DE102011052796A1

DE102011052796A1 - Waschgut-behandlungsgerät mit zulufttemperatur-kompensation

Info

Publication number: DE102011052796A1
Application number: DE102011052796A
Authority: DE
Inventors: Ryan R. Bellinger; James P. Carow; Michele A. Paustian; David M. Williams
Original assignee: Whirlpool Corp
Current assignee: Whirlpool Corp
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2011-08-18
Publication date: 2012-04-26
Also published as: US8555522B2; US20120096738A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Waschgut-Behandlungsgerätes wie einem Wäschetrockner, mit einer Behandlungskammer, einem Luftzufuhr-/Luftabfuhr-System zum Zu- und Abführen von Luft zu bzw. von der Behandlungskammer, mit einem Heizelement zum Erwärmen der Luft für die Behandlungskammer, und mit einer Steuerung, die eine Einlasstemperatur als Steuer-Eingangsgröße für einen Betriebs-Zyklus verwendet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Moderne Waschgut-Behandlungsgeräte wie bspw. Wäschetrockner können mit einer Behandlungskammer zur Aufnahme einer Waschgut-Charge für die Behandlung (bspw. Trocknen) sowie einem Heizelement ausgerüstet sein, mit dem die Luft zum Behandeln der Trockengut-Charge erwärmbar ist. Die Waschgut-Charge kann in der Behandlungskammer einem Arbeitsprogramm entsprechend für vorbestimmte Dauer behandelt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Verfahren zum Betreiben eines Wäschetrockners durch Bestimmen einer Spannung über dem Heizelement und einer Zulufttemperatur, wobei von der Steuerung auf Grund der Zulufttemperatur und der Heizelement-Spannung eine kompensierte Zulufttemperatur bestimmt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen:
1 zeigt schaubildlich als Perspektive ein Wäschebehandlungsgerät in Form eines Wäschetrockners nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt schaubildlich als Teilansicht den Luftzufuhrkanal der 1 mit einem Thermistor und einem Thermostaten in großer Nähe zu einem Heizelement;
3 zeigt schaubildlich eine Spannungsdetektor-Schaltung für den Wäschetrockner der 1;
4 zeigt schaubildlich eine Steuerung für den Wäschetrockner der 1;
5 zeigt schaubildlich ein Zeitdiagramm für ein Arbeitsprogramm;
6 zeigt als Flussdiagramm die Arbeitsweise eines Wäschetrockners nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Die Erfindung richtet sich allgemein auf ein genaues Abschätzen einer Zulufttemperatur während des Ablaufs eines Arbeitsprogramms für eine Waschgut-Charge in einem Wäschebehandlungsgerät wie bspw. einem Wäschetrockner, wobei Warmluft als Teil einer Trockenphase eines Arbeitsprogramms dient. Die Zulufttemperatur ist eine der Haupt-Vorgaben für bekannte Algorithmen zum Abschätzen der Programmdauer und der Masse/Größe der Waschgut-Charge. Die Zulufttemperatur wird gemeinhin mittels eines Thermistors ermittelt, der – bspw. in Folge der Einstrahlung aus einem Heizelement – einen ungenauen Temperaturwert liefern kann. Die Einstrahlungseffekte des Heizelements sind unterschiedlich je nach seiner Heizleistung, die eine Funktion der an das Heizelement angelegten Spannung ist. Die Zulufttemperatur lässt sich so als Funktion der am Heizelement liegenden Spannung betrachten. Die Erfindung geht auf das Problem der ungenauen Temperatur ein, indem sie sie für diese Effekte kompensiert. Das Kompensieren der Effekte der Strahlung aus dem Heizelement ist jedoch nicht einfach, da diese Strahlung nicht nur Von der Heizleistung des Heizelements abhängt, sondern auch von seiner Alterung: Mit zunehmendem Alter wird es schwärzer, was zu einer abgeschwächten Abstrahlung führt.
1 zeigt schaubildlich ein Wäschebehandlungsgerät 10 in Form eines Wäschetrockners 10 nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Wäschebehandlungsgerät ist zwar als Wäschetrockner 10 dargestellt, kann aber erfindungsgemäß ein beliebiges Gerät sein, das auf Waschgut ein Arbeitsprogramm anwendet und eine Trockenphase aufweist, während der Luft erwärmt wird, um den Feuchtegehalt des Trockenguts zu verringern. Die Erfindung nicht einschränkende Beispiele hierfür sind Horizontal- und Vertikalachs-Waschautomaten, Wasch-/Trockenmaschinen, Umwälz- oder Stand-Auffrischer/Revitalisierer, Wäscheschleudern, wasserfreie Waschmaschinen und Revitalisierer. Ein Wäschebehandlungsgerät nach der Erfindung kann auch einen Trockner mit offenem oder geschlossenen Trockenkreis aufweisen – bspw. einen Kondensier-, Rückführ- oder Wärmepumpen-Trockner. Der hier beschriebene Wäschetrockner 10 hat zahlreiche Merkmale mit einem herkömmlichen automatischen Wäschetrockner gemein, die hier nur ausführlich beschrieben sind, wenn für ein Verständnis der Erfindung erforderlich.
