Kondensationstrockner mit einem Gehäuse
Die Erfindung betrifft einen Kondensationstrockner mit einem Gehäuse, welches einen eine Rückseite bildenden Wandbereich aufweist und einem Prozessluftkreis zum Zirkulieren von Prozessluft, welcher einen außerhalb des Gehäuses auf dem Wandbereich verlaufenden Abschnitt aufweist und im Übrigen innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, und in welchem angeordnet sind ein Gebläse zum Zirkulieren der Prozessluft und eine Trocknungskammer zum Aufnehmen zu trocknender Gegenstände, wobei der Abschnitt von einer dichtend auf den Wandbereich aufgesetzten Haube abgedeckt ist.
Ein solcher Kondensationstrockner geht hervor aus der WO 2006/122840 A1. Der dort beschriebene Wäschetrockner hat eine elektrische Heizung für die zum Trocknen von Wäsche verwendete Luft, die sogenannte Prozessluft, und die Prozessluft wird durch einen Strömungskanal zu der Heizung geführt, wobei der Strömungskanal als U-förmiges Profil außenseitig auf einer Rückseite eines Gehäuses des Trockners angebracht und durch eine Haube abgedeckt ist. Dadurch, dass die strömende Prozessluft doppelt abgedeckt ist, wird ein Verlust an Wärme reduziert und eine akustische Dämmung gegen Geräusche, die von der strömenden Prozessluft verursacht werden, verbessert.
In einem Kondensationstrockner wird Prozessluft durch ein Gebläse über eine Heizung in eine feuchte Wäschestücke enthaltende Trommel als Trocknungskammer geleitet. Die heiße Luft nimmt Feuchtigkeit aus den zu trocknenden Wäschestücken auf. Nach Durchgang durch die Trommel wird die dann feuchte Prozessluft in einen Wärmetauscher geleitet, dem in der Regel ein Flusenfilter vorgeschaltet ist. In diesem Wärmetauscher wird die feuchte Prozessluft abgekühlt, wobei die als Dampf mitgeführte Feuchtigkeit kondensiert und sich unter dem Wärmetauscher in flüssiger Form ansammelt. Die somit entfeuchtete Prozessluft strömt erneut zur Heizung und von dort zur Trommel, um weitere Feuchtigkeit aus den Wäschestücken aufzunehmen.
Dieser Trocknungsvorgang ist sehr energieintensiv, da die Wärme, die bei der Kühlung der Prozessluft im Wärmetauscher dem Kühlluftstrom entzogen wird, dem Prozess energetisch verloren geht. Durch Einsatz einer Wärmepumpe lässt sich dieser
Energieverlust deutlich reduzieren. Bei einem mit einer Wärmepumpe ausgestatteten Kondensationstrockner erfolgt die Kühlung der warmen, mit Feuchtigkeit beladenen Prozessluft im Wesentlichen in einer Wärmesenke der Wärmepumpe; diese kann ausgebildet sein als Verdampfer, wo die übertragene Wärme zur Verdampfung eines in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierenden Kältemittels verwendet wird. Das aufgrund der Erwärmung verdampfte Kältemittel der Wärmepumpe wird über einen Kompressor einem als Wärmequelle in der Wärmepumpe fungierenden Verflüssiger zugeführt, wo aufgrund der Kondensation des gasförmigen Kältemittels Wärme freigesetzt wird, die zum Aufheizen der Prozessluft vor Eintritt in die Trommel verwendet wird; derart übernimmt die Wärmequelle die Funktion der Heizung im einfachen Kondensationstrockner. Der in der feuchten Prozessluft enthaltene Wasserdampf kondensiert in der Wärmesenke. Das kondensierte Wasser wird anschließend im Allgemeinen in einem geeigneten Behälter gesammelt.
In der DE 40 23 000 C2 ist ein Wäschetrockner mit einer Wärmepumpe beschrieben, bei dem im Prozessluftkanal zwischen der Wärmequelle und der Wärmesenke eine Zuluftöffnung angeordnet ist, die mit einer steuerbaren Verschlusseinrichtung verschließbar ist.
Aus der WO 2008/107266 A1 und der WO 2008/1 1961 1 A1 geht jeweils ein Wäschetrockner mit einer Wärmepumpe hervor. Eine Wärmepumpe in einem Wäschetrockner ist in der Regel als kompakte Einheit ausgeführt und unterhalb der Trommel für die zu trocknenden Wäschestücke angeordnet. Eine elektrische Heizung für die Prozessluft ist nicht vorhanden.
