WO2009010446A1 - Adsorptionstrockner - Google Patents

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receiving
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Andreas Stolze
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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    • D06F58/20—General details of domestic laundry dryers 
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • A47L15/42—Details
    • A47L15/48—Drying arrangements
    • A47L15/481—Drying arrangements by using water absorbent materials, e.g. Zeolith

Definitions

  • the invention relates to a drying device with at least one receiving space for receiving textiles and desiccant and a corresponding method.
  • DE 26 26 887 A1 shows a tumble dryer, is conducted in the heated air via a blower and a heater to a laundry and subsequently removes moisture from the laundry.
  • a desiccant container is interposed, so that air laden with moisture gets into the container and the
  • Desiccant adsorbs the moisture of the process air.
  • the drying agents used are preferably bead-type adsorptive drying agents based on zeolite. Due to the possibility of heat recovery, a favorable efficiency should be achieved.
  • From DE 43 38 366 A1 discloses a laundry treatment machine is known, in which the laundry can fall around in an at least approximately horizontally rotatably mounted laundry drum drum movements, which is brought to dry the laundry, this only indirectly via special water-permeable fabric parts with hygroscopic material in touch.
  • the hygroscopic material has polyacrylic resin granules which, however, must not touch the damp textile directly to avoid gel-like softening.
  • the drying device has at least one receiving space for receiving textiles and drying agent, as well as a vacuum pump for generating a negative pressure in the at least one receiving space. Due to the negative pressure, water evaporates from the textiles, spreads out in the receiving space and is absorbed by the desiccant. Thus, you need to apply no energy for air heating to dry the textiles. In addition, the negative pressure can be maintained even without high expenditure on equipment substantially lossless over a longer period. Also, the textiles do not need to be moved because the negative pressure acts evenly. In addition, the evaporation takes place at a comparatively low temperature. The drying rate depends inter alia on the level of negative pressure.
  • the heat of evaporation of the textiles evaporates relatively quickly until a residual quantity freezes.
  • the adsorption process is initially stopped, a drying is not possible in this state. If the waiting time is long enough, the thermal equilibrium causes the frozen water to be readjusted to the temperature of its environment and liquefied, but such a process can take a long time to dry completely.
  • the drying device further comprises a warm-up device for warming the textiles, preferably a heat radiator, in particular infrared radiator and / or a microwave radiator.
  • the microwave radiator is suitably tuned to the desiccant.
  • the textiles can still be warmed up to a comparatively low and also easily adjustable energy input so that a freezing of water is avoided, as a result of which the complete drying process can proceed much more quickly.
  • the warm-up device can also be switched on time-controlled, z. B. only a predetermined period of time after the beginning of a drying process.
  • the drying agent can be removed from the drying agent in a separate operation by heating the water again.
  • a fan is also provided for air cooling the desiccant. Since the desiccant and the textiles are interconnected by air, the heat of adsorption dissipated by the fan will also reach the textiles and heat them. Depending on the structure of the dryer and the amount of drying agent and textile then even the heating device can be omitted or need only be switched on at the beginning of drying. This results in a further reduced energy consumption of the dryer.
  • At least two interconnected receiving spaces are provided, namely at least a first receiving space for receiving the textiles and a second receiving space for receiving the desiccant. These can preferably be filled separately.
  • zeolite as a drying agent, since it is easy to handle, has a high adsorption effect and is easily regenerable.
  • FIG. 1 shows a sketch of a drying device in a cross-sectional view.
  • the dryer 1 has a first, upper receiving space 2 for receiving textiles 3, and a second, lower receiving space 4 for receiving desiccant 5, in this example zeolite-based.
  • the two receiving spaces 2, 4 are connected to each other via a connecting channel 6, which is secured at the upper receiving space 2 with a grate 7.
  • the receiving spaces 2, 4 are designed such.
  • the upper receiving space 2 has attached to its ceiling an infrared heater 9 for heating the textiles 3.
  • the infrared radiator 9 is controlled by a controller not shown), z. B. in the context of a predetermined program sequence.
  • the mass of the desiccant 5 here: zeolite
  • zeolite to vote on the maximum of the textiles 3 to be adsorbed water. Assuming maximum water loading, for example of 20% zeolite, 2.5 kg of zeolite are necessary for 500 g of water. This amount of water can be extracted from 1 kg of textiles with 50% initial residual moisture.
  • the textiles 3 to be dried are brought into the upper receiving space 2.
  • the zeolite 5 In the lower receiving space 4, the zeolite 5 must be present, be it that it is already stored there or is being introduced with the textiles 3.
  • the two-part receiving space 2,4 is then acted upon by the pump 8 with a negative pressure.
  • the zeolite 5 starts to adsorb the water from the laundry 3.
  • 9 energy is supplied by means of the infrared radiator. Drying temperature and drying speed can be determined via the power input of the infrared radiator. For example, with a connected load of 1500 W, the described 1 kg of textiles dry in about 15-20 minutes. After completion of the drying of the upper receiving space 2 is opened to remove the textiles 3 again.
  • the zeolite container 5 can be removed, for example, from the lower receiving space 4 and brought into the upper receiving space 2. There he can then be heated with the door open 10 to the optimum temperature for desorption, whereby the water held in the zeolite 5 evaporated and discharged through the door 10 into the external environment. For advantageous for a new drying subsequent cooling phase of the zeolite 5 can be brought back into the lower receiving space 4 and there, supported by a blower 11, cooled.
  • blower 1 1 can also be used to cool the zeolite under reduced pressure during the textile drying process, whereby the drying of the textile is further accelerated and can possibly be partially or completely drawn onto the infrared radiator 9. Until the next drying of the receiving space 2,4, should be completed airtight as possible, so that the zeolite 5 adsorbs no humidity, z. B. by airtight door seals.

