[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Wärmepumpentrockners, insbesondere
Umluft-Wärmepumpentrockners, so, dass ein sich ankündigender oder bereits eingetretener
Fehler im Betrieb erkennbar ist. Die Erfindung betrifft ferner einen zum Durchführen
des Verfahrens ausgestalteten Wärmepumpentrockner.
[0002] Umluft-Wärmewäschetrocknungsgeräte weisen typischerweise einen Wäschebehandlungsraum
auf, welcher an einen umlaufenden Prozessluftkanal angeschlossen ist, so dass der
Wäschebehandlungsraum und Prozessluftkanal einen geschlossenen Prozessluft-Kreislauf
bilden, in dem Prozessluft umgewälzt wird. Zum Umwälzen der Prozessluft ist in dem
Prozessluftkanal ein Gebläse vorgesehen. Strömungstechnisch vor dem Wäschebehandlungsraum
befindet sich eine Heizung, welche die in den Wäschebehandlungsraum strömende Prozessluft
aufheizt, so dass sie in dem Wäschebehandlungsraum befindliche Wäsche aufwärmt. Noch
feuchte Wäsche gibt dabei Feuchtigkeit an die Prozessluft ab, welche als feucht-warme
Prozessluft aus dem Wäschebehandlungsraum austritt. Strömungstechnisch hinter dem
Wäschebehandlungsraum befindet sich in dem Prozessluftkanal eine Kondensationseinrichtung,
welche die feucht-warme Prozessluft abkühlt, worauf diese auskondensiert. Die nun
auskondensierte kühle Prozessluft wird zu der Heizung befördert, dort aufgeheizt und
wieder in den Wäschebehandlungsraum geführt.
[0003] Bei einem energetisch besonders sparsam arbeitenden Umluft-Wärmepumpentrockner ist
anstelle einer dedizierten Heizung und einer dedizierten Kondensationseinrichtung
eine Wärmepumpe vorgesehen. Die Wärmepumpe arbeitet als Wärmerückgewinnungsaggregat
und weist mindestens einen Verdampfer, einen Kondensator oder Verflüssiger, einen
Kompressor oder Verdichter und eine Entspannungseinrichtung auf. Der Verdampfer übernimmt
die Funktion der Kondensationseinrichtung und der Verflüssiger die Funktion der Heizung.
Folglich ist der Verdampfer an einem wärmeren Teil des Prozessluftkreislaufs angeordnet
und mit diesem thermisch gekoppelt, und der Verflüssiger befindet sich an einem kälteren
Teil des Prozessluftkreislaufs und ist mit diesem thermisch gekoppelt. Die thermische
Kopplung kann z.B. über einen Kühlmittel/Prozessluft-Wärmetauscher erreicht werden.
Über die Wärmepumpe bzw. dessen Kältemittel wird von dem Verdampfer Wärme der Prozessluft
aufgenommen und an den Verflüssiger abgegeben, und von dem Verflüssiger an die Prozessluft
abgegeben. Der Wärmetransport in der Wärmepumpe geschieht dabei im Wesentlichen durch
ein Kältemittel, dass in einem durch die Wärmepumpe gebildeten Kältekreislauf strömt.
[0004] Es ist für Umluft-Wärmepumpentrockner bekannt, dass ein eingeschränkter oder blockierter
Prozessluftkanal mittels einer Temperaturdifferenz der Prozessluft an unterschiedlichen
Positionen erkennbar ist. Die Temperaturdifferenz kann beispielsweise zwischen einem
Eingang und einem Ausgang des Wäschebehandlungsraums, des Verflüssigers usw. abgefühlt
werden. Dazu werden zwei Temperatursensoren benötigt, was vergleichsweise aufwändig
und teuer ist.
[0005] Aus
DE 10 2005 041 145 A1 offenbart einen Wäschetrockner beschrieben, bei welchem die zum Trocknen der Wäsche
verwendete warme Luft unter Verwendung eines Wärmepumpenheizsystems erwärmt wird.
Das Wärmepumpenheizsystem enthält einen Verdichter mit veränderbarer Leistung. Die
Leistung des Verdichters kann in Abhängigkeit von einer Temperatur eines Kältemittels
eingestellt werden.
[0006] DE 10 2008 041 019 A1 beschreibt betrifft einen Kondensationstrockner mit einer Trocknungskammer für die
zu trocknenden Gegenstände, einem Prozessluftkreis, einem ersten Gebläse im Prozessluftkreis,
einer Wärmepumpe, in der ein Kältemittel zirkuliert, mit einem Verdampfer, einem Kompressor,
einem Verflüssiger und einer Drossel, sowie einem Temperaturfühler zum Messen einer
Temperatur des Kältemittels, und einer Steuerung, wobei die Steuerung erste Mittel
zum Vergleich einer Temperatur des Kältemittels mit einer für das Kältemittel in der
Steuerung gespeicherten oberen Grenztemperatur; zweite Mittel für das temperaturbasierte
Ausschalten des Kompressors und für das Einschalten des Kompressors nach Ablauf eines
Verzögerungszeitraums jeweils nach einem Abschalten; eine Zählvorrichtung zur Ermittlung
einer Anzahl n an Fällen, in denen der Kompressor ausgeschaltet wird, welche Zählvorrichtung
in jedem Fall eines Ausschaltens inkrementiert wird; und dritte Mittel zum Vergleich
der Anzahl n mit einer in der Steuerung gespeicherten vorgegebenen Grenzanzahl und
zur Auswertung der Differenz in Hinblick auf das Vorhandensein eines unzulässigen
Betriebszustands umfasst.
