CH701685A2

CH701685A2 - Wäschetrockner mit temperaturgesteuertem Zusatzwärmetauscher.

Info

Publication number: CH701685A2
Application number: CH02171/10A
Authority: CH
Inventors: Roland Gerig
Original assignee: V Zug Ag
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2011-02-28
Also published as: AU2011265517A1; CN102560988A; EP2468949B1; EP2468949A3; CH701685B1; PL2468949T3; SI2468949T1; EP2468949A2; DK2468949T3

Abstract

Im Prozessluftkreislauf eines Wäschetrockners mit Wärmepumpe ist ein Zusatzwärmetauscher (4) zwischen Trommel (1) und Verdampfer (6) vorgesehen. Er dient dazu, dem System Wärme zu entziehen, und gleichzeitig trägt er zur Trocknung der Prozessluft bei. Die Kühlleistung des Zusatzwärmetauschers (4) wird abhängig von einer Temperatur im Wärmepumpenkreislauf gesteuert. Hierzu ist zwischen dem Kondensator (3) und dem Drosselorgan (5) ein Temperatursensor (11) vorgesehen. Dies erlaubt es, ein Überhitzen sicher zu vermeiden.

Description

Gebiet der Erfindung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Wäschetrockner mit Wärmepumpe und Zusatzwärmetauscher sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb.

Hintergrund

[0002] Ein Wäschetrockner mit Wärmepumpe umfasst in der Regel eine Trommel zur Aufnahme der zu trocknenden Wäsche, die in einem Prozessluftkreislauf angeordnet ist. Im Prozessluftkreislauf wird erwärmte Prozessluft durch die Trommel geführt, dann wird sie zum Wasserentzug abgekühlt, wieder aufgeheizt und in die Trommel zurückgeführt. Weiter ist ein Wärmepumpenkreislauf vorgesehen, in welchem ein Medium durch einen Kondensator, ein Drosselorgan (Expansionsventil), einen Verdampfer und einen Kompressor zurück zum Kondensator geführt wird. Mit dem Kondensator wird die Prozessluft erwärmt und mit dem Verdampfer abgekühlt.

[0003] In CH 699 018 wird ein Wäschetrockner beschrieben, in dessen Prozessluftkreislauf ein Zusatzwärmetauscher angeordnet ist, um dem System Wärme zu entziehen. Der Betrieb des Zusatzwärmetauschers wird über die Temperatur der Prozessluft gesteuert.

[0004] In EP 1 983 095 wird ein Wäschetrockner beschrieben, in dessen Wärmepumpenkreislauf ein Zusatzwärmetauscher angeordnet ist, um dem System Wärme zu entziehen. Der Betrieb des Zusatzwärmetauschers wird über eine Temperatur im Wärmepumpenkreislauf gesteuert.

[0005] In beiden Fällen kann mit dem Zusatzwärmetauscher eine Überhitzung des Systems vermieden werden.

Darstellung der Erfindung

[0006] Es stellt sich die Aufgabe, einen Wäschetrockner bzw. ein Verfahren zu dessen Betrieb bereitzustellen, welcher bzw. welches eine gute Effizienz mit hoher Betriebssicherheit verbindet.

[0007] Diese Aufgabe wird vom Gegenstand der unabhängigen Ansprüche erfüllt.

[0008] Demgemäss ist im Wärmepumpenkreislauf mindestens ein Temperatursensor angeordnet. Weiter weist der Wäschetrockner eine Steuerung auf, mit der eine vom Zusatzwärmetauscher dem Prozessluftkreislauf entziehbare Wärmeleistung abhängig vom Signal des Temperatursensors steuerbar ist.

[0009] Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass die Anordnung des Zusatzwärmetauschers im Prozessluftkreislauf von Vorteil ist, da auf diese Weise im Zusatzwärmetauscher der Prozessluft gleichzeitig Wärme und auch Feuchtigkeit entzogen werden kann, was die Trockenwirkung verbessert. Andererseits wird nun der Zusatzwärmetauscher aber, obwohl er im Prozessluftkreislauf angeordnet ist, nicht von einer Temperatur im Prozessluftkreislauf gesteuert. Vielmehr wird er von einer Temperatur im Wärmepumpenkreislauf gesteuert. Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass bei einer Überhitzung des Systems zuerst der Wärmepumpenkreislauf Schaden nimmt, so dass in der erfindungsgemässen Lösung eine höhere Sicherheit erreicht wird.

[0010] Demgegenüber wird bei bekannten Lösungen, die den Zusatzwärmetauscher im Prozessluftkreislauf anordnen, dessen Leistung durch eine Temperatur des Prozessluftkreislaufs gesteuert. Eine Temperatur, die bei bekannten Lösungen im Wärmepumpenkreislauf gemessen wird, dient andererseits nur zur Steuerung eines Zusatzwärmetauschers im Wärmepumpenkreislauf. Bei der erfindungsgemässen Lösung ist der Zusatzwärmetauscher im Prozessluftkreislauf angeordnet, doch wird er dennoch über eine Temperatur des Wärmepumpenkreislaufs gesteuert, was in der oben erwähnten Weise gleichzeitig zu höherer Effizienz und Sicherheit führt.