Wie in der 1 gezeigt, kann der Wäschetrockner 10 ein Schrankgehäuse 12 aufweisen, das von einer Vorderwand 19, einer Rückwand 20 sowie zwei Seitenwänden 22 gebildet ist, die eine obere Abschlussfläche 24 tragen. Eine Tür 26 kann scharniermäßig an die Vorderwand 18 angeschlagen und wahlweise zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung bewegbar sein, um eine Öffnung in der Vorderwand 18 zu schließen, die Zugang zum Innern des Gehäuses 12 bietet.
Im Innern des Gehäuses 12 kann eine drehbare Trommel 28 zwischen einem hinteren und einem vorderen Schott 30, 32 gelagert sein, die zusammen eine Behandlungskammer 34 für zu behandelndes Trockengut 36 bilden, wobei die Behandlungskammer eine offene Vorderfläche aufweist, die von der Tür wahlweise verschließbar ist. Beispiele für Trockengut sind (ohne Einschränkung der Erfindung) Hüte, Schals, Handschuhe, Pullover, Blusen, Hemden, Shorts, Kleider, Socken, Hosen, Schuhe, Unterbekleidung und Jacken. Weiterhin lassen sich im Wäschetrockner 10 Textilstoffe in anderen Produkten wie Vorhänge, Laken, Handtücher, Kissen und ausgestopfte Stoffartikel (bspw. Spielsachen) trocknen.
Die Trommel 28 kann mindestens eine Hubleiste (nicht gezeigt) enthalten; meistens liegen mehrere Hubleisten vor. Sie können entlang der Innenfläche der Trommel 28 angeordnet sein, die den Innenumfang der Trommel 28 bildet. Die Hubleisten erleichtern die Bewegung des Trockenguts 36 in der Trommel 28 bei deren Umlauf.
Die Trommel 28 kann betrieblich mit einem Motor 54 gekoppelt sein, um sie während eines Trockenprogramms wahlweise zu drehen. Die Kopplung des Motors 54 mit der Trommel 28 kann direkt oder indirekt erfolgen. Wie dargestellt, kann eine indirekte Kopplung einen Riemen 56 aufweisen, der eine Ausgangswelle des Motors 54 mit einem Rad bzw. einer Riemenscheibe auf der Trommel 28 koppelt; eine direkte Kopplung kann von der Ausgangswelle des Motors 54 zu einer Nabe der Trommel 28 erfolgen.
Der Wäschetrockner 10 kann ein Luftführungssystem enthalten. Das Luftführungssystem führt der Behandlungskammer 34 Luft zu und aus ihr ab. Die zugeführte Luft kann erwärmt werden oder nicht. Das Luftführungsstem kann einen Zufuhrteil aufweisen, die zum Teil von einem Zuluftkanal 38 gebildet ist, der mit einem Ende über eine rückseitige Lüftungsöffnung 37 zum Umluft geöffnet und mit dem anderen Ende fluidisch mit einem Einlassgitter 40 gekoppelt ist, das seinerseits in Strömungsverbindung mit der Behandlungskammer 34 stehen kann. Im Zuluftkanal 38 kann ein Heizelement 42 angeordnet sein, das mit der Steuerung betrieblich gekoppelt und von ihr steuerbar ist. Bei eingeschaltetem Heizelement 42 wird die zugeführte Luft vor dem Einströmen in die Trommel 28 erwärmt.
Das Luftführungssystem kann weiterhin einen Auslassteil aufweisen, den teilweise ein Abluftkanal 44 bilden kann. Als Einlass von der Behandlungskammer 34 zum Abluftkanal 44 kann ein Flusenfilter 45 vorgesehen sein. Ein Gebläse 46 kann fluidisch mit dem Abluftkanal 44 gekoppelt und mit der Steuerung 44 gekoppelt sein, die es betrieblich steuert. Im Betrieb saugt das Gebläse 46 Luft in die Behandlungskammer 34 und drückt es sie über den Abluftkanal 44 aus ihr hinaus. Der Abluftkanal 44 kann fluidisch an einen Haushalts-Abluftleitung angeschlossen sein oder die Luft aus der Behandlungskammer 34 in den Raum außerhalb des Wäschetrockners 10 ablassen.
Das Luftführungssystem kann weiterhin verschiedene Sensoren und andere Systemkomponenten wie einen Thermistor 47 und einen Thermostaten 48 aufweisen, die mit dem Zuluftkanal 38 gekoppelt sein können, in dem sich das Heizelement 42 befinden kann. Der Thermistor 47 und der Thermostat 48 können auch betrieblich miteinander verbunden sein. Alternativ kann der Thermistor 47 an oder nahe dem Einlassgitter 40 mit dem Zuluftkanal 38 gekoppelt sein. Unabhängig von seinem Anbringungsort kann der Thermistor 47 dazu dienen, das Ermitteln der Einlass- bzw. Zulufttemperatur zu unterstützen. Mit dem Abluftkanal 44 kann ein Thermistor 51 und eine Thermo-Sicherung 49 gekoppelt sein, wobei ersterer dazu dient, die Ablufttemperatur zu ermitteln. Ein Feuchtesensor 50 kann im Inneren der Behandlungskammer 34 angeordnet sein, um den Feuchtegehalt des Trockenguts in der Behandlungskammer 34 zu überwachen.
