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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Wäsche sowie
eine Trocknungsvorrichtung des Typs Trocknungsmaschine oder Wäschetrockner,
die die Wäsche
mittels einer Luftströmung
trocknet.
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Der
Trocknungskreis dieser Trocknungsvorrichtungen umfasst üblicherweise
einen von der Außenumgebung
abgetrennten Trocknungsraum, wie beispielsweise einen Korb/eine
Tankeinheit, eine Ansaugeinheit, einen Wärmetauscher und eine Heizeinheit
mit elektrischen Widerständen.
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In
einem Trocknungskreis, der als der geschlossene Kreis bekannt ist,
wird die durch die Ansaugeinheit zugeführte Luftströmung durch
die elektrischen Widerstände
erwärmt
und zu dem Korb oder der Trommel befördert, wo sie durch Strömen durch die
feuchte Wäsche
bewirkt, dass das in den Geweben enthaltene Wasser verdampft. In
dem Wärmetauscher,
im Allgemeinen des atmosphärischen Typs,
wird feuchte Luft entweder durch eine kalte Wasserströmung oder
eine kühle
Luftströmung
gekühlt.
Aufgrund der Kühlung
kondensiert der Dampf und wird zusammen mit dem Kühlwasser
gesammelt und freigegeben. Die entfeuchtete Luft wird anschließend durch
die Ansaugeinheit angesaugt und veranlasst, zu rezirkulieren.
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Demgegenüber wird
in dem Fall eines Trocknungskreises, der als der offene Kreis bekannt
ist, die trocknende Luft von der Umgebung angesaugt und, nachdem
sie durch die Wäsche
geströmt
ist, wobei sie die Feuchtigkeit davon aufnimmt, wird sie direkt an
die Umgebung freigegeben.
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Die
Trocknungsvorrichtungen mit geschlossenem Kreis weisen einen hohen
Energieverbrauch auf und bieten eine geringe/mittlere Trocknungsleistung.
Die Trocknungsvorrichtungen mit offenem Kreis können, obwohl sie einen niedrigeren
Energieverbrauch aufweisen und eine bessere Trocknungsleistung als
diejenigen mit geschlossenem Kreis bieten, lediglich in Räumen betrieben
werden, die mit einer ausreichenden Ventilation versehen sind, wobei
die meisten von ihnen eine Zwangsventilation erfordern.
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Trocknungsmaschinen
für den
Heimgebrauch sind ebenfalls bekannt, die ein Basisgerät mit offenem
Kreis haben, das Ansaug- und Freigabeanschlüsse aufweist, an die separate
optionale Vorrichtungen von außen
angeschlossen werden können, um
die Trocknungsmaschine in eine Kondensiervorrichtung mit geschlossenem
Kreis umzuwandeln.
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Sowohl
die Kondensier- als auch die umwandelbaren Trocknungsmaschinen weisen
eine komplexe und teuere Struktur auf, und bei den umwandelbaren
Vorrichtungen ist es lediglich möglich,
die Umwandlung des Systems von einem offenen in ein geschlossenes
System vor der Installation, in beispielsweise einer Wäscherei,
durchzuführen,
da diese Umwandlung eine Änderung
der Größe der Trocknungsmaschine
erfordert.
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Ein
weiterer Nachteil der Trocknungsmaschinen entsprechend dem Stand
der Technik besteht darin, dass sie für unveränderte Umgebungsbedingungen
konzipiert sind, obwohl Ventilation, Temperatur und Feuchtigkeit
in dem Raum, in dem eine Trocknungsmaschine üblicherweise installiert ist,
in Wirklichkeit sowohl während
eines Tages als auch während
eines Jahres variabel und darüber
hinaus stark von den Heiz- und Belüftungsgewohnheiten der Bewohner
abhängig
sind.
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JP 2002282595 offenbart
einen Wäschetrockner
und einen entsprechenden Prozess entsprechend dem Oberbegriff der
Ansprüche
1 beziehungsweise 12.
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Dementsprechend
arbeiten Trocknungsmaschinen fast nie unter den bestimmten Bedingungen, für die sie
konzipiert wurden, und aus diesem Grund bieten sie keine optimale
Gesamtenergieleistung.
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Folglich
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein in eine Trocknungsvorrichtung
zu implementierendes Trocknungsverfahren bereitzustellen, das solche
Eigenschaften aufweist, dass die Gesamtenergieleistung verbessert
wird und ermöglicht wird,
dass die Trocknungsvorrichtung unter veränderlichen Umgebungsbedingungen
betrieben werden kann.
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Diese
und weitere Aufgaben werden mittels eines Verfahrens zum Trocknen
feuchter Wäsche
gelöst,
die in einem Trocknungsraum enthalten ist, der zumindest teilweise
gegen eine Außenumgebung isoliert
ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- – Zuführen einer
trocknenden Luftströmung
in den Trocknungsraum so, dass die trocknende Luft die Wäsche, die
getrocknet werden soll, überstreicht, um
zumindest einen Teil ihrer Feuchtigkeit zu entziehen;
- – Entfernen
von feuchter Luft von dem Trocknungsraum;
- – Messen
der Feuchtigkeit der Luft in der Außenumgebung;
- – Einstellen,
als eine Funktion der gemessenen Feuchtigkeit, der Strömungsrate
einer rezirkulierten Luftströmung,
die aus zumindest einem Teil der Luft, die von dem Trocknungsraum
entfernt ist, besteht, und Wiederzuführen der rezirkulierten Luftströmung, nachdem
sie zumindest teilweise entfeuchtet worden ist, zu der trocknenden
Luftströmung,
insbesondere,
- – Vergleichen
des gemessenen Feuchtigkeitswerts mit einem unteren Referenzschwellwert, und
- – in
dem Fall, bei dem der gemessene Feuchtigkeitswert niedriger als
der untere Schwellwert ist,
- – Freigeben
der gesamten Luft, die von dem Trocknungsraum entfernt ist, an die
Außenumgebung
und Anziehen einer entsprechenden Menge an Luft von der Außenumgebung,
um die trocknende Luftströmung
zu bilden, und
- – in
dem Fall, bei dem der gemessene Feuchtigkeitswert höher als
der untere Schwellwert ist,
- – Entziehen
zumindest eines Teils der Feuchtigkeit aus der Luft, die von dem
Trocknungsraum entfernt ist, und
- – Wiederzuführen mindestens
eines Teils der Luft, die von dem Trocknungsraum entfernt ist, nachdem
zumindest ein Teil der Feuchtigkeit davon entzogen worden ist, zu
der trocknenden Luftströmung.
