DE3009954C2 - Process for heat recovery when drying laundry and tumble dryers for carrying out the process - Google Patents
Process for heat recovery when drying laundry and tumble dryers for carrying out the processInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung beim Trocknen von Wäsche mit in einem geschlossenen Kreislauf über ein Saug-Druckgebläse sowie eine Wäschetrommel geführter Umluft, wobei eine Kühlflüssigkeit in einem Wärmetauscher die von der Wäschetrommel abgesaugte Umluft zum Entziehen der Feuchtigkeit abkühlt und danach in einem zweiten Wärmetauscher die getrocknete, der Wäschetrommel zuzuführende Umluft erwärmt.The invention relates to a method for heat recovery when drying laundry in one closed circuit via a suction-pressure fan and a laundry drum guided circulating air, with a Cooling liquid in a heat exchanger, the circulating air sucked off by the laundry drum to extract the Moisture cools and then in a second heat exchanger the dried to be fed to the laundry drum Heated circulating air.
Verfahren zur Wärmerückgewinnung bei Wäschetrocknern sind bekannt (CH-PS 3 45 863) und beruhen auf der Verwendung einer Wärmepumpe, welche mit einem Kühlmittel im geschlossenen Kreislauf aus der den Wäschetrockner verlassenden und mit Feuchtigkeit beladenen Luft durch Kondensation Wärme entzieht, um mit dieser Wärme die dem Wäschetrockner zugeführte trockene Luft wieder zu erwärmen. Obwohl ein solches Verfahren in der Theorie als äußerst effizient id und zweckmäßig erscheint, ergeben sich jedoch bei der praktischen Verwirklichung des Einsatzes einer Wärmepumpe erhebliche Schwierigkeiten. Als wesentlicher Nachteil wird bei der Verwendung einer Wärmepumpe ohne Zusatzheizung die unverhältnismäßig lange Trokkenzeit angesehen. Wenn dagegen eine Zusatzheizung Verwendung findet, läßt sich durch die Verwendung einer Wärmepumpe keine nennenswerte Energieeinsparung erzielen.Processes for heat recovery in tumble dryers are known (CH-PS 3 45 863) and are based on the use of a heat pump, which with a coolant in a closed circuit from the extracts heat from moisture-laden air leaving the tumble dryer through condensation, in order to use this heat to reheat the dry air supplied to the tumble dryer. Though a Such a process appears to be extremely efficient and expedient in theory, however, result from the practical implementation of the use of a heat pump considerable difficulties. As essential The disadvantage of using a heat pump without additional heating is the disproportionately long drying time viewed. If, on the other hand, additional heating is used, the use of a Heat pumps do not achieve any noteworthy energy savings.
Es ist eine aus der Praxis sich ergebende Erfahrung, daß bei einem Wäschetrockner, bei welchem die feuchtigkeitsbeladene Luft zur Ausscheidung der Feuchtigkeit über eine Kondensationseinrichtung geführt wird, mehr als 5.0% der für die Aufheizung der Luft benötigten Energie mit dem für die Kondensation verwendeten Kühlwasser unmittelbar abgeführt wird und verlorengeht. It is a result of practical experience that in a tumble dryer in which the moisture-laden Air is passed through a condensation device to separate the moisture, more than 5.0% of the energy required to heat the air compared to that used for condensation Cooling water is discharged immediately and is lost.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Wäschetrockner zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, bei welchem während des Trockenvorgangs über das ablaufende Kühlwasser möglichst keine oder nur ein sehr geringer Energieanteil verlorengeht. Dabei soll dafür Sorge getragen werden, daß die Trockenzeit gegenüber bekannten Wäschetrocknern nicht verlängert, sondern möglichst verkürzt wird.The invention is based on the object of a method and a tumble dryer for implementation of the process in which during the drying process over the draining cooling water as little or no energy as possible is lost. Care should be taken to ensure that that the drying time is not extended compared to known tumble dryers, but shortened as possible will.