Der Wäschetrockner 10 kann mit einer Ausgabeeinheit 57 ausgerüstet sein, mit der sich während des Ablaufs eines Trockenprogramms chemische Hilfsmittel ausgeben lassen. Wie gezeigt, kann die Ausgabeeinheit 57 im Schrank 12 so angeordnet sein, dass sich die Behandlungschemie ausgeben lässt, obgleich auch andere Orte möglich sind. Die Ausgabeeinheit 57 kann ein Reservoir (nicht gezeigt) mit Behandlungschemie aufweisen, das abnehmbar mit der Ausgabeeinheit 57 verbunden ist, die die Behandlungschemie aus dem Reservoir in die Behandlungskammer 34 ausgibt. Bei der Behandlungschemie kann es sich um beliebig geartete Hilfsmittel für die Waschgutbehandlung handeln; (die Erfindung nicht einschränkende) Beispiele sind u. a. Weichmacher, Hygienisierer, Faltenglätter sowie Chemikalien, die dem Trockengut Solleigenschaften erteilen – einschl. Fleckwiderstand, Düfte (bspw. Parfüme), Insekten- sowie UV-Schutz.
2 zeigt schaubildlich den Einlassbereich des Zuluftkanals 38 der 1 und die große Nähe des Thermistors 47 zum Heizelement 42 derart, dass die Strahlung aus dem Heizelement 42 die Bestimmung der Lufttemperatur der über das Heizelement 42 streichenden Zuluft durch den Thermistor 47 ungenau macht. Das Heizelement 42 kann so ausgeführt sein, dass die fluidische Kopplung mit dem Thermostat 48 und/oder der Anschluss an die Steuerung 14 (nicht gezeigt) ein wahlweises Ein- oder Ausschalten des Heizelements 42 entsprechend einem Arbeitsprogramm ermöglicht. Obgleich nicht dargestellt, kann das Heizelement 42 betrieblich an die elektrischen Netzphasen (L1, L2) angeschlossen sein, um seine Eingangsspannung zu erhalten. Der Thermistor 47 und der Thermostat 48 können separat vorliegen, aber auch zu einer Einheit zusammengefasst sein.
3 zeigt schaubildlich die Schaltung eines Spannungsdetektors 60 für den Wäschetrockner der 1. Der Spannungsdetektor 60 kann betrieblich mit dem Heizelement 42 gekoppelt und an die Steuerung 14 angeschlossen sein. Wie gezeigt, ist mit dem an die zwei elektrischen Netzphasen (L1, L2) gelegten Spannungsdetektor 60 die Spannung und der Phasenwinkel über dem Heizelement 42 erfassbar.
Angemerkt sei, dass eine Spannungsbestimmung auch anders – bspw. mit dem Phasenwinkel-Verfahren – möglich ist. Die vom Detektor 60 ermittelte Spannung kann an die Steuerung 14 gegeben und dort beim Abschätzen der Programmdauer berücksichtigt werden. In den meisten Fällen ist die Ausgangsgröße des Spannungsdetektors 60 ein der Spannung über dem Heizelement 42 entsprechendes Signal, das die Steuerung 14 als Spannungsangabe benutzen kann. Jeder geeignete Spannungsdetektor lässt sich benutzen; seine Art ist nicht erfindungswesentlich.
4 ist zeigt schaubildlich die Steuerung an die verschiedenen Systemkomponenten des Wäschetrockners 10 angeschlossen. Die Steuerung 14 kann zur Signalübertragung mit den Systemkomponenten des Wäschetrockners 10 verbunden sein – bspw. dem Heizelement 42, Gebläse 46, Thermistor 47, Thermostat 48, der Thermo-Sicherung 49, dem Thermistor 51, dem Motor 54 und der Ausgabeeinheit 57 –, um diese zu steuern und/oder ihre Ausgangssignale zwecks Steuerung zu empfangen. An die Steuerung 14 ist auch die Benutzerschnittstelle 16 angeschlossen, um Eingaben des Benutzers zur Ausführung des Trockenprogramms zu empfangen und ihm Informationen zum gewählten Programm mitzuteilen.
Eine Benutzerschnittstelle 16 lässt sich vorsehen, die mit Bedienelementen wie bspw. Skalen, Leuchten, Knöpfen, Hebeln, Tastern, Schaltern und Sichteinheiten ausgerüstet ist, mittels derer der Benutzer Befehle an die Steuerung 14 eingeben und von den Systemkomponenten im Wäschetrockner 10 Informationen über ein Trockenprogramm oder Benutzereingaben empfangen kann. Der Benutzer kann zahlreiche unterschiedlich geartete Informationen eingeben, einschl. (ohne Einschränkung) der Programmauswahl sowie Programmparameter wie bspw. Einstellmöglichkeiten. Beliebige Arbeitsprogramme sind anwählbar; (die Erfindung nicht einschränkende) Beispiele hierfür sind Freizeitkleidung, Fein- und Feinstwäsche, Arbeitsbekleidung, Normaltrocknen, Feuchttrocknen, Hygienisieren, Schnelltrocknen, zeitgesteuertes Trocknen, Jeans.
