DE19738735C2

DE19738735C2 - Kondensationstrockner mit einem geschlossenen Trocknungsluftkreislauf

Info

Publication number: DE19738735C2
Application number: DE19738735A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Schaub
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2017-09-05
Also published as: DE19738735A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensationstrockner, wie Wäschetrockner, mit einem ge schlossenen Trocknungsluftkreislauf, in dem die einer Trocknungskammer zugeführte Trocknungsluft zuvor durch den Sekundärkreis eines ersten Wärmetauschers hindurch geführt und dabei erwärmt ist, in welchem Kreislauf dann die aus der Trocknungskam mer abströmende, mit Feuchtigkeit angereicherte Trocknungsluft im Sekundärkreis eines zweiten Wärmetauschers abgekühlt und danach wieder dem Sekundärkreis des ersten Wärmetauschers zugeführt ist, welcher Trockner ferner mit einer Wärmepumpeneinrich tung ausgerüstet ist, die einen Kühlmittelkreislauf aufweist, in dessen Verlauf das einer Druckerhöhung unterworfene Kühlmittel im Primärkreis des ersten Wärmetauschers ver flüssigt und im Primärkreis des zweiten Wärmetauschers wieder verdampft ist.

Ein solcher Kondensationstrockner ist durch die DE 44 09 607 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Kondensationstrockner ist eine Wärmepumpeneinrichtung vorgesehen, bei der die für den Prozeß notwendige Druckerhöhung des Kühlmittels durch einen Kom pressor erfolgt. Ein derartiger Kompressor stellt ein einem starken Verschleiß unterwor fenes Bauteil dar. Zur Abführung überschüssiger Wärmeenergie ist bei dem bekannten Trockner ferner eine Vorrichtung zur zusätzlichen Kühlung des Kältemittels vorgesehen. Mittels dieser Vorrichtung wird die überschüssige Wärmeenergie ungenutzt an die Um gebung abgegeben.

Außerdem sind aus DE 43 06 215 A1 und DE 43 07 372 A1 ebenfalls gattungsgemäße programmgesteuerte Wäschetrockner mit einem Wärmepumpenkreis bekannt, bei de nen u. a. drei Wärmetauscher zum Einsatz kommen, die dazu dienen sollen, die aufge wendete Energie besser zu nutzen. Dadurch werden die Temperaturen für den Ver dampfer und den Verflüssiger im Wärmepumpenkreis nivelliert und ihre Wirksamkeit verbessert. Allerdings haben die bekannten Wäschetrockner Kompressionswärmepum pen, deren mechanische Energie nicht vollständig als thermische Energie zur Verfügung steht, so dass ihre Energieausbeute noch nicht als optimal gelten kann. Außerdem haben Kompressionswärmepumpen einige mechanisch hoch belastete Bauelemente, welche die Lebensdauer der gesamten Einrichtung begrenzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kondensationstrockner der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß er weniger verschleißanfällig ist und die aufgewendete Energie noch besser genutzt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Wärme pumpeneinrichtung als eine nach dem Absorberprinzip arbeitende Einrichtung ausgebil det ist, deren Absorber einen dritten Wärmetauscher bildet, dessen Primärkreis vom Kühlmittel durchströmt ist und über dessen Sekundärkreis die vom zweiten Wärmetau scher abströmende Trocknungsluft wieder dem Sekundärkreis des ersten Wärmetau schers zugeführt ist. Die nach dem Absorberprinzip arbeitende Einrichtung besitzt keine beweglichen Teile, so daß sie äußerst verschleißarm arbeitet. Durch die Nutzung der am eigentlichen Absorberteil der Einrichtung anfallenden Wärme wird die Energieausnut zung noch weiter verbessert.

Eine weitere Erhöhung der Energieausnutzung ergibt sich dadurch, daß im Abwärme strom des Austreibers der nach dem Absorberprinzip arbeitenden Einrichtung ein vierter Wärmetauscher angeordnet ist, über dessen Sekundärkreis die Trocknungsluft nach Durchströmen des Sekundärkreises des ersten Wärmetauschers der Trocknungskam mer zugeführt ist (Anspruch 2).

Zur optimalen Energienutzung trägt ferner bei, daß die Heizleistung des dem Austreiber zugeordneten Heizelementes in Abhängigkeit vom Trocknungsgrad des in der Trock nungskammer befindlichen Gutes geregelt ist (Anspruch 3).

Ein besonders umweltfreundlicher Betrieb des Kondensationstrockners wird dadurch er reicht, daß der Austreiber mit einem Gasbrenner als Heizelement versehen ist (Anspruch 4).