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Abstract

Ein Trocknungsgerät mit mindestens einem Aufnahmeraum zur Aufnahme von Textilien und Trocknungsmittel weist eine Vakuumpumpe zur Erzeugung eines Unterdrucks in dem mindestens einen Aufnahmeraum auf. Ein Trocknungsverfahren umfasst ein Einbringen von Textilien und Trocknungsmittel, insbesondere auf Zeolith-Basis, in mindestens einen Aufnahmeraum wobei folgend ein Unterdruck in dem mindestens einen Aufnahmeraum erzeugt wird.

Description

Adsorptionstrockner
Die Erfindung betrifft ein Trocknungsgerät mit mindestens einem Aufnahmeraum zur Aufnahme von Textilien und Trocknungsmittel und ein entsprechendes Verfahren.
Um Schrumpfen bei der Trocknung von Wolle- oder Seidetextilien in einem Kondensations- oder Ablufttrockner zu vermeiden, dürfen diese während der Trocknung nicht beliebig umgewälzt werden, da sie durch Bewegung schrumpfen. Zudem ist in einem herkömmlichen Trockner die Temperaturbelastung der Textilien häufig recht hoch.
Zur Vermeidung einer Bewegung einer empfindlichen Textilie in einem herkömmlichen Wäschetrockner sind Körbe bekannt, die im Inneren der Trommel eines herkömmlichen Wäschetrockners fixiert sind und auf denen die Textilen liegen. Oftmals sind die Trocknungszeiten bei der Verwendung eines solchen Korbes bei hohem Energieverbrauch sehr lang.
Die DE 26 26 887 A1 zeigt einen Wäschetrockner, bei dem erwärmte Luft über ein Gebläse und eine Heizvorrichtung zu einer Wäsche geführt wird und folgend der Wäsche Feuchtigkeit entzieht. Im Luftführungssystem ist ein Trocknungsmittelbehälter zwischen- geschaltet, so dass mit der Feuchtigkeit beladene Luft in den Behälter gelangt und das
Trocknungsmittel die Feuchtigkeit der Prozessluft adsorbiert. Als Trocknungsmittel kommen vorzugsweise perlenförmige adsorptive Trocknungsmittel auf Zeolith-Basis zum Einsatz. Durch die Möglichkeit einer Wärmerückgewinnung soll ein günstiger Wirkungsgrad erzielt werden.
Aus DE 43 38 366 A1 ist eine Wäschebehandlungsmaschine bekannt, bei der die Wäsche in einer wenigstens annähernd horizontal drehbar gelagerten Wäschetrommel bei den Trommelbewegungen umherfallen kann, wobei zum Trocknen der Wäsche diese nur mittelbar über besondere wasserdurchlässige Gewebeteile mit hygroskopischem Material in Berührung gebracht wird. Das hygroskopische Material weist Polyacrylharz-Granulat auf, welches das feuchte Textil aber zur Vermeidung einer gelartigen Aufweichung aber nicht direkt berühren darf.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur schonenden und e- nergiesparenden Trocknung von Textilien, die insbesondere für einen herkömmlichen Trommeltrockner nicht geeignet sind, wie Wolle oder Seide, bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Trocknungsgerät nach Anspruch 1 und ein Trocknungsverfahren nach Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere den Unteransprüchen entnehmbar. Vorteilhaften Ausgestaltungen des Trocknungsgerätes entsprechen dabei vorteilhafte Ausgestaltungen des Trocknungsverfahrens und umgekehrt, auch wenn darauf hierin nicht in jedem Einzelfall hingewiesen wird.
