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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Behandlung und Pflege von Wäschestücken, wobei die Wäschestücke insbesondere zur Trocknung mit lufttransportierter Wärme beaufschlagt werden.
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Zum Trocknen von Wäsche sind verschiedene Wäschetrockner bekannt geworden, die nach zwei prinzipiell unterschiedlichen Verfahren arbeiten, nämlich nach dem Kondensationsverfahren oder nach dem Abluftverfahren.
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Weit verbreitet und auch unter energetischen Gesichtspunkten beliebt sind Kondensationswäschetrockner. Hier wird die zu trocknende Wäsche in den Luftstrom einer erwärmten Prozessluft gebracht. Dabei kann sich die Wäsche in einer Trommel oder auch in einem unbewegten Trockenraum befinden, wie beispielsweise in der
DE 198 33 775 A1 beschrieben. Die nach dem Durchströmen des auch als Behandlungsraum bezeichneten Trockenraumes mit Feuchtigkeit angereicherte Prozessluft wird anschließend durch eine Kondensationsvorrichtung geführt, in der sich aus der Wäsche ausgetriebene Feuchtigkeit aus der Prozessluft durch Abkühlung der Prozessluft abscheidet. Die Prozessluft befindet sich in einem geschlossenen Luftkreisstrom und wird dann erneut erhitzt und dem Behandlungsraum zugeführt.
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Für einen Abluftwäschetrockner ist kennzeichnend, dass die von außen als Zuluft zugeführte Prozessluft nach Erhitzung in den Behandlungsraum geleitet wird und dort in Kontakt mit der zu trocknenden Wäsche kommt. Nach Verlassen des Behandlungsraumes tritt der Abluftstrom durch einen Luftaustritt nach außen aus und transportiert dabei die aufgenommene Feuchtigkeit mit ab.
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Die
DE 10 2006 003 817 A1 beschreibt einen Trockner sowie ein Verfahren zur Behandlung von Wäsche, wobei sowohl eine Variante eines Kondensationswäschetrockners als auch eines Abluftwäschetrockners beschrieben ist.
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Abluftwäschetrockner dieser Art zeichnen sich durch einen einfachen Aufbau aus. Allerdings sind sie unter Gesichtspunkten des Energieverbrauchs nicht optimal. Vor diesem Hintergrund erwähnt die
DE 10 2006 003 817 A1 die Verwendung eines Wärmepumpenkreislaufs, ohne jedoch hier im Zusammenhang mit dem Abluftwäschetrockner weitergehende Hinweise zu geben. Zudem ist in der
DE 10 2006 003 817 A1 ein in Luftstromrichtung gesehen nach dem Behandlungsraum angeordneter Feuchtigkeitsspender beschrieben, der dazu dient, die Temperatur der Abluft weiter zu senken, um vergleichsweise hohe Wäschebehandlungstemperaturen zu realisieren, ohne dass die hohen Temperaturen der Prozessluft stromabwärts befindliche Bauteile schädigen. Im Falle des Abluftwäschetrockners muss der Benutzer den Feuchtigkeitsspender regelmäßig auffüllen, weil andernfalls das Trockenprogramm automatisch beendet wird.
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Die
DE 195 08 244 A1 beschreibt einen Kondensationswäschetrockner, bei dem das kondensierte Wasser in ein Auffanggefäß tropft und in einen Kondensat-Sammelbehälter gepumpt wird. Um eine vergleichsweise aufwändige Füllstandskontrolle des Sammelbehälters und ein Unterbrechen des Trocknungsvorganges bei einem Überlauf des Sammelbehälters zu vermeiden, schlägt die
DE 195 08 244 A1 vor, im Störfall - d.h. bei unerwünschtem Überlauf von Kondensatflüssigkeit aus dem Sammelbehälter - diese Kondensatflüssigkeit in die Kühlluft oder in den Prozesskreislauf des Kondensatwäschetrockners einzuspeisen. Um einen derartigen Betrieb im Störfall zu erlauben, muss jedoch die Kühlluftführung entsprechend ausgestaltet sein und die Kühlabluft an einem gegen Feuchtigkeit unempfindlichen Ort abgeben können.
