DE102011005164A1

DE102011005164A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen eines Gutes

Info

Publication number: DE102011005164A1
Application number: DE102011005164A
Authority: DE
Inventors: Uwe-Jens Krausch; Günter Steffens; Andreas Stolze
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2011-03-07
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2012-09-13
Also published as: WO2012119842A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen eines Gutes 2 in einer sich bewegenden Behandlungskammer 3 durch mittels eines Gebläses 4 durch die Behandlungskammer 3 geleitete Prozessluft, wobei die Behandlungskammer 3 und das Gebläse 4 von einem rotierenden Motor 5 angetrieben werden, welcher durch eine Steuereinrichtung 6 gesteuert wird, wobei die Steuereinrichtung 6 auch das Trocknen des Gutes 2 steuert. Dabei ist der Motor 5 ein Synchronmotor 5, und wird eine Drehgeschwindigkeit des Synchronmotors 5 während des Trocknens des Gutes 2 gegenüber einer Drehgeschwindigkeit beim Beginn des Trocknens deutlich erhöht. Die Erfindung betrifft auch eine zum Durchführen dieses Verfahrens bestimmte Vorrichtung 1.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen eines Gutes in einer sich bewegenden Behandlungskammer durch mittels eines Gebläses durch die Behandlungskammer geleitete Prozessluft, wobei die Behandlungskammer und das Gebläse von einem rotierenden Motor angetrieben werden, welcher durch eine Steuereinrichtung gesteuert wird, wobei die Steuereinrichtung auch das Trocknen des Gutes steuert.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Trocknen eines Gutes, umfassend eine bewegliche Behandlungskammer zum Einbringen des Gutes, ein Gebläse zum Leiten von Prozessluft durch die Behandlungskammer, einen Motor, durch welchen die Behandlungskammer und das Gebläse antreibbar sind, und eine Steuereinrichtung, welche Steuereinrichtung eingerichtet ist zum Steuern des Motors und des Trocknens des Gutes.
Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung gehen hervor aus der Veröffentlichung. DE 10 2009 028 011 A1 . Dort ist ein Wäschetrockner beschrieben, welcher einen einzigen Motor zum Antreiben des Gebläses und der als drehbare, zylindrische Trommel ausgestalteten Behandlungskammer aufweist. Der Motor ist ein Asynchronmotor und wird gesteuert nur in der Weise, dass er ein- und ausgeschaltet wird. Der Motor ist in der Weise ausgestaltet, dass er, wenn er bei einer Drehzahl in der Nähe einer vorgegebenen Betriebsdrehzahl betrieben wird, bei variierender Last eine definierte geringe Drehzahländerung zeigt. Dieses Verhalten wird ausgenutzt, um das Trocknen von Wäschestücken vorteilhaft weiter zu bilden. Die Wäschestücke werden aufgrund des Verdunstens der enthaltenen Feuchtigkeit leichter und bewirken dadurch eine reduzierte Leistungsanforderung zum Antreiben der Trommel, worauf der Motor durch eine entsprechende Erhöhung seiner Drehzahl reagiert. Dadurch erhöht sich auch die Drehzahl des Gebläses, wodurch dieses seine Leistungsanforderung erhöht und die Drehzahl des Motors dadurch begrenzt. Die immerhin geringfügige Erhöhung der Leistungsaufnahme des Gebläses bewirkt eine Erhöhung des Stroms an Prozessluft, wodurch wiederum das Trocknen günstig beeinflusst wird.
Die Veröffentlichungen WO 2007/051690 A1 und EP 1 633 039 A1 betreffen Synchronmotoren, die in Wäschetrocknern als Antriebe angewendet werden können. Synchronmotoren zeichnen sich dadurch aus, dass ihnen die Drehzahl durch Ansteuerung mit einem mehrphasigen Wechselstrom entsprechender Frequenz vorgegeben werden muss. Dies erfordert anders als beim Asynchronmotor eine komplexe elektronische Steuerschaltung, die mit aktuell verfügbaren Halbleiterbauelementen aber kompakt und kostengünstig ausgeführt werden kann.
Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung der jeweils eingangs definierten Gattung anzugeben. Diese Weiterbildungen sollen die Einfachheit des gattungsgemäß vorgegebenen Systems möglichst wahren. Dabei können insbesondere Synchronmotoren zur Anwendung kommen.