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Blockschaltbildes wird die Funktionsweise des Kondensationstrockners nach der Erfindung näher erläutert.

Der Kondensationstrockner 1 weist eine Trocknungskammer 2 auf, in die das zu trock nende Gut eingfüllt wird. Mittels eines Gebläses 3 wird der Trocknungskammer 2 Trock nungsluft zugeführt.

Dem Kondensationstrockner 1 ist eine nach dem Absorberprinzip arbeitende Einrich tung 4 zugeordnet. Diese Einrichtung 4 besteht aus einem Austreiber 5, in dem ein aus Wasser und einem Kältemittel, z. B. Ammoniak, bestehendes Gemisch eingefüllt ist. Dieses Gemisch kann durch das als Gasbrenner 6 ausgebildete Heizelement des Aus treibers 5 erhitzt werden. Der Austreiber 5 liegt in einem geschlossenen Kühlmittelkreis lauf 7. In diesem Kühlmittelkreislauf 7 sind ferner ein erster, zweiter und dritter Wärme tauscher 8 bis 10 sowie eine Umwälzpumpe 11 angeordnet. Zwischen dem ersten und zweiten Wärmetauscher 8 und 9 ist noch ein Drosselorgan 12 in den Kühlmittelkreislauf 7 geschaltet. Der Kühlmittelkreislauf 7 bildet den Primärkreis der Wärmetauscher 8 bis 10.

Die dem Kondensationstrockner 1 zugeleitete Trocknungsluft wird ebenfalls in einem ge schlossenen Trocknungsluftkreislauf 13 geführt. Die Trocknungsluft wird dabei in Rei henschaltung über den Sekundärkreis des ersten Wärmetauschers 8 und den Sekundär kreis eines vierten Wärmetauschers 14, dessen Primärkreis von der Abwärme des Aus treibers 5 beaufschlagt ist, geführt und dann vom Gebläse 3 in die Trocknungskammer 2 gefördert. Von der Trocknungskammer 2 strömt die mit Feuchtigkeit angereicherte Trocknungsluft zunächst in den Sekundärkreis des zweiten Wärmetauschers 9 und danach über den Sekundärkreis des dritten Wärmetauschers 10 wieder in den Sekundär kreis des ersten Wärmetauschers 8, womit der Kreislauf der Trocknungsluft geschlossen ist.

Für den Kondensationstrockner 1 ergibt sich folgende Funktionsweise: In dem Austrei ber 5 wird das aus Wasser und beispielsweise Ammoniak (NH₃) bestehende Kühlmittel gemisch erwärmt. Dadurch dampft das Ammoniak aus dem Gemisch aus und das Was ser bleibt zurück. Das Ammoniakgas strömt im Kühlmittelkreislauf 7 zum Primärkreis des ersten Wärmetauschers 8. Über eine gesonderte Leitung 15 wird das abgesonderte Wasser in den Primärkreis des dritten Wärmetauschers 10 eingespeist.

Durch die stetige Verdampfung des Ammoniak steigt der Druck immer weiter an, bis er groß genug ist, um das Ammoniakgas in dem Primärkreis des ersten Wärmetauschers 8 zu kondensieren. Der Wärmetauscher 8 wirkt somit als Verflüssiger in der nach dem Ab sorberprinzip arbeitenden Einrichtung 4. Die bei dem Kondensationsvorgang freiwerden de Wärme dient zum Erwärmen der Trocknungsluft.

Durch das zwischen dem ersten und zweiten Wärmetauscher 8 und 9 im Kühlmittelkreis lauf 7 angeordnete Drosselorgan 12 wird das im Primärkreis des ersten Wärmetau schers 8 verflüssigte Ammoniak entspannt, so daß es im Primärkreis des zweiten Wär metauschers 9 wieder verdampft und dabei Wärme aufnimmt. Der zweite Wärmetau scher 9 bildet somit den Verdampfer der Einrichtung 4. Die für den Verdampfungsvor gang notwendige Wärme wird der über den Sekundärkreis des zweiten Wärmetau schers 9 geführten, mit Feuchtigkeit angereicherten Trocknungsluft entzogen. Infolge dieses Wärmeentzuges kondensiert ein Großteil der in der Trocknungsluft enthaltenen Feuchtigkeit. Kühl- und Trocknungsluft-Kreislauf sollten im Wärmetauscher 9 im Gegen strom geführt werden. Das Feuchtigkeitskondensat wird bei 16 aus dem Sekundärkreis des zweiten Wärmetauschers 9 nach außen abgeführt.