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Das
Verfahren entsprechend der Erfindung kann mittels einer Wäschetrocknungsvorrichtung nach
Anspruch 9 ausgeführt
werden.
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Um
die Erfindung besser zu verstehen und deren Vorteile zu erkennen,
werden im Folgenden einige Ausführungsformen
davon als nicht einschränkende
Beispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren beschrieben,
wobei:
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1 eine
mehrstufige schematische Längsschnittdarstellung
einer Trocknungsmaschine entsprechend der Erfindung in einer ersten
Anwendungskonfiguration ist;
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2 eine
mehrstufige schematische Querschnittsdarstellung der Trocknungsmaschine
von 1 ist;
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3 eine
mehrstufige schematische Längsschnittdarstellung
einer Trocknungsmaschine entsprechend der Erfindung in einer zweiten
Anwendungskonfiguration ist;
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4 eine
mehrstufige schematische Querschnittsdarstellung der Trocknungsmaschine
von 3 ist;
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5 eine
Schnittdarstellung eines Ausschnitts der Trocknungsmaschine der 3 und 4 ist;
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6 eine
Schnittdarstellung eines Ausschnitts der Trocknungsmaschine der 1 und 2 ist;
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7 eine
schematische Darstellung des Steuersystems der Trocknungsmaschine
der 1 und 2 ist;
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8 ein
Steuerdiagramm der in den 1 und 2 dargestellten
Trocknungsmaschine ist.
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In
Bezug auf die 1 bis 7 umfasst
ein Wäschetrockner 1 ein
Gehäuse 2,
um einen Wäschesammelkorb
oder eine Trommel 3 aufzunehmen. Der Korb 3 ist
mit einer Einlassöffnung 4 für eine trocknende
Luftströmung 5 sowie
mit einer Auslassöffnung 6 für feuchte
Luft 7 versehen. Die Öffnungen stehen
mit einem Rohrleitungssystem mit daran angeschlossenen Ventilationseinrichtungen
in Verbindung, wie zum Beispiel mit einem Lüfterrad 8, das durch
einen Elektromotor 9 angetrieben wird, um die trocknende Luftströmung 5 durch
die Einlassöffnung 4 in
den Korb 3 zu befördern
und feuchte Luft 7 über die
Auslassöffnung 6 daraus
zu entfernen.
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Es
werden ebenfalls geeignete Heizeinrichtungen, die in einer wärmeaustauschenden
Beziehung zu der trocknenden Luft 5 angeordnet sind, wie beispielsweise
ein elektrischer Widerstand 10, bereitgestellt, die in
der Luftströmung 5 einströmseitig
der Einlassöffnung 4 angeordnet
und dazu geeignet sind, die Luft 5 zu erwärmen, bevor
sie in den Korb 3 eintritt.
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Kondensiereinrichtungen,
wie beispielsweise ein Wärmetauscher,
sind mit dem Rohrleitungssystem verbunden und sind dazu geeignet,
die feuchte Luft 7, die von dem Korb 3 entfernt
ist, zu entfeuchten.
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Die
Wäschetrocknungsmaschine 1 umfasst vorteilhafter
Weise des Weiteren Bewegungseinrichtungen für den Korb 3, um beispielsweise
zu veranlassen, dass sich die Wäsche
dreht und herumwirbelt, während
sie der trocknenden Luftströmung 5 ausgesetzt
ist. Diese Einrichtungen umfassen beispielsweise einen Elektromotor
(nicht dargestellt), der den Korb 3 vorzugsweise in abwechselnde
Richtungen dreht.
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Das
Rohrleitungssystem umfasst eine Ansaugöffnung 11, um die
Umgebungsluft 12 von außerhalb des Gehäuses 1 anzusaugen,
sowie eine Freigabeöffnung 13 zum
Freigeben der Luft an die Umgebung und es definiert, das heißt, bietet
innerhalb des Gehäuses 1:
- – einen
offenen Kreis 16, 15, 14, 17,
der zulässt, dass
die Ventilationseinrichtungen 8, 9 die Luft von
der Umgebung anziehen, sie zu dem Korb 3 befördern und
sie davon entfernen, um sie wieder an die Umgebung abzugeben, und
dass die Heizeinrichtungen 10 die Luft, die angezogen ist,
erwärmen,
bevor sie in den Korb 3 (offener Kreis) eintritt und
- – einen
geschlossenen Kreis 15, 16, der ermöglicht,
dass die Ventilationseinrichtungen 8, 9 die Luft
zu dem Korb 3 befördern
und sie davon entfernen, um sie wieder zu dem Korb 3 zu
befördern,
dass die Heizeinrichtungen 10 die Luft erwärmen, bevor
sie in den Korb 3 eintritt, und dass die Kondensiereinrichtungen 20, 21, 22 die
Luft entfeuchten, bevor sie erwärmt
wird (geschlossener Kreis), wobei Umschalteinrichtungen 18, 19 vorgesehen
sind, die wahlweise das Rohrleitungssystem auf den ersten und den
zweiten Kreis umstellen.
