DE102014118861A1

DE102014118861A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Prozessluftbehandlung und Wäschebehandlungsgerät

Info

Publication number: DE102014118861A1
Application number: DE102014118861.6A
Authority: DE
Inventors: Ralf Bussmann; Michael Presto
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2016-06-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung für ein Wäschebehandlungsgerät (100). Die Vorrichtung weist eine Eingangsschnittstelle (110) zum Zuführen feuchter Prozessluft von einem Wäschebehandlungsraum (104) des Wäschebehandlungsgeräts (100), eine Abscheideeinrichtung (122), die ausgebildet ist, um die feuchte Prozessluft von mitgeführten Flusen zu reinigen und als gereinigte Prozessluft bereitzustellen, einen Verdampfer (114), der ausgebildet ist, um die gereinigte Prozessluft unter Verwendung eines Kältemittels zu entfeuchten und als entfeuchtete Prozessluft bereitzustellen, und einen Verflüssiger (116), der ausgebildet ist, um die entfeuchtete Prozessluft unter Verwendung des Kältemittels zu erwärmen und als erwärmte Prozessluft bereitzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Prozessluftbehandlung und ein Wäschebehandlungsgerät, beispielsweise einen Waschtrockner.
Waschtrockner weisen eine elektrische Heizung zur Prozesslufterwärmung auf. Dabei werden Flusensiebe eingesetzt, um Flusen aus der zum Trocknen der Wäsche verwendeten Prozessluft auszufiltern.
Der Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Prozessluftbehandlung und ein verbessertes Wäschebehandlungsgerät zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Prozessluftbehandlung und ein Wäschebehandlungsgerät mit den Merkmalen der Hauptansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile bestehen neben der Nutzung der sehr energieeffizienten Wärmepumpentechnologie darin, dass die Prozessluft zuverlässig von Flusen gereinigt werden kann. Vorteilhafterweise kann dafür eine wartungsfreie Abscheideeinrichtung zur Abscheidung der Flusen aus der Prozessluft realisiert werden.
Eine Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung für ein Wäschebehandlungsgerät weist die folgenden Merkmale auf:
eine Eingangsschnittstelle zum Zuführen feuchter Prozessluft von einem Wäschebehandlungsraum des Wäschebehandlungsgeräts;
eine Abscheideeinrichtung, die ausgebildet ist, um die feuchten Prozessluft von mitgeführten Flusen zu reinigen und als gereinigte Prozessluft bereitzustellen;
einen Verdampfer, der ausgebildet ist, um die gereinigte Prozessluft unter Verwendung eines Kältemittels zu entfeuchten und als entfeuchtete Prozessluft bereitzustellen; und
einen Verflüssiger, der ausgebildet ist, um die entfeuchtete Prozessluft unter Verwendung des Kältemittels zu erwärmen und als erwärmte Prozessluft bereitzustellen.
Unter einem Wäschebehandlungsgerät kann ein Gerät verstanden werden, in dem Wäsche, beispielsweise Textilien, behandelt werden kann. Unter der Behandlung von Wäsche kann beispielsweise waschen oder trocknen verstanden werden. Im Betrieb des Wäschebehandlungsgeräts kann die Wäsche in einem Wäschebehandlungsraum angeordnet sein und unter Verwendung der Prozessluft behandelt werden. Ein Wäschebehandlungsgerät kann beispielsweise ein Waschautomat, ein Waschtrockner oder ein Wäschetrockner sein. Die Vorrichtung kann eine Wärmepumpe umfassen. Der Verdampfer und der Verflüssiger können Teil der Wärmepumpe sein. Über die Eingangsschnittstelle kann die Prozessluft von der Vorrichtung aufgenommen und unter Verwendung von Komponenten der Wärmepumpe zunächst abgekühlt und dabei getrocknet und anschließend wieder erwärmt werden. Die getrocknete und erwärmte Prozessluft kann anschließend von einer Ausgangsschnittstelle der Vorrichtung wieder an den Wäschebehandlungsraum abgegeben und zur Behandlung von sich innerhalb des Wäschebehandlungsraums befindlicher Wäsche verwendet werden. Nach Eintreten der Prozessluft in die Eingangsschnittstelle kann die die Prozessluft unter Verwendung der Abscheideeinrichtung gereinigt und dabei insbesondere von Flusen befreit werden. Dadurch können im Prozessluftstrom nachfolgende Komponenten der Wärmepumpe vor Verunreinigungen geschützt werden. Im Unterschied zu einem als Filter wirkenden Flusensieb kann die Abscheideeinrichtung zumindest eine längs zur Strömungsrichtung der Prozessluft ausgerichtete Haftfläche aufweisen, an der Flusen haften bleiben können. Zusätzlich oder alternativ kann die Abscheideeinrichtung zumindest einen Abscheideraum aufweisen, in dem Flusen beispielsweise aufgrund einer Verwirbelung der Prozessluft abgeschieden werden können. Die zumindest eine Durchgangsöffnung der Abscheideeinrichtung für die Prozessluft kann im Unterschied zu einem Sieb durchgängig einen Durchlassquerschnitt für die Prozessluft aufweisen, der größer als die abzuscheidenden Flusen sind.
Das Kältemittel kann in dem Verdampfer unter Verwendung der feuchten Prozessluft verdampft und in dem Verflüssiger unter Verwendung der entfeuchteten Prozessluft verflüssigt werden. Die Vorrichtung kann einen Kältemittelkreis zum Führen des Kältemittels zwischen dem Verdampfer und dem Verflüssiger aufweisen. In einem solchen Kältemittelkreis können ferner ein Kompressor und eine Drossel angeordnet sein. Es kann sich dabei um einen Kältemittelkreis handeln, wie er bei bekannten Wärmepumpen eingesetzt wird.
Beispielsweise kann die Abscheideeinrichtung einen Abscheider umfassen oder als Abscheider ausgeführt sein. Ein solcher Abscheider kann zumindest eine Haftfläche für die Flusen aufweist. An der Haftfläche können die Flusen beim Strömen der Prozessluft durch den Abscheider abgeschieden werden. Eine Haftfläche kann eine Fläche sein, die längs der Strömungsrichtung der Prozessluft ausgerichtet sein kann. Somit kann die Haftfläche auch zur Leitung der Prozessluft verwendet werden. Die an der Haftfläche abgeschiedenen Flusen können beispielsweise während eines Spülvorgangs von der Haftfläche abgespült werden, sodass der Abscheider nicht verstopfen kann. Der Abscheider kann sich durch einen sehr geringen Strömungswiderstand auszeichnen.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Abscheideeinrichtung einen Fliehkraftabscheider umfassen oder als Fliehkraftabscheider ausgeführt sein. Bei einem solchen Fliehkraftabscheider kann die Prozessluft verwirbelt werden, wodurch die Flusen unter Verwendung der Fliehkraft sehr effektiv abgeschieden werden können.
Beispielsweise kann die Abscheideeinrichtung ein Zentrifugalwirbler und zusätzlich oder alternativ einen Zyklon umfassen oder als ein Zentrifugalwirbler oder ein Zyklon ausgeführt sein. Sowohl ein Zentrifugalwirbler als auch ein Zyklon zeichnen sich durch eine sehr hohe Abscheideklasse aus.