Die DE 20 2007 000 648 U1 offenbart einen Wäschetrockner mit einer Trommel zur Aufnahme von zu trocknender Wäsche, einem Prozesskreislauf zum Führen von Prozessluft und einem Wärmepumpenkreislauf mit einem Kondensator, einem Verdampfer, einem Drosselorgan und einem Kompressor, wobei im Wärmepumpenkreislauf zwischen dem Kondensator und dem Drosselorgan ein Zusatzwärmetauscher angeordnet ist. In den Figuren 2 bis 5 ist ein Wäschetrockner gezeigt, der eine von vorne beschickbare Trommel besitzt, die um eine horizontale Achse rotiert werden kann. Die Prozessluft tritt vom Trommelinneren durch ein Sieb oder mehrere Siebe in der Gerätetür und durchläuft sodann den Verdampfer, den Kondensator,
das Gebläse sowie eine optionale Zusatzheizung und wird durch Löcher in der Rückwand der Trommel wieder in die Trommel geführt. Zum Führen der Prozessluft im Bereich des Verdampfers und des Kondensators sind diese in einem Kanal angeordnet, der von einem Kanalgehäuse gebildet wird. Ein über dem Zusatzwärmetauscher angeordnetes Luftleit- Formteil dient dabei dazu, die Luft im Bereich des Zusatzwärmetauschers zu führen.
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Kondensationstrockners der eingangs definierten Gattung, bei dem die Führung der Prozessluft in möglichst günstiger Weise und mit möglichst günstigen Mitteln erfolgt. Möglichkeiten zur funktionellen Verbesserung des Wäschetrockners sollen dabei nutzbar sein.
Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch einen Kondensationstrockner mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kondensationstrockners sind in entsprechenden abhängigen Patentansprüchen aufgeführt.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Kondensationstrockner mit einem Gehäuse, welches einen eine Rückseite bildenden Wandbereich aufweist, und einem Prozessluftkreis zum Zirkulieren von Prozessluft, welcher einen außerhalb des Gehäuses auf dem Wandbereich verlaufenden Abschnitt aufweist und im Übrigen innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, und in welchem angeordnet sind ein Gebläse zum Zirkulieren der Prozessluft und eine Trocknungskammer zum Aufnehmen zu trocknender Gegenstände, wobei der Abschnitt von einer dichtend auf den Wandbereich aufgesetzten Haube abgedeckt ist. Im Gehäuse ist eine Wärmepumpe mit einer mit dem Prozessluftkreis thermisch gekoppelten Wärmesenke und einer mit dem Prozessluftkreis thermisch gekoppelten Wärmequelle vorhanden und der auf dem Wandbereich angeordnete Abschnitt ist von einem auf dem Wandbereich aufgesetzten Profilteil gebildet.
Die Haube kann aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein. Vorzugsweise besteht die Haube aus Metall. Sie kann außerdem mit einer Dämmschicht zur Abschirmung von Wärme und/oder Schall versehen sein. Insbesondere ist die Haube mit dem Wandbereich verschraubt. Zwischen die Haube und den Wandbereich kann eine Dichtung eingefügt sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Wärmequelle der Wärmepumpe die einzige Heizung für die Prozessluft. Hierbei ist die Wärmequelle vorzugsweise im Prozessluftkreis zwischen dem Gebläse und einem Ausgang der Trocknungskammer angeordnet.
Besonders bevorzugt befindet sich zwischen dem Prozessluftkreisabschnitt und der Haube ein durchgängiger Spalt.
Der Prozessluftkreisabschnitt kann einteilig oder mehrteilig und ebenfalls aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein. Vorzugsweise besteht der
Prozessluftkreisabschnitt jedoch aus Kunststoff. Besonders bevorzugt ist der Kunststoff ein Polypropylen-Kunststoff. Der Begriff „Polypropylen-Kunststoff' ist hierbei breit auszulegen und umfasst Propylenhomopolymere und Propylencopolymere, die mindestens zu 50 Gew.-% aus Propyleneinheiten bestehen. Propylencopolymere enthalten als Comonomere einpolymerisiert vorzugsweise Ethen und/oder Buten.
Außerdem können die erfindungsgemäß eingesetzten Propylencopolymere als statistische Copolymere oder Blockcopolymere vorliegen.