Das Trocknungsgerät weist mindestens einen Aufnahmeraum zur Aufnahme von Textilien und Trocknungsmittel auf, als auch eine Vakuumpumpe zur Erzeugung eines Unterdrucks in dem mindestens einen Aufnahmeraum. Durch den Unterdruck verdunstet Wasser aus den Textilien, verteilt sich im Aufnahmeraum und wird durch das Trocknungsmittel aufgenommen. Somit braucht man zur Trocknung der Textilien keine Energie zur Lufterwärmung aufzubringen. Zudem kann der Unterdruck auch ohne hohen apparativen Aufwand im Wesentlichen verlustfrei über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden. Auch brauchen die Textilien nicht bewegt zu werden, da der Unterdruck gleichmäßig wirkt. Zu- dem läuft die Verdunstung bei vergleichsweise niedriger Temperatur ab. Die Trocknungsrate hängt unter anderem von der Höhe des Unterdrucks ab.
Bei stärkerem Unterdruck wird dem Wasser der Textilien Verdunstungswärme relativ schnell entzogen bis eine Restmenge gefriert. Dadurch wird der Adsorptionsvorgang zu- nächst gestoppt, eine Trocknung ist in diesem Zustand nicht weiter möglich. Bei genügend langer Wartezeit wird das gefrorene Wasser durch Wärmegleichgewichtsvorgänge wieder an die Temperatur seiner Umgebung angepasst und verflüssigt, jedoch kann ein solcher Vorgang bis zur vollständigen Trocknung der Textilien lange dauern.
Zur schnelleren Trocknung ist daher vorzugsweise vorgesehen, dass die Trocknungsvorrichtung ferner eine Aufwärmvorrichtung zum Aufwärmen der Textilien aufweist, vorzugsweise einen Wärmestrahler, insbesondere Infrarotstrahler und / oder einen Mikrowellenstrahler. Der Mikrowellenstrahler ist dabei günstigerweise auf das Trocknungsmittel abgestimmt. Dadurch können unter immer noch vergleichsweise geringem und zudem gut ein- stellbarem Energieeinsatz die Textilien so weit aufgewärmt werden, dass ein Gefrieren von Wasser vermieden wird, wodurch der vollständige Trocknungsvorgang weit schneller ablaufen kann. Die Aufwärmvorrichtung kann auch zeitgesteuert eingeschaltet werden, z. B. erst eine vorbestimmte Zeitdauer nach Beginn eines Trocknungsvorgangs.
Durch die Wärmevorrichtung kann dem Trocknungsmittel in einem gesonderten Vorgang durch dessen Erwärmung das Wasser wieder entzogen werden. Vorzugsweise ist ferner ein Gebläse zum Luftkühlen des Trocknungsmittels vorhanden. Da das Trocknungsmittel und die Textilien über Luft miteinander verbunden sind, wird die durch das Gebläse abgeführte Adsorptionswärme auch die Textilien erreichen und diese erwärmen. Je nach Aufbau des Trockners und der Menge an Trocknungsmittel und Textil kann dann sogar die Wärmevorrichtung entfallen oder braucht nur zu Beginn der Trocknung zugeschaltet werden. Es ergibt sich ein weiter reduzierter Energieverbrauch des Trockners.
Zur einfacheren Handhabung sind mindestens zwei miteinander verbundene Aufnahme- räume vorgesehen, nämlich mindestens ein erster Aufnahmeraum zur Aufnahme der Textilien und ein zweiter Aufnahmeraum zur Aufnahme des Trocknungsmittels. Diese können vorzugsweise getrennt befüllt werden.
Bei der oberen Anordnung braucht keine Drehung des mindestens einen Aufnahmeraums vorgesehen zu sein, es reichen vorzugsweise konstruktiv einfache abgedichtete Aufnahmeräume.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Zeolith als Trocknungsmittel, da es einfach zu handhaben, eine hohe Adsorptionswirkung zeigt und einfach regenerierbar ist.
Die Erfindung wird im folgenden Ausführungsbeispiel schematisch näher erläutert.
FIG 1 zeigt eine Skizze eines Trocknungsgeräts in Querschnittsansicht.
FIG 1 zeigt einen Zeolith-Adsorptionstrockner 1 für eine schonende Niedrigtemperatur-
