DE3412284A1 - Verfahren zum betrieb eines kondensations-waeschetrockners - Google Patents

Description

Verfahren zum Betrieb eines Kondensations-Wäschetrockners

Die Erfindung betrifft-ein Verfahren zum Betrieb eines. Kondensa- tions-Wäschetrockners, bei dem die in einem Kreislauf bewegte Prozeßluft vor Eintritt in eine Trockentrommel zur Feuchtigkeitsaufnahme aufgeheizt und dann in einer Kondensationseinrichtung zur Feuchtigkeitsabgabe durch einen Kühlluftstrom abgekühlt wird, wobei die für den Trocknungsvorgang notwendige Temperatur der . Prozeßluft zunächst in einer Aufheizphase erreicht, in einer- .--." Trocknungsphase aufrechterhalten, dann in einer Überhitzungsphase erhöht und schließlich nach Been-digung des Trocknurigsvorganges abgesenkt wird. 1 - -V __ -; ..-./.'-." ^:

Die Erfindung betrifft auch einen Wäschetrockner zur Durchführung des neuen. Verfahrens. '

Kondensations-Wäschetrockner dieser Art, die auch als. Luf tkondensations-Trockner bezeichnet werden,. haben gegenüber sogenannten Ablufttrocknern, bei denen die mit Feuchtigkeit angereicherte Luft nach areßen abgeblasen wird, zwei wesentliche Nachteile. Sie weisen .zum einen, bezogen.auf eine bestimmte zu trocknende Wäschemenge, einen, höheren Energieverbrauch als Ablufttrockner-auf und -."-" eine längere-Trockenzeit. Grund hierfür ist in der grundsätzlichen Verschiedenheit der Trocknungsprozesse zu suchen. Während beim Ablufttrockner die" mit Feuchtigkeit geladene Prozeßluft aus der Maschine ausgeblasen wird, wird sie in einem Luftkondensationstrockner in einem von der Kühlluft beaufschlagten Wärmetauscher so weit abgekühlt, daß die in ihr enthaltene Feuchtigkeit kondensiert und dann aus dem Prozeß abgeführt'werden kann. Die so getrocknete und abgekühlte Luft, muß anschließend durch eine Heizung wieder: erwärmt. und der Trockentrommel zugeführt werden, wo sie wieder Feuchtigkeit aus der Wäsche aufnehmen kann. Bei einem solchen Kreisprozeß muß,, dor Verdampf ungsvorganq" in der Trockentrommel und-der.'Kondensations-

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Vorgang im Wärmetauscher miteinander verkoppelt sein. Beide Vorgänge sind dabei von der Temperatur der Prozeßluft und der Temperatur der Kühlluft abhängig. Je höher dabei die Prozeßlufttemperatur in der Trocknungstrommel, ist,- umso intensiver ist die Verdampfung und die Wasseraufnähme. Die -Kondensation im Wärmetauscher ist um so größer,, je stärker die mit Feuchtigkeit angereicherte .Prozeßluft abgekühlt werden kann. Dabei muß der Verdampfungsvorgang und der Kondensationsvorgang aufeinander abgestimmt sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen-Wäschetrockner zu schaffen, mit dem. es .möglich ist, die für die Trocknung einer bestimmten Menge von Wäs-Chestücken benötigte. Zelt und damit auch den Energieaufwand für die Trocknung zu verringern/ Die Erfindung besteht zur Lösung dieser Aufgabe darin, daß ..mindestens während der Aufheizphase der Kühlluftstrom abgestellt wird. Die bisher bekannten, auf dem Kondensations- und. VerdampfungsprInzip beruhenden Wäschetrocknungsverfahren, sehen ein zeitweiliges ".";". Abschalten eines Kühlgebläses nicht vor. Kühlgebläse.und die Gebläse zur Erzeugung des Prozeßluftkreislaufes werden bei den heute bekannten Bauarten in der Regel entweder nur durch einen Motor angetrieben -oder es ist eine separate Ansteuerung des Kühlgebläses und des Antriebmotors, der auch mit dem Antrieb für die Trommel zusammenfallen kann, nicht möglich. Durch das erfindungsgeitiäße Verfahren kann⁰ die Aufheizdauer verkürzt werden, so daß die ge- .--.-■". wünschte Trocknungstemperatur schneller erreicht werden kann. Dabei wird dann der Startbeginn für den Kühlluf tstrom-, _r d.h. für -das^; Kühlgebläse, durch einen ohnehin vorzusehenden überhitzungsthefmostaten eingeleitet. Die dabei erreichte Temperatur liegt über der sich im Durchschnitt einstellenden Kondensationstemperatur; durch das Zuschaltendes Kühlgebläses wird die hohe Prozeßlufttemperatur, die ohne zugeschaltetes Kühlgebläse erreicht ^worden ist, auf die dem Kreisprozeß angepaßte Kondensationstemperatur herabgekühlt. Die ;. ;. Aufheizphase jedenfalls läßt sich auf diese Weise., erheblich verkürz zen. Es hat sich gezeigt, daß eine Verkürzung; der Aufheizzeit bis zu 50 % möglich ist, was eine Verringerung des Energieverbrauches des gesamten Trocknungsprozesses bis zu 5 % bewirkt.;--;