Besteht der Prozessluftabschnitt aus Kunststoff, kann er besonders vorteilhaft einteilig auf an sich bekannte Weise hergestellt werden. Der einteilige Prozessluftabschnitt deckt dann sowohl das Gebläse als auch die erste und zweite Öffnung ab. Die Verwendung von
Kunststoff ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Wärmequelle der Wärmepumpe die einzige Heizung ist. Bei Abwesenheit einer üblichen Heizung insbesondere in der
Umgebung des Wandbereichs und des dortigen Abschnitts des Prozessluftkreises ist in diesem Abschnitt nicht mit punktuell besonders hohen Temperaturen zu rechnen. Es können deshalb im Abschnitt preisgünstige Materialien mit eingeschränkter thermischer
Belastbarkeit verwendet werden.
Ebenfalls bevorzugt ist eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kondensationstrockners, bei der das Gebläse in einer Ausnehmung des Wandbereichs angeordnet ist. Damit bildet das Gebläse ein erstes Ende des Abschnitts auf dem Wandbereich.
Die Wärmequelle kann an verschiedenen Stellen im Prozessluftkreis angeordnet sein und sich insbesondere innerhalb oder außerhalb des Prozessluftkreisabschnitts befinden. Vorzugsweise ist die Wärmequelle außerhalb des Prozessluftkreisabschnitts vor dem Gebläse angeordnet.
Die Erwärmung der Prozessluft kann ausschließlich über die Wärmequelle der Wärmepumpe stattfinden. Es kann allerdings zusätzlich auch eine elektrische Heizung verwendet werden.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kondensationstrockners zeichnet sich dadurch aus, dass der Abschnitt des
Prozessluftkreises auf dem Wandbereich über eine Mehrzahl von Öffnungen in dem
Wandbereich mit der Trocknungskammer verbunden ist. Dies ist insbesondere dann von
Vorteil, wenn der Kondensationstrockner neben der Wärmepumpe keine auf dem
Wandbereich platzierte Heizung enthält. Damit steht auf dem Wandbereich mehr Platz zur Verfügung, um für die Prozessluft zwischen dem Abschnitt und der Trocknungskammer einen günstigen Durchgang mit möglichst geringem Druckverlust zu schaffen.
Die Trocknungskammer des erfindungsgemäßen Kondensationstrockners ist vorzugsweise eine drehbare Trommel.
Die Wärmepumpe des Kondensationstrockners entspricht vorzugsweise dem Typ der Kompressor-Wärmepumpe. Dazu ist sie eingerichtet zum Zirkulieren eines Kältemittels durch die Wärmesenke, die ein Verdampfer für das Kältemittel ist, einen Kompressor, welcher eingerichtet ist zum Komprimieren des Kältemittels und Treiben des Kältemittels durch die Wärmepumpe, die Wärmequelle, welche ein Verflüssiger für das Kältemittel ist, und eine Drossel zum Entspannen des Kältemittels. Als Kältemittel kommen insbesondere in Betracht fluorierte Kohlenwasserstoffe, insbesondere die fluorierten Äthan-Derivate R134a und R152a, Mischungen fluorierter Kohlenwasserstoffe wie die bekannten Zusammensetzungen R407C und R41 OA sowie Propan und Kohlendioxid.
Der erfindungsgemäße Kondensationstrockner weist vorzugsweise ein akustisches und/oder optisches Anzeigemittel zur Anzeige von einem oder mehreren Betriebszuständen auf. Ein optisches Anzeigemittel kann beispielsweise ein
Flüssigkristalldisplay sein, auf dem bestimmte Aufforderungen oder Hinweise angegeben sind. Es können zudem oder alternativ Leuchtdioden in einer oder mehreren Farben aufleuchten.
Der erfindungsgemäße Kondensationstrockner kann einen Luft-Luft-Wärmetauscher umfassen, der vorzugsweise abnehmbar ausgeführt ist. Dies ist besonders vorteilhaft, da ein abnehmbarer Wärmetauscher leichter von Flusen gereinigt werden kann.
Wenn im erfindungsgemäßen Kondensationstrockner neben der Wärmepumpe eine weitere Heizung eingesetzt wird, ist diese vorzugsweise eine Zweistufen-Heizung. Da mit fortschreitendem Trocknungsgrad der im Kondensationstrockner zu trocknenden Gegenstände die notwendige Energie für das Trocknen abnimmt, ist es zweckmäßig, die Heizung entsprechend zu regeln, d.h. mit fortschreitendem Trocknungsgrad deren Heizleistung zu vermindern, um ein Gleichgewicht zwischen der zugeführten und der notwendigen Trocknungsenergie aufrecht zu erhalten.