Trocknung. Der Trockner 1 weist einen ersten, oberen Aufnahmeraum 2 zur Aufnahme von Textilien 3 auf, sowie einen zweiten, unteren Aufnahmeraum 4 zur Aufnahme von Trocknungsmittel 5, in diesem Beispiel auf Zeolith-Basis. Die beiden Aufnahmeräume 2, 4 sind über einen Verbindungskanal 6 miteinander verbunden, der am oberen Aufnahme- räum 2 mit einem Rost 7 abgesichert ist. Die Aufnahmeräume 2, 4 sind so ausgestaltet, z.
B. mit entsprechenden Dichtungen an einer jeweiligen Tür 10, dass sie einen durch eine Vakuum- bzw. Unterdruckpumpe 8 in ihnen erzeugten Unterdruck wirksam halten können. Der obere Aufnahmeraum 2 weist an seiner Decke angebracht einen Infrarotstrahler 9 zur Erwärmung der Textilien 3 auf. Der Infrarotstrahler 9 wird mittels einer Steuergeräts nicht gezeigt) gesteuert, z. B. im Rahmen eines vorbestimmten Programmablaufs. Allgemein ist die Masse des Trocknungsmittels 5 (hier: Zeolith) auf das maximal aus den Textilien 3 zu adsorbierende Wasser abzustimmen. Bei angenommener maximaler Wasserbeladung beispielsweise von Zeolith von 20% sind für 500 g Wasser 2,5 kg Zeolith notwendig. Diese Wassermenge kann 1 kg Textilien mit 50% Anfangsrestfeuchte entzo- gen werden.
Zu Beginn eines Trocknungsvorgangs werden die zu trocknenden Textilien 3 in den oberen Aufnahmeraum 2 verbracht. In dem unteren Aufnahmeraum 4 muss das Zeolith 5 vorhanden sein, sei es, dass es dort bereits gelagert ist oder mit den Textilen 3 einge- bracht wird. Der zweigeteilte Aufnahmeraum 2,4 wird dann mittels der Pumpe 8 mit einem Unterdruck beaufschlagt. Der Zeolith 5 beginnt, das Wasser aus der Wäsche 3 zu adsorbieren. Um das Wasser infolge der entzogenen Verdampfungswärme nicht gefrieren zu lassen, wird mittels des Infrarot-Strahlers 9 Energie zugeführt. Über den Leistungseintrag des Infrarotstrahlers können Trocknungstemperatur und Trocknungsgeschwindigkeit be- stimmt werden. Bei einer Anschlussleistung von 1500 W trocknen beispielsweise die beschriebenen 1 kg Textilien in ca. 15-20 min. Nach Beendigung der Trocknung wird der obere Aufnahmeraum 2 zur Entnahme der Textilien 3 wieder geöffnet.
Da das Adsorptionsvermögen von Zeolithen 5 begrenzt ist, muss er nach einer Anzahl von Trocknungen regeneriert werden. Dazu kann der Zeolith-Behälter 5 beispielsweise aus dem unteren Aufnahmeraum 4 entnommen und in den oberen Aufnahmeraum 2 verbracht werden. Dort kann er dann bei geöffneter Tür 10 bis zur für die Desorption optimalen Temperatur aufgeheizt werden, wodurch das im Zeolith 5 gehaltene Wasser verdampft und durch die Tür 10 in die äußere Umgebung abgegeben wird. Zur für eine neue Trocknung vorteilhaften anschließenden Abkühlphase kann der Zeolith 5 wieder in den unteren Aufnahmeraum 4 gebracht und dort, unterstützt durch ein Gebläse 11 , abgekühlt werden. Das gleiche Gebläse 1 1 kann auch dazu eingesetzt werden, während des Textil- trocknungsvorgangs den Zeolithen bei Unterdruck abzukühlen, wodurch die Textiltrock- nung weiter beschleunigt wird und ggf. auf den Infrarot-Strahler 9 teilweise oder ganz ver- ziehtet werden kann. Bis zur nächsten Trocknung sollte der Aufnahmeraum 2,4, möglichst luftdicht abgeschlossen werden, damit der Zeolith 5 keine Luftfeuchtigkeit adsorbiert, z. B. durch luftdichte Türdichtungen.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Bezugszeichenliste
1 Trockner
2 oberer Aufnahmeraum 3 Textilien
4 unterer Aufnahmeraum
5 Trocknungsmittel
6 Verbindungskanal
7 Rost 8 Vakuumpumpe 9 Infrarotstrahler
10 Tür
1 1 Gebläse

