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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Wäschebehandlungsvorrichtung, die eine Wärmepumpe aufweist, und insbesondere auf eine Wäschebehandlungsvorrichtung, die eine Wärmepumpe und eine Heizeinheit aufweist.
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2. Hintergrund der Erfindung
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Im Allgemeinen ist eine Wäschebehandlungsvorrichtung mit einer Trocknungsleistung, wie eine Waschmaschine oder ein Trockner, eine Vorrichtung, in der die Wäsche in einem Zustand, in dem sie vollständig gewaschen und geschleudert worden ist, in eine Trommel getan wird, wobei dem Inneren der Trommel heißer Wind zugeführt wird, um die Feuchtigkeit der Wäsche zu verdampfen, um sie zu trocknen.
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Im Fall eines Trockners ist z. B. eine Trommel drehbar innerhalb eines Körpers installiert, wobei sie die in sie gelegte Wäsche aufnimmt, wobei der Trockner ferner einen Antriebsmotor zum Antreiben der Trommel, ein Gebläse, das Luft in die Trommel bläst, und eine Heizeinheit, um die in das Innere der Trommel eingeleitete Luft zu erwärmen, aufweist. Die Heizeinheit kann die Wärme eines elektrischen Widerstands verwenden, der eine hohe Temperatur aufweist, die unter Verwendung des elektrischen Widerstands erzeugt wird, oder kann die durch das Verbrennen von Gas erzeugte Verbrennung verwenden.
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Unterdessen enthält die aus der Trommel ausströmende Luft die Feuchtigkeit der Wäsche innerhalb der Trommel, wobei sie Luft mit hoher Temperatur und Feuchtigkeit wird. Hier können die Trockner in Übereinstimmung mit der Weise, auf die die Luft mit hoher Temperatur und Feuchtigkeit behandelt wird, in einen Kondensationstrockner (oder einen Zirkulationstrockner) und einen Ablufttrockner klassifiziert werden. Anstatt nach außen abgelassen zu werden, zirkuliert in dem Fall des Kondensationstrockners die Luft mit hoher Temperatur und Feuchtigkeit, um gekühlt zu werden, damit sie eine Temperatur besitzt, die niedriger als eine Taupunkttemperatur ist, wobei folglich die in der Luft mit hoher Temperatur und Feuchtigkeit enthaltene Feuchtigkeit kondensiert. In dem Fall des Ablufttrockners strömt die Luft mit hoher Temperatur und Feuchtigkeit, die durch die Trommel gegangen ist, direkt nach außen.
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In dem Fall des Kondensationstrockners wird die Luft unter einen Taupunkt abgekühlt, um die aus der Trommel ausströmende Luft zu kondensieren, wobei es erforderlich ist, dass die Luft durch die Heizeinheit erwärmt wird, bevor sie abermals der Trommel zugeführt wird. In diesem Fall wird, weil die Luft während des Kondensationsprozesses abgekühlt wird, ein Verlust von Wärmeenergie der Luft verursacht, und es ist eine zusätzliche Heizvorrichtung und dergleichen erforderlich, um die Luft zu erwärmen, damit sie eine Temperatur aufweist, die für das Trocknen ausreichend ist.
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Außerdem ist es im Fall des Ablufttrockners erforderlich, die Luft mit hoher Temperatur und Feuchtigkeit nach außen ausströmen zu lassen, Umgebungsluft mit Zimmertemperatur einzuleiten und die eingeleitete Umgebungsluft durch eine Heizeinheit zu erwärmen, damit sie das erforderliche Temperaturniveau erreicht. Insbesondere enthält die nach außen ausströmende Luft mit hoher Temperatur Wärmeenergie, die durch die Heizeinheit übertragen wurde, weil sie aber nach außen ausströmt, ist der Wärmewirkungsgrad verschlechtert.
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Folglich ist unlängst eine Wäschebehandlungsvorrichtung vorgestellt worden, die den Energiewirkungsgrad erhöhen kann, indem sie die Energie, die erforderlich ist, um heiße Luft zu erzeugen, und die Energie, die nach außen abgelassen wird, ohne verwendet zu werden, zurückgewinnt. Es ist z. B. eine Wäschebehandlungsvorrichtung, die eine Wärmepumpe aufweist, eingeführt worden. Die Wärmepumpe weist zwei Wärmetauscher, einen Kompressor und einen Expander auf und gewinnt die Energie der heißen Abluft wieder und verwendet sie wieder, um die Luft zu erwärmen, die einer Trommel zugeführt wird, wobei folglich der Energiewirkungsgrad vergrößert wird.
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Im Detail überträgt die Wärmepumpe die Wärmeenergie der Luft mit hoher Temperatur und Feuchtigkeit, die von der Trommel eingeleitet wird, durch den Verdampfer auf ein Kältemittel, und überträgt die Wärmeenergie des Kältemittels auf die Luft, die durch den Kondensator in die Trommel strömt, wodurch heiße Luft unter Verwendung der ausgeschiedenen Energie erzeugt wird. Die Verwendung der Wärmepumpe verbessert den Energiewirkungsgrad im Vergleich zu dem Fall, in dem das Trocknen unter Verwendung einer Heizvorrichtung ausgeführt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Auf diese Weise kann, wenn die Wärmepumpe und die Heizeinheit zusammen vorgesehen sind, heiße Luft unter Verwendung sowohl der Wärmepumpe als auch der Heizeinheit erzeugt werden. Wenn sowohl die Wärmepumpe als auch die Heizeinheit verwendet werden, kann insbesondere die Luft im Vergleich zu einem Fall, in dem nur die Wärmepumpe betrieben wird, schnell erwärmt werden, was die Trocknungszeit verkürzt, aber den Energieverbrauch erhöht, um den Energiewirkungsgrad zu verschlechtern. Wenn während eines Trocknungsprozesses die Heizeinheit zusammen mit der Wärmepumpe betrieben wird, ist außerdem ein Zeitraum, bis ein Kältemittel in einem Verdampfer der Wärmepumpe den Verdampfungsdruck erreicht, verkürzt, was den Druck einer Kompressorantriebseinheit der Wärmepumpe erhöht.
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Deshalb ist es ein Aspekt der Erfindung, eine Wäschebehandlungsvorrichtung zu schaffen, die den Energiewirkungsgrad vergrößern kann, wenn während eines Trocknungsprozesses eine Wärmepumpe und eine Heizeinheit zusammen betrieben werden, und die die Spannung der Heizeinheit auf der Grundlage wenigstens eines aktuellen Wertes eines physikalischen Parameters eines Wärmemediums, wie z. B. eines Kältemittels, das in der Wärmepumpe zirkuliert, steuern kann.
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Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Wäschebehandlungsvorrichtung zu schaffen, die einen Schaden an einer Wärmepumpe verhindern kann, wenn die Wärmepumpe und eine Heizeinheit während eines Trocknungsprozesses zusammen betrieben werden, und die die Spannung der Heizeinheit auf der Grundlage wenigstens eines aktuellen Wertes eines physikalischen Parameters eines Wärmemediums, das in der Wärmepumpe zirkuliert, steuern kann.
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Um diese und weitere Vorteile zu erreichen und in Übereinstimmung mit dem Zweck dieser Beschreibung, wie er hier verkörpert und umfassend beschrieben ist, enthält eine Wäschebehandlungsvorrichtung, die eine Wärmepumpe aufweist: eine Trommel zum Aufnehmen eines Trocknungsobjekts; eine Wärmepumpe, die konfiguriert ist, um die von der Trommel übertragene Luft zu kühlen und dieselbe anschließend zu erwärmen; eine Heizeinheit, die konfiguriert ist, um die von der Wärmepumpe zu der Trommel übertragene Luft zu erwärmen; eine Abtasteinheit, die konfiguriert ist, um den Wert wenigstens eines physikalischen Parameters eines Wärmemediums in der Wärmepumpe abzutasten; und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, um die Heizeinheit auf der Grundlage des Wertes des physikalischen Parameters des Wärmemediums zu steuern.
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Hierbei kann die Wärmepumpe ein Wärmemedium, das zirkuliert; einen Kompressor, der konfiguriert ist, um das Wärmemedium zu komprimieren; einen Kondensator, der konfiguriert ist, um die zu der Trommel übertragene Luft zu erwärmen; einen Expander, der konfiguriert ist, um das Wärmemedium auszudehnen; und einen Verdampfer, der konfiguriert ist, um die von der Trommel übertragene Luft zu kühlen, enthalten.