Die Steuerung 14 kann ein vom Benutzer ausgewähltes Trockenprogramm nach ebenfalls von ihm gewählten Parametern ausführen und diesbezügliche Informationen an ihn ausgeben. Die Steuerung 14 kann auch einen Zentralprozessor (CPU) 66 und zugehörigen Speicher 68 enthalten, wo verschiedene Trockenprogramme und zugehörige Daten – bspw. Aufsuchtabellen – sich ablegen lassen. Im Speicher können auch ein oder mehrere Software-Anwendungen gespeichert sein, die die CPU 66 zum Ausführen eines oder mehrerer Trockenprogramme abarbeiten kann.
Generell steuert die Steuerung den Ablauf eines Trockenprogramms, um die Waschgut-Charge in der Behandlungskammer 34 zu trocknen. Die Steuerung 14 steuert das Gebläse 46 an, das durch die rückwärtige Lüftungsöffnung 37 Luft in den Zuluftkanal 38 einsaugt. Die Steuerung 34 kann das Heizelement 42 aktivieren, um die Zuluft beim Überstreichen des Heizelements 42 zu erwärmen, wobei die erwärmte Luft dann der Behandlungskammer 34 zugeleitet wird. Der Thermistor 47 kann die Temperatur der durch den Zuluftkanal 38 strömenden Luft erfassen und der Steuerung 14 ein Signal schicken, das die erfasste Temperatur anzeigt. Die erwärmte Luft kann beim Durchströmen der Behandlungskammer 34 auf dem Weg zum Abluftkanal 44 in Berührung mit der Trockengut-Charge 36 treten, um Feuchtigkeit aus ihr zu entfernen. Die Luft kann die Behandlungskammer 34 verlassen und durch das Gebläse 46 und den Abluftkanal 44 aus dem Wäschetrockner 10 hinaus strömen. Die Steuerung 14 arbeitet das Arbeitsprogramm weiter ab, bis bestimmt wird, dass die Trockengut-Charge trocken ist. Das Ermitteln einer „trockenen” Charge ist auf unterschiedliche Weise möglich, erfolgt aber oft an Hand des Feuchtegehalts der Trockengut-Charge, den typischerweise der Benutzer als Option zum ausgewählten Arbeitsprogramm oder als eigene Präferenz setzt.
Üblich ist, während des Trockenprogramms mit der Steuerung 14 die Programmdauer zu berechnen, um die Restlaufzeit des Trockenprogramms zu ermitteln. Die Trockendauer wird dann auf der Sichteinheit an der Benutzerschnittstelle 16 – typischerweise in Minuten – ausgegeben und herabgezählt, bis (ggf.) die nächste Bestimmung erfolgt. Bekannt ist auch, dass die Steuerung 14 einen Chargenmassen-Schätzwert (LME-Wert) berechnet, um die Masse (oder auch die Menge oder das Gewicht) des Trockenguts in der Behandlungskammer 34 zu ermitteln. Die LME-Berechnung erfolgt oft als Teil einer Chemieausgabe- oder Dampfbehandlungsphase, wo sich an Hand der Änderung der Chargenmasse ermitteln lässt, wie viel Behandlungschemie bzw. Dampf die Trockengut-Charge aufgenommen hat. Diese Massenänderung ist auf unterschiedlichste Weise verwendbar – was die vorliegende Offenbarung anbetrifft, dient sie als Eingabewert für die Trockendauerberechnung, die Teil der Abschätzung der Programmdauer ist, da sie die vom Trockengut absorbierte und zu verdampfende Feuchte anzeigt.
Eine kurze Betrachtung des Abschätzens der Programmdauer und des LME-Werts kann für ein Verständnis der Wichtigkeit einer genauen Bestimmung der Zulufttemperatur nützlich sein. Wie 5 zeigt, kann ein Arbeitsprogramm – bspw. ein Trockenprogramm – mehrere Unterphasen aufweisen, die jeweils eine eigene Dauer haben und in der Gesamtheit die Programmdauer ausmachen. 5 ist ein Zeitdiagramm für ein Trockenprogramm mit Unterphasen – bspw. Vortrocknen, Hilfsmittel-Ausgabe, Haupttrocknen, Zusatztrocknen, Abkühlen. Jede dieser Phasen hat eine eigene Dauer, die variabel sein kann oder nicht. Die Gesamtdauer der Phasen ist in der vorliegenden Anwendung als Programmdauer bezeichnet, wobei diese Programmzeit eine Funktion der jeweiligen Dauer der einzelnen Phasen ist. Nicht alle Phasen stehen jedoch im Zusammenhang mit dem Trocknen des Trockenguts. Die Summe der Phasen, die mit dem Trocknen des Trockenguts zusammenhängen, ist als Trockendauer bezeichnet.