Die Abscheideeinrichtung kann einen Vorverdampfer umfassen oder als ein Vorverdampfer ausgeführt sein. Der Vorverdampfer kann ausgebildet sein, um die feuchte Prozessluft zumindest teilweise zu entfeuchten. Die zumindest teilweise entfeuchtete Prozessluft kann dann dem Verdampfer zugeführt werden. Zusätzlich kann der Vorverdampfer zur Flusenabscheidung eingesetzt werden. Dabei kann sich der Vorverdampfer durch eine gute Abscheideklasse auszeichnen.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine Leitung eines Kältemittelkreises zum Führen des Kältemittels zwischen dem Verdampfer und dem Verflüssiger thermisch mit der Abscheideeinrichtung gekoppelt sein. Auf diese Weise kann die Abscheideeinrichtung unter Verwendung des Kältemittels gekühlt werden. Dadurch kann eine Kondensation von Feuchtigkeit an einer Haftfläche angeregt werden, an der die Prozessluft innerhalb der Abscheideeinrichtung entlang strömt. Durch eine Befeuchtung der Haftfläche, beispielsweise einer Innenwand der Abscheideeinrichtung, kann die Abscheidung von Flusen verstärkt werden. Bildet sich sehr viel Kondensat, so kann dieses auch zu einer Ausspülung der Abscheideeinrichtung genutzt werden.
Die Abscheideeinrichtung kann einen Anschluss zum Zuführen einer Abscheideflüssigkeit zur Befeuchtung einer Haftfläche oder eines Abscheideraums der Abscheideeinrichtung umfassen. Als Abscheideflüssigkeit kann beispielsweise Frischwasser oder Brauchwasser aus dem Wäschebehandlungsgerät verwendet werden. Die Abscheideflüssigkeit kann zum Verstärken der Abscheidewirkung der Abscheideeinrichtung und gegebenenfalls zusätzlich zur Reinigung der Abscheideeinrichtung verwendet werden.
Beispielsweise kann eine Kondenswasserführung zum Führen innerhalb des Verdampfers kondensierten Kondenswassers zu der Abscheideeinrichtung vorgesehen sein. Die Kondenswasserführung kann als eine separate Leitung ausgeführt sein oder der Prozessluftführung zwischen der Abscheideeinrichtung und dem Verdampfer entsprechen. Auf diese Weise kann ohnehin in dem Verdampfer anfallendes Kondenswasser zur Befeuchtung und zusätzlich oder alternativ zur Spülung der Abscheideeinrichtung eingesetzt werden.
Zusätzlich oder alternativ kann die Vorrichtung einen Anschluss zum Zuführen einer Spülflüssigkeit zum Ausspülen von in der Abscheideeinrichtung abgeschiedene Flusen umfassen. Der Anschluss kann so angeordnet sein, dass nur die Abscheideeinrichtung oder zusätzlich auch der Verdampfer durch die Spülflüssigkeit ausgespült werden kann. Als Spülflüssigkeit kann wiederum Frischwasser oder Brauchwasser aus dem Wäschebehandlungsgerät verwendet werden.
Ein Wäschebehandlungsgerät weist die folgenden Merkmale auf:
einen Wäschebehandlungsraum zum Behandeln von Wäsche; und
eine genannte Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung, wobei die Eingangsschnittstelle der Vorrichtung mit dem Wäschebehandlungsraum gekoppelt ist.
Auf diese Weise kann der beschriebene Ansatz vorteilhaft im Zusammenhang mit einem Wäschebehandlungsgerät wie beispielsweise einem Waschtrockner oder einem Trockner eingesetzt werden.
Ein entsprechendes Verfahren zur Prozessluftbehandlung für ein Wäschebehandlungsgerät umfasst die folgenden Schritte:
Zuführen feuchter Prozessluft von einem Wäschebehandlungsraum des Wäschebehandlungsgeräts über eine Eingangsschnittstelle;
Reinigen der feuchten Prozessluft von mitgeführten Flusen und Bereitstellen der Prozessluft als gereinigte Prozessluft;
Entfeuchten der gereinigten Prozessluft unter Verwendung eines Kältemittels und Bereitstellen der Prozessluft als entfeuchtete Prozessluft; und
Erwärmen der entfeuchteten Prozessluft unter Verwendung des Kältemittels und Bereitstellen der Prozessluft als erwärmte Prozessluft.
Die Schritte des Verfahrens können unter Verwendung von Einrichtungen einer genannten Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung umgesetzt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
1 eine schematische Darstellung eines Wäschebehandlungsgeräts mit einer Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Darstellung eines Wäschebehandlungsgeräts mit einer Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 eine Abscheideeinrichtung in Form eines Zentrifugalwirblers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 eine Darstellung eines Prozesslufteintritts eines Zentrifugalwirblers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 eine Prinzipskizze einer Verdampferausspülung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 eine Prinzipskizze einer Verdampferausspülung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 eine schematische Darstellung eines Wäschebehandlungsgeräts mit einer Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 eine schematische Darstellung eines Wäschebehandlungsgeräts mit einer Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung für ein Wäschebehandlungsgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
10 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Prozessluftbehandlung für ein Wäschebehandlungsgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Wäschebehandlungsgeräts 100 mit einer Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Wäschebehandlungsgerät 100 um einen Waschtrockner. Das Wäschebehandlungsgerät 100 weist einen Wäschebehandlungsraum 104 auf, der durch eine Tür 106 verschließbar ist. In den Wäschebehandlungsraum 104 kann zu behandelnde Wäsche eingefüllt werden, die dann im Betrieb des Wäschebehandlungsgeräts 100 behandelt, beispielsweise gewaschen oder getrocknet werden kann. Zum Behandeln der Wäsche wird ein Fluid, beispielsweise eine Waschlauge oder Prozessluft eingesetzt. Zum Trocknen der Wäsche und gegebenenfalls zum Erwärmen der Wäsche wird Prozessluft eingesetzt, die über eine Prozessluftschnittstelle in den Wäschebehandlungsraum 104 einströmt, den Wäschebehandlungsraum 104 wie durch den Pfeil gekennzeichnet durchströmt, und über eine weitere Prozessluftschnittstelle aus dem Wäschebehandlungsraum 104 herausgeführt wird. Die Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung weist eine Eingangsschnittstelle 110 zum Aufnehmen der Prozessluft aus dem Wäschebehandlungsraum 104 und eine Ausgangsschnittstelle 112 zum Abgeben der behandelten Prozessluft an den Wäschebehandlungsraum 104 auf. Die Vorrichtung ist ausgebildet, um unter Verwendung der Wärmepumpentechnologie über die Eingangsschnittstelle 110 aufgenommene Prozessluft abzukühlen und dabei zu entfeuchten, anschließend wieder zu erwärmen und über die Ausgangsschnittstelle 112 abzugeben. Dazu weist die Vorrichtung einen Verdampfer 114 und einen Verflüssiger 116 auf, die über einen Kältemittelkreis miteinander gekoppelt sind. Innerhalb einer durch den Verdampfer 114 und den Verflüssiger 116 verlaufenden Prozessluftführung ist ein Gebläse 118 zum Treiben der Prozessluft durch die Prozessluftführung angeordnet. Eine Strömungsrichtung der Prozessluft durch die Prozessluftführung ist durch Pfeile gekennzeichnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Gebläse 118 zwischen dem Verdampfer 114 und dem Verflüssiger 116 angeordnet.