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Die Steuerung der Spannung der Heizeinheit kann das Ausschalten der Heizeinheit enthalten, so dass nur die Wärmepumpe betrieben wird. Vorzugsweise ist die Heizeinheit unter einer Bedingung des Wärmemediums ausgeschaltet, die angibt, dass ein stabiler Zustand der Erwärmung erreicht worden ist. Folglich ist das Ziel der schnellen Erwärmung erreicht worden und es kann eine Erwärmung nur unter der Verwendung der Wärmepumpe ausreichend sein. Indem nun die Heizeinheit ausgeschaltet wird, kann der Energieverbrauch verringert werden.
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Wenn im Vergleich zu einer anfänglichen Variation des Wertes des physikalischen Parameters des Wärmemediums eine Variation des Wertes des physikalischen Parameters (z. B. der Temperatur, des Drucks) um mehr als einen vorgegebenen Zahlenwert verringert ist, ist die Steuereinheit konfiguriert, um die Spannung der Heizeinheit abzuschalten. Das heißt, falls (anfängliche Variation) – (aktuelle Variation) > a gilt, wird die Heizvorrichtung ausgeschaltet. Wenn ähnlich ein Unterschied zwischen einem aktuell abgetasteten Wert (einer Variation) eines physikalischen Parameters und einem vorher abgetasteten Wert (einer Variation) eines physikalischen Parameters des Wärmemediums kleiner als ein vorgegebener Zahlenwert a ist, kann die Steuereinheit konfiguriert sein, um die Spannung der Heizeinheit abzuschalten. Das heißt, falls (aktueller Wert) – (vorhergehender Wert) < b gilt und/oder (vorhergehende Variation) – (aktuelle Variation) < c gilt, wird die Heizvorrichtung ausgeschaltet.
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Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, um die Heizeinheit und die Wärmepumpe gleichzeitig oder nur eine davon zu betreiben. Während der Zufuhr von heißer Luft zu der Trommel wird die Heizeinheit vorzugsweise ausgeschaltet, wenn eine Trommel-Solltemperatur erreicht ist. Folglich kann die Steuereinheit konfiguriert sein, um die Heizeinheit auszuschalten, falls die Trommeltemperatur gleich einem oder höher als ein vorgegebener Wert ist.
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Die Abtasteinheit kann wenigstens eine Temperaturabtasteinheit und/oder wenigstens eine Druckabtasteinheit enthalten, um die Temperatur und/oder den Druck des Wärmemediums in der Wärmepumpe abzutasten. Die Steuereinheit kann die Heizeinheit basierend auf einer Temperatur des Wärmemediums und/oder basierend auf einem Druck des Wärmemediums steuern.
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Eine Temperaturabtasteinheit kann in einem ersten Verbindungsrohr angeordnet sein, in dem das Wärmemedium von dem Kompressor zu dem Kondensator strömt. Hier kann die Temperaturabtasteinheit so installiert sein, dass sie dem Kompressor benachbart ist, um eine Temperatur des aus dem Kompressor ausströmenden Wärmemediums abzutasten.
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Der Kondensator kann ein Kondensator-Wärmemediumrohr enthalten, in dem das Wärmemedium strömt. Eine Temperaturabtasteinheit kann in dem Kondensator-Wärmemediumrohr angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Temperaturabtasteinheit an dem Punkt auf halbem Wege des Kondensator-Wärmemediumrohrs, d. h., in einem Mittelabschnitt entlang dem Kondensator-Wärmemediumrohr, vorgesehen. Deshalb kann eine Temperatur des Wärmemediums nach einem geeigneten Wärmeaustausch in dem Kondensator abgetastet werden.
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Wenn eine Temperatur des Wärmemediums gleich einem oder höher als ein vorgegebener Zahlenwert ist, kann die Steuereinheit die Spannung der Heizeinheit abschalten. Durch dieses Mittel kann ein Schaden der Wärmepumpe verhindert werden.
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Außerdem kann die Temperatur des Wärmemediums als ein Maß für die Trommeltemperatur verwendet werden. Wenn folglich eine aktuelle Temperatur des Wärmemediums gleich einem oder höher als ein vorgegebener Zahlenwert ist, kann die Steuereinheit die Spannung der Heizeinheit abschalten. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit, wenn eine Temperaturvariation oder -zunahme des Wärmemediums während eines vorgegebenen Zeitraums von einer anfänglichen Temperaturvariation oder -zunahme des Wärmemediums um mehr als einen vorgegebenen Zahlenwert verringert ist, die Spannung der Heizeinheit abschalten. Im Allgemeinen kann sich der Begriff Temperaturvariation auf einen Temperaturdurchschnitt zwischen zwei Zeitpunkten beziehen, d. h. auf den Unterschied der Temperaturen, die zu diesen zwei Zeitpunkten gemessen werden, geteilt durch das Zeitintervall dazwischen, oder auf einen Gradienten, d. h. einen Anstieg der Temperaturkurve (Temperatur gegen Zeit). Falls gleichermaßen der Anstieg der Temperaturkurve (Temperatur gegen Zeit) zu einem bestimmten Zeitpunkt unter einen vorgegebenen Wert abflacht oder falls ein Unterschied zwischen der aktuellen Steigung (der aktuellen Variation) und der vorhergehenden Steigung (der vorhergehenden Variation) kleiner als ein vorgegebener Wert ist, kann die Heizeinheit ausgeschaltet werden. In dieser Situation hat die Heizoperation einen stabilen Zustand erreicht, in dem die Temperatur des Wärmemediums fast konstant bleibt. Deshalb ist die zusätzliche Erwärmung durch die Heizeinheit, die für die vergrößerte Heizgeschwindigkeit verwendet wird, nicht länger erforderlich. Durch diese Mittel kann der Wärmewirkungsgrad der Wäschebehandlungsvorrichtung optimiert werden.
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In der Ausführungsform mit der Abtasteinheit, die eine Druckabtasteinheit enthält, kann eine Druckabtasteinheit in wenigstens einem von einem ersten Verbindungsrohr, in dem das Wärmemedium von dem Kompressor zu dem Kondensator strömt, einem Kondensator-Wärmemediumrohr, in dem das Wärmemedium in dem Kondensator strömt, und einem zweiten Verbindungsrohr, in dem das Wärmemedium von dem Kondensator zu dem Expander strömt, angeordnet sein.
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Wenn der Druck des Wärmemediums gleich einem oder größer als ein vorgegebener Zahlenwert ist, kann die Steuereinheit die Spannung der Heizeinheit abschalten. Durch diese Mittel kann ein Schaden der Wärmepumpe verhindert werden.
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Außerdem kann der Druck des Wärmemediums als ein Maß für die Trommeltemperatur verwendet werden. Wenn ein aktueller Druck des Wärmemediums gleich einem oder höher als ein vorgegebener Zahlenwert ist, kann folglich die Steuereinheit die Spannung der Heizeinheit abschalten. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit, wenn eine Druckvariation oder -zunahme des Wärmemediums während eines vorgegebenen Zeitraums von einer anfänglichen Druckvariation oder -zunahme des Wärmemediums um mehr als einen vorgegebenen Zahlenwert verringert ist, die Spannung der Heizeinheit abschalten. Falls gleichermaßen die Steigung der Temperaturkurve (Temperatur gegen Zeit) unter einen vorgegebenen Wert abflacht oder falls ein Unterschied zwischen der aktuellen Steigung und einer vorhergehenden Steigung kleiner als ein vorgegebener Wert ist, kann die Heizeinheit ausgeschaltet werden. In dieser Situation hat die Heizoperation einen stabilen Zustand erreicht, in dem der Druck des Wärmemediums fast konstant bleibt. Deshalb ist die zusätzliche Erwärmung durch die Heizeinheit, die für die vergrößerte Heizgeschwindigkeit verwendet wird, nicht länger erforderlich. Durch diese Mittel kann der Wärmewirkungsgrad der Wäschebehandlungsvorrichtung optimiert werden.
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Die anfängliche Temperaturvariation und/oder die anfängliche Druckvariation können sich auf eine jeweilige anfängliche Variation beziehen, die nach dem Einschalten der Wärmepumpe, z. B. nach einem vorgegebenen Zeitraum t1, gemessen wird. Dieser Wert kann in einem Speicher gespeichert werden. Alternativ oder zusätzlich können sich die vorhergehende Temperaturvariation und/oder die vorhergehende Druckvariation auf den jeweiligen Wert beziehen, der vor einer aktuellen Temperaturvariation und/oder einer aktuellen Druckvariation gemessen worden ist. Folglich können die Temperaturvariation und/oder die Druckvariation wiederholt bestimmt werden, wobei ein Unterschied zwischen zwei aufeinanderfolgenden Temperaturvariationen und/oder Druckvariationen für den Vergleich mit einem vorgegebenen Wert verwendet werden kann. Falls dieser Unterschied kleiner als der vorgegebene Wert ist, kann die Heizeinheit ausgeschaltet werden.