Zur Lösung dieser Aufgabe angegeben werden ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß jeweiligem unabhängigem Patentanspruch. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in entsprechenden abhängigen Patentansprüchen definiert, wobei bevorzugten Weiterbildungen des Verfahrens bevorzugte Weiterbildungen der Vorrichtung entsprechen und umgekehrt, und dies auch dann, wenn darauf hierin nicht explizit hingewiesen ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Trocknen eines Gutes in einer sich bewegenden Behandlungskammer durch mittels eines Gebläses durch die Behandlungskammer geleitete Prozessluft, wobei die Behandlungskammer und das Gebläse von einem rotierenden Motor angetrieben werden, welcher durch eine Steuereinrichtung gesteuert wird, wobei die Steuereinrichtung auch das Trocknen des Gutes steuert, ist demnach vorgesehen, dass der Motor ein Synchronmotor ist, und dass eine Drehgeschwindigkeit des Synchronmotors während des Trocknens des Gutes gegenüber einer Drehgeschwindigkeit beim Beginn des Trocknens deutlich erhöht wird.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Trocknen eines Gutes, umfassend eine bewegliche Behandlungskammer zum Einbringen des Gutes, ein Gebläse zum Leiten von Prozessluft durch die Behandlungskammer, einen Motor, durch welchen die Behandlungskammer und das Gebläse antreibbar sind, und eine Steuereinrichtung, welche Steuereinrichtung eingerichtet ist zum Steuern des Motors und des Trocknens des Gutes, ist demnach vorgesehen, dass der Motor ein Synchronmotor ist, und dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um eine Drehgeschwindigkeit des Synchronmotors während des Trocknens des Gutes gegenüber einer Drehgeschwindigkeit beim Beginn des Trocknens deutlich zu erhöhen.
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass ein Synchronmotor als einziger Motor zum Antreiben der Behandlungskammer und des Gebläses für die Prozessluft eingesetzt werden kann, indem die aus der Möglichkeit der Vorgabe der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl resultierende Flexibilität ausgenutzt wird, um den Motor unter den Anforderungen des Trocknens des Gutes besonders angepassten Bedingungen zu betreiben. Dazu kommen auch nur einfache, vorzugsweise ohnehin verfügbare Mittel zur Anwendung.
Dementsprechend arbeitet die Steuereinrichtung erfindungsgemäß daraufhin, dass die Drehgeschwindigkeit des Synchronmotors während des Trocknens des Gutes erhöht wird. Anfangs ist die Drehgeschwindigkeit zunächst niedrig (von allfällig möglichen Transienten beim Einschalten des Motors sei abgesehen), so dass die mit der Prozessluft zum feuchten Gut in die Behandlungskammer transportierte Wärme das Gut und die Behandlungskammer schnell aufheizen kann. Wenn dies geschehen ist, kann die Drehgeschwindigkeit erhöht werden, um bei trocknendem Gut einen immerhin leicht erhöhten Strom von Prozessluft zu liefern, der die aus dem Gut verdampfte Feuchtigkeit schnell abtransportiert, wobei die sich reduzierende mechanische Last des trocknenden Gutes die Leistungsanforderung zur Erhöhung der Drehgeschwindigkeit vorteilhaft mehr oder weniger kompensiert. Dieser erhöhte Strom von Prozessluft kompensiert auch einen durch das Trocknen der Wäsche sich erhöhenden Luftwiderstand.