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Aus der
DE 10 2007 052 075 A1 ist ein Abluft-Wäschetrockner bekannt, der einen Ultraschallvernebler aufweist, welcher zwischen Trocknungskammer und Luftausgang liegt und bei dem aus dem gesammelten Kondenswasser Dampf erzeugt, welcher von der Abluft mitgenommen und abgeführt wird
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Die
DE 10 2007 062 836 A1 zeigt einen Wäschetrockner, bei dem in einem Nebenkanal, der am Wärmetauscher vorbeiführt und von einem Teilstrom der Abluft durchströmt wird, Kondensat vernebelt und von der Abluft abgeführt wird.
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Aus der
DE 103 02 864 A1 ist schließlich ein Wäschetrockner bekannt, der je nach zu behandelnder Wäsche zwischen einem Umluftbetrieb (als Kondensationswäschetrockner) und einem Abluftbetrieb umschaltbar ist, wobei der Abluftbetrieb bevorzugt dem Auffrischen und der Duftbehandlung von Wäsche dient. Um auch im Umlaufbetrieb in den Behandlungsraum eingesprühte Zusatzstoffe zu aktivieren oder um Wasser als Heizdampf zum Desinfizieren einzusetzen, kann bei dem bekannten Trockner im Betrieb als Kondensationswäschetrockner das Kondensat einer Sprührichtung zugeführt werden, die dieses als Dampf oder Nebel unmittelbar in den Behandlungsraum (Wäschetrommel) einsprüht. Im Abluftbetrieb dagegen ist der Abluftkanal zum Wärmetauscher hin verschlossen und die Prozessluft strömt stattdessen aus einer geöffneten Abluftklappe nach außen aus, so dass der Luftstrom nicht zirkuliert.
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Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines Abluftwäschetrockners mit einer Wärmepumpe, bei dem das anfallende Kondensat automatisch und ohne den Benutzer mit Bedienungshandlungen wie Kondensatentsorgung oder Überwachungsaufgaben zu belasten entsorgt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Abluftwäschetrockner mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und in den Unteransprüchen angegeben, deren Merkmale einzeln und in beliebiger Kombination miteinander angewendet werden können.
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Der erfindungsgemäße Abluftwäschetrockner weist einen von außen als Zuluft eintretenden Prozessluftstrom auf, der die in einem Behandlungsraum eingebrachte Wäsche durch Feuchtigkeitsentzug trocknet. Der Prozessluftstrom wird anschließend in der für Abluftwäschetrockner typischen Art als Abluft durch einen Luftaustritt nach außen geleitet. Dabei ist mindestens ein in Luftstromrichtung gesehen zwischen dem Behandlungsraum und dem Luftaustritt angeordneter Wärmetauscher vorgesehen, der dem Prozessluftstrom unter Kondensatbildung Wärme entzieht.
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Dadurch ist bei dem erfindungsgemäßen Abluftwäschetrockner eine wesentlich verbesserte Energiebilanz zu erwarten, weil die entzogene Wärme beispielsweise zur Erwärmung der Zuluft verwendet werden kann.
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Schließlich ist bei dem erfindungsgemäßen Abluftwäschetrockner in Kombination mit den vorgenannten Merkmalen vorgesehen, dass in Luftstromrichtung gesehen nach dem Wärmetauscher, jedoch vor dem Luftaustritt eine Ausbringeinrichtung angeordnet ist, die der Abluft zumindest einen Teil des Kondensats beifügt. Damit wird in energetisch vorteilhafter Weise dem abgekühlten Abluftstrom zusätzlich Feuchtigkeit bzw. Kondensat beigefügt, um es auf diese Weise elegant aus dem Abluftwäschetrockner zu entsorgen.
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Dadurch ist in vorteilhafter Weise der Benutzer von Überwachungs- bzw. Entsorgungsaufgaben während des Trocknungsprozesses entbunden. Damit wird die bei einem Benutzer bzw. Erwerber eines Abluftwäschetrockners bestehende Erwartungshaltung erfüllt, dass bei einem Ablufttrockner grundsätzlich während des Trocknungsvorganges keine Überwachungs-/Wartungshandlungen vorzunehmen sind und allenfalls zwischen Trocknungsvorgängen das Reinigen des Flusensiebes notwendig wird.