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Folglich ist vorzugsweise eine Steuereinheit zum Steuern der Wäschebehandlungsvorrichtung, die eine Wärmepumpe und eine Heizeinheit aufweist, vorgesehen, die steuern kann: eine Operation des Zuführens heißer Luft zum Zuführen heißer Luft zu einer Trommel durch Anlegen einer Spannung an eine Wärmepumpe und eine Heizeinheit; eine Abtastoperation zum Abtasten wenigstens eines Wertes eines physikalischen Parameters eines Wärmemediums, das in der Wärmepumpe zirkuliert; und eine Heizeinheits-Steueroperation zum Steuern der Spannung der Heizeinheit auf der Grundlage des Wertes des physikalischen Parameters des Wärmemediums. Vorzugsweise werden während wenigstens eines Teils der Operation des Zuführens heißer Luft die Wärmepumpe und die Heizeinheit gleichzeitig betrieben.
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Der Wert des physikalischen Parameters eines Wärmemediums kann eine Temperatur und/oder einen Druck des Wärmemediums umfassen.
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Bei der Heizeinheits-Steueroperation kann die Heizeinheit ausgeschaltet werden, wenn eine Temperatur und/oder ein Druck des Wärmemediums gleich einem oder größer als ein jeweiliger vorgegebener Zahlenwert ist. Alternativ oder zusätzlich kann bei der Heizeinheits-Steueroperation, wenn eine Temperaturvariation und/oder eine Druckvariation des Wärmemediums von einer vorhergehenden Temperaturvariation und/oder einer vorhergehenden Druckvariation des Wärmemediums um mehr als einen vorgegebenen Zahlenwert verringert ist, die Spannung der Heizeinheit ausgeschaltet werden.
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Hier kann eine Temperatur des Wärmemediums wenigstens eine von einer Temperatur des aus einem Kompressor der Wärmepumpe ausströmenden Wärmemediums und einer Temperatur des Wärmemediums, das innerhalb eines Kondensators der Wärmepumpe strömt, umfassen.
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Gleichermaßen kann ein Druck des Wärmemediums wenigstens einen von einem Druck des Wärmemediums, das von dem Kompressor der Wärmepumpe zu dem Kondensator der Wärmepumpe strömt, einem Druck des Wärmemediums, das innerhalb des Kondensators strömt, und einem Druck des Wärmemediums, das von dem Kondensator der Wärmepumpe zu einem Expander der Wärmepumpe strömt, umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Wäsche schnell getrocknet werden, indem sowohl die Wärmepumpe als auch die Heizeinheit gleichzeitig und/oder abwechselnd betrieben werden, wobei, weil die Heizeinheit auf der Grundlage eines Wertes von einem oder mehreren physikalischen Parametern und/oder auf der Grundlage einer Änderung von einem oder mehreren physikalischen Parameter, d. h. den Materialeigenschaften eines Wärmemediums, gesteuert wird, der Energiewirkungsgrad erhöht werden kann.
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Außerdem kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Haltbarkeit der Wärmepumpe erhöht werden, weil durch das Steuern der Heizeinheit in Übereinstimmung mit den physikalischen Eigenschaften des Wärmemediums und/oder einer Änderung von diesen verhindert wird, dass das Wärmemedium überhitzt wird.
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Außerdem kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine EIN-/AUS-Operation der Heizeinheit genau gesteuert werden, weil ein Zeitpunkt, zu dem die Spannung der Heizeinheit gesteuert werden soll, basierend auf dem Druck und/oder der Temperatur des Wärmemediums bestimmt werden kann.
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Ein weiterer Umfang der Anwendbarkeit der vorliegenden Anmeldung wird aus der im Folgenden gegebenen ausführlichen Beschreibung offensichtlicher. Es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeben, lediglich zur Veranschaulichung angegeben sind, weil verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Erfindungsgedankens und des Schutzumfangs der Erfindung für die Fachleute auf dem Gebiet aus der ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um ein weiteres Verständnis der Erfindung zu schaffen, und die in diese Beschreibung aufgenommen sind und einen Teil dieser Beschreibung bilden, veranschaulichen beispielhafte Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären.
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In den Zeichnungen ist:
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1 eine perspektivische Ansicht, die eine innere Struktur einer Wäschebehandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht;
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2 eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Wärmepumpe und einer Abtasteinheit der in 1 veranschaulichten Wäschebehandlungsvorrichtung schematisch veranschaulicht;
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3 ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration zum Steuern einer Heizeinheit der in 2 veranschaulichten Wäschebehandlungsvorrichtung schematisch veranschaulicht;
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4 ein Ablaufplan, der einen Prozess des Steuerns der Heizeinheit in Übereinstimmung mit einer Temperatur durch eine in 3 veranschaulichte Steuereinheit der Wäschebehandlungsvorrichtung veranschaulicht;
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5 ein Ablaufplan, der einen Prozess des Steuerns der Heizeinheit in Übereinstimmung mit einer Temperatur durch die in 3 veranschaulichte Steuereinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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6 eine Ansicht, die eine Wärmepumpe und eine Abtasteinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht;
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7 eine Ansicht, die eine Konfiguration der Temperaturabtasteinheit, die in einem in 6 veranschaulichten Kondensator installiert ist, veranschaulicht;
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8 ein Ablaufplan, der einen Prozess des Steuerns der Heizeinheit in Übereinstimmung mit einer Temperatur durch eine in 6 veranschaulichte Steuereinheit veranschaulicht;
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9 eine Ansicht, die eine Wärmepumpe und eine Abtasteinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht;
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10 eine Ansicht, die eine Wärmepumpe und eine Abtasteinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht;
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11 eine Ansicht, die eine Wärmepumpe und eine Abtasteinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht;
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12 ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration zum Steuern einer Heizeinheit der in den 9 bis 11 veranschaulichten Ausführungsform schematisch veranschaulicht;
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13 ein Ablaufplan, der einen Prozess zum Steuern einer Heizeinheit in Übereinstimmung mit dem Druck durch eine in 12 veranschaulichte Steuereinheit veranschaulicht;
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14 ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Steuern einer Wäschebehandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
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15 ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Steuern einer Wäschebehandlungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben, so dass sie durch die Fachleute auf dem Gebiet, das die vorliegende Erfindung betrifft, leicht praktiziert werden können. Beim Beschreiben der vorliegenden Erfindung wird, falls angenommen wird, dass eine ausführliche Erklärung für eine in Beziehung stehende bekannte Funktion oder Konstruktion vom Wesentlichen der vorliegenden Erfindung unnötig ablenkt, eine derartige Erklärung weggelassen, wobei sie aber durch die Fachleute auf dem Gebiet verstanden werden würde.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine innere Struktur einer Wäschebehandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht. 2 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Wärmepumpe und einer Abtasteinheit der in 1 veranschaulichten Wäschebehandlungsvorrichtung schematisch veranschaulicht. 3 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration zum Steuern einer Heizeinheit der in 2 veranschaulichten Wäschebehandlungsvorrichtung schematisch veranschaulicht. 4 ist ein Ablaufplan, der einen Prozess des Steuerns der Heizeinheit in Übereinstimmung mit einer Temperatur durch eine in 3 veranschaulichte Steuereinheit der Wäschebehandlungsvorrichtung veranschaulicht.
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Die in den 1 bis 4 veranschaulichte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf einen Trockner angewendet, wobei aber die vorliegende Erfindung nicht auf nur einen Trockner eingeschränkt ist und außerdem auf eine bestimmte Wäschebehandlungsvorrichtung zum Trocknen der Wäsche durch das Zuführen von heißer Luft in eine Trommel, z. B. eine Waschmaschine, die eine Trocknungsfunktion aufweist, und dergleichen, anwendbar sein kann.
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Im Folgenden wird eine Wäschebehandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 ausführlich beschrieben. Die Wäschebehandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält einen Körper 100, der das Äußere bildet, und eine Trommel 110, die innerhalb des Körpers 100 drehbar installiert ist. Die Trommel ist durch einen (nicht gezeigten) Träger an den Vorder- und der Rückseite drehbar gestützt.
