EA018159B1

EA018159B1 - Прибор для сушки белья с устройством для определения влажности и способ работы такого прибора

Info

Publication number: EA018159B1
Application number: EA201070749A
Authority: EA
Inventors: Пилар Балерди Аспиликуэта; Иньиго Берасалусе Минондо; Эстер Падилья Лопес; Роберто Сан Мартин Санчо
Original assignee: Бсх Бош Унд Сименс Хаусгерете Гмбх
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2013-05-30
Also published as: WO2009080468A1; EA201070749A1; ATE511569T1; US20100263226A1; CN101903587B; EP2227585A1; CN101903587A; DE102007061519A1; EP2227585B1

Abstract

Изобретение относится к способу работы прибора (1) для сушки белья, а также к прибору (1) для сушки белья, который содержит барабан (2) для белья, контур циркуляции технологического воздуха с нагревателем, вентилятором и охлаждающим элементом (4) для охлаждения технологического воздуха и устройство (9) для определения влажности технологического воздуха, отводящегося из барабана (2) для белья. При этом устройство (9) для определения влажности содержит по меньшей мере один датчик температуры, расположенный за впуском охлаждающего элемента (4) для среды, проходящей через охлаждающий элемент (4), или для среды, находящейся в охлаждающем элементе (4), причем указанная среда представляет собой технологический воздух или хладагент, а по меньшей мере один датчик (11, 13), предназначенный для измерения выходной температуры (Та2, Те2) среды, расположен на выпуске охлаждающего элемента (4), и дополнительный датчик (10, 12), предназначенный для измерения входной температуры (Та1, Те1) среды, расположен на впуске охлаждающего элемента (4).

Description

Область техники

Изобретение относится к прибору для сушки белья с барабаном для белья, контуром циркуляции технологического воздуха с нагревателем, вентилятором и охлаждающим элементом для охлаждения технологического воздуха и устройством для определения влажности технологического воздуха, отводящегося из барабана для белья, и к способу работы такого прибора для сушки белья.

Уровень техники

Общеизвестен прибор для сушки белья с барабаном для белья, устройством определения влажности технологического воздуха, отводящегося из барабана для белья, и охлаждающим элементом для охлаждения технологического воздуха. Вода, конденсирующаяся из технологического воздуха, собирается в резервуар для жидкости или отводится через выпуск для воды. При этом известны приборы для сушки белья, которые обозначаются как конденсационные сушильные аппараты и содержат охлаждающий элемент, который перед вводом прибора для сушки белья в эксплуатацию заполняется хладагентом. Предпочтительно речь идет о водопроводной воде, которая заливается в охлаждающий элемент и, при необходимости, заменяется.

Также существуют приборы для сушки белья, которые содержат тепловой насос, предназначенный для конденсации влаги, содержащейся в технологическом воздухе. Такие тепловые насосы состоят, в частности, из компрессора и конденсатора, предназначенного для конденсации хладагента, а также испарителя, предназначенного для испарения хладагента. Технологический воздух, обтекающий испаритель, соответствующим образом охлаждается, в результате чего содержащаяся в нем влага, по меньшей мере, частично конденсируется.

Такие приборы для сушки белья предназначены для сушки белья и управляются устройством управления таким образом, что они способны определить остаточную влажность белья, чтобы автоматически остановить процесс сушки по достижении достаточной степени сухости. Благодаря этому можно сократить длительность сушки и соответственно расход энергии. Чтобы можно было это реализовать, такие приборы для сушки белья оснащаются устройством для определения влажности, которое в виде датчика влажности, соединенного с управляющим устройством, измеряет влажность непосредственно в выходящем из барабана для белья технологическом воздухе. Соответствующие датчики влажности производятся в зависимости от производителя в различных вариантах и по различным технологиям, но всегда выполняют непосредственное измерение влажности или содержания влаги в отводящемся от барабана для белья технологическом воздухе. Недостаток таких устройств заключается в том, что датчики влажности изготавливаются с большими трудозатратами и являются соответственно дорогими компонентами.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является усовершенствование прибора для сушки белья с устройством для определения влажности и способа работы такого прибора для сушки белья таким образом, чтобы можно было использовать компоненты, имеющие более простую конструкцию и благодаря этому более дешевые.

Эта задача решается прибором для сушки белья с устройством для определения влажности и прочими признаками, раскрываемыми в п.1 формулы изобретения, а также способом работы прибора для сушки белья с признаками, раскрываемыми в п.13 формулы изобретения. Преимущественные варианты исполнения изобретения раскрываются, в частности, в зависимых пунктах формулы.

В этом отношении предпочтителен прибор для сушки белья с барабаном для белья, контуром циркуляции технологического воздуха с нагревателем, вентилятором и охлаждающим элементом для охлаждения технологического воздуха и устройством определения влажности технологического воздуха, отводящегося из барабана для белья, причем устройство для определения влажности содержит по меньшей мере один датчик температуры. Такая конструкция позволяет обойтись без дорогих датчиков влажности, так как вместо датчика влажности для прямого измерения влажности применяется по меньшей мере один датчик температуры для косвенного определения влажности. При этом может быть достигнут срок службы датчика или датчиков, сравнимый со сроком службы датчика влажности. Датчики температуры в отличие от упомянутых датчиков влажности не требуют охлаждения, и точность измерения повышается.

По меньшей мере один датчик температуры располагается за впуском охлаждающего элемента для среды (например, технологического воздуха или хладагента), проходящей через охлаждающий элемент, или для среды (например, хладагента), находящейся в охлаждающем элементе. В такой конструкции технологический воздух уже мог передать латентную теплоту хладагенту, благодаря чему влага из технологического воздуха могла сконденсироваться.