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Bei dem Abluftwäschetrockner können der zum Wärmeentzug aus der Abluft bzw. zum Erwärmen der Zuluft einsetzbare Luft-/Luftwärmetauscher und eine etwaige zusätzliche elektrische Widerstandsheizung zum Erwärmen der Zuluft durch eine kompakte Wärmepumpe ersetzt sein. Das am Verdampfer der Wärmepumpe entstehende Kondensat kann über eine Kondensatpumpe in an sich bekannter Weise in einen Vorratsbehälter gepumpt und von diesem dann mittels der Ausbringeinrichtung dem Abluftstrom aufgeprägt werden.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Ausbringeinrichtung einen Ultraschallvernebler. Bei der Ultraschallverneblung wird das Kondensat durch mechanische Anregung energiebeaufschlagt und dadurch in feinste Tröpfchen (Nebel) überführt, die effizient von dem Abluftstrom mitgerissen werden können.
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Allerdings kann in der Praxis insbesondere bei sehr feuchter oder noch nasser Wäsche eine schon hohe Feuchtigkeitssättigung des Prozessluftstroms vorliegen und andererseits eine so hohe Menge von Kondensat anfallen, dass - jedenfalls bei einer unter energetischen und Kostengesichtspunkten vernünftigen Dimensionierung der rein mechanischen Ausbringeinrichtung - deren Ausbringkapazität allein nicht zu einem optimalen Betrieb ausreicht.
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Vor diesem Hintergrund sieht eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Ausbringeinrichtung mindestens einen hydrophilen Körper aufweist, der in den Prozessluftstrom ragt und der mit Kondensat beaufschlagt ist.
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Unter hydrophilem Körper ist im Rahmen der Erfindung jeder Körper zu verstehen, der Wasser anziehende und Wasser transportierende Eigenschaften hat. Besonders bevorzugt kann der Körper plattenförmig ausgestaltet sein und so in den Luftstrom gestellt sein, dass er an möglichst großen Vertikalflächen vertikal von der Prozessluft beströmt ist. Der Körper vergrößert damit die dem Prozessluftstrom ausgesetzte Verdampfungsfläche für das kalt zu verdampfende Kaltkondensat erheblich.
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Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Körper Kapillaren auf, deren Kapillarwirkung Kondensat in den Prozessluftstrom befördert. Durch die innere Kapillarwirkung des Körpers steigt das auszubringende Wasser ohne zusätzliche Fördermaßnahme in dem gesamten Körper hoch und ist dann von beiden Vertikalseiten des Körpers einem intensiven Luftstrom ausgesetzt. Dabei kann der hydrophile Körper vorzugsweise direkt in das Kondensat eintauchen und dadurch unmittelbar Kondensat aus dem Kondensatvorrat in den Prozessluftstrom leiten.
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Nach einer vorteilhaften Fortbildung der Erfindung ist der Körper eine den Luftstrom leitende Platte. Dabei sind möglichst dünne Platten bevorzugt. Deren Plattenhöhe ist so ausgelegt, dass die Kapillarwirkung eine vollständige Durchtränkung bzw. ein vollständiges Heben des Wassers aufgrund der Kapillarwirkung über die gesamte Plattenhöhe gewährleistet. Damit dient die Platte bzw. dienen mehrere Platten einer optimierten Leitung des Prozessluftstroms, so dass der Strömungswiderstand gering bleibt und die Strömungsgeschwindigkeit hoch ist. Dadurch wird der Mitnahmeeffekt, der bevorzugt dem hydrophilen Körper nachgeordneten anderweitigen Ausbringung von Kondensat - beispielsweise mittels erwähnten Ultraschallverneblers - deutlich verbessert.