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Der Körper 100 enthält eine Tür zum Öffnen und Schließen einer Seite der Trommel 110, um es zu ermöglichen, dass ein Trocknungsobjekt (oder ein Trocknungsgegenstand) in die Trommel 110 gelegt wird. Außerdem kann der Körper 100 eine Anzeigeeinheit enthalten, die Informationen, wie z. B. eine Betriebsart des Trocknungsprozesses, einen Grad des Trocknungsfortschritts, einen Echtzeit-Energiewirkungsgrad und dergleichen, anzeigt, wenn ein Trocknungsprozess ausgeführt wird.
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Ein Einlassrohr 120, das einen Teil eines Strömungsweges zum Übertragen der Luft in das Innere der Trommel 110 bildet, ist in einem unteren Abschnitt der Trommel 110 installiert. Ein Endabschnitt des Einlassrohrs 120 ist mit einem Endabschnitt eines hinteren Rohres 122 verbunden. Das hintere Rohr 122 erstreckt sich in einer vertikalen Richtung des Körpers 100 zwischen dem Einlassrohr 120 und der Trommel 110, um Luft, die das Einlassrohr 120 passiert hat, dem Inneren der Trommel 110 zuzuführen. Folglich ist durch das Einlassrohr 120 und das hintere Rohr 122 ein Strömungsweg, der Luft zu der Trommel 110 überträgt, ausgebildet.
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Die durch den Strömungsweg zugeführte Luft wird von Außen durch eine (nicht gezeigte) Einlassöffnung, die z. B. in einer Rückseite oder in einem unteren Abschnitt des Körpers 100 ausgebildet ist, in den Körper 100 eingeleitet und zu dem Einlassrohr 120 übertragen. Um eine Luftbewegung hervorzurufen, kann ein Einlassgebläse 185 in einem Endabschnitt des Einlassrohrs 120 installiert sein. In Übereinstimmung mit der Rotation des Einlassgebläses 185 wird nämlich Luft, die innerhalb des Körpers 100 verbleibt, in das Einlassrohr 120 eingeleitet, wobei dementsprechend der Druck innerhalb des Körpers 100 verringert wird, um es zu ermöglichen, dass die Umgebungsluft durch die Einlassöffnung in den Körper 100 eingeleitet wird.
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Hier ist es nicht notwendig, die Luft innerhalb des Körpers 100 einzuleiten, und ein Beispiel, bei dem Luft von außerhalb des Körpers 100 eingeleitet wird, kann ebenso betrachtet werden.
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Unterdessen ist ein Kondensator 130 vor dem Gebläse (d. h. auf einer stromaufwärts gelegenen Seite hinsichtlich eines Strömungsweges der Luft) installiert. Der Kondensator 130 bildet zusammen mit einem Verdampfer 135, einem Kompressor 150 und einem Expander 160, wie im Folgenden beschrieben wird, eine Wärmepumpe. Außerdem enthält die Wärmepumpe ein Wärmemedium, das innerhalb der Wärmepumpe zirkuliert. Das Wärmemedium wird durch den Kompressor 150 komprimiert und anschließend durch ein erstes Verbindungsrohr 191, das den Kompressor 150 und den Kondensator 130 verbindet, dem Kondensator 130 zugeführt. Das Wärmemedium emittiert Wärme in dem Kondensator 130 und wird anschließend durch ein zweites Verbindungsrohr 192, das den Kondensator 130 und den Expander 160 verbindet, dem Expander 160 zugeführt. Das durch den Expander 160 ausgedehnte Wärmemedium wird durch ein drittes Verbindungsrohr 193, das den Expander 160 und den Verdampfer 135 verbindet, einem Verdampfer 135 zugeführt. Das Wärmemedium absorbiert die Wärme in dem Verdampfer 135 und wird anschließend durch ein viertes Verbindungsrohr 194, das den Verdampfer 135 und den Kompressor 150 verbindet, dem Kompressor 150 zugeführt. Auf diese Weise zirkuliert das Wärmemedium in der Wärmepumpe. In der vorliegenden Offenbarung wirkt ein Wärmemedium als ein Kältemittel in dem Verdampfer 135, daher wird das Wärmemedium als ein Kältemittel bezeichnet.
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In dem Kondensator 130 ist auf eine sich windende oder mäandernde Weise ein einziges Kältemittelrohr 134 als ein Kondensator-Wärmemediumrohr angeordnet, wobei senkrecht zu der Ebene des Strömungswegs der Luft in dem Kältemittelrohr 134 mehrere Wärmeableitungsrippen 132 installiert sind. Das Kältemittelrohr 134 durchdringt nämlich die Wärmeableitungsrippen 132, die in Stapeln (oder in Schichten) mit vorgegebenen Intervallen dazwischen angeordnet sind. Ein Ende des Kältemittelrohrs 134 ist mit dem vorhergehenden ersten Verbindungsrohr 191 verbunden, um ein komprimiertes Kältemittel von dem Kompressor 150 zu empfangen, während das andere Ende des Kältemittelrohrs 134 mit dem zweiten Verbindungsrohr 192 verbunden ist, um dem Expander 160 Kältemittel zuzuführen. Weil das Einlassgebläse 185 stromabwärts des Kondensators 130 in dem Strömungsweg der Luft positioniert ist, tauscht unterdessen die durch das Einlassgebläse 184 eingesaugte Luft Wärme mit dem Kältemittel aus, während sie durch die Wärmeableitungsrippen 132 des Kondensators 130 hindurchgeht, wobei folglich Luft mit einer erhöhten Temperatur in das Innere der Trommel 110 eingeleitet wird. Hier kann ein lineares Expansionsventil, dessen Öffnungsgrad durch ein elektrisches Signal gesteuert wird, als der Expander 160 verwendet werden.
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Eine Heizeinheit mit einer Heizvorrichtung 170 ist innerhalb des hinteren Rohrs 122 installiert, um die Luft in einem Fall zusätzlich zu erwärmen, in dem die Luft nur unter Verwendung des Kondensators 130 nicht ausreichend oder schnell erwärmt wird. Die Heizvorrichtung 170 kann selbstverständlich außerdem in dem Einlassrohr 120 installiert sein. Die Luft, die erwärmt wird, während sie durch den Kondensator 130 und die Heizvorrichtung 170 hindurchgeht, wird als heiße Luft, die eine hohe Temperatur aufweist, in das Innere der Trommel 110 eingeleitet und trocknet anschließend ein Trocknungsobjekt, das in der Trommel 110 untergebracht ist.
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Danach wird die heiße Luft durch ein Auslassgebläse 180 zu einem Auslassrohr 140 übertragen, wobei sie mit einem Kältemittel, das eine niedrige Temperatur aufweist und durch das Innere des Verdampfers 135 geht, der in einem Endabschnitt des Auslassrohrs 140 angeordnet ist, Wärme austauscht und anschließend nach außen vom Körper 100 abgelassen wird. Durch den Wärmeaustauschprozess wird die Luft in einem Zustand nach außen abgelassen, in dem sie eine niedrigere Temperatur und eine niedrigere Feuchtigkeit aufweist. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Teil der Wärmeenergie der aus der Trommel 110 ausströmenden Luft, die durch den Verdampfer 135 geht, auf das Kältemittel übertragen, wobei die Wärmeenergie verwendet wird, um in dem Kondensator 130 die Luft abermals zu erwärmen. Folglich kann der Energieverbrauch verringert werden, weil die Wärmeenergie, die in der verwandten Technik ausgeschieden wird, gesammelt und wiederverwendet wird, um heiße Luft zu erzeugen. Außerdem kann in einem Fall, in dem ein schnelles Trocknen erforderlich ist, die Heizvorrichtung 170 als eine zusätzliche Heizeinheit betrieben werden, wobei dadurch das Trocknen flexibel ausgeführt werden kann.