Согласно изобретению среда представляет собой технологический воздух или хладагент, причем по меньшей мере один датчик, предназначенный для измерения выходной температуры среды, расположен на выпуске охлаждающего элемента, и дополнительный датчик, предназначенный для измерения входной температуры среды, расположен на впуске охлаждающего элемента.

В предпочтительном варианте по меньшей мере один датчик, предназначенный для измерения температуры технологического воздуха, расположен со стороны выпуска охлаждающего элемента. При измерении температуры технологического воздуха под термином со стороны выпуска охлаждающего

- 1 018159 элемента может пониматься как расположение датчика температуры в пределах охлаждающего контура охлаждающего элемента, так и предпочтительно расположение датчика температуры снаружи за охлаждающим контуром, например на выпуске охлаждающего элемента. Важно, чтобы технологический воздух смог к этому моменту передать хладагенту, по меньшей мере, столько латентной теплоты, чтобы влага могла сконденсироваться из технологического воздуха. Поскольку обычно не следует опасаться перегрева сушащейся одежды, пока она еще сырая, а технологический воздух содержит влагу в количестве предпочтительно вплоть до его насыщения, достаточно использовать один такой датчик температуры.

В частности, датчик температуры расположен за впуском охлаждающего элемента для хладагента с целью измерения температуры хладагента, проходящего через охлаждающий элемент (например, в теплообменнике).

Дополнительно или в качестве альтернативы датчик температуры может располагаться за впуском охлаждающего элемента для хладагента с целью измерения температуры хладагента, находящегося в охлаждающем элементе (например, в некоторых охлаждающих элементах с водяным охлаждением).

При измерении температуры хладагента под термином со стороны выпуска хладагента может пониматься как расположение датчика температуры предпочтительно в пределах охлаждающего контура охлаждающего элемента, так и расположение датчика температуры снаружи за охлаждающим контуром, например на выпуске охлаждающего элемента. Решающее значение в данном случае снова имеет способность технологического воздуха, находящегося за датчиком температуры, расположенным относительно него со стороны впуска, например на впуске охлаждающего элемента, к этому моменту передать хладагенту, по меньшей мере, столько латентной теплоты, чтобы влага могла сконденсироваться из технологического воздуха. Такая конструкция может быть выполнена в виде теплового насоса, в котором хладагент проходит через испаритель. Также возможен вариант исполнения для так называемого конденсационного сушильного аппарата, в котором хладагент, например водопроводная вода, по необходимости заливается в охлаждающий элемент.

Устройство для определения влажности предпочтительно выполнено и/или запрограммировано таким образом, чтобы оно определяло влажность на основании последовательности значений температуры, измеренных датчиком температуры во времени.

В частности, устройство для определения влажности выполнено и/или запрограммировано таким образом, чтобы оно определяло повышение входной температуры технологического воздуха или хладагента со стороны впуска и/или падение их выходной температуры со стороны выпуска (относительно охлаждающего элемента) на основании последовательности измеренных значений температуры технологического воздуха или хладагента во времени по сравнению с предыдущим значением температуры технологического воздуха или соответственно хладагента в области плато. Пока на охлаждающий элемент поступает технологический воздух с постоянной влажностью, охлаждающий элемент отбирает у него одинаковое количество влаги. Соответственно, измеряемая температура остается, в целом, постоянной. При снижении содержания влаги в технологическом воздухе по причине высушивания одежды в приборе для сушки белья технологический воздух отдает хладагенту не только латентную, а все в большей степени физическую теплоту. Таким образом, при измерении температуры технологического воздуха на основании падения температуры, в частности, на выпуске испарителя или охлаждающего элемента с течением времени можно судить об уменьшении влажности технологического воздуха. Соответственно, при измерении температуры хладагента на основании повышения температуры с течением времени можно судить об уменьшении влажности технологического воздуха. Также можно измерить разность температур между температурами на впуске и выпуске охлаждающего элемента и использовать ее для определения влажности (степени сухости). Это может быть осуществлено предпочтительно путем сравнения со значением разности температур в области плато, а также выражено в абсолютных величинах разности температур (например, при превышении или опускании ниже порогового значения разности температур).

При этом вследствие колебаний значений, обусловленных параметрами прибора и способа, под значением температуры в области плато следует понимать среднее значение соответствующего ряда отдельных значений, измеренных последовательно. Соответствующим образом могут быть определены и пороговые значения, превышение или опускание ниже которых используется как индикатор падения температуры технологического воздуха или повышения температуры хладагента.

Датчик температуры, предназначенный для измерения выходной температуры технологического воздуха, может быть расположен со стороны выпуска охлаждающего элемента, а дополнительный датчик температуры, предназначенный для измерения входной температуры технологического воздуха, может быть расположен со стороны впуска охлаждающего элемента. Согласно следующему варианту исполнения датчик температуры, предназначенный для измерения температуры хладагента, проходящего через охлаждающий элемент или находящегося в охлаждающем элементе, может быть расположен за впуском охлаждающего элемента для хладагента, а дополнительный датчик температуры, предназначенный для измерения входной температуры хладагента, может быть расположен со стороны впуска охлаждающего элемента. Таким образом, согласно соответствующим вариантам исполнения, которые могут

- 2 018159 применяться также в виде комбинации, могут быть получены два измеренных значения технологического воздуха или хладагента в области впуска или соответственно выпуска охлаждающего элемента, разность между которыми является более точной мерой для определения осушающего воздействия охлаждающего элемента. Косвенным образом на основании полученных данных можно также судить о влажности технологического воздуха, выходящего из барабана для белья, причем выводы будут более точными, чем в случае наличия только одного датчика температуры, расположенного, в частности, со стороны выпуска.