Im Betrieb der Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung ist die Vorrichtung ausgebildet, um feuchte Prozessluft aus dem Wäschebehandlungsraum 104 über die Eingangsschnittstelle 110 aufzunehmen, und unter Verwendung des Verdampfers 114 abzukühlen und dabei zu entfeuchten. Die entfeuchtete Prozessluft aus dem Verdampfer 114 wird über das Gebläse 118 zu dem Verflüssiger 116 geführt und unter Verwendung des Verflüssigers 116 erwärmt. Die erwärmte Prozessluft wird über die Ausgangsschnittstelle 112 an den Wäschebehandlungsraum 104 abgegeben.
Alternativ zu einem Waschtrockner kann es sich bei dem Wäschebehandlungsgerät 100 beispielsweise auch um einen Trockner oder einen Waschautomaten handeln.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand eines Wäschebehandlungsgeräts 100 in Form eines Waschtrockners 100 beschrieben. Dabei handelt es sich um einen Wärmepumpen-Waschtrockner 100, der wartungsfrei ist und optional ein Ausspülen des Verdampfers 112 ermöglicht. Zum Ausspülen kann eine Leitung 120 zur Verdampferreinigung mit Leitungswasser vorgesehen sein. Das Wasser kann zur Flusenausspülung des Verdampfers 114 eingesetzt werden.
Zur Reduzierung der elektrischen Energieaufnahme beim Waschtrockner 100 wird für den Trockenprozess eine Wärmepumpeneinheit integriert. Die zusätzlichen Bauteile 114, 116 der Wärmepumpeneinheit werden gemäß einem Ausführungsbeispiel in den vorhandenen Bauraum eines bekannten Waschtrockners möglichst kompakt angeordnet. Ein Waschtrockner-Unterbau wird dabei gewährleistet. Der Wartungsaufwand für den Kunden kann im Vergleich zum heutigen Serien-Waschtrockner nicht erhöht sein. Die Bauteile eines bekannten Waschautomaten können gemäß einem Ausführungsbeispiel möglichst unverändert übernommen werden.
Vorteilhafterweise ist es bei dem beschriebenen Ansatz nicht erforderlich, ein Flusensieb zum Schutz der Wärmepumpen-Bauteile 114, 116 zu integrieren. Dadurch vermindert sich der Wartungsaufwand für den Kunden deutlich. Der Serien-Waschtrockner 100 weist gemäß einem Ausführungsbeispiel kein Flusensieb auf.
Die Wärmepumpen-Einheit wird gemäß einem Ausführungsbeispiel in ein Waschautomaten-Gehäuse integriert. Die Wärmepumpen-Einheit ist dabei wartungsfrei ausgeführt.
Bei der konstruktiven Auslegung werden gemäß einem Ausführungsbeispiel nur die ohnehin freien Bauräume genutzt, sodass der Wärmepumpen-Waschtrockner 100 Normabmessungen oder gegebenenfalls geringfügige Abweichungen davon hat und unterbaubar ist. Zur einfachen Montage wird die Wärmepumpen-Einheit gemäß einem Ausführungsbeispiel als ein eigenständiges Modul auf einen Waschautomaten gesetzt.
Das bei Wärmepumpen-Einheiten übliche Flusensieb entfällt aufgrund eines selbstreinigenden Systems. Dabei erfolgt gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Flusenausspülung als auch der Flusenabtransport mit Leitungswasser und Kondensatwasser.
Zur vollständigen Integration der Wärmepumpen-Einheit im Waschtrockner 100, bei keinen oder nur geringfügigen Abweichungen von den Normgehäuseabmessungen, werden die vorhandenen Bauräume genutzt.
Dazu werden die Wärmetauscher 114, 116 getrennt voneinander positioniert. Der Verdampfer 114 befindet sich an der Rückseite des Gerätes und der Verflüssiger 116 ist waagerecht über dem Aggregat angebracht. Das zwischen den Wärmetauschern 114, 116 angeordnete Gebläse 118 erzeugt einen Unterdruck über den Verdampfer 114 zum Laugenbehälter 104. So gelangt die feuchte Prozessluft aus der Trommel zum Verdampfer 114. Am Verdampfer 114 kondensiert die Luftfeuchtigkeit. Das Kondensatwasser fließt entgegen der Luftströmung wieder in den Laugenbehälter 104, wo es dann mit einer Laugenpumpe abgepumpt werden kann. Nach dem Gebläse 118 strömt die Prozessluft durch den Verflüssiger 116, wo sie erwärmt wird. Die trockene und warme Luft gelangt über einen Dichtring in die Trommel zur Wäsche, sodass sich ein geschlossener Prozessluftkreislauf ergibt.
Der Kompressor des Kältemittelkreises, über den das Kältemittel zwischen dem Verdampfer 114 und dem Verflüssiger 116 geführt wird, wird ebenfalls im Rückwandbereich des Wäschebehandlungsgeräts 100 angeordnet, sodass die Wärmepumpen-Einheit 114, 116 als Modul aufgebaut werden kann. Alternativ kann der Kompressor auch im Bodenbereich des Waschtrockners 100 angeordnet werden. Als Drosselorgan kann im Kältemittelkreis ein Kapillarrohr oder Ventil genutzt werden.
Die Wärmepumpeneinheit ist wartungsfrei ausgeführt, weist also kein Flusensieb auf.
Der Kältekreislauf wird gemäß einem Ausführungsbeispiel ohne Enthitzer-Wärmetauscher aufgebaut. Eine notwendige Wärmeabgabe aus dem Kältekreislauf erfolgt durch eine Luftkühlung des Kompressors durch eine konvektive Wärmeabgabe.
Würde beim Wärmepumpen-Waschtrockner 100 ein Flusensieb integriert werden, so würde es aufgrund der Trommeldurchströmung im hinteren Bereich des Waschtrockners 100 angeordnet werden. Die Siebentnahme würde dann keinen Geräteunterbau zulassen.
Da ein Unterbau gewünscht wird, wird der Wärmepumpen-Waschtrockner 100 wartungsfrei – ohne Flusensieb – ausgeführt. Wäscheflusen, Ablagerungen, Zeolithe usw. werden gemäß einem Ausführungsbeispiel mit Wasser ausgespült. Daher wird der Verdampfer 114 gemäß einem Ausführungsbeispiel so ausgelegt, dass möglichst alle festen Bestandteile der Prozessluft abgeschieden werden, wodurch sich ein guter Abscheidegrad ergibt, und er gleichzeitig gut mit Wasser gereinigt werden kann, sodass keine Verschmutzungen über die Lebensdauer entstehen. Dies hat den Vorteil, dass es keine Flusenablagerungen an nachfolgenden Bauteilen gibt, wie z.B. an dem Prozessluftgebläse 118, und daher nicht weitere Bauteile gereinigt werden müssen.
Dabei wird der Verdampfer 114 gemäß einem Ausführungsbeispiel so angeordnet, dass er von unten nach oben mit Prozessluft durchströmt wird. Daher läuft das Kondensatwasser im Gegenstrom zur Prozessluftströmung in den Laugenbehälter, sodass Flusenablagerungen im Verdampfer 114 mit dem Kondensatwasser ausgetragen werden. Verdampferbeschichtungen verbessern diesen Selbstreinigungseffekt.
Zusätzlich wird der Verdampfer 114 gemäß einem Ausführungsbeispiel mit Wasser ausgespült. Dies erfolgt am Ende des Trockenprozesses. Zusätzliche Ausspülungen können während des Trockenprozesses erfolgen, wobei das Zeitintervall zwischen zwei Spülvorgängen abhängig von der Endrestfeuchte der Wäsche sein kann, als auch von der Beladungsmenge, Programmwahl usw. Der Flusenanfall ist in der Regel um so höher, je trockener die Wäsche ist.
