteren Bereich der Figur 2 dargestellt Heizeinrichtung 12 und Gebläse 10 von der Steuerung 15 ausgeschaltet („AUS") und zugleich die Wäschetrommel 2 in einen Schleuderdrehzahlbereich USCH von beispielsweise zwischen 600 und 1800 1/min beschleunigt. Die Wäschetrommel durchläuft dabei bevorzugt ein vorgegebenes Drehzahl- und Schleuderzeitenprofil. Damit wird ein Großteil der Nässe - wie vorstehend schon erwähnt zusammen mit der zuvor aus der Prozessluft 8 an der Wäsche 4 auskondensierten Feuchtigkeit - aus der Wäsche 4 ausgeschleudert. Dabei kann die Schleuderphase SCH zeitlich auch mit dem Ende der Aufheizphase AH1 überlappen.
Bevorzugt aber nicht notwendigerweise schließt sich an das Ende der Schleuderphase SCH zum Zeitpunkt t^ eine weitere Aufheizphase AH2 (Figur 2) an, zu der das Gebläse 10 und die Heizeinrichtung 12 von der Steuerung wieder aktiviert werden, so dass sich die zwischenzeitlich möglicherweise abgefallene Temperatur T wieder auf den Temperatursollwert TSOLL erhöht. Sobald der Temperatursollwert TSOLL (Zeitpunkt tH-r) erreicht ist, erfolgt der Betrieb der Heizeinrichtung 12 so, dass die Solltemperatur TSOLL konstant gehalten wird. Zum Zeitpunkt tHT oder kurze Zeit später wird von der Steuerung der Kühlmittelstrom 18 zugeschaltet, so dass eine kondensationsfordernde Kühlung der Kondensationseinrichtung 9 erfolgt. Der hiermit beginnende Prozessabschnitt wird als Haupttrocknungsphase HT bezeichnet. Die in die Wäschetrommel 2 eintretende Prozess- luft 8 nimmt aufgrund ihrer Solltemperatur TSOLL von beispielsweise 100°C aus der Wäsche 4 verdunstende Feuchtigkeit (angedeutet durch Pfeile 29) auf und kühlt sich dadurch ab. In der Kondensationseinrichtung 9 wird der Prozessluft 8 Wärme entzogen, wodurch ein erheblicher Teil des zuvor aufgenommenen Wassers auskondensiert und als Kondensat 20 in den Auffangbehälter 21 gelangt.
Mit der Haupttrocknungsphase HT ist die Adsorptionsphase AD der Sorptionseinrichtung 14 verknüpft bzw. synchronisiert. Die Prozessluft wird durch das Gebläse 10 durch die Sorptionseinrichtung 14 geführt, in der durch die Adsorption Feuchtigkeit (durch Pfeile 30 symbolisiert) entzogen und so heiße und besonders trockene Prozessluft für die anschlie- ßende erneute Zuführung zur Wäsche erzeugt wird. Je nach Beladungszustand und Feuchtigkeit der Wäsche 4 steuert die Steuerung 15 gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Prozesslufttemperatur und der von einem weiteren Sensor 31 erfassten Feuchtigkeit der Prozessluft die Heizeinrichtung 12 und gegebenenfalls auch den Kühlmittelstrom 18 durch die Kondensationseinrichtung 9. Es ist nämlich in dieser Phase gut möglich, dass zur weiteren Trocknung die Sorptionseinrichtung 14 allein ausreicht, so dass unter Einsparung von Heizleistung der Heizeinrichtung 12 und unter Vermeidung von Wärmeentzug aus der Prozessluft 8 durch die Kondensationseinrichtung die Energieeffizienz des Wäschetrockners weiter gesteigert wird. Es kann besonders vorteilhaft sein, die Adsorption in der Adsorptionsphase AD erst zu einem späteren Zeitpunkt tAD während der Haupttrocknungsphase HT beginnen zu lassen und diese bis zu einem möglichst späten Zeitpunkt tAK, bevorzugt direkt bis zum Beginn einer Abkühlphase AK, vorzusehen. Zu diesem Zeitpunkt des Trocknungsprozesses ist die Wäsche 4 bereits relativ trocken und eine weitere Trocknung im herkömmlichen Verfahren (unter Betrieb der Heizeinrichtung 12 und der Kondensationseinrichtung 9) wäre besonders energie- und zeitintensiv. Um gezielt den Prozessluftstrom zur Sorptionseinrichtung 14 zu führen, bzw. unter Umgehung an dieser während der Aufheizphase AH1 und dem Beginn der Haupttrocknungsphase HT vorbeizuführen, ist ein Bypass 32 vorgesehen. Die Steuerung 15 steuert dazu wie durch einen Steuerpfeil 33 symbolisiert ein Umschaltventil oder eine Steuerklappe 34, so dass bedarfsweise die Prozessluft 8' an der Sorptionseinrichtung 14 vorbei durch den Bypass 32 strömt (z.B. um die Sorption erst zu dem Zeitpunkt tAD wirksam werden zu lassen).