Предпочтительно размеры охлаждающего элемента выбраны таким образом и/или управляющее устройство предпочтительно выполнено и/или запрограммировано таким образом, чтобы при пропускании хладагента через охлаждающий элемент до датчика температуры не отбиралась вся влага у технологического воздуха.

Охлаждающий элемент, в частности, может представлять собой испаритель теплового насоса.

Предпочтительно датчик температуры представляет собой датчик управляющего устройства нагревательного элемента, предназначенного для регулирования температуры технологического воздуха. Таким образом, в особенно выгодном варианте можно использовать обычно уже имеющийся датчик температуры, т.е. может отпасть необходимость не только в датчике влажности, но и (в простейшем варианте исполнения) в дополнительном датчике температуры.

Разумеется, соответствующим образом выгоден способ работы прибора для сушки белья, согласно которому в барабан для белья подают предварительно нагретый нагревателем технологический воздух и затем отводят технологический воздух из барабана для белья через циркуляционный контур, в котором установлен охлаждающий элемент, при этом определяют влажность технологического воздуха, отводимого из барабана для белья, а влага, содержащаяся в технологическом воздухе, по меньшей мере, частично конденсируется при помощи охлаждающего элемента, причем определение влажности производится путем измерения по меньшей мере одного значения температуры среды, проходящей через охлаждающий элемент, или среды, находящейся в охлаждающем элементе, и анализа измеренной температуры. При этом указанная среда представляет собой технологический воздух или хладагент, причем влажность определяют путем измерения выходной температуры среды на выпуске охлаждающего элемента и измерения входной температуры среды на впуске охлаждающего элемента.

При этом для определения влажности предпочтительно определяется разность температур между значением выходной температуры, измеренной со стороны выпуска охлаждающего элемента, и значением входной температуры, измеренной со стороны впуска охлаждающего элемента.

Предпочтительно влажность определяется на основании последовательности измеренных значений температур или разности температур во времени. В частности, о снижении влажности свидетельствует повышение температуры технологического воздуха со стороны впуска и/или падение его температуры со стороны выпуска на протяжении последовательности измеренных значений температуры или разности температур технологического воздуха во времени относительно предыдущего значения температуры или соответственно разности температур технологического воздуха в области плато. Дополнительно или в качестве альтернативы о снижении влажности технологического воздуха может свидетельствовать падение входной температуры хладагента со стороны впуска и/или повышение его выходной температуры со стороны выпуска на протяжении последовательности измеренных значений температуры хладагента во времени относительно предыдущего значения температуры хладагента в области плато.

Предпочтительно о снижении влажности судят по увеличению разности между выходной температурой и входной температурой технологического воздуха или уменьшению разности между выходной температурой и входной температурой хладагента на основании последовательности измеренных разностей температур во времени относительно предыдущего значения разности указанных температур.

Такой прибор для сушки белья и способ работы прибора для сушки белья, включающий вышеупомянутые этапы, позволяет не только снизить стоимость благодаря применению дешевых датчиков температуры вместо датчиков влажности. Удивительным образом может быть также достигнуто увеличение срока службы прибора благодаря более длительному сроку службы датчиков температуры по сравнению с датчиками влажности. Еще одно преимущество заключается в том, что такие датчики температуры в отличие от датчиков влажности не требуют охлаждения, что дополнительно упрощает конструкцию и снижает эксплуатационные расходы. Удивительным образом при выполнении подобного косвенного измерения на основании измеренных температур вместо прямого измерения влажности может быть также достигнута повышенная точность.

Краткое описание фигур

Варианты исполнения изобретения подробно описываются ниже на основании схематичных чертежей, на которых изображено:

фиг. 1: прибор для сушки белья с компонентами, образующими устройство для определения влажности на основании косвенного измерения температуры;

фиг. 2: диаграмма, наглядно показывающая графики зависимости температуры технологического воздуха от его влажности;

фиг. 3: диаграмма с несколькими температурными кривыми, в частности кривыми зависимости

- 3 018159 температуры технологического воздуха в приборе для сушки белья согласно фиг. 1 от времени;

фиг. 4: еще одна подобная диаграмма в условиях применения теплообменника с КПД, сниженным по сравнению с фиг. 3;

фиг. 5: еще одна диаграмма, на которой приведены кривые зависимости температуры хладагента от времени.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 схематично показан прибор 1 для сушки белья с барабаном 2 для белья, который соединен по текучей среде с каналом 3 для циркуляционного или технологического воздуха. Во время процесса сушки нагретый циркуляционный воздух а обычно вдувается в барабан 2 для белья из канала 3 для циркуляционного воздуха при помощи непоказанного на фигуре вентилятора циркуляционного воздуха. В барабане технологический воздух при передаче тепла воспринимает влагу и снова отсасывается из барабана 2 для белья в канал 3 для циркуляционного воздуха, где он сначала охлаждается, чтобы, по меньшей мере, частично сконденсироваться. В целях охлаждения и конденсации технологического воздуха а в канал 3 для циркуляционного воздуха встроен охлаждающий элемент 4, который обдувается теплым влажным воздухом, отводящимся из барабана для белья 2. Для последующего нагрева охлажденного технологического воздуха в канал 3 для циркуляционного воздуха встроен нагревательный элемент 8. После нагрева сухой и теплый технологический воздух снова вдувается в барабан 2 для белья.