Ein Rückgriff auf den Einsatz je eines separaten Motors für die Behandlungskammer und das Gebläse kann erfindungsgemäß vermieden werden, ebenso wie der Einsatz komplexer und aufwändiger Sensorik nebst zugehörigem Regelprogramm zur Regelung des Prozesses des Trocknens.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Leistung des Synchronmotors während des Trocknens durch die Steuereinrichtung gemessen und konstant gehalten wird. Eine solche Leistungsmessung ist insbesondere unmittelbar durch eine dem Synchronmotor vorgeschaltete Steuerschaltung möglich und beeinträchtigt die gewünschte Einfachheit des Systems nicht. Sie kann insbesondere erfolgen durch einen der Steuereinrichtung zugeordneten Leistungssensor zum Messen der dem Synchronmotor zugeführten Leistung vorgesehen, wobei zudem die Steuereinrichtung eingerichtet zum Messen der Leistung und zum Konstanthalten der Leistung während des Trocknens des Gutes. Diese Weiterbildung nutzt vorteilhaft aus, dass die Leistungsanforderung für das Antreiben der Behandlungskammer während des Fortgangs des Trocknens sinkt, so dass die für das Antreiben der Behandlungskammer nicht mehr erforderte Leistung unmittelbar und ungeschmälert dem Gebläse zur Erhöhung des Stroms der Prozessluft zu Gute kommt.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehgeschwindigkeit des Synchronmotors während des Trocknens mehrmals erhöht wird. Damit ist eine wirkliche Regelung des Trocknens nicht mehr erforderlich, jedenfalls soweit es um die Steuerung des Motors geht, und es wird ein besonders einfaches, aber doch aufgabengerechtes System erreicht. Gemäß einer ersten zusätzlichen Weiterbildung wird die Drehgeschwindigkeit viermal erhöht wird. Gemäß einer zweiten zusätzlichen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Drehgeschwindigkeit beim Beenden des Trocknens etwa 115% der Drehgeschwindigkeit beim Beginn des Trocknens beträgt. Gemäß einer dritten zusätzlichen Weiterbildung ist zum Trocknen des Gutes ein Zeitintervall vorgegeben, und erfolgt erstmalig ein Erhöhen der Drehgeschwindigkeit nach Ablauf von 60% dieses Zeitintervalls.
Gemäß noch einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Behandlungskammer eine drehbare Trommel ist, und dass die Drehgeschwindigkeit der Trommel während des Trocknens stets unterhalb einer Anlegedrehgeschwindigkeit der Trommel bleibt. Dabei ist die Anlegedrehgeschwindigkeit der Trommel definiert als diejenige Drehgeschwindigkeit, bei der die an der Innenseite der Trommel entwickelte Zentrifugalkraft gleich der Schwerkraft ist. Zu trocknendes Gut, insbesondere Wäsche, das sich in der rotierenden Trommel befindet und von dieser entgegen der Schwerkraft gefördert wird, löst sich dann nicht mehr von der Trommel ab, sondern bleibt innen an der Trommel liegen, wen diese mit einer Drehgeschwindigkeit. oberhalb der Anlegedrehgeschwindigkeit gedreht wird. Dadurch, dass die Drehgeschwindigkeit der Trommel unterhalb der Anlegedrehgeschwindigkeit gehalten wird, wird verhindert, dass sich das Gut innen an die Trommel anlegt und somit nur noch unvollständig von der strömenden Prozessluft umströmt werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Prozessluft beheizt wird, bevor sie in die Behandlungskammer eingeleitet wird.
Gemäß noch einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Prozessluft in einem im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf geführt wird, in welchem sie nach Ausleiten aus der Behandlungskammer gekühlt und entfeuchtet und vor erneutem Einleiten in die Behandlungskammer beheizt wird.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist ein Prozessluftkanal zum Leiten der Prozessluft vorgesehen, in welchen die Behandlungskammer und das Gebläse einbezogen sind.
Gemäß einer zusätzlichen Weiterbildung der Erfindung ist dabei eine Konditionierungseinrichtung vorgesehen, welche eine im Prozessluftkanal angeordnete Wärmequelle zum Beheizen der Prozessluft, bevor diese in die Behandlungskammer eintritt, umfasst. Diese Konditionierungseinrichtung umfasst mit weiterem Vorzug eine Wärmesenke zum Abkühlen und Entfeuchten der Prozessluft, nachdem diese aus der Behandlungskammer ausgetreten ist. Dabei bilden die Wärmequelle und die Wärmesenke die Konditionierungseinrichtung, durch welche die zirkulierende Prozessluft zyklisch wiederholt erwärmbar und abkühlbar ist, um sie einerseits zum Aufnehmen von Feuchtigkeit aus dem zu trocknenden Gut und andererseits zum Abgeben solcher aufgenommenen Feuchtigkeit in der Wärmesenke zu konditionieren. Dabei können die Wärmequelle und die Wärmesenke grundsätzlich beliebig ausgeführt sein und brauchen nicht notwendigerweise eine weitere funktionelle Verbindung untereinander zu haben. Noch weiter bevorzugt gehören dabei jedoch die Wärmequelle und die Wärmesenke zu einer Wärmepumpe, mit welcher Wärme von der Wärmesenke zu der Wärmequelle pumpbar ist. Die Wärmepumpe dient dazu, Wärme, die der Prozessluft in der Wärmesenke bei niedriger Temperatur entzogen wird, aufzunehmen und zur Wärmequelle zu pumpen, wo sie bei hoher Temperatur wieder der Prozessluft zugeführt wird. Dieser Pumpprozess erfordert die Zufuhr einer gewissen zusätzlichen Leistung, wobei diese aber wesentlich geringer sein kann als die gesamte Leistung, die der Prozessluft in der Wärmequelle zugeführt wird. Somit ermöglicht die Wärmepumpe einen Trocknungsprozess unter bedeutend geringerem Einsatz von Leistung als ein Trocknungsprozess, bei dem die der Prozessluft in der Wärmequelle zugeführte Energie vollständig aus einem entsprechenden Energieträger wie elektrischem Strom und Brenngas erzeugt wird.