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Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Wärmetauscher des erfindungsgemäßen Abluftwäschetrockners Bestandteil einer Wärmepumpe. Aus der oben beschriebenen Funktion des Wärmetauschers ist klar, dass er in der Wärmepumpe die Funktion einer Wärmesenke haben muss, wobei er dem durchströmenden Prozessluftstrom Wärme entzieht. Diese Wärme gelangt in der Wärmepumpe zu einer Wärmequelle, welche sie wieder abgibt, insbesondere an den Prozessluftstrom, um diesen vor seinem Zutritt zu der zu trocknenden Wäsche zu erhitzen. Es kann eine Wärmepumpe jedweder bekannten Bauform verwendet werden. Bevorzugt ist eine Wärmepumpe, in welcher ein Kältemittel in einem geschlossenen Kreis zirkuliert und zyklisch verdampft und verflüssigt wird. Das Verdampfen geschieht in der in diesem Zusammenhang als „Verdampfer“ bezeichneten Wärmesenke, welcher das flüssige Kältemittel von einer Drossel zugeführt wird. Das in der Wärmesenke verdampfte Kältemittel gelangt zu einem Kompressor, der es komprimiert und ihm die zum Zirkulieren nötige Bewegungsenergie mitteilt. Das komprimierte Kältemittel gelangt zur in diesem Zusammenhang als „Verflüssiger“ bezeichneten Wärmequelle, wo es sich unter Freisetzung von Wärme verflüssigt. Hinter der Wärmequelle gelangt das Kältemittel zu besagter Drossel, wo es seinen Binnendruck reduziert, um schließlich wieder zur Wärmesenke zu gelangen und dort erneut zu verdampfen. Eine solche Wärmepumpe wird geläufig als „Kompressor-Wärmepumpe“ bezeichnet. Als Kältemittel kommen fluorierte Äthan-Derivate, insbesondere die an sich bekannten Substanzen R134a und R152a, Gemische solcher Äthan-Derivate wie die an sich bekannten R407C und R410A sowie Propan und Kohlendioxid in Betracht.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Dabei sind in den Figuren gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch wenn die nachfolgende Erläuterung der Erfindung auf das zeichnerisch dargestellte Ausführungsbeispiel Bezug nimmt, ist die Erfindung in keiner Weise darauf beschränkt.
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In der Zeichnung zeigen:
- 1 ein Prinzipbild eines Abluftwäschetrockners,
- 2 einen hydrophilen Körper und
- 3 eine Anordnungsmöglichkeit einzelner Komponenten eines Abluftwäschetrockners.
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In
1 sind nur die hinsichtlich der Prozessluftstromleitung und der Kondensatbildung bzw. Kondensatausbringung relevanten Komponenten eines Abluftwäschetrockners dargestellt. Durch einen Lufteintritt
1 tritt Umgebungsluft
2 als Zuluft
3 ein und dient als so genannter Prozessluftstrom
4. Dieser durchläuft als erste Komponente einer an sich bekannten Wärmepumpe (allgemein mit 5 bezeichnet) einen ersten Wärmetauscher (Verflüssiger)
6. Dieser überträgt Wärme auf den Prozessluftstrom, wodurch dieser sich erwärmt. Zur weiteren Erwärmung dient gegebenenfalls noch eine hier nicht dargestellte - beispielsweise elektrische - Heizung. Der Prozessluftstrom
4 wird durch ein nur schematisch dargestelltes Gebläse
8 gefördert. Das Gebläse
8 beaufschlagt einen als drehbare Wäschetrommel ausgebildeten Behandlungsraum
10 mit der nun erwärmten Prozessluft, die in diesem Behandlungsraum in Kontakt mit Wäschestücken
12 gelangt. Dabei nimmt die Prozessluft in an sich bekannter Weise Feuchtigkeit von der Wäsche auf und wird anschließend einem zweiten Wärmetauscher in Form eines Verdampfers
15 zugeführt. Dieser entzieht dem Prozessluftstrom in an sich bekannter Weise und in der Funktion einer Wärmepumpe
5 Wärmeenergie
18, was in
1 schematisch durch einen Wärmekreislauf mit Pfeilen
19,
20 angedeutet ist. Die entzogene Wärme (Pfeil
20) beaufschlagt den ersten Wärmetauscher
6 und wird an die neu eintretende Zuluft abgegeben. Schematisch ist ein Kompressor
22 zum Betrieb der an sich bekannten (vgl.
