DE60101500T2

DE60101500T2 - Wäschetrockner mit PTC Widerstandsheizung

Info

Publication number: DE60101500T2
Application number: DE60101500T
Authority: DE
Inventors: Reinhold Pöhler; Gismar Eck
Original assignee: Whirlpool Corp
Current assignee: Whirlpool Corp
Priority date: 2000-05-09
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2021-03-01
Also published as: EP1154066A2; EP1154066B1; EP1154066A3; DE60101500D1; ES2211677T3; DE10022608C1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wäschetrockner mit einer PTC-Widerstands-Heizvorrichtung für die mittels eines Gebläses durch die Trocknertrommel geblasene Trocknungsluft.
Ein derartiger Wäschetrockner ist durch die DE-OS 25 59 035 und DE 26 53 322 C2 bekannt. Da der Widerstandswert des PTC-Widerstands bei niedrigen Temperaturen klein ist, tritt ein sehr hoher Einschaltstrom in der Kaltstartphase auf. Ein zusätzlicher Überlastschutz braucht jedoch nicht verwendet zu werden, weil sich der Widerstand des PTC-Widerstands mehr oder weniger exponentiell erhöht, wenn die Temperatur ansteigt, wodurch der Heizstrom automatisch begrenzt und damit bereits ein Überlastschutz erreicht wird.
Um den hohen Einschaltstrom in der Kaltphase zu vermindern, ist bereits vorgeschlagen worden, den PTC-Widerstand mit einer Hilfsheizvorrichtung vorzuheizen. Dadurch wird aber die Komplexität der Heizelemente erhöht. Nach einem weiteren Vorschlag besteht die Heizvorrichtung aus mehreren PTC-Widerständen, die derart angeordnet sind, dass sie von einer Reihenschaltung am Anfang des Trocknungsprogramms in eine Parallelschaltung oder teilweisen Parallelschaltung durch das Trocknungsprogramm abhängig von der Zeit oder der Temperatur umgeschaltet werden. Dadurch wird jedoch die Komplexität der Programmsteuerung erhöht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Heizvorrichtung für einen Wäschetrockner der eingangs genannten Art zu schaffen, die den Einschaltstrom selbständig vermindert, sich automatisch an die Betriebsbedingungen anpasst und vor Überhitzung schützt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in folgender Weise gelöst: eine aus mindestens einem NTC-Widerstand bestehende, leitungsseitige NTC-Heizvorrichtung, nämlich eine NTC-Heizvorrichtung auf der L-Phasenseite der angelegten Wechselspannung, ist mit der PTC-Widerstands-Heizvorrichtung in Reihe geschaltet, und mindestens ein PTC-Widerstand der PTC-Widerstands-Heizvorrichtung steht mit ei nem NTC-Widerstand der leitungsseitigen NTC-Heizvorrichtung thermisch in Verbindung.
Dadurch werden in kluger Weise die verschiedenen Reaktionen auf die Temperatur der PTC- und NTC-Widerstände ausgenutzt. Der hohe Kaltwiderstand der NTC-Widerstände begrenzt den Einschaltstrom während der Kaltstartphase in der Reihenschaltung der PCT-Widerstände. Wenn die Temperatur ansteigt, nimmt der Widerstand der NTC-Widerstände ab, und der Widerstand der PCT-Widerstände nimmt zu, bis ein Zielheizstrom in der Heizphase erreicht wird. Die Gesamtwiderstandsschaltung der NTC- und PCT-Widerstände steuert sich automatisch selbst, so dass eine Steuervorrichtung nicht mehr nötig ist. Wenn die Temperatur weiter ansteigt, setzt sich das Ansteigen des Widerstands der PCT-Widerstände fort, so dass die Überhitzung der Heizvorrichtung verhindert wird und eine selbständige Sicherheitsschaltung für den Überlastschutz nicht erforderlich ist. Die Gesamtwiderstandsheizvorrichtung wird von der Heißtrocknungsluft umströmt, so dass der Gesamtwiderstand sich an die vorherrschenden Betriebsbedingungen automatisch anpasst, und die miteinander in thermischen Kontakt stehenden PCT- und NTC-Widerstände übernehmen die Regelfunktion.