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In Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
ermöglichen
die Umschalteinrichtungen, dass die Trocknungsmaschine wahlweise
entweder mittels des offenen Kreises oder mittels des geschlossenen Kreises
betrieben wird.
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In Übereinstimmung
mit einer weiteren Ausführungsform
können
die Umschalteinrichtungen so eingestellt werden, um zu ermöglichen,
dass die Maschine gleichzeitig mittels des offenen Kreises und des
geschlossenen Kreises betrieben werden kann, wobei die Beziehung
zwischen den Strömungsraten in
dem offenen Kreis und in dem geschlossenen Kreis vorzugsweise nach
Wunsch eingestellt und festgelegt werden kann.
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Das
Rohrleitungssystem umfasst ein Luftabführrohr 14, das in
Fluidverbindung mit der Auslassöffnung 6 des
Korbs 3 steht, ein Zuführrohr 15,
das in Fluidverbindung mit der Einlassöffnung 4 des Korbs 3 steht,
ein Ansaugrohr 16, das in Fluidverbindung mit der Ansaugöffnung 11 steht,
sowie ein Freigaberohr 17, das in Fluidverbindung mit der
Freigabeöffnung 13 steht.
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In Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der Erfindung wird das Luftabführrohr 14 in
Fluidverbindung mit dem Zuführrohr 15 durch
Dazwischenschalten eines Zuführströmungsreglers 18 gebracht,
der dazu geeignet ist, den Strömungsdurchfluss
zwischen dem Luftabführrohr 14 und
dem Zuführrohr 15 einzustellen,
und das Luftabführrohr 14 wird
in Fluidverbindung mit dem Freigaberohr 17 durch Dazwischenschalten
eines Freigabeströmungsreglers 19 gebracht,
der dazu geeignet ist, die Strömung
zwischen dem Luftabführrohr 14 und
dem Freigaberohr 17 einzustellen. Demgegenüber wird das
Zuführrohr 15 in
Fluidverbindung mit dem Ansaugrohr 16 durch Dazwischenschalten
eines Ansaugströmungsreglers 18 gebracht,
der dazu geeignet ist, den Strömungsdurchfluss
zwischen dem Ansaugrohr 16 und dem Zuführrohr 15 einzustellen.
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In Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der Erfindung können
der Zuführströmungsregler 18,
der Ansaugströmungsregler 18 und
der Freigabeströmungsregler 19 entweder
unabhängig
voneinander oder abhängig
voneinander durch geeignete automatische Betriebseinrichtungen,
wie beispielsweise einen oder mehrere elektrische Antriebsmotoren 32,
betrieben werden.
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In Übereinstimmung
mit der in den Figuren dargestellten Ausführungsform sind der Zuführströmungsregler 18 und
der Ansaugströmungsregler 18 in
einer Zuführströmungsleiteinrichtung 18 vereinigt, die
dazu geeignet ist, das Zuführrohr 15 nach Wunsch
in Fluidverbindung mit entweder dem Luftabführrohr 14 oder dem
Ansaugrohr 16 zu bringen.
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Die
Zuführströmungsleiteinrichtung 18 ist vorteilhafter
Weise dazu geeignet, die zu dem Zuführrohr 15 zugeführte Luftströmung durch
Einstellen der einzelnen Strömungsraten
der Luftströmungen von
dem Luftabführrohr 14 und
dem Ansaugrohr 16 einzustellen (das heißt, zusammenzusetzen).
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In Übereinstimmung
mit einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird lediglich eine Leiteinrichtung (in den Figuren
nicht dargestellt) bereitgestellt, die dazu geeignet ist, die zu
dem Zuführrohr 15 zugeführte Luftströmung durch
Einstellen der einzelnen Strömungsraten
der Luftströmungen
von dem Luftabführrohr 14 und
dem Ansaugrohr 16 zusammenzusetzen, wobei die Leiteinrichtung
darüber
hinaus dazu geeignet ist, den Teil der Luftströmung von dem Luftabführrohr 14 direkt
zu dem Freigaberohr 17 umzuleiten, der nicht dem Zuführrohr 15 zugeführt wird.
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Die
Kondensiereinrichtungen werden vorteilhafter Weise durch einen Wärmetauscher 20, 21, 22 ausgeführt und
sind entlang des Weges des Luftabführrohrs 14 angeordnet,
das vorzugsweise das Gehäuse
davon ist.
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Demgegenüber ist
der Heizwiderstand 10 entlang des Weges des Zuführrohres 15 angeordnet, wobei
er vorzugsweise darin aufgenommen ist.
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In Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
erstreckt sich das in einer rohrförmigen Struktur ausgeführte Luftabführrohr 14 eines
vorzugsweise rechteckigen Abschnitts aus Kunststoff, der einen Flusenfilter 33 trägt, von
der Auslassöffnung 6 des Korbs 3 vorzugsweise
hin zu dem unteren Abschnitt des Trockners 1, wo das Rohr 14 eine
Kondensierkammer 20 definiert, die mit einem Kühlwassertank 21 bereitgestellt
ist, der aus dem Wassersystem mittels einer geeigneten Öffnung,
vorzugsweise einer Sprühdüse oder
eines Zerstäubers 22,
versorgt werden kann, die in der Wand des Luftabführrohrs 14 über einem
maximalen Wasserstand 24 angeordnet ist. Der Tank 21 fungiert
sowohl als ein Behälter
für das
kalte Wasser aus dem Wassersystem, das die aus dem Korb 3 entfernte
Luft kühlt,
wodurch deren Feuchtigkeit kondensiert, als auch als ein Kondensatsammeltank.
