VERFAHREN ZUM BETRIEB EINES TROCKNERS MIT EINEM LATENTWÄRMESPEICHER, SOWIE HIERZU GEEIGNETER TROCKNER

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners mit einem Latentwärmespeicher, insbesondere eines solchen Wäschetrockners, sowie einen hierzu geeigneten Trockner. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einem Antriebsmotor, einer Steuereinrichtung und einem Prozessluftkanal, in dem sich eine Heizung, ein Wärmetauscher, ein Prozessluftgebläse und ein Latentwärmespeicher befinden.

[0002] Bei der Benutzung eines Haushaltsgerätes ist der wirtschaftliche Umgang mit der eingesetzten Energie sehr wichtig. Besonders viel Energie in Form von Wärme fällt bei wasserführenden Haushaltsgeräten wie z.B. Waschmaschinen, Wäschetrocknern und Geschirrspülmaschinen an. Es ist daher bekannt, in einem Haushaltsgerät nicht mehr benötigte Wärmeenergie in einem darin enthaltenen Latentwärmespeicher zu speichern. Trockner mit einem Latentwärmespeicher sind an sich bekannt.

[0003] Die DE 3710710 A1 beschreibt einen Kondensationswäschetrockner mit einem geschlossenen Umluftkreislauf, in dem ein Umluftventilator, ein elektrischer Lufterhitzer, ein Wäschebehälter, ein Wärmetauscher und ein Latentwärmespeicher mit einem Latentwärmespeichermittel angeordnet sind, wobei sich der Latentwärmespeicher im Umluftkreislauf zwischen dem Wärmetauscher und dem elektrischen Lufterhitzer befindet. Der Latentwärmespeicher nimmt Wärmeenergie aus der feuchtwarmen Prozessluft, die der Trocknungskammer entströmt, auf, indem ein in dem Latentwärmespeicher enthaltenes Medium schmilzt. Wenn der gesamte Inhalt des Latentwärmespeichers geschmolzen ist und die Kühlmittelzufuhr zum Wärmetauscher eingeschaltet werden muss, kann der elektrische Lufterhitzer gedrosselt oder ausgeschaltet werden, weil der Latentwärmespeicher dann zur Erhitzung der Prozessluft verwendet werden kann.

[0004] Die DE 102 24 940 A1 offenbart einen Kondensationswäschetrockner mit einer Trocknungskammer, einem geschlossenen Prozessluftkreislauf, einem Prozessluftgebläse, einer Heizeinrichtung sowie einem im Prozessluftkreislauf entnehmbar angeordneten Latentwärmespeicher. Dieser ersetzt den allgemein üblichen, mit Luft arbeitenden Wärmeaustauscher. Der Latentwärmespeicher kann unabhängig vom Trockner separat entladen werden, indem er entnommen wird, damit er die Wärme außerhalb des Trockners abgeben kann.

[0005] Die DE 10 2008 006 348 A1 beschreibt einen Kondensationstrockner mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkanal, in dem sich eine elektrische Heizung, ein Wärmetauscher und ein Gebläse befinden, einem Latentwärmespeicher und einem Kühlluftkanal, wobei der Latentwärmespeicher im Kühlluftkanal angeordnet ist.

[0006] Die WO 2011/054895 A1 beschreibt einen Trockner mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände und einem Latentwärmespeicher, der ein wärmeleitendes Füllmaterial aufweist, das insbesondere ein Metallschaum ist. Vorzugsweise ist das Speichermedium in den Schaum eingebracht. Hierdurch wird eine Wirkungsgradverbesserung des Latentwärmespeichers erreicht.

[0007] Die DE 10 1009 026 649 A1 betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Trocknungsprozesses sowie ein Haushaltsgerät zum Trocknen eines feuchten Gutes, welches zum Durchführen eines solchen Verfahrens eingerichtet ist.

[0008] Die WO 2012/098010 A1 betrifft einen Latentwärmespeicher umfassend zwei Speichermedien, deren Phasenübergangstemperaturen sich voneinander unterscheiden.

[0009] Die DE 10 2007 031 481 A1 betrifft einen Waschtrockner mit einer ein Sorptionsmittel enthaltenden Sorbereinheit, in welcher eine Heizung angeordnet ist. Während eines Waschgangs oder Spülgangs ist ein mittels der Heizung aus dem Sorptionsmittel freigesetztes erwärmtes Desorbat aus der Sorbereinheit abgebbar, wobei zumindest ein Teil der Wärme des Desorbats an eine Wasch- oder Spülflotte gelangt. Während eines Trockengangs sind hingegen ein Strom feuchter Luft aus der Wäsche zur Sorbereinheit, und ein Strom Luft von der Sorbereinheit zurück zur Wäsche führbar.

[0010] Die Wärmeübertragung auf den Latentwärmespeicher ist besonders effizient, wenn die Wärmeübertragung in einem Temperaturbereich stattfindet, in dem bei dem im Latentwärmespeicher eingesetzten Speichermedium ein Phasenwechsel stattfindet. Ansonsten würde eine Wärmeübertragung nur zu einer Erwärmung des Speichermediums führen, wobei das Medium nur relativ wenig Energie aufnimmt.

[0011] Bei Verwendung eines Latentwärmespeichers in einem Kondensationstrockner (im Folgenden als "Trockner" abgekürzt) sind in der Regel, anschließend an die Trocknungskammer, im Allgemeinen eine Wäschetrommel, ein klassischer Wärmetauscher sowie der Latentwärmespeicher in Reihe geschaltet. Ein klassischer Wärmetauscher ist hierbei ein Wärmetauscher, durch ein Kühlmittel geleitet wird, insbesondere ein Luft-Luft-Wärmetauscher oder der Verdampfer einer Wärmepumpe. Während der Aufladung des Latentwärmespeichers, z.B. mittels eines durch die Wärmeübertragung von der feuchtwarmen Prozessluft initiierten Phasenwechsels im Speichermedium von fest nach flüssig, bei dem Feuchtigkeit am Latentwärmespeicher kondensiert, ist der klassische Wärmetauscher in der Regel ausgeschaltet. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass durch einen Luft-Luft-Wärmetauscher keine Kühlluft geleitet wird oder durch den Verdampfer einer Wärmepumpe kein Kältemittel geleitet wird, das durch Verdampfung des Kältemittels Wärme aufnehmen kann. Sobald der Latentwärmespeicher aufgeladen ist und somit die feuchtwarme Prozessluft aus der Trocknungskammer nicht mehr kühlen kann, wird im Allgemeinen die Heizung ausgeschaltet und der Wärmetauscher eingeschaltet. Im Ergebnis wird die feuchtwarme Prozessluft aus der Trocknungskammer im Wärmetauscher unter Kondensation der in ihr enthaltenen Feuchtigkeit abgekühlt und anschließend beim Durchgang durch den Latentwärmespeicher durch Wärmeaustausch mit diesem wieder erwärmt. Die erwärmte Prozessluft gelangt dann wieder zur Trocknung von feuchter Wäsche in die Trocknungskammer usw. Ist der Latentwärmespeicher entladen, wird die Heizung wieder angeschaltet und der Wärmetauscher ausgeschaltet, um eine erneute Aufladung des Latentwärmespeichers zu ermöglichen. Diese Vorgänge, zusammenfassend als "Zyklus" bezeichnet, wiederholen sich, wobei für einen möglichst wirtschaftlichen Betrieb des Trockners eine möglichst hohe Zyklenzahl wünschenswert ist.