In der Abkühlphase AK ist die Heizeinrichtung 12 abgeschaltet (siehe Figur 2 [AUS]), wobei das Gebläse 10 weiter angeschaltet ([EIN]) ist und die Kondensationseinrichtung 9 weiter bzw. wieder mit dem Kühlmittelstrom 18 beaufschlagt ist. Dadurch kühlen sich Wäsche 4 und die Bauteile des Wäschetrockners soweit ab, dass die Wäsche nach Beendigung der Abkühlphase zum Zeitpunkt tE gefahrlos entnommen werden kann. Damit ist der Trocknungsprozess abgeschlossen. In grober Abschätzung ist davon auszugehen, dass bis zu 0,5 kg Sorptionsmaterial je 1 kg trockener Wäsche pro Trockenzyklus eingesetzt werden kann, um etwa 0,25 I Wasser je kg Sorptionsmaterial zu binden bzw. wieder freizusetzen. Die im Sorptionsmaterial gespeicherte, während der Desorption eingebrachte, bei der Adsorption zur Trocknung verwendbare Energiemenge ist bei Zeolith je kg Wasser etwa 50% höher als die reine Verdampfungsenthalpie des Wassers von etwa 0,65kWh/kg. Dabei ist die im Trocknungsprozess einsparbare Energiemenge natürlich abhängig von der in der Sorptionseinrichtung verfügbaren Sorptionsmittelmenge.
Mit dem erfindungsgemäßen Wäschetrockner bzw. mit dem erfindungsgemäßen Verfah- ren zum Betrieb eines Wäschetrockners wird in besonders vorteilhafter Weise die Energieeffizienz weiter gesteigert, indem die Regeneration der Sorptionseinrichtung während der Aufheizphase erfolgt und dabei von der Sorptionseinrichtung an die Prozessluft abgegebene Feuchtigkeit an der kalten Wäsche unter gleichzeitiger Erwärmung der Wäsche kondensiert und in einer nachfolgenden Schleuderphase mit sehr geringem energetischen Aufwand von der Wäsche wieder entfernt wird. Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
2 Wäschetrommel
3 Drehachse
4 Wäsche
5 Prozessluftkanal
6 Innenraum
8 Prozessluft
8' Prozessluft
9 Kondensationseinrichtung
10 Gebläse
12 Heizeinrichtung
13 Sorptionsmittel
14 Sorptionseinrichtung
15 Steuerung
16 Steuerungspfeil
17 Motor
18 Kühlmittelstrom
19 Steuerungspfeil
20 Kondensat
21 Auffangbehälter
22 Heizeinrichtung
23 Steuerungspfeil
24 Pfeil
25 Temperatursensor
28 Pfeile
29 Pfeile
30 Pfeile
31 Sensor 32 Bypass
33 Steuerungspfeil
34 Steuerklappe
AD Adsorptionsphase AH1 Aufheizphase
AH2 Aufheizphase
AK Abkühlphase
DS Desorptionsphase
HT Haupttrocknungsphase SCH Schleuderphase
T Temperatur
TSOLL Temperatursollwert
TRAUM Raumtemperatur
U Drehzahl
USCH Schleuderdrehzahlbereich t Zeit
tA1 Zeitpunkt
tA2 Zeitpunkt
tAD Zeitpunkt
tAK Zeitpunkt
tE Zeitpunkt
tHT Zeitpunkt
tRE Zeitpunkt
tsCH Zeitpunkt

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Wäschetrockner mit einer drehbaren Wäschetrommel (2) für zu trocknende Wäsche (4) und mit einem Prozessluftkanal (5), in dem Prozessluft (8) durch die Wäschetrommel (2) zu einer Kondensationseinrichtung (9), wenigstens einer Heizeinrichtung (12) und einer ein Sorptionsmittel (13) enthaltenden Sorptionseinrichtung (14) strömt, wobei der Wäschetrockner einen Trocknungsprozess mit zumindest folgenden Phasen ausführt:
- eine Aufheizphase (AH1 ), in der sich das Sorptionsmittel (13) durch Abgabe von zuvor gespeicherter Feuchtigkeit (24) an im Prozessluftkanal (5) zirkulierende Prozessluft (8) regeneriert,
- eine während der oder im Anschluss an die Aufheizphase (AH1 ) durchgeführte Schleuderphase (SCH), in der die Wäschetrommel (2) mit einer Schleuderdrehzahl (USCH) rotiert, und
- eine nachfolgende Haupttrocknungsphase (HT), in der im Prozessluftkanal (5) zirkulierende Prozessluft (8) Feuchtigkeit (29) aus der Wäsche (4) aufnimmt und an der Kondensationseinrichtung (9) ausscheidet,
- wobei das Sorptionsmittel (13) zumindest während eines Teils (AD) der Haupttrocknungsphase (HT) unter Wärmeabgabe Feuchtigkeit (30) aus der Prozessluft (8) aufnimmt.