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An
dem untersten Punkt des Tanks 21 ist ein Auslass 25 bereitgestellt,
der mit geeigneten Entleerungseinrichtungen, wie beispielsweise
einer Pumpe 26, verbunden ist, die dazu geeignet sind,
entweder die gesamte oder einen Teil der in dem Tank 21 enthaltenen
Flüssigkeit
vorzugsweise sequenziell oder in Abständen abzulassen, um den maximalen
Wasserstand 24 aufrechtzuerhalten oder zu enthalten.
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Alternativ
dazu kann ein herkömmlicher Luft-/Luft-Kondensator
bereitgestellt werden, in dem ein geeignetes Lüfterrad, das vorteilhafter
Weise durch eine Steuereinheit ähnlich
der vorstehenden Steuerung der Sprühdüse 22 und der Entleerungspumpe 26 eine
kühlende
Luftströmung
befördert,
die die von dem Korb 3 entfernte Luft kühlt und dadurch folglich deren
Feuchtigkeit kondensiert.
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Das
Luftabführrohr 14,
wovon insbesondere ein Abschnitt ausströmseitig der Kondensierkammer 20 angeordnet
ist, wie dies in der Luftströmungsrichtung
zu sehen ist, mündet
in den Zuführumschalter 18,
der, neben der Fluidverbindung zu dem Luftabführrohr 14, eine Fluidverbindung
zu dem Zuführrohr 15 und
eine zu dem Ansaugrohr 16 aufweist.
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Der
Zuführumschalter 18 umfasst
vorteilhafter Weise ein Gehäuse 27,
vorzugsweise einer zylindrischen oder kegelförmigen Form, das mit drei Öffnungen 28, 29, 30 versehen
ist, die an unterschiedlichen Stellen bereitgestellt sind und die
die drei vorstehenden Verbindungen bilden, sowie ein Schließelement 31,
welches ebenfalls eine zumindest teilweise zylindrische oder kegelförmige Form
aufweist und drehbar in dem Gehäuse 27 aufgenommen
ist.
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Das
Schließelement 31 ist
entsprechend seiner Winkelposition relativ zu dem Gehäuse 27 des Zuführumschalters 18 dazu
geeignet, das Öffnen bzw.
Schließen
der Fluidverbindungen (Öffnungen 28, 29, 30)
des Zuführumschalters 18 zu
dem Ansaugrohr 16 und dem Luftabführrohr 14 einzustellen und
die jeweiligen Luftströmungen
zu dem Zuführrohr 15 umzuleiten.
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Das
Zuführrohr 15 erstreckt
sich von dem Zuführumschalter 18 zu
der Einlassöffnung 4 des Korbes 3.
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Das
Lüfterrad 8 ist
vorteilhafter Weise in dem Teil des Zuführrohrs 15 angeordnet,
der unmittelbar an den Zuführumschalter 18 angrenzt,
und vorzugsweise stimmen die Drehachsen des Motors 9 sowie des
Lüfterrades 8 mit
den Drehachsen für
die Einstellung des Schließelementes 31 überein.
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Der
Heizwiderstand 10 ist in dem Zuführrohr 15 ausströmseitig
des Lüfterrades 8,
wie anhand der Luftströmungsrichtung
zu sehen ist, angeordnet.
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Das
Ansaugrohr 16, das durch ein geeignetes Kunststoffrohr
oder geeignete Räume,
das/die in dem Gehäuse 2 der
Trocknungsmaschine 1 bereitgestellt ist/sind, gebildet
wird, erstreckt sich von der Ansaugöffnung 11 (die als
eine einzelne Öffnung,
ein Netz oder eine Vielzahl von Öffnungen
innerhalb des Gehäuses 2 bereitgestellt
werden kann) zu der Öffnung 29 des
Zuführumschalters 18,
wodurch die Zufuhr von Kühlluft 12 von
der Außenumgebung
ermöglicht
wird.
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Das
Freigaberohr 17, das durch ein geeignetes Kunststoffrohr
oder geeignete Räume,
das/die in dem Gehäuse 2 der
Trocknungsmaschine 1 bereitgestellt ist/sind, gebildet
wird, erstreckt sich von dem Strömungsregler 19,
der mit dem Luftabführrohr 14 verbunden
ist, vorzugsweise in einem Bereich davon ausströmseitig der Kondensierkammer 20,
zu der Freigabeöffnung 11 (die
beispielsweise als eine einzelne Öffnung, ein Netz oder eine
Vielzahl von Öffnungen
innerhalb des Gehäuses 2 bereitgestellt
werden kann).
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Der
Strömungsregler 19 umfasst
vorteilhafter Weise ein Gehäuse
einer vorzugsweise zylindrischen oder kegelförmigen Form, das mit zwei Öffnungen
versehen ist, die die Fluidverbindung zwischen dem Luftabführrohr 14 und
dem Freigaberohr 17 bilden, sowie ein Schließelement,
das eine zumindest teilweise zylindrische oder kegelförmige Form aufweist
und drehbar in dem Gehäuse
aufgenommen ist.
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Das
Schließelement
ist entsprechend seiner Winkelposition relativ zu dem Gehäuse des
Strömungsreglers
dazu geeignet, das öffnen
bzw. Schließen
der Fluidverbindung zwi schen dem Luftabführrohr 14 und dem
Freigaberohr 17 einzustellen, wodurch folglich die Luftströmung eingestellt
wird, die an die Außenumgebung
der Trocknungsmaschine 1 freigegeben wird.