[0007] DE 10 2007 016 077 A1 offenbart einen Kondensationstrockner mit einer Trocknungskammer für zu trocknende
Gegenstände, einem Prozessluftkreis, in dem sich eine Heizung zur Erwärmung der Prozessluft
befindet und die erwärmte Prozessluft mittels eines ersten Gebläses über die zu trocknenden
Gegenstände führbar ist, einem Luft-Luft-Wärmetauscher und einem Wärmepumpenkreis
mit einem Verdampfer, einem Kompressor und einem Verflüssiger, wobei der Wärmepumpenkreis
und die Heizung eingerichtet sind, um mit einer Heizleistung im Prozessluftkreis zu
wirken, ist eine Steuer- und Regeleinheit vorgesehen, durch welche die Heizleistung
abhängig von zumindest einem Parameter des Wärmepumpenkreises regelbar ist. Eine Möglichkeit
ist dadurch gegeben, dass der Parameter als Leistungsaufnahme des Kompressors erfasst
wird. Zu diesem Zweck können entsprechende Daten der Energieversorgung des Kompressors
durch die Steuer- und Regeleinheit erfasst werden, wozu gegebenenfalls ohnehin vorhandene
Sensorik benutzt werden kann, und entsprechend ausgewertet werden.
[0008] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine weniger aufwändige Methode zum
Erkennen eines Fehlerzustands, insbesondere eines Zusetzens eines ProzessluftKreislaufs,
eines Wärmepumpentrockners, insbesondere Umluft-Wärmepumpentrockners, bereitzustellen.
[0009] Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte
Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
[0010] Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Wärmepumpentrockners,
wobei mindestens ein Betriebsparameter eines Verdichters einer Wärmepumpe auf eine
Änderung hin überwacht wird. Dieser Wärmepumpentrockner macht sich zunutze, dass sich
eine Störung einer Zirkulation der Prozessluft in dem Prozessluftkreislauf an dem
Verdichter bemerkbar macht. Es hat sich zusätzlich gezeigt, dass sich auch eine Störung
einer Zirkulation eines Kältemittels in der Wärmepumpe an dem Verdichter bemerkbar
macht. Um diese Störung(en) zu erkennen, brauchen nur die ohnehin überwachten oder
ohne weiteren apparativen Aufwand überwachbaren Betriebsparameter des Verdichters
betrachtet zu werden. So kann insbesondere auf dedizierte Sensoren verzichtet werden.
Das Verfahren dient insbesondere zum Erkennen eines Fehlerfalls.
[0011] Der Wärmepumpentrockner kann insbesondere ein Haushaltsgerät sein (z.B. auch als
"weiße Ware" bezeichnet). Der Wärmepumpentrockner kann ein Waschtrockner oder ein
reiner Wäschetrockner sein. Der Wärmepumpentrockner kann insbesondere ein Umluft-Wärmepumpentrockner
sein, da dort die Wärmepumpe besonders effektiv arbeiten kann. Jedoch kann der Wärmepumpentrockner
alternativ z.B. ein Abluft-Wärmepumpentrockner sein.
[0012] Der Wärmepumpentrockner kann insbesondere ein Wärmepumpentrockner wie eingangs beschrieben
sein. Die Wärmepumpe kann insbesondere eine KompressionsWärmepumpe sein. Die Entspannungseinrichtung
kann ein Expansionsventil (auch Drosselventil genannt) sein, z.B. ein regelbares Expansionsventil
oder eine Kapillare mit einem festen Strömungsquerschnitt.
[0013] Unter einem Betriebsparameter des Verdichters kann insbesondere ein (unmittelbar)
auf den Verdichter als solches bezogener Parameter verstanden werden, beispielsweise
eine Drehzahl oder eine Leistung oder Leistungsaufnahme. Jedoch mag unter einem Betriebsparameter
des Verdichters insbesondere kein Parameter verstanden werden, der nur mittelbar auf
den Verdichter wirkt, wie eine Temperatur eines Kältemittels.
[0014] Der Verdichter kann insbesondere ein drehzahlsteuerbarer oder drehzahlregelbarer
Verdichter sein.
[0015] Es ist eine bevorzugte Ausgestaltung, dass der Verdichter mit einer konstanten Drehzahl
ω betrieben wird und eine elektrische Leistung P des Verdichters überwacht wird. Unter
einer elektrischen Leistung kann insbesondere auch mindestens ein Parameter verstanden
werden, aus welchem sich die Leistung ableiten lässt, beispielsweise ein Motorstrom
eines Antriebsmotors des Verdichters bei konstanter Motorspannung. Die Bestimmung
der elektrischen Leistung kann beispielsweise mittels einer Bestimmung eines Werts
eines Stroms, welcher durch eine Statorwicklung des Antriebsmotors läuft, bestimmt
werden.
[0016] Es ist eine alternative bevorzugte Ausgestaltung, dass der Verdichter mit einer konstanten
elektrischen Leistung P betrieben wird und eine Drehzahl w des Verdichters überwacht
wird. In beiden Betriebsarten kann eine (schnelle oder langsame) Änderung der Leistung
P zur Erfassung eines sich ankündigenden oder bereits vorliegenden Fehlerfalls verwendet
werden.
