Projekt 08639/01

Entwicklung und Erprobung eines Trommelwäschetrockners mit FCKW- und FKW-freier Wärmepumpe

Projektträger

Lare GmbH
Sedanstr. 38
45897 Gelsenkirchen
Telefon: 0209/349051

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

In Deutschland werden jährlich etwa 1 Mio. neue Wäschetrockner verkauft. Hierbei liegt der Energieverbrauch bei einer wöchentlichen Nutzung von 3 Trockengängen bei insgesamt 561.600.000 kWh/a. Diese sind gleichzusetzen mit einer CO2-Belastung von 30.888 Tonnen.
Ziel des Projektes ist eine Entlastung der Umwelt durch eine mindestens 50%ige Energieeinsparung, die mit einer prozentual gleich großen CO2-Minderung verbunden ist.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden1. Es wird zunächst ein Versuchsaufbau zur Ermittlung des maximal möglichen Luftdurchsatzes mit einem herkömmlichen Trommeltrockner durchgeführt. Die möglichen Verbesserungen werden diskutiert und dokumentiert. Gleichzeitig erfolgt die Erarbeitung des Pflichtenheftes für die Steuerungselektronik in Zusammenarbeit mit dem Elektroniklieferanten.
2. Die notwendigen Änderungen zur optimalen Luftführung mit größtmöglichem Luftdurchsatz werden zeichnerisch dargestellt und dem Zulieferanten für Blech- und Kunststoffbearbeitung zwecks Bauteilherstellung zugänglich gemacht. Ein erstes Wärmeaustauscherpaket wird berechnet und hergestellt.
Mit dem durch Neuteile und das Wärmeaustauscherpaket veränderten Trockner werden erneut Luftmessungen durchgeführt, damit ein optimiertes Gehäuse geordert werden kann.
3. Nach Optimierung der Luftführung und Auswahl des entsprechenden Gebläses wird der erste Prototyp mit allen notwendigen Funktionen fertiggestellt. Über einen Zeitraum von 5 Arbeitstagen werden Messprotokolle erstellt. Für nachfolgende Änderungen, die der Optimierung dienen, ist ein Zeitraum von 4 Wochen vorgesehen. Der Prototyp in Funktionsfassung (ohne Anpassung auf endgültiges Design) wird nach der letzten Optimierungsphase hergestellt. In der 3. Phase werden auch Optimierungsversuche der Kältemittelmischung (Propan/Isobutan) für die Idealeinstellung der Wärmepumpe durchgeführt. Ziel der Maßnahme ist eine Energieeinsparung von 50 % gegenüber herkömmlichen Trocknern.
4. Es folgen Gespräche mit den Zulieferern für die Herstellung der Vorserienmodelle. Die Werkzeuge für Blech- und Kunststoffteile werden ggf. geändert, so dass ein technisch optimiertes und vom De-sign ansprechendes Gerät unter kaufmännischen Gesichtspunkten hergestellt werden kann. Die Herstellung der ersten Vorserienmodelle, die zur VDE-, CE- und GS-Prüfung vorgestellt werden, ist für Anfang Januar 1997 vorgesehen. Einschließlich Herstellung, Testläufen, Prüfung und ggf. Änderung ist mit 3 Monaten zu rechnen.
5. Während der Prüfphase beim VDE soll das Gerät bereits auf der Domotechnika im Jahr 1997 vorgestellt werden, so dass mit dem aktiven Verkauf begonnen wird. Die Herstellung der O-Serie ist für April 1997 vorgesehen.


