DE102005062938A1

DE102005062938A1 - Hausgerät zur Trocknung eines feuchten Gutes

Info

Publication number: DE102005062938A1
Application number: DE102005062938A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Stolze
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2005-12-29
Publication date: 2007-07-05
Also published as: WO2007077072A1

Abstract

Ein Hausgerät zum Trocknen eines feuchten Gutes mit strömender Luft, umfassend eine Behandlungskammer (10) zum Aufnehmen des Gutes, ein Kanalsystem (16, 22, 24) zum Führen der Luft durch die Behandlungskammer (10) und eine Messeinrichtung (26, 28, 30) zum Ermitteln eines Feuchtegrades des Gutes, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (26, 28, 30) zwei in dem Kanalsystem (16, 22, 24) abströmseitig der Behandlungskammer (10) angeordnete, nahe beieinander befindliche Temperatursensoren (26, 28) aufweist, von denen ein erster Temperatursensor (26) der von der Behandlungskammer (10) abströmenden Luft direkt ausgesetzt und ein zweiter Temperatursensor (28) von einem Feuchtigkeit aufnehmenden Material, durch welches Feuchtigkeit aus der strömenden Luft aufnehmbar ist, umgeben ist. Das Hausgerät ist insbesondere ein Wäschetrockner. Es wird die Verwendung eines Psychrometers zur Messung eines Feuchtegrades in einem gattungsgemäßen Hausgerät erschlossen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hausgerät zum Trocknen eines feuchten Gutes mit strömender Luft, umfassend eine Behandlungskammer zum Aufnehmen des Gutes, ein Kanalsystem zum Führen der Luft durch die Behandlungskammer und eine Messeinrichtung zum Ermitteln eines Feuchtegrades des Gutes.
Ein solches Hausgerät ist insbesondere ausgebildet als Wäschetrockner oder Geschirrspüler, wobei das Gut entsprechend ein Wäschegut oder Geschirr ist. Die genannten Merkmale treffen auf nahezu jeden Wäschetrockner und jeden Geschirrspüler des Standes der Technik zu.

Aus der EP 0 942 094 B1 und der EP 0 997 571 B1 geht jeweils ein solches Hausgerät in Form eines Wäschetrockners hervor.

Aus der WO 2005/053502 A1 geht ein solches Hausgerät in Form eines Geschirrspülers hervor.

Bei einem Wäschetrockner ist es wünschenswert, dass er den Trocknungsgrad der einem Trocknungsprozess unterzogen werdenden Wäsche automatisch erkennt. Bisher wird zur direkten Bestimmung des Trocknungsgrades der Wäsche üblicherweise ein Leitwertsensor eingesetzt, wobei der Leitwertsensor einen vom Gehalt an Feuchtigkeit abhängigen elektrischen Leitwert der Wäsche bestimmt. Alternativ wird ein kapazitiver Feuchtesensor verwendet, um aus der gemessenen relativen Luftfeuchtigkeit der von der Wäsche abströmenden Luft auf den Feuchtegrad der Wäsche zu schließen.

Aus einem am 6. Dezember 2005 aus dem Internet von der Adresse http://de.wikipedia.org/wiki/Psychrometer herunterladbaren und „Psychrometer" betitelten Dokument ist ein Psychrometer bekannt, welches zur Messung von Feuchtigkeit in einem Luftstrom eine Messanordnung mit zwei nahe beieinander befindlichen Thermometern aufweist, deren eines dem Luftstrom direkt ausgesetzt ist und deren anderes eine Umhüllung aus einem Fasermaterial aufweist, welches mit Wasser getränkt ist. Funktion und Anwendung des Psychrometers zur Messung in einem meteorologischen Kontext sind eingehend beschrieben; die gesamte Offenbarung des Dokuments ist vorliegender Offenbarung in vollem Umfange zuzurechnen.

Ein Psychrometer ist ein Instrument mit zwei Thermometern zur Messung einer Feuchte in Luft mit hoher Genauigkeit. Aus der Lufttemperatur, die das eine Thermometer misst, und aus der so genannten Feuchtetemperatur, die das andere Thermometer misst, kann auf die relative Luftfeuchtigkeit geschlossen werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, für ein gattungsgemäßes Hausgerät eine Lösung anzugeben, wie der Trocknungsgrad des getrocknet werdenden Gutes zuverlässig ermittelt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Hausgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Hausgerät zum Trocknen eines feuchten Gutes mit strömender Luft, umfassend eine Behandlungskammer zum Aufnehmen des Gutes, ein Kanalsystem zum Führen der Luft durch die Behandlungskammer und eine Messeinrichtung zum Ermitteln eines Feuchtegrades des Gutes, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung zwei in dem Kanalsystem abströmseitig der Behandlungskammer angeordnete, nahe beieinander befindliche Temperatursensoren aufweist, von denen ein erster Temperatursensor der von der Behandlungskammer abströmenden Luft direkt ausgesetzt und ein zweiter Temperatursensor von einem Feuchtigkeit aufnehmenden Material, durch welches Feuchtigkeit aus der strömenden Luft aufnehmbar ist, umgeben ist.