[0017] Es ist noch eine bevorzugte Ausgestaltung, dass auf eine schnelle Veränderung des
mindestens einen Betriebsparameters p hin überwacht wird. Dadurch kann insbesondere
ein drohender oder eingetretener Fehler erkannt werden, welcher einen Betrieb des
Wärmepumpentrockners in kurzer Zeit erheblich beeinträchtigt, einen weiteren Betrieb
verhindern oder den Wärmepumpentrockner sogar schädigen kann, z.B. ein sofortiges
Zusetzen des Prozessluftkanals oder ein Bruch in dem Kältekreislauf.
[0018] Es ist eine bevorzugte Weiterbildung, dass mittels einer Gradientenmethode auf die
zeitliche Änderung des mindestens einen Betriebsparameters p hin überwacht wird. Dabei
werden eine zeitliche Änderung eines oder mehrerer für eine bestimmte Betriebsart
variabler Betriebsparameter p (z.B. die Drehzahl, die Leistung und/oder das Lastmoment)
bestimmt und mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen. Insbesondere mag der mindestens
eine Betriebsparameter p in regelmäßigen Zeitintervallen Δt erfasst werden und der
Gradient Δp/Δt mit dem vorbestimmten Schwellwert verglichen werden. Die Gradientenmethode
kann beispielsweise auch mit Mittelwerten des mindestens einen Betriebsparameters
p über mehrere Zeitintervalle Δt durchgeführt werden.
[0019] Es ist noch eine bevorzugte Weiterbildung, dass mittels einer Integralmethode auf
die Änderung hin überwacht wird. Dabei können insbesondere mehrere Werte des mindestens
einen Betriebsparameters p zu unterschiedlichen Zeitpunkten t aufgenommen und zu einem
Gesamtwert summiert oder integriert und der Gesamtwert mit einem vorbestimmten Grenzwert
verglichen werden.
[0020] Es ist noch eine weitere bevorzugte Ausgestaltung, dass auf ein Erreichen oder Durchschreiten
eines vorbestimmten Schwellwerts des mindestens einen Betriebsparameters p als solchen
hin überwacht wird. Hierbei wird also nicht die zeitliche Änderung des mindestens
einen Betriebsparameters p betrachtet, sondern der mindestens ein Betriebsparameter
p selbst. Dies ergibt den Vorteil, dass sich auch ein langsam entwickelnder, z.B.
sich über mehrere Betriebszyklen aufbauender, Fehlerfall erkennen lässt, beispielsweise
ein langsames Zusetzen des Prozessluftkanals oder ein Haarriss in dem Kältekreislauf.
Auch lassen sich so Fehler erkennen, die bereits zu Beginn eines Betriebszyklus vorhanden
sind.
[0021] Es ist eine bevorzugte Ausgestaltung für den Fall, dass der Verdichter mit einer
konstanten Drehzahl w betrieben wird, dass eine abnorme (nicht einem normalen, fehlerfreien
Betriebsablauf entsprechende) Leistungserhöhung erkannt wird und folgend von dem Wärmepumpentrockners
mindestens eine Aktion ausgelöst wird.
[0022] Die mindestens eine Aktion kann (mindestens) ein Hinweissignal auf eine behinderte
Prozessluftzirkulation umfassen. Denn bei einem Zusetzen des Prozessluftkanals und
damit einem verringerten Prozessluft-Volumenstrom wird eine Wärmeübertragung zwischen
dem Verdampfer und dem Verflüssiger verringert. Die sich so ergebende erhöhte Temperaturdifferenz
zwischen dem Verdampfer und dem Verflüssiger führt zu einer erhöhten Druckdifferenz
zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Verdichters, was wiederum zu einer erhöhten
Verdichtungslast führt. Folglich wird eine Leistungserhöhung benötigt, um die Drehzahl
ω des Verdichters konstant zu halten.
[0023] Das Hinweissignal kann ein (z.B. optisches und/oder akustisches) Warnsignal für einen
Nutzer sein. Das Warnsignal für den Nutzer kann beispielsweise auch einen Text mit
einem Hinweis auf mögliche Ursachen und ggf. eine Fehlerbehebung (z.B. ein Wechseln
eines Flusenfilters) umfassen.
[0024] Die mindestens eine Aktion kann auch mindestens eine Aktion umfassen, welche einen
Betrieb des Wärmepumpentrockners beeinflusst, z.B. ein Ausschalten oder ein Schalten
in einen Fehlermodus des Wärmepumpentrockners.
[0025] Mindestens eine Aktion kann also dann ausgelöst werden, falls sich eine elektrische
Leistung P des Verdichters innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums Δt stärker erhöht
als ein vorbestimmter (oberer) Schwellwert ΔPmax, d.h. ΔP/Δt = ΔPmax oder ΔP/Δt >
ΔPmax (insbesondere für eine Erfassung einer schnellen Änderung). Alternativ oder
zusätzlich kann die mindestens eine Aktion ausgelöst werden, falls eine Leistung P
des Verdichters einen vorbestimmten oberen Schwellwert Pmax erreicht oder überschreitet,
d.h. P = Pmax oder P > Pmax (insbesondere für eine Erfassung einer langsamen Änderung).