Vorteilhaft ist es auch, um ein schnelles Erreichen der optimalen Prozeßlufttemperatur in der Trocknungsphase dann zu erreichen, wenn die mittlere Trocknungstemperatur unterschritten ist, wenn der Kühlluftstrom während der Trocknungsphase kurzzeitig abgestellt wird; dies kann taktweise erfolgen, so daß jeweils - ähnlich wie auch schon in der Aufheizphase"- die optimale Trocknungstemperatur schneller erreicht werden kann. Der Kühlluftstrom bzw. das Kühlluftgebläse wird daher jeweils in- Abhängigkeit des Schaltelementes taktweise aus- und wieder eingeschaltet, welches in der Trocknungsphase dafür sorgt, daß die Trocknungstemperatur eingehalten wird. Schließlich ist es auch noch vorteilhaft, wenn der Kühlluftstrom während der· Überhitzungsphase abgeschaltet wird. Bei der partiellen Kondensation stellt sich zwischen der Prozeßluft-Eintrittstemperatur in den Wärmetauscher-der Kondensationseinrichtung und der Prozeßluft-Austrittstemperatur eine konstante Temperaturdifferenz ein. Bei zunehmender Verringerung der Kondensation und bei dem damit verbundenen Ansteigen der, sensiblen Leistung, wird die Temperatur- ^ differenz größer. .Wenn die Temperaturdifferenz einen gewissen Wert in bezug auf die bei der Kondensation normalerweise auftretenden Temperaturdifferenz erreicht hat, wird das Kühlgebläse abgeschaltet. Die überhitzungsphase hat nur den Vorteil, eventuell vorhandene "Feuchtigkeitsreste aus der Wäsche zu ziehen. Die dabei ansteigende Prozeßlufttemperatur ist auf einen durch den überhitzungsschutz begrenzten Höchstwert eingestellt. Es ergibt sich daher eine relativ· lange Laufzeit. Nachdem in dieser Überhitzungsphase-durch Ab-.schalten "des, Kühlgebläses der Überhitzungsschutz- schneller anspricht, wird auch die-Heizung ausgeschaltet und der Kreizprozeß geht -in die Abkühlphase üBerr. Durch den Eingriff, das Kühlgebläse auszuschalten, wird auch die Überhitzungsphase wesentlich verkürzt. Es. hat sich gezeigt, daß sie bis zu 50 % verkürzt werden kann, wobei ebenfalls eine Energieeinsparung bis zu 5 % des Gesamtenergieverbrauches er--. reicht werden kann. . .■"-- '■*'■ ■-. " ----. _:

Zur Durchführung des neuen Verfahrens wird zweckmäßig ein Wäschetrockner vorgesehen, der mit einer Trockentrommel, einem Gebläse C- zur Umwälzung der Prozeßluft, einer elektrischen Heizung zur Temperaturerhöhung der Prozeßluft, einem Schaltelement zur Regelung der