Gemäß wieder einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Prozessluftkanal im Wesentlichen in sich geschlossen ist. Dies bedeutet, dass er gegen seine Umgebung weitgehend abgedichtet ist, in ihm aber abgesehen von Druckgefällen, die zum bestimmungsgemäßen Führen der Prozessluft unvermeidlich sind, kein vom Druck in seiner Umgebung wesentlich verschiedener Druck herrscht.
Gemäß wieder einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinrichtung eingerichtet zum mehrmaligen Erhöhen einer Drehgeschwindigkeit des Synchronmotors während des Trocknens des Gutes.
Gemäß noch einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Behandlungskammer eine drehbare Trommel.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Gebläse ein Rotationsgebläse.
Gemäß wieder einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Synchronmotor einen permanentmagnetischen Rotor auf. Dieser Synchronmotor erfordert demnach keine Zuführung von elektrischem Strom zu seinem Rotor und macht somit einen Kommutator überflüssig.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist diese implementiert in einem Hausgerät zum Trocknen eines Gutes, welches Wäsche ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Figur der beigefügten Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.
Die 1 der Zeichnung zeigt eine schematisierte Darstellung einer als Hausgerät zum Trocknen von Wäsche ausgeführten Vorrichtung.
Die in 1 dargestellte Vorrichtung 1 dient zum Trocknen eines Gutes 2, welches ein Posten von. Wäsche 2 ist. Dieses gut 2 liegt in einer Behandlungskammer 3, welche hier als rotierbare Trommel 3 ausgebildet ist. Zum Trocknen des Gutes 2 wird mittels eines Gebläses 4, hier ausgeführt als Rotationsgebläse, ein Strom von Prozessluft an dem Gut 2 vorbeigeführt, um darin enthaltene Feuchtigkeit zu verdunsten und abzuführen.
Ein Motor 5, hier ausgeführt als ein Synchronmotor 5, ist vorgesehen, um sowohl die Trommel 3 als auch das Gebläse 4 anzutreiben. Der Motor 5 ist steuerbar durch eine Steuereinrichtung 6, hier ausgeführt als programmierte Halbleiterschaltung und neben Einrichtungen, die zum Steuern der Vorrichtung 1 und aller ihrer Komponenten zwecks Durchführung von Trocknungsprozessen auch Bedieneinrichtungen- und Anzeigen umfasst, mittels derer ein Benutzer einen Trocknungsprozess zur Ausführung auswählen sowie, wie jeweils erforderlich oder wünschenswert, Prozessparameter vorgeben kann. Während der Motor 5 das Gebläse 4 vorliegend direkt antreibt, treibt er die Trommel 3 über ein Getriebe 7 an, welches Getriebe 7 die relativ hohe Drehzahl des Motors 5 in die relativ geringe Drehzahl der Trommel 3 untersetzt.