Die Vortrockenphase hat normalerweise eine vorbestimmte Dauer von etwa 5 min, während der der Feuchtesensor 50 der Steuerung 14 nicht genug Feuchtedaten liefert, um eine anfängliche Abschätzung des Feuchtegehalts des Trockenguts zu ermöglichen. Die Vortrockendauer wird also an Hand des ausgewählten Programms, der Chargengröße und zuweilen auch anderer Daten bestimmt. Diese Daten werden normalerweise einer Aufsuchtabelle im Speicher 68 der Steuerung 14 entnommen. Die Vortrockendauer wird auf der Benutzerschnittstelle 16 ausgegeben und im zeitlichen Ablauf herabgezählt.
Auf die Vortrockenphase folgt die Haupttrockenphase mit einer Haupttrockendauer; die Steuerung 14 kann die Feuchtedaten aus der Vortrockenphase zum Ermitteln der Haupttrockendauer und zum Aktualisieren der geschätzten Programmdauer verwenden. Die aktualisierte Programmdauer berücksichtigt notwendigerweise die Länge der bereits abgelaufenen Zeit und wird auf der Benutzerschnittstelle 16 ausgegeben. Der LME-Wert kann in der Haupttrockenphase berechnet werden und dient als Eingabewert für die Programmdauerberechnung. Die Programmdauer lässt sich beliebig oft aktualisieren, wird es aber normalerweise nur ein einziges weiteres Mal und zwar dann, wenn der Feuchtesensor 50 keine brauchbaren Daten mehr liefern kann, d. h. für die meisten modernen Leitfähigkeits-Feuchtesensoren bei etwa 10% bis 15% Feuchtegehalt.
Die Zusatztrockenphase beginnt, wenn der Feuchtesensor 50 keine brauchbaren Daten mehr liefert. An diesem Punkt bestimmt die Steuerung 14 die Dauer, die zum Trocknen des Trockenguts zusätzlich erforderlich ist. Ist keine Zeit mehr nötig, wird die Abkühlphase begonnen. Der Zusatztrockendauer liegen normalerweise die Feuchte-, die Zulufttemperatur- und die Ablufttemperatur-Daten aus der Haupttrockenphase zu Grunde. Ist ein neuer Wert der Programmdauer gerechtfertigt, wird er aktualisiert und ausgegeben.
Ist die Zusatztrockenphase abgeschlossen, wird bis zum Ende der Programmdauer die Abkühlphase ausgeführt und die Programmdauer ggf. ausgegeben. Die Abkühldauer lässt sich auf vorgewählte Weise bestimmen – bspw. aus einer Aufsuchtabelle oder einem in der Steuerung abgelegten Feld von Abkühlzeiten und auf Grund ausgewählter Stoffarten, der Trockenheit, der Chargengröße u. dergl. oder durch Berechnen der Abkühlzeit aus einer berechneten Gesamt-Trockenzeit und einem vorgewählten Einstellwert der Temperatur des Heizelements.
Die Vortrocken-, Ausgabe-, Haupttrocken- und die Zusatztrockendauer wird auch als Trockenzeit bezeichnet, da sie in der Summe die Dauer darstellt, während der das Trockengut getrocknet wird und die sich normalerweise mit dem Erwärmen der Luft deckt. Die Summe alter fünf Phasen stellt die Programmdauer dar. Für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung soll der Ausdruck „Programmdauer” die Gesamtdauer bezeichnen, die das Abarbeiten des Arbeitsprogramms in Anspruch nimmt, und dies unabhängig davon, ob das Programm alle vier Phasen enthält. Der Ausdruck „Trockendauer” soll die Dauer, während der das Trockengut getrocknet wird, sowie relevante Unterphasen des Trocknens bezeichnen, d. h. die Trockendauer mit oder ohne Vor- oder Zusatztrockendauer.
Das Ermitteln einer Programmdauer in einem Wäschetrockner 10 ist ausführlich in dem US-Patent 7 594 343 vom 29. September 2009 mit dem Titel „Drying Mode for Automatic Clothes Dryer” erläutert, das durch Bezugnahme in vollem Umfang als Teil der vorliegenden Anmeldung gelten soll.
Der LME-Wert wird aus der Thermodynamik des Trocknersystems berechnet und benutzt die Zulufttemperatur, die eine Funktion der Luftströmung ist, sowie die Ablufttemperatur, die eine Funktion der Luftströmung und der Wärmekapazität des dazwischen befindlichen Trockenguts ist. In der Praxis wären bei fehlender Einwirkung des Trockenguts auf die Luftströmung und ansonsten gleichen Bedingungen die Zu- und die Ablufttemperatur gleich. Folglich zeigt die Änderung der Zu- und der Ablufttemperatur die Masse des dazwischen befindlichen Trockenguts an.