Diese Aufgabe wird für das Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kühlflüssigkeit im Gegenstrom zur Umluft durch den ersten Wärmetauscher geführt wird, daß die Kühlflüssigkeit anschließend zur Vorkondensation in die feuchtigkeitsbeladene Umluft vor deren Eintritt in den ersten Wärmetauscher eingesprüht wild, und daß danach die Kühlflüssigkeit zusammen mit dem bei der Vorkondensation ausgefällten Kondensat im Gegenstrom zur Umluft durch den zweiten Wärmetauscher geführt wird.This object is achieved for the method according to the invention in that the cooling liquid is in countercurrent is passed to the circulating air through the first heat exchanger that the cooling liquid then to Precondensation is sprayed into the moisture-laden circulating air before it enters the first heat exchanger wild, and that afterwards the cooling liquid together with that precipitated in the precondensation Condensate is passed through the second heat exchanger in countercurrent to the circulating air.
Ein Wäschetrockner zur Durchführung des Verfahrens sieht erfindungsgemäß vor, daß die wesentliche Strecke der Umluftleitung zwischen dem ein Flusensieb umfassenden Vorkondensator und dem Saug-Druckgebläse durch den ersten und zweiten Wärmetauscher verläuft, wobei zwischen den Wärmetauschern eine Pumpe angeordnet ist, die saugseitig zumindest mit dem Vorkondensator und druckseitig mit dem zweiten Wärmetauscher verbunden ist.A tumble dryer for carrying out the method provides, according to the invention, that the essential Route of the circulating air line between the pre-condenser comprising a lint filter and the suction-pressure fan runs through the first and second heat exchangers, with one between the heat exchangers The pump is arranged, the suction side at least with the precondenser and the pressure side with the second heat exchanger connected is.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Wärmetauscher aus einem Rippenrohr mit einem das Rippenrohr umgebenden Außenrohr aufgebaut ist. Es ist auch vorgesehen, daß die Wärmetauscher aus einer flachen, mit Kühlmittelleitungen bewickelten Leitung bestehen. Bei einer weiteren Ausgestaltung der Wärmetauscher ist in einem Außenrohr ein gewendeltes Innenrohr angeordnet.A special embodiment of the invention provides that the heat exchanger consists of a finned tube with an outer tube surrounding the finned tube is constructed. It is also provided that the heat exchanger consist of a flat line wrapped with coolant lines. In a further embodiment of the A coiled inner tube is arranged in an outer tube of the heat exchanger.
Im Interesse einer optimalen Raumausnutzung kann der erste Wärmetauscher als Flachbehälter ausgebildet sein, in welchem eine Schikane zur schlangenförmigen Luftführung ausgebildet ist.In the interests of optimal use of space, the first heat exchanger can be designed as a flat container be, in which a chicane is formed for the serpentine air flow.
Mit einem nach den Merkmalen der Erfindung aufgebauten Wäschetrockner ist es möglich, den Energiebe-With a clothes dryer constructed according to the features of the invention, it is possible to reduce the energy consumption
darf für die Heizung während des T-ockenvorganges im Vergleich zu den bisher erzielbaren Werten erheblich joi verringern, wobei Werte für den Energieverbrauch in der Größenordnung von etwa 0,5 kWh/kg Wäsche erreichbar sind.may be used for heating during the drying process in Significantly reduce joi compared to the previously achievable values, with values for energy consumption in the order of magnitude of around 0.5 kWh / kg of laundry can be achieved.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die schematisch die wesentlichen Funktionsteile eines Wäschetrockners gemäß der Erfindung zeigt.An embodiment of the invention is shown in the drawing, which schematically shows the essentials Shows functional parts of a clothes dryer according to the invention.
Der Wäschetrockner umfaßt einen Trommelbehälter 10, in welchem eine Wäschetrommel 11 drehbar gelagert ist. Die Beschickungsöffnung des Trommelbehälters ist durch ein Schauglas 12 in herkömmlicher Weise verschließbar. In einer auf der Oberseite des Trommelbehälters angebrachten Ausbuchtung ist eine Strahlungsheizung 13 angeordnet Die ausgebuchtete Mantelfläche wirkt einerseits als Reflektorblech und andererseits als Wärmetauscherfläche, um den nicht auf die Wäschetrommel reflektierten Anteil der Wärmestrahlung zur Aufheizung der Umluft zu benutzen, welche von einem Saug-Druckgebläse 14 aus zugeführt wird. Die über der Ausbuchtung erhitzte Urnluft wird über einen mit einer Umluftdüse 15 versehenen Kanal unter dem Rand der Beschickungsöffnung der Wäschetrommel 11 in das Innere der Wäschetrommel eingeblasen.The laundry dryer comprises a drum container 10 in which a laundry drum 11 is rotatably mounted is. The loading opening of the drum container is through a sight glass 12 in a conventional manner lockable. Radiant heating is located in a bulge on the top of the drum container 13 arranged The bulged outer surface acts on the one hand as a reflector plate and on the other hand as a heat exchanger surface, around the portion of the heat radiation that is not reflected on the laundry drum to use to heat the circulating air, which is supplied by a suction / pressure fan 14. The urn air heated over the bulge is under via a duct provided with a circulating air nozzle 15 the edge of the loading opening of the laundry drum 11 is blown into the interior of the laundry drum.