Zum Führen der Prozessluft dient ein im wesentlichen in sich geschlossener Prozessluftkanal 8, welcher gegen seine Umgebung weitgehend abgedichtet ist, in welchem aber abgesehen von Druckgefällen, die zum bestimmungsgemäßen Führen der Prozessluft unvermeidlich sind, kein vom Druck in seiner Umgebung wesentlich verschiedener Druck herrscht. Ein Flusensieb 9 dient dazu, feinteilige Schwebstoffe wie Bruchstücke von Textilfasern und dergleichen, die die Prozessluft dem trocknenden Gut 2 entreißt, aus der Prozessluft auszufiltern. Nach Vollendung eines Trockenprozesses ist das Flusensieb 9 von solchen Flusen zu reinigen, um nachfolgende Trockenprozesse nicht durch einen erhöhten Strömungswiderstand zu beeinträchtigen. Des Weiteren enthält der Prozessluftkanal 8 eine Wärmequelle 10, durch welche der Prozessluft Wärme zuführbar ist, bevor sie zu dem zu trocknenden Gut 2 gelangt. Ebenso enthält der Prozessluftkanal 8 eine Wärmesenke 11, durch die der Prozessluft Wärme entziehbar ist, nachdem sie die Trommel 3 mit dem zu trocknenden Gut 2 durchströmt hat. Dabei kondensiert die von der Prozessluft gasförmig mitgeführte Feuchtigkeit, um sich so in flüssiger Form auf hier nicht dargestellten entsprechenden Strukturen der Wärmesenke 11 niederzuschlagen und aus der zirkulierenden Prozessluft entfernt und zur Entsorgung gesammelt zu werden. Somit bilden die Wärmequelle 10 und die Wärmesenke 11 eine Konditionierungseinrichtung 10, 11, mit welcher die zirkulierende Prozessluft zyklisch wiederholt erwärmbar und abkühlbar ist, um sie einerseits zum Aufnehmen von Feuchtigkeit aus dem zu trocknenden Gut 2 und andererseits zum Abgeben solcher aufgenommenen Feuchtigkeit in der Wärmesenke 11 zu konditionieren. Dabei können die Wärmequelle 10 und die Wärmesenke 11 beliebig ausgeführt sein und brauchen nicht notwendigerweise eine weitere funktionelle Verbindung untereinander zu haben.
Von besonderem Interesse aber ist die in 1 dargestellte Ausführung, bei der die Wärmequelle 10 und die Wärmesenke 11 in einer Wärmepumpe 10, 11, 12, 13, 14 vereinigt sind, wobei die Wärmepumpe 10, 11, 12, 13, 14 dazu dient, Wärme, die der Prozessluft in der Wärmesenke 11 bei niedriger Temperatur entzogen wird, aufzunehmen und zur Wärmequelle 10 zu pumpen, wo sie bei hoher Temperatur wieder der Prozessluft zugeführt wird. Dieser Pumpprozess erfordert die Zufuhr einer gewissen zusätzlichen Leistung, wobei diese aber wesentlich geringer sein kann als die gesamte Leistung, die der Prozessluft in der Wärmequelle 10 zugeführt wird. Somit ermöglicht die Wärmepumpe 10, 11, 12, 13, 14 einen Trocknungsprozess unter bedeutend geringerem Einsatz von Leistung als ein Trocknungsprozess, bei dem die der Prozessluft in der Wärmequelle 10 zugeführte Energie vollständig aus einem entsprechenden energieträger wie elektrischem Strom und Brenngas erzeugt wird.
Der Pumpprozess erfolgt vorliegend durch zyklisch wiederholtes Verdampfen und Verflüssigen eines Kältemittels, welches in einem entsprechenden Kältemittelkanal 12 in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert. Dabei gelangt das Kältemittel in flüssiger Form und unter niedrigem Druck in die Wärmesenke 11, wo es verdampft und dabei aus der Prozessluft Wärme aufnimmt. Deshalb kann die Wärmesenke 11 vorliegend als „Verdampfer” 11 bezeichnet werden. Dann gelangt das Kältemittel gasförmig in den Kompressor 13, durch den es auf einen hohen Druck komprimiert und weiter durch den Kältemittelkanal 12 getrieben wird. Nachfolgend gelangt es in die Wärmequelle 11, wo es Wärme an die ebenfalls durchfließende Prozessluft abgibt und sich dadurch verflüssigt; die Wärmequelle 10 kann deshalb vorliegend auch als „Verflüssiger” 10 bezeichnet werden. Nach dem Verflüssigen 10 gelangt das Kältemittel in flüssiger Form zu einem Expander 14, welcher insbesondere als Blende, Drosselventil oder Kapillare ausgeführt sein kann und dazu dient, den Druck des Kältemittels herabzusetzen. Dadurch reduziert sich auch die Temperatur des Kältemittels, und es wandelt sich um in ein teils flüssiges und teils gasförmiges Gemisch. In dieser Form ist es zur erneuten Aufnahme von Wärme bereit und gelangt so zurück zur Wärmesenke 11 oder zum Verdampfer 11, womit es einen Durchlauf durch den Kältemittelkanal 12 vollendet hat und der Kreislauf des Kältemittels geschlossen ist. Als Kältemittel kommen insbesondere fluorierte Kohlenwasserstoffe sowie Gemische solcher Verbindungen in Betracht, wie sie unter den Bezeichnungen R134a, R152a, R407C und R410A bekannt sind. Ebenfalls in Frage kommt Propan, welches auch als R290 bekannt ist, jedoch angesichts seiner Entflammbarkeit allerdings nur unter besonderen Sicherheitsmaßnahmen verwendet werden kann.