Ergebnisse und Diskussion

Der industriell einfach herstellbare Haushaltswäschetrockner mit Wärmepumpe bietet die Möglichkeit sowohl wirtschaftlicher wie auch ökologischer Vorteile. Rein unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung und der damit direkt verbundenen CO2-Minderung ist es nahezu gleich, ob als Betriebskältemittel ein HFKW oder wie in diesem Projekt eine Mischung aus R 290 (Propan) und R 600a (Isobutan) zum Einsatz kommt. Die wesentlichen Vorteile der Technologie liegen nicht nur darin, dass ein Trocknungsvorgang gemäß EN 61121 im direkten Vergleich (Programm Baumwolle, schranktrocken) zwischen einem herkömmlichen Kondenstrockner und dem im Rahmen dieses Projekts entwickelten Wärmepumpentrockner mit einer Einsparung von etwa 50 % elektrischen Strom zu Gunsten des Wärmepumpentrockners ausgeht. Bedingt durch eine Trocknungstemperatur von ca. 45°C ist der Wärmepumpentrockner nicht wie herkömmliche Trockner auf die getrennte Beladung mit einzelnen Wäscheposten an-gewiesen. Er kann durchaus gleichzeitig mehrere Wäscheposten trocknen, die auf verschiedenen Waschprogrammen (z. B. Kochwäsche, 40° Wäsche und Feinwäsche) gereinigt wurden. Während hier der konventionelle Trockner zunächst für die Trocknung eines kleinen Kochwäschepostens einen Stromverbrauch von 2 kWh, für die 40° Wäsche 1,3 kWh und für die Feinwäsche 1 kWh, insgesamt also 4,3 kWh zeigt, kann der Wärmepumpentrockner alle drei Wäscheposten gleichzeitig trocknen, wobei er dann insgesamt nur 1,5 kWh, also über 65 % weniger Strom verbraucht.
Aus den Versuchen und Testläufen wurde eine Betriebskältemittelmenge von 310 g Propan/Isobutan als ideal bezeichnet. Während die VBG 20 (Unfallverhütungsvorschrift) für eine eingesetzte Kältemittelmenge der Gruppe 3 (brennbare Kältemittel) von weniger als 1.000 g keinerlei Vorgaben in Punkto Aufstellungsort macht, fordert die sich noch im Entwurf befindliche DIN 7003 bei Einsatz von mehr als 150 g eine entsprechende Größe und Belüftung des Aufstellraumes. Für die benötigten 310 g Propan/Isobutan ist hiernach ein Aufstellraum von etwa 15 m³ bei einer natürlichen Lüftungsmöglichkeit von ca. 300 cm² notwendig. Da der Aufstellort für den Trockner auf Grund der technologisch bedingten Wärmeabgabe ohnehin eine entsprechende Belüftung erfordert (die etwa den gleichen Vorgaben entspricht), verstößt die Nutzung von Propan/Isobutan gegen keine gültige Vorschrift oder Normung in Deutschland. Während der Einsatz dieses Kältemittels beim Endverbraucher durchaus Akzeptanz findet, gibt es allein von Seiten der Industrie noch Bedenken, die einer Verwendung bei der Serienherstellung im Wege stehen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Unter der Nummer P 44 47 837.2 wurde die Technologie der Wärmepumpe in einem Wäschetrockner unter Nutzung von Propan und Isobutan zum Patent angemeldet. Ein Nutzungsrecht an diesem Verfahren hat die Lare GmbH an den Hausgerätehersteller Whirlpool verkauft. Ausgestellt wurde das Produkt bisher bei folgenden Messen:
ECO tec in Münster, RENERGIE in Hamm, Hannovermesse und Gelsenschau in Gelsenkirchen.
Zur Verbreitung der Technologie (ohne den Einsatz von Propan/Isobutan) befindet sich der Trockner durch die Verkaufsaktivitäten der ecodry GmbH & Co. KG zur Zeit bei ca. 500 Fachhändlern in der BRD, er wird bei den meisten Energieversorgern ausgestellt und empfohlen, er wird in den Niederlanden verkauft und es wurden bereits Geräte für einen Markttest nach Japan geliefert.


Fazit

Obwohl bedingt durch die mangelnde Akzeptanz der Industrie zur Zeit noch keine Serienproduktion unter Verwendung von Propan und Isobutan als Kältemittel möglich ist, wurden alle anderen Ziele des Projekts erreicht und es sind aus der laufenden Serienproduktion heraus Verbesserungen und Optimierungen möglich. Die Tatsache, dass bereits 3 Monate nach Beginn der Serienproduktion allein bei der ecodry GmbH & Co. KG je Monat mehr als 400 Wärmepumpentrockner hergestellt und verkauft werden und dass bereits Exportverpflichtungen in die Niederlande und nach Japan bestehen, zeigt den grundlegenden Erfolg des Projekts auf. Bedingt durch die Kooperation zwischen Lare, ecodry und Whirlpool wird der Wärmepumpentrockner bereits heute dem Endverbraucher zwischen DM 1.999,00 und DM 1.800,00 angeboten.

Übersicht

Fördersumme

81.718,76 €

Förderzeitraum

09.04.1996 - 14.05.2003

Bundesland

Nordrhein-Westfalen

Schlagwörter

Klimaschutz
Ressourcenschonung
Umweltforschung
Umwelttechnik