Mit zunehmendem Trocknungsgrad der zu trocknenden Gegenstände, insbesondere Wäsche, wird somit eine geringere Heizleistung oder sogar eine zunehmende Kühlleistung der Wärmepumpe erforderlich. Insbesondere würde nach einer abgeschlossenen Trocknungsphase die Temperatur im Prozessluftkreis stark ansteigen. Im Allgemeinen wird daher die Wärmepumpe und ggf. eine zusätzliche Heizung im Kondensationstrockner so geregelt, dass in der Trocknungskammer eine maximal zulässige Temperatur nicht überschritten wird.
Zur Überwachung der Temperatur von Kältemittel bzw. Wärmepumpe sowie ggf. der Temperatur der Prozessluft werden im Allgemeinen dem Fachmann an sich bekannte Temperaturfühler im Wärmepumpenkreis und/oder im Prozessluftkreis eingesetzt.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Prozessluft mit einer optimierten Strömung in die Trocknungskammer geleitet werden kann. Hierdurch werden Druckverluste reduziert. In Ausführungsformen der Erfindung ist eine verbesserte Wärmeisolierung möglich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung und deren teilweise schematisierter Figuren 1 bis 3. Im Einzelnen zeigen:
Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch einen Kondensationstrockner gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 Draufsichten auf einen Prozessluftkreisabschnitt von einem Gebläse bis zum Eintritt der Prozessluft in eine Trommel, wobei sich die Ansichten a), b) und c) darin unterscheiden, dass in a) ein Prozessluftkreisabschnitt und eine Haube abgenommen sind, in b) nur die Haube abgenommen ist und in c) die darin gezeigte Haube den darunter liegenden Prozessluftkreisabschnitt überdeckt; und
Fig. 3 eine Seitenansicht des in Fig. 2 gezeigten Prozessluftkanals.
Figur 1 zeigt einen senkrecht geschnittenen Kondensationstrockner 1 (im Folgenden mit „Trockner" 1 abgekürzt) gemäß einer ersten Ausführungsform, bei der die Heizung der Prozessluft ausschließlich über den als Wärmequelle 15 fungierenden Verflüssiger 15 der Wärmepumpe 13,14,15,17 erfolgt.
Der in Figur 1 dargestellte Trockner 1 weist eine um eine horizontale Achse drehbare Trommel 3 als Trocknungskammer 3 auf, innerhalb welcher Mitnehmer 4 zur Bewegung von Wäsche während der Drehung der Trommel 3 befestigt sind. Prozessluft wird mittels eines Gebläses 19 durch eine Trommel 3 sowie eine Wärmepumpe 13,14,15,17 in einem Luftkanal 2 im geschlossenen Kreis geführt (Prozessluftkreis 2). Nach Durchgang durch die Trommel 3 wird die feuchte, warme Prozessluft abgekühlt und nach Kondensation der in der Prozessluft enthaltenen Feuchtigkeit wieder erwärmt. Dabei wird erwärmte Luft von hinten, d.h. von der einer Tür 5 gegenüberliegenden Seite der Trommel 3, durch deren gelochten Boden in die Trommel 3 geleitet, kommt dort mit der zu trocknenden Wäsche in Berührung und strömt durch die Befüllöffnung der Trommel 3 zu einem Flusensieb 6 innerhalb einer die Befüllöffnung verschließenden Tür 5. Anschließend wird der Luftstrom in der Tür 5 nach unten umgelenkt und im Luftkanal 2 über einen Ausgang 26 zum als Wärmesenke 13 fungierenden Verdampfer 13 einer Wärmepumpe 13,14,15,17 geführt, wo sie abgekühlt wird. Dabei im Verdampfer 13 verdampftes Kältemittel, welches in der Wärmepumpe 13,14,15,17 zirkuliert, wird über einen Kompressor 14 zum Verflüssiger 15
geleitet. Im Verflüssiger 15 verflüssigt sich das Kältemittel unter Wärmeabgabe an die Prozessluft. Das nun in flüssiger Form vorliegende Kältemittel wird anschließend über eine Drossel 17 wiederum zum Verdampfer 13 geleitet, wodurch ein Kältemittelkreis geschlossen ist. Unterhalb des Verdampfers 13 befindet sich eine Kondensatwanne 23, in der das bei der Abkühlung der feuchtwarmen Prozessluft anfallende Kondensat aufgefangen wird. Das Kondensat kann beispielsweise durch mechanisches Entleeren oder durch Abpumpen aus der Kondensatwanne 23 entsorgt werden.