Es ist wichtig anzumerken, dass auch Wärmepumpen anderer Bauart als die hier vorgestellte Wärmepumpe 10, 11, 12, 13, 14 des Kompressor-Typs bekannt und zur Anwendung in der hier beschriebenen Vorrichtung 1 denkbar sind.
Die Steuereinrichtung 6 ist zum Betrieb der Vorrichtung 1 derart eingerichtet und insbesondere programmiert, dass die Drehgeschwindigkeit des Synchronmotors 5 während des Trocknens des Gutes 2 erhöht wird. Anfangs ist die Drehgeschwindigkeit zunächst niedrig (abgesehen von allfällig möglichen Transienten beim Einschalten des Motors 5), so dass die mit der Prozessluft zum feuchten Gut 2 in die Behandlungskammer 3 transportierte Wärme das Gut 2 und die Behandlungskammer 3 schnell aufheizen kann. Wenn dies geschehen ist, wird die Drehgeschwindigkeit erhöht, um bei trocknendem Gut 2 einen immerhin leicht erhöhten Strom von Prozessluft zu liefern, der die aus dem Gut 2 verdampfte Feuchtigkeit schnell abtransportiert, wobei die sich reduzierende mechanische Last des trocknenden Gutes 2 die Leistungsanforderung zur Erhöhung der Drehgeschwindigkeit vorteilhaft mehr oder weniger kompensiert. Ein Rückgriff auf den Einsatz je eines separaten Motors für die Behandlungskammer und das Gebläse ist deshalb vermieden worden, ebenso wie der Einsatz komplexer und aufwändiger Sensorik nebst zugehörigem Regelprogramm zur Regelung des Prozesses des Trocknens.
Vorgesehen ist, dass eine Leistung des Synchronmotors 5 während des Trocknens durch die Steuereinrichtung 6 gemessen und konstant gehalten wird. Eine solche Leistungsmessung beeinträchtigt die gewünschte Einfachheit des Systems nicht. Sie erfolgt durch den in einer Steuerschaltung für den Motor 5 vorgesehenen Leistungssensor 15, wobei zudem die Steuereinrichtung 6 eingerichtet zum Messen der Leistung und zum Konstanthalten der Leistung während des Trocknens des Gutes 2. Diese Weiterbildung nutzt vorteilhaft aus, dass die Leistungsanforderung für das Antreiben der Behandlungskammer 3 während des Fortgangs des Trocknens sinkt, so dass die für das Antreiben der Behandlungskammer 3 nicht mehr erforderte Leistung unmittelbar und ungeschmälert dem Gebläse 4 zur Erhöhung des Stroms der Prozessluft zu Gute kommt. Zusätzlich ist in der Steuereinrichtung 6 ein dem Leistungssensor 15 entsprechender Drehzahlsensor 16 vorgesehen, durch welchen die Drehgeschwindigkeit des Motors 5 gemessen werden kann. Der Drehzahlsensor 16 kann insbesondere zur betrieblichen Überwachung des Motors 5 verwendet werden.
Während des Trocknens des Gutes 2 ist vorgesehen, dass die Drehgeschwindigkeit des Synchronmotors 5 mehrmals erhöht wird. Damit ist eine wirkliche Regelung des Trocknens nicht mehr erforderlich, jedenfalls soweit es um die Steuerung des Motors 5 geht, und es wird ein besonders einfaches, aber doch aufgabengerechtes System erreicht. Speziell wird die Drehgeschwindigkeit viermal erhöht. Insbesondere beträgt dabei die Drehgeschwindigkeit beim Beenden des Trocknens etwa 115% der Drehgeschwindigkeit beim Beginn des Trocknens. Des Weiteren ist ein Zeitintervall für das Trocknen vorgegeben, und es erfolgt erstmalig ein Erhöhen der Drehgeschwindigkeit nach Ablauf von 60% dieses Zeitintervalls.