Dabei kann der gesamte Verdampfer 114 zeitgleich ausgespült werden oder es können nur Teilbereiche ausgespült werden, sodass der Prozessluftvolumenstrom während des Ausspülens nicht übermäßig gedrosselt wird. Ebenso wird die Spülvorrichtung 120 so angeordnet, dass die Prozessluft nicht bzw. nur minimal gedrosselt wird.
Zum Ausspülen kann Leitungswasser, aufgefangenes Kondensatwasser, aufgefangenes Wasser vom Waschprozess oder entsprechende Mischungen genutzt werden. Dabei kann das Wasser nach einem Spülvorgang verworfen werden oder aufgefangen und für einen weiteren Spülvorgang genutzt werden (Wasserrecycling). Bei einem Wasserrecyclingsystem ist eine Pumpe erforderlich. Durch eine spezielle Verschaltung kann gegebenenfalls die Pumpe vom Umflutsystem genutzt werden. Dazu kann in der Ansaugleitung ein Filterelement eingebaut werden. Dieses Filter kann mit Wasser gereinigt werden, indem es entgegen der Hauptströmungsrichtung durchströmt wird.
Die Wäscheflusen und die sonstigen Ablagerungen werden gemäß einem Ausführungsbeispiel mit dem Spülwasser unter Nutzung einer vorhandenen Laugenpumpe oder einer anderen geeigneten Pumpe aus dem System ausgetragen.
Eventuelle Lamellen des Verdampfers 114 werden zur guten Reinigung gemäß einem Ausführungsbeispiel geradlinig ausgeführt, sodass kein Lamellenversatz und keine Lamellenausstellungen auftreten.
Zur Begutachtung des Verdampfers 114, z.B. durch den Kundendienst, wird gemäß einem Ausführungsbeispiel im Rückwandbereich eine "Reinigungsklappe" angeordnet.
Auf diese Weise kann ein wartungsfreier Wärmepumpen-Waschtrockner im Standardgehäuse realisiert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Verdampfer 114 senkrecht angeordnet. Durch die senkrechte Anordnung des Verdampfers 114 strömt das Kondensatwasser entgegen der Prozessluft zurück in den Laugenbehälter 104. Anschließend wird es zyklisch mit einer Laugenpumpe abgepumpt. Die Flussrichtung des Kondensatwassers ist somit der Flussrichtung der Prozessluft entgegengesetzt und in der Darstellung von 1 senkrecht nach unten gerichtet. Durch das Gegenstromprinzip ist ein sehr guter Selbstreinigungseffekt des Verdampfers 114 vorhanden. Dabei kann eine Selbstreinigung des Verdampfers 114 durch Kondensatanfall am Verdampfer 114 erfolgen. Der Verdampfer 114 kann eine Lamellenstruktur aufweisen, von deren unteren Enden sich ansammelnde Kondenswassertropfen abtropfen können. Der Selbstreinigungseffekt kann durch „gerade“ Lamellen, einer versetzten Rohranordnung und großen Kondensatmengen erhöht werden.
Zusätzlich zum Selbstreinigungseffekt wird optional eine Reinigung des Verdampfers 114 durch Ausspülen mit Wasser weiterverfolgt.
Dabei erfolgt der Ausspülprozess gemäß einem Ausführungsbeispiel nicht zeit gesteuert, sondern abhängig von der anfallenden Kondensatmenge.
Zu Beginn des Trockenprozesses fallen geringe Kondensatmengen an. Es wird ein häufiges Spülen durchgeführt, gegebenenfalls mit Befeuchten des Verdampfers 114 beim Start des Trockenprozesses oder es wird ein kontinuierliches Spülen mit einem sehr geringen Wassermassenstrom durchgeführt.
Während des Trockenprozesses wird eine Ermittlung des Kondensatanfalls mit einem geeigneten Verfahren durchgeführt, dass nachfolgend beschrieben wird. Abhängig von der aktuellen Kondensatmenge wird die Dauer zwischen zwei Spülvorgängen und/oder die Dauer des Spülens ermittelt.
Zum Ausspülen des Verdampfers können Leitungswasser als auch aufgefangenes Wasser genutzt werden. Somit kann eine Verdampferreinigung mit Leitungswasser oder mit aufgefangenem Wasser durchgeführt werden.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele beschrieben, bei denen die Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung ferner eine Abscheideeinrichtung 122 aufweist. Die Abscheideeinrichtung 122 ist zwischen der Eingangsschnittstelle 110 und dem Verdampfer 114 angeordnet. Alternativ kann die Abscheideeinrichtung 122 auch in die Eingangsschnittstelle 110 oder in den Verdampfer 114 integriert sein. Die Abscheideeinrichtung 122 ist ausgebildet, um die feuchte Prozessluft aus dem Wäschebehandlungsraum 104 von mitgeführten Flusen und anderen Verunreinigungen zu reinigen und als gereinigte Prozessluft bereitzustellen.
Gemäß unterschiedlicher Ausführungsbeispiele kann die Abscheideeinrichtung 122 beispielsweise als ein Abscheider, ein Zentrifugalwirbler, ein Fliehkraftabscheider wie beispielsweise ein Zyklon oder auch als ein Vorverdampfer ausgeführt sein. Es können auch mehrerer baugleiche oder unterschiedliche Abscheideeinrichtungen 122 vorgesehen sein, die in Reihe oder parallel angeordnet sein können.
Das gemäß einem Ausführungsbeispiel über die Leitung 120 zugeführte Wasser kann zusätzlich zum Ausspülen der Abscheideeinrichtung 122 verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine weitere Leitung 124 vorgesehen sein, über die Wasser zum Ausspülen der Abscheideeinrichtung 122 bereitgestellt werden kann. Auch kann Kondenswasser aus dem Verdampfer 114 über eine Kondenswasserführung, die als eine separate Leitung oder als die Prozessluftführung ausgeführt sein kann, verwendet werden, um die Abscheideeinrichtung 122 zu spülen.
Die Abscheideeinrichtung 122 weist gemäß einem Ausführungsbeispiel zumindest eine Haftfläche auf, an der die Flusen anhaften und somit abgeschieden werden. Die Haftfläche kann befeuchtet werden, um eine Anhaftung der Flusen an der Haftfläche zu erhöhen. Dazu kann die Abscheideeinrichtung 122 einen Anschluss zum Zuführen einer Flüssigkeit zur Befeuchtung der Haftfläche aufweisen. Alternativ kann auch Kondenswasser aus dem Verdampfer 114 oder zum Spülen des Verdampfers 114 und/oder der Abscheideeinrichtung 122 verwendetes Wasser verwendet werden, um die Haftfläche zu befeuchten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird aus der feuchten Prozessluft in der Abscheideeinrichtung 122 abgeschiedenes Kondenswasser zur Befeuchtung der Haftfläche verwendet. Dazu wird die Abscheideeinrichtung 122 optional thermisch mit einer Leitung des Kältemittelkreises gekoppelt. Dadurch wird die Haftfläche gekühlt und die Bildung von Kondenswasser an der Haftfläche erhöht. Das Kondenswasser kann auch zur Spülung der Haftfläche verwendet werden.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Wäschebehandlungsgeräts 100 mit einer Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um die anhand von 1 beschriebene Vorrichtung handeln, die neben einem Verdampfer 114 und einem Verflüssiger 116, die über einen Kältemittelkreis verbunden sind, ein Prozessluftgebläse 118 und eine Abscheideeinrichtung, gemäß diesem Ausführungsbeispiel in Form eines als Flusenabscheider ausgeführten Abscheider 222, aufweist.