Im Bodenbereich des Trommelbehälters 10 ist eine Ablauföffnung 16 vorgesehen, an welcher ein Vorkondensator 17 angeschlossen ist. Dieser Vorkondensator 17 besteht aus einer Verwirbelungsstrecke 20 in Form eines Wellrohres und einem Flusensieb 21. Im Bereich der Ablauföffnung 16 ist eine Kühlmittelleitung 22 mit einer Kühlmitteldüse 23 an die Verwirbelungsstrecke angeschlossen. Diese Kühlmitlelleitung 22 verbindet einen ersten Wärmetauscher 24 mit dem Vorkondensator 17. Dieser erste Wärmetauscher 24 umschließt die vom Flusensieb 21 wegführende Umluftleitung 25. Der Wärmetauscher 24 ist über eine Zulaufleitung 26 und einen Absperrhahn 27 an die Kühlmittelquelle angeschlossen, welche üblicherweise die Brauch- oder Trinkwasserversorgung ist.In the bottom area of the drum container 10, a drain opening 16 is provided on which a precondenser 17 is connected. This precondenser 17 consists of a swirl section 20 in the form a corrugated pipe and a lint filter 21. In the area of the drain opening 16 is a coolant line 22 with a coolant nozzle 23 connected to the turbulence path. This coolant line 22 connects one first heat exchanger 24 with the pre-condenser 17. This first heat exchanger 24 encloses the from Fluff filter 21 leading away circulating air line 25. The heat exchanger 24 is via an inlet line 26 and a Stopcock 27 connected to the coolant source, which is usually the service or drinking water supply is.
Das Flusensieb 21 ist mit einer Umwegleitung 28 verbunden, welche das Kondensat und das Kühlmittel um den ersten Wärmetauscher 24 herum zu einem Syphon 31 abführt.The lint filter 21 is connected to a detour line 28 which circulates the condensate and the coolant around the first heat exchanger 24 to a siphon 31.
Im Wärmetauscher 24 sind Schikanen 30 vorgesehen, die durch Vergrößern der Wärmetauscherfläche und der Fließstrecke dafür sorgen, daß die vom Vorkonden-■sator 17 über die Umluftleitung 25 abfließende Umluft im wesentlichen auf die Temperatur des zufließenden Kühlmittels abkühlt. Durch die Eindüsung des Kühlmittels in den Vorkondensator und die nachfolgende Abkühlung der abfließenden Umluft im ersten Wärmetauscher wird die in der Umluft enthaltene Feuchtigkeit weitgehendst auskondensiert, so daß am Ausgang des ersten Wärmetauschers eine verhältnismäßig trockene Umluft zur Verfügung steht. Die Umluftleitung im ersten Wärmetauscher dient auch der Ableitung eines im ersten Wärmetauschers entstehenden Restkondensats zum Syphon 31 hin, welcher in die Umluftleitung zwischen dem ersten Wärmetauscher und einem zweiten Wärmetauscher 32 eingeschaltet ist. Von diesem Syphon aus wird das Kondensat und das Kühlmittel in den zweiten Wärmetauscher 32 mit Hilfe einer Pumpe 33 gepumpt.In the heat exchanger 24 baffles 30 are provided, which by enlarging the heat exchanger surface and of the flow path ensure that the circulating air flowing off from the precondenser 17 via the circulating air line 25 essentially cools to the temperature of the incoming coolant. By injecting the coolant in the pre-condenser and the subsequent cooling of the circulating air flowing out in the first heat exchanger the moisture contained in the circulating air is largely condensed out, so that at the output of the first heat exchanger a relatively dry circulating air is available. The air recirculation line in the first The heat exchanger also serves to discharge any residual condensate that occurs in the first heat exchanger to the siphon 31, which is in the air circulation line between the first heat exchanger and a second Heat exchanger 32 is switched on. From this siphon the condensate and the coolant are drawn into the second heat exchanger 32 is pumped with the aid of a pump 33.