In einer speziellen Realisierung sind die Zu- und die Ablufttemperatur, der betriebliche Zustand des Heizelements 42 und des Spannungsdetektors 60 Eingangsgrößen für die LME-Berechnung. Zur LME-Abschätzung werden diese Größen in einen oder mehr Algorithmen eingegeben, die in der Steuerung 14 abgelegt sind. Die Berechnung der Trockengut-Charge kann mindestens eine qualitative oder eine quantitative Chargengröße (oder beide) zulassen, wobei die qualitative Chargengröße mindestens eine kleine, eine mittlere oder eine große Charge (einzeln oder kombiniert) umfasst. Der LME-Wert kann weiterhin einen Abschätzwert für mindestens das Wasser oder die Behandlungschemie (oder beide) liefern, das/die dem Trockengut zugeführt wird, und kann in direkter Beziehung stehen zur Programmdauer. Bspw. kann ein höherer LME-Wert auf eine längere Programmdauer hinweisen.
Jeder Fehler der vom Thermistor 47 erfassten Zulufttemperatur führt notwendigerweise zu einer Fehlbestimmung der Trockenzeit und des LME-Werts. Es hat sich herausgestellt, dass die Strahlungswärme aus dem Heizelement 42, wenn nicht die primäre, so doch eine der Quellen von Ungenauigkeiten der vom Zuluft-Thermistor 47 gelieferten Temperaturwerte ist. Durch räumliches Trennen des Thermistors 47 vom Heizelement 42 ließe sich die Ungenauigkeit verringern, ohne sie aber völlig zu beseitigen. Um also vom Thermistor eine genaue Zulufttemperatur zu erreichen, müssen der Strahlung aus dem elektrischen Heizelement 42 zuschreibbare Ungenauigkeiten ausgeglichen werden.
Bei zeitlich konstanter Wärmestrahlung aus dem Heizelement 42 wäre es möglich, für den Thermistor 47 einen Korrekturfaktor anzusetzen. Leider ist die Strahlung nicht konstant, sondern eine Funktion der Wärmeleistung und der Schwärzung des Heizelements mit der Zeit. Die Schwärzung des Heizelements erfolgt auf bekannte Weise und ließe sich mit einem geeigneten nutzungsbasierten Korrekturfaktor berücksichtigen. Die Wärmeleistung des Heizelements ist jedoch aus verschiedenen Gründen ungleichmäßig – bspw. Fehlverdrahtung und/oder Schwankungen der an das Heizelement gelegten Speisespannung. Es hat sich jedoch ergeben, dass – bei ansonsten gleichen Bedingungen – die Strahlung des elektrischen Heizelements eine Funktion seiner Wärmeleistung ist. Daher erhält man durch Bestimmen der Ist-Spannung am Heizelement eine genaue Anzeige der entsprechenden Strahlung, die dann zum Kompensieren des Temperaturwerts aus dem Thermistor 47 genutzt werden kann, um die Genauigkeit des Zulufttemperaturwerts zu verbessern, was zu einer verbesserten Genauigkeit der Trocken- und der Programmdauer sowie des LME-Werts führt.
Um die vom Thermistor 47 erfasste Zulufttemperatur zu kompensieren, lassen sich aus dem Ausgangssignal des Spannungsdetektors 60 die Ist-Spannung des Heizelements 42 und aus dieser die entsprechende Wärmeleistung des Heizelements 42 und ein entsprechender Korrekturfaktor ermitteln. Diese Daten lassen sich als Datentabelle im Speicher der Steuerung 14 bereitstellen.
In der Realität ist es vermutlich unnötig, die Ist-Spannung/Wärmeleistung zu berechnen bzw. zu ermitteln. Die Ausgangsgröße des Spannungsdetektors 60 ist meistens ein elektrisches Signal mit einer Eigenschaft wie bspw. der Amplitude der Signalspannung, die proportional zur Spannung über dem Heizelement 42 ist. Da der Zusammenhang der Spannung über dem Heizelement 42 mit seiner Ist-Leistung bekannt ist, stellt die Eigenschaft des Signals aus dem Spannungsdetektor 60 eine direkte Anzeige der Leistung des Heizelements 42 dar. So können die Tabellendaten verschiedene Werte der Eigenschaft des Signals aus dem Spannungsdetektor 60 und die entsprechenden Korrekturfaktoren für die zugehörigen Wärmeleistungen sein.
Die kompensierte Zulufttemperatur lässt sich an Hand verschiedener Parameter bestimmen – bspw. der während eines Arbeitsprogramms am Heizelement 42 gemessenen Spannung/Wärmeleistung, der Zu- und der Ablufttemperatur, d. h. der Temperatur der die Behandlungskammer 34 verlassenden Luftströmung, der Charakteristik der Luftströmung im Zuluftkanal 38 und der der Wärmeströmung vom Heizelement 42 zum Thermistor. Ist die kompensierte Zulufttemperatur wie beschrieben ermittelt, kann die Steuerung 14 sie zum Aktualisieren der Programmdauer für ein Arbeitsprogramm und des LME-Werts ausnutzen.