Das Wäschebehandlungsgerät 100 weist neben der Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung einen Wäschebehandlungsraum auf, der gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine Wäschetrommel 104 oder Laugenbehälter ausgeführt ist. Ein Prozessluftkreislauf führt von der Wäschetrommel 104 durch den Abscheider 222, den Verdampfer 114, das Gebläse 118, den Verflüssiger zu der Wäschetrommel 104 zurück und durch die Wäschetrommel 104 hindurch, um erneut zu dem Abscheider 222 zu gelangen.
In der Wäschetrommel 104 ist mit Flusen 230 behaftete Wäsche 232 angeordnet. Die Wäsche 232 wird unter Verwendung der die Wäschetrommel 104 durchströmenden Prozessluft behandelt.
Von der Wäschetrommel 104 über eine Leitung zu dem Abscheider 222 geführte Prozessluft enthält Flusen 230, die sich von der Wäsche 232 gelöst haben. In dem Abscheider 222 treten beim Durchführen der Prozessluft Strömungsverluste auf. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird dem Abscheider 222, wie durch einen Pfeil angedeutet, Frischwasser zugeführt. Von dem Abscheider 222 werden, wie durch einen weiteren Pfeil angedeutet, Kondenswasser, Frischwasser sowie Flusen abgeführt. Bei den abgeführten Flusen handelt es sich um in dem Abscheider 222 aus der Prozessluft abgeschiedene Flusen.
Von dem Abscheider 222 wird die von Flusen gereinigte Prozessluft zu dem Verdampfer 114 geführt. In dem Verdampfer 114 wird die Prozessluft entfeuchtet. Dabei bildet sich Kondenswasser innerhalb des Verdampfers 114. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird dem Verdampfer 114 Frischwasser zugeführt, wie es durch einen Pfeil angedeutet ist. Von dem Verdampfer 114 wird je nach Ausführungsbeispiel entweder nur Kondenswasser oder zusätzlich zu dem Kondenswasser noch Frischwasser zu dem Abscheider 222 geführt.
Der Verdampfer 114, das Prozessluftgebläse 118 und der Verflüssiger 116 bilden einen flusenfreien Bereich, der durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet ist.
Im Folgenden wird anhand von 2 eine Integration des Abscheiders 222 vor dem Verdampfer 114 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
Zur besseren Flusenabscheidung wird in dem beschriebenen System vor dem Verdampfer 114 der Abscheider 222 eingesetzt. Der Abscheider 222 weist einen Wasseranschluss auf. Der Wasseranschluss wird zum Befeuchten des Abscheiders 222 verwendet, um die Flusenhaftung an den Innenflächen des Abscheiders 222 zu verbessern. Zusätzlich oder alternativ wird der Wasseranschluss zum Ausspülen der Flusen und zusätzlich oder alternativ zum „Waschen“ der Prozessluft, insbesondere bei kontinuierlicher Wassereinspritzung, verwendet.
Wie in 2 ersichtlich, werden der Verdampfer 114 und der Abscheider 222 mit Leitungswasser gereinigt. Dabei können zwei Wassersysteme realisiert werden.
Zum einen kann eine einzige Wasserleitung zum gleichzeitigen Spülen von Verdampfer 114 und Abscheider 222 eingesetzt werden. Zum anderen können zwei Wasserleitungen zum unabhängigen Spülen von Verdampfer 114 und Abscheider 222 durch einen zusätzlichen Wasseranschluss an einer Wasserweiche eingesetzt werden.
Bei einem guten Abscheidegrad des Abscheiders 222 kann gegebenenfalls auf ein Verdampferausspülen verzichtet werden.
Das ablaufende Wasser vom Verdampfer 114, also Kondensatwasser und Spülwasser, werden auch zum Flusenaustrag aus dem Abscheider 222 genutzt. Gegebenenfalls kann auf eine Ausspülung des Abscheiders 222 verzichtet werden.
Ebenso ist im gemeinsamen Kanal für die Prozessluft und das Kondensat-/Spülwasser ein guter Luft-Wasser-Kontakt vorhanden, sodass durch die sogenannte Nassabscheidung (Waschen) Flusen ausgetragen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sorgen im Abscheider 222 Fliehkräfte, Prallkräfte bei Strömungsumlenkungen, Haftkräfte von Oberflächen – insbesondere von feuchten Flächen –, als auch eine „Luftwaschung“ mit Kondensat vom Verdampfer 114 für eine gute Flusenabscheidung.
Wie bereits ausgeführt, kann als Abscheideeinrichtung 222 ein Zentrifugalwirbler, aber auch andere Abscheider eingesetzt werden, wie zum Beispiel eine einfache Prallplatte bis hin zu komplexen Systemen. Beispielsweise kann als Flusenabscheider 222 auch ein verkürzter Kondenskanal oder ein Vorverdampfer eingesetzt werden. Möglich ist auch ein Zyklon. Dabei wird ein Kompromiss aus Abscheidegrad und Druckverlust gesucht. Der verkürzte Kondenskanal weist eine gute Abscheideklasse und eine sehr gute Strömungsgeschwindigkeit auf. Der Vorverdampfer weist eine gute Abscheideklasse und eine mäßige Strömungsgeschwindigkeit auf. Der Zyklon weist eine sehr gute Abscheideklasse und eine nicht so gute Strömungsgeschwindigkeit auf. Der Zentrifugalwirbler weist eine sehr gute Abscheideklasse und eine mäßige Strömungsgeschwindigkeit auf.
3 zeigt eine Abscheideeinrichtung in Form eines Zentrifugalwirblers 322 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Zentrifugalwirbler 322 kann im Zusammenhang mit einer der in den vorangegangenen Figuren gezeigten Vorrichtungen zur Prozessluftbehandlung eingesetzt werden.
Der Zentrifugalwirbler 322 weist einen Bodenbereich mit einem seitlichen Eintritt 340 für verschmutzte Prozessluft und einen an den Eintritt 340 anschließenden Raum 342 zur Verwirbelung der Luft auf. Auf den Raum 342 ist ein erster Kegelstumpf 344 aufgesetzt, der mit seiner offenen Grundfläche in den Raum 342 mündet und mit seiner offenen Deckfläche in eine offene Deckfläche eines zweiten Kegelstumpfs 346 mündet. An die offene Grundfläche des zweiten Kegelstumpfs 346 schließt ein Austritt 348 für saubere Prozessluft an. Über den Austritt 348 tritt im Betrieb der Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung Kondensat 349 aus dem Verdampfer in den zweiten Kegelstumpf 346 ein und wird durch die aus dem Raum 342 in den ersten Kegelstumpf 344 eintretende verwirbelte Luft verwirbelt. Der Eintritt 342 weist eine Eintrittsrichtung für die verschmutzte Prozessluft auf, die rechtwinklig zu einer Austrittsöffnung der sauberen Prozessluft aus dem Austritt 348 steht.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des gezeigten Zentrifugalwirblers 322 detailliert beschrieben.