Die Erfindung beruht auf der wichtigen Erkenntnis, dass ein Psychrometer auch dann bereitgestellt werden kann, wenn an dem einen Temperatursensor nicht von außen eine Befeuchtung vorgegeben wird. Vielmehr genügt es, ein Feuchtigkeit aufnehmendes Material bereitzustellen, das dann im Luftstrom der befeuchteten Luft automatisch befeuchtet wird und die Flüssigkeit aufnimmt. Es wird also keine gesonderte Quelle für Flüssigkeit benötigt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung geben die beiden Temperatursensoren elektrisch auswertbare Messsignale ab, die von einer elektrischen Auswerteeinheit ausgewertet werden. In der elektrischen Auswerteeinheit liegen insbesondere die möglichen Messsignalpaarungen tabellarisch vor, wobei ihnen jeweils eine Luftfeuchtigkeit der Luft zugeordnet ist. Gegebenenfalls kann die Luftfeuchtigkeit durch die elektronische Auswerteeinheit auch aus den beiden Messsignalen berechnet werden. Besonders bevorzugt misst der zweite Temperatursensor aufgrund der Verdunstungskühlung durch die Feuchtigkeit eine niedrigere Temperatur (T₂) als eine von dem ersten Temperatursensor gemessene Temperatur (T₁), und ist aus einer Differenz zwischen den von den beiden Temperatursensoren gemessenen Temperaturen eine Luftfeuchtigkeit der von der Behandlungskammer abströmenden Luft ermittelbar.

Das Hausgerät ist vorzugsweise ausgebildet als Wäschetrockner, bei dem die Behandlungskammer eine drehbare Trommel ist.

Ebenfalls vorzugsweise ist bei dem Hausgerät das Kanalsystem ein im Wesentlichen geschlossener Kreislauf für die strömende Luft. Dabei bedeutet „im Wesentlichen geschlossen", dass der Kreislauf ohne wesentliche Leckagen läuft, ein Druckausgleich mit einer Umgebung des Kreislaufs jedoch jederzeit möglich ist. Bedarfsweise kann die Möglichkeit vorgesehen sein, einen Teil der im Kreislauf umlaufenden Luft durch Öffnung von Klappen oder dergleichen auszuspeisen und durch Luft aus der Umgebung zu ersetzen. In dem Kanalsystem sind insbesondere eine Kaltstufe und eine Warmstufe vorgesehen, zu welcher Kaltstufe von der Behandlungskammer abströmende Luft zuerst gelangt und in welcher Kaltstufe Feuchtigkeit aus der Luft auskondensierbar ist, und zu welcher Warmstufe entfeuchtete Luft von der Kaltstufe gelangt, wo sie erhitzbar und von wo sie wieder der Behandlungskammer zuführbar ist. Insbesondere sind dabei die Temperatursensoren zwischen einer Ausgangsöffnung der Behandlungskammer und der Kaltstufe angeordnet. Die Kaltstufe und die Warmstufe gehören insbesondere zu einer Wärmepumpenanordnung.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezug auf die FIG. beschrieben, welche schematisch einen Wäschetrockner veranschaulicht.