[0026] Auch ist es eine bevorzugte Ausgestaltung, für den Fall, dass der Verdichter mit
einer konstanten Drehzahl ω betrieben wird, dass eine abnorme Leistungsverringerung
erkannt wird und folgend eine mit einem Kältemittelverlust zusammenhängende Aktion
ausgelöst wird. Denn es hat sich gezeigt, dass bei einem Verlust von Kühlmittel eine
geringere Leistung benötigt wird, um die Drehzahl ω konstant zu halten. Die mindestens
eine Aktion kann analog wie oben beschrieben ausgestaltet sein. Insbesondere mag das
Warnsignal dem Nutzer einen Hinweis auf einen Kältemittelverlust geben und/oder einen
Hinweis zur Benachrichtigung eines Kundendienstes geben oder eine solche Benachrichtigung
selbst ausgeben, z.B. über das Internet bei einem vernetzten Wärmepumpentrockner.
Insbesondere mag die mindestens eine Aktion z.B. ein Ausschalten oder ein Schalten
in einen Fehlermodus des Wärmepumpentrockners umfassen, um einen Totalausfall des
Wärmepumpentrockners und damit hohe Reparaturkosten zu vermeiden.
[0027] Insbesondere kann dann mindestens eine Aktion ausgelöst werden, falls sich eine Leistung
P des Verdichters innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums Δt stärker erniedrigt als
ein vorbestimmter (unterer) Schwellwert Pmin, d.h. ΔP/Δt = Pmin oder ΔP/Δt < ΔPmin
(insbesondere für eine Erfassung einer schnellen Änderung). Alternativ oder zusätzlich
kann die mindestens eine Aktion ausgelöst werden, falls eine Leistung P des Verdichters
einen vorbestimmten Schwellwert Pmin erreicht oder unterschreitet, d.h. P = Pmin oder
P < Pmin (insbesondere für eine Erfassung einer langsamen Änderung).
[0028] Es ist eine bevorzugte Ausgestaltung für den Fall, dass der Verdichter mit einer
konstanten Leistung P betrieben wird, dass eine abnorme Drehzahlerniedrigung erkannt
wird und folgend, z.B. analog wie bereits oben beschrieben, mindestens eine Aktion
ausgelöst wird. Die mindestens eine Aktion kann eine Ausgabe mindestens eines Hinweissignals
auf eine behinderte Prozessluftzirkulation umfassen.
[0029] Die mindestens eine Aktion kann also insbesondere ausgelöst werden, falls sich eine
Drehzahl ω des Verdichters innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums Δt stärker erniedrigt
als ein vorbestimmter (unterer) Schwellwert Δωmin, d.h. Δw/Δt = Δωmin oder Δω/Δt <
Δωmin (insbesondere für eine Erfassung einer schnellen Änderung). Alternativ oder
zusätzlich kann die mindestens eine Aktion ausgelöst werden, falls eine Drehzahl ω
des Verdichters einen vorbestimmten Schwellwert ωmin erreicht oder unterschreitet,
d.h. ω = ωmin oder ω < ωmin (insbesondere für eine Erfassung einer langsamen Änderung).
[0030] Es ist noch eine bevorzugte Ausgestaltung für den Fall, dass der Verdichter mit einer
konstanten Leistung betrieben wird, dass eine abnorme Drehzahlerhöhung erkannt wird
und folgend, z.B. analog wie bereits oben beschrieben, mindestens eine Aktion ausgelöst
wird. Die mindestens eine Aktion kann eine Ausgabe mindestens eines Hinweissignals
auf einen Kältemittelverlust umfassen.
[0031] Die mindestens eine Aktion kann also insbesondere ausgelöst werden, falls sich eine
Drehzahl w des Verdichters innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums Δt stärker erhöht
als ein vorbestimmter (oberer) Schwellwert Δωmax, d.h. Δω/Δt = Δωmax oder Δω/Δt >
Δωmax (insbesondere für eine Erfassung einer schnellen Änderung). Alternativ oder
zusätzlich kann mindestens eine Aktion ausgelöst werden, falls eine Drehzahl w des
Verdichters einen vorbestimmten Schwellwert ωmax erreicht oder überschreitet, d.h.
w = ωmax oder w > ωmax (insbesondere für eine Erfassung einer langsamen Änderung).
[0032] Anstelle oder zusätzlich zu der Drehzahl und/oder der Leistung kann allgemein auch
ein Lastmoment T als ein Betriebsparameter verwendet werden, d.h., als ein einzuregelnder
Betriebsparameter oder als ein zu überwachender Betriebsparameter.
[0033] Allgemein kann mindestens das Verfahren auch basierend auf der Integralmethode oder
basierend auf irgendeiner weiteren geeigneten Methode ausgelöst werden.
[0034] Der mindestens eine Grenzwert kann abhängig von einem beliebig einstellbaren, aber
dann zumindest zeitweise fest gewählten Betriebsparameter (z.B. einer konstanten Drehzahl
oder Leistung) sein. Insbesondere können von dem Wärmepumpentrockner mehrere Grenzwerte
in Abhängigkeit von mindestens einem anderen Betriebsparameter verwendet oder vorgehalten
werden, z.B. in Form einer Tabelle oder Kennlinie. Beispielsweise können die Grenzwerte
der Drehzahl ωmax bzw. Δωmax und/oder ωmin bzw. Δωmin abhängig von der aktuell eingeregelten
Leistung sein, d.h. ωmax = ωmax(P), Δωmax = Δωmax(P), ωmin = ωmin(P) und/oder Δωmin
= Δωmin(P). Analog können die Grenzwerte der Leistung P Pmax und/oder Pmin abhängig
von der aktuell eingeregelten Drehzahl w sein, d.h. ΔPmax = ΔPmax(ω), Pmax = Pmax(ω),
und/oder ΔPmin = ΔPmin(ω), Pmin = Pmin(ω). Allgemein können die Schwellwerte auch
von anderen Betriebsparametern abhängig sein, z.B. von dem Lastmoment T, z.B. als
ΔPmax = ΔPmax(ω,T) usw.