6 zeigt als Flussdiagramm die Arbeitsweise des Wäschetrockner 10 nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Schrittfolge in 6 gilt nur erläuternd und soll das Verfahren in keiner Weise einschränken, da die Schritte sich ersichtlich auch in einer anderen Reihenfolge ausführen lassen und weitere Schritte eingefügt oder beschriebene Schritte unterteilt werden können, ohne die Erfindung zu verlassen. Das Verfahren lässt sich in ein Arbeitsprogramm für den Wäschetrockner 10 bspw. vor oder als Teil einer beliebigen Phase des Behandlungsprogramms aufnehmen. Das Verfahren ist auch eigenständig ausführbar.
Das Verfahren 600 kann bei 603 durch Starten eines Trockenprogramms beginnen. Angenommen sei, dass das Programm mit Trockengut in der Behandlungskammer 34 ausgeführt wird. Bei 604 kann zur Information des Benutzers auf der Benutzerschnittstelle 16 ein anfänglicher Schätzwert für die Programmdauer ausgegeben werden, der sich unter Ansetzen von Verfahren der Fuzzy-Logik oder der Regressionsanalyse auf Grund von Anfangsvorgaben wie der Chargengröße, der Stoffart und der Anfangsfeuchte ermitteln lässt; alternativ lässt sich eine Aufsuchtabelle verwenden.
Bei 606 kann die Wärmeleistung des Heizelements 42 bestimmt werden, wie beschrieben. Der Schritt 606 lässt sich zu beliebiger Zeit oder öfter während des Programmablaufs ausführbar realisieren. Vorteilhafterweise wird der Schritt 606 nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne nach Beginn des Arbeitsprogramms ausgeführt. Die Wärmeleistung kann an die Steuerung 14 geschickt werden, um eine aktualisierte Programmdauer zu berechnen. Bei 608 lässt sich die Zulufttemperatur unter Verwendung des Thermistors bestimmen und dessen Ausgangssignal an die Steuerung 14 schicken. Die Schritte 606 und 608 lassen sich aufeinanderfolgend oder gleichzeitig ausführen. Bei 610 kann die kompensierte Zulufttemperatur in der Steuerung 14 ermittelt werden, wie beschrieben, die dann zum Berechnen des LME-Werts und der Programmdauer dient.
Bei 612 können der aktualisierte LME-Wert oder die aktualisierte Programmdauer an der Benutzerschnittstelle 16 ausgegeben werden, um dem Benutzer die Programm-Restdauer mitzuteilen. Zum Aktualisieren des LME-Werts oder der Dauer eines Arbeitsprogramms können weitere Eingaben nötig sein – bspw. eine Ablufttemperatur – derart, dass das der Ablufttemperatur entsprechende Ausgangssignal an die Steuerung 14 geschickt werden kann, um dort den Ablufttemperatur-Wert bereit zu stellen.
Bei 614 kann das Programm abgeschlossen werden, nachdem die aktualisierte Programmdauer ausgegeben wurde. Typischerweise ist die Programmdauer einmal pro Programmdurchlauf aktualisierbar unter der Annahme, dass die Spannung/Heizleistung am Heizelement 42 konstant ist und während eines Gesamt-Trockenprogramms nur innerhalb eines vorbestimmten Bereichs variiert, während die Programmdauer sich mehr als einmal aktualisieren lässt. Unter diesen Bedingungen kann das Verfahren 600 über 612 bis 614 zurück zum Schritt 606 gehen, bis ermittelt wird, dass das Programm beendet ist.
Alternativ kann das Programm beendet oder das Heizelement 42 nicht weiter erregt werden, wenn ein Vergleich der Abluft- mit der kompensierten Zulufttemperatur das Kriterium eines Soll-Trockengrads erfüllt. Der Vergleich ist in der Steuerung 14 durchführbar.