В представленном варианте исполнения охлаждающий элемент выполнен в виде испарителя 4, а нагревательный элемент - в виде конденсатора 8 теплового насоса 6. Тепловой насос 6 содержит также компрессор 5 и дроссель 14, которые, как показано и, в принципе, известно, объединены в контур посредством трубопровода 7, содержащего хладагент с. В конденсаторе 8 хладагент с переходит из газообразного в жидкое состояние, причем теплота отдается технологическому воздуху а. После этого хладагент с направляется в испаритель 4, в котором хладагент с испаряется. Соответственно, испаритель 4 отбирает тепло от технологического воздуха а, благодаря чему из технологического воздуха а конденсируется влага. Сконденсированная таким образом влага либо выводится из прибора наружу, либо собирается в резервуар для конденсата, не показанный на фигуре. При необходимости, после теплового насоса или соответственно конденсатора 8 может быть включен дополнительный нагревательный элемент, например электрический нагревательный элемент (не показан).

Для управления различными функциями такого прибора 1 для сушки белья этот прибор содержит управляющее устройство 9. В частности, управляющее устройство 9 выполнено и/или запрограммировано с возможностью определять влажность технологического воздуха а с целью управления дальнейшей работой в зависимости от влажности, в частности нагревом технологического воздуха и длительностью процесса сушки.

Кроме того, прибор 1 для сушки белья оснащен устройством для определения влажности, к которому в данном случае, помимо выполненного и/или запрограммированного соответствующим образом управляющего устройства 9, относится по меньшей мере один датчик 11 температуры или предпочтительно два и более датчиков 10-13 температуры. С помощью датчиков 10-13 температуры измеряется соответствующая температура Та1, Та2 технологического воздуха а или температура Те1, Те2 хладагента с. Точнее говоря, первый датчик 10 температуры встроен в канал 3 для циркуляционного воздуха со стороны впуска (выше по течению относительно) испарителя 4 и измеряет температуру Та1; второй датчик 11 температуры встроен в канал 3 для циркуляционного воздуха со стороны выпуска (ниже по течению относительно) испарителя 4 и измеряет температуру Та2; третий датчик 12 температуры встроен в трубопровод 7 для хладагента со стороны впуска (выше по течению относительно) испарителя 4 и измеряет температуру Те1; четвертый датчик 13 температуры встроен в трубопровод 7 для хладагента со стороны выпуска (ниже по течению относительно) испарителя 4 и измеряет температуру Те2. Значения или соответствующие сигналы температуры передаются на управляющее устройство 9, чтобы таким образом на основании косвенного способа измерения температуры судить о влажности технологического воздуха а.

Хотя указанные положения для датчиков 10, 11 температуры особо предпочтительны, могут быть выбраны и другие положения внутри испарителя 4 или в воздушном канале 3 на некотором удалении от испарителя 4, если между этими датчиками 10, 11 температуры расположен по меньшей мере один участок пути испарителя 4, на котором происходит конденсация влаги. Поскольку обычно в воздушном канале 3 располагается по меньшей мере один датчик температуры, предназначенный для измерения температуры технологического воздуха а и позволяющий управлять процессом сушки, необходимо соответственно поместить в канал 3 для циркуляционного воздуха всего лишь один дополнительный датчик температуры, что существенно дешевле, чем установка датчика влажности, непосредственно измеряющего влажность.

Согласно альтернативному варианту исполнения, который, однако, отличается несколько меньшей точностью измерения, измерение может выполняться при помощи только одного датчика температуры, а именно датчика 11, измеряющего температуру Та2 технологического воздуха а со стороны выпуска испарителя 4.

Датчики 12, 13 температуры хладагента могут использоваться в качестве альтернативы или дополнительно, как будет подробно описано ниже.

- 4 018159

На фиг. 2 представлена физиометрическая диаграмма, иллюстрирующая зависимость влажности Р от температуры Т технологического воздуха а. При этом для примера показана точка росы технологического воздуха а. Чем выше температура Т, тем выше влажность Р, если был принят максимальный объем влаги. Соответственно при охлаждении технологический воздух а теряет влагу, т.е. удаляется часть влаги, соответствующая снижению 6Т температуры.

Соответственно, в приборе для сушки белья можно определить на основании по меньшей мере одного измерения температуры, насколько снизилась влажность в охлаждающем элементе 4 или на этом элементе.

Если в приборе для сушки белья используется тепловой насос 6, например, согласно фиг. 1, то содержание влаги в технологическом воздухе а выгодным образом может быть косвенно определено на основании свойств такого теплового насоса 6. При этом рассматривают два принципиально разных вида измерения.

Если процесс сушки запущен, а белье, находящееся в барабане 2 для белья, наполнено влагой, то технологический воздух а, вдуваемый в барабан 2 для белья, поглощает некоторый объем влаги предпочтительно в идеальном случае - до предела насыщения (согласно фиг. 2). Соответственно, технологический воздух а выходит из барабана 2 для белья с высоким содержанием влаги. Этот технологический воздух а, отличающийся высокой влажностью, направляется на испаритель 4 теплового насоса 6 и охлаждается там. В результате охлаждения технологического воздуха а на испарителе 4 из этого воздуха должна сконденсироваться вода или влага, когда воздух достигнет точки росы и соответственно будет насыщен влагой.