Die Strömungsverluste des Zentrifugalwirblers 322 sind im Vergleich zu anderen Abscheidern gering. Der Zentrifugalwirbler 322 unterscheidet sich deutlich von einem Zyklon. Im Unterschied zu einem Zyklon wird kein Tauchrohr eingesetzt. Dafür wird ein doppelter Kegel 344, 346 mit entgegengesetzten Neigungen verwendet. Dabei wird der eine Kegel 346 zur Kondensatwasserführung und der andere Kegel 344 zur Luftverwirbelung und -bündelung verwendet. Im Unterschied zu einem Zyklon, der nur Luft als Medium hat, verwendet der Zentrifugalwirbler 322 Wasser als weiteres Medium. Die Flusen werden durch den Prozesslufteintritt 340 ausgetragen. Der Zentrifugalwirbler zeichnet sich durch eine kleine kompakte Bauweise und geringere Strömungsverluste aus.
Der Eintritt 340 kann einen runden Querschnitt aufweisen. Der Raum 342 kann rechteckförmig sein. Zwischen den Deckflächen der Kegelstümpfe 344, 346 kann ein zylinderförmiger Übergang angeordnet sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der Prozesslufteintritt 340 des Zentrifugalwirblers 322 mit einer Ablauflippe ausgestattet werden, damit ein guter Wasserablauf stattfindet, wie es nachfolgend anhand von 4 beschrieben wird.
4 zeigt eine Darstellung eines Prozesslufteintritts 340 eines Zentrifugalwirblers, wie er anhand von 3 beschrieben ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Prozesslufteintritt 340 weist eine Ablauflippe 440 auf, über die ein Kanal zum Abführen von Kondensatwasser, Spülwasser und Flusen gebildet wird. Eine Strömungsrichtung in dem Kanal ist innerhalb des Eintritts 340 entgegengesetzt zur Strömungsrichtung der einströmenden Prozessluft. Die Ablauflippe 440 weist ausgangsseitig einen Winkel auf, über den das Kondensatwasser, das Spülwasser und die Flusen quer zur Strömungsrichtung der Prozessluft nach unten aus dem Zentrifugalwirbler ausgeschieden werden.
5 zeigt eine Prinzipskizze einer Verdampferausspülung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann ein Verdampfer 114, wie er anhand der vorangegangenen Figuren beschrieben ist, ausgespült werden.
Gezeigt ist das Gegenstromprinzip, bei dem die Spülwasserrichtung 551 entgegengesetzt zur Prozessluftrichtung 552 ist.
6 zeigt eine Prinzipskizze einer Verdampferausspülung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu 5 ist ein Kreuzstromprinzip gezeigt, bei dem die Spülwasserrichtung 551 quer zur Prozessluftrichtung 552 ist.
Bei den in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Prozessluftrichtung 552 senkrecht nach oben gerichtet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt eine Nutzung von Leitungswasser zum Ausspülen des jeweiligen Verdampfers 114. Die Verdampferausspülung kann als Tiefen- oder Oberflächenspülung erfolgen.
Die Oberflächenspülung kann effektiver als die Tiefenspülung sein. Zudem ist bei einer Tiefenspülung die Wasserverteilung einfacher, da eine Düsenreihe im Gegensatz zu einer flächigen Düsenanordnung ausreicht. Außerdem hat die Düsenreihe beim Kreuzstromprinzip aufgrund der geringeren Baugröße aerodynamische Vorteile.
Für das Spülen, beispielsweise zur Oberflächenspülung des Verdampfers 114, kann eine Düsenleiste eingesetzt werden, die stabförmig mit einer Reihe von Austrittsöffnungen für die Spülflüssigkeit ausgeführt sein kann.
Die Einbindung der Ausspülvorrichtung, beispielsweise der Düsenleiste, in den Wasserkreislauf erfolgt bei einem Waschtrockner dadurch, dass der Wasseranschluss von einem Kondenskanal für die Ausspülvorrichtung genutzt wird.
Der Wasserweg umfasst dabei eine Wasserweiche, wie bei einem bekannten Waschtrockner, eine freie Fließstrecke und eine Düsenleiste.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt eine Ermittlung der anfallenden Kondensatmenge des Verdampfers 114.
Zur Minimierung des Wasserverbrauchs für das Ausspülen erfolgt das Ausspülen gemäß einem Ausführungsbeispiel nicht zeitgesteuert, sondern abhängig vom realen Kondensatanfall. Ist der Kondensatanfall hoch, so ist die Zeit zwischen zwei Ausspülvorgängen deutlich länger als bei geringerem Kondensatanfall.
Die Kondensatmenge kann aus folgenden Signalen ermittelt werden:
Zum einen aus der Änderung eines Restfeuchtesignals. Das Restfeuchtesignal kann eine Restfeuchte der Prozessluft nach Durchströmen des Verdampfers 114 anzeigen. Zum anderen kann eine Bewertung einer Änderung des Restfeuchtesignals mit den Informationen der Beladungserkennung durchgeführt werden, um die Kondensatmenge zu ermitteln. Ferner kann die Kondensatmenge aus der Luftsättigung am Prozessluftaustritt ermittelt werden, die zum Beispiel mit einem zusätzlichen Feuchtesensor gemessen wird. Dabei kann die Luftsättigung gemäß einem Ausführungsbeispiel beim Eintritt in die Vorrichtung, beispielsweise im Bereich der Eintrittsöffnung der Vorrichtung und zusätzlich oder alternativ im Bereich der Austrittsöffnung der Vorrichtung gemessen werden. Feuchtesensoren sind zum Beispiel von PKW-Klimaanlagen bekannt. Auch kann die Kondensatmenge über eine Prozesslufttemperaturmessung vor und nach dem Verdampfer mit NTC-Temperaturfühlern ermittelt werden. Aus einer großen Temperaturdifferenz folgt daraus eine geringe Kondensatmenge. Ferner kann die Kondensatmenge über die Dauer der Abpumpzeit ermittelt werden, wobei die elektrische Leistungsaufnahme der Pumpe bewertet wird. Wird kein Wasser mehr abgepumpt, so ändert sich signifikant die Leistungs- bzw. die Stromaufnahme.
Neben den bekannten Programmabläufen von Waschtrocknern kann der Programmablauf auch so gestaltet werden, dass die Kondensatmenge maximal wird.
Dazu wird zum Beispiel eine entsprechende Regelung vorgenommen, bei der die Prozessluft am Laugenbehälter gesättigt ist.
Dies kann durch folgende Parameteranpassungen erfolgen:
Zum einen kann die Sättigung der Prozessluft durch eine Änderung des Prozessluftvolumenstroms, z.B. über die Gebläsedrehzahl, über die Änderung der Lufteintrittstemperaturen (geringere Verflüssigungstemperatur, geringere Kältemittelregeltemperatur) und/oder durch eine Änderung der Verdampfungstemperatur erreicht werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass keine Eisbildung am Verdampfer auftritt. Zum anderen kann eine Änderung der Kompressordrehzahl vorgenommen werden, um die Sättigung der Prozessluft zu erreichen. Ideal zur Änderung der Verdampfungs- als auch Verflüssigungstemperatur ist der Einsatz eines elektronischen Expansionsventils im Kältekreislauf. Das Ventil wird dann so geregelt, dass die Kondensatmenge maximal wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt eine Nutzung von aufgefangenem Wasser zum Ausspülen des Verdampfers 114 und des vorgeschalteten Abscheiders. Dies ist von Vorteil, da kein zusätzlicher Wasserverbrauch auftritt.