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Wenn hier die Heizvorrichtung 170 zusammen mit der Wärmepumpe betrieben wird, ist der Energiewirkungsgrad im Vergleich zu dem Fall verschlechtert, in dem das Trocknen ausgeführt wird, indem nur die Wärmepumpe betrieben wird. Wenn außerdem die Heizvorrichtung 170 während der Trocknungsoperation kontinuierlich eingeschaltet ist, ist ein Zeitraum, bis das Kältemittel den Verdampfungsdruck in dem Verdampfer 135 erreicht, verringert, was einer Antriebseinheit des Kompressors 150 eine Belastung auferlegen kann. Folglich sind in der vorliegenden Ausführungsform eine Abtasteinheit zum Abtasten eines aktuellen Werts wenigstens eines physikalischen Parameters eines als ein Wärmemedium verwendeten Kältemittels, das in der Wärmepumpe zirkuliert, und eine Steuereinheit zum Steuern der Spannung der Heizvorrichtung 170 auf der Grundlage des aktuellen Wertes des physikalischen Parameters des Kältemittels ferner vorgesehen. Die aktuellen Werte der physikalische Parameter eines Kältemittels beziehen sich auf die Eigenschaften, auf denen basierend ein physikalischer Zustand, wie z. B. eine Temperatur oder ein Druck, des Kältemittels bestimmt werden kann.
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Im Detail enthält in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Abtasteinheit eine Einheit zum Abtasten einer Temperatur eines Kältemittels, die einen Temperatursensor 137 enthält. Der Temperatursensor 137 kann eine Temperatur des aus dem Kompressor 150 ausströmenden Kältemittels messen. Der Temperatursensor 137 kann an dem ersten Verbindungsrohr 191 befestigt sein, so dass er dem Kompressor 150 benachbart ist. Eine Temperatur des aus dem Kompressor 150 ausströmenden Kältemittels kann durch das Messen einer Temperatur einer Oberfläche des ersten Verbindungsrohrs 191, das dem Kompressor 150 benachbart ist, abgeleitet werden, daher ist der Temperatursensor 137 einfach auf der Oberfläche des ersten Verbindungsrohrs 191 befestigt, um eine Temperatur des Kältemittels abzutasten.
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Die Steuereinheit 200 kann mit dem Temperatursensor 137 bzw. der Heizvorrichtung 170 elektrisch verbunden sein, wie oben beschrieben worden ist, um die Spannung der Heizvorrichtung 170 auf der Grundlage der abgetasteten Temperatur des Kältemittels zu steuern. Ausführlich wird ein Verfahren zum Steuern der Spannung der Heizvorrichtung 170 als eine Heizeinheit auf der Grundlage einer Temperatur eines Kältemittels durch die Steuereinheit 200 unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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Zuerst wird in einer Temperaturabtastoperation S110 eine Temperatur des Kältemittels durch den Temperatursensor 137 abgetastet. Die abgetastete Temperatur des Kältemittels kann eine Temperatur des Kältemittels sein, wenn es aus dem Kompressor 150 ausströmt. Die Messungen der Temperatur des Kältemittels können zu einem Zeitpunkt begonnen werden, zu dem der Kompressor 150 zuerst betrieben wird, und anschließend als TC0 in die Steuereinheit 200 eingegeben werden. In einer Temperaturvergleichsoperation (S120) bestimmt die Steuereinheit 200, ob die aktuelle Temperatur TC0 des aus dem Kompressor ausströmenden Kältemittels gleich einem oder höher als ein vorgegebener Temperaturwert, z. B. 90°C, ist. Wenn die TC0 niedriger als 90°C ist, kehrt der Prozess zu der Temperaturabtastoperation (S110) zurück, wobei eine durch den Temperatursensor 137 abgetastete Temperatur des aus dem Kompressor ausströmenden Kältemittels kontinuierlich als TC0 eingegeben wird. Wenn unterdessen die Temperatur des aus dem Kompressor ausströmenden Kältemittels gleich oder höher als 90°C ist, wird die Spannung der Heizvorrichtung 170 in einer Heizeinheits-Steueroperation (S130) durch die Steuereinheit 200 abgeschaltet. Es kann jedoch ein Bezugstemperaturwert als Vergleichsvorgabe in der Temperaturvergleichsoperation (S120) geändert werden. Insbesondere kann, z. B. in Übereinstimmung mit einem Typ eines Kältemittels geändert werden die Temperatur des aus dem Kompressor ausströmenden Kältemittels, bei der die Spannung der Heizvorrichtung 170 abzuschalten ist, in Übereinstimmung mit einem Typ eines Kältemittels geändert werden.
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Bei der vorhergehenden Konfiguration ist der Temperatursensor 137 einfach auf der Oberfläche des ersten Verbindungsrohrs 191 befestigt, was den Zusammenbau vereinfacht. Wenn das Kältemittel aus dem Kompressor 150 ausströmt, besitzt es außerdem den höchsten Energiezustand. Folglich kann die Spannung der Heizvorrichtung 170 basierend auf einer Temperatur des Kältemittels abgeschaltet werden, wenn sich dessen Energie auf dem höchsten Niveau befindet, wobei dadurch effektiv verhindert wird, dass die Heizvorrichtung 170 mehr als notwendig betrieben wird. Durch dieses Verfahren kann der Gesamtenergiewirkungsgrad erhöht werden.
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Der Temperatursensor 137 kann jedoch bei Bedarf an einem mittleren Abschnitt des ersten Verbindungsrohrs 191 oder an einem Abschnitt des ersten Verbindungsrohrs 191, der dem Kondensator 130 benachbart ist, befestigt sein, wie z. B. aus dem Grund der Konstruktion, des Raums oder dergleichen. Außerdem kann ein Temperaturwert des Kältemittels als eine Referenz zum Abschalten der Spannung der Heizvorrichtung 170 durch die Steuereinheit 200 in Übereinstimmung mit dem Typ des Kältemittels, einer Position, in der der Temperatursensor 137 befestigt ist, einer Drehzahl (RPM) des Kompressors 150 und dergleichen geändert werden.
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5 ist ein Ablaufplan, der einen Prozess zum Steuern der Heizeinheit in Übereinstimmung mit einer Temperatur durch die in 3 veranschaulichte Steuereinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Ein Verfahren zum Steuern der Heizeinheit in Übereinstimmung mit einer Temperatur durch die Steuereinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ausführlich beschrieben.
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Die Steuereinheit 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann mit dem Temperatursensor 137 bzw. der Heizvorrichtung 170 elektrisch verbunden sein. Die Steuereinheit 200 steuert die Spannung der Heizvorrichtung 170 als Heizeinheit durch das Berechnen eines Unterschieds zwischen den Temperaturvariationen oder den Druckvariationen des Kältemittels, die jeweils durch einen Temperatursensor 137 oder einen Drucksensor 139 abgetastet werden. Ausführlich wird ein Verfahren zum Steuern der Spannung der Heizvorrichtung 170 als Heizeinheit durch die Steuereinheit 200 auf der Grundlage eines Unterschieds zwischen den Temperaturen oder auf der Grundlage eines Unterschieds zwischen den Drücken des Kältemittels geschaffen. Eine Ausführungsform für dieses Verfahren unter Verwendung der Temperaturunterschiede wird unter Bezugnahme auf 5 ausführlich beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass anstelle der Temperaturunterschiede außerdem Druckunterschiede in dieser Ausführungsform verwendet werden können.
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Zuerst wird in den Abtastoperationen (S210 bis S240) eine Temperatur des Kältemittels mehrmals zu verschiedenen Zeitpunkten durch den Temperatursensor 137, wie z. B. in 2 veranschaulicht ist, abgetastet. Hier tastet der Temperatursensor 137 die Temperaturen des aus dem Kompressor 150 ausströmenden Kältemittels ab. Selbstverständlich sind außerdem andere Positionen des Temperatursensors 137 möglich, wie z. B. in den (im Folgenden beschriebenen) 6 und 7 gezeigt ist.
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Ausführlich wird in der ersten Abtastoperation (S210) eine Temperatur des Kältemittels zu einem ersten Zeitpunkt durch den Temperatursensor 137 abgetastet. Der erste Zeitpunkt kann sich auf einen Zeitpunkt beziehen, zu dem t1 Sekunden, z. B. 30 Sekunden, vergangen sind, seit der Kompressor 150 in Betrieb ist.
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In der zweiten Abtastoperation (S220) wird eine Temperatur des Kältemittels zu einem zweiten Zeitpunkt durch den Temperatursensor 137 abgetastet. Der zweite Zeitpunkt bezieht sich auf einen Zeitpunkt, zu dem t2 Sekunden (z. B. 130 Sekunden) vergangen sind, seit der Kompressor 150 in Betrieb ist. Hierbei kann der zweite Zeitpunkt ein Zeitpunkt sein, zu dem ein vorgegebener Zeitraum (Δt) nach dem ersten Zeitpunkt vergangen ist. Spezifisch können die t2 Sekunden als die Summe aus den t1 Sekunden und dem vorgegebenen Zeitraum (Δt) definiert sein.