Es ist vorgesehen, dass die Drehgeschwindigkeit der als drehbare Trommel 3 gestalteten Behandlungskammer 3 während des Trocknens stets unterhalb einer Anlegedrehgeschwindigkeit der Trommel 3 bleibt, wobei die Anlegedrehgeschwindigkeit der Trommel 3 definiert ist als diejenige Drehgeschwindigkeit, bei der die an der Innenseite der Trommel 3 entwickelte Zentrifugalkraft gleich der Schwerkraft ist. Wäsche 2, die sich in der rotierenden Trommel 3 befindet und von dieser entgegen der Schwerkraft gefördert wird, löst sich dann nicht mehr von der Trommel 3 ab, sondern bleibt innen an dieser liegen, wenn diese mit einer Drehgeschwindigkeit oberhalb der Anlegedrehgeschwindigkeit gedreht wird. Dadurch, dass die Drehgeschwindigkeit der Trommel 3 unterhalb der Anlegedrehgeschwindigkeit gehalten wird, wird verhindert, dass sich die Wäsche 2 innen an die Trommel 3 anlegt und somit nur noch unvollständig von der strömenden Prozessluft umströmt werden kann.
Besonders hingewiesen wird auch auf die Tatsache, dass der Motor 5 einen permanentmagnetischen Rotor 17 (hier symbolisiert vom Ende eines in 1 sichtbaren Zapfens, an den das Getriebe 7 angeschlossen ist. Dieser Motor 5 erfordert demnach keine Zuführung von elektrischem Strom zu seinem Rotor 17, so dass die in 1 durch eine gestrichelte Linie symbolisierte Verbindung 18 zwischen der Steuereinrichtung 6 und dem Motor 5 nur an feststehende Teile des Motors 5 angeschlossen sein muss. Solche Motoren 5 sind auch bekannt unter den Bezeichnungen „BLDC” („brushless DC”) und „PMS” („permanent magnetic synchronous motor”).
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. In ihrem Rahmen liegen auch und insbesondere die Ausführung in einem Trockner mit einer ganz oder teilweise offenen Prozessluftführung, insbesondere einem Ablufttrockner, und die Ausführung in einem Trockner, der keine Wärmepumpe hat.
Die hierin offenbarte Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass in einer oben näher beschriebenen Vorrichtung zum Trocknen eines Gutes ein Synchronmotor als einziger Motor zum Antreiben der Behandlungskammer und des Gebläses für die Prozessluft eingesetzt werden kann, indem die aus der Möglichkeit der Vorgabe der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl resultierende Flexibilität ausgenutzt wird, um den Motor unter den Anforderungen des Trocknens des Gutes besonders angepassten Bedingungen zu betreiben. Dazu kommen auch nur einfache, vorzugsweise ohnehin verfügbare Mittel zur Anwendung.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung, Hausgerät
2: Zu trocknendes Gut, Wäsche
3: Behandlungskammer, Trommel
4: Gebläse
5: Motor
6: Steuereinrichtung
7: Getriebe
8: Prozessluftkanal
9: Flusensieb
10: Wärmequelle, Verflüssiger
11: Wärmesenke, Verdampfer
12: Kältemittelkanal
13: Kompressor
14: Expander
15: Leistungssensor
16: Drehzahlsensor
17: Rotor
18: Verbindung zwischen Steuereinrichtung und Motor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009028011 A1 [0003]
WO 2007/051690 A1 [0004]
EP 1633039 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Trocknen eines Gutes (2) in einer sich bewegenden Behandlungskammer (3) durch mittels eines Gebläses (4) durch die Behandlungskammer (3) geleitete Prozessluft, wobei die Behandlungskammer (3) und das Gebläse (4) von einem rotierenden Motor (5) angetrieben werden, welcher durch eine Steuereinrichtung (6) gesteuert wird, wobei die Steuereinrichtung (6) auch das Trocknen des Gutes (2) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein Synchronmotor (5) ist, und dass eine Drehgeschwindigkeit des Synchronmotors (5) während des Trocknens des Gutes (2) gegenüber einer Drehgeschwindigkeit beim Beginn des Trocknens deutlich erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem eine Leistung des Synchronmotors (5) während des Trocknens durch die Steuereinrichtung (6) gemessen und konstant gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Drehgeschwindigkeit des Synchronmotors (5) während des Trocknens mehrmals erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Drehgeschwindigkeit viermal erhöht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 3, bei dem die Drehgeschwindigkeit beim Beenden des Trocknens etwa 115% der Drehgeschwindigkeit beim Beginn des Trocknens beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem zum Trocknen des Gutes (2) ein Zeitintervall vorgegeben ist, und bei dem ein Erhöhen der Drehgeschwindigkeit nach Ablauf von 60% des Zeitintervalls erstmalig erfolgt.