[0035] Die obigen Ausführungen zu einem Schwellwertvergleich anhand eines zeitlichen Gradienten
und/oder eines Absolutwerts können für jeden geeigneten Betriebsparameter p durchgeführt
werden.
[0036] Es ist auch eine bevorzugte Ausgestaltung, dass zusätzlich eine Temperaturdifferenz
einer Prozessluft und/oder des Kältemittels gemessen wird. So kann ein (eingetretener
oder sich ankündigender) Fehlerfall mit einer weiter verbesserten Genauigkeit und
erhöhten Sicherheit festgestellt werden.
[0037] Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen Wärmepumpentrockner, insbesondere Umluft-Wärmepumpentrockner,
wobei der Wärmepumpentrockner zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist. Der
Wärmepumpentrockner kann analog zu dem Verfahren ausgestaltet sein und auch die gleichen
Vorteile erreichen. Ein Vorteil ist beispielsweise eine Fehlererkennung ohne oder
mit einem nur geringen zusätzlichen apparativen Aufwand. Der Verdichter kann insbesondere
ein drehzahlsteuerbarer oder drehzahlregelbarer Verdichter sein.
[0038] Es ist eine bevorzugte Ausgestaltung, dass das Verfahren zumindest teilweise in einer
zentralen Steuereinheit des Wärmepumpentrockners abläuft.
[0039] Es ist eine bevorzugte Ausgestaltung, dass das Verfahren zumindest teilweise in einer
Motorsteuerung des Wärmepumpentrockners abläuft.
[0040] In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
schematisch genauer beschrieben.
- Fig.1
- zeigt einen als Haushaltsgerät ausgestalteten erfindungsgemäßen Umluft-Wärmepumpentrockner
1 und
- Fig.2
- zeigt als Ablaufdiagramm einen möglichen Ablauf für eine Fehlererkennung.
[0041] Fig.1 zeigt einen als Haushaltsgerät ausgestalteten Wärmepumpentrockner in Form eines
Umluft-Wärmepumpentrockners 1. Der Umluft-Wärmepumpentrockner 1 weist einen Wäschebehandlungsraum
in Form einer drehbaren Wäschetrommel 2 auf, welche an einen umlaufenden Prozessluftkanal
3 angeschlossen ist. Die Wäschetrommel 2 und der Prozessluftkanal 3 bilden einen geschlossenen
Prozessluft-Kreislauf, in dem Prozessluft L umgewälzt wird. Zum Umwälzen der Prozessluft
L ist in dem Prozessluftkanal 3 ein Gebläse 4 vorhanden. Strömungstechnisch vor der
Wäschetrommel 2 befindet sich ein als Heizung wirkender Verflüssiger 8 einer Wärmepumpe
(wie weiter unten genauer beschrieben ist), welche die in die Wäschetrommel 2 strömende
Prozessluft L aufheizt, so dass diese in der Wäschetrommel 2 befindliche Wäsche W
aufwärmt. Noch feuchte Wäsche W gibt dabei Feuchtigkeit an die Prozessluft L ab, welche
als feucht-warme Prozessluft L aus der Wäschetrommel 2 austritt. Strömungstechnisch
hinter der Wäschetrommel 2 befindet sich in dem Prozessluftkanal 3 ein als Kondensationseinrichtung
dienender Verdampfer 7 der Wärmepumpe, welcher die feucht-warme Prozessluft L abkühlt,
worauf diese auskondensiert. Die nun auskondensierte kühle Prozessluft L wird zu dem
als Heizung wirkenden Verflüssiger 8 befördert, dort aufgeheizt und wieder in die
Wäschetrommel 2 geführt.
[0042] Zum besonders energiesparenden Betrieb des Umluft-Wärmepumpentrockners 1 ist als
ein Wärmerückgewinnungsaggregat eine Wärmepumpe 7 bis 10 mit einem Verdampfer 7, einem
Verflüssiger 8, einem drehzahlregelbaren Kompressor oder Verdichter 9 und einer Entspannungseinrichtung
hier in Form einer Kapillare 10 vorhanden. An der Wärmepumpe 7 bis 10 wird Wärme von
dem Verdampfer 7 aus der Prozessluft L aufgenommen und zu dem Verflüssiger 8 geleitet,
und von dem Verflüssiger 8 wieder an die Prozessluft L abgegeben. Der Wärmetransport
in der Wärmepumpe 7 bis 10 geschieht dabei im Wesentlichen durch ein Kältemittel K,
dass in einem durch die Wärmepumpe 7 bis 10 gebildeten Kältekreislauf strömt.
[0043] Der Umluft-Wärmepumpentrockner 1 weist ferner eine Steuereinrichtung 11 auf, welche
unter anderem Betriebsparameter des Verdichters 9 aufnimmt und/oder auswertet und
den Verdichter 9 ansteuert bzw. regelt. Die Steuereinrichtung 11 ist mit zwei Temperatursensoren
12 und 13 gekoppelt, welche hier eine Temperaturdifferenz der Prozessluft L messen,
hier rein beispielhaft vor und hinter der Wäschetrommel, alternativ z.B. auch vor
und hinter dem Verdampfer 7.