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In Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
können
sowohl der Zuführumschalter 18 als auch
der Regler 19 der Auslassströmung automatisch durch geeignete
Antriebseinrichtungen, wie beispielsweise durch einen oder mehrere
Verstellmotoren 32, eingestellt werden, die durch eine
Steuereinheit 34 der Trocknungsmaschine 1 zu steuern
sind.
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Die
Trocknungsmaschine 1 umfasst vorteilhafter Weise Fühleinrichtungen 35,
die die Feuchtigkeit der Luft in der Umgebung außerhalb des Waschtanks 3 erfassen.
Diese Fühleinrichtungen 35 umfassen
einen Feuchtigkeitssensor 35, der an dem Gehäuse 2 vorzugsweise
an der Ansaugöffnung 11 angeordnet
ist. Der Feuchtigkeitssensor 35, vorzugsweise ein digitaler
Feuchtigkeitsmesser, der zum Messen der relativen Feuchtigkeit der
Luft außerhalb des
Korbes/der Tankeinheit 3 geeignet ist, ist mit der Steuereinheit 34,
wie beispielsweise einem Mikrocomputer, verbunden, die dazu geeignet
ist, die durch den Sensor 35 bereitgestellten Daten mit
den Vergleichswerten zu vergleichen, die vorteilhafter Weise durch
geeignete Arbeitstabellen oder -Kurven erhalten werden, die in den
verschiedenen Trocknungsprogrammen gespeichert oder daran angepasst
sind. Die Steuereinheit 34 ist wiederum mit dem Elektromotor 32,
der die Umschalteinrichtungen 18, 19 antreibt
(und vorteilhafter Weise auch mit der Kondensiereinrichtung, insbesondere
mit der Sprühdüse 22),
verbunden und ermöglicht,
deren Stromversorgung auf Basis der Sensordaten 35, das
heißt, auf
Basis des Ergebnisses des Vergleiches zwischen den Sensordaten 35 und
den gespeicherten Vergleichswerten, einzustellen.
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Die
Steuereinheit 34 kann hierin entweder eine einzelne zentrale
Komponente oder eine Vielzahl von dezentralen Einheiten sein, beispielsweise bestehend
aus mehreren direkt mit dem Motor oder den Motoren 32 verbundenen
Steuereinrichtungen, wodurch ein Datenverarbeitungsabschnitt auf
eine zentrale Art und Weise ausgeführt werden kann, wohingegen
ein anderer Datenverarbeitungsabschnitt direkt beispielsweise durch
die Sensoreinrichtung 35 oder den Steuerkreis des Motors 32 ausgeführt wird.
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Die
Steuereinheit 34 vergleicht einen durch den Sensor 35 gemessenen
Feuchtigkeitswert U_REL mit einem unteren Referenzschwellwert LIM_INF,
und in dem Fall, bei dem der gemessene Feuchtigkeitswert U_REL niedriger
als der untere Feuchtigkeitswert LIM_INF ist, beeinflusst sie mittels des
Motors 32 die Strömungsregler 18, 19 derart, dass
sie die gesamte Luft 7, die von dem Trocknungsraum (das
heißt,
von dem Korb 3) entfernt ist, an die Außenumgebung freigeben und eine
entsprechende Menge an Luft von der Außenumgebung anziehen, um die
trocknende Luftströmung 5 zu
bilden.
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In
dem Fall, in dem der gemessene Feuchtigkeitswert U_REL höher als
der untere Schwellwert LIM_INF ist, treibt die Steuereinheit 34 die
Strömungsregler 18, 19 sowie
die Kondensiereinrichtungen 20, 21, 22, 26 derart
an, dass sie mindestens einen Teil der Feuchtigkeit von der Luft 7,
die von dem Korb 3 entfernt ist, entziehen, und nachdem
mindestens ein Teil der Feuchtigkeit davon entzogen worden ist,
mindestens einen Teil der Luft 7, die von den Korb 3 entfernt
ist, wieder zu der trocknenden Luftströmung 5 zuführen.
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Des
Weiteren vergleicht die Steuereinheit 34 vorteilhafter
Weise den gemessenen Feuchtigkeitswert U_REL mit einem oberen Referenzschwellwert LIM_SUP,
der höher
ist, als der untere Schwellwert LIM_INF und, in dem Fall, in dem
der gemessene Feuchtigkeitswert U_REL höher als der obere Schwellwert
LIM_SUP ist, treibt die Steuereinheit 34 die Strömungsregler 18, 19 sowie
die Kondensiereinrichtungen 20, 21, 22, 26 derart
an, dass sie im Wesentlichen die gesamte Luft 7, die von
dem Trocknungsraum (Korb 3) entfernt ist, wieder zu der
trocknenden Luftströmung 5 zuführen, nachdem
zumindest ein Teil der Feuchtigkeit davon entzogen worden ist.
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In Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
werden, wenn die gemessene Feuchtigkeit in dem Bereich zwischen
dem unteren Schwellwert LIM_INF und dem oberen Schwellwert LIM_SUP liegt,
die Menge an Luft, die an die Außenumgebung freigegeben wird,
und die Menge an Luft 12, die von der Außenumgebung
angesaugt wird, reduziert, und die Menge an Luft 7, die
von dem Korb 3 entfernt ist und zu der trocknenden Luftströmung 5 wiederzugeführt ist,
wird in einer im Wesentlichen kontinuierlichen Art und Weise, vorzugsweise
proportional zu der Erhöhung
des gemessenen Feuchtigkeitswerts U_REL, erhöht, wie dies beispielsweise
in dem in 8 dargestellten Diagramm zu
sehen ist.