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In der dritten Abtastoperation (S230) wird eine Temperatur des Kältemittels zu einem dritten Zeitpunkt durch den Temperatursensor 137 abgetastet. Der dritte Zeitpunkt kann ein Zeitpunkt sein, zu dem t3 Sekunden vergangen sind, nachdem der Kompressor 150 betrieben worden ist.
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In der vierten Abtastoperation (S240) kann eine Temperatur des Kältemittels zu einem vierten Zeitpunkt abgetastet werden. Der vierte Zeitpunkt kann als ein Zeitpunkt definiert sein, zu dem t4 Sekunden vergangen sind, nachdem der Kompressor 150 betrieben worden ist. Hierbei kann der vierte Zeitpunkt als irgendein Zeitpunkt nach den t2 Sekunden definiert sein. Außerdem kann der dritte Zeitpunkt definiert sein, dass er ein Zeitpunkt ist, der um einen vorgegebenen Zeitraum (Δt) vor dem vierten Zeitpunkt liegt. Wenn t1 Sekunden z. B. 30 Sekunden sind und Δt z. B. 100 Sekunden beträgt, sind t2 Sekunden 130 Sekunden. Außerdem können t3 Sekunden irgendein Zeitpunkt nach 130 Sekunden sein, während t4 Sekunden Δt nach t3 Sekunden sind, z. B. 100 Sekunden später als t3.
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Die Steuereinheit kann die Temperatur des Kältemittels als TC1 eingeben, wenn t1 Sekunden vergangen sind, nachdem der Kompressor 150 betrieben worden ist, wobei sie die Temperatur des Kältemittels als TC2 eingibt, wenn t2 Sekunden vergangen sind, nachdem der Kompressor 150 betrieben worden ist. Außerdem kann die Steuereinheit 200 die Temperatur des Kältemittels als TC3 eingeben, wenn t3 Sekunden vergangen sind, nachdem der Kompressor 150 betrieben worden ist, wobei sie die Temperatur des Kältemittels als TC4 eingibt, wenn t4 Sekunden vergangen sind, nachdem der Kompressor betrieben worden ist.
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In der Abtastoperation (S210 bis S240) kann der Temperatursensor 137 jedoch die Temperatur des aus dem Kompressor ausströmenden Kältemittels, auch kontinuierlich abtasten, dann beginnend, wenn der Kompressor 150 betrieben wird, und die Steuereinheit 200 kann die Temperaturen des Kältemittels, die einem ersten bis n-ten Zeitpunkt entsprechen, als TC1 bis TCn eingeben (wobei n eine ganze Zahl ≥ 4 ist).
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In der Vergleichsoperation (S250) kann die Steuereinheit 200 eine Temperaturvariation während des vorgegebenen Zeitraums Δt auf der Grundlage der vorher eingegebenen TC1 bis TC4 berechnen, wie durch die Gleichung 1 im Folgenden ausgedrückt ist, und dieselbe mit einem vorgegebenen Wert vergleichen. Nach dem Empfangen von TC1 und TC2 kann die Steuereinheit eine anfängliche Temperaturvariation bestimmen, d. h. durch das Berechnen des Anstiegs (TC2 – TC1)/(t2 – t1). Der Wert der anfänglichen Temperaturvariation kann gespeichert werden, um für den Vergleich mit einer aktuellen Temperaturvariation verwendet zu werden. Die Steuereinheit 200 kann nämlich die anfängliche Temperaturvariation für Δt (100 Sekunden) von dem ersten Zeitpunkt bis zu dem zweiten Zeitpunkt und eine durchschnittliche Temperaturvariation für Δt (100 Sekunden) von dem dritten Zeitpunkt bis zu dem vierten Zeitpunkt berechnen. Danach wird ein Differenzwert zwischen der Temperaturvariation von dem ersten Zeitpunkt bis zu dem zweiten Zeitpunkt und der Temperaturvariation von dem dritten Zeitpunkt bis zu dem vierten Zeitpunkt berechnet. Danach bestimmt die Steuereinheit 200, ob der Differenzwert zwischen den Temperaturvariationen gleich einem oder größer als ein vorgegebener Wert, z. B. 0,05°C/s, ist. (TC2 – TC1) / Δt – (TC4 – TC3) / Δt [Gleichung 1]
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Im Schritt S250 wird der durch die Gleichung 1 berechnete Wert mit einem vorgegebenen Wert verglichen. Wenn der durch die Gleichung 1 berechnete Wert kleiner als der vorgegebene Wert, z. B. 0,05°C/s, ist, kehrt die Steuereinheit 200 zu der dritten Abtastoperation (S230) zurück. Hier gibt die Steuereinheit 200 eine Kältemitteltemperatur zu einem Zeitpunkt 100 Sekunden (Δt) früher als ein aktueller Zeitpunkt als TC3 ein. In der vierten Abtastoperation (S240) tastet der Temperatursensor 137 eine Temperatur des aus dem Kompressor ausströmenden Kältemittels zum aktuellen Zeitpunkt ab, wobei die Steuereinheit 200 die Temperatur des Kältemittels zum aktuellen Zeitpunkt als TC4 eingibt und die Vergleichsoperation (S250) abermals basierend auf der in dem Speicher gespeicherten anfänglichen Temperaturvariation wiederholt ausführt. In der Vergleichsoperation (S250), wenn der durch die Gleichung 1 berechnete Wert gleich oder größer als z. B. 0,05°C/s ist, wird die Spannung der Heizvorrichtung 170 in der Heizeinheits-Steueroperation (S260) abgeschaltet. Anstelle der anfänglichen Temperaturvariation (Druckvariation) kann in der Vergleichsoperationen (S250) ein Wert der vorhergehenden Temperaturvariation (Druckvariation), der vor der aktuellen Temperaturvariation (Druckvariation) gemessen worden ist, verwendet werden. In diesem Fall kann außerdem die Gleichung 1 verwendet werden, wobei sich TC2 – TC1 auf die vorhergehende Temperaturvariation bezieht, die vor der aktuellen Temperaturvariation gemessen worden ist. Falls das Vergleichsergebnis nach Gleichung 1 kleiner als ein vorgegebener Wert ist, wird die Heizvorrichtung in der Heizeinheits-Steueroperation (S260) gesteuert, um ausgeschaltet zu werden.
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Ein vorgegebener Wert als eine Referenz zum Bestimmen, ob die Spannung der Heizvorrichtung 170 durch die Steuereinheit 200 abzuschalten ist, kann jedoch in Übereinstimmung mit einem Typ eines Kältemittels und dergleichen geändert werden.
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In Übereinstimmung mit der vorhergehenden Konfiguration bedeutet es auf der Grundlage der Temperaturvariation des Kältemittels für den vorgegebenen Zeitraum (Δt), wenn eine aktuelle Temperaturvariation (d. h., die Temperaturvariation von dem dritten Zeitpunkt bis zu dem vierten Zeitpunkt) im Vergleich zu der vorhergehenden Temperaturvariation (d. h., der Temperaturvariation von dem ersten Zeitpunkt bis zu dem zweiten Zeitpunkt) signifikant verringert ist, dass eine Geschwindigkeit der Temperaturzunahme der durch die Heizvorrichtung 170 erwärmten Luft im Vergleich zu dem vorhergehenden Zeitraum verringert ist, wobei zu diesem Zeitpunkt die Spannung der Heizvorrichtung 170 abgeschaltet wird, was den Energiewirkungsgrad erhöht. Obwohl eine Temperatur oder ein Druck des Kältemittels in Übereinstimmung mit der RPM des Kompressors 150 geändert werden kann, wird außerdem eine Temperatur- oder Druckvariation des Kältemittels durch die RPM des Kompressors 150 nicht beeinflusst. Folglich kann ein Zeitpunkt, zu dem die Spannung der Heizvorrichtung 170 abzuschalten ist, genauer bestimmt werden.
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6 ist eine Ansicht, die eine Wärmepumpe und eine Abtasteinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht. 7 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration der Temperaturabtasteinheit veranschaulicht, die in einem in 6 veranschaulichten Kondensator installiert ist. 8 ist ein Ablaufplan, der einen Prozess des Steuerns der Heizeinheit in Übereinstimmung mit einer Temperatur durch die in 6 veranschaulichte Steuereinheit veranschaulicht. Die Wäschebehandlungsvorrichtung mit einer Wärmepumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 ausführlich beschrieben.