[0044] Bei einem Betrieb des Umluft-Wärmepumpentrockners 1 kann es vorkommen, dass der Prozessluftkreislauf
verstopft, z.B. aufgrund eines Zusetzens eines Flusenfilters oder des Gebläses 4.
Die kann schnell geschehen, z.B. plötzlich oder innerhalb eines Zeitraums von wenigen
Sekunden oder Minuten. Bei einer langsamen Blockade des Prozessluftkreislaufs kann
sich das Zusetzen über mehrere Betriebszyklen aufbauen. Auch kann es zu einer langsamen
Leckage und damit Entweichen des Kältemittels K aus der Wärmepumpe 7 bis 10 kommen,
z.B. durch eine leckende Dichtung oder einen Haarriss, oder zu einer schnellen Leckage,
z.B. aufgrund eines Bruchs einer Leitung oder eines Lösens einer Verbindung der Kältekreislaufs.
[0045] Die Fehlererkennung wird im Folgenden anhand eines beispielhaften Betriebs des Umluft-Wärmepumpentrockners
1 in einer Betriebsart beschrieben, wie auch als Ablaufdiagramm in Fig.2 gezeigt.
Wie in Schritt S1 gezeigt, regelt dabei die Steuereinrichtung 11 den Verdichter 9
auf eine vorbestimmte Drehzahl ω ein. Alternativ kann der Verdichter 9 z.B. auch auf
eine konstante Leistung oder ein konstantes Drehmoment eingeregelt werden. Bei vorbestimmter
Drehzahl ω überwacht die Steuereinheit 11 eine elektrische Leistung (alternativ oder
zusätzlich: ein Lastmoment) des Verdichters 9, indem ein Statorstrom eines Antriebsmotors
(o.Abb.) des Verdichters 9 überwacht wird, z.B. in regelmäßigen Zeitintervallen Δt
abgefühlt oder berechnet wird.
[0046] Die Steuereinrichtung 11 überwacht, wie in Schritt S2 gezeigt, ob sich die Leistung
P innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums Δt oder eines Vielfachen davon stärker als
z.B. durch einen ersten Schwellwert ΔPmax (ω) vorbestimmt (schnelle Verstopfung) erhöht.
Falls ja ("J"), kann von der Steuereinheit 11 mindestens eine Aktion A1 ausgelöst
werden, z.B. zusammen mit einem akustischen Warnsignal ein Text "Prozessluftkreislauf
verstopft, bitte Flusenfilter überprüfen" o.ä. ausgegeben werden, ggf. zusammen mit
einem Überführen des Umluft-Wärmepumpentrockners 1 in einen Fehlermodus, in welchem
der Trocknungsablauf gestoppt ist.
[0047] Überschreitet, wie in Schritt S3 von Fig.2 gezeigt, die Leistung P als solches einen
zweiten Schwellwert Pmax(ω) (langsame Verstopfung), kann von der Steuereinheit 11
eine Aktion A2 durchgeführt werden, z.B. ein Text "Prozessluftkreislauf droht zu verstopfen,
bitte Flusenfilter überprüfen" o.ä. ausgegeben werden, ggf. zusammen mit einem Überführen
des Umluft-Wärmepumpentrockners 1 in einen Fehlermodus, in welchem der Trocknungsablauf
gestoppt ist.
[0048] Erniedrigt sich hingegen, wie in Schritt S4 von Fig.2 gezeigt, die Leistung P innerhalb
eines vorbestimmten Zeitraums Δt oder eines Vielfachen davon stärker als z.B. durch
einen ersten Schwellwert ΔPmax (ω) vorbestimmt (schneller Kühlmittelaustritt), kann
von der Steuereinheit 11 ebenfalls mindestens eine Aktion A3 ausgelöst werden, z.B.
zusammen mit einem akustischen Warnsignal ein Text "Kühlmittelaustritt, Wärmepumpe
defekt, bitte Kundendienst benachrichtigen" o.ä. ausgegeben werden, vorteilhafterweise
zusammen mit einem Überführen des Umluft-Wärmepumpentrockners 1 in einen Fehlermodus,
in welchem der Trocknungsablauf, insbesondere der Betrieb der Wärmepumpe 7 bis 10,
gestoppt ist.
[0049] Unterschreitet die Leistung P, wie in Schritt S5 von Fig.2 gezeigt, als solches einen
zweiten Schwellwert Pmin(ω) (langsamer Kühlmittelaustritt), kann von der Steuereinheit
11 als mindestens eine Aktion A4 z.B. ebenfalls der Text "Kühlmittelaustritt, Wärmepumpe
defekt, bitte Kundendienst benachrichtigen" o.ä. ausgegeben werden, vorteilhafterweise
zusammen mit einem Überführen des Umluft-Wärmepumpentrockners 1 in einen Fehlermodus,
in welchem der Trocknungsablauf, insbesondere der Betrieb der Wärmepumpe 7 bis 10,
gestoppt ist.
[0050] Zur Bereitstellung einer Redundanz und folglich einer erhöhten Sicherheit der Fehlererkennung
in Bezug auf ein Blockieren des Prozessluftkreislaufs kann die Steuereinrichtung zusätzlich
eine Temperaturdifferenz über die Temperatursensoren 12 und 13 bestimmen (z.B. nach
der Gradientenmethode, der Integralmethode oder durch direkten Vergleich mit einem
Schwellwert) und folgende mindestens eine Aktion A5 auflösen (Schritt S6). Die Aktion
A5 kann beispielsweise ähnlich der Aktionen A1 und/oder A2 sein.