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Vorteilhafter
Weise wird, in dem Fall, in dem der gemessene Feuchtigkeitswert
U_REL zwischen dem unteren Schwellwert LIM_INF und dem oberen Schwellwert
LIM_SUP liegt, die Entziehung von Feuchtigkeit aus der Luft, die
von dem Trocknungsraum entfernt ist, vorzugsweise im Wesentlichen
proportional zu der Erhöhung
des gemessenen Feuchtigkeitswerts U_REL ebenfalls erhöht.
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Die
Funktionsweise des Trockners 1 entsprechend der Erfindung
wird im Folgenden beschrieben.
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In
dem Fall, in dem die Trocknungsmaschine 1 in einem gut
belüfteten
Raum installiert ist (U_REL < LIM_INF
e U_REL < LIM_SUP),
wobei es möglich ist,
dass der Dampf von der Trocknungsmaschine 1 freigegeben
wird, stellt die Steuereinheit 34, nach dem Vergleich zwischen
dem durch den Sensor 35 gemessenen Wert der Außenfeuchtigkeit
U_REL und dem unteren Schwellwert LIM_INF sowie dem oberen Schwellwert
LIM_SUP, die Trocknungsmaschine 1 mittels der Motoren 32 auf
einen Betriebsmodus des offenen Kreises, wie dies in den 1 und 2 dargestellt
ist, um.
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Die
Umgebungsluft wird durch die Ansaugöffnung 11 angesaugt
und durch das Lüfterrad 8 entlang
des Ansaugkanals 16 über
den Zuführumschalter 18 in
das Zuführrohr 15 befördert, in
dem die Luft durch den Widerstand 10 erwärmt wird,
bevor sie in den Korb 3 eintritt, wo sie bewirkt, dass
die in der Wäsche
enthaltene Feuchtigkeit verdampft. Die feuchte Luft wird über die
Auslassöffnung 6 von
dem Korb 3 entfernt und entlang des Luftabführrohrs 14 durch den
Strömungsregler 19,
der zu dem Freigaberohr 17 hin offen ist, befördert und über die
Freigabeöffnung 13 aus
der Trocknungsmaschine 1 heraus freigegeben.
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Bei
dieser Konfiguration verhindert der Zuführumschalter 18, dass
die Luft von dem Luftabführrohr 14 in
das Zuführrohr 15 eingezogen
werden kann, wie dies beispielsweise in der 6 zu sehen ist.
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In
dem Fall, in dem die Trocknungsmaschine 1 in einem schlecht
belüfteten
Raum (U_REL > LIM_INF
e U_REL > LIM_SUP)
installiert ist, wobei erforderlich ist, dass die trocknende Luft
innerhalb der Trocknungsmaschine 1 entfeuchtet wird, stellt
die Steuereinheit 34, nach dem Vergleich zwischen dem durch
den Sensor 35 gemessenen Wert der Außenfeuchtigkeit U_REL und dem
unteren Schwellwert LIM_INF sowie dem oberen Schwellwert LIM_SUP, die
Trocknungsmaschine 1 mittels der Motoren 32 auf
einen Betriebsmodus des geschlossenen Kreises, das heißt, auf
Kondensieren, wie dies in den 3 und 4 dargestellt
ist, um.
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Die
feuchte Luft, die über
die Auslassöffnung 6 von
dem Korb 3 entfernt wird, wird durch das Lüfterrad 8 über den
Flusenfilter 33 in das Luftabführrohr 14 eingezogen,
wobei sie darin durch die Kondensierkammer 20 strömt.
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Kühlwasser,
das aus dem Wassersystem entzogen wird, wird durch die Sprühdüse 22,
die vorzugsweise mit einem durch die Steuereinheit 34 gesteuerten
Magnetventil versehen ist, direkt zu dem Luftabführrohr 14 zugeführt, wodurch
darin, insbesondere in der Kondensierkammer 20, ein kalter
Nebel gebildet wird, und wird in dem Tank 21 gesammelt,
wodurch folglich eine Kaltwasserfläche über im Wesentlichen dem gesamten
erweiterten Bereich des Luftabführrohrs 14,
das heißt,
der Kondensierkammer 20, gebildet wird.
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Feuchte
Luft wird sowohl durch den kalten Nebel als auch durch die Kaltwasserfläche gekühlt, während sie
durch die Kondensierkammer 20 strömt, und wird durch das Kondensieren
der Feuchtigkeit entfeuchtet. Das Kondensat wird in dem Tank 21,
der das Kühlwasser
enthält,
gesammelt und wird sequenziell damit aus der Trocknungsmaschine 1 abgelassen.
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Die
entfeuchtete Luft wird von dem Luftabführrohr 14 über den
Zuführumschalter 18 zu
dem Zuführrohr 15 befördert, in
dem sie durch den Widerstand 10 wieder erwärmt wird,
bevor sie dem Korb 3 wiederzugeführt wird.
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Bei
dieser Konfiguration verhindert der Zuführumschalter 18 sowohl,
dass die Luft von dem Ansaugrohr 16 in das Zuführrohr 15 eingezogen
wird, als auch, dass die Luft von dem Luftabführrohr 14 in das Freigaberohr 17 freigegeben
wird, wie dies beispielsweise in den 4 und 5 zu
sehen ist.