[0012] Ein Latentwärmespeicher enthält im Allgemeinen ein Phasenwechsel-Speichermedium (im Folgenden auch als "PCM-Speichermedium" oder abgekürzt als "Speichermedium" bezeichnet), bei dem Wärmeenergie über ihre Verwendung für einen Phasenwechsel (Phasenübergang) des Speichermediums gespeichert wird. Bei der Wärmeaufnahme eines Latentwärmespeichers schmilzt im Allgemeinen bei einem Phasenwechsel das Speichermedium wie z.B. ein Paraffin oder ein Salzhydrat auf. Die größte Speicherdichte liegt im Temperaturbereich des Phasenwechsels. Es ist daher wünschenswert, diesen Temperaturbereich bei Verwendung eines Latentwärmespeichers in einem Trockner rasch zu erreichen.

[0013] Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es vor diesem Hintergrund, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Trockners, insbesondere eines Wäschetrockners, mit einem Latentwärmespeicher bereitzustellen. Vorzugsweise soll eine effizientere und schnellere Aufladung des Latentwärmespeichers erreicht werden können. Aufgabe der Erfindung war es außerdem, ein zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Trockner bereitzustellen.

[0014] Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners sowie einen hierzu geeigneten Trockner mit den Merkmalen der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie des erfindungsgemäßen Trockners sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Trockners und umgekehrt, und dies auch dann, wenn es hierin nicht explizit festgestellt ist.

[0015] Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einem Antriebsmotor, einer Steuereinrichtung und einem Prozessluftkanal, in dem sich eine Heizung, ein Wärmetauscher, ein Prozessluftgebläse und ein Latentwärmespeicher befinden, und einem Kühlluftkanal, in dem sich der Wärmetauscher und ein Kühlluftgebläse befinden, wobei

(a) der Antriebs motor gleich Zeitig den Antrieb des Prozessluftgebläses und des Kühlluftgebläses bewirkt, und

(b) in einer Aufladungsphase der Latentwärmespeicher durch Wärmeübertragung von der feuchtwarmen Prozessluft aus der Trocknungskammer aufgeladen wird, während das Prozessluftgebläse betrieben wird, um die Prozessluft mit einer Luftströmungsgeschwindigkeit F1 durch den Latentwärmespeicher zu leiten; und

(c) nach Aufladung des Latentwärmespeichers zur Einleitung einer Entladungsphase die Heizung abgeschaltet oder mit einer gegenüber Schritt (b) verminderten Leistung betrieben wird; und

(d) das Prozessluftgebläse in der Entladungsphase betrieben wird, um die Prozessluft mit einer Luftströmungsgeschwindigkeit F2, die größer ist als F1, durch den Latentwärmespeicher zu leiten.

[0016] Die Heizung ist insbesondere eine elektrische Heizung oder eine Gasheizung, wobei eine elektrische Heizung bevorzugt verwendet wird.

[0017] In einer vorteilhaften Ausführungsform dieses Verfahrens werden Schritt (b) für einen vorgegebenen Zeitraum Δt_a und/oder Schritt (c) für einen vorgegebenen Zeitraum Δt_b durchgeführt, wobei in der Steuereinrichtung ein Zusammenhang zwischen Δt_a und/oder Δt_b und einer Beladung der Trocknungskammer mit zu behandelnden Gegenständen und/oder einer Feuchte von zu behandelnden Gegenständen hinterlegt ist. Diese Ausführungsform berücksichtigt den Umstand, dass die Dauer von Aufladung und Entladung des Latentwärmespeichers von dem Trocknungsprozess in der Trocknungskammer abhängen, und damit insbesondere von einer Beladung der Trocknungskammer mit zu trocknenden Gegenständen, z.B. Wäschestücken. Ausgehend von Erfahrungswerten bei Versuchen mit verschiedenen Beladungen, bei denen in einem Trocknungsprozess jeweils der Temperaturverlauf bzw. der Verlauf der Aufladung und Entladung des Latentwärmespeichers in Abhängigkeit von der Zeit verfolgt wurde, kann näherungsweise ein solches zeitlich gesteuertes Verfahren ermittelt, in der Steuereinrichtung hinterlegt und als Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden.

[0018] Vorzugsweise wird die Heizung im Schritt (c) nach einer vollständigen Aufladung des Latentwärmespeichers abgeschaltet. "Vollständige Entladung" bedeutet hierbei insbesondere, dass ein Phasenwechsel im Speichermedium vollständig abgeschlossen ist und lediglich eine Abkühlung oder Erwärmung des Speichermediums stattfindet.

[0019] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Latentwärmespeicher mit mindestens einem Temperatursensor versehen, und die Aufladung und/oder die Entladung des Latentwärmespeichers wird durch Temperaturmessungen mit Hilfe des mindestens einen Temperatursensors verfolgt.

[0020] So hat es sich für den Betrieb eines Kondensationstrockners als vorteilhaft erwiesen, wenn im Prozessluftkanal vor und hinter dem darin befindlichen Latentwärmespeicher jeweils ein Temperatursensor angeordnet ist. Die von den beiden Temperatursensoren gemessenen Temperaturen, insbesondere deren Differenz, erlaubt eine Bestimmung des Ladezustands des Latentwärmespeichers. Hierbei bedeutet Ladezustand das Ausmaß des Phasenübergangs vom flüssigen in den festen Zustand im Phasenwechsel-Speichermedium des Latentwärmespeichers. Der Ladezustand ist somit ein Maß für die Fähigkeit des Latentwärmespeichers zur Speicherung von Wärmeenergie. Die Temperatursensoren sind vorzugsweise mit einer Steuereinrichtung verbunden, die automatisch eine Abschaltung oder Zuschaltung der Heizung auslösen kann.

[0021] Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Prozessluftgebläse hat vorzugsweise eine Vorzugsdrehrichtung. D.h., dass insbesondere aufgrund der Formgestaltung der Gebläseschaufeln bei gleicher Drehzahl die pro Zeiteinheit beförderte Luftmenge in der einen Drehrichtung des Gebläses größer als in der entgegengesetzten Drehrichtung. Damit lässt sich auf einfache Weise, indem die Drehzahl eines Antriebsmotors nicht geändert werden muss, eine Variation der Luftströmungsgeschwindigkeit F erreichen.

[0022] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist daher das Prozessluftgebläse eine Vorzugsdrehrichtung auf und wird im Schritt (b) entgegen der Vorzugsdrehrichtung und im Schritt (c) in Vorzugsdrehrichtung gedreht.

[0023] Alternativ oder in Ergänzung hierzu kann allerdings auch ein Antriebsmotor mit einer veränderlichen Drehzahl eingesetzt werden, so dass durch eine Änderung der Drehzahl eines Antriebsmotors die erfindungsgemäß vorgesehene Variation der Luftströmungsgeschwindigkeit F erreicht werden kann.

[0024] Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass die Schritte (c) und (d) bis zu einer vorgegebenen Entladung, d.h. einem vorgegebenen niedrigen Ladezustand, des Latentwärmespeichers durchgeführt werden und anschließend die Schritte (b) bis (d) mehrmals wiederholt werden. Die Anzahl der Durchführung der Schritte (b) bis (d) ist die Zyklenzahl. Mit der vorliegenden Erfindung kann eine Zunahme der Zyklenzahl pro Zeiteinheit erreicht werden, so dass ein effizienterer Betrieb des Latentwärmespeichers und damit des Trockners realisiert werden kann.