Der schematisch in der FIG. veranschaulichte Wäschetrockner umfasst eine Behandlungskammer 10 in Form einer drehbaren Wäschetrommel 10, aus der über eine Ausgangsöffnung 12 Luft herausgeführt und in die über eine Eingangsöffnung 14 Luft eingeleitet werden kann. Über die Ausgangsöffnung 12 gelangt die Luft in ein Rohr 16, und zwar vermittels eines Ventilators 18. Die Luft wird zu einer Kaltstufe geführt. Vorliegend wird von einem Wäschetrockner mit Peltierelement-Wärmepumpe ausgegangen, bei dem mehrere Peltierelemente 20 in Reihe angeordnet sind. Die Peltierelemente 20 sind im Betriebszustand an einer Seite kalt und einer anderen Seite warm. Dadurch wird sowohl an der einen Seite eine Kaltstufe als auch an der anderen Seite eine Warmstufe bereitgestellt. In dem Rohr 16 gelangt die aus der Wäschetrommel 10 gesaugte Luft zur rechten Seite der Peltierelemente 20, d. h. zur Kaltstufe. Die aus der Wäschetrommel 10 kommende Luft ist mit Wasser gesättigt, das von der zu trocknenden Wäsche herrührt. Die Feuchtigkeit aus der Luft kondensiert an der Kaltstufe nun aus und wird in einem (nicht gezeigten) Behälter aufgefangen. Die getrocknete abgekühlte Luft wird über das Rohr 22 in das Rohr 24 geleitet und gelangt so zur Warmstufe, d. h. zur warmen Seite der Peltierelemente 20. Dort wird die getrocknete Luft aufgeheizt, und die aufgeheizte Luft wird durch das Rohr 24 zur Eingangsöffnung 14 und damit wieder in die Trommel zurückgeleitet.
Die Luft nimmt also immer wieder Feuchtigkeit auf (in der Trommel 10) und gibt Feuchtigkeit ab (an der Kaltstufe der Peltierelemente 20). Zwischenzeitlich wird sie (an der Warmstufe der Peltierelemente 20) erhitzt.
Naturgemäß ist die Luft, die in das Rohr 16 gelangt, umso feuchter, je geringer der Trocknungsgrad der Wäsche ist, d. h. je feuchter die Wäsche noch ist. Beginnt die Wäsche allmählich zu trocknen, nimmt die Luft immer weniger Feuchtigkeit auf. Es ist daher möglich, aus einer Messung der Luftfeuchtigkeit der in das Rohr 16 gelangenden Luft auf den Feuchtegrad der in der Wäschetrommel 10 befindlichen Wäsche zu schließen. Hierfür werden zwei Sensoren 26 und 28 verwendet, welche in dem Rohr 16 angeordnet sind. Der erste Sensor 26 misst eine Temperatur T₁, und zwar direkt die Temperatur des Luftstroms in dem Rohr 16. Der zweite Temperatursensor 28 ist (durch einen weißen Kreis veranschaulicht) mit einem Feuchtigkeit aufnehmenden Material überzogen, beispielsweise mit einem Überzug aus Baumwolle. Auch ein Wattebausch kann den Sensor 28 umgeben. Da die in dem Rohr 16 strömende Luft stark mit Feuchtigkeit beladen ist, gibt sie Feuchtigkeit an das Feuchtigkeit aufnehmende Material, z. B. den Überzug oder Wattebausch, ab und benetzt diesen. Damit misst der Sensor 28 nicht mehr direkt die Temperatur T₁; stattdessen wird der Sensor 28 durch die Verdunstungswärme der Feuchtigkeit abgekühlt, so dass eine geringere Temperatur T₂ gemessen wird.
Die beiden Temperatursensoren 26 und 28 arbeiten zusammen als Psychrometer, wobei gegenüber herkömmlichen Psychrometern vorliegend eine automatische Benetzung des Feuchtigkeit aufnehmenden Materials im Luftstrom genutzt wird, statt dass der Sensor 28 durch einen gesonderten Arbeitsschritt oder eine gesonderte Vorrichtung unabhängig vom Luftstrom befeuchtet wird. Den beiden Sensoren 26 und 28 ist eine elektronische Auswerteeinheit 30 nachgeordnet, der entsprechende Signale zugeleitet werden, welche die Temperaturen T₁ und T₂ repräsentieren. Aus diesen Signalen ermittelt die elektronische Auswerteeinheit die Luftfeuchtigkeit in dem durch das Rohr 16 strömenden Luftstrom, und so den Feuchtegrad des Wäschegutes in der Wäschetrommel. Häufig geschieht dies durch Auswertung einer Psychrometertabelle, in der Paarungen der Temperaturen T₁ und T₂ jeweils eine Luftfeuchtigkeit zugeordnet ist.
Die elektronische Auswerteeinheit 30 kann alternativ oder ergänzend eine Psychrometerformel verwenden, welche unter dem Namen Sprungsche Formel bekannt ist. Aus der beobachteten Temperaturdifferenz T₁–T₂ lässt sich der Dampfdruck e der Luft in guter Nährung wie folgt berechnen: e = E2(T2) – (0,67 hPa/K)·(T1–T2).
Hierbei ist e der Wasserdampfpartialdruck der Umgebungsluft in hPa, E₂ ist der Sättigungsdampfdruck bei der Temperatur der feuchten Oberfläche in hPa, T₁ ist die vom Sensor 26 gemessene Lufttemperatur in °C, und T₂ ist die vom Sensor 28 gemessene Temperatur der befeuchteten Oberfläche in °C.
Die Erfindung ist nicht auf die hier gezeigte Anordnung bei Verwenden einer Peltierelement-Wärmepumpe beschränkt, sondern kann auch bei anderen Wärmepumpenanordnungen sowie ansonsten herkömmlichen Wäschetrocknern und überhaupt jedwedem zur Trocknung eines feuchten Gutes bestimmten Hausgerät Verwendung finden. Vorteilhaft ist, dass die beiden Temperatursensoren 26 und 28 möglichst nahe an der Ausgangsöffnung 12 der Wäschetrommel 10 oder anderen Behandlungskammer 10 angeordnet sind, auf jeden Fall vor einer Kaltstufe, in der die befeuchtete Luft auskondensiert. Insbesondere sollten sie von der Wärmepumpe ausreichend weit entfernt sein, als dass diese Einfluss auf die Temperaturmessung nehmen könnte. In der vorliegenden Zeichnung sind die beiden Temperatursensoren 26 und 28 in ausreichendem Abstand von den Peltierelementen 20 gezeigt.
Somit wird erstmals ein Psychrometer im Rahmen eines Hausgerätes zur Ermittlung eines Luftfeuchtigkeit verwendet, um damit auf den Feuchtegrad eines zu trocknenden Gutes zu schließen. Dies beruht im Wesentlichen auf der Erkenntnis, dass der zweite Temperatursensor 28 lediglich mit einem Feuchtigkeit aufnehmenden Material überzogen sein muss, was von selbst Feuchtigkeit aufnimmt und nicht eigens mit Feuchtigkeit getränkt werden muss.