Если технологический воздух а, достигнув точки росы, охлаждается дальше, то происходит теплообмен в испарителе 4 или с испарителем 4. При этом обмененное тепло состоит из латентного тепла (для конденсации влаги) и физического тепла (для снижения температуры технологического воздуха а или соответственно нагрева хладагента с в испарителе 4). В начале процесса сушки, когда влажность технологического воздуха а высока, латентное тепло в испарителе 4 значительно превышает физическое тепло. При снижении влажности технологического воздуха а повышается процентное содержание или доля физического тепла относительно доли латентного тепла.

В начале процесса сушки технологический воздух нагревается с течением времени. Соответственно, влажность технологического воздуха увеличивается с течением времени, пока не наступит равновесие, и в разных точках канала 3 для циркулирующего воздуха не установится постоянная в целом температура, пока сушащееся белье не начнет высыхать и отдавать меньше влаги технологическому воздуху а. Если процесс стабилен и достигнут постоянный поток технологического воздуха а и постоянный теплообмен в испарителе 4, то теплообмен технологического воздуха а в испарителе 4 повышается, в то время как физическое тепло велико или соответственно увеличивается, пока, наконец, влажность или содержание влаги в технологическом воздухе а на выпуске барабана 2 для белья не начнет снижаться.

Соответственно, путем измерения температуры технологического воздуха а на впуске и на выпуске испарителя 4 можно осуществить косвенное измерение влажности технологического воздуха а при выходе его из барабана 2 для белья. Путем определения соответствующих значений температуры управляющее устройство 9 может делать выводы о влажности технологического воздуха а и соответствующим образом управлять процессом сушки в приборе для сушки белья 1.

В варианте исполнения согласно фиг. 1 с двумя датчиками 10, 11 температуры, расположенными соответственно со стороны впуска и выпуска испарителя 4, управляющее устройство 9 сравнивает, меньше ли температура Та1, измеренная на впуске испарителя 4, чем температура Та2, измеренная на выпуске испарителя 4, и/или насколько она меньше, и определяет или соответственно анализирует разность между этими значениями. Достаточная сухость может быть определена, например, по превышению заданного порогового значения разности температур (абсолютная величина) или по тому, что изменение разности температур относительно разности температур на постоянном уровне р графика с течением времени превышает определенную величину (относительная величина).

В альтернативном втором варианте исполнения, в котором предусмотрен только один датчик 11 температуры, управляющее устройство 9 предпочтительно проверяет изменение температуры Та2(1) технологического воздуха а с течением времени и может определить наступление достаточной сухости, например, по превышению предварительно рассчитанного постоянного значения на определенную величину. А именно, если влажность по истечении некоторого периода, условия которого обеспечивали постоянство значений, начинает снижаться, то технологический воздух а воспринимает в испарителе 4 меньше латентной теплоты и больше физического тепла. Соответственно, температура технологического воздуха в испарителе 4 растет все сильнее. Соответственно, управляющее устройство 9 с помощью подходящей программы может определить, что измеряемая температура Та2(1) технологического воздуха а во времени на выпуске испарителя 4 уменьшается и, таким образом, снижается влажность технологического воздуха а. Однако по сравнению с первым вариантом исполнения этот эффект не может быть определен столь же точно, так как изменения процесса и окружающей среды не могут быть легко компенсированы. Так, при снижении влажности технологического воздуха а при той же мощности нагревательного устройства, затрачиваемой на последующий нагрев технологического воздуха а, этот воздух поступает в

- 5 018159 барабан 2 для белья менее нагретым и соответственно может отобрать меньше влаги от уже частично высушенного белья. Соответствующие меры управления позволяют добиться того, чтобы при снижающейся влажности технологического воздуха а изменялась и доля тепла, переносимая технологическим воздухом а на частично высушенное белье, что, в конечном счете, позволяет температуре технологического воздуха а на выходе из барабана 2 для белья увеличиваться во время цикла сушки. Этот эффект, в свою очередь, может быть компенсирован большей степенью физического охлаждения в испарителе 4 при пониженной влажности.

На фиг. 3 представлен пример цикла сушки в приборе 1 для сушки белья согласно фиг. 1, причем показаны графики температуры технологического воздуха а в различных точках воздушного канала 3. При этом указана соответствующая температура Т в зависимости от времени I. Поскольку в каждой точке измерения в опытных целях было установлено по два датчика температуры, то соответственно для каждого значения температуры в каждой точке приведено по две кривые. Максимальных значений температура на кривых к1 достигает на входе барабана 2 для белья или соответственно на выходе конденсатора 8. После начала цикла сушки технологический воздух а в течение первых примерно 40-50 мин остается относительно холодным и постепенно нагревается конденсатором 8 и, при необходимости, дополнительным, непоказанным нагревательным элементом, пока при неизменном режиме работы не будет достигнуто постоянное значение в области постоянных значений (плато) р графика. Область постоянных значений р простирается на диаграмме от отметки примерно 40-50 мин до отметки свыше 90 мин и соответствует периоду, в течение которого в приборе для сушки белья преобладают приблизительно постоянные условия, поскольку технологический воздух а отбирает у белья постоянное количество влаги, и постоянное количество влаги отбирается испарителем 4 у технологического воздуха а. В течение последующего периода, когда вследствие нарастающей сухости белья технологический воздух а воспринимает меньшее количество влаги, белье соответственно воспринимает больше тепла, так что температура к1 на входе барабана 2 для белья постепенно понижается до тех пор, пока не закончится цикл сушки.

