DE4243594C2 - Verfahren zum Steuern eines kombinierten Wäschetrockners der Sensorbauart - Google Patents
Verfahren zum Steuern eines kombinierten Wäschetrockners der SensorbauartInfo
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Steuern
eines Wäschetrockners, und insbesondere mit einem Verfah
ren zum Steuern eines kombinierten Wäschetrockners der Sen
sorbauart, welcher die Fähigkeit hat, eine zu starke oder ei
ne ungenügende Trocknung zu verhindern, welche im Zusammen
hang mit einer einzigen Sensorbauart auftreten können, bei
der Temperatursensoren oder Feuchtigkeitssensoren eingesetzt
werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10 ist eine allgemeine Auslegungs
form eines Wäschetrockners verdeutlicht. Wie in Fig. 10 ge
zeigt ist, weist der Wäschetrockner ein äußeres Gehäuse 1,
eine Trommel 2, welche drehbeweglich im äußeren Gehäuse 1 an
geordnet ist, und einen Motor 4 auf, welcher fest an der in
neren Wand des Gehäuses 1 oberhalb der Trommel 2 angebracht
ist, um ein Drehmoment zu erzeugen. Das Drehmoment des Mo
tors 4 wird auf die Trommel 2 über einen Trommeltreibriemen
3 übertragen, um die Trommel in Drehung zu versetzen.
Die Trommel 2 hat an ihrem vorderen Teil eine Tür 14 und ei
ne Mehrzahl von Öffnungen zum Einleiten von heißem Wind bzw.
warmer Luft in die Trommel 2. Eine Heizeinrichtung 13 zur Ab
gabe von Wärme ist von der Trommel 2 nach vorne liegend ange
ordnet. Eine Mehrzahl von Entlüftungsöffnungen ist an der
hinteren Wandfläche der Trommel 2 zur Ausgabe von Luft mit
Dampf vorgesehen. Von den Entlüftungsöffnungen nach innen
liegend ist eine Filteranordnung 15 an dem hinteren Teil der
Trommel 2 derart angebracht, daß Fadenstückchen bzw. Flusen
aus der Luft und dem Dampf ausgesondert werden, welche aus
der Trommel 2 ausgegeben werden.
Ein Wärmeübertragergebläse 7 ist ebenfalls drehbeweglich rück
seitig von der Trommel 2 gelagert. Das Gebläse 7 wird dadurch
in Drehung versetzt, daß es ein Drehmoment von dem Motor 4
über einen Gebläsetreibriemen 6 erhält. Eine Mehrzahl von
Entlüftungsöffnungen 5 ist auch auf dem äußeren Gehäuse 1
derart vorgesehen, daß Luft in das äußere Gehäuse eingeleitet
werden kann und Luft aus dem äußeren Gehäuse austreten kann.
Eine Leitung 11 ist unterhalb der Trommel 2 angeordnet. Die
Leitung 11 bildet einen Durchgang für zirkulierende Warm
luft, welcher sich von dem hinteren Teil der Trommel 2 zu dem
Inneren der Trommel 2 über die Heizeinrichtung 13 erstreckt.
Folglich tritt die Warmluft, die aus dem hinteren Teil der
Trommel 2 abgegeben wird, in Wärmeübertragungsverbindung mit
der äußeren kalten Luft durch die Wirkungsweise des Gebläses
7 und wird dann in das Innere der Trommel 2 über die Heizein
richtung 13 eingeleitet. Eine Auslaßöffnung 10 ist auch an
einem gewünschten Teil der Leitung 11 vorgesehen, welche von
dem äußeren Gehäuse 1 nach außen führt. Durch die Auslaßöff
nung 10 wird Kondenswasser, welches während der Wärmeüber
tragung bzw. des Wärmeaustausches erzeugt wurde, nach außen
abgeleitet.
Zur Steuerung eines Trockenvorganges unter einem allgemein
ausgelegten Wäschetrockner der vorstehend beschriebenen Aus
legungsform wird in üblicher Weise gemäß zwei Steuerverfahren
vorgegangen, wobei eine Verfahrensweise eine Temperatursen
sorart ist, bei dem der Trockenvorgang, basierend auf der An
sauglufttemperatur und der Auslaßlufttemperatur der Trommel
2 gesteuert wird, welche mit Hilfe von zwei Temperatursen
soren 9 und 12 erfaßt werden, die an der Trommel 2 angebracht
sind, und wobei die andere Verfahrensweise eine Feuchtigkeits
sensorart ist, bei der der Trockenvorgang, basierend auf der
Feuchtigkeit, gesteuert wird, die mittels eines Feuchtigkeits
sensors 8 festgestellt wird, der an der Rückfläche der Trommel
2 an Stelle der Temperatursensoren 9 und 12 angebracht ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 11 wird eine Steuereinrichtung zum
Steuern des Trockenbetriebs eines Wäschetrockners der Tem
peratursensorbauart verdeutlicht. Wie in Fig. 11 gezeigt ist,
weist die Steuereinrichtung eine elektrische Energieversor
gungseinheit 21 auf, welche die Einheiten des Trockners mit
der erforderlichen elektrischen Energie versorgt, eine erste
Temperatursensoreinheit 22 und eine zweite Temperatursensor
einheit 23, welche jeweils die detektierten Temperaturwerte
in elektrische Signale umwandelt und die Auslaßlufttempera
tur und die Einlaßlufttemperatur der Trommel 2 wiedergeben,
welche mit Hilfe von zwei Temperatursensoren 9 und 12 er
faßt werden, die an der Trommel 2 jeweils angebracht sind.
Ferner umfaßt die Steuereinrichtung einen A/D-Wandler 24 zum
Umwandeln der Sensorsignale von den ersten und zweiten Tem
peratursensoreinheiten 22 und 23 in digitale Signale, ei
nen Mikrocomputer 25 zur Durchführung der Steuerung für den
Trockenvorgang, basierend auf den erfaßten Temperaturwer
ten von dem A/D-Wandler 24 und eine Lastantriebseinheit 26
zum Antreiben des Motors 4 und der Heizeinrichtung 13 unter
der Steuerung des Mikrocomputers 25 auf.
In Fig. 11 sind gleiche oder ähnliche Teile wie in Fig. 10,
wie der Motor 4, die Temperatursensoren 9 und 12 und die
Heizeinrichtung 13 mit denselben Bezugszeichen versehen.
Andererseits ist Fig. 12 ein Schaltungsdiagramm einer Steuer
einrichtung zum Steuern des Trockenvorganges beim Wäsche
trockner der Feuchtigkeitssensorbauart. Wie in Fig. 12 ge
zeigt ist, weist die Steuereinrichtung eine elektrische
Energieversorgungseinheit 21 auf, welche die Einheiten des
Trockners mit der erforderlichen elektrischen Energie ver
sorgt, eine Feuchtigkeitssensoreinheit 27 zum Umwandeln des
Feuchtigkeitsdetektionswertes in elektrische Signale, welche
die Auslaßluftfeuchtigkeit der Trommel 2 wiedergeben, welche
mit Hilfe des Feuchtigkeitssensors 8 erfaßt wird, einen A/D-
Wandler 24 zum Umwandeln des erfaßten Signales von den Feuch
tigkeitssensoreinheiten 27 und 23 in ein digitales Signal,
einen Mikrocomputer 23 zur Ausführung der Steuerung für den
Trockenvorgang, basierend auf dem ermittelten Feuchtigkeits
wert von dem A/D-Wandler 24 und eine Lastantriebseinheit 26
zum Antreiben des Motors 4 und der Heizeinrichtung 13 unter
der Steuerung des Mikrocomputers 25 auf.
In Fig. 12 sind gleiche oder ähnliche Teile wie in Fig. 10,
wie der Motor 4, der Feuchtigkeitssensor 8 und die Heizein
richtung 13 sowie jene, die in Fig. 11 gezeigt sind, wie die
elektrische Energieversorgungseinheit 21, der A/D-Wandler 24,
der Mikrocomputer 25 und die Lastantriebseinheit 26 mit den
gleichen Bezugszeichen versehen.
Nunmehr wird der Trockenvorgang des Wäschetrockners in Ver
bindung mit den Steuerabläufen gemäß der Steuereinrichtungen
bei den vorstehend beschriebenen Auslegungsformen erläutert.
Wenn der Trockner arbeitet, nachdem ein Benutzer Wäsche in
die Trommel 2 eingebracht hat, schaltet der Mikrocomputer 25
den Motor 4 und die Heizeinrichtung 13 über die Lastantriebs
einheit 26 ein.