[0025] Ein vorgegebener niedriger Ladezustand kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass der Umstand ausgenutzt wird, dass nach einem beendeten Erstarren des Speichermediums, also nach einem beendeten Phasenübergang, lediglich noch eine Abkühlung des Speichermediums stattfindet. Der vorgegebene niedrige Ladezustand kann somit durch das Erreichen einer vorgegebenen unteren Schwellentemperatur oder einer vorgegebenen Abkühlungsrate realisiert werden.

[0026] Entsprechend kann eine vorgegebene Aufladung des Latentwärmespeichers über das Erreichen einer vorgegebenen oberen Schwellentemperatur oder einer vorgegebenen Erwärmungsrate erkannt werden.

[0027] In der Steuereinrichtung sind dann im Allgemeinen die untere und/oder obere Schwellentemperatur sowie die vorgegebenen Abkühlungsraten und Erwärmungsraten für das Speichermedium hinterlegt.

[0028] Vorzugsweise können diese in Abhängigkeit von einem gewünschten Trocknungsverfahren variieren.

[0029] Es ist zudem bevorzugt, dass mindestens während der Durchführung von Schritt (c) ein Kühlmedium durch den Wärmetauscher durchgeleitet wird. Erfindungsgemäß ist die Art des Wärmetauschers nicht eingeschränkt, so dass das Kühlmedium beispielsweise das Kältemittel einer Wärmepumpe oder Kühlluft eines Luft-Luft-Wärmetauschers sein kann.

[0030] Im erfindungsgemäßen Verfahren wird allerdings vorzugsweise ein Luft-Luft-Wärmetauscher eingesetzt, so dass das Kühlmedium vorzugsweise Kühlluft ist. Vorzugsweise ist dann im Wärmetauscher ein Kühlluftkanal vorhanden, durch den Luft, insbesondere aus einem Aufstellraum des Trockners, als Kühlmedium mittels eines Kühlluftgebläses durchgeleitet wird. Hierbei weist das Kühlluftgebläse vorzugsweise eine Vorzugsdrehrichtung auf. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dann die Kühlluft derart durch den Kühlluftkanal geleitet, dass das Kühlluftgebläse im Schritt (b) entgegen seiner Vorzugsdrehrichtung und im Schritt (c) in seiner Vorzugsdrehrichtung gedreht wird. Das Kühlluftgebläse kann allerdings alternativ oder in Ergänzung hierzu auch betrieben werden, indem im Schritt (b) dessen Drehzahl geringer ist als im Schritt (c).

[0031] Im Allgemeinen ist der Trocknungsraum eine Trommel, die von einem elektrischen Antriebsmotor angetrieben wird, wobei der gleiche Motor verwendet werden kann wie er für das Prozessluftgebläse eingesetzt wird oder aber ein separater Motor.

[0032] In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein so genanntes Einmotorenkonzept realisiert, bei dem Trocknungskammer, Prozessluftgebläse und, ein Kühlluftgebläse mit dem gleichen Antriebsmotor betrieben werden.

[0033] Die Art des Antriebsmotors, im Allgemeinen ein elektrischer Antriebsmotor, ist erfindungsgemäß nicht eingeschränkt. Es hat sich jedoch als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn als Antriebsmotor ein BLDC-Motor verwendet wird. Ein BLDC-Motor ist ein bürstenloser Gleichstrommotor (Brushless DC Motor), bei dem der sonst übliche mechanische Kommutator mit Bürsten zur Stromanwendung durch eine elektronische Ansteuerschaltung ersetzt ist. Üblicherweise ist bei BLDC-Motoren der Rotor mit Permanent-Magneten realisiert und der feststehende Stator umfasst Spulen, die von einer elektronischen Schaltung zeitlich versetzt angesteuert werden, um ein Drehfeld entstehen zu lassen, welches ein Drehmoment am permanent erregten Rotor erzeugt. Bei BLDC-Motoren besteht die Möglichkeit, die elektronische Kommutierung von der Rotorposition, der Rotordrehzahl und dem Drehmoment abhängig zu machen. Dabei werden zum Erfassen der Rotorposition und Drehzahl eine sensorgesteuerte und eine sensorlose Kommutierung herangezogen.

[0034] Jedenfalls ermöglicht der Einsatz eines BLDC-Motors als Antriebsmotor auch eine Änderung der Drehzahl auf einfache Weise und insbesondere auch eine hohe Drehzahl. So ist durch die Verwendung eines BLDC-Motors eine bessere Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich. Insbesondere kann eine Drehzahl ω₁ des Antriebsmotors im Schritt (b) eingestellt werden, die kleiner ist als eine Drehzahl ω₂ im Schritt (c). Vorzugsweise ist dabei die Drehzahl ω₁ um ca. 10 bis 50 % kleiner als die Drehzahl ω₂. Außerdem hat sich herausgestellt, dass bei Verwendung eines BLDC-Motors unter ansonsten gleichen Einsatzbedingungen, insbesondere gleiche Drehzahl, eine verglichen mit anderen Elektromotoren höhere Energieeffizienz gegeben ist.

[0035] Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Trockner mit einer Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände, einem Antriebsmotor, einer Steuereinrichtung und einem Prozessluftkanal, in dem sich eine Heizung, ein Wärmetauscher, ein Prozessluftgebläse und ein Latentwärmespeicher befinden, und einem Kühlluftkanal, in dem sich der Wärmetauscher und ein Kühlluftgebläse befinden, wobei der Antriebsmotor gleichzeitig dem Antrieb des Prozessluftgebläses und des Kühlluftgebläses bewirkt und die Steuereinrichtung ausgestaltet ist, um ein Verfahren durchzuführen, bei dem:

(a) in einer Aufladungsphase der Latentwärmespeicher durch Wärmeübertragung von der feuchtwarmen Prozessluft aus der Trocknungskammer aufgeladen wird, während das Prozessluftgebläse betrieben wird, um die Prozessluft mit einer Luftströmungsgeschwindigkeit F1 durch den Latentwärmespeicher zu leiten;

(b) nach Aufladung des Latentwärmespeichers zur Einleitung einer Entladungsphase die Heizung (4) abgeschaltet oder mit einer gegenüber Schritt (a) verminderten Leistung betrieben wird; und

(c) das Prozessluftgebläse in der Entladungsphase betrieben wird, um die Prozessluft mit einer Luftströmungsgeschwindigkeit F2 > F1 durch den Latentwärmespeicher zu leiten.

[0036] Vorzugsweise umfasst der Latentwärmespeicher im erfindungsgemäßen Trockner ein Phasenwechsel-Speichermedium, das mindestens ein anorganisches Salzhydrat und/oder eine organische Verbindung enthält.

[0037] Vorzugweise enthält der Trockner im Latentwärmespeicher ein Phasenwechsel-Speichermedium mit einem Phasenübergang vom flüssigen in den festen Zustand im Temperaturbereich von 30 bis 65°C, noch mehr bevorzugt im Temperaturbereich von 35 bis 60°C und ganz besonders bevorzugt im Temperaturbereich von 45 bis 55°C.