[0051] Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel
beschränkt.
[0052] So kann das Wäschetrocknungsgerät (Wäschetrockner oder Waschtrockner) auch als Abluft-Wäschetrocknungsgerät
ausgestaltet sein, bei dem kein umlaufender Prozessluftkreislauf vorhanden ist, sondern
von Außen ein Kühlluft-Einlasskanal zu dem Wäschebehandlungsraum führt und ein Kühlluft-Auslasskanal
von dem Wäschebehandlungsraum nach Außen führt. Insbesondere bei einer Ausgestaltung
als Abluft-Wäschetrocknungsgerät kann in dem Prozessluftkreislauf vor dem Wäschebehandlungsraum
eine Zusatzheizung vorhanden sein, um einen Trocknungsprozess zu beschleunigen.
[0053] Auch mag für eine zusätzliche Steigerung einer Genauigkeit der Fehlererfassung eine
Temperaturdifferenz an der Wärmepumpe gemessen und ausgewertet werden, z.B. vor und
hinter dem Verdampfer, dem Verflüssiger, dem Verdichter und/oder der Entspannungseinrichtung.
Bezugszeichenliste
[0054]
- 1
- Umluft-Wärmepumpentrockner
- 2
- Wäschetrommel
- 3
- Prozessluftkanal
- 4
- Gebläse
- 7
- Verdampfer
- 8
- Verflüssiger
- 9
- Verdichter
- 10
- Kapillare
- 11
- Steuereinrichtung
- 12
- Temperatursensor
- 13
- Temperatursensor
- A
- Aktion
- S
- Schritt
- K
- Kältemittel
- L
- Prozessluft
- ω
- Drehzahl des Verdichters
- P
- elektrische Leistung des Verdichters
- ΔPmax
- oberer Grenzwert
- ΔPmin
- unterer Grenzwert
- Pmax
- oberer Grenzwert
- Pmin
- unterer Grenzwert
1. Verfahren (S1-S6) zum Betreiben eines Wärmepumpentrockners (1), insbesondere Umluft-Wärmepumpentrockners
(1), wobei zum Erkennen einer Störung einer Zirkulation einer Prozessluft oder einer
Störung einer Zirkulation eines Kältemittels in einer Wärmepumpe (7 bis 10) mindestens
ein Betriebsparameter (w, P) eines Verdichters (9) der Wärmepumpe (7 bis 10) auf eine
Änderung überwacht wird (S2 bis S5).
2. Verfahren (S1-S6) nach Anspruch 1, wobei der Verdichter (9) mit einer konstanten Drehzahl
(w) betrieben wird und eine Leistung (P) des Verdichters (9) überwacht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Verdichter (9) mit einer konstanten Leistung
(P) betrieben wird und eine Drehzahl (w) des Verdichters (9) überwacht wird.
4. Verfahren (S1-S6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf eine Veränderung
(ΔP/Δt) des mindestens einen Betriebsparameters (P) hin überwacht wird (S2, S4).
5. Verfahren (S1-S6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf ein Erreichen
oder Durchschreiten eines vorbestimmten Schwellwerts (Pmax, Pmin) des mindestens einen
Betriebsparameters (P) hin überwacht wird (S3, S5).
6. Verfahren (S1-S6) nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 4 und 5, wobei eine Leistungserhöhung
(S2, S3) erkannt wird und folgend mindestens eine Aktion (A1, A2) ausgelöst wird,
insbesondere ein Hinweissignal auf einen behinderten Prozessluftstrom ausgegeben wird.
7. Verfahren (S1-S6) nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei eine Leistungsverringerung
(S4, S5) erkannt wird und folgend mindestens eine Aktion (A3, A4) ausgelöst wird,
insbesondere ein Hinweissignal auf einen Kältemittelverlust ausgegeben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei eine Drehzahlerniedrigung
erkannt wird und folgend mindestens eine Aktion ausgelöst wird, insbesondere ein Hinweissignal
auf einen behinderten Prozessluftstrom ausgegeben wird.
9. Verfahren nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei eine Drehzahlerhöhung
erkannt wird und folgend mindestens eine Aktion ausgelöst wird, insbesondere ein Hinweissignal
auf einen Kältemittelverlust ausgegeben wird.
10. Verfahren (S1 bis S6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zusätzlich eine
Temperaturdifferenz einer Prozessluft (L) über einer Wäschetrommel (2), in welcher
zu trocknende Wäschestücke (W) aufgenommen sind, gemessen wird (S6).
11. Wärmepumpentrockner (1), insbesondere Umluft-Wärmepumpentrockner (1), welcher Wärmepumpentrockner
(1) eine Wärmepumpe (7 bis 10), einen Verdichter (9) und eine zentrale Steuereinheit
(11) aufweist, wobei die zentrale Steuereinheit (11) zur Durchführung des Verfahrens
(S1 bis S6) gemäß einem der vorigen Ansprüche eingerichtet ist.
12. Wärmepumpentrockner (1) nach Anspruch 11, welcher Wärmepumpentrockner (1) einen drehzahlgeregelten
Verdichter (9) aufweist.