Wenn der Motor 4 angetrieben wird, wird sein Drehmoment auf
die Trommel 2 über den Trommelantriebsriemen 3 derart über
tragen, daß sich die Trommel 2 mit einer relativ langsamen
und gleichmäßigen Geschwindigkeit dreht. Gleichzeitig wird
das Drehmoment des Motors 4 auch auf das Wärmeübertragerge
bläse 7 über den Gebläseriemen 6 übertragen, so daß das Wär
meübertragergebläse 7 in Drehung versetzt wird.
Folglich gibt die Heizeinrichtung 13 Wärme ab, die ihrerseits
dem Innenraum der Trommel 2 zugeführt wird. Als Folge hiervon
steigt die Innentemperatur der Trommel 2 an und die in der
Wäsche enthaltene Feuchtigkeit wird verdampft und über die Fil
teranordnung 15 aus der Trommel 2 abgegeben. Die aus der Trom
mel 2 abgegebene Luft wird einer Wärmeübertragung bzw. einem
Wärmeaustausch mit der äußeren kalten Luft ausgesetzt, welche
in das äußere Gehäuse 1 durch die Drehbewegung des Wärmeüber
tragungsgebläses 7 eingeleitet wird. Durch die Wärmeübertra
gung wird der in der warmen Abluft enthaltene Dampf zu Wasser
kondensiert, was seinerseits über die Auslaßöffnung 10 und die
Leitung 11 ausgegeben wird. Die Auslaßluft bzw. Abluft, aus
welcher die Feuchtigkeit separiert ist, wird dann zu der Heiz
einrichtung 13 geleitet, so daß sie in einem Kreislauf in der
Trommel 2 in einem erwärmten Zustand in Umlauf gesetzt wird.
Wenn der Trockenvorgang eine vorbestimmte Zeitperiode lang
auf die vorstehend beschriebene Weise fortgesetzt durchge
führt wird, wird die in der Wäsche enthaltene Feuchtigkeit
kontinuierlich verdampft. Mit dem Zeitablauf wird die Ver
dampfungsmenge allmählich größer.
Der Trockenvorgang wird auf die vorstehend beschriebene Weise
durchgeführt. Wenn ein derartiger Trockenvorgang durch das
Steuerverfahren gemäß der Temperatursensorart gesteuert wird,
stellt der erste Temperatursensor 9, welcher an der Rückflä
che der Trommel 2 angebracht ist, die Temperatur der Auslaß
luft fest, und der zweite Temperatursensor 12, welcher in der
Nähe der Heizeinrichtung 13 angeordnet ist, erfaßt die Tempe
ratur der Einlaßluft, welche dampffrei ist und noch nicht durch
die Heizeinrichtung 13 gegangen ist. In diesem Fall wird der
Trockenvorgang durch die Steuerung des Einschaltens und Aus
schaltens der Heizeinrichtung 13, basierend auf der detek
tierten Einlaßlufttemperatur und der detektierten Auslaßluft
temperatur gesteuert.
Mit Verstreichen einer Trockenvorgangszeit beispielsweise wer
den die durch die Temperatursensoren 9 und 12 erfaßten Tempe
raturen infolge der Wärmeabgabe der Heizeinrichtung 13 größer,
wie dies in den Fig. 13 und 14 gezeigt ist. Wenn eine vorbe
stimmte Zeitperiode verstrichen ist, werden die von der Heiz
einrichtung 13 abgegebene Wärmemenge und die Verdampfungsmen
ge konstant, wodurch bewirkt wird, daß die von den Temperatur
sensoren 9 und 12 erfaßte Temperaturveränderung konstant wird.
Dies bedeutet, daß ein konstantes Trockenintervall zu dem Zeit
punkt auftritt, wenn die Temperaturänderung konstant wird. Ein
derartiges konstantes Trockenintervall tritt nicht auf, wenn
das zu trocknende Gut, insbesondere die zu trocknende Wäsche
menge, klein ist.
Fig. 13 zeigt Temperaturkurven S1 und S2, welche die Verände
rungen der Temperatur verdeutlichen, die mit den Temperatur
sensoren 9 und 12 erfaßt werden, und zwar in Abhängigkeit von
der Trockenzeit für die Fälle mit kleinen und großen Wäsche
mengen jeweils. Die Schemata 1 nach Fig. 13 zeigen Beispiele,
bei denen die Wäschemenge klein ist. Bei diesen Fällen ist
die Verdampfungsmenge in Relation zu der abgegebenen Wärme
menge der Heizeinrichtung 13 relativ klein, so daß die Ab
lufttemperatur bzw. Auslaßlufttemperatur schnell größer wird
und hierdurch die Steuertemperatur Tpeak der Heizeinrichtung
13 erreicht wird. Dies bedeutet, daß die Zeit tw bis zum Er
reichen der Steuertemperatur Tpeak bei kleineren Wäschemen
gen kleiner ist.
Andererseits zeigen die Schemata nach Fig. 13 auch Beispiele,
bei denen die Wäschemenge groß ist. In diesen Fällen wird
die Verdampfungsmenge langsam in der Anfangsstufe des Trocken
vorganges größer, so daß die durch die Temperatursensoren 9
und 12 erfaßten Temperaturen größer werden. Wenn die von der
Heizeinrichtung 13 abgegebene Wärmemenge und die Verdampfungs
menge proportional zueinander konstant werden, werden die durch
die Temperatursensoren 9 und 12 erfaßten Temperaturen konstant.
Bei dem Schema 2 zeigt die Kurve S1 Temperaturveränderungen,
welche mit Hilfe des ersten Temperatursensors 9 erfaßt werden,
während die Kurve S2 Temperaturveränderungen zeigt, die mit
Hilfe des zweiten Temperatursensors 12 erfaßt werden.
Wenn die Feuchtigkeitsmenge der Wäsche plötzlich kleiner wird,
nimmt die Auslaßlufttemperatur zu. Zu diesem Zeitpunkt gibt
die Temperaturkurve S2 die Temperatur an, die mit Hilfe des
zweiten Sensors 12 erfaßt wird, und man kann einen ansteigen
den Gradienten, bzw. Steigungsgradienten erkennen, welcher
kleiner als jener der Temperaturkurve S1 ist, welche die Tem
peratur wiedergibt, die mit Hilfe des ersten Temperatursen
sors 9 erfaßt wird. Als Folge hiervon wird der Zwischenbe
reich zwischen den Temperaturkurven S1 und S2 größer.
Die Differenz GL zwischen den Temperaturen, die mit Hilfe der
Temperatursensoren S1 und S2 bei dem Schema 1 bei einer kleinen
Wäschemenge erfaßt werden, ist größer als die Differenz GS zwi
schen den Temperaturen, die durch die Temperatursensoren S1
und S2 in dem Schema 2 bei einer großen Wäschemenge erfaßt
werden.
Bei dem Steuerverfahren der Temperatursensorart wird die
Trockenvorgangszeit t nach dem Beginn des Trockenvorganges
geprüft, bei dem ein Motor 4 und die Heizeinrichtung 13 ein
geschaltet werden, um festzustellen, ob eine vorbestimmte Zeit
t verstrichen ist oder nicht. Wenn die vorbestimmte Zeit t ver
strichen ist, werden die Temperatur S1 der Dampf enthaltenden
Auslaßluft und die Temperatur S2 der von Dampf freien Ein
laßluft, welche aber nicht durch die Heizeinrichtung 13 er
wärmt ist, jeweils mit Hilfe der Temperatursensoren 9 und 12
erfaßt, so daß die Differenz zwischen der Auslaßlufttemperatur S1 und der
Einlaßlufttemperatur S2 ermittelt wird als ΔT = S1-S2. Wenn die Tempera
turdifferenz ΔT größer als ein vorbestimmter Wert T1 ist (ein konstanter Wert,
welcher zuvor experimentell ermittelt wurde und gespeichert ist) und zwar
zum Zeitpunkt ist, wenn die vorbestimmte Zeit t1 verstrichen ist, oder die
Auslaßlufttemperatur S1 die Heizungssteuertemperatur Tpeak innerhalb der
vorbestimmten Zeit t1 erreicht, wird bestimmt, daß die Wäschemenge klein ist.
Zu diesem Zeitpunkt wird ein Zeitgeberbetriebsvorgang durchgeführt, bei
dem der Trockenvorgang eine vorbestimmte Zeit lang durchgeführt wird
(eine Bezugszeit wird experimentell zuvor ermittelt und vorgegeben). Im An
schluß an den Zeitgeberbetrieb wird die Heizeinrichtung 13 ausgeschaltet
und die Trommel 2 und das Gebläse 7 laufen eine vorbestimmte Zeit lang wei
ter (eine Zeit zum Abkühlen der erwärmten Wäsche, welche experimentell
zuvor ermittelt wurde und vorgegeben wird), so daß die erwärmte Wäsche
abgekühlt wird. Anschließend wird der Motor 4 ausgeschaltet, um den Troc
kenvorgang zu beenden.