Die gesamte Heizvorrichtung steht mit der Trocknungsluft in Kontakt, weil sie in einem Luftkanal angeordnet ist, durch die die Trocknungsluft strömt.
In der Kaltstartphase begrenzt die leitungsseitige (L-phasenseitige) NTC-Heizvorrichtung den Einschaltstrom in der Kaltstartphase durch ihre temperaturbezogene Widerstandscharakteristik, während die PCT-Widerstands-Heizvorrichtung den Heizstrom durch ihre temperaturbezogene Widerstandscharakteristik begrenzt, wodurch sie gegen Überhitzung schützt.
Gemäß einer einfachen, elektrischen Ausbildung der Gesamtheizvorrichtung sind die PTC-Widerstände in der PTC-Widerstands-Heizvorrichtung in einer Reihenschaltung, einer Parallelschaltung oder einer daraus gemischten Schaltung und die NTC-Widerstände in der leitungsseitigen NTC-Heizvorrichtung in einer Reihenschaltung, einer Parallelschaltung oder einer daraus gemischten Schaltung angeordnet, um die gewünschte Widerstandscharakteristik für alle Phasen des Trocknungsverfahrens zu erhalten.
Die Ausbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die PTC- und NTC-Widerstände vorzugsweise als Platten und elektrische, plattenförmige Kontaktkörper und/oder plattenförmige Kühlkörper mit Kühlrippen ausgebildet sind und dass die Kontaktkörper und die Kühlkörper in der PTC-Widerstands-Heizvorrichtung und leitungsseitigen NTC-Heizvorrichtung mit den PTC-Widerständen und den NTC-Widerständen in Kontakt stehen, wobei diese Widerstände zu dem Gesamtheizungssystem gehören.
Der thermische Kontakt zwischen der PTC-Widerstands-Heizvorrichtung und der leitungsseitigen NTC-Heizvorrichtung erfolgt folgendermaßen: mindestens ein PTC-Widerstand kontaktiert elektrisch und thermisch eine Oberfläche von mindestens einem Kühlkörper, und mindestens ein NTC-Widerstand kontaktiert elektrisch und thermisch die andere Oberfläche.
Die Erfindung wird nun anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Trocknungskreises eines Wäschetrockners,
2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Gesamtheizvorrichtung aus NTC- und PTC-Widerständen, die in den Luftkanal des Trocknungskreises eingefügt werden kann,
3 eine Schaltungsanordnung für das Heizelement der 2,
4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Gesamtheizvorrichtung aus NTC- und PTC-Widerständen, die in den Luftkanal des Trocknungskreises eingefügt werden kann, und
5 eine Schaltungsanordnung für das Heizelement der 4.
Die 1 zeigt schematisch einen geschlossenen Kreislauf für die Trocknungsluft eines Wäschetrockners. Die zu trocknende Wäsche wird in eine Trocknertrommel 2 gesteckt und dann durch die sich drehende Trocknertrommel 2 in Umlauf gebracht. Die Trocknertrommel 2 dreht sich um eine Achse 3. Die Vorderseite der Trocknertrommel 2 ist mit einem Luftkanal 7 verbunden, der ein Gebläse 4 aufweist, das die Trocknungsluft aus der Trocknertrommel 2 absaugt und sie durch einen folgenden Kondensator 8 treibt. Dadurch wird die Trocknungsluft abgekühlt und ihr das Wasser entzogen. Nachdem die Trocknungsluft durch den Kondensator 8 durchgegangen ist, wird sie durch einen Luftkanal 9 und ein folgendes Widerstandsheizelement 1 in einen Luftkanal 5 geschickt, und dann kehrt sie in die entgegengesetzte Seite der Trocknertrommel 2 zurück. Die entwässerte und aufgeheizte Trocknungsluft absorbiert dann erneut Feuchtigkeit aus der Wäsche 6 und wird wieder durch den Trocknungsluftkreis in Umlauf gebracht.