Das aus dem Primärkreis des zweiten Wärmetauschers 9 abströmende Ammoniakgas wird im Primärkreis des dritten Wärmetauschers 10 mit dem vom Austreiber 5 zugeführ ten Wasser zur Reaktion gebracht. Der Primärkreis des dritten Wärmetauschers 10 bil det somit den Absorber der Einrichtung 4. Die bei der Reaktion von Wasser und Ammo niakgas freigesetzte Wärme dient zum Anwärmen der über den Sekundärkreis des drit ten Wärmetauschers 10 geführten Trocknungsluft.

Die im dritten Wärmetauscher 10 vorgewärmte Trocknungsluft strömt dann wieder in den Sekundärkreis des ersten Wärmetauschers 8, wo sie weiter erwärmt wird. Danach er folgt in dem Sekundärkreis des vierten Wärmetauschers 14 eine weitere Erhitzung der Trocknungsluft. Somit werden für den Trocknungsprozeß des Kondensationstrockners 1 alle in der nach dem Absorberprinzip arbeitenden Einrichtung 4 auftretenden Stufen der Wärmefreisetzung und des Wärmeentzuges zum Erwärmen und Trocknen der Trock nungsluft genutzt. Hierdurch wird die Verlustenergie des Kondensationstrockners auf ei nen minimalen Wert reduziert.

Da mit fortschreitendem Trocknungsgrad des in dem Kondensationstrockner 1 zu trock nenden Gutes die notwendige Energie für das Trocknen abnimmt, ist es zweckmäßig, den Gasbrenner 6 entsprechend zu regeln, d. h. mit fortschreitendem Trocknungsgrad dessen Heizleistung zu vermindern, um ein Gleichgewicht zwischen der zugeführten und der notwendigen Trocknungsenergie aufrechtzuerhalten.

Da die Trocknungsluft im zweiten Wärmetauscher 9 wesentlich stärker abgekühlt wird (nahe 0°C) als bei einem mit Umgebungsluft (ca. 20°C) beaufschlagten Wärmetauscher, erfolgt eine wesentlich stärkere Kondensation der in der Trocknungsluft enthaltenen Feuchtigkeit. Die Trocknungsluft wird damit viel stärker entfeuchtet, so daß sie nach er neutem Aufheizen mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann. Dadurch kann entweder die Dau er des Trocknungsvorganges verkürzt oder es kann mit niedrigeren Trocknungstempera turen gearbeitet werden. Im Falle eines Wäschetrockners kann somit eine Schontrock nung empfindlicher Textilien durchgeführt werden.

Claims

1. Kondensationstrockner, wie Wäschetrockner, mit einem geschlossenen Trock nungsluftkreislauf, in dem die einer Trocknungskammer (2) zugeführte Trock nungsluft zuvor durch den Sekundärkreis eines ersten Wärmetauschers (8) hin durchgeführt und dabei erwärmt ist, in welchem Kreislauf dann die aus der Trock nungskammer (2) abströmende, mit Feuchtigkeit angereicherte Trocknungsluft im Sekundärkreis eines zweiten Wärmetauschers (9) abgekühlt und danach wieder dem Sekundärkreis des ersten Wärmetauschers (8) zugeführt ist, welcher Trock ner (1) ferner mit einer Wärmepumpeneinrichtung (4) ausgerüstet ist, die einen Kühlmittelkreislauf (7) aufweist, in dessen Verlauf das einer Druckerhöhung unter worfene Kühlmittel im Primärkreis des ersten Wärmetauschers (8) verflüssigt und im Primärkreis des zweiten Wärmetauschers (9) wieder verdampft ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmepumpeneinrichtung als eine nach dem Absorberprinzip arbeitende Einrichtung (4) ausgebildet ist, deren Absorber einen dritten Wärmetauscher (10) bildet, dessen Primärkreis vom Kühlmittel durchströmt ist und über dessen Sekundärkreis die vom zweiten Wärmetauscher (9) abströmende Trocknungsluft wieder dem Sekundärkreis des ersten Wärmetauschers (8) zugeführt ist.

2. Kondensationstrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Ab wärmestrom des Austreibers (5) der nach dem Absorberprinzip arbeitenden Ein richtung (4) ein vierter Wärmetauscher (14) angeordnet ist, über dessen Sekun därkreis die Trocknungsluft nach Durchströmen des Sekundärkreises des ersten Wärmetauschers (8) der Trocknungskammer (2) zugeführt ist.

3. Kondensationstrockner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleistung des dem Austreiber (5) zugeordneten Heizelementes (6) in Abhängigkeit vom Trocknungsgrad des in der Trocknungskammer (2) befindlichen Gutes geregelt ist.

4. Kondensationstrockner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Austreiber (5) mit einem Gasbrenner (6) als Heizelement versehen ist.