Wenn jedoch die Auslaßlufttemperatur 51 nicht die Heizeinrichtungssteuer
temperatur Tpeak innerhalb der vorbestimmten Zeit t1 erreicht und die Tempe
raturdifferenz ΔT nicht größer als ein vorbestimmter Wert T1 zu dem Zeit
punkt ist, wenn die vorbestimmte Zeit t1 verstrichen ist, wird die Wäsche
menge als groß bestimmt. In diesem Fall wird der Trockenvorgang fortgesetzt,
und die Temperaturdifferenz ΔT, welche mit Hilfe der Temperatursensoren 9
und 12 erfaßt wird, wird kontinuierlich überwacht und überprüft. Wenn die
Temperaturdifferenz ΔT größer als ein vorbestimmter Wert T2 ist, wird die
Heizeinrichtung 13 ausgeschaltet und nur die Trommel 2 dreht sich eine Zeit
lang weiter (eine Zeit zum Abkühlen der erwärmten Wäsche bei einer großen
Wäschemenge, welche zuvor experimentell ermittelt wurde und vorgegeben
ist), so daß die erwärmte Wäsche gekühlt wird. Anschließend wird der Motor 4
ausgeschaltet, um den Trockenvorgang zu beenden. Der vorbe
stimmte Wert T2 ist ein konstanter Wert, welcher zuvor ex
perimentell ermittelt wurde und vorgegeben ist, und welcher
der Temperaturdifferenz zu dem Zeitpunkt zugeordnet ist,
wenn der Trocknungsgrad nicht kleiner als 97% einer großen
Wäschemenge ist. Der vorbestimmte Wert T2 ist größer als der
vorbestimmte Wert T1.
Andererseits wird bei dem Steuerverfahren nach der Feuchtig
keitssensorart die Feuchtigkeit in der Trommel 2 mit Hilfe
des Feuchtigkeitssensors 8 erfaßt, welcher an der Rückseite
der Trommel 2 angebracht ist. Bei der Feuchtigkeitssensor
einheit 27 wird der detektierte Wert von dem Feuchtigkeits
sensor 8 in ein analoges Signal umgewandelt, welches seiner
seits in ein digitales Signal mittels des A/D-Wandlers 24
umgewandelt wird. Das digitale Signal wird dann an den Mikro
computer 25 angelegt. Der Mikrocomputer 25 steuert dann den
Trocknungsvorgang in Abhängigkeit von der erfaßten Feuchtig
keit.
Bei dem Steuerverfahren der Feuchtigkeitssensorart beginnt
der Trocknungsvorgang, wenn der Motor 4 eingeschaltet wird
und die Heizeinrichtung 13 eingeschaltet wird, sowie die
Trommel 2 und das Gebläse 7 sich auf ähnliche Art und Weise
wie bei dem Steuerverfahren der Temperatursensorart drehen.
Mit Verstreichen der Trockenbetriebszeit wird die Verdampfungs
menge allmählich größer.
Wenn eine vorbestimmte Zeit tH1 beispielsweise verstrichen
ist, hat die Feuchtigkeit Veränderungen erfahren, wie dies
mit den Schemata 1 und 2 in Fig. 16 verdeutlicht ist, wobei
die Größen von der Wäschemenge abhängig sind.
Wenn die Wäschemenge klein ist (Schema 1), wird die Feuchtig
keit H1 schnell größer im Vergleich zu dem Fall, bei dem die
Wäschemenge groß ist (Schema 2). Wenn die vorbestimmte Zeit
tH1 verstrichen ist und die von der Heizeinrichtung 13 abge
gebene Wärmemenge und die Verdampfungsmenge konstant zuein
ander proportional sind, wird die Feuchtigkeit H1 auf vorbe
stimmten Werten HB und HA jeweils bei einer kleinen Wäsche
menge und einer großen Wäschemenge (konstantes Feuchtigkeits
intervall) aufrechterhalten. Im Anschluß an das Intervall mit
konstanter Feuchtigkeit wird die Verdampfungsmenge, insbeson
dere die Dampfmenge, plötzlich herabgesetzt, wodurch bewirkt
wird, daß die Feuchtigkeit H1 steil abfällt. Wenn die Feuch
tigkeit H1 abfällt, um einen Feuchtigkeitserfassungsgrenzwert
H₃ zu erreichen, wird die Heizeinrichtung 13 eine vorbestimm
te Zeit lang weiterbetrieben. Anschließend wird die Heizein
richtung 13 ausgeschaltet, um den Trockenvorgang zu beenden.
Fig. 17 zeigt die Veränderung des Widerstandes des Feuchtig
keitssensors in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und
der relativen Feuchtigkeit. Wie in Fig. 17 gezeigt ist, wird
der Widerstand des Feuchtigkeitssensors kleiner, wenn die re
lative Feuchtigkeit größer wird. Auch nimmt der Einfluß der
Umgebungstemperatur auf den Widerstand bei einer höheren re
lativen Feuchtigkeit zu. Der Widerstand wird bei einer hohen
Umgebungstemperatur klein und bei einer niedrigen Umgebungs
temperatur groß. Bei der relativen Feuchtigkeit von 90% bei
spielsweise kann die Veränderung des Widerstandes in Abhän
gigkeit von der Veränderung der Umgebungstemperatur groß
sein. Die Veränderung des Widerstandes ist jedoch bei einer
relativen Feuchtigkeit von etwa 10% sehr klein.
Wenn die Wäschemenge wie bei dem Schema 2 groß ist, ist die
erfaßte Feuchtigkeit relativ hoch, da der Bereich der Dampf
erzeugung im Vergleich zu dem Schema 1 mit einer kleinen Wä
schemenge groß wird. Bei der großen Wäschemenge ist die Ab
nahmerate der Verdampfungsmenge im Vergleich zu dem Fall ei
ner kleinen Wäschemenge klein. Als Folge hiervon ist eine
lange Betriebszeit bei der großen Wäschemenge erforderlich.
Nach Maßgabe des Steuerverfahrens des Trocknungsvorganges un
ter Einsatz des Feuchtigkeitssensors wird der Trocknungsvor
gang damit begonnen, daß der Motor 4 und die Heizeinrichtung
13 nach Fig. 18 eingeschaltet werden. Wenn die Trockenbe
triebszeit t eine vorbestimmte Zeit tH1 abgelaufen ist, wird
ein Betrieb zum Erfassen der Feuchtigkeit H1 eingeleitet und
es erfolgt eine Bestimmung, ob etwa die erfaßte Feuchtigkeit
H1 kleiner als die Feuchtigkeitserfassungsgrenze Hs ist. Wenn
die erfaßte Feuchtigkeit H1 kleiner als die Feuchtigkeitser
fassungsgrenze Hs ist, wird die Zeit gezählt, so daß die Heiz
einrichtung 13 und der Motor 4 jeweils in ihren Einschaltzu
ständen bleiben, bis eine vorbestimmte Zeit (die Zeit, wel
che erforderlich ist, bis die Feuchtigkeit 0% beträgt) ver
strichen ist. Wenn die vorbestimmte Zeit verstrichen ist,
wird die Heizeinrichtung 13 ausgeschaltet. Anschließend wer
den die Trommel 2 und das Gebläse 7 wiederum eine vorbestimmte
Zeit lang angetrieben, um die erwärmten Wäschestücke zu küh
len. Im Anschluß an den Kühlvorgang wird der Motor ausge
schaltet, und der Trockenvorgang ist beendet.
Jedoch ergeben sich bei den vorstehend beschriebenen Steuer
verfahren der Temperatursensorart und der Feuchtigkeitssen
sorart verschiedene Schwierigkeiten. Wenn die Wäschemenge bei
spielsweise zu groß ist, wird die Temperaturdifferenz ΔT,
welche mit Hilfe der Temperatursensoren 9 und 12 erfaßt wird,
selbst dann nicht mehr größer, wenn das Trocknen der Wäsche
in Wirklichkeit abgeschlossen ist. Daher ergibt sich bei dem
Steuerverfahren der Temperatursensorart, bei dem der Trocken
vorgang, basierend auf der Temperaturdifferenz ΔT gesteuert
wird, eine Schwierigkeit hinsichtlich eines zu starken Trock
nens, da man den Zeitpunkt des Endes des Trocknungsvorgangs
nicht bestimmen kann. Bei einer größeren Wäschemenge wird die
Temperaturdifferenz ΔT langsam größer, wodurch sich ein über
mäßiges Trocknen ergibt.
Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Wärme von der Heizeinrichtung 13
durch die Wäsche infolge der großen Wäschemenge abgeschirmt wird und es
sich daher Schwierigkeiten ergeben, diese zu der Umgebung des ersten Tem
peratursensors 9 weiterzugeben. Diese Erscheinung fällt insbesondere bei ei
ner größeren Wäschemenge ins Gewicht oder im Falle von Wäschearten mit
großem Volumen oder Wolldecken o. dgl.
Selbst bei ein und derselben Wäschemenge kann die Temperaturdifferenz ΔT
(S1-S2) erfaßt mit Hilfe der Temperatursensoren 9 und 12 insbesondere in
Form eines Temperaturunterschieds in Abhängigkeit von der Umgebungs
temperatur auftreten. Insbesondere wird die Temperaturdifferenz ΔT bei einer
niedrigeren Umgebungstemperatur größer. Als Folge hiervon ergibt sich bei
dem üblichen Steuerverfahren, bei dem die Wäschemenge durch den Tempe
raturunterschied festgestellt wird, eine Schwierigkeit hinsichtlich eines be
trächtlichen Fehlers bei der Bestimmung der Wäschemenge. In einigen Fällen
ist zusätzlich ein Umgebungstemperatursensor vorgesehen, um die Umge
bungstemperatur um den Trockner zu erfassen. In diesem Fall gibt es auch
eine Schwierigkeit, welche darin zu sehen ist, daß die Wäschemenge dadurch
bestimmt werden sollte, daß die erfaßte Temperaturdifferenz kompensiert
wird, um hierdurch den Wäschemengen-Bestimmungsfehler kleiner zu ma
chen.
Beim Verfahren der Feuchtigkeitssensorart kann die relative Feuchtigkeit nur
in einem Bereich von 10% bis 90%, wie in Fig. 17 gezeigt, erfaßt werden.
Über diesen Bereich hinaus wird der Feuchtigkeitserfassungsvorgang unge
nau oder unmöglich. Der Feuchtigkeitssensor 8 erfaßt kaum die Feuchtigkeit
bei einer niedrigen Umgebungstemperatur. Bei der Umgebungstemperatur
von 0°C ist der Sensorbetrieb des Feuchtig
keitssensors 8 unmöglich. Bei einer höheren Umgebungstemperatur wird ein
Fehler größer, da die Feuchtigkeit der Umgebungsluft hoch ist. Die Feuchtig
keit wird ebenfalls durch eine Gaserzeugung beeinflußt, sowie durch die
Luft- bzw. Windmenge, welche durch das Gebläse 7 erzeugt wird, und
Schwingungen.
Bei im Handel erhältlichen Wäschetrocknern lassen sich die Feuchtigkeits
sensoren nur mit Schwierigkeiten zur Bestimmung einer sehr kleinen Wä
schemenge einsetzen, da die relative Feuchtigkeit in einem Bereich von 0%
bis 10% bei sehr kleinen Wäschemengen liegt. Bei der Wäschemenge erreicht
die Feuchtigkeit, welche mit Hilfe des Feuchtigkeitssensors erfaßt wird, früh
den Feuchtigkeitsgrenzwert Hs, so daß man einen unzulänglichen Trocken
zustand erreicht. Wenn die Wäschemenge zu groß wird, kann die relative
Feuchtigkeit 90% übersteigen. In diesem Fall ist es schwierig, die Wäsche
menge genau durch Prüfen der Feuchtigkeit zu bestimmen.
Der zuvor ausführlich beschriebene Stand der Technik ist aus der DE 37 03
671 A1 und der DE-PS 12 18 958 bekannt. Dabei wird ein Verfahren zum
Steuern des Trockenvorganges eines Wäschetrockners offenbart, welcher
eine Trommel, ein Wärme übertragendes Gebläse, einen Motor, eine Heizein
richtung, zwei Temperatursensoren und einen Feuchtigkeitssensor umfaßt.
Die Sensoren sind zwischen der Trommel und dem Wärme übertragenden
Gebläse angeordnet, bei dem nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit
(tSH) nach Beginn des Trockenvorganges die Temperaturveränderung (ΔX)
pro Zeiteinheit und ein Feuchtigkeitswert gemessen werden.
Bei dem aus der DE 37 03 671 A1 bekannten Verfahren wird während der
Aufheizphase in einem ersten Zeitintervall die Restzeit durch Rechnen aus
dem Temperaturgradienten und Rechenwerten für die Wäscheart und den
gewünschten Trocknungsgrad ermittelt und angezeigt. Während einer kur
zen Rückkühlphase im zweiten Zeitintervall wird die Restzeit erneut, aber
unter Berücksichtigung des nun negativen Temperaturgradienten errechnet
und angezeigt. In den weiteren Zeitintervallen mit Weiterheizung wird die
Wäschefeuchtigkeit als Steuerkriterium eingesetzt, solange diese Größe noch
verwertbar ist. In diesen Intervallen ist die Restzeitermittlung ausschließlich
abhängig von der eingestellten Wäscheart und dem gewünschten Trock
nungsgrad. Die Menge der in der Wäschetrommel befindlichen Wäsche wird
somit nicht berücksichtigt oder aus den gemessenen Werten hergeleitet.
Bei dem aus der DE-PS 12 18 958 bekannten Verfahren wird mit Hilfe der Sen
soren bei Erreichen einer bestimmten Temperatur oder Feuchtigkeit in der
Abluft der Trockner oder dessen Heizung abgeschaltet oder die Heizung auf
eine niedrigere Heizleistung umgeschaltet. Auch bei diesem Stand der Tech
nik wird also für eine Steuerung des Trocknungsvorganges nicht die Wä
schemenge berücksichtigt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, beim Trocknen von Wä
sche in einem Wäschetrockner, der zum Steuern des Trockenvorganges Sen
soren aufweist (DE 37 03 671 A1) wirksam zu verhindern, daß beim Trocknen unterschiedlicher
Wäschemengen die jeweils im Trockner befindliche Wäschemenge zu stark
und/oder zu unzulänglich getrocknet wird.
Die Erfindung stellt daher ein Verfahren zum Steuern eines kombinierten Wä
schetrockners der Sensorbauart bereit, welches ermöglicht, daß eine zu
trocknende Wäschemenge, basierend auf einem Mittelwert aus der Summe
einer Temperaturveränderung und eines Feuchtigkeitswertes, sich bestimmen
läßt, wobei eine Umgebungstemperatur berücksichtigt wird, um hierdurch das
Auftreten eines Fehlers bei der Bestimmung der Wäschemenge zu verhin
dern.
Gemäß der Erfindung
wird ein Verfahren zum Steuern eines Trockenvorganges eines
Wäschetrockners bereitgestellt, welcher eine Trommel, ein
Wärmeübertragergebläse, einen Motor, eine Heizeinrichtung,
zwei Temperatursensoren und einen Feuchtigkeitssensor umfaßt,
wobei die Sensoren zwischen der Trommel und dem Wärmeübertra
gergebläse angeordnet sind, und wobei sich das Verfahren durch
die folgenden Schritte auszeichnet: Ermitteln eines Mittelwer
tes aus der Summe einer Temperaturveränderung pro Zeiteinheit
und eines Feuchtigkeitswertes, welche beide erfaßt werden, wenn
eine vorbestimmte Zeit (tSH), ausgehend von dem Beginn des
Trockenvorganges, verstrichen ist; Bestimmen der Wäschemenge
als eine kleine Wäschemenge, eine große Wäschemenge und eine
zu große Wäschemenge, basierend auf dem ermittelten Mittel
wert; und Steuern des Trocknungsvorganges auf der Basis der
so bestimmten Wäschemenge.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung er
geben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeich
nung. Darin zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung zum
Steuern eines Wäschetrockners der kombinierten
Sensorbauart nach der Erfindung,
Fig. 2 charakteristische Kurven zur Verdeutlichung der
Veränderungen der Temperaturen und Feuchtigkeit
keit bei einer kleinen Wäschemenge bei dem
Steuerverfahren der kombinierten Sensorart nach
der Erfindung,
Fig. 3 charakteristische Kurven zur Verdeutlichung von
Veränderungen der Temperatur und der Feuchtig
keit bei einer großen Wäschemenge bei dem
Steuerverfahren der kombinierten Sensorart
nach der Erfindung,
Fig. 4 charakteristische Kurven zur Verdeutlichung von
Veränderungen der Temperatur und der Feuchtig
keit in Abhängigkeit von der Umgebungstempera
tur bei einer konstanten Wäschemenge bei dem
Steuerverfahren der kombinierten Sensorart nach
der Erfindung,
Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Steuerungsablaufes zum
Steuern des Trockenvorganges des Wäschetrock
ners der kombinierten Sensorbauart nach der
Erfindung.
Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Wäschemengen-Ermitt
lungsschrittes bei dem Steuerungsvorgang
nach der Erfindung,
Fig. 7 ein Flußdiagramm eines Bestimmungsschrittes
für eine kleine Wäschemenge und eines Be
triebsschrittes beim Steuervorgang nach der
Erfindung für eine kleine Wäschemenge,
Fig. 8 ein Flußdiagramm eines Bestimmungsschrittes
für eine sehr große bzw. zu große Wäschemen
ge und eines Trockenbetriebsschrittes des
Steuerungsablaufes nach der Erfindung für ei
ne sehr große zu trocknende Wäschemenge,
Fig. 9A und 9B charakteristische Kurven zur Verdeutlichung
der Veränderungen der Temperaturen der
Feuchtigkeit bei dem Trockenvorgang der kom
binierten Sensorart nach der Erfindung, wo
bei Fig. 9A die Veränderungen der Temperatur
und der Feuchtigkeit in Abhängigkeit von der
Betriebszeit zeigt, während Fig. 9B die Tem
peraturveränderung pro Zeiteinheit in Ab
hängigkeit von der Betriebszeit zeigt,
Fig. 10 eine Seitenansicht einer allgemeinen Ausle
gungsform eines Wäschetrockners,
Fig. 11 ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung zum
Steuern eines üblichen Wäschetrockners der Tem
peratursensorbauart,
Fig. 12 ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung zum
Steuern eines üblichen Wäschetrockners der
Feuchtigkeitssensorbauart,
Fig. 13 charakteristische Kurven zur Verdeutlichung
der Veränderungen der Temperatur in Abhängig
keit von der Trockenzeit bei einem Steuerver
fahren der Temperatursensorart im Falle von
kleinen und großen Wäschemengen jeweils,
Fig. 14 charakteristische Kurven zur Verdeutlichung
der Veränderungen der Temperaturdifferenz in
Abhängigkeit von der Trockenzeit bei dem
Steuerverfahren bei der Temperatursensorart
am Beispiel von kleinen und großen Wäschemen
gen jeweils,
Fig. 15 ein Flußdiagramm des Steuerungsablaufes zum
Steuern des Trockenvorganges bei dem Wäsche
trockner der Temperatursensorbauart gemäß der
üblichen Auslegungsform,
Fig. 16 charakteristische Kurven zur Verdeutlichung
der Veränderungen der Feuchtigkeit in Abhän
gigkeit von der Trocknungszeit bei dem Steuer
verfahren der Feuchtigkeitssensorart im Falle
von kleinen und großen Wäschemengen jeweils,
Fig. 17 charakteristische Kurven zur Verdeutlichung
der Veränderungen des Widerstandes eines üb
lichen Feuchtigkeitssensors in Abhängigkeit
von einer Umgebungstemperatur, und
Fig. 18 ein Flußdiagramm des Steuerungsablaufes zum
Steuern des Trocknungsvorganges bei dem Wä
schetrockner gemäß der Feuchtigkeitssensor
bauart üblicher Auslegungsform.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird eine Steuereinrichtung zum
Steuern des Trockenvorganges eines Wäschetrockners nach der Erfindung
verdeutlicht.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist die Steuereinrichtung eine elektrische Energie
versorgungseinheit 31 zum Zuführen von elektrischer Energie an die erfor
derlichen Einheiten des Trockners, eine Temperatursensoreinheit 32 zum De
tektieren der Auslaßlufttemperatur einer Trockentrommel 2 und somit zum
Abfragen einer tatsächlichen Oberflächentemperatur der Wäsche, eine
Feuchtigkeitssensoreinheit 33 zum Detektieren der Auslaßluftfeuchtigkeit
aus der Trommel 2 und zum Abfragen eines tatsächlichen Feuchtigkeitsgra
des der Wäsche, einen A/D-Wandler 34 zum Umwandeln der Ausgangssi
gnale von der Temperatursensoreinheit 32 und der Feuchtigkeitssensorein
heit 33 in digitale Signale, einen Mikrocomputer 35 zur Durchführung der
Steuerung für den Trockenvorgang, basierend auf dem erfaßten Temperatur
wert und dem Feuchtigkeitswert von dem A/D-Wandler 34 und eine Lastan
triebseinheit 36 zum Antreiben eines Motors 4 auf, welcher derart beschaffen
und ausgelegt ist, daß er die Trommel 2 und ein Gebläse 7 antreibt und eine
Heizeinrichtung 13 vorgesehen ist, welche derart ausgelegt ist, daß Wärme
dem Innenraum der Trommel 2 unter der Steuerung des Mikrocomputers 35
zugeführt wird.
In Fig. 1 sind gleiche oder ähnliche Teile wie in Fig. 10, wie der Motor 4 und
die Heizeinrichtung 13 mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Tempera
tursensoreinheit 32 und die Feuchtigkeitssensoreinheit 33 hat einen Tempe
ratursensor und einen Feuchtigkeitssensor, welche an den gleichen Positio
nen wie der Temperatursensor 9 und der Feuchtigkeitssensor 8 jeweils in Fig.
10 angeordnet sind.
Ein Verfahren zum Steuern des Trockenvorganges des Wäschetrockners
nach der Erfindung wird nachstehend näher beschrieben.
Wenn nasse Wäsche getrocknet werden soll, öffnet der Benutzer eine Türe
des Wäschetrockners und gibt die nasse Wäsche in die Trommel 2 ein. Wenn
der Trockner zu arbeiten beginnt, schaltet der Mikrocomputer 35 den Motor
4 und die Heizeinrichtung 13 über die Lasttreibereinheit 36 ein. Wenn der
Motor 4 angetrieben wird, wird sein Drehmoment auf die Trommel 2 über
einen Trommeltreibriemen übertragen, wodurch bewirkt wird, daß die Trom
mel 2 eine Drehbewegung ausführt. Zugleich wird das Drehmoment des Mo
tors 4 auch auf das Gebläse über einen Gebläsetreibriemen übertragen, so daß
das Gebläse eine Drehbewegung ausführt.
Somit gibt die Heizeinrichtung 13 Wärme ab, welche ihrerseits dem Innen
raum der Trommel 2 zugeführt wird. Als Folge hiervon steigt die Innentempe
ratur der Trommel 2 an und die in der Wäsche enthaltene Feuchtigkeit wird
verdampft. Somit enthält die Luft in der Trommel 2 Dampf und wird aus der
Trommel 2 über eine Filteranordnung ausgegeben, welche Fadenstücke bzw.
Flusen u. dgl. aus der Auslaßluft aussondert. Die heiße bzw. warme Auslaßluft
von der Trommel 2 wird einer Wärmeübertragung bzw. einem Wärmeaus
tausch mit der äußeren kalten Luft unterzogen, welche in das äußere Gehäuse
des Trockners durch die Drehbewegung des Gebläses eingeleitet wird. Durch
die Wärmeübertragung wird der in der warmen Auslaßluft bzw. Abluft ent
haltene Dampf zu Wasser kondensiert, was seinerseits über eine Ableitungs
öffnung entlang einer Leitung abgeleitet wird. Die Auslaßluft, aus der die
Feuchtigkeit separiert ist, wird dann der Heizeinrichtung 13 zugeführt, so daß
sie in einem erwärmten Zustand zu der Trommel 2 im Kreislauf geführt wird.
Wenn die Luft auf die vorstehend beschriebene Weise umgewälzt wird, wird
der Trocknungsvorgang durchgeführt. Der Trocknungsvorgang wird durch
den Mikrocomputer 35 auf eine kombinierte Sensorart, basierend auf der
Temperatur, erfaßt mittels des Temperatursensors, und der Feuchtigkeit, erfaßt
mittels des Feuchtigkeitssensors, nach Maßgabe der Erfindung gesteuert.