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In
dem Fall, in dem der Raum, in dem die Trocknungsvorrichtung installiert
ist, mit einer solchen Ventilation versehen ist, die das Entleeren
einer Dampfmenge ermöglicht,
die zum Trocknen ausreichend ist, jedoch nicht zum Betreiben einer
Trocknungsmaschine mit offenem Kreis (U_REL > LIM_INF e U_REL < LIM_SUP) ausreichend ist, stellt die
Steuereinheit 34, nach dem Vergleich zwischen dem durch
den Sensor 35 gemessenen Wert der Außenfeuchtigkeit U_REL und dem
unteren Schwellwert LIM_INF sowie dem oberen Schwellwert LIM_SUP,
die Trocknungsmaschine 1 durch Betreiben der Motoren 32 auf
einen Hybridbetrieb um, bei dem die in das Zuführrohr 15 eingezogene
Zuführströmung mittels
des Zuführumschalters 18 aus
zwei Strömungen,
die eine gesteuerte Rate aufweisen, zusammengesetzt wird. Eine erste
Strömung
besteht aus Umgebungsluft, die von außerhalb der Trocknungsmaschine 1 über das
Ansaugrohr 16 angesaugt wird, und eine zweite Strömung besteht
aus wiederaufbereiteter entfeuchteter Luft, die von dem Luftabführrohr 14 angesaugt
wird. Die überschüssige Luft
in dem Luftabführrohr 14 wird über das
Freigaberohr 17 aus der Trocknungsmaschine 1 freigegeben.
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In Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
wird der Filter 33 in die Länge 14 des vertikalen Strömungsweges
eingesetzt und erstreckt sich entlang diesem, und die Strömungsweglänge selbst
definiert zumindest teilweise die Kondensierkammer 20 und
den Wassersammeltank 21.
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In Übereinstimmung
mit einer besonders vorteilhaften Entwicklung des erfindungsgemäßen Trocknungsverfahrens
wird der Schritt des Änderns der
Rate der trocknenden Luftströmung 5 vorzugsweise
als eine Funktion eines zuvor gemessenen Parameters, wie beispielsweise
als eine Funktion der Luftfeuchtigkeit U_REL außerhalb des Trocknungsraumes,
bereitgestellt. Dadurch wird auf vorteilhafte Weise ermöglicht,
dass ein schlechtes Luftfeuchtigkeits-Absorptionsvermögen (das
durch einen relativ hohen Feuchtigkeitswert, das heißt, Luftsättigungsgrad,
gekennzeichnet ist) durch Erhöhen
der Rate der trocknenden Luftströmung 5 und
entsprechend durch Erhöhen
der Menge an Luft, die die zu trocknende Wäsche überstreicht, kompensiert werden kann.
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Zu
diesem Zweck ist die Steuereinheit 34 der Trocknungsmaschine
dazu geeignet, die durch den Sensor 35 bereitgestellten
Daten mit Vergleichswerten zu vergleichen, die vorteilhafter Weise
durch geeignete Arbeitstabellen oder -Kurven erhalten werden, die
in den verschiedenen Trocknungsprogrammen gespeichert und an diese
angepasst sind. Die Steuereinheit 34 ist wiederum mit dem
Elektromotor 9 verbunden, der das Lüfterrad 8 antreibt,
um die Energiezufuhr des Motors 9 auf Basis der Daten von dem
Sensor 35, das heißt,
auf Basis des Ergebnisses des Vergleichs der Daten des Sensors 35 mit
den gespeicherten Vergleichswerten, einstellen.
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Alternativ
oder zusätzlich
zu dem Ändern
der Rate der trocknenden Luftströmung
als eine Funktion der Außenfeuchtigkeit
kann das Trocknungsverfahren außerdem
den Schritt des Änderns
der Geschwindigkeit (das heißt,
der Rate) der trocknenden Luftströmung 5 als eine Funktion
des Drucks oder der Rate dieser trocknenden Luftströmung 5 einströmseitig
der Einlassöffnung 4 des
Korbs 3, das heißt,
des Trocknungsraums, bereitstellen.
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Zu
diesem Zweck umfasst die Trocknungsvorrichtung Fühleinrichtungen, die dazu geeignet sind,
eine Größe zu erfassen,
die für
den Druck oder die Rate der Luftströmung 5 einströmseitig
der Einlassöffnung 4 kennzeichnend
ist.
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Die
Fühleinrichtungen
umfassen beispielsweise einen Drucksensor, der mit der Steuereinheit 34 verbunden
ist, die dazu geeignet ist, die durch den Drucksensor bereitgestellten
Daten mit den Vergleichswerten zu vergleichen, die vorteilhafter
Weise durch geeignete Arbeitstabellen oder -Kurven erhalten werden,
die in den verschiedenen Trocknungsprogrammen gespeichert und an
diese angepasst sind. Die Steuereinheit 34 ist wiederum
mit dem Motor 9 des Lüfterrades 8 verbunden
und stellt dessen Energiezufuhr auf Basis der Daten von dem Drucksensor,
das heißt,
auf Basis des Ergebnisses des Vergleichs der Daten des Drucksensors
mit den gespeicherten Vergleichswerten, ein.
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Beispielsweise
kann eine Druckerhöhung einströmseitig
der Einlassöffnung 4,
die für
eine Stagnation der Luftströmung 5 beispielsweise
aufgrund dessen kennzeichnend ist, dass die Einlassöffnung 4 durch
ein Wäschestück versperrt
ist, erfasst und als solche durch den Drucksensor und die Steuereinheit 34 identifiziert
werden, die entweder die Zufuhr zu den Ventilationseinrichtungen 8, 9 erhöhen kann,
um die Einlassöffnung 4 durch
einen großen
Luftstoß schnell
frei zu machen, wodurch aktiv eine hocheffiziente Trocknungsbedingung
wiederhergestellt wird, oder die Zufuhr zu den Ventilationseinrichtungen 8, 9 reduzieren
kann, um den Energieverbrauch der letzteren während eines ineffizienten Trocknungsschrittes
zu verringern, bis die Einlassöffnung 4,
wie beispiels weise durch die Bewegung des Korbes 3 oder das
Gewicht der Wäsche,
freigegeben wird.