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Die Wäschebehandlungsvorrichtung mit einer Wärmepumpe aufweist, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt eine Wärmepumpe und eine Heizeinheit, wobei hier die Konfigurationen der Wärmepumpe und der Heizeinheit die gleichen wie jene sind, die oben beschrieben worden sind, wobei daher deren ausführliche Beschreibung weggelassen ist.
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Die Abtasteinheit enthält den Temperatursensor 137 als ein Mittel zum Abtasten einer Temperatur eines Kältemittels. Der Temperatursensor 137 misst eine Temperatur eines Kältemittels, das in dem Kältemittelrohr 134 des Kondensators 130 strömt. Wie in den 6 und 7 veranschaulicht ist, ist der Temperatursensor 137 an einem Abschnitt befestigt, der gebogen ist, damit er eine U-ähnliche Form aufweist, die an dem Punkt auf halbem Wege des Kältemittelrohrs 134 ausgebildet ist. Hier ist 6 eine Draufsicht, die die Wärmepumpe der Wäschebehandlungsvorrichtung, betrachtet von oben, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und 7 ist eine Seitenansicht, die eine Querschnittsanordnung des Kältemittelrohrs 134 veranschaulicht, wenn der in 6 veranschaulichte Kondensator 130 von der Seite betrachtet wird. Eine Temperatur eines Kältemittels kann durch das Messen einer Oberflächentemperatur des Kältemittelrohrs 1334 abgeleitet werden, wobei daher eine Temperatur des Kältemittels abgetastet wird, indem einfach der Temperatursensor 137 an der Oberfläche des Kältemittelrohrs 134 befestigt wird.
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Weil in Übereinstimmung mit der vorhergehenden Konfiguration der Temperatursensor 137 anstatt an einem Abschnitt, der zwischen den Wärmeableitungsrippen 132 des Kältemittelrohrs 134 positioniert ist, vorzugsweise an einem Abschnitt befestigt ist, der außerhalb der gestapelten Wärmeableitungsrippen 132 positioniert ist, kann er eine Temperatur des Kältemittels genau abtasten, ohne durch die Luft, die einem Wärmeaustausch unterzogen wird, während sie zwischen den Wärmeableitungsrippen 132 strömt, beeinflusst zu werden.
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Wie in 3 veranschaulicht ist, kann die Steuereinheit 200 mit dem Temperatursensor 137 bzw. der Heizvorrichtung 170 elektrisch verbunden sein, um die Spannung der Heizvorrichtung 170 auf der Grundlage einer durch den Temperatursensor 137 abgetasteten Temperatur des Kältemittels zu steuern. Ausführlich wird unter Bezugnahme auf 8 ein Verfahren zum Steuern der Spannung der Heizvorrichtung 170 als Heizeinheit auf der Grundlage einer Temperatur eines Kältemittels durch die Steuereinheit 200 beschrieben.
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Zuerst tastet der Temperatursensor 137 in einer Temperaturabtastoperation (S310) eine Temperatur eines Kältemittels in dem Kondensator 130 ab, wenn der Kompressor 150 betrieben wird. Die abgetastete Temperatur TCC des Kältemittels ist eine Temperatur des Kältemittels, das in dem Kältemittelrohr 134 des Kondensators 130 strömt, wobei in diesem Fall eine Temperatur des Kältemittels, das bis zu einem Grad Wärme mit der in die Trommel gesaugten Luft ausgetauscht hat, abgetastet wird, weil der Temperatursensor 137 in einem mittleren Abschnitt des Kältemittelrohrs 134 befestigt ist. Die Temperatur des Kältemittels in dem Kondensator 130 wird als eine TCC in die Steuereinheit 200 eingegeben.
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In einer Temperaturvergleichsoperation (S320) bestimmt die Steuereinheit 200, ob die Temperatur (TCC) des Kältemittels des Kondensators 130 gleich einem oder höher als ein vorgegebener Temperaturwert, z. B. 80°C, ist. Wenn die Temperatur TCC niedriger als 80°C ist, kehrt der Prozess zu der Temperaturabtastoperation (S310) zurück und eine Temperatur des Kältemittels wird durch den Temperatursensor 137 kontinuierlich abgetastet. Die abgetastete Temperatur des Kältemittels wird als TCC in die Steuereinheit 200 eingegeben. Wenn die Temperatur TCC des Kältemittels gleich oder höher als 80°C ist, wird die Spannung der Heizvorrichtung 170 als eine Heizeinheit durch die Steuereinheit 200 in einer Heizeinheits-Steueroperation (S330) abgeschaltet. Die Temperatur des Kältemittels, die als Bezugstemperatur zum Bestimmen verwendet wird, ob die Spannung der Heizvorrichtung 170 abzuschalten ist, kann jedoch in Übereinstimmung mit den Typ des Kältemittels geändert werden.
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Weil in Übereinstimmung mit der vorhergehenden Konfiguration der Temperatursensor 137 einfach an der Oberfläche des Kältemittelrohrs 134 befestigt ist, das in einer U-ähnlichen Form in den Kondensator 130 vorsteht, kann der Zusammenbauprozess vereinfacht werden. Weil außerdem in Übereinstimmung mit der vorhergehenden Konfiguration der Temperatursensor 137 an einem mittleren Abschnitt des Kältemittelrohrs 134 befestigt ist, kann eine Temperatur des Kältemittels, mit dem in dem Kondensator 130 ein geeigneter Wärmeaustausch stattgefunden hat, abgetastet werden, und, wenn die Temperatur TCC des Kältemittels gleich einer oder höher als eine vorgegebene Temperatur ist, gibt es keine Notwendigkeit, die Luft mit der Heizvorrichtung 170 erneut zu erwärmen. Die Spannung der Heizvorrichtung 170 wird abgeschaltet, um folglich zu verhindern, dass die Heizvorrichtung 170 unnötig betrieben wird, wodurch der Energiewirkungsgrad erhöht wird.
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Eine Befestigungsposition des Temperatursensors 137 an dem Kältemittelrohr 134 kann jedoch bei Bedarf, z. B. aus dem Grund einer Konstruktion, des Raums oder dergleichen, geändert werden. Außerdem kann der Temperaturwert, der durch die Steuereinheit 200 als eine Referenz verwendet wird, um zu bestimmen, ob die Spannung der Heizvorrichtung 170 abzuschalten ist, in Übereinstimmung mit einem Typ des Kältemittels, der Befestigungsposition des Temperatursensors 137 und dergleichen geändert werden.
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Die 9 bis 11 sind Ansichten, die eine Wärmepumpe und eine Abtasteinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht. 12 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration zum Steuern einer Heizeinheit der Ausführungsform, die in den 9 bis 11 veranschaulicht ist, schematisch veranschaulicht. 13 ist ein Ablaufplan, der einen Prozess zum Steuern einer Heizeinheit in Übereinstimmung mit Druck durch eine in 12 veranschaulichte Steuereinheit veranschaulicht. Die Wäschebehandlungsvorrichtung mit einer Wärmepumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 13 ausführlich beschrieben.
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Die Wäschebehandlungsvorrichtung mit einer Wärmepumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Wärmepumpe und eine Heizeinheit auf, wobei hier die Konfigurationen der Wärmepumpe und der Heizeinheit die gleichen wie jene sind, die oben beschrieben worden sind, so dass deren ausführliche Beschreibung weggelassen ist.
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Die Abtasteinheit enthält einen Drucksensor 139 als Mittel zum Abtasten des Drucks eines Kältemittels. Hier misst der Drucksensor 139 den Druck eines Kältemittels in einem Zustand hohen Drucks. Wie z. B. in 9 veranschaulicht ist, kann der Drucksensor 139 in dem ersten Verbindungsrohr 191 installiert sein, das ein aus dem Kompressor 150 ausströmendes Kältemittel dem Kondensator 130 zuführt. In diesem Fall kann der Drucksensor 139 so in dem ersten Verbindungsrohr 191 installiert sein, dass er dem Kompressor 150 benachbart ist, um den Druck des aus dem Kompressor 150 ausströmenden Kältemittels zu messen. Wie in 10 veranschaulicht ist, kann der Drucksensor 139 alternativ oder zusätzlich in dem Kältemittelrohr 134 installiert sein, das in dem Kondensator 130 vorgesehen ist, um den Druck des Kältemittels in dem Kondensator 130 zu messen. Wie in 11 gezeigt ist, kann der Drucksensor 139 alternativ oder zusätzlich in dem zweiten Verbindungsrohr 192 installiert sein, das das von dem Kondensator 130 ausströmende Kältemittel dem Expander 160 zuführt, um den Druck des Kältemittels zu messen, bevor es in den Expander 160 eingeleitet wird.