Fig. 9A und 9B sind charakteristische Kurven zur Verdeutlichung der Verän
derungen der Temperaturen und der Feuchtigkeit in Abhängigkeit von der
Betriebszeit bei dem Trocknungsvorgang der kombinierten Sensorart nach
der Erfindung. Während des Trocknungsvorganges wird die in der Wäsche
enthaltene Feuchtigkeit kontinuierlich verdampft. Mit dem Zeitablauf wird
die Verdampfungsmenge allmählich größer, wie dies in Fig. 9A gezeigt ist. Bei
diesem Anstieg der Verdampfungsmenge wird die Temperatur, erfaßt mittels
des Temperatursensors, größer. Auch wird die Feuchtigkeit, erfaßt mittels des
Feuchtigkeitssensors, mit dem Ausmaß der Zunahme der Dampferzeugung
größer. Zu diesem Zeitpunkt wird der durch den Temperatursensor erfaßte
Wert nach einem Schema ähnlich jenem größer, das man bei dem durch den
Feuchtigkeitssensor erfaßten Wert erhält. Dies bedeutet, daß sowohl die
Temperatur als auch die Feuchtigkeit steil während einer vorbestimmten
Vorwärmzeit tSH′ ausgehend von dem Beginn der Trocknungsvorganges,
ansteigen. Wenn die Vorwärmzeit tSH verstrichen ist, ist die Verdampfungs
menge proportional zu der von der Heizeinrichtung 18 abgegebenen Wär
memenge, so daß die Temperatur und die Feuchtigkeit im Gleichgewicht ge
halten werden. Folglich wird eine Trocknung mit einer konstanten Rate eine
gewisse Zeit lang fortgesetzt. Anschließend fällt dann die Feuchtigkeit steil
ab, während die Temperatur ansteigt. Dies bedeutet, daß ein Trocknen mit ei
ner verminderten Rate durchgeführt wird.
Wie in Fig. 9B gezeigt ist, ist die Temperaturveränderung pro Zeiteinheit bei
dem Intervall mit der konstanten Trocknungsrate sehr klein und groß bei dem
Intervall bei der Trocknung mit der verminderten Rate. Insbesondere ist die
Temperaturveränderung bei einer großen Wäschemenge im Vergleich zu einer
kleinen Wäschemenge groß.
Somit erfaßt der Mikrocomputer 35 sowohl die Temperatur als auch die
Feuchtigkeit über die Temperatursensoreinheit 32
und die Feuchtigkeitssensoreinheit 33, und steuert den Trocknungsvorgang,
basierend auf der erfaßten Temperaturveränderung und der erfaßten Feuch
tigkeit nach Maßgabe der Verfahrensweisen, welche in Fig. 5 gezeigt sind.
Nunmehr wird das Steuerverfahren der kombinierten Sensorweise unter
Steuerung durch den Mikrocomputer 35 näher erläutert. Wenn der Wäsche
trockner arbeitet, schaltet der Mikrocomputer 35 die Heizeinrichtung und
den Motor 4 an und fragt die Trockenbetriebszeit t ab, so daß ein Schritt aus
geführt wird, bei dem abgefragt bzw. geprüft wird, ob eine vorbestimmte Zeit
tSH verstrichen ist. Die vorbestimmte Zeit tSH ist ein Bezugswert, welcher
experimentell ermittelt und zur Bestimmung der Wäschemenge vorgegeben
ist. Die vorbestimmte Zeit tSH entspricht einer Zeitperiode zwischen dem
Zeitpunkt des Betriebsbeginns und dem Zeitpunkt unmittelbar bevor der
Feuchtigkeitswert einen Maximalwert von beispielsweise 90% erreicht und
der Temperaturwert seinen Spitzenwert unabhängig von der Wäschemenge
erreicht.
Wenn die Trockenbetriebszeit t die vorbestimmte Zeit tSH überschreitet, führt
der Mikrocomputer 35 eine Verfahrensweise zur Ermittlung eines Wertes Q
aus, welcher die Wäschemenge, basierend auf der Temperaturveränderung
ΔX pro Zeiteinheit und auf dem Feuchtigkeitswert H1 wiedergibt.
Zur Ermittlung der Wäschemenge wird zuerst die Temperatur der aus der
Trommel ausgegebenen Luft zur Ermittlung der Temperaturveränderung ΔX
pro Zeiteinheit ermittelt, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Anschließend wird ein
Schritt zur Ermittlung der Feuchtigkeit der auf der Trommel ausgegebenen
Luft durchgeführt. Anschließend wird der Wäschemengenwert Q dadurch
ermittelt, daß die absolute Summe (|H1 + ΔX|) des Feuchtigkeitswertes H1
und der Temperaturveränderung ΔX durch 2 dividiert wird.
Beim Steuerverfahren für den Trockenvorgang gemäß der übli
chen Auslegung wird die Wäschemenge, basierend auf der Tem
peraturdifferenz zwischen der Auslaßlufttemperatur und der
Einlaßlufttemperatur bestimmt, und hierbei kann ein Fehler
auftreten, da die Temperaturdifferenz in starkem Maße durch
die Umgebungstemperatur um den Trockner beeinflußt wird. Die
Erfindung gibt ein Verfahren an, welche eine Kompensation ei
nes derartigen Fehlers gestattet.
Die Temperaturveränderung ΔX pro Zeiteinheit ist die Auslaß
lufttemperaturveränderung, welche weniger durch die Umge
bungstemperatur im Vergleich zu der Veränderung der Einlaß
lufttemperatur beeinflußt wird. Es trifft jedoch zu, daß
die Temperaturveränderung ΔX stark durch die Umgebungstem
peratur beeinflußt wird. Nach der Erfindung wird dieser Ef
fekt durch Erfassen der Feuchtigkeit kompensiert.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein großer Unterschied zwi
schen der Temperaturveränderung pro Zeiteinheit bei einer
kleinen Wäschemenge und der Temperaturveränderung pro Zeit
einheit bei einer großen Wäschemenge sowohl im Vorwärminter
vall als auch beim Trockenintervall mit verminderter Rate
vorhanden. Wenn die Wäschemenge, basierend auf der Tempera
turveränderung pro Zeiteinheit und dem Feuchtigkeitswert
bestimmt wird, läßt sich der Fehler der Wäschemengenbestim
mung beträchtlich reduzieren, ohne daß man eine zusätzliche
Kompensation benötigt, welche durch Detektieren der Umgebungs
temperatur erzielt wird.
Der Grund dafür, daß der Fehler der Wäschemengenbestimmung
infolge der Umgebungstemperatur durch den Feuchtigkeitswert
kompensiert werden kann, ergibt sich aus der nachstehenden
Beschreibung.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird die Temperaturveränderung
ΔX bei einer niedrigen Umgebungstemperatur größer und nie
driger bei einer höheren Umgebungstemperatur. Andererseits
wird der Feuchtigkeitswert bei einer niedrigen Umgebungstem
peratur niedriger und bei einer höheren Umgebungstemperatur
höher. Dies bedeutet, daß die Temperaturveränderung und der
Feuchtigkeitswert in Abhängigkeit von der Umgebungstempera
tur umgekehrt proportional zueinander sind. Die Kurven der
Temperaturveränderung und des Feuchtigkeitswertes sind also
symmetrisch. Bei einer konstanten Wäschemenge ist daher der
Wäschemengenwert Q konstant, und zwar unabhängig von der Um
gebungstemperatur.
Wie vorstehend angegeben ist, ist die Temperaturveränderung
bei einer großen Wäschemenge kleiner und bei einer kleineren
Wäschemenge größer. Andererseits ist der Feuchtigkeitswert
bei einer größeren Wäschemenge höher und bei einer kleine
ren Wäschemenge kleiner. Der Feuchtigkeitswert erreicht den
Maximalwert bei einer hohen Rate, wenn die Wäschemenge klein
ist; aber bei einer niedrigeren Rate, wenn die Wäschemenge
größer ist. Der Feuchtigkeitswert nimmt jedoch einen kon
stanten Wert unabhängig von der Wäschemenge ein, bis eine
bestimmte Zeit nach dem Erreichen des Maximalwertes ver
strichen ist. Bei dem Trockenintervall mit konstanter Rate
ändert sich der Feuchtigkeitswert in Abhängigkeit von der
Wäschemenge geringfügig. Der Feuchtigkeitswert, welcher zu
dem Zeitpunkt erfaßt wird, wenn die vorbestimmte Zeit tSH
nach dem Beginn des Trockenvorganges verstrichen ist, än
dert sich ebenfalls in Abhängigkeit von der Umgebungstem
peratur. Diese Änderung jedoch ist so klein, daß sie ver
nachlässigbar im Vergleich zu der Temperaturveränderung ist.
Somit ist der Wäschemengenwert Q, welcher durch Division der
absoluten Summe aus dem Feuchtigkeitswert und der Tempera
turveränderung durch 2 ermittelt ist, unabhängig von der
Umgebungstemperatur und nur von der Wäschemenge abhängig.
Dies bedeutet, daß der Wäschemengenwert Q bei einer kleine
ren Wäschemenge kleiner und bei einer größeren Wäschemenge
größer ist.