Die Ausspülung kann drucklos unter Nutzung der Schwerkraft erfolgen. Dazu wird der Wasserbehälter für das Spülwasser oben, also oberhalb des Verdampfers 114 angeordnet. Dazu kann Wasser nach oben gepumpt werden, wobei der Einsatz eines Filter sowie eine Füllstandssensierung sinnvoll sind.
Die Ausspülung kann zusätzlich oder alternativ mit Druck erfolgen, z. B. unter Nutzung einer Umflutpumpe. Dazu ist eine ausreichende Wassermenge vor der Pumpe erforderlich. Zudem sind ein Filter vor der Pumpe, ein weiterer Filter und eine Filterreinigung mit Frischwasser sinnvoll.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines Wäschebehandlungsgeräts 100 mit einer Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Anhand von 7 wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem als Abscheideeinrichtung ein Vorverdampfer 722 eingesetzt wird. Abgesehen von der Ausführung der Abscheideeinrichtung kann das in 7 gezeigte Wäschebehandlungsgerät 100 dem anhand von 1 beschriebenen Wäschebehandlungsgerät 100 entsprechen. Somit kann es sich bei dem Wäschebehandlungsgerät 100 um einen Wärmepumpen-Waschtrockner handeln, der wartungsfrei ausgeführt ist.
Vorteilhafterweise kann eine Integration des Vorverdampfers 722 als Flusensiebersatz eingesetzt werden.
Zur Verbesserung der Abscheidung von festen Bestandteilen aus der Prozessluft und der Flusenausspülung ist der Einbau des Vorverdampfers 722 sinnvoll. Auslegungsziele des Vorverdampfers 722 sind dabei eine gute Prozessluftfilterung mit feuchten Oberflächen, gute Reinigungsergebnisse sowie die Nutzung der Schwerkraft für die Wasserausspülung.
Auslegungsziele des Hauptverdampfers 114 sind unter anderem gute Wärmeübertragungseigenschaften, eine kompakte Bauweise, geringe Strömungsverluste sowie ein guter Kondensatablauf.
Das Kältemittel durchströmt erst den Vorverdampfer 722 und dann den Hauptverdampfer 114. Anschließend wird das Kältemittel zu dem Verflüssiger 116 geführt. Eine Aufteilung des Kältemittelmassenstroms auf den Vorverdampfer 722 und den Hauptverdampfer 114 ist ebenfalls realisierbar. Ferner sind zwei getrennte Kältemittelkreisläufe realisierbar.
Die Wasserströmung zur Reinigung des Verdampfers 114 soll durch die Erdanziehungskraft unterstützt werden, z.B. durch eine Wasserströmung von oben nach unten. Eine Reinigung über die gesamte angeströmte Fläche ist dabei notwendig.
Die Ausspülung des Vorverdampfers 722 kann entgegen der Prozessluftströmung oder 90° versetzt zur Prozessluftströmung erfolgen.
Optional kann zur Ausspülung des des Vorverdampfers 722 eine Leitung 124 vorgesehen sein, über die eine Vorverdampfereinigung mit Leitungswasser durchgeführt werden kann.
8 zeigt eine schematische Darstellung eines Wäschebehandlungsgeräts 100 mit einer Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Anhand von 8 wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem als Abscheideeinrichtung ein Zyklon 822 als Beispiel für einen Fliehkraftabscheider eingesetzt wird. Abgesehen von der Ausführung der Abscheideeinrichtung kann das in 8 gezeigte Wäschebehandlungsgerät 100 dem anhand von 1 beschriebenen Wäschebehandlungsgerät 100 entsprechen. Somit kann es sich bei dem Wäschebehandlungsgerät 100 um einen Wärmepumpen-Waschtrockner handeln, der wartungsfrei ausgeführt ist.
Die Prozessluft wird durch den Zyklon 822 geführt, bevor sie den Verdampfer 114 durchströmt. Dadurch dient der Zyklon 822 zur Flusenabscheidung. Vorteilhafterweise kann eine Integration eines Zyklonsystems 822 zur Flusenabscheidung eingesetzt werden.
Ein solcher Zyklon 822 besteht gemäß einem Ausführungsbeispiel aus einem Einlaufzylinder, in den die Prozessluft eingeleitet wird, aus einem Kegel, in dem die Flusen von der Luft getrennt werden und einem Tauchrohr, das von oben herab im Einlaufzylinder angebracht ist und über das die von den Flusen gereinigte Prozessluft austreten kann.
Zur Abscheidung fester Bestandteile aus der Prozessluft, insbesondere der Wäscheflusen, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel vor dem Verdampfer 114 ein Zyklonsystem integriert. Die abgeschiedenen Bestandteile werden dabei mit Wasser über die Laugenpumpe ausgetragen. Dazu wird der Zyklon 822 mit Wasser, beispielsweise mit Leitungswasser bzw. Kondensatwasser, ausgespült.
Eine Zyklonausspülung vor und während des Trockenprozesses hat den Vorteil, dass feuchte Oberflächen die Wäscheflusenabscheidung verbessern. An feuchten Flächen haften gut Flusen. Gegebenenfalls können kalte Kältemittelleitungen in das Zyklonsystem 822 integriert werden, um eine Zyklonkühlung und damit eine bessere Flusenabscheidung ohne zusätzlichen Wasserverbrauch zu realisieren.
Aus der Zyklonkühlung resultiert eine Flusenbindung. Aus der Zyklonausspülung resultiert der Flusenabtransport.
Daher kann beim Zykloneinsatz auf eine Verdampferausspülung verzichtet werden. Eine Kombination aus Verdampfer – und Zyklonausspülung ist realisierbar. Dazu kann zuerst der Verdampfer 114 ausgespült werden und anschließend das Spülwasser durch den Zyklon 822 geleitet werden.
Es können zwei Zyklonarten eingesetzt werden. Ein reiner Luftzyklon oder auch ein Luft-Wasser-Zyklon-System. Dabei kann dann das Reinigungswasser im Kreislauf geführt werden.
Zur Minimierung der Strömungsverluste können mehrere Zyklone parallel geschaltet werden.
Aus Bauraumaspekten und zur Vermeidung einer Laugenansammlung im Zyklon 822 wird beim Zykloneinsatz der Verdampfer 114 gemäß einem Ausführungsbeispiel über dem Aggregat nach dem Prozessluftgebläse 118 angeordnet.
9 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung für ein Wäschebehandlungsgerät 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich um die anhand von 1 beschriebene Vorrichtung handeln, die über eine Eingangsschnittstelle und eine Ausgangsschnittstelle mit einem Wäschebehandlungsraum 104 des Wäschebehandlungsgeräts 100 verbunden ist.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Wäschebehandlungsraum 104 als eine Trommel ausgeführt, die über einen Trommelantrieb 930 angetrieben wird. Das Wäschebehandlungsgerät 100 weist eine Laugenpumpe 932 auf, über die sich am Boden des Wäschebehandlungsraums 104 angesammelte Lauge abgepumpt werden kann.