Der Abschnitt 22 des Prozessluftkreises 2 vom Gebläse 19 bis zur Trommel 3 wird nachfolgend näher betrachtet. Der Abschnitt 22 liegt außerhalb des an einer Rückseite des Trockners 1 von einem Wandbereich 24 begrenzten Gehäuses 24, wohingegen der Prozessluftkreis im Übrigen innerhalb des Gehäuses 24 angeordnet ist. Der Abschnitt 22 ist gebildet zwischen dem Gebläse 19 und Öffnungen 20 und 21 im Wandbereich 24, durch welche die Prozessluft aus dem Abschnitt 22 durch den entsprechend gelochten Boden in die Trommel 3 gelangt. Zwischen dem Boden der Trommel 3 und dem Wandbereich 24 ist eine Dichtung 1 1 angeordnet.
Besagter Abschnitt 22 ist gebildet zwischen dem Wandbereich 24 und einem auf diesen aufgesetzten Profilteil 25, welches einteilig ausgeführt ist und aus einem Polypropylen- Kunststoff besteht. Das Profilteil 25 definiert im Abschnitt 22 einen Strömungskanal, durch welchen die Prozessluft kontrolliert und ohne erheblichen Druckverlust vom Gebläse 19 zu den Öffnungen 20 und 21 strömen kann. Das Profilteil 25 ist seinerseits von einer Haube 16 abgedeckt, unter Belassung eines durchgängigen Spalts zwischen dem Profilteil 25 und der Haube 16. Die Haube besteht aus Metall, nämlich aus einem geformten Blech, und ist zusätzlich mit einer - der Übersicht halber nicht dargestellten Dämmschicht versehen. Auf diese Weise stellt die Haube 16 eine ausgezeichnete Dämmung gegen Wärmeverluste und Betriebsgeräusche.
Das Gebläse 19 ist als Radialgebläse ausgeführt und in einer Ausnehmung des Wandbereichs 24 angeordnet. So schließt es sich einfach und strömungsgünstig an den Abschnitt 22 an.
Die Wärmepumpe 13, 14, 15,17 mit allen ihren Komponenten ist vollständig im Gehäuse 24 des Trockners 1 und damit außerhalb des Abschnitts 22 angeordnet. Dabei bildet der
Verflüssiger 15 die einzige für den Trocknungsvorgang wesentliche Wärmequelle 15 im Trockner 1.
Die Trommel 3 wird in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform am hinteren Boden mittels eines Drehlagers 12 und vorne mittels eines Lagerschildes 7 gelagert, wobei die Trommel 3 mit einer Krempe auf einem Gleitstreifen 8 am Lagerschild 7 aufliegt und so am vorderen Ende gehalten wird. Die Steuerung des Kondensationstrockners erfolgt über eine Steuerung 10, die vom Benutzer über eine Bedieneinheit 9 geregelt werden kann. Mittels einer Anzeigevorrichtung 18 können verschiedene Zustände des Kondensationstrockners optisch oder akustisch dargestellt werden.
Fig. 2 zeigt beispielhaft Draufsichten auf den Abschnitt 22 von dem Gebläse 19 bis zum Eintritt der Prozessluft in eine hier nicht näher gezeigte Trommel 3. Die Ansichten a), b) und c) unterscheiden sich darin, dass in Fig. 2a) das Profilteil 25 und eine Haube 16 abgenommen sind, in Fig. 2b) nur die Haube 16 abgenommen ist und in Fig. 2c) die darin gezeigte Haube 16 das darunter liegende Profilteil 25 überdeckt.
In Fig. 2a) sind eine erste Öffnung 20 und eine zweite Öffnung 21 gezeigt, wobei in der in Fig. 2a) gezeigten Ausführungsform die zweite Öffnung 21 aus zwei spiegelbildlich angeordneten viereckigen Teilöffnungen besteht. Über beide Öffnungen 20 und 21 fließt die Prozessluft in die Trommel 3. In Fig. 2b) bedeckt der hier gezeigte Teil des Profilteils 25 die erste Öffnung 20 und die zweiten Öffnungen 21. Die Prozessluft fließt in dem hier dargestellten Teil des Prozessluftkanals 2 (Abschnitt 22) vom Gebläse 19 bis zu der hier ebenfalls nicht näher gezeigten Trommel 3.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des in Fig. 2 gezeigten Profilteils 25. Die Pfeile zeigen die Fließrichtung der vom hier nicht gezeigten Verflüssiger 15 über das Gebläse 19 kommenden erwärmten Prozessluft durch den Prozessluftkreisabschnitt bis zu den Öffnungen 20 und 21.