Bei der Erfindung wird daher der Fehler bei der Wäschemengen
bestimmung auf Grund der Umgebungstemperatur dadurch kompen
siert, daß die Wäschemenge, basierend auf dem Wäschemengen
wert Q, bestimmt wird, welcher unabhängig von der Umgebungs
temperatur und nur von der Wäschemenge abhängig ist.
Nach der vor stehend beschriebenen Ermittlung des Wäschemen
genwertes Q führt der Mikrocomputer einen Vorgang aus, welcher
hauptsächlich dazu bestimmt ist, zu bestimmen, ob die Wäsche
menge einer kleinen Wäschemenge entspricht, und zwar basie
rend auf dem ermittelten Wäschemengenwert Q.
Zur Durchführung des Bestimmungsvorganges primär für eine
kleine Wäschemenge erfolgt zuerst eine Bestimmung etwa da
hingehend, ob die gegenwärtig erfaßte Temperatur den Spitzen
wert tp erreicht hat, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Wenn
die gegenwärtigen erfaßte Temperatur die Spitzentemperatur
tp erreicht hat, wird die Wäschemenge als eine kleine Wä
schemenge bestimmt. Wenn die gegenwärtig ermittelte Tempera
tur niedriger als der Spitzenwert tp ist, erfolgt eine Be
stimmung etwa dahingehend, ob die Temperaturveränderung ΔX
größer als ein Bezugswert TA ist, welcher für die Bestimmung
der kleinen Wäschemenge vorbestimmt ist. Die Wäschemenge wird
als eine kleine Wäschemenge bestimmt, wenn die Temperaturver
änderung ΔX größer als ein Bezugswert TA ist. Bei einer der
artigen kleinen Wäschemenge führt der Mikrocomputer ein Ver
fahren für einen Trocknungsvorgang einer kleinen Wäschemenge
dadurch aus, daß der Motor eine vorbestimmte Zeit lang ein/
ausgeschaltet wird.
Der Grund dafür, daß die Bestimmung etwa dahingehend erfolgt,
ob die gegenwärtig ermittelte Temperatur den Spitzenwert tp
erreicht hat, auf den die Heizeinrichtung gesteuert wird,
wird aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
Wenn die Wäschemenge sehr klein ist, kann der Feuchtigkeits
wert, welcher nach der vorbestimmten Zeit tSH ermittelt wur
de, nicht genutzt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß
die ermittelte Feuchtigkeit schlecht ist und sich diese nur
ungenau ermitteln läßt und daß der Feuchtigkeitswert steil
zu einem Wert abfällt, welchen der Feuchtigkeitssensor 8 er
faßt, wenn man die vorstehend angegebenen Bedingungen berück
sichtigt. Jedoch ist die Temperaturveränderung pro Zeitein
heit größer bei einer kleineren Wäschemenge. Daher wird die
Bestimmung der kleinen Wäschemenge dadurch erzielt, daß be
stimmt wird, ob die mit Hilfe des Temperatursensors erfaßte
Temperatur den Spitzenwert tp erreicht hat. Wenn die durch
den Temperatursensor erfaßte Temperatur den Spitzenwert tp
erreicht hat, erfolgt eine Bestimmung etwa dahingehend, ob
die Temperaturveränderung ΔX größer als der Bezugswert TA
ist, welcher für die Bestimmung einer kleinen Wäschemenge
vorbestimmt ist. Wenn die Wäschemenge als eine kleine Wä
schemenge bestimmt worden ist, wird der Trocknungsvorgang
für die kleine Wäschemenge dadurch durchgeführt, daß der
Motor eine vorbestimmte Zeit lang ein/ausgeschaltet wird,
bis der Trocknungsgrad nicht kleiner als 97% ist.
Der Grund dafür, daß die Heizeinrichtung ein/ausgeschaltet
wird, wenn die Wäsche als kleine Wäschemenge bestimmt worden
ist, ist darin zu sehen, daß jegliche Beschädigung der Wä
sche verhindert werden soll. Die Heizeinrichtung wird aus
geschaltet, wenn die erfaßte Temperatur den Spitzenwert tp
erreicht hat, und sie wird eingeschaltet, wenn die erfaßte
Temperatur niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Im letztgenannten Fall wird die Heizeinrichtung eingeschal
tet, um den Trocknungsvorgang zu steuern.
Wenn die Wäschemenge nicht als eine kleine Wäschemenge bei
dem Bestimmungsvorgang für die kleine Wäschemenge bestimmt
worden ist, führt der Mikrocomputer eine Verfahrensweise
zur Bestimmung aus, ob die Wäschemenge eine sehr große Wä
schemenge ist, wie dies in Fig. 8 verdeutlicht ist. Die sehr
große bzw. übergroße Wäschemenge und deren Bestimmung wer
den dadurch erzielt, daß bestimmt wird, ob der ermittelte
Wäschemengenwert Q höher als ein Bezugswert K für die über
große Wäschemengenbestimmung ist. Wenn die Wäschemenge
als übergroße Wäschemenge bestimmt worden ist, wird ein
Trockenvorgang für eine übergroße Wäschemenge durchgeführt.
Der Trockenvorgang für die übergroße Wäschemenge wird da
durch erzielt, daß der Schritt zur Durchführung des Trock
nungsvorganges durchgeführt wird, bis der Feuchtigkeitswert
H1 nicht größer als ein Feuchtigkeitsermittlungsgrenzwert S
ist, und dann wird ein Schritt durchgeführte bei dem zusätz
lich der Trockenvorgang für eine zusätzlich verzögerte Be
triebszeit ta durchgeführt wird, welche entsprechend der
sehr großen Wäschemenge gewählt ist.
Bei einer derartigen übergroßen Wäschemenge tritt die Diffe
renz zwischen der Auslaßlufttemperatur und der Einlaßluft
temperatur nicht auf, wie dies aus Fig. 3 zu ersehen ist, da
die von der Heizeinrichtung abgegebene Wärme durch die Wä
sche mit ihrer übergroßen Wäschemenge abgeschirmt wird. Als
Folge hiervon ist es tatsächlich unmöglich, das Ende des
Trocknens durch den Temperatursensor festzustellen. Bei
einem Feuchtigkeitssensor jedoch ist es möglich, die Feuch
tigkeit abzufragen, da der durch die Wärme von der Heizein
richtung verdampfte Dampf die Umgebung des Feuchtigkeitssen
sors selbst dann erreichen kann, wenn die Wärme von der Heiz
einrichtung nicht zu dem Temperatursensor übertragen werden
kann.
Wenn die Wäschemenge sehr groß ist, wird daher der Trocknungs
vorgang, basierend nur auf dem Feuchtigkeitswert, gesteuert, welcher durch
den Feuchtigkeitssensor erfaßt wird, und dieser Trocknungsvorgang wird
durchgeführt, bis der Feuchtigkeitswert H1 nicht größer als ein Feuchtig
keitsgrenzwert S ist. Anschließend wird der Trocknungsvorgang zusätzlich
während einer zusätzlichen Betriebszeit ta ausgeführt, so daß man eine wei
tere Steigerung des Trocknungsgrades erhält. Die Betriebszeit ta wird unter
Einsatz eines Zeitgebers abgefragt. Nachdem die zusätzliche Betriebszeit ta
verstrichen ist, ist der Trockenvorgang beendet.
Wenn der Wäschemengenwert Q derart bestimmt worden ist, daß er gleich
oder kleiner als der Bezugswert K für die übergroße Wäschemengenbestim
mung während des Bestimmungsverfahrens für die übergroße Wäschemenge
ist, d. h. wenn die Wäschemenge nicht übergroß ist, erfolgt eine Bestimmung
etwa dahingehend, ob der Wäschemengenwert Q größer als ein Bezugswert
TB ist, welcher für die Bestimmung der kleinen Wäschemenge vorgegeben
ist. Wenn die Wäschemenge als die kleine Wäschemenge bestimmt worden
ist, erfolgt ein zweiter Trocknungsvorgang für eine kleine Wäschemenge. Bei
dieser zweiten Bestimmung für die kleine Wäschemenge wird die Wäsche
menge nochmals abgefragt bzw. überprüft, und zwar basierend auf dem Wä
schemengenwert Q, welcher bei einer konstanten Wäschemenge unabhängig
von der Umgebungstemperatur konstant ist, um hierdurch den Fehler bei der
Bestimmung der Wäschemenge zu reduzieren.