Der zweite Wärmetauscher 32 umschließt den Abschnitt der Umluftleitung 25 zwischen dem Syphon 31 und dem Saug-Druckgebläse 14. im Bereich des zweiten Wärmetauschers ist die Umluftleitung möglichst vertikal verlaufend geführt, damit ein eventuell anfallendes Restkondensat zum Syphon hin abfließen kann.The second heat exchanger 32 encloses the section of the circulating air line 25 between the siphon 31 and the suction / pressure fan 14. In the area of the second heat exchanger, the circulating air line is as vertical as possible running so that any remaining condensate can flow off to the siphon.
Der Auslauf des zweiten Wärmetauschers ist an eine Ablaufleitung 34 für das Kühlmittel angeschlossen.
Die Wirkungsweise der Erfindung wird anhand der in der Zeichnung eingetragenen Temperaturwerte erläutert
The outlet of the second heat exchanger is connected to a drain line 34 for the coolant.
The mode of operation of the invention is explained with reference to the temperature values entered in the drawing
Die durch die Heizzone über der Strahlungsheizung 13 geführte Umluft wird auf eine Lufttemperatur (LT) von etwa 195°C erwärmt Die in die Wäschetrommel eingedüste Umluft wird durch das Eindosen stark verwirbelt und sättigt sich mit Feuchtigkeit, welche aufgrund der Erwärmung der Wäschetrommel 11 durch die Strahlungsheizung 13 aus der Wäsche verdampft. Das Saug-Druckgebläse 14 dient für einen ausreichend hohen Diiick zum Eindüsen der Umluft. Gleichzeitig wird von dem Saug-Druckgebläse 14 die feuchtigkeitsbeladene Umluft über die Umluftleitung 25, den Vorkondensator 17 und die Ablauföffnung 16 aus dem Trommelbehälter 10 abgesaugt. Dabei vermischt sich die feuchtigkeitsbeladene Umluft sehr intensiv mit dem über die Kühlmitteldüse 23 in die Verwirbelungsstrecke 20 eingedüsten Kühlmittel. Die Lufttemperatur im Bereich der Ablauföffnung 16 beträgt etwa 85° C. Durch die Kondensation im Vorkondensator 17 und die Kühlung im Wärmetauscher 24 wird die Umluft weiter abgekühlt, so daß sie am Ausgang des Wärmetauschers 24 etwa eine Temperatur von 17°C hat.The circulating air passed through the heating zone above the radiant heater 13 is heated to an air temperature (LT) of about 195 ° C. The circulating air injected into the laundry drum is strongly swirled by the caning and is saturated with moisture, which is due to the heating of the laundry drum 11 by the Radiant heater 13 evaporates from the laundry. The suction / pressure fan 14 is used for a sufficiently high thickness to inject the circulating air. At the same time, the moisture-laden circulating air is sucked out of the drum container 10 by the suction / pressure fan 14 via the circulating air line 25, the precondenser 17 and the drain opening 16. In the process, the moisture-laden circulating air mixes very intensively with the coolant injected into the swirl section 20 via the coolant nozzle 23. The air temperature in the area of the outlet opening 16 is about 85 ° C. Due to the condensation in the precondenser 17 and the cooling in the heat exchanger 24, the circulating air is further cooled so that it has a temperature of about 17 ° C. at the outlet of the heat exchanger 24.