[0011] Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zu einem entsprechenden Betrieb des Wärmetauschers,

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0012] Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figur. Diese zeigt ein Blockdiagramm der wichtigsten Komponenten des Wäschetrockners.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0013] Der Wäschetrockner nach Fig. 1besitzt eine Trommel 1 zur Aufnahme der zu trocknenden Wäsche. Es ist ein Prozessluftkreislauf vorgesehen (welcher in Fig. 1 mit durchgezogenen Linien dargestellt ist), in welchem erwärmte Prozessluft durch die Trommel 1 geleitet, sodann abgekühlt und danach wieder aufgeheizt und zurück in die Trommel 1 geführt wird.

[0014] Im Prozessluftkreislauf, insbesondere vor der Trommel 1, kann eine optionale elektrische Zusatzheizung (Startheizung) 9 vorgesehen sein, welche es erlaubt, der Prozessluft gezielt Wärme zuzuführen, z.B. beim Starten des Geräts, oder sie kann verwendet werden, um das Temperaturniveau im Prozessluftkreislauf allgemein anzuheben. Ein Gebläse 10 dient zum Umpumpen der Prozessluft.

[0015] Weiter ist ein Wärmepumpenkreislauf vorgesehen (wobei der Pfad des vom Wärmepumpenkreislauf geförderten Mediums in Fig. 1 mit gepunkteten Linien dargestellt ist). Das Medium wird von einem Kompressor 2 zu einem Kondensator 3 gefördert, dann über ein Drosselorgan 5, z.B. in Form einer Kapillaren oder eines Expansionsventils, zu einem Verdampfer 6 und dann wieder zurück zum Kompressor 2. Der Verdampfer 6 dient dazu, die Prozessluft abzukühlen und ihr auf diese Weise Wasser zu entziehen, während der Kondensator 3 dazu dient, die Prozessluft wieder zu erwärmen, so dass sie neues Wasser aufnehmen kann.

[0016] Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich, ist im Prozessluftkreislauf ein Zusatzwärmetauscher 4 vorgesehen. Wie eingangs erwähnt, dient er dazu, dem Prozessluftkreislauf Wärme zu entziehen. Vorzugsweise ist er zwischen der Trommel 1 und dem Verdampfer 6 angeordnet, da er dort der Luft gleichzeitig auch Wasser entziehen kann.

[0017] Der Zusatzwärmetauscher 4 ist ein Luft-Luft-Wärmetauscher, der einerseits von der Prozessluft und andererseits von Umgebungsluft durchströmt wird, wobei die Prozessluft und die Umgebungsluft vorzugsweise örtlich getrennt sind und sich nicht vermischen können. Es ist weiter ein Gebläse 7 vorgesehen, mit welchem die Umgebungsluft durch den Zusatzwärmetauscher 4 geführt wird, um diesen zu kühlen.

[0018] Die vom Zusatzwärmetauscher 4 dem Prozessluftkreislauf entzogene Wärmeleistung wird über die Drehzahl des Gebläses 7 festgelegt. Diese Drehzahl wird von einer Steuerung 8 des Geräts bestimmt, und zwar abhängig von mindestens einer Temperatur im Wärmepumpenkreislauf. Hierzu ist im Wärmepumpenkreislauf ein Temperatursensor 11 angeordnet. Die Steuerung ist dazu ausgestaltet, die Drehzahl des Gebläses 7 abhängig vom Signal des Temperatursensors 11 zu steuern, z.B. indem das Gebläse 7 mit grösserer Leistung betrieben wird, wenn die Temperatur ansteigt. Beispielsweise kann das Gebläse erst dann eingeschaltet werden, wenn die Temperatur einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Vorzugsweise wird jedoch die Drehzahl des Gebläses 7 von der Steuerung 8 bei zunehmender Temperatur kontinuierlich oder zumindest in mehreren Schritten erhöht.

[0019] Die temperaturabhängige Ansteuerung des Gebläses 7 erlaubt es, z.B. beim Anfahren des Wäschetrockners dem Prozessluftkreislauf sehr schnell Energie zuzuführen, so dass die Prozesstemperatur rasch erreicht wird, wonach aber im Normalbetrieb ein Überhitzen des Wärmepumpenkreislaufs verhindert wird.

[0020] Vorzugsweise wird die Temperatur des im Wärmepumpenkreislauf laufenden Mediums dort ermittelt, wo diese Temperatur ungefähr der Kondensationstemperatur des Mediums entspricht. Dies ist zwischen Kondensator 3 und Drosselorgan 5 der Fall, oder ausgangsseitig des Kondensators 3 oder eingangsseitig des Drosselorgans 5.