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Trocknungstemperatur, einem Ubex'hitisunyöSchutiiKohul t *.·ι und mit einem der Kondensationseinrichtung'zugeordneten Wärmetauscher mit einem elektromotorisch angetriebenen Kühlluftgebläse versehen ist. Als neu wird bei einem solchen wäschetrockner vorgesehen, daß der Antrieb des Kühlluftgebläses unabhängig vom Antrieb zur Umwälzung der Prozeßluft Und der Energieversorgung der Heizung über eine Steuereinrichtung ein- und ausschaltbar ist. Vorteilhaft ist es * weiter, wenn die Schalthysterese des Sch.altelementes zur Trocknungstemperaturregelung so klein wie möglich gewählt ist und wenn sie-beispielsweise durch ein Zeitglied gekürzt ist. Durch diese Ausgestaltung kann vermieden werden, daß die elektrische

. Heizung mehr als. notwendig ausgeschaltet.bleibt. Die Prozeßlufttemperatur wird durch das Abschalten der Heizung unmittelbar betroffen. Das hat zur Folge, daß die Prozeßlüfttemperatur, nach etwa fünf Sekunden zu sinken beginnt, was: im Sinn der vorIie-

'"'""genden Erfindung so weit, wie möglich vermieden werden soll. Da ein ^gewisses Pendeln um die einzuhaltende Temperatur immer eintritt, .."■■-

■-^iS3SV7ird in den Aufheizungsphasen, wie vorher beschrieben, · das Kühiluftgebläse abgeschaltet. ^ ; -

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen und Dia-— gramme erläutert und beschrieben. Es zeigen: '.

Fig. 1 die schematische Darstellung des Kreisprozesses in einem "

■ .mit einer Kondensationseinrichtung versehenen Wärmetau-— ._ scher,. - . "_ -':;...— . _; . . ·..-... . - .■:/_..■ ■-._._ .-..

Fig. 2 den zeitlichen Verlauf der Temperatur in der Trocknungs- .' . . trommel und -

Fig. 3 den' schematischeff Temperaturverlauf in der Trockentrommel ' ähnlich Fig. 2, jedoch bei'Anwendung des erfindungsge- ; mäßen Verfahrens im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren.

In der Fig. 1 ist.schematisch das Gehäuse 1 eines Wäschetrockners angedeutet, der als Luftkondensationstrockner ausgebildet ist.

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In einem solchen Wäschetrockner wird eine bestimmte Menge zu trocknender Wäsche, beispielsweise 4,5 kg,in einer Trocken trommel 2 angeordnet, die von Luft durchströmt wird, welche ' · in einem hier nur schematischen angedeuteten Kreislauf.3 über ein Gebläse 4 gefördert wird. In Strömungsrichtung vor der Trockentrommel 2 ist eine elektrische Heizung 5 angeordnet, durch die der Luftstrom aufgeheizt wird, so daß er Feuchtigkeit aus der in der Trommel 2 befindlichen Wäische aufnehmen und im Kreislauf 3 mitnehmen kann. Die strömende Luft gibt diese aufgenommene Feuchtigkeit in einem als KondensatiönseinriGhtung dienenden Wärmetauscher .6 ab, der vo.n einem Kühlluftstrom 8 durchströmt wird, der durch ein .Kühlluftgebläse 7 erzeugt werden kann. Das kondensierte Wasser wird in einer nicht gezeigten Wanne aufgefangen und kann in bekannter Weise (DE-OS 32 16. 592) in einen Sammelbehälter oder in einen Ablauf abgepumpt werden. Die Luft wird anschließend wieder von der Heizung erwärmt und gelangt in den Trocknungskreislauf. 7 ..

In diesem Kreisprozeß ist der Verdampfungsvorgang in der Trockentrommel 2 und der Kondensationsvorgang im Wärmetauscher 6 miteinander verkoppelt. Der zeitliche Verlauf der Temperatur der ■ Prozeßluft in der Trockentrommel ist in Fig. 2 idealisiert dargestellt. Man erkennt, daß die umgewälzte Luft zunächst in einer Aufheizphase I beispielsweise von Raumtemperatür auf die Trock-. nungstemperatur T_T gebracht wird, daß sie dann auf dieser Trocknungstemperatur eingeregelt wird - was gegebenenfalls wie ge- strichelt angedeutet durch ein Einpendeln der Temperatur um einen Mittelwert geschieht und mit einem Regel thermoschalter er *-. reicht wird -,daß diese in der Trocknungsphase II beibehaltene Temperatur in einer tiberhitzungsphase III dann bis zur maximalen Temperatur T_max gesteigert-wird und in einer. Abkühlphase IV nach Beendigung des Trocknungsvorganges wieder absinkt. Die Aufheiz- ' phase dauert dabei" bis zur Zeit t.,, die Trocknungsphase bis. zur Zeit t₂, die Überhitzungsphase III bis zum Zeitpunkt t^'und die > Abkühlphase schließlich bis zum Zeitpunkt t.. In diesen verschiedenen Phasen wird ein bestimmter Wärme- und Energiegehalt für den Trocknungsvorgang benötigt, der in erster Näherung als proportional