Das im Vorkondensator, der das Flusensieb 21 mit umfaßt, ausgeschiedene Kondensat fließt zusammen mit dem Kühlmittel über die Umwegleitung 28 ab, wogegen das restliche im Gegenstromkühler ausgeschiedene Restkondensat über die Umluftleitung 25 zum Syphon 31 abfließt. Das dem Vorkondensator zugeführte Kühlmittel wird durch die Kondensation erwärmt und kann zusammen mit dem Kondensat eine Wassertemperatur (WT) von etwa 600C annehmen. Das erwärmte Kühlmittel wird von der Pumpe 33 mit dieser Temperatur von etwa 600C dem zweiten Wärmetauscher 32 zugeführt und erwärmt die zum Saug-Druckgebläse 14 strömende Umluft im Gegenstrom, wodurch das Kühlmittel seine Temperatur wieder abgibt und mit einer Temperatur von etwa 200C über die Ablaufleitung 34 abfließt. Für die Erreichung der gewünschten Senkung des Energieverbrauches ist die Ausgestaltung der Wärmetauscher und deren Wirkungsgrad von entscheidendem Einfluß. Diese Wärmetauscher, welche in der Zeichnung nur schematisch dargestellt sind, können in herkömmlicher Weise aus Rippenrohren und einem das Rippenrohr umgebenden Außenrohr aufgebaut sein. Die Verwendung eines mit Abstand gewendelten Innenrohres in einem vom Kühlmittel durchströmten Außenrohr hat den Vorteil einer sehr großen Kontaktfläche, wodurch der Wärmeaustausch begünstigt wird. Als besonders vorteilhaft wird auch ein Wärmetauscher aus einer flachen mit Kühlmittelleitungen bewickelten Innenleitung angesehen. Die flache Ausführungsform des Wärmetauschers erweist sich insbesondere für den ersten im unteren Teil des Wäschetrockners leicht geneigt verlaufenden Wärmetauscher als vorteilhaft, da mit einem derartigen flachen Element der vorhandene Raum im Wäschetrockner gut ausgenützt wird.The condensate separated in the pre-condenser, which also includes the lint filter 21, flows off together with the coolant via the bypass line 28, whereas the remainder of the condensate separated in the countercurrent cooler flows off via the circulating air line 25 to the siphon 31. Fed to the pre-condenser coolant is heated by the condensation and may take together with the condensate water temperature (WT) of about 60 0 C. The heated coolant is fed by the pump 33 at this temperature of about 60 ° C. to the second heat exchanger 32 and heats the circulating air flowing to the suction / pressure fan 14 in countercurrent, whereby the coolant releases its temperature again and at a temperature of about 20 ° C. flows off via the discharge line 34. In order to achieve the desired reduction in energy consumption, the design of the heat exchangers and their degree of efficiency are of decisive importance. These heat exchangers, which are only shown schematically in the drawing, can be constructed in a conventional manner from finned tubes and an outer tube surrounding the finned tube. The use of an inner tube coiled at a distance in an outer tube through which the coolant flows has the advantage of a very large contact surface, which promotes heat exchange. A heat exchanger consisting of a flat inner line wound with coolant lines is also regarded as particularly advantageous. The flat embodiment of Wä r metauschers proves particularly for the first in the lower part of the clothes dryer slightly sloping heat exchanger to be advantageous, since it is well utilized with such a flat element of the existing space in the dryer.
Ein Wärmetauscher mit einem Flachbehälter kann selbstverständlich auch für den zweiten, im wesentlichen senkrecht stehenden Wärmetauscher 32 Verwendung finden, wobei Schikanen zur schlangenförmigen Luftführung sowohl die Kontaktzeit als auch den Kontaktweg erhöhen und damit den Wirkungsgrad desA heat exchanger with a flat container can of course also be used for the second, essentially perpendicularly standing heat exchangers 32 are used, with baffles for serpentine Air flow increases both the contact time and the contact path and thus the efficiency of the
UU t„ '■>.<■= t "'■>. <■ =
Wärmetauschers verbessern.Improve the heat exchanger.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind alle für den
Wärmeaustausch und den Trockenvorgang bzw. die
Wärmerückgewinnung wesentlichen Elemente mit einer Isolierung 40 versehen.As can be seen from the drawing, all are for the
Heat exchange and the drying process or the
Heat recovery essential elements are provided with insulation 40.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
1010
1515th
2020th
2525th
3030th
3535
4040
4545
5050
5555
6060
6565
Claims (7)
daß die Kühlflüssigkeit anschließend zur Vorkondensation .in die feuchtigkeitsbeladene Umluft vor d&'en Eintritt in den ersten Wärmetauscher eingesprüht wird undthat the cooling liquid is passed through the first heat exchanger in countercurrent to the circulating air,
that the cooling liquid is then sprayed for precondensation into the moisture-laden circulating air before it enters the first heat exchanger and
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