Далее показана температура Та1 технологического воздуха а на впуске испарителя 4 или соответственно на выходе барабана 2 для белья. Эта температура Та1 постепенно повышается, пока не будут достигнуты постоянные условия работы или соответственно область постоянных значений р на графике. В области плато р температура достигает более или менее постоянного значения Та1р в области плато. В конце плато р или, в частности, за ним температура Та1 далее постепенно увеличивается при нарастающей сухости белья в барабане 2 для белья и соответственно меньшем количестве влаги, воспринимаемом технологическим воздухом а. В показанном примере постоянное значение Та1р температуры находится в диапазоне между почти 40 и 5°С.

Обычно фиксированные постоянные значения температуры не задаются или не определяются, так уже только количество сушащегося белья в барабане 2 для белья и его неравномерное вращение обусловливают различное количество влаги, отдаваемое технологическому воздуху а. Соответственно, управляющее устройство 9 предпочтительно определяет и использует пороговые значения выше и ниже таких постоянных значений, чтобы учесть эти практические особенности.

Кроме того, показана температура Та2 технологического воздуха а, измеряемая на выпуске испарителя 4. В начале цикла сушки, когда технологический воздух еще не воспринял сколько-нибудь заметного количества влаги, технологический воздух а сильно охлаждается испарителем 4 и лишь спустя несколько минут начинает плавно нагреваться до достижения температуры плато р.

Постоянное значение Та2р температуры Та2 на выпуске испарителя 4 составляет примерно 2530°С. Если белье отдает технологическому воздуху а все меньше влаги, то технологический воздух а все сильнее охлаждается испарителем 4, так что температура Та2 технологического воздуха а на выпуске испарителя 4 снова падает, т.е. принимает более низкие значения после прохождения плато р.

Соответственно, предпочтительно производится анализ температуры Та1 технологического воздуха а на впуске и температуры Та2 технологического воздуха а на выпуске испарителя 4 или соответственно охлаждающего элемента 4. По сравнению с анализом отдельных значений Та1(1) и Та2(1) температур во времени анализ их разности управляющим устройством 9 будет более точным. В пределах плато р разность 6Т1 между температурами Та2-Та1 на впуске и выпуске значительно меньше, чем разность 6Т2 между этими температурами после плато р. Обе разности 6Т1, 6Т2 температур показаны на диаграмме стрелками.

Описанные эффекты в значительной степени зависят от качества теплообменника или соответственно теплового насоса 6. В теплообменнике с низкой производительностью испаритель 4 не может забрать достаточно влаги из технологического воздуха а, вследствие чего влажность во время цикла сушки будет стабильнее. Если, дополнительно, часть влаги сможет выходить в окружающую среду, то влияние на температуру в области испарителя 4 будет еще более ослаблено, что приведет к осложнению проведения анализа управляющим устройством 9. Такая ситуация показана, например, на фиг. 4. Соответственно, предпочтителен прибор для сушки белья с максимально эффективным охлаждающим элементом или испарителем 4, который позволит максимально точно определить изменения температуры во времени или разности температур во времени. На фиг. 4 используются те же обозначения, что и на фиг. 3, т.е. справедливы те же пояснения, что и для фиг. 3. Отличие от фиг. 3 заключается в том, что разность тем

- 6 018159 ператур падает менее круто и что температуры в области плато незначительно отличаются от температур на фиг. 3.

Согласно следующему аспекту эффективность теплообмена в тепловом насосе зависит также от относительной влажности технологического воздуха а, проходящего через испаритель 4. В случае приведенного для примера теплообменника или его испарителя 4, у технологического воздуха а с повышенным содержанием влаги лучше эффективность теплообмена. Если во время цикла сушки влажность понижается, то эффективность теплообмена в теплообменнике или тепловом насосе соответственно падает.

На этом основан второй вид измерения. Этот эффект особенно ярко выражен в области испарителя 4, так как он работает ближе всего к точке росы технологического воздуха а. В испарителе 4 хладагент с переводится из жидкого состояния в газообразное. На выпуске испарителя 4 хладагент всегда должен находиться в газообразном состоянии без примесей жидкой фазы. Во время изменения агрегатного состояния температура хладагента с остается постоянной, пока в хладагенте не проявятся проводящие эффекты, или не будет иметь место значительное падение давления. Как только хладагент с полностью испарится, его температура начнет повышаться. Соответственно, эффективность теплообмена можно определить путем измерения температуры Те1 хладагента с на впуске испарителя и температуры Те2 хладагента с на выпуске испарителя 4 или предпочтительно в одной точке испарителя 4. Указанная эффективность изменяется в соответствии с вышеприведенными выводами в течение цикла сушки.

Соответственно, датчики 12, 13 температуры, используемые для измерения температуры Те1, Те2 хладагента с на впуске и выпуске испарителя 4, расположены на трубе испарителя 4 или соответствующей подводящей трубе на некотором расстоянии друг от друга, причем это расстояние предпочтительно меньше длины эффективной области трубы испарителя 4. Разумеется, вместо испарителя может быть применен другой охлаждающий элемент, который может использоваться аналогичным образом.

При снижении влажности технологического воздуха а во время цикла сушки теплообмен или его эффективность ухудшается, вследствие чего хладагенту для полного испарения требуется большее время, т.е. ему нужно пройти более длинный путь в испарителе 4. Соответственно, уменьшается разность температур между датчиком температуры, расположенным на впуске, и определенной точкой датчика 13 температуры, расположенного на выпуске или соответственно на некотором расстоянии от датчика 12 температуры, расположенного на впуске. Это можно считать мерой влажности технологического воздуха а или сушащегося белья.