[0038] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das im Trockner eingesetzte Phasenwechsel-Speichermedium ein Salzhydrat, wobei das Salzhydrat vorzugsweise mindestens ein Salz aus der Gruppe, die aus Natriumacetat, Natriumthiosulfat, Magnesiumnitrat, Ammoniumnitrat und Magnesiumchlorid besteht, enthält. Als Zusätze zu anderen Salzen können auch Kaliumnitrat und Lithiumnitrat verwendet werden.

[0039] Beispiele für geeignete Salzhydrate sind beispielsweise:

• eine Mischung von 58,7 Gew-% Mg(NO₃)₂ · 6 H₂O und 41,3 Gew.-% MgCl₂ · 6 H₂O mit einem Schmelzpunkt von 59°C;
• eine Mischung von 61,5 Gew.-% Mg(NO₃)₂ 6 H₂O und 38,5 Gew.-% NH₄NO₃ mit einem Schmelzpunkt von 52°C;
• CH₃COONa (Natriumacetat) · 3H₂O mit einem Schmelzpunkt von 54°C; und
• Na₂S₂O₃ (Natriumthiosulfat) · 5H₂O mit einem Schmelzpunkt von 48°C.

[0040] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das Speichermedium eine organische Verbindung. Beispiele für geeignete organische Verbindungen oder Mischungen von organischen Verbindungen sind:

• Paraffine (Wärmeparaffine) mit unterschiedlichen Schmelzpunkten;
• Myristinsäure mit einem Schmelzpunkt von 58°C;
• eine Mischung von 89 Gew.-% Palmitinsäure und 11 Gew.-% Acetamid mit einem Schmelzpunkt von 57,2°C;
• eine Mischung von 74,9 Gew.-% Palmitinsäure und 25,1 Gew.-% Propionamid mit einem Schmelzpunkt von 50°C.

[0041] Überdies kann als Speichermedium im Latentwärmespeicher auch eine Mischung von organischen und anorganischen Verbindungen verwendet werden. Ein Beispiel hierfür ist eine Mischung von 80 Gew.-% Acetamid und 20 Gew.-% NaNO₃ mit einem Schmelzpunkt von 59°C.

[0042] Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist ein Trockner, in welchem das Speichermedium organische Verbindungen enthält oder aus diesen besteht. Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn das Speichermedium ein Paraffin enthält.

[0043] Zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit und damit zur effizienteren Wärmeübertragung kann der Latentwärmespeicher die Wärmeleitfähigkeit verbessernde Additive aufweisen, z.B. Kohlenstoffnanoröhren, welche dann vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Latentwärmespeichers, insbesondere bezogen auf die Gesamtmasse aus Speichermedium und kohlenstoffhaltigem Zusatzstoff, eingesetzt werden.

[0044] Diese Kohlenstoffnanoröhren (carbon nanotubes, CNTs) sind insbesondere mikroskopisch kleine röhrenförmige Gebilde aus Kohlenstoffatomen, die eine wabenartige Struktur mit Sechsecken und jeweils drei Bindungspartnern einnehmen und ein- oder mehrwandig sind. Kohlenstoffnanoröhren haben im Allgemeinen einen Durchmesser von 0,4 nm bis 50 nm und eine Länge von 10 µm bis 10 mm. Vorzugsweise werden mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren eingesetzt, insbesondere solche mit einem mittleren Durchmesser der Röhren im Bereich von 10 bis 20 nm, vorzugsweise von 13 bis 16 nm. Die für die Verwendung in einem Latentwärmespeicher einsetzbaren Kohlenstoffnanoröhren sind beispielsweise durch die in der US 2009/0134363 A beschriebene Herstellungsmethode herstellbar.

[0045] Der im erfindungsgemäßen Trockner eingesetzte Latentwärmespeicher weist im Allgemeinen eine Latentwärmespeicherwand auf, die in der Regel das Speichermedium umfasst. Da der Latentwärmespeicher Wärme aufnehmen aber auch abgeben muss, also auch als Wärmetauscher funktioniert, besteht die Latentwärmespeicherwand im Allgemeinen zumindest an dem für einen Wärmeaustausch vorgesehenen Teil aus einem gut wärmeleitenden Material, z.B. einem Metall wie Aluminium oder Kupfer, oder aus einem thermoplastischen Kunststoff, der vorzugsweise mit einer verbesserten Wärmeleitfähigkeit ausgestattet ist.

[0046] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trockners umfasst die Latentwärmespeicherwand einen thermoplastischen Kunststoff. Hierbei ist es wiederum bevorzugt, dass in der Latentwärmespeicherwand die Wärmeleitfähigkeit verbessernde Additive enthalten sind.

[0047] Der thermoplastische Kunststoff ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, die aus Polyolefinen, Olefincopolymerisaten und Styrolcopolymerisaten besteht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Polyolefin Polypropylen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Styrolcopolymerisat ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS).

[0048] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der Latentwärmespeicher außerdem geblähten Graphit, vorzugsweise in einer Menge von höchstens 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse von Speichermedium und kohlenstoffhaltigen Zusatzstoffen.

[0049] Beispielsweise kann ein Latentwärmespeicher verwendet werden, wie er in der Schrift WO 98/04644 A beschrieben ist, die ein Verfahren bzw. ein System zur Speicherung von Wärme oder Kälte in einem Speicherverbundmaterial, ein derartiges Speicherverbundmaterial und ein Verfahren zu dessen Herstellung betrifft. Das Speicherverbundmaterial weist ein einen Phasenübergang durchlaufendes Material (PCM) auf, z.B. ein Paraffin, das in einer Matrix aus expandiertem Graphit eingebettet ist.

[0050] Die erfindungsgemäß einsetzbaren Speichermedien neigen im Allgemeinen zu einer Unterkühlung. Es kann zwar ein Speichermedium in Form einer unterkühlten Lösung verwendet werden. Vorzugsweise wird aber eine Unterkühlung vermieden. Zu diesem Zweck wird dem Speichermedium häufig ein Keimbildner zugesetzt, wobei dem Fachmann für verschiedene Speichermedien geeignete Keimbildner bekannt sind.

[0051] In einer Ausführungsform der Erfindung mit einem verbesserten Wärmeaustausch mit dem Speichermedium weist der Latentwärmespeicher des erfindungsgemäßen Trockners in seinem Innern Mittel zur Erzeugung einer Strömung im Speichermedium auf.

[0052] Der erfindungsgemäße Trockner ist insbesondere ein Wäschetrockner an sich oder ein Waschtrockner. Ein Waschtrockner ist hierbei ein Kombinationsgerät, das über eine Waschfunktion zum Waschen von Wäsche und über eine Trocknungsfunktion zum Trocknen von feuchter Wäsche verfügt.

[0053] Die im Latentwärmespeicher durch Abkühlung von erwärmter Kühlluft gespeicherte Wärmeenergie kann zur Erwärmung von Prozessluft im Prozessluftkanal und/oder der Trocknungskammer herangezogen werden. Erfindungsgemäß kann somit auch die Erwärmung der Prozessluft in der Trocknungskammer, d.h. als Ergebnis eines Wärmetausches zwischen Latentwärmespeicher und Trocknungskammer, stattfinden. Hierbei ist es bevorzugt, dass eine Oberfläche des Latentwärmespeichers von der Trocknungskammer maximal 5 cm, vorzugsweise maximal 3 cm und besonders bevorzugt maximal 2 cm beabstandet ist und vorzugsweise konkav ist. Bei dieser Ausführungsform ist es überdies bevorzugt, dass ein Abstand zwischen der konkaven Oberfläche und einer Außenoberfläche der Trocknungskammer zwischen 0,5 und 5 cm beträgt.