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In Übereinstimmung
mit einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist die Steuereinheit 34 vorteilhafter Weise
dazu geeignet, die Energiezufuhr zu dem Widerstand 10 zu
verringern bzw. abzuschalten, bis der durch den Drucksensor erfasste
Druck auf den normalen Wert zurückkehrt,
das heißt,
auf einen Wert, der eine normale oder hohe Trocknungsleistung angibt.
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In Übereinstimmung
mit einer vorteilhaften Ausführungsform,
wie beispielsweise in den Figuren dargestellt, werden die Fühleinrichtungen
zum Messen der Rate oder des Druckes der trocknenden Luftströmung 5 durch
den Elektromotor 9 des Lüfterrades 8, das die
trocknende Luft 5 befördert,
versorgt. Dieser Motor 9 ist beispielsweise ein bürstenloser,
Asynchron-Induktionsmotor oder ein Kollektormotor, dessen Geschwindigkeit
und Drehmoment als eine Funktion des Arbeitspunktes des Lüfterrades 8 variieren,
der wiederum von der tatsächlichen
Einlassöffnung 4 des
Korbs 3 abhängig
ist.
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Ist
dies bekannt, wird, wenn die Öffnung 4 versperrt
ist, der Druck einströmseitig
der Öffnung 4 erhöht und die
Luftrate verringert werden, und folglich wird die Anzahl der Motorumdrehungen
erhöht
werden, wohingegen sein Drehmoment verringert werden wird, wobei
entweder die Anzahl der Umdrehungen des Lüfterrades 8 oder elektrische
Parameter des Motors 9 selbst, insbesondere das Frequenz-/Spannungs-Verhältnis (Hz/V),
als die Größe verwendet
werden können,
die für
den Druck oder die Rate der Luftströmung 5 einströmseitig
der Einlassöffnung 4 kennzeichnend
ist.
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Die
Rotordrehgeschwindigkeit kann beispielsweise mittels eines Messgebers
gemessen werden, wohingegen die elektrischen Größen durch geeignete Fühleinrichtungen
erfasst werden können, die
mit dem Motor 9 verbunden oder in der Steuereinrichtung
des Motors 9 oder in der Elektronik der Steuereinheit 34 enthalten
sind.
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Folglich
empfängt
die Steuereinheit 34 Signale bezüglich der elektrischen Parameter,
die an dem Motor 9 erfasst werden, und verarbeitet diese auf
eine Weise, die dem vorstehend dargelegten ähnlich ist.
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Die
Erfindung kann vorteilhafter Weise sowohl in Frontlader- als auch
in Toplader-Trocknungsmaschinen
oder -Wäschetrocknern
implementiert werden.
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Die
Erfindung bringt beachtliche Vorteile mit sich. Zunächst kann
dieses Trocknungsverfahren in einem einzelnen Gerät implementiert
werden, das an verschiedene Betriebstypen (offener Kreis, geschlossener
Kreis, kombinierter Kreis) angepasst werden kann, wobei in dem Betriebsmodus
des offenen Kreises die Entfeuchtungseinrichtungen 20, 21, 24, 25 26,
das heißt,
das Kondensiersystem, normalerweise deaktiviert sind, sie können jedoch
auch mittels der Steuereinheit 34 des Trockners, beispielsweise
in einer kontrollierten Art und Weise, aktiviert werden, um die
Feuchtigkeitsbelastung in der an die Umgebung freigegebenen Luft
in einer kontrollierten Art und Weise zu verringern.
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Die
Wäschetrocknungsmaschine
weist eine sehr einfache und stabile Struktur auf, in der der geschlossene
Kreis 14, 15 einen Teil des offenen Kreises 14, 15, 16, 17 bildet,
das heißt,
dass beide Kreise das Zuführrohr 14 und
das Luftabführrohr 14 gemeinsam
haben. Dadurch wird die Herstellung und Wartung des Gerätes erleichtert
und ist kosteneffizient.
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Aufgrund
der Umschaltbarkeit zwischen den offenen Trocknungs- und geschlossenen
Kondensierkonfigurationen sowie der Steuerung der jeweiligen Luftströmungen als
eine Funktion der Außenluftfeuchtigkeit
kann die Trocknungsmaschine einfach und automatisch an verschiedene
Installationsräume (sowie
an Änderungen
der Umgebungsbedingungen, die sogar während eines Trocknungsvorgangs
auftreten) angepasst werden und bietet eine hohe Trocknungsleistung,
indem das Feuchtigkeitsentsorgungsvermögen der Installationsumgebung
vollständig
ausgeschöpft
wird.
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Mit
dieser Erfindung ist möglich,
Ressourcen (sowohl im Hinblick auf Material als auch auf Energie) sowohl
in dem Herstellungsschritt als auch während der Verwendung des Gerätes einzusparen.
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Es
ist offensichtlich, dass Personen mit gewöhnlicher Erfahrung auf dem
Gebiet der Technik in der Lage sind, an dem Trocknungsverfahren
und der Wäschetrocknungsmaschine
entsprechend der Erfindung, die anstreben, mögliche und bestimmte Anforde rungen
zu erfüllen,
weitere Modifizierungen und Varianten auszuführen, die alle in den Schutzumfang der
Erfindung fallen, der in den folgenden Ansprüchen definiert ist.