[0021] Die vorliegende Erfindung kann unabhängig von dem im Wärmepumpenkreislauf eingesetzten Medium eingesetzt werden, z.B. bei einem Wärmepumpenkreislauf mit R134a oder bei einem solchen mit CO2.

[0022] Die folgende Tabelle zeigt, im Sinne eines Beispiels, die Kühlluftmenge bzw. relative Förderleistung des Gebläses abhängig von der Temperatur T1 beim Temperatursensor 11, und zwar für eine Wärmepumpe mit dem Medium R134a: <tb>Temperatur T1<sep>Kühlluftmenge <tb>64 - 65°C<sep>51% <tb>65 - 66°C<sep>72% <tb>66 - 67°C<sep>85% <tb>67 - 68°C<sep>93% <tb>68 - 69°C<sep>100%

[0023] Ab einer Referenztemperatur T0 = 64 °C wird die Leistung des Gebläses 7 also erhöht. Für tiefere Temperaturen kann das Gebläse 7 abgeschaltet sein, oder es kann mit geringer Leistung betrieben werden. In der Tabelle ist die Kühlluftmenge in Prozent des Volumenstroms der geförderten Luftmenge relativ zur maximal vom Gebläse 7 förderbaren Luftmenge angegeben.

[0024] Die obige Tabelle ist als Beispiel zu verstehen. Insbesondere können je nach maximaler Förderleistung des Gebläses 7, je nach Medium im Wärmepumpenkreislauf sowie abhängig von anderen Geräteparametern auch andere Werte verwendet werden. Die Abstufung kann auch gröber oder feiner sein, oder es kann eine kontinuierliche Abhängigkeit zwischen Förderleistung und Temperatur verwendet werden. Eine Abhängigkeit in mehreren Stufen oder eine kontinuierliche Abhängigkeit erlaubt eine feinere Regelung der Energieentnahme als eine «binäre» Ein-Aus-Regelung.

[0025] Sinkt die Temperatur T1, so wird auch die Kühlluftmenge reduziert. Um ein zu schnelles Schalten zu vermeiden, erfolgen Stufenwechsel vorzugsweise jedoch nicht beliebig schnell, sondern z.B. höchstens einmal pro Minute.

[0026] Denkbar ist auch, die Leistung des Gebläses 7 abhängig von weiteren Temperaturen zu steuern, z.B. wie in Fig. 6 von EP 1 884 586 illustriert.

[0027] Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und in auch anderer Weise innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann.

Claims

1. Wäschetrockner mit einer Trommel (1) zur Aufnahme von zu trocknender Wäsche, einem Prozessluftkreislauf zum Führen von erwärmter Prozessluft durch die Trommel (1), zum Abkühlen der Prozessluft zwecks Wasserentzugs und zum Wiederaufheizen der Prozessluft, einem Wärmepumpenkreislauf zum Führen eines Mediums durch einen Kondensator (3), ein Drosselorgan (5), einen Verdampfer (6) und einen Kompressor (2) zurück zum Kondensator (3), wobei mit dem Kondensator (3) die Prozessluft erwärmbar und mit den Verdampfer (6) die Prozessluft abkühlbar ist, einem im Prozessluftkreislauf angeordneten Zusatzwärmetauscher (4) zum Entziehen von Wärme aus dem Prozessluftkreislauf, dadurch gekennzeichnet, dass im Wärmepumpenkreislauf mindestens ein Temperatursensor (11) angeordnet ist und der Wäschetrockner eine Steuerung (8) aufweist, mit der eine vom Zusatzwärmetauscher dem Prozessluftkreislauf entziehbare Wärmeleistung abhängig von einem Signal des Temperatursensors (11) steuerbar ist.

2. Wäschetrockner nach Anspruch 1, wobei der Zusatzwärmetauscher (4) zwischen der Trommel (1) und dem Verdampfer (6) angeordnet ist.

3. Wäschetrockner nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Temperatursensor (11) zwischen dem Kondensator (3) und dem Drosselorgan (5) oder ausgangsseitig beim Kondensator (3) oder eingangsseitig beim Drosselorgan (5) angeordnet ist.

4. Wäschetrockner nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem Gebläse (7) zum Beblasen des Zusatzwärmetauschers (4) mit Umgebungsluft, wobei die Steuerung (8) dazu ausgestaltet ist, eine Drehzahl des Gebläses (7) abhängig vom Signal des Temperatursensors (11) zu steuern.

5. Wäschetrockner nach Anspruch 4, wobei die Steuerung (8) dazu ausgestaltet ist, die Drehzahl des Gebläses (7) bei zunehmender Temperatur kontinuierlich oder in mehreren Schritten zu erhöhen.

6. Verfahren zum Betrieb eines Wäschetrockners nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die vom Zusatzwärmetauscher (4) dem Prozessluftkreislauf entzogene Wärmeleistung durch ein Signal des Temperatursensors (11) gesteuert wird.