Соответственно, согласно предпочтительной конструкции в холодильном контуре размещается два датчика 12, 13 температуры, так как разность бТс1, бТс2 температур Те2-Те1 хладагента с на выпуске и соответственно впуске испарителя 4, схематично показанная на фиг. 5, является более информативной, чем рассматриваемое отдельное значение температуры во времени 1. Применение двух датчиков температуры, с точки зрения конструкции и затрат, в любом случае существенно выгоднее, чем применение датчика, непосредственно измеряющего влажность. Однако согласно менее предпочтительному варианту исполнения возможно измерение посредством всего одного датчика 13 температуры в области испарителя 4 или конденсатора 8.

В этих вариантах исполнения, в которых критерием определения влажности технологического воздуха а является температура хладагента с, предпочтительно использовать прибор 1 для сушки белья с максимально эффективным тепловым насосом 6. Если производительность испарения в испарителе 4 станет слишком низкой, температура хладагента с вплотную приблизится к температуре технологического воздуха, в результате чего описанные эффекты могут исчезнуть.

На фиг. 5, например, показана диаграмма, сравнимая с диаграммами на фиг. 3 и 4. Однако показаны зависимости температуры Т хладагента с от времени 1. Снова наблюдается плато р в диапазоне, в котором имеют место постоянные условия работы. Однако в конце плато р отдельные температурные кривые быстро поднимаются или падают. Особенно отчетливо это видно по разности бТс2 температур на выпуске относительно разности бТс1 температур на впуске. Тем не менее, при использовании температуры хладагента с критерием сухости белья является не рост, а падение разностей бТс1. бТс2 температур.

Температура Те1 хладагента с на впуске испарителя измеряется первым (12) из датчиков температуры, показанных на фиг. 1. Этот датчик измеряет температуру хладагента на впуске или соответственно перед испарителем 4. Второй (13) из этих датчиков температуры с целью определения разности бТс1, бТс2 температур расположен на удалении % длины испарителя 4 или его эффективной длины.

Также могут измеряться значения температуры. Ср_ОИТ на выходе компрессора, Сб_3/4, Сб_7/8 на % или 7/8 длины конденсатора и Сб_ОИТ на выходе конденсатора 8. Кроме того, в опытных целях была измерена и представлена на графиках температура Сб_а1г_ОИТ окружающей среды на выходе конденсатора, температура Οά_ΙΝ на входе компрессора, температура Еу_ОИТ на выпуске испарителя, а также температура К2 окружающей среды.

Разумеется, предлагаемое изобретение не ограничивается описанными вариантами исполнения. Так, определение степени сухости при помощи датчиков температуры может быть применено и в сушильных машинах с отводом воздуха. Кроме того, этот способ пригоден как для отдельных сушильных машин, так и для стирально-сушильных машин.

- 7 018159

Перечень обозначений

- прибор для сушки белья;

- барабан для белья;

- воздушный канал;

- охлаждающий элемент, испаритель;

- компрессор;

- тепловой насос;

- трубопровод хладагента;

- конденсатор, нагревательный элемент;

- управляющее устройство;

10-13 - датчики температуры;

- дроссель;

а - технологический воздух;

с - хладагент;

ί.’6_ΙΝ - температура хладагента на входе компрессора;

Ср_ОиТ - температура хладагента на выходе компрессора;

Сб_ОИТ - температура хладагента на выходе конденсатора;

Сб_3/4 - температура хладагента на % длины конденсатора;

Сб_7/8 - температура хладагента на 7/8 длины конденсатора;

Сб_а1г_ОИТ - температура окружающей среды на выходе конденсатора;

6Т - уменьшение температуры;

6Т1 - разность температур технологического воздуха со стороны впуска;

6Т2 - разность температур технологического воздуха со стороны выпуска;

бТс1 - разность температур хладагента со стороны впуска;

бТс2 - разность температур хладагента со стороны выпуска;

Еу_ОИТ - температура хладагента на выпуске испарителя;

Р - содержание влаги;

р - область постоянных значений (плато);

( - время;

Т - температура;

Та1 - температура технологического воздуха со стороны впуска;

Та2 - температура технологического воздуха со стороны выпуска;

Та2(() - зависимость температуры технологического воздуха от времени;

Та1р - значение температуры технологического воздуха со стороны впуска в области плато; Та2р - значение температуры технологического воздуха со стороны выпуска в области плато; Те1 - температура хладагента со стороны впуска;

Те2 - температура хладагента со стороны выпуска;

Те2(() - зависимость температуры хладагента от времени;

к1 - температура на входе барабана для белья;