[0054] Ein in einem Kondensationstrockner eingesetzter Latentwärmespeicher weist vorzugsweise auf einer dem Prozessluftkanal zugewandten Oberfläche des Latentwärmespeichers Rippen auf. Diese Rippen können der Führung der Prozessluft durch den Latentwärmespeicher dienen. Alternativ oder zusätzlich hierzu können die Rippen mit einem Speichermedium gefüllt sein.

[0055] Die Erfindung hat den Vorteil, dass ein Trockner mit einem Latentwärmespeicher mit einer verbesserten Effizienz betrieben werden kann, indem die Zyklenzahl (Auf- und Entladung des Latentwärmespeichers pro Zeiteinheit) erhöht wird. Dies ist insbesondere dadurch möglich, dass die Erstarrungszeiten und Schmelzzeiten eines eingesetzten Speichermediums kurz eingestellt werden können. In Ausführungsformen der Erfindung kann zudem die Wärmeenergie dadurch besser ausgenutzt werden, dass der Wärmeaustausch zwischen dem Latentwärmespeicher und einer Wärme aufnehmenden oder abgebenden Komponente im Trockner verbessert ist. Dadurch kann sich eine große Oberfläche des Latentwärmespeichers erübrigen, so dass er flexibel an die Raumverhältnisse im Trockner angepasst werden kann. Die höhere Effizienz kann sich somit aus einer hohen Be- und Entladedynamik des Latentwärmespeichers, hohen Lade- und Entladeströmen und hohen Leistungsdichten ergeben.

[0056] In Ausführungsformen ermöglicht die Erfindung stark reduzierte Prozessluftströme und Kühlluftströme in der Aufladungsphase, so dass eine deutliche Verringerung der Aufladungszeit möglich ist. Dadurch können höhere Zykluszeiten realisiert werden. Schließlich können in der Entladungsphase größere Prozessluftströme und Kühlluftströme realisiert werden, so dass eine schnellere Abkühlung und insbesondere Entladung des Latentwärmespeichers realisiert werden kann. Dies führt ebenfalls zu einer Erhöhung der Zyklenzahl pro Zeiteinheit.

[0057] In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Trockner auch eine Anzeigevorrichtung für unterschiedliche Zustände des Trockners auf. Hierzu wird vorzugsweise eine optische Anzeigevorrichtung verwendet. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise durch Ausgabe eines Textes oder durch Aufleuchten verschiedenfarbiger Leuchtdioden Informationen über den Betrieb des Trockners geben, beispielsweise über eine Aufladungsphase oder eine Entladungsphase des Latentwärmespeichers.

[0058] Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Trockner unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung, in dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann.

[0059] Die Figur zeigt einen senkrecht geschnittenen Trockner, insbesondere Wäschetrockner, gemäß einer ersten Ausführungsform, bei der ein Latentwärmespeicher im Prozessluftkanal, insbesondere im Umluftkanal anschließend an eine Trocknungskammer und einen Wärmetauscher, angeordnet ist.

[0060] Der in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellte Trockner 1 weist eine um eine horizontale Achse drehbare Trommel als Trocknungskammer 2 auf, innerhalb welcher Mitnehmer 15 zur Bewegung von Wäsche während einer Trommeldrehung befestigt sind. Prozessluft wird mittels eines Prozessluftgebläses 6 im Prozessluftkanal 3 über eine elektrische Heizung 4 durch die Trommel 2 geführt. Nach Austritt aus der Trommel 2 wird die mit Feuchtigkeit beladene Prozessluft durch einen als Umluftkanal 24 bezeichneten Teil des Prozessluftkanals geführt. Im Umluftkanal 24 wird die feuchtwarme Prozessluft durch einen Luft-Luft-Wärmetauscher 5 geleitet, wo ein Wärmetausch mit Kühlluft stattfinden kann, wenn die Kühlluft von einem Kühllufteingang 16 bis zu einem Kühlluftausgang 17 fließt. Im Umluftkanal 24 befindet sich außerdem ein Latentwärmespeicher 7 mit einem Phasenwechsel-Speichermedium 8, an dem ebenfalls ein Wärmetausch mit der Prozessluft stattfinden kann. Hierbei entzieht der Latentwärmespeicher 7 der feuchtwarmen Prozessluft aus der Trommel 2 in einer Aufladungsphase Wärme. In einer Entladungsphase gibt der Latentwärmespeicher 7 dagegen Wärme an abgekühlte Prozessluft ab.

[0061] Die feuchtwarme Prozessluft kühlt jeweils unter Kondensation der in ihr enthaltenen Feuchtigkeit ab und wird wiederum über das Prozessluftgebläse 6 und die elektrische Heizung 4 in die Trocknungskammer 2 geführt, wodurch der Prozessluftkreis geschlossen ist. Die am Luft-Luft-Wärmetauscher 5 und/oder dem Latentwärmespeicher 7 kondensierte Feuchtigkeit wird in einem in der Figur nicht gezeigten Kondensatbehälter aufgefangen.

[0062] Die abgekühlte Prozessluft im Umluftkanal 24 gelangt anschließend wieder mittels des Prozessluftgebläses 6 in den Prozessluftkanal 3.

[0063] Im Trockner der Figur ist im Luft-Luft-Wärmetauscher 5 ein Kühlluftkanal angeordnet, in dem sich ein Kühlluftgebläse 10 befindet.

[0064] Das Kühlluftgebläse 10 weist eine Vorzugsdrehrichtung auf. Die Kühlluft aus dem Aufstellraum des Trockners wird dann derart durch den Kühlluftkanal 9 geleitet, dass das Kühlluftgebläse 10 im Schritt (a) entgegen seiner Vorzugsdrehrichtung und im Schritt (b) in seiner Vorzugsdrehrichtung gedreht wird.

[0065] Es wird als Antriebsmotor 12 bei der hier gezeigten Ausführungsform eines Trockners ein BLDC-Motor eingesetzt, der gleichzeitig den Antrieb des Prozessluftgebläses 6 und des Kühlluftgebläses 10 sowie der Trommel 2 bewirkt.

[0066] Zur Trocknung von hier nicht näher gezeigten Wäschestücken in der Trommel 2 wird von der elektrischen Heizung 4 erwärmte Luft von hinten, d.h. von der einer Trocknertür 18 gegenüberliegenden Seite der Trommel 2, durch deren gelochten Boden in die Trommel 2 geleitet, kommt dort mit der zu trocknenden Wäsche in Berührung und strömt durch die Befüllöffnung der Trommel 2 zu einem Flusensieb 19 innerhalb der die Befüllöffnung verschließenden Trocknertür 18. Anschließend wird der Luftstrom in der Trocknertür 18 nach unten umgelenkt. Die Trommel 2 wird bei der in der Figur gezeigten Ausführungsform am hinteren Boden mittels eines Drehlagers und vorne mittels eines Lagerschildes 20 gelagert, wobei die Trommel 2 mit einer Krempe auf einem Gleitstreifen 21 am Lagerschild 20 aufliegt und so am vorderen Ende gehalten wird. Die Steuerung des Trockners erfolgt über die Steuereinrichtung 22, die vom Benutzer über eine Bedieneinheit 23 geregelt werden kann.