DE 10 2005 062 940 A1 ) Wärmepumpe
5 dargestellt.
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Das bei der Abkühlung des Prozessluftstroms am Verdampfer 15 ausfallende Kondensat 28 wird einer Ausbringeinrichtung 25 zugeführt. Diese Ausbringeinrichtung 25 weist in diesem Beispiel zwei nach verschiedenen Prinzipien arbeitende Ausbringelemente 26 und 27, nämlich einen Ultraschallvernebler 26 und einen hydrophilen Körper 27 auf. Der Ultraschallvernebler 26 wird zu Schwingungen angeregt und von der Ausbringeinrichtung 25 mit Kondensat 28 versorgt.
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Wie 2 im Detail zeigt, steht der hydrophile Körper mit seinem Fuß 30 bevorzugt unmittelbar in dem Kondensatvorrat 31. Die so von der Ausbringeinrichtung 25 mit Kondensat beaufschlagte Abluft 32 verlässt den Abluftwäschetrockner durch einen Luftaustritt 34. Der hydrophile Körper 27 besteht aus einem porösen, mit einer Vielzahl von Kapillaren 35 insbesondere in vertikaler Richtung 36 durchzogenen Material, das in einen nicht gezeigten Kondensatsammelbehälter in Fließkontakt steht. Die Kapillarwirkung zieht das Kondensat in vertikaler Richtung nach oben, so dass es insbesondere auch an den entsprechend gestalteten großflächigen Oberflächen 37, 38 an der Seite des Körpers austreten kann. Der Körper 27 ist dabei in Form einer luftstromleitenden Platte 39 ausgebildet.
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3 zeigt schematisch im Wesentlichen eine Bodenaufsicht eines erfindungsgemäßen Abluftwäschetrockners 40, von dem wiederum nur die besonders relevanten Komponenten schematisch dargestellt sind. Die durch den Lufteintritt 1 eintretende Zuluft 3 gelangt als Prozessluftstrom 4 in schon beschriebener Weise zu dem Verflüssiger 6, in dem das nicht näher dargestellte Arbeitsmittel der Wärmepumpe zur Aufheizung der Zuluft Wärme an den Prozessluftstrom abgibt. Der dann durch den in 3 nicht gezeigten Behandlungsraum geleitete Prozessluftstrom wird in dem Verdampfer 15 in zuvor beschriebener Weise abgekühlt, wobei die dabei von dem Arbeitsmittel der Wärmepumpe aufgenommene Wärme über eine Verbindung 41 wieder zum Verflüssiger 6 geleitet wird. Das bei der Abkühlung des Prozessluftstroms 4 entstehende Kondensat beaufschlagt teilweise mehrere hydrophile Körper 27, die als Scheiben 44 zur Führung des Prozessluftstroms ausgebildet und mit ihren Fußbereichen mit dem Kondensat in Kontakt sind. Zudem ist der Ultraschallvernebler 26 angedeutet, der sich also bevorzugt stromabwärts gegenüber den hydrophilen Körpern 27 befindet. Die dort mit weiterem Kondensat angereicherte Abluft 32 verlässt den Abluftwäschetrockner 40 durch den Luftaustritt 34.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lufteintritt
- 2
- Umgebungsluft
- 3
- Zuluft
- 4
- Prozessluftstrom
- 5
- Wärmepumpe
- 6
- Wärmetauscher, Verflüssiger
- 8
- Gebläse
- 10
- Behandlungsraum
- 12
- Wäschestück
- 15
- Wärmetauscher, Verdampfer
- 18
- Wärmeenergie
- 19
- Pfeil
- 20
- Pfeil
- 22
- Kompressor
- 24
- Kondensat
- 25
- Ausbringeinrichtung
- 26
- Ultraschallvernebler
- 27
- hydrophiler Körper
- 28
- Kondensat
- 30
- Fuß
- 31
- Kondensatvorrat
- 32
- Abluft
- 34
- Luftaustritt
- 35
- Kapillaren
- 36
- vertikale Richtung
- 37
- Oberfläche
- 38
- Oberfläche
- 39
- Platte
- 40
- Abluftwäschetrockner
- 41
- Verbindung
- 44
- Platten