Claims

Patentansprüche
1. Trocknungsgerät (1 ) mit mindestens einem Aufnahmeraum (2, 4) zur Aufnahme von Textilien (3) und Trocknungsmittel (5), dadurch gekennzeichnet, dass es eine Va- kuumpumpe (8) zur Erzeugung eines Unterdrucks in dem mindestens einen Aufnahmeraum (2, 4) aufweist.
2. Trocknungsgerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es ferner eine Aufwärmvorrichtung (9) zum Aufwärmen der Textilien (3), insbesondere einen Infra- rotstrahier und / oder einen Mikrowellenstrahler umfasst.
3. Trocknungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Gebläse (1 1 ) zum Luftkühlen des Trocknungsmittels (5) aufweist.
4. Trocknungsgerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Aufnahmeraum zwei miteinander verbundene Aufnahmeräume (2, 4) umfasst, von denen ein erster Aufnahmeraum (2) zur Aufnahme der Textilien (3) und ein zweiter Aufnahmeraum (4) zur Aufnahme des Trocknungsmittels (5) vorgesehen ist.
5. Trocknungsgerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Aufnahmeraum (2, 4) nicht-drehend betreibbar ist.
6. Trocknungsgerät (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknungsmittel ein Zeolith (5) umfasst.
7. Trocknungsverfahren, aufweisend ein Einbringen von Textilien (3) und Trocknungsmittel (5), insbesondere umfassend ein Zeolith, in mindestens einen Aufnahmeraum (2, 4), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgend ein Erzeugen eines
Unterdrucks in dem mindestens einen Aufnahmeraum (2, 4) aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner ein Aufwärmen der Textilien (3) während des Unterdrucks aufweist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es das Aufwärmen der Textilien (3) mittels Infrarot- und / oder Mikrowellenstrahlung umfasst.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen in den mindestens einen Aufnahmeraum (2, 4) ein Einbringen der Textilien (3) in einen ersten Aufnahmeraum (2) und ein Einbringen des Trocknungsmittels (5) in einen zweiten Aufnahmeraum (4), der mit dem ersten Aufnahme- räum (2) verbunden ist, vorsieht.
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