[0067] Das Phasenwechsel-Speichermedium 8 ist hier ein Paraffin. Das Paraffin kann Wärmenergie durch einen Phasenübergang von fest nach flüssig speichern. Im Speichermedium Paraffin 8 sind als die Leitfähigkeit verbessernder Zusatz mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren mit einem mittleren Röhrendurchmesser von 13 bis 16 nm in einer Menge von 5 Gew.-% dispergiert, bezogen auf die Gesamtmasse von Speichermedium und kohlenstoffhaltigen Zusatzstoffen. Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist nicht gesondert gezeigt ein Anteil an geblähtem Graphit als zweitem kohlenstoffhaltigen Zusatzstoff in einer Menge von 4 Gew.-% bezogen auf das Gesamtmasse von Speichermedium und kohlenstoffhaltigen Zusatzstoffen. Im Latentwärmespeicher 7 ist das Speichermedium 10 von einer Latentwärmespeicherwand 11 umgeben, die vorliegend aus einem thermoplastischen Kunststoff mit einem Anteil von 5 Gew.-% Kohlenstoffnanoröhren mit einem mittleren Durchmesser der Röhren von 13 bis 16 nm, bezogen auf die gesamte Masse aus thermoplastischem Kunststoff und Kohlenstoffnanoröhren, gebildet ist.

[0068] Im Trockner der Figur wird ein Verfahren zum Betrieb eines Trockners 1 durchgeführt, wobei in einer Aufladungsphase der Latentwärmespeicher 7 durch Wärmeübertragung von der feuchtwarmen Prozessluft aus der Trocknungskammer 2 aufgeladen wird, während das Prozessluftgebläse 6 betrieben wird, um die Prozessluft mit einer Luftströmungsgeschwindigkeit F1 durch den Latentwärmespeicher 7 zu leiten. Nach Beendigung des Phasenübergangs im Speichermedium 8 ist der Latentwärmespeicher 7 aufgeladen. Dieser Zustand ist über eine Abnahme der von zwei vor und hinter dem Latentwärmespeicher 7 angeordneten Temperatursensoren, einem ersten Temperatursensor 13 und einem zweiten Temperatursensor 14, gemessenen Temperaturdifferenz feststellbar. Die Temperaturdifferenz wird einer Steuereinrichtung 22 übermittelt, welche sie in Hinblick auf die Aufladung des Latentwärmespeichers 7 auswertet und eine Abschaltung der elektrischen Heizung 4 veranlassen kann. Nach Aufladung des Latentwärmespeichers 7 wird somit zur Einleitung einer Entladungsphase die elektrische Heizung 4 abgeschaltet oder mit einer gegenüber Schritt (a) verminderten Leistung betrieben. Dabei wird das Prozessluftgebläse 6 so betrieben, dass die Prozessluft mit einer Luftströmungsgeschwindigkeit F2 größer als F1 durch den Latentwärmespeicher 7 geleitet wird.

[0069] Die Temperatur der in die Trocknungskammer 2 eintretenden Prozessluft sinkt darauf hin und die Trocknung wird aufgrund der Wärmeübertragung vom Latentwärmespeicher 7 auf die Trocknungskammer 3 auf einem geringeren Temperaturniveau weitergeführt. Der Abstand zwischen der Trocknungskammer 2 und dem Latentwärmespeicher 7 beträgt vorliegend von 5 bis 10 mm.

[0070] Bei einer festgestellten Entladung des Latentwärmespeichers 7 (Beendigung des Phasenübergangs im Speichermedium von flüssig nach fest), die ebenfalls durch Auswertung der Temperaturmessungen mittels der beiden Temperatursensoren 13 und 14 festgestellt werden kann, kann die elektrische Heizung 4 wieder angeschaltet werden. Es wird wieder Schritt (a) durchgeführt und die Prozessluft mit einer Luftströmungsgeschwindigkeit F1 kleiner als F2 durch den Latentwärmespeicher geleitet, indem die Drehrichtung von Antriebsmotor 12 umgekehrt wird. Die Temperatur der Prozessluft und der Kühlluft nach Durchgang durch den Luft-Luft-Wärmetauscher 5 steigen, so dass der Latentwärmespeicher 7 wieder aufgeladen wird. Dieser Zyklus wird wiederholt, bis das Trocknungsverfahren beendet wird. Die Dauer des Trocknungsverfahrens kann vorgegeben sein oder automatisch anhand einer hier nicht näher dargestellten Feuchtemessung ermittelt werden.

[0071] Der Trockner der Figur erlaubt überdies die Durchführung eines Verfahrens, bei dem Schritt (a) für einen vorgegebenen Zeitraum Δt_a und/oder Schritt (b) für einen vorgegebenen Zeitraum Δt_b durchgeführt werden, wobei in der Steuereinrichtung 22 ein Zusammenhang zwischen Δt_a und/oder Δt_b und einer Beladung der Trocknungskammer 2 und/oder einer Feuchte von zu behandelnden Gegenständen hinterlegt ist.

Bezugszeichenliste

[0072] 

1

Trockner, Kondensationstrockner

2

Trocknungskammer, Trommel

3

Prozessluftkanal

4

Heizung, insbesondere elektrische Heizung

5

Wärmetauscher

6

Prozessluftgebläse

7

Latentwärmespeicher

8

Speichermedium, Phasenwechsel-Speichermedium

9

Kühlluftkanal

10

Kühlluftgebläse

11

Latentwärmespeicherwand

12

Antriebsmotor, insbesondere BLDC-Motor

13

Erster Temperatursensor

14

Zweiter Temperatursensor

15

(Wäsche)Mitnehmer

16

Kühllufteingang

17

Kühlluftausgang

18

Trocknertür

19

Flusensieb

20

Lagerschild

21

Gleitstreifen

22

Steuereinrichtung

23

Bedieneinheit

24

Umluftkanal

25

Anzeigevorrichtung

Ansprüche

1. Verfahren zum Betrieb eines Trockners (1) mit einer Trocknungskammer (2) für zu trocknende Gegenstände, einem Antriebsmotor (12), einer Steuereinrichtung (22), einem Prozessluftkanal (3), in dem sich eine Heizung (4), ein Wärmetauscher (5), ein Prozessluftgebläse (6) und ein Latentwärmespeicher (7) befinden, und einem Kühlluftkanal (9), in dem sich der Wärmetauscher (5) und ein Kühlluftgebläse (10) befinden, dadurch gekennzeichnet, dass

(a) der Antriebsmotor (12) gleichzeitig den Antrieb des Prozessluftgebläses (6) und des Kühlluftgebläses (10) bewirkt, und

(b) in einer Aufladungsphase der Latentwärmespeicher (7) durch Wärmeübertragung von der feuchtwarmen Prozessluft aus der Trocknungskammer (2) aufgeladen wird, während das Prozessluftgebläse (6) betrieben wird, um die Prozessluft mit einer Luftströmungsgeschwindigkeit F1 durch den Latentwärmespeicher (7) zu leiten; und

(c) nach Aufladung des Latentwärmespeichers (7) zur Einleitung einer Entladungsphase die Heizung (4) abgeschaltet oder mit einer gegenüber Schritt (a) verminderten Leistung betrieben wird; und