1. Method (S1-S6) for operating a heat pump dryer (1), especially an air circulation
heat pump dryer (1), wherein, in order to identify a disruption to a circulation of
process air or a disruption to a circulation of a coolant in a heat pump (7 to 10),
at least one operating parameter (ω, P) of a compressor (9) of the heat pumps (7 to
10) is monitored (S2 to S5) for a change.
2. Method (S1-S6) according to claim 1, wherein the compressor (9) is operated at a constant
speed (ω) and a power (P) of the compressor (9) is monitored.
3. Method according to claim 1, wherein the compressor (9) is operated at a constant
power (P) and a speed (ω) of the compressor (9) is monitored.
4. Method (S1-S6) according to one of the preceding claims, wherein there is monitoring
(S2, S4) for a change (ΔP/Δt) in the at least one operating parameter (P).
5. Method (S1-S6) according to one of the preceding claims, wherein there is monitoring
(S3, S5) for the reaching or exceeding of a predefined threshold value (Pmax, Pmin)
of the at least one operating parameter (P).
6. Method (S1-S6) according to claim 2 and one of claims 4 and 5, wherein an increase
in power (S2, S3) is identified and subsequently at least one action (A1, A2) is initiated,
especially a warning signal regarding an impeded flow of process air.
7. Method (S1-S6) according to claim 2 and one of claims 4 or 5, wherein a decrease in
power (S4, S5) is identified and subsequently at least one action (A3, A4) is initiated,
especially a warning signal regarding a loss of coolant.
8. Method according to claim 3 and one of claims 4 or 5, wherein a lowering of speed
is identified and subsequently at least one action is initiated, especially a warning
signal regarding an impeded flow of process air.
9. Method according to claim 3 and one of claims 4 or 5, wherein an increase in speed
is identified and subsequently at least one action is initiated, especially a warning
signal regarding a loss of coolant.
10. Method (S1 to S6) according to one of the preceding claims, wherein a temperature
difference of process air (L) is additionally measured (S6) via a laundry drum (2),
in which laundry items (W) to be dried are stored.
11. Heat pump dryer (1), especially air circulation heat pump dryer (1), which heat pump
dryer (1) has a heat pump (7 to 10), a compressor (9) and a central control unit (11),
wherein the central control unit (11) is designed to carry out the method (S1 to S6)
according to one of the preceding claims.
12. Heat pump dryer (1) according to claim 11, which heat pump dryer (1) has a speed-regulated
compressor (9).
1. Procédé (S1-S6) pour faire fonctionner un sèche-linge à pompe à chaleur (1), en particulier
un sèche-linge à pompe à chaleur à circulation d'air (1), dans lequel, de manière
à détecter un dysfonctionnement d'une circulation d'air de traitement ou un dysfonctionnement
d'une circulation de fluide frigorigène dans une pompe à chaleur (7 à 10), on surveille
une modification d'au moins un paramètre de fonctionnement (w, P) d'un compresseur
(9) de la pompe à chaleur (7 à 10) (S2 à S5).
2. Procédé (S1-S6) selon la revendication 1, dans lequel on fait fonctionner le compresseur
(9) à une vitesse de rotation (w) constante et on surveille une puissance (P) du compresseur
(9).
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on fait fonctionner le compresseur (9)
à une puissance constante (P) et on surveille une vitesse de rotation (w) du compresseur
(9).
4. Procédé (S1-S6) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on surveille
une modification (ΔP/ΔT) dudit au moins un paramètre de fonctionnement (P) (S2, S4).
5. Procédé (S1-S6) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on surveille
l'atteinte ou le passage d'un seuil prédéterminé (Pmax, Pmin) dudit au moins un paramètre
de fonctionnement (P) (S3, S5).
6. Procédé (S1-S6) selon la revendication 2 et l'une des revendications 4 et 5, dans
lequel on détecte une augmentation de la puissance (S2, S3) et on déclenche ensuite
au moins une action (A1, A2), en particulier on délivre un signal indiquant un débit
d'air de traitement entravé.
7. Procédé (S1-S6) selon la revendication 2 et l'une des revendications 4 ou 5, dans
lequel on détecte une diminution de la puissance (S4, S5) et on déclenche ensuite
au moins une action (A3, A4), en particulier on délivre un signal indiquant une perte
de fluide frigorigène.
8. Procédé selon la revendication 3 et l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel on
détecte une diminution de la vitesse de rotation et on déclenche ensuite au moins
une action, en particulier on délivre un signal indiquant un débit d'air de traitement
entravé.
9. Procédé selon la revendication 3 et l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel on
détecte une augmentation de la vitesse de rotation et on déclenche ensuite au moins
une action, en particulier on délivre un signal indiquant une perte de fluide frigorigène.
10. Procédé (S1-S6) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on mesure
en plus une différence de température de l'air de traitement (L) au-dessus d'un tambour
(2) contenant du linge à sécher (W) (S6).
11. Sèche-linge à pompe à chaleur (1), en particulier sèche-linge à pompe à chaleur à
circulation d'air (1), lequel sèche-linge à pompe à chaleur (1) comporte une pompe
à chaleur (7 à 10), un compresseur (9) et une unité de commande centrale (11), ladite
unité de commande centrale (11) étant adaptée pour la mise en oeuvre du procédé (S1
à S6) selon l'une des revendications précédentes.
12. Sèche-linge à pompe à chaleur (1) selon la revendication 11, lequel sèche-linge à
pompe à chaleur (1) comporte un compresseur (9) à vitesse de rotation variable.