Wenn der Wäschemengenwert Q größer als der Bezugswert TB ist, d. h. bei
einer großen Wäschemenge, wird ein Trocknungsvorgang für eine große Wä
schemenge durchgeführt. Zur Erzielung des Trockenvorganges für eine
große Wäschemenge erfolgt zuerst ein Trockenvorgang, bis die Temperatur
veränderung ΔX größer als ein vorbestimmter Bezugswert M ist. Nachdem
die Temperaturveränderung ΔX größer als der vorbestimmte Bezugswert M
ist, erfolgt eine Bestimmung etwa dahingehend, ob der
Feuchtigkeitswert H1 niedriger als der Feuchtigkeitssensorgrenzwert S zur
Bestimmung der Beendigung des Trocknens ist. Basierend auf dieser Be
stimmung wird der Trockenvorgang fortgesetzt, bis der Feuchtigkeitswert H1
niedriger als der Feuchtigkeitssensorgrenzwert S ist. Der Grund dafür, daß
sowohl die Temperaturveränderung als auch die Feuchtigkeit abgefragt und
überprüft werden, ist darin zu sehen, daß ein unzulängliches Trocknen bei ei
ner großen Wäschemenge verhindert werden soll.
Nach dem Trocknungsvorgang für die kleine Wäschemenge, dem Trocken
vorgang für die große Wäschemenge oder dem Trockenvorgang für die sehr
große Wäschemenge wird die Heizeinrichtung ausgeschaltet. Anschließend
wird nur der Motor eine vorbestimmte Zeit lang angetrieben, um einen Kühl
vorgang zum Abkühlen der erwärmten Wäsche durchzuführen. Somit ist der
Trocknungsvorgang beendet.
Wie sich aus der voranstehenden Beschreibung ergibt, wird ein Verfahren
zum Steuern des Trockenvorganges bereitgestellt, welches ein Überprüfen
des Endzeitpunkts des Trocknens unabhängig von der Wäschemenge gestat
tet, wobei man eine Verminderung der Trockenzeit erzielt. Das Steuerverfah
ren nach der Erfindung beseitigt das Erfordernis eines zusätzlichen Sensors
zur Kompensation eines Fehlers der Wäschemengenbestimmung infolge einer
Umgebungstemperatur. Durch die doppelte Wäschemengenbestimmung
kompensiert das Steuerverfahren nach der Erfindung auch eine unzulängli
che Trocknung, welche bei den üblichen Steuerverfahren sowohl der Tempe
ratursensorart als auch der Feuchtigkeitssensorart möglich war. Somit wird
erreicht, daß sich das Auftreten einer unzulänglichen Trocknung verhindern
läßt.
Claims (7)
1. Verfahren zum Steuern des Trockenvorganges eines Wäschetrockners,
welcher eine Trommel (2), ein Wärme übertragendes Gebläse (7), einen
Motor (4), eine Heizeinrichtung (13), zwei Temperatursensoren (9, 12)
und einen Feuchtigkeitssensor (8) umfaßt, wobei die Sensoren (8, 9, 12)
zwischen der Trommel (2) und dem Wärme übertragenden Gebläse (7)
angeordnet sind, bei dem nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit
(tSH) nach Beginn des Trockenvorganges die Temperaturveränderung
(ΔX) pro Zeiteinheit und ein Feuchtigkeitswert gemessen werden und
aus der Summe dieser beiden Werte ein Mittelwert (Q) ermittelt, die Wä
schemenge basierend auf dem Mittelwert (Q) als kleine Menge, große
Menge oder übergroße Menge bestimmt und der weitere Trockenvor
gang entsprechend der jeweils bestimmten Wäschemenge gesteuert
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn
des Trockenvorganges die Heizeinrichtung (13) und der Motor (4) ein
geschaltet werden und eine Trockenbetriebszeit (t) abgefragt wird, um
zu bestimmen, ob die Trockenbetriebszeit (t) eine vorbestimmte Zeit
(tSH) überschritten hat, der Mittelwert (Q), welcher die Wäschemenge
basierend auf der Temperaturveränderung (ΔX) pro Zeiteinheit und dem
Feuchtigkeitswert wiedergibt, ermittelt wird, wenn die Trockenbetriebs
zeit (t) die vorbestimmte Zeit (tSH) überschritten hat, woraufhin zunächst
bestimmt wird, ob die Wäschemenge einer kleinen Wäschemenge ent
spricht, und, wenn eine kleine Wäschemenge festgestellt wurde, der
Trockenvorgang für eine kleine Wäschemenge durchgeführt wird, in
dem der Motor (4) eine vorbestimmte Zeit lang ein/ausgeschaltet wird,
und, wenn die Wäschemenge nicht als eine kleine Wäschemenge be
stimmt worden ist, bestimmt wird, ob der Mittelwert (Q) der Wäsche
menge größer als ein Bezugswert (K) für eine übergroße Wäschemenge
ist, und, wenn eine Wäschemenge als übergroße Wäschemenge festge
stellt worden ist, der Trockenvorgang für eine übergroße Wäschemenge
durchgeführt wird, wobei der Trockenvorgang für die übergroße Wä
schemenge einen Trockenvorgang umfaßt, welcher ausgeführt wird bis
der Feuchtigkeitswert nicht höher als ein vorbestimmter Bezugswert für die
Feuchtigkeit (S) ist, und einen zusätzlichen Trockenvorgang im Anschluß an diesen
Trockenvorgang umfaßt; wenn die Wäschemenge nicht als die übergroße
Wäschemenge bestimmt worden ist, bestimmt wird, ob der Mittelwert
(Q) der Wäschemenge kleiner als ein vorbestimmter Bezugswert (TB) ist,
so daß die Wäschemenge eine kleine Wäschemenge ist und damit Fehler bei der Be
stimmung der Wäschemenge, verursacht durch die Umgebungstempera
tur, vermindert werden, oder die Wäschemenge als eine große Wä
schemenge bestimmt wird, wenn der Mittelwert (Q) der Wäschemenge
derart bestimmt worden ist, daß er gleich oder größer als der vorbe
stimmte Bezugswert (TB) ist, woraufhin ein Trockenvorgang für eine
große Wäschemenge, basierend auf der Temperaturveränderung und
dem Feuchtigkeitswert abläuft, und daß die Wäsche nach dem jeweili
gen Trocknen eine vorbestimmte Zeit bei ausgeschalteter Heizeinrich
tung (13) und eingeschaltetem Motor (4) abgekühlt und damit der ge
samte Trockenvorgang abgeschlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum
Ermitteln des Mittelwertes (Q) der Wäschemenge die Temperatur der
aus der Trommel (2) aus geleiteten Luft und die Feuchtigkeit der aus der
Trommel (2) ausgeleiteten Luft erfaßt werden und der Mittelwert (Q) der
Wäschemenge durch die absolute Summe aus dem Feuchtigkeitswert
und der Temperaturveränderung (ΔX) pro Zeiteinheit ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Bestimmen einer kleinen Wäschemenge festgestellt wird, ob die
Temperatur der Auslaßluft die Spitzentemperatur (tp) erreicht hat, bevor
die Trockenbetriebszeit (t) die vorbestimmte Zeit (tSH) überschritten hat,
und die Wäsche als kleine Wäschemenge bestimmt wird, wenn die Tem
peraturveränderung (ΔX) größer als ein Bezugswert (TA) selbst dann ist,
wenn die Temperatur der Auslaßluft nicht die Spitzentemperatur (tp) er
reicht, bis die Trockenbetriebszeit (t) die vorbestimmte Zeit (tSH) über
schreitet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Trocknen einer kleinen Wäschemenge die Trommel (2) und das
Wärme übertragende Gebläse (7) des Trockners in vorbestimmten Inter
vallen periodisch angetrieben und angehalten werden und die Heizein
richtung ein- und ausgeschaltet wird, und zwar derart, daß die Tempera
tur der Auslaßluft zwischen einem vorbestimmten Wert und einem Spit
zenwert während einer vorbestimmten Zeit konstant gehalten wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Trocknen einer übergroßen Wäschemenge getrocknet wird, bis
der Feuchtigkeitswert nicht höher als ein Grenzwert (S) ist, welcher für
das Beendigen des Trockenvorganges bestimmt wurde, und während
einer vorbestimmten zusätzlichen Betriebszeit (ta) entsprechend der
übergroßen Wäschemenge weiter getrocknet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Trocknen einer übergroßen Wäschemenge diese getrocknet
wird, bis die Temperaturveränderung (ΔX) höher als ein vorbestimmter
Bezugswert (M) ist, und sodann weiter getrocknet wird, bis der Feuch
tigkeitswert kleiner als der Grenzwert (S) für das Beendigen des Troc
kenvorganges ist, nachdem die Temperaturveränderung (ΔX) größer als
der vorbestimmte Bezugswert (M) geworden ist.
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