Wie aus der 2 zu erkennen ist, ist eine aus NTC- und PTC-Widerständen bestehende Gesamtwiderstandsheizvorrichtung am Übergang vom Luftkanal 9 zum Luftkanal 5 eingebaut. Diese Gesamtwiderstandsheizvorrichtung 1 besteht aus einer leitungsseitigen NTC-Heizvorrichtung VH und einer mit dieser in Reihe geschalteten PTC-Widerstands-Heizvorrichtung WH. In der leitungsseitigen NTC-Heizvorrichtung VH sind zwei NTC-Widerstände NTC₁ und NTC₂ vorhanden, denen zwei parallelgeschaltete PTC-Widerstände PTC₁ und PTC₂ oder PTC₃ und PTC₄ folgen.
Die Phase L einer Wechselspannung wird einem plattenförmigen Metallkontaktkörper KK zugeführt. Der Metallkontaktkörper KK ist elektrisch und thermisch mit den beiden plattenförmigen NTC-Widerständen NTC₁ und NTC₂ verbunden. Die NTC-Widerstände NTC₁ und NTC₂ sind elektrisch und thermisch über plattenförmige, Kühlrippen aufweisende Metallkühlkörper K₁ mit den zwei PTC-Widerständen PTC₁ und PTC₂ oder PTC₃ und PTC₄ verbunden. Die beiden PTC-Widerstände PTC₁ und PTC₂ oder PTC₃ und PTC₄ sind elektrisch parallelgeschaltet. Metallkühlkörper K₂ sind mit dem Nullpol N der Wechselspannung verbunden. Die Metallkühlkörper K₁ und K₂ können ebenfalls miteinander in elektrisch leitender Weise verbunden sein, so dass die beiden NTC-Widerstände NTC₁ und NTC₂ auch parallelgeschaltet sind. Mehrere parallelgeschaltete, elektrisch und thermisch verbundene NTC-Widerstände können auch zwischen den Metallkontaktkörpern KK und dem Metallkühlkörper bzw. den Metallkühlkörpern K₁ angeordnet sein. Mehr als zwei parallelgeschaltete PTC-Widerstände können auch zwischen den Metallkühlkörpern K₁ und K₂ angeordnet sein. Die Widerstandscharakteristik der Gesamtwiderstandsschaltung kann damit an die Bedingungen während eines Kaltstarts und einer Heizung optimal angepasst werden, und die Widerstandscharakteristik kann durch Auswahl der NTC- und PTC-Widerstände mit deren zugeordneten Eigenschaften, wie gewünscht, angepasst werden.
Wie in den Ausführungsbeispielen der 4 und 5 gezeigt ist, kann die aus den NTC- und PTC-Widerständen bestehende Gesamwiderstandsvorrichtung derart geändert und benutzt werden, dass die gewünschten Widerstandscharakteristiken erreicht werden. Die Gesamtwiderstandsvorrichtung 1 ist im Luftkanal LK zwischen den Luftkanälen 9 und 5 eingebaut. Die Phase L der Wechselspannung wird an einen Metallkontaktkörper KK angelegt. Der einzelne NTC-Widerstand arbeitet als leitungsseitige NTC-Heizvorrichtung VH, die elektrisch und thermisch mit einem anderen Metallkontaktkörper KK₁ verbunden ist.
Es sind drei parallelgeschaltete PTC-Widerstände PTC₁₁, PTC₁₂ und PTC₁₃ vorhanden, die als PTC-Widerstands-Heizvorrichtung WH zwischen dem Metallkontaktkörper KK₁ und einem ersten Metallkühlkörper K₁ arbeitet, während sich drei parallelgeschaltete PTC-Widerstände PTC₂₁, PTC₂₂ und PTC₂₃ zwischen den Metallkühlkörpern K₁ und K₂ befinden, wobei die letztgenannten PTC-Widerstände in Reihe mit parallelgeschalteten PTC-Widerständen PTC₃₁, PTC₃₂ und PTC₃₃ liegen. Schließlich sind vier parallelgeschaltete PTC-Widerstände PTC₃₁, PTC₃₂, PTC₃₃ und PTC₃₄ zwischen den Metallkontaktkörpern K₂ und K_n vorhanden. Der Nullpol N der Wechselspannung wird an den Metallkühlkörper K_n angelegt, der auch nur ein Metallkontaktkörper sein kann. Die Anzahl der NTC- und PTC-Widerstände in den Zweigen VH und WH der Reihenschaltung der Schaltungsanordnung der 5 kann größer oder kleiner sein, um die gewünschte Gesamtwiderstandscharakteristik für die Gesamtwiderstandsheizvorrichtung 1 zu schaffen.