(d) das Prozessluftgebläse (6) in der Entladungsphase betrieben wird, um die Prozessluft mit einer Luftströmungsgeschwindigkeit F2 größer als F1 durch den Latentwärmespeicher (7) zu leiten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (a) für einen vorgegebenen Zeitraum Δt_a und/oder Schritt (b) für einen vorgegebenen Zeitraum Δt_b durchgeführt werden, wobei in der Steuereinrichtung ein Zusammenhang zwischen Δt_a und/oder Δt_b und einer Beladung der Trocknungskammer (2) mit zu trocknenden Gegenständen und/oder einer Feuchte von zu behandelnden Gegenständen hinterlegt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (4) im Schritt (b) nach einer vollständigen Aufladung des Latentwärmespeichers (7) abgeschaltet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Latentwärmespeicher (7) mit mindestens einem Temperatursensor (13,14) versehen ist, und die Aufladung des Latentwärmespeichers (7) durch Temperaturmessungen mit Hilfe des mindestens einen Temperatursensors (13,14) verfolgt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessluftgebläse (6) eine Vorzugsdrehrichtung aufweist und im Schritt (a) entgegen seiner Vorzugsdrehrichtung und im Schritt (b) in seiner Vorzugsdrehrichtung gedreht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte (b) und (c) bis zu einer vorgegebenen Entladung des Latentwärmespeichers (7) durchgeführt werden und anschließend die Schritte (a) bis (c) mehrmals wiederholt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens während der Durchführung von Schritt (b) ein Kühlmedium durch den Wärmetauscher (5) durchgeleitet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Wärmetauscher (5) ein Kühlluftkanal (9) vorhanden ist, durch den Luft als Kühlmedium mittels eines Kühlluftgebläses (10), das eine Vorzugsdrehrichtung aufweist, derart durchgeleitet wird, dass das Kühlluftgebläse (10) im Schritt (a) entgegen seiner Vorzugsdrehrichtung und im Schritt (b) in seiner Vorzugsdrehrichtung gedreht wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsraum (2) eine Trommel ist, die ebenfalls von dem Antriebsmotor (12) angetrieben wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebsmotor (12) ein BLCD-Motor verwendet wird.

11. Trockner (1) mit einer Trocknungskammer (2) für zu trocknende Gegenstände, einem Antriebsmotor (12), einer Steuereinrichtung (22), einem Prozessluftkanal (3), in dem sich eine Heizung (4), ein Wärmetauscher (5), ein Prozessluftgebläse (6) und ein Latentwärmespeicher (7) befinden, und einem Kühlluftkanal (9), in dem sich der Wärmetauscher (5) und ein Kühlluftgebläse (10) befinden, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (12) gleichzeitig den Antrieb des Prozessluftgebläses (6) und des Kühlluftgebläses (10) bewirkt und die Steuereinrichtung (22) ausgestaltet ist, um ein Verfahren durchzuführen, bei dem

(a) in einer Aufladungsphase der Latentwärmespeicher (7) durch Wärmeübertragung von der feuchtwarmen Prozessluft aus der Trocknungskammer (2) aufgeladen wird, während das Prozessluftgebläse (6) betrieben wird, um die Prozessluft mit einer Luftströmungsgeschwindigkeit F1 durch den Latentwärmespeicher (7) zu leiten; und

(b) nach Aufladung des Latentwärmespeichers (7) zur Einleitung einer Entladungsphase die Heizung (4) abgeschaltet oder mit einer gegenüber Schritt (a) verminderten Leistung betrieben wird; und

(c) das Prozessluftgebläse (6) in der Entladungsphase betrieben wird, um die Prozessluft mit einer Luftströmungsgeschwindigkeit F2 größer als F1 durch den Latentwärmespeicher (7) zu leiten.

12. Trockner (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Latentwärmespeicher (7) ein Phasenwechsel-Speichermedium (8) umfasst, das mindestens ein anorganisches Salzhydrat und/oder eine organische Verbindung enthält.

13. Trockner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechsel-Speichermedium (8) einen Phasenübergang vom flüssigen in den festen Zustand im Temperaturbereich von 30 bis 65°C aufweist.

14. Trockner nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechsel-Speichermedium (8) ein Salzhydrat ist, das mindestens ein Salz aus der Gruppe enthält, die aus Natriumacetat, Natriumthiosulfat, Magnesiumnitrat, Ammoniumnitrat und Magnesiumchlorid besteht.

Claims

1. Method for operating a dryer (1) having a drying chamber (2) for items to be dried, a drive motor (12), a control device (22), a process air duct (3), in which a heater (4), a heat exchanger (5), a process air fan (6) and a latent heat accumulator (7) are disposed, and a cooling air duct (9), in which the heat exchanger (5) and a cooling air fan (10) are disposed, characterised in that

(a) the drive motor (12) simultaneously produces the drive of the process air fan (6) and the cooling air fan (10), and

(b) in a charging phase, the latent heat accumulator (7) is charged by the heat transfer of the warm and humid process air from the drying chamber (2), while the process air fan (6) is operated in order to route the process air with an air flow speed F1 through the latent heat accumulator (7); and

(c) after charging the latent heat accumulator (7), the heater (4) is switched off or operated with a reduced power compared with step (a) in order to introduce a discharge phase; and

(d) the process air fan (6) is operated in the discharge phase in order to route the process air with an air flow speed F2 of greater than F1 through the latent heat accumulator (7).

2. Method according to claim 1, characterised in that step (a) for a predetermined period Δt_a and/or step (b) for a predetermined period Δt_b are performed, wherein an association between Δt_a and/or Δt_b and a loading of the drying chamber (2) with items to be dried and/or a moisture of items to be treated is stored in the control device.

3. Method according to claim 1 or 2, characterised in that the heater (4) is switched off in step (b) after a complete charging of the latent heat accumulator (7).

4. Method according to claim 3, characterised in that the latent heat accumulator (7) is provided with at least one temperature sensor (13, 14), and the charging of the latent heat accumulator (7) is monitored using temperature measurements with the aid of the at least one temperature sensor (13, 14).

5. Method according to one of claims 1 to 4, characterised in that the process air fan (6) has a preferred direction of rotation and is rotated counter to its preferred direction of rotation in step (a) and in its preferred direction of rotation in step (b).

6. Method according to one of claims 1 to 5, characterised in that the steps (b) and (c) are performed up to a predetermined discharge of the latent heat accumulator (7) and then the steps (a) to (c) are repeated again.

7. Method according to one of claims 1 to 6, characterised in that a cooling medium is passed through the heat exchanger (5) at least during the performance of step (b).

8. Method according to claim 7, characterised in that present in the heat exchanger (5) is a cooling air duct (9), through which air is passed as a cooling medium by means of a cooling air fan (10), which has a preferred direction of rotation, such that the cooling air fan (10) is rotated counter to its preferred direction of rotation in step (a) and in its preferred direction of rotation in step (b).

9. Method according to one of claims 1 to 8, characterised in that the drying space (2) is a drum, which is likewise driven by the drive motor (12).