Claims

Hausgerät zum Trocknen eines feuchten Gutes mit strömender Luft, umfassend eine Behandlungskammer (10) zum Aufnehmen des Gutes, ein Kanalsystem (16, 22, 24) zum Führen der Luft durch die Behandlungskammer (10) und eine Messeinrichtung (26, 28, 30) zum Ermitteln eines Feuchtegrades des Gutes, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (26, 28, 30) zwei in dem Kanalsystem (16, 22, 24) abströmseitig der Behandlungskammer (10) angeordnete, nahe beieinander befindliche Temperatursensoren (26, 28) aufweist, von denen ein erster Temperatursensor (26) der von der Behandlungskammer (10) abströmenden Luft direkt ausgesetzt und ein zweiter Temperatursensor (28) von einem Feuchtigkeit aufnehmenden Material, durch welches Feuchtigkeit aus der strömenden Luft aufnehmbar ist, umgeben ist.
Hausgerät nach Anspruch 1, bei dem beiden Temperatursensoren (26, 28) eingerichtet sind um elektrisch auswertbare Messsignale abzugeben, und eine elektrische Auswerteeinheit (30) vorgesehen ist, durch welche die Messignale auswertbar sind.
Hausgerät nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem der zweite Temperatursensor (28) aufgrund der Verdunstungskühlung durch die Feuchtigkeit eine niedrigere Temperatur (T₂) als eine von dem ersten Temperatursensor (26) gemessene Temperatur (T₁) misst, und bei dem aus einer Differenz zwischen den von den beiden Temperatursensoren (26, 28) gemessenen Temperaturen eine Luftfeuchtigkeit der von der Behandlungskammer (10) abströmenden Luft ermittelbar ist.
Hausgerät nach einem der vorigen Ansprüche, welches ausgebildet ist als Wäschetrockner, bei dem die Behandlungskammer (10) eine drehbare Trommel (10) ist.
Hausgerät nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem das Kanalsystem (16, 22, 24) ein im Wesentlichen geschlossener Kreislauf (16, 22, 24) für die strömende Luft ist.
Hausgerät nach Anspruch 5, bei dem in dem Kanalsystem (16, 22, 24) eine Kaltstufe und eine Warmstufe vorgesehen sind, zu welcher Kaltstufe von der Behandlungskammer (10) abströmende Luft zuerst gelangt und in welcher Kaltstufe Feuchtigkeit aus der Luft auskondensierbar ist, und zu welcher Warmstufe entfeuchtete Luft von der Kaltstufe gelangt, wo sie erhitzbar und von wo sie wieder der Behandlungskammer (10) zuführbar ist.
Hausgerät nach Anspruch 6, bei dem die Temperatursensoren (26, 28) zwischen einer Ausgangsöffnung (12) der Behandlungskammer (10) und der Kaltstufe angeordnet sind.
Hausgerät nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, bei dem die Kaltstufe und die Warmstufe zu einer Wärmepumpenanordnung gehören.