Während die Erfindung speziell in Verbindung mit bestimmten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist einzusehen, dass dies nur erläuternd, nicht aber einschränkend erfolgte. Im Rahmen der vorgenannten Offenbarung und der Zeichnungen sind sinnvolle Varianten und Abänderungen möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Bezugszeichenliste
TEILELISTE

10: Wäschetrockner
12: Schrankgehäuse
14: Steuerung
16: Benutzerschnittstelle
18: Vorderwandfläche
20: Rückwandfläche
22: Seitenwandfläche
24: obere Abschlussfläche
26: Tür
28: Trommel
30: vorderes Schott
32: hinteres Schott
34: Behandlungskammer
36: Trockengut
37: Lüftungsöffnung
38: Speisekanal
40: Einlassgitter
42: Heizelement
44: Abluftleitung
45: Flusenfalle
46: Gebläse
47: Thermistor
48: Thermostat
49: Thermo-Sicherung
50: Feuchtesensor
51: Thermistor
54: Motor
56: Riemen
57: Ausgabeeinheit
58: Luft-Zustrom
59: Luft-Abstrom
60: Spannungsdetektor
66: CPU
68: Speicher
L1: Elektr. Anschlussleitung
L2: Elektr. Anschlussleitung

Voltage...: Spannungsdetektor
Controller: Steuerung
Cycle time: Programmdauer

16: Benutzerschnittstelle
49: Thermo-Sicherung
50: Feuchtesensor
57: Ausgabeeinheit
60: Spannungsdetektor
66: CPU (Zentralprozessor)
68: Speicher

Add-on...: Zusatztrocknen
Cool-down: Abkühlen
Dispensing: Hilfsmittelausgabe
Drying: Haupttrocknen
Initial drying: Vortrocknen
Cycle time: Programmdauer, -laufzeit
Drying time: Trockenzeit
Time: Zeit
Dispensing Time: Ausgabe-Zeit
Cool-Down Time: Abkühl-Zeit

602: Trockenprogramm starten
604: Anfangswert Programmdauer anzeigen
606: Spannung/Heizleistung des Heizelements ermitteln
608: Zulufttemperatur ermitteln
610: Kompensierte Zulufttemperatur ermitteln
612: Aktualisierte Programmdauer/LME-Wert ausgeben
616: Programm beenden

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7594343 [0034]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Wäschetrockners mit einer Behandlungskammer, einem Luftführungssystem zur Zu- und Abfuhr von Luft zur bzw. aus der Behandlungskammer, einem Heizelement zum Erwärmen der der Behandlungskammer zugeführten Luft und einer Steuerung, mit der das Luftführungssystem und das Heizelement steuerbar sind, um Wäsche in der Behandlungskammer als Teil der Durchführung eines Arbeitsprogramms zu trocknen, dadurch gekennzeichnet, dass eine an das Heizelement gelegte Spannung sensorisch erfasst wird; die Spannung als Eingangsgröße der Steuerung bereit gestellt wird; eine Temperatur der Zuluft sensorisch erfasst wird, um eine Zulufttemperatur zu definieren; und die Zulufttemperatur der Steuerung bereit gestellt wird; wobei die Steuerung auf Grund der Zulufttemperatur und der Heizelementspannung eine kompensierte Zulufttemperatur bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin die Durchführung des Arbeitsprogramms auf Grund der kompensierten Zulufttemperatur eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen der Durchführung des Arbeitsprogramms das Setzen einer Programmdauer beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Setzen der Programmdauer das Setzen einer Programm-Restlaufzeit beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin während der Ausführung des Arbeitsprogramms die Programm-Restlaufzeit wiederholt gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wiederholte Setzen der Programm-Restlaufzeit für jede Wiederholung des Setzens der Programm-Restlaufzeit das wiederholte sensorische Erfassen der Spannung und das wiederholte Ermitteln der kompensierten Zulufttemperatur beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Setzen einer Programmdauer das Setzen eines Trockendauer-Anteils der Programmdauer beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin durch die Steuerung auf Grund der kompensierten Zulufttemperatur ein Zustand der Luftströmung bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand der Luftströmung mindestens ein Blockieren oder eine Undichtigkeit des Luftführungssystems oder beides beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement ein erstes und ein zweites Heizelement aufweist und der Zustand der Luftströmung weiterhin ansprechend auf ein Blockieren des Luftführungssystems mindestens das Abschalten mindestens eines der Heizelemente oder das Beenden des Arbeitsprogramms oder beides beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das sensorische Erfassen einer an das Heizelement gelegten Spannung das Erfassen der Spannung zwischen elektrischen Netzanschlussleitern beinhaltet, die dem Heizelement Elektrizität zuführen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen der Spannung als Eingangsgröße der Steuerung das Bereitstellen eines die Spannung anzeigenden Werts an die Steuerung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen eines die Spannung anzeigenden Werts an die Steuerung das Bereitstellen eines Signals an die Steuerung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen der Zulufttemperatur als Eingangsgröße an die Steuerung das Bereitstellen eines die Zulufttemperatur anzeigenden Werts an die Steuerung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen eines die Zulufttemperatur anzeigenden Werts an die Steuerung das Bereitstellen eines Signals an die Steuerung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine Temperatur der Abluft sensorisch erfasst wird, um eine Ablufttemperatur zu definieren, und dass die Ablufttemperatur der Steuerung bereit gestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen der Ablufttemperatur an die Steuerung das Bereitstellen eines die Ablufttemperatur anzeigenden Werts beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung aus der kompensierten Zuluft- und der Ablufttemperatur einen Schätzwert für die Größe einer Trockengut-Charge in der Behandlungskammer bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Trockengut-Charge mindestens qualitativ oder quantitativ oder als beides angegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die qualitative Chargengröße mindestens als klein, mittelgroß und groß Charge definiert wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin mindestens die Erregung des Heizelements oder das Arbeitsprogramm oder beides abgeschlossen wird, wenn ein Vergleich der Abluft- mit der kompensierten Zulufttemperatur einen Soll-Trockengrad anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Trockengrad vom Benutzer in die Steuerung eingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vergleich der Abluft- mit der kompensierten Zulufttemperatur eine Differenz zwischen der Abluft- und der kompensierten Zulufttemperatur ermittelt wird.