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der unterhalb des Temperaturverlaufes liegenden Fläche angesehen werden kann. - '

,. Durch das neue Verfahren wird nun vorgeschlagen, zunächst während der Aufheizphase I das Kühlgebläse 7 abzuschalten. Dadurch entfällt in dem Kreislauf 3 ein Teil der Wärmeabfuhr. Die Aufheizung der Prozeßluft auf die Trocknungstemperatur T_T erfolgt daher schneller. Dies äußerst sich in einem steileren Temperaturanstieg, wie in Fig. 3 dargestellt. Die Trocknungstemperatur T_T wird bereits zu einem Zeitpunkt t.. ' erreicht,, während das bei dem bekannten Verfahren, wie das mit der gestrichelten Linie angedeutet ist und auch aus Fig. 2 hervorgeht, erst im Zeitpunkt t.. der Fall gewesen wäre. Die Trocknungsphase II. wird daher zu einem früheren Zeitpunkt .er*- reicht. Da die Trockmngsphase Ii gemäß Fig. 3 bereits im Zeitpunkt t₁ ' eintritt, kann bereits durch diese Maßnahme, das Kühlgebläse 7

"~ '""während der Aufheizphase I abzuschalten, eine Energijeer.sparjii.ser-Jreicht werden, die, wie eingangs bereits erwähnt, bis zu 5 % _;betra-

"""■***"" gen kann, wenn davon ausgegangen wird, wie das auch in Fig. 3 dar- : gestellt ist, daß die Aufheizzeit nur die Hälfte der beim herkömmlichen Verfahren benötigten Zeit beträgt. _ ---■ ' _:

— Wie aus Fig. 3 aber weiter hervorgeht, ist vorgesehen, das Kühlgeblase 7 erst dann einzuschalten, wenn die Temperatur nach der Auf- _heizphase einen oberen Wert T₀ eingenommen hat, desspn Höhe bestimmt _:/~ wird von dem, nicht im einzelnen gezeigten, weil bekannten Thermo-

- schalter, zur .Einregelung der T-rocknungstemperatur Tip. Wird in diesem

- Zeitpunkt das Kühlgebläse zugeschaltet, so nimmt-die Temperatur längs der Linie 9 ab, bis sie einen unteren Wert T₁₁ erreicht, der ebenfalls von dem Schaltelement·zur. Einregelung der Trpcknungstemperatur T„ bestimmt wird. Das Kühlgebläse 7 wird.dann wieder abge- --v,

.schaltet und die Aufheizüng"erfolgt längs der Sägezahnflanke -TO.,

deren Steigung in etwa der Steigung während der Aufheizphase bis zum Zeitpunkt t.'entspricht. Dieser Vorgang wiederholt sich bis : .-zum Ende der Trocknungsphase II zum Zeitpunkt t«'-. Es setzt dann

- die Überhitzungsphase bis zum Zeitpunkt t_' ein, wobei auch hier wieder das Kühlgebläse 7 abgeschaltet wird, so daß der Temperaturj ^anstieg längs der Flanke 11 erfolgt. Nach Erreichen der maximalen -.