10. Method according to one of claims 1 to 9, characterised in that a BLCD motor is used as a drive motor (12).

11. Dryer (1) having a drying chamber (2) for items to be dried, a drive motor (12), a control device (22), a process air duct (3), in which a heater (4), a heat exchanger (5), a process air fan (6) and a latent heat accumulator (7) are disposed, and a cooling air duct (9), in which the heat exchanger (5) and a cooling air fan (10) are disposed, characterised in that the drive motor (12) simultaneously produces the drive of the process air fan (6) and of the cooling air fan (10) and the control device (22) is embodied to perform a method, in which;

(a) in a charging phase, the latent heat accumulator (7) is charged by the heat transfer of the warm and humid process air from the drying chamber (2), while the process air fan (6) is operated in order to route the process air with an air flow speed F1 through the latent heat accumulator (7); and

(c) after charging the latent heat accumulator (7), the heater (4) is switched off or operated with a reduced power compared with step (a) in order to introduce a discharge phase; and

(d) the process air fan (6) is operated in the discharge phase in order to route the process air with an air flow speed F2 of greater than F1 through the latent heat accumulator (7).

12. Dryer (1) according to claim 11, characterised in that the latent heat accumulator (7) comprises a phase change storage medium (8), which has at least one inorganic salt hydrate and/or one organic compound.

13. Dryer according to claim 12, characterised in that the phase change storage medium (8) has a phase transition from the liquid into the solid state in the temperature range of 30 to 65°C.

14. Dryer according to one of claims 12 to 13, characterised in that the phase change storage medium (8) is a salt hydrate, which contains at least one salt from the group consisting of natrium acetate, natrium thiosulphate, magnesium nitrate, ammonium nitrate and magnesium chloride.

Revendications

1. Procédé de fonctionnement d'un séchoir (1) comprenant une chambre de séchage (2) pour des objets à sécher, un moteur d'entraînement (12), un dispositif de commande (22), un canal d'air de processus (3), dans lequel se trouvent un dispositif de chauffage (4), un échangeur de chaleur (5), un ventilateur d'air de processus (6) et un accumulateur de chaleur latente (7), et comprenant un canal d'air de refroidissement (9), dans lequel se trouvent l'échangeur de chaleur (5) et un ventilateur d'air de refroidissement (10), caractérisé en ce que

(a) le moteur d'entraînement (12) cause simultanément l'entraînement du ventilateur d'air de processus (6) et du ventilateur d'air de refroidissement (10), et

(b) en ce que pendant une phase de charge, l'accumulateur de chaleur latente (7) est chargé en raison du transfert de chaleur de l'air de processus chaud et humide en provenance de la chambre de séchage (2), pendant que le ventilateur d'air de processus (6) est mis en fonctionnement afin de guider l'air de processus à travers l'accumulateur de chaleur latente (7) avec une vitesse d'écoulement d'air F1 ; et

(c) en ce qu'après la charge de l'accumulateur de chaleur latente (7), le dispositif de chauffage (4) est arrêté pour l'introduction d'une phase de décharge ou est mis en fonctionnement avec une puissance réduite par rapport à l'étape (a) ; et

(d) en ce que le ventilateur d'air de processus (6) est mis en fonctionnement pendant la phase de décharge afin de guider l'air de processus à travers l'accumulateur de chaleur latente (7) avec une vitesse d'écoulement d'air F2 plus grande que F1.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape (a) est réalisée pour une période de temps prédéfinie Δ_ta et/ou en ce que l'étape (b) est réalisée pour une période de temps prédéfinie Δ_tb, une relation entre Δ_ta et Δ_tb et une charge de la chambre de séchage (2) avec des objets à sécher et/ou une humidité des objets à sécher étant mémorisée dans le dispositif de commande.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (4), à l'étape (b), est arrêté après une charge complète de l'accumulateur de chaleur latente (7).

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'accumulateur de chaleur latente (7) est muni d'au moins un capteur de température (13, 14), et en ce que la charge de l'accumulateur de chaleur latente (7) est suivie par des mesures de température à l'aide de l'au moins un capteur de température (13,14).

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ventilateur d'air de processus (6) présente un sens de rotation préférentiel et en ce qu'à l'étape (a), il est mis en rotation dans le sens contraire de son sens de rotation préférentiel et en ce qu'à l'étape (b), il est mis en rotation dans son sens de rotation préférentiel.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les étapes (b) et (c) sont exécutées jusqu'à une décharge prédéfinie de l'accumulateur de chaleur latente (7) et en ce qu'ensuite les étapes (a) à (c) sont répétées plusieurs fois.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un fluide de refroidissement est transporté à travers l'échangeur de chaleur (5) au moins pendant l'exécution de l'étape (b).

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que dans l'échangeur de chaleur (5) se trouve un canal d'air de refroidissement (9) à travers lequel de l'air est guidé en tant que fluide de refroidissement au moyen d'un ventilateur d'air de refroidissement (10) présentant un sens de rotation préférentiel, de manière à ce que le ventilateur d'air de refroidissement (10), à l'étape (a), soit mis en rotation en sens contraire de son sens de rotation préférentiel et qu'à l'étape (b) il soit mis en rotation dans son sens de rotation préférentiel.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la chambre de séchage (2) est un tambour qui est également entraîné par le moteur d'entraînement (12).

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'un moteur BLDC est utilisé comme moteur d'entraînement (12).

11. Séchoir (1) comprenant une chambre de séchage (2) pour des objets à sécher, un moteur d'entraînement (12), un dispositif de commande (22), un canal d'air de processus (3), dans lequel se trouvent un dispositif de chauffage (4), un échangeur de chaleur (5), un ventilateur d'air de processus (6) et un accumulateur de chaleur latente (7), et comprenant un canal d'air de refroidissement (9), dans lequel se trouvent l'échangeur de chaleur (5) et un ventilateur d'air de refroidissement (10), caractérisé en ce que le moteur d'entraînement (12) cause simultanément l'entraînement du ventilateur d'air de processus (6) et du ventilateur d'air de refroidissement (10) et en ce que le dispositif de commande (22) est conçu pour exécuter un procédé dans lequel

(a) pendant une phase de charge, l'accumulateur de chaleur latente (7) est chargé en raison du transfert de chaleur de l'air de processus chaud et humide en provenance de la chambre de séchage (2), pendant que le ventilateur d'air de processus (6) est mis en fonctionnement afin de guider l'air de processus à travers l'accumulateur de chaleur latente (7) avec une vitesse d'écoulement d'air F1 ; et

(b) dans lequel, après la charge de l'accumulateur de chaleur latente (7), le dispositif de chauffage (4) est arrêté pour l'introduction d'une phase de décharge ou est mis en fonctionnement avec une puissance réduite par rapport à l'étape (a) ; et

(c) dans lequel, le ventilateur d'air de processus (6) est mis en fonctionnement pendant la phase de décharge afin de guider l'air de processus à travers l'accumulateur de chaleur latente (7) avec une vitesse d'écoulement d'air F2 plus grande que F1.

12. Séchoir (1) selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'accumulateur de chaleur latente (7) comprend un support de stockage de changement de phase (8) qui comprend au moins un sel hydraté anorganique et/ou une liaison organique.

13. Séchoir (1) selon la revendication 12, caractérisé en ce que le support de stockage de changement de phase (8) présente une transition de phases de l'état liquide à l'état solide dans la plage de température allant de 30 à 65° C.

14. Séchoir (1) selon l'une quelconque des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que le support de stockage de changement de phase (8) est un sel hydraté qui comprend au moins un sel du groupe constitué d'acétate de sodium, de thiosulfate de sodium, de nitrate de magnésium, de nitrate d'ammonium et de chlorure de magnésium.

Zeichnung