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Wie in 12 veranschaulicht ist, kann die Steuereinheit 200' mit dem vorhergehenden Drucksensor 139 bzw. der Heizvorrichtung 170 elektrisch verbunden sein, um die Spannung der Heizvorrichtung 170 auf der Grundlage des Drucks des Kältemittels, der durch den Drucksensor 139 abgetastet wird, zu steuern. Ein Verfahren zum Steuern der Spannung der Heizvorrichtung 170 als Heizeinheit auf der Grundlage des Drucks eines Kältemittels durch die Steuereinheit 200' wird unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
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Zuerst tastet in einer Druckabtastoperation (S410) der Drucksensor 139 den Druck eines Kältemittels ab. Der abgetastete Druck des Kältemittels wird gemessen, wenn sich das Kältemittel in der Wärmepumpe in einem Zustand hohen Drucks befindet, wobei er an einem von dem ersten Verbindungsrohr 191, dem Kältemittelrohr 134 und dem zweiten Verbindungsrohr 192 abgetastet wird. Der Druck des Kältemittels wird gemessen, wenn der Kompressor 150 arbeitet, und anschließend als Pd in die Steuereinheit 200' eingegeben. Eine Einheit des Drucks ist bar.
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In einer Druckvergleichsoperation (S420) bestimmt die Steuereinheit 200', ob der Druck Pd des Kältemittels gleich einem oder höher als ein vorgegebener Druckwert, z. B. 28 bar, ist. Wenn der Druck Pd des Kältemittels niedriger als 28 bar ist, kehrt der Prozess zu der Druckabtastoperation (S410) zurück, und der durch den Drucksensor 139 abgetastete Druck des Kältemittels wird als Pd eingegeben. Wenn der Druck Pd des Kältemittels gleich oder höher als 28 bar ist, wird unterdessen die Spannung der Heizvorrichtung 170 durch die Steuereinheit 200' in einer Heizeinheits-Steueroperation (S430) abgeschaltet. Der vorgegebene Druckwert, der als Referenz zum Bestimmen verwendet wird, ob die Spannung der Heizvorrichtung 170 abzuschalten ist, mit anderen Worten, wann die Spannung der Heizvorrichtung 170 abzuschalten ist, kann jedoch in Übereinstimmung mit einem Typ eines Kältemittels geändert werden.
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Weil der Druck des Kältemittels direkt gemessen wird, wird in Übereinstimmung mit der vorhergehenden Konfiguration die Spannung der Heizvorrichtung 170 abgeschaltet, bevor der Druck einen Pegel erreicht, auf dem die Antriebseinheit des Kompressors 150 und dergleichen überlastet sind. Folglich kann die Haltbarkeit des Kompressors 150 erhöht werden und der Energiewirkungsgrad vergrößert werden.
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14 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Steuern einer Wäschebehandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Verfahren zum Steuern einer Wäschebehandlungsvorrichtung mit einer Wärmepumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 und 14 ausführlich beschrieben.
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Die Wäschebehandlungsvorrichtung mit einer Wärmepumpe, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann einen allgemeinen Trocknungsprozess nur durch das Betreiben einer Wärmepumpe ausführen oder kann einen Schnelltrocknungsprozess durch das Betreiben sowohl der Wärmepumpe als auch der Heizvorrichtung 170 ausführen. 14 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Steuern der Heizvorrichtung 170 als Heizeinheit während des Schnelltrocknungsprozesses veranschaulicht.
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Wenn der Schnelltrocknungsprozess ausgewählt wird, wird zuerst in einer Spannungsanlegeoperation (S10) Spannung an die Wärmepumpe angelegt und die Spannung wird an die Heizvorrichtung 170 als Heizeinheit angelegt. Als Nächstes wird in einer Temperaturabtastoperation (S21) eine Temperatur eines Kältemittels durch den Temperatursensor 137 abgetastet. Danach wird in einer Heizeinheits-Steueroperation (S31) die Spannung der Heizvorrichtung 170 in Übereinstimmung mit der Temperatur des Kältemittels durch die Steuereinheit 200 abgeschaltet. Ein ausführliches Steuerverfahren ist oben unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben worden.
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Außerdem enthält ein Verfahren zum Steuern einer Wäschebehandlungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Spannungsanlegeoperation (S10), die Temperaturabtastoperation (S21) und die Heizeinheits-Steueroperation (S31), wobei die Spannung der Heizvorrichtung 170 durch die Steuereinheit 200 abgeschaltet wird, wie oben unter Bezugnahme auf die 4, 5 oder 8 beschrieben worden ist.
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15 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Steuern einer Wäschebehandlungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Verfahren zum Steuern einer Wäschebehandlungsvorrichtung mit einer Wärmepumpe, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 15 ausführlich beschrieben.
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Wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen wird zuerst, wenn der Schnelltrocknungsprozess ausgewählt wird, in der Spannungsanlegeoperation (S10) Spannung an die Wärmepumpe angelegt und es wird die Spannung an die Heizvorrichtung 170 als eine Heizeinheit angelegt. Als Nächstes wird in einer Druckabtastoperation (S22) der Druck des Kältemittels durch den Drucksensor 139 abgetastet, wie oben unter Bezugnahme auf die 9 bis 13 beschrieben worden ist. Danach wird in einer Heizeinheits-Steueroperation (S32) die Spannung der Heizeinheit 170 auf der Grundlage des Drucks des Kältemittels durch die Steuereinheit 200' abgeschaltet, wie oben beschrieben worden ist. Ein ausführliches Steuerverfahren ist oben unter Bezugnahme auf 13 beschrieben worden. Ein weiteres Steuerverfahren ist oben unter Bezugnahme auf 5 unter Verwendung der Temperatur als physikalischen Parameter beschrieben worden. Wie jedoch außerdem oben erwähnt worden ist, kann das Verfahren nach 5 außerdem unter Verwendung des Drucks als physikalischen Parameter angewendet werden.
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In Übereinstimmung mit dem Steuerverfahren gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen können die Wärmepumpe und die Heizvorrichtung 170 in einer frühen Stufe gleichzeitig betrieben werden, um die Schnelltrocknung auszuführen. Da die Spannung der Heizvorrichtung 170 abgeschaltet wird, indem ein Zeitpunkt, zu dem die Schnelltrocknungswirkung durch die Heizvorrichtung 170 verlangsamt ist, auf der Grundlage des Wertes eines physikalischen Parameters des Kältemittels, wie z. B. einer Kältemitteltemperatur (einer Variation der Kältemitteltemperatur) oder eines Kältemitteldrucks (einer Variation des Kältemitteldrucks), bestimmt wird, kann der Energiewirkungsgrad in dem verbleibenden Trocknungsprozess vergrößert werden und die Haltbarkeit der Wärmepumpe erhöht werden.
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Die vorhergehenden Ausführungsformen und Vorteile sind lediglich beispielhaft und sind nicht als die vorliegende Offenbarung einschränkend zu betrachten. Die vorliegenden Lehren können leicht auf andere Typen von Vorrichtungen angewendet werden. Es ist vorgesehen, dass diese Beschreibung veranschaulichend ist und nicht den Schutzumfang der Ansprüche einschränkt. Für die Fachleute auf dem Gebiet sind viele Alternativen, Modifikationen und Variationen offensichtlich. Die hier beschriebenen Merkmale, Strukturen, Verfahren und anderen Eigenschaften der beispielhaften Ausführungsformen können auf verschiedene Weisen kombiniert werden, um zusätzliche und/oder alternative beispielhafte Ausführungsformen zu erhalten.
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Da die vorliegenden Merkmale in mehreren Formen verkörpert sein können, ohne von deren Eigenschaften abzuweichen, sollte es außerdem selbstverständlich sein, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen nicht auf irgendwelche der Einzelheiten der vorhergehenden Beschreibung eingeschränkt sind, wenn es nicht anders spezifiziert ist, sondern dass sie stattdessen innerhalb ihres Schutzumfangs, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, umfassend betrachtet werden sollten, wobei deshalb vorgesehen ist, dass alle Änderungen und Modifikationen, die in die Maße und Grenzen der Ansprüche oder die Äquivalente derartiger Maße und Grenzen fallen, durch die beigefügten Ansprüche eingeschlossen sind.