Die Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung weist einen Verdampfer 114, ein Prozessluftgebläse 118, einen Verflüssiger 116 und zur Reinigung der Prozessluft eine Abscheideeinrichtung 122 auf. Ein Prozessluftkreislauf verläuft über geeignete Leitungen oder Kanäle von der Eingangsschnittstelle über die Abscheideeinrichtung 122, den Verdampfer 114, das Gebläse 118 und den Verflüssiger 116 zu der Ausgangsschnittstelle der Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung. Die Wärmepumpenvorrichtung der Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung umfasst einen Kältemittelkreislauf, an den der Verdampfer 114 und der Verflüssiger 116 angeschlossen sind. Je nach Ausführungsbeispiel der Abscheideeinrichtung 122 kann die Abscheideeinrichtung 122 ebenfalls an den Kältemittelkreislauf angeschlossen sein. Der Kältemittelkreislauf umfasst einen Kompressor 934 und eine Drossel 936. Der Kompressor 934 ist in Leitungen des Kältemittelkreislaufs zwischen dem Verdampfer 114 und dem Verflüssiger 116 angeordnet. Die Drossel 936 ist in Leitungen des Kältemittelkreislaufs zwischen dem Verflüssiger 116 und dem Verdampfer 114 angeordnet. Der Verdampfer 114 ist ausgebildet, um unter Entnahme thermischer Energie aus der Prozessluft in dem Kältemittelkreislauf strömendes Kältemittel zu verdampfen und als gasförmiges Kältemittel an den Kompressor 934 bereitzustellen. Der Kompresser 934 ist ausgebildet, um das gasförmige Kältemittel zu verdichten und als verdichtetes gasförmiges Kältemittel an den Verflüssiger 116 bereitzustellen. Der Verflüssiger 116 ist ausgebildet, um das gasförmige Kältemittel unter Abgabe thermischer Energie an die Prozessluft zu verflüssigen und an die Drossel 936 bereitzustellen. Über die Drossel 936 wird das Kältemittel zur erneuten Verdampfung an den Verdampfer 114 zurückgeleitet. Zur Kühlung des Kompressors 934 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Enthitzergebläse 938 vorgesehen.
Durch die Abkühlung der Prozessluft in dem Verdampfer 114 kondensiert in der Prozessluft enthaltene Feuchtigkeit im Inneren des Verdampfers 114. Das dabei entstehende Kondensatwasser wird über eine Kondensatwasserleitung 940 zurück zu dem Wäschebehandlungsraum 104 geführt und kann dabei zur Spülung der Abscheideeinrichtung 122 verwendet werden.
Der Kompressor 934 wird gemäß einem Ausführungsbeispiel im Rückwandbereich des Geräts 100 angeordnet. Alternativ kann der Kompressor 934 auch im Bodenbereich des Waschtrockners 100 angeordnet werden. Als Drosselorgan 936 kann ein Kapillarrohr oder Ventil genutzt werden. Der Kältekreislauf wird gemäß einem Ausführungsbeispiel ohne Enthitzer-Wärmetauscher aufgebaut. Eine notwendige Wärmeabgabe aus dem Kältekreislauf erfolgt durch eine Luftkühlung 938 des Kompressors 934 in Form von konvektiver Wärmeabgabe.
10 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Prozessluftbehandlung für ein Wäschebehandlungsgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren kann unter Verwendung einer anhand der vorangegangenen Ausführungsbeispiele beschriebenen Vorrichtung umgesetzt werden.
In einem Schritt 1001 wird feuchte Prozessluft aus einem Wäschebehandlungsraum eines Wäschebehandlungsgeräts, wie es beispielsweise anhand der vorangegangenen Figuren, beschrieben ist, zugeführt. Die feuchte Prozessluft wird in einem schritt 1003 von mitgeführten Flusen gereinigt und als gereinigte Prozessluft bereitgestellt. Anschließend wird die gereinigte Prozessluft in einem Schritt 1005 entfeuchtet. Dazu kann ein von einem Kältemittel durchströmter Verdampfer eingesetzt werden. Die entfeuchtete Prozessluft wird als entfeuchtete Prozessluft bereitgestellt. In einem Schritt 1007 wird die entfeuchtete Prozessluft erwärmt und als erwärmte Prozessluft bereitgestellt. Dazu kann ein von dem Kältemittel durchströmter Verflüssiger eingesetzt werden. Während der Schritte 1001, 1003, 1005, 1007 kann das Kältemittel in einem Schritte 1009 zwischen einem solchen Verdampfer und einem solchen Verflüssiger im Kreis geführt werden.

Claims

Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung für ein Wäschebehandlungsgerät (100) mit folgenden Merkmalen: einer Eingangsschnittstelle (110) zum Zuführen feuchter Prozessluft von einem Wäschebehandlungsraum (104) des Wäschebehandlungsgeräts (100); einer Abscheideeinrichtung (122), die ausgebildet ist, um die feuchten Prozessluft von mitgeführten Flusen (230) zu reinigen und als gereinigte Prozessluft bereitzustellen; einem Verdampfer (114), der ausgebildet ist, um die gereinigte Prozessluft unter Verwendung eines Kältemittels zu entfeuchten und als entfeuchtete Prozessluft bereitzustellen; und einem Verflüssiger (116), der ausgebildet ist, um die entfeuchtete Prozessluft unter Verwendung des Kältemittels zu erwärmen und als erwärmte Prozessluft bereitzustellen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Abscheideeinrichtung (122) einen Abscheider (222) umfasst, der zumindest eine Haftfläche für die Flusen (230) aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Abscheideeinrichtung (122) einen Fliehkraftabscheider (322; 822) umfasst.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Abscheideeinrichtung (122) einen Zentrifugalwirbler (322) und/oder einen Zyklon (822) umfasst.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Abscheideeinrichtung (122) einen Vorverdampfer (722) umfasst, der ausgebildet ist, um die feuchte Prozessluft zumindest teilweise zu entfeuchten.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der eine Leitung des Kältemittelkreises zum Führen des Kältemittels zwischen dem Verdampfer (114) und dem Verflüssiger (116) thermisch mit der Abscheideeinrichtung (122) gekoppelt ist, um die Abscheideeinrichtung (122) zu kühlen.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Abscheideeinrichtung (122) einen Anschluss zum Zuführen einer Abscheideflüssigkeit zur Befeuchtung einer Haftfläche oder eines Abscheideraums der Abscheideeinrichtung (122) umfasst.
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Kondenswasserführung zum Führen innerhalb des Verdampfers (114) kondensierten Kondenswassers zu der Abscheideeinrichtung (122).
Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Anschluss (120, 124) zum Zuführen einer Spülflüssigkeit zum Ausspülen von in der Abscheideeinrichtung (122) abgeschiedene Flusen (230).
Wäschebehandlungsgerät (100), mit folgenden Merkmalen: einem Wäschebehandlungsraum (104) zum Behandeln von Wäsche; und einer Vorrichtung zur Prozessluftbehandlung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Eingangsschnittstelle (110) der Vorrichtung mit dem Wäschebehandlungsraum (104) gekoppelt ist.
Verfahren zur Prozessluftbehandlung für ein Wäschebehandlungsgerät (100), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Zuführen (1001) feuchter Prozessluft von einem Wäschebehandlungsraum (104) des Wäschebehandlungsgeräts (100) über eine Eingangsschnittstelle (110); Reinigen (1003) der feuchten Prozessluft von mitgeführten Flusen (230) und Bereitstellen der Prozessluft als gereinigte Prozessluft; Entfeuchten (1005) der gereinigten Prozessluft unter Verwendung eines Kältemittels und Bereitstellen der Prozessluft als entfeuchtete Prozessluft; und Erwärmen (1007) der entfeuchteten Prozessluft unter Verwendung des Kältemittels und Bereitstellen der Prozessluft als erwärmte Prozessluft.