к2 - температура окружающей среды.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Прибор (1) для сушки белья, содержащий барабан (2) для белья, контур циркуляции технологического воздуха с нагревателем, вентилятором и охлаждающим элементом (4) для охлаждения технологического воздуха и устройство (9) для определения влажности технологического воздуха, отводящегося из барабана (2) для белья, причем устройство (9) для определения влажности содержит по меньшей мере один датчик температуры, расположенный за впуском охлаждающего элемента (4) для среды, проходящей через охлаждающий элемент (4), или для среды, находящейся в охлаждающем элементе (4), отличающийся тем, что указанная среда представляет собой технологический воздух или хладагент, причем по меньшей мере один датчик (11, 13), предназначенный для измерения выходной температуры (Та2, Те2) среды, расположен на выпуске охлаждающего элемента (4), и дополнительный датчик (10, 12), предназначенный для измерения входной температуры (Та1, Те1) среды, расположен на впуске охлаждающего элемента (4).
2. Прибор (1) по п.1, отличающийся тем, что датчик (11), предназначенный для измерения температуры (Та2) технологического воздуха, расположен на выпуске охлаждающего элемента (4).
3. Прибор (1) по п.1, отличающийся тем, что датчик (13) температуры расположен за впуском охлаждающего элемента (4) для хладагента с целью измерения температуры (Те2) хладагента, проходящего через охлаждающий элемент (4) или находящегося в охлаждающем элементе (4).
4. Прибор (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что устройство (9) для определения влажности выполнено и/или запрограммировано с возможностью определения влажности на основании последовательности значений (Та1((); Та2((); Те1((); Те2(()) температуры, измеренных датчи

- 8 018159 ком (11, 13) температуры, во времени.
5. Прибор (1) по п.4, отличающийся тем, что устройство (9) для определения влажности выполнено и/или запрограммировано с возможностью определения повышения входной температуры (Та1) и/или падения выходной температуры (Та2) технологического воздуха на основании последовательности измеренных значений (Та1(1); Та2(1)) температуры технологического воздуха во времени по сравнению с предыдущим значением температуры (Та2р) технологического воздуха в области плато.
6. Прибор (1) по одному из пп.4, 5, отличающийся тем, что устройство (9) для определения влажности выполнено и/или запрограммировано с возможностью определения падения входной температуры (Те1) и/или выходной температуры (Те2) хладагента на основании последовательности измеренных значений (Те2(1)) температуры хладагента во времени по сравнению с предыдущим значением температуры (Те2р) хладагента в области плато.
7. Прибор (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что датчик (11) температуры предназначен для измерения выходной температуры (Та2) технологического воздуха, а дополнительный датчик (10) температуры предназначен для измерения входной температуры (Та1) технологического воздуха.
8. Прибор (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что устройство (9) для определения влажности выполнено и/или запрограммировано с возможностью определения изменения разности (Та2-Та1; Те2-Те1) выходной температуры (Та2; Те2) указанной среды и входной температуры (Та1; Те1) указанной среды, в частности, относительно значения разности указанных температур в области плато.
9. Прибор (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что датчик (13) температуры, предназначенный для измерения выходной температуры (Те2) хладагента, расположен за впуском охлаждающего элемента (4) для хладагента, а дополнительный датчик (12) температуры предназначен для измерения входной температуры (Те1) хладагента.
10. Прибор (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что размеры охлаждающего элемента (4) выбраны таким образом и/или управляющее устройство выполнено и/или запрограммировано так, чтобы при пропускании хладагента через охлаждающий элемент до датчика (11, 13) температуры не отбиралась вся влага у технологического воздуха.
11. Прибор (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что охлаждающий элемент представляет собой испаритель (4) теплового насоса (6).
12. Прибор (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что датчик (10-13) температуры представляет собой датчик управляющего устройства нагревательного элемента, предназначенного для регулирования температуры технологического воздуха.
13. Способ работы прибора (1) для сушки белья, согласно которому в барабан (2) для белья подают предварительно нагретый нагревателем технологический воздух и затем отводят технологический воздух из барабана (2) для белья через циркуляционный контур, в котором установлен охлаждающий элемент (4), при этом определяют влажность технологического воздуха, отводимого из барабана (2) для белья, а влагу из технологического воздуха, по меньшей мере, частично конденсируют при помощи охлаждающего элемента (4), причем определение влажности производят путем измерения по меньшей мере одного значения (Та2; Те2) температуры среды, проходящей через охлаждающий элемент (4), или среды, находящейся в охлаждающем элементе (4), и анализа измеренной температуры (Та2; Те2), отличающийся тем, что указанная среда представляет собой технологический воздух или хладагент, причем влажность определяют путем измерения выходной температуры (Та2, Те2) среды на выпуске охлаждающего элемента (4) и измерения входной температуры (Та1; Те1) среды на впуске охлаждающего элемента (4).
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что влажность определяют на основании последовательности измеренных значений температур (Та2(1); Те2(1); Та1(1); Те1(1)) во времени.
15. Способ по п.13 или 14, отличающийся тем, что для определения влажности определяют разность (Та2-Та1; Те2-Те1) температур между значением выходной температуры (Та2; Те2) и входной температуры (Та1; Те1).
16. Способ по п.14, отличающийся тем, что о снижении влажности судят по повышению входной температуры (Та1) технологического воздуха (а) и/или падению его выходной температуры (Та2) на основании последовательности измеренных значений (Та2(1)) температуры технологического воздуха во времени относительно предыдущего значения (Та2р) температуры технологического воздуха в области плато.
17. Способ по п.14 или 16, отличающийся тем, что о снижении влажности технологического воздуха (а) судят по падению входной температуры (Те1) или повышению выходной температуры (Те2) хладагента на основании последовательности измеренных значений (Те1(1); Те2(1)) температуры хладагента во времени относительно предыдущего значения (Те2р) температуры хладагента в области плато.
18. Способ по одному из пп.14, 15, 17, отличающийся тем, что о снижении влажности судят по увеличению разности (Та2-Та1) между выходной температурой (Та2) и входной температурой (Та1) технологического воздуха или уменьшению разности (Те2-Те1) между выходной температурой (Те2) и входной температурой (Те1) хладагента на основании последовательности измеренных разностей температур во времени относительно предыдущего значения разности указанных температур в области плато.