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, welches mit einer Behandlungskammer (3) durchgeführt wird, die eine drehbare Trommel (3) ist, und bei welchem die Drehgeschwindigkeit der Trommel (3) während des Trocknens stets unterhalb einer Anlegedrehgeschwindigkeit der Trommel (3) bleibt.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem die Prozessluft beheizt wird, bevor sie in die. Behandlungskammer (3) eingeleitet wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem die Prozessluft in einem im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf geführt wird, in welchem sie nach Ausleiten aus der Behandlungskammer (3) gekühlt und entfeuchtet und vor erneutem Einleiten in die Behandlungskammer (3) beheizt wird.
Vorrichtung (1) zum Trocknen eines Gutes (2), umfassend eine bewegliche Behandlungskammer (3) zum Einbringen des Gutes (2), ein Gebläse (4) zum Leiten von Prozessluft durch die Behandlungskammer (3), einen Motor (5), durch welchen die Behandlungskammer (3) und das Gebläse (4) antreibbar sind, und eine Steuereinrichtung (6), welche Steuereinrichtung (6) eingerichtet ist zum Steuern des Motors (5) und des Trocknens des Gutes (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (5) ein Synchronmotor (5) ist, und dass die Steuereinrichtung (6) eingerichtet ist, um eine Drehgeschwindigkeit des Synchronmotors (5) während des Trocknens des Gutes (2) gegenüber einer Drehgeschwindigkeit beim Beginn des Trocknens deutlich zu erhöhen.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, umfassend einen Prozessluftkanal (8) zum Leiten der Prozessluft, in welchen die Behandlungskammer (3) und das Gebläse (4) einbezogen sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, umfassend eine Konditionierungseinrichtung (10, 11), welche eine im Prozessluftkanal (8) angeordnete Wärmequelle (10) zum Beheizen der Prozessluft, bevor diese in die Behandlungskammer (3) eintritt, umfasst.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, bei der die Konditionierungseinrichtung (10, 11) eine Wärmesenke (11) zum Abkühlen und Entfeuchten der Prozessluft, nachdem diese aus der Behandlungskammer (3) ausgetreten ist, umfasst.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 13, bei der die Wärmequelle (10) und die Wärmesenke (11) zu einer Wärmepumpe (10, 11, 12, 13, 14), mit welcher Wärme von der Wärmesenke (11) zu der Wärmequelle (10) pumpbar ist, gehören.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der der Prozessluftkanal (8) im Wesentlichen in sich geschlossen ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, umfassend einen der Steuereinrichtung (6) zugeordneten Leistungssensor (15) zum Messen einer dem Synchronmotor (5) zugeführten Leistung, und bei der die Steuereinrichtung (6) eingerichtet ist zum Messen der Leistung und zum Konstanthalten der Leistung während des Trocknens des Gutes (2).
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 16, bei der die Steuereinrichtung eingerichtet ist zum mehrmaligen Erhöhen einer Drehgeschwindigkeit des Synchronmotors (5) während des Trocknens des Gutes (2).
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 17, bei der die Behandlungskammer (3) eine drehbare Trommel (3) ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 18, bei der das Gebläse (4) ein Rotationsgebläse (4) ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 19, bei der der Synchronmotor (5) einen permanentmagnetischen Rotor (17) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 20, welche als Hausgerät zum Trocknen eines Gutes (2), welches Wäsche (2) ist, ausgebildet ist.