Wäschetrockner nach Anspruch 1 , wobei
- die Heizeinrichtung (12) während der Schleuderphase (SCH) aktiv ist. Wäschetrockner nach Anspruch 1 oder 2, wobei
- während des Schleuderns die Heizeinrichtung abgeschaltet oder in ihrer Leistungsaufnahme reduziert ist und vor der Haupttrocknungsphase (HT) eine zweite Aufheizphase (AH2) erfolgt, in der die Heizeinrichtung (12) die durch den Prozessluftkanal (5) zirkulierende Prozessluft (8) zumindest auf einen während der ersten Aufheizphase (AH1 ) bereits erreichten Temperatur-Sollwert (TSOLL) erwärmt und die Prozesslufttemperatur (T) anschließend auf dem Niveau des TemperaturSollwerts (TSOLL) hält. Wäschetrockner nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
- der Haupttrocknungsphase (HT) eine Abkühlungsphase (AK) folgt, in der die Heizeinrichtung (12) inaktiv ist, die Prozessluft (8) weiter durch den Prozessluftkanal (5) zirkuliert und eine Kühlung der Kondensationseinrichtung (9) erfolgt.
Wäschetrockner nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
- die Sorptionseinrichtung (14) ein offener Adsorptionsspeicher ist.
Wäschetrockner nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
- die Sorptionseinrichtung (14) erst nach einer Zeitdauer nach Beginn der Haupttrocknungsphase (HT) Feuchtigkeit aus der Prozessluft (8) aufnimmt.
Wäschetrockner nach Anspruch 6, wobei
- die Sorptionseinrichtung (14) bis zum Ende der Haupttrocknungsphase (HT) Feuchtigkeit aus der Prozessluft (8) aufnimmt.
Verfahren zum Betreiben eines Wäschetrockners, der eine drehbare Wäschetrommel (2) für zu trocknende Wäsche (4) und einen Prozessluftkanal (5) aufweist, in dem Prozessluft (8) durch die Wäschetrommel (2) zu einer Kondensationseinrichtung (9), wenigstens einer Heizeinrichtung (12) und einer ein Sorptionsmittel (13) enthaltenden Sorptionseinrichtung (14) strömt, wobei während des Trocknungsprozesses
- das Sorptionsmittel (13) durch Wärmezufuhr während einer Aufheizphase (AH1 ) durch Abgabe von zuvor gespeicherter Feuchtigkeit (24) an im Prozessluftkanal (5) zirkulierende Prozessluft (8) regeneriert wird,
- die Wäschetrommel (2) während der oder im Anschluss an die Aufheizphase (AH1 ) auf eine Schleuderdrehzahl (USCH) gebracht wird,
- in einer nachfolgenden Haupttrocknungsphase (HT) der Wäsche (4) von vorbeiströmender Prozessluft (8) Feuchtigkeit (29) entzogen wird und diese an der Kondensationseinrichtung (9) aus der Prozessluft (8) abgeschieden wird und
- die Prozessluft (8) zumindest während eines Teils (AD) der Haupttrocknungsphase (HT) dadurch entfeuchtet und erwärmt wird, dass das Sorptionsmittel (13) Feuchtigkeit (30) aus der Prozessluft (8) aufnimmt. Verfahren zum Betreiben eines Wäschetrockners nach Anspruch 8, wobei
- die Temperatur (T) der im Prozessluftkanal (5) zirkulierenden Prozessluft (8) vor der Haupttrocknungsphase (HT) in einer zweiten Aufheizphase (AH2) zunächst wieder auf einen während der ersten Aufheizphase (AH1 ) bereits erreichten Temperatur-Sollwert (TSOLL) gebracht und anschließend zumindest auf dem Niveau des Temperatur-Sollwerts (TSOLL) gehalten wird.
Verfahren zum Betreiben eines Wäschetrockners nach Anspruch 8 oder 9,
- wobei der Prozessluft (8) erst nach einer Zeitdauer nach Beginn der Haupttrocknungsphase (HT) Feuchtigkeit (30) durch das Sorptionsmittel (13) entzogen wird.
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