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Temperatur T_max und nach Beendigung des Trocknungsvorganges kühlt die Luft wieder ab," so. daß der gesamte Trocknungsvorgang im Zeitpunkt t₄« beendet ist. Dieser Zeitpunkt liegt wesentlich früher als der Zeitpunkt t.. Dies ist bedingt durch den steileren Anstieg der Temperatur in der Aufheizphase, in der Überhitzungsphase (Flanke·11) und auch durch das Takten während der Trocknungsphase II, bei der auch steilere Sägezahnflanken als beim herkömmlichen Trocknungsprozeß erzielt werden. Durch die kürzere Zeitdauer des gesamten Trocknungsprozesses" kann daher erheblich Energie eingespart werden. Geht mari davon aus, daß auch in der Übertrocknungsphase III (zwischen den . Zeiten t^¹ und t.,¹) im Gegensatz zu der Übertrocknungsphase bekannter Verfahren (zwischen den Zeiten t„ und tj 50 % der Zeit eingespart werden, so ergibt sich auch' in der Überhitzungsphase eine Energieersparnis von etwa 5 ■%. Der Gesamtprozeß kann.dahear mit etwa 10.% weniger Energieaufwand betrieben werden.

Wie aus Fig. 3 auch deutlich wird, sind die Sägezahnteile während der Trocknungsphase (zwischen t-' und t₂') ^:die unterhalb der "-Trocknungstemperatur T„ liegen, an sich nicht erwünscht. Es wird daher zweckmäßig vorgesehen, daß das Thermoschaltelement, welches zur Einregelung der Trocknungstemperatur T_T dient, eine möglichst kleine Schalthysterese aufweist, unter Umständen mit einem Zeitglied zur.Zeitverkürzung versehen ist, damit ein möglichst häufiges Takten mit kleiner Amplitude erfolgt, so daß während der Txocknungsphase:auch ständig der WärmegehaLt der,Trocknungsluft zur Feuchtigkeitsaufnahme ausgenützt werden kann.

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Claims (8)

Ansprüche

1. Verfahren zum Betrieb eines Kondensatioris-Wäschetrockriers, bei dem die in einem Kreislauf bewegte Prozeßluft vor Ein-;:, tritt in eine Trockentrommel zur Feuchtigkeitsaufnähme auf-.; geheizt und dann in einer Kondensationseinrichtung zur. Feuchtigkeitsabgabe durch einen Kühlluftstrom abgekühlt

.- wird, wobei die.für den Trocknungsvorgang notwendige Temper r'atur der Prozeßluft zunächst in einer Auiheizphase erreicht, in einer Trocknungsphase aufrechterhalten, dann in ; einer überhitzungsphase erhöht und schließlich nach Beendigung des Trocknungsvorganges abgesenkt-wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens während der- Aufheizphase (I) der ' ' ■;-" Kühiluftstrom (8) abgestellt wird. ".. __: .

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlluftstrom (8) erst bei Erreichen eines über der Trocknung stemperatur liegenden Wertes (T₀) eingeschaltet wird. .

3. Verfahren.nach--den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlluftstrom (8) wahrend der Trocknungsphase JII) kurzzeitig jeweils bei Unterschreiten der .mittleren .;

: - Temperatur (T_T) abgestellt wird. ^ J- - ;_" -^: ; _ . : ^:-.,

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4. Verfahren nach den Ansprüchen I.bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlluftstrom (8) während der Trocknungsphase (II) taktweise zu- und abgeschaltet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche T bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlluftstrom (8) während der Überhitzungsphase (III) abgestellt wird. . -

6. Wäschetrockner zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer Trockentrommel, einem Gebläse zur Umwälzungder Prozeßluft, einer elektrischen Heizung zur ■ Temperaturerhöhung der Prozeßluft, einem Schaltelement zur Regelung der Trocknungs temperatur, einem Überhitzungsschutz*- · schalter und mit einem der Kondensationseinrichtung zugeordneten Wärmetauscher mit einem elektromotorisqh angetriebenen Kühlluftgebläse, dadurch, gekennzeichnet, daß der~Antrieb,des Kühlluftgebläses (7) unabhängig vom Antrieb (4) zur Umwälzung der Prozeßluft und der Energieversorgung der Heizung (5) über eine Steuereinrichtung ein- und ausschaltbar ist.

7- Wäschetrockner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß \^:':: die Schalthysterese des Schaltelementes zur Trocknungstemperaturregelung so klein wie möglich gewählt ist. : ^:

8. Wäschetrockner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalthysterese durch ein Zeitglied gekürzt ist. ~"' V^; *

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