Die NTC- und PTC-Widerstände werden gegenseitig über ihre thermische Verbindung aufgeheizt.
Die geometrische Anordnung der Heizvorrichtung der 4 vermindert den Spannungsunterschied zwischen den Metallkontaktkörpern KK und KK₁ sowie den Metallkühlkörpern K₁, K₂ und K_n und dem umgebenden Luftkanal LK, wie aus der Schaltungsanordnung der 5 zu ersehen ist, in der die Verbindungspunkte der Widerstände mit entsprechenden Bezugszeichen versehen sind.

Claims

Wäschetrockner mit einer PTC-Widerstands-Heizvorrichtung (WH) für die mittels eines Gebläses (4) durch die Trocknertrommel (2) geblasene Trocknungsluft, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus mindestens einem NTC-Widerstand (NTC₁, NTC₂, NTC) bestehende, leitungsseitige NTC-Heizvorrichtung, nämlich eine NTC-Heizvorrichtung (VH) auf der L-Phasenseite der angelegten Wechselspannung, mit der PTC-Widerstands-Heizvorrichtung (WH) in Reihe geschaltet ist und mindestens ein PTC-Widerstand der PTC-Widerstands-Heizvorrichtung (WH) mit einem NTC-Widerstand der leitungsseitigen NTC-Heizvorrichtung (VH) thermisch in Verbindung steht.
Wäschetrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den genannten NTC- und PTC-Widerständen bestehende Gesamtheizvorrichtung (1) in einem Luftkanal (9, 5) angeordnet ist, durch den die Trocknungsluft strömt.
Wäschetrockner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die leitungsseitige NTC-Heizvorrichtung (VH) den Einschaltstrom in der Kaltstartphase mittels ihrer temperaturbezogenen Widerstandscharakteristik begrenzt.
Wäschetrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die PTC-Widerstands-Heizvorrichtung (WH) den Heizstrom begrenzt und mittels ihrer temperaturbezogenen Widerstandscharakteristik gegen Überlast schützt.
Wäschetrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die PCT-Widerstände (PTC₁–PTC₄; PTC₁₁, PTC₁₂, PTC₂₁, PTC₂₂; PTC₃₂) in der PTC-Widerstands-Heizvorrichtung (WH) in einer Reihen-, Parallel- oder daraus gemischten Schaltung angeordnet sind und dass die NTC-Widerstände (NTC₁, NTC₂, NTC) in der leitungsseitigen NTC-Heizvorrichtung (VH) in einer Reihen-, Parallel- oder daraus gemischten Schaltung angeordnet sind.
Wäschetrockner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die PTC- und NTC-Widerstände die Form von Platten aufweisen und miteinander vorzugsweise mittels Plattenkontaktkörpern (KK) und/oder Plattenkühlkörpern (K₁, K₂, K_n) in Kontakt stehen, die mit Kühlrippen versehen sind, und dass die genannten Kontaktkörper und Kühlrippen in der PTC-Widerstands-Heizvorrichtung (WH) und der leitungsseitigen NTC-Heizvorrichtung (VH) die PTC- und NTC-Widerstände gemäß der Gesamtheizvorrichtung (1) verbinden.
Wäschetrockner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kühlkörper (K₁) mit einer Oberfläche mindestens einen PTC-Widerstand kontaktiert und mit einer anderen Oberfläche mindestens einen NTC-Widerstand kontaktiert.