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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Gegenständen und Stoffen mittels Luft, wobei der Luft die Feuchtigkeit durch Kondensationstrocknung entzogen wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Das technische Einsatzgebiet ist die Beschleunigung der Austrocknung aller Körper und Stoffe, deren Feuchtegehalt über den normalen Ausgleichsfeuchtegehalt dieser Körper und Stoffe liegt.
Beispielhafte Einsatzgebiete stellen die Gebäudeaustrocknung, die Trocknung von Baustoffen, die Lebensmitteltrocknung und die Trocknung von chemischen, pharmazeutischen, organischen und anorganischen Produkten dar.
Den bisherigen Stand der Technik stellt die mittels des Kondensations- oder Sorptionsprinzips, durch Vakuum- oder Temperaturerhöhung durchgeführte Trocknung von Körpern und Stoffen, deren Feuchtegehalt über dem normalen Ausgleichsfeuchtegehalt liegt, dar.
Aus der DE 33 07 358 A 1 Ist ein Trocknungssystem bekannt, bei dem die von einer Dunsthaube kommende feuchte Abluft zu einem Kompressor geleitet wird. Die verdichtete Luft wird nachgeschalteten Wärmetauschern zugeführt und schliesslich eine Turbine, von wo die dann als Abluft abgeblasen wird. Dabei stellt die DE 33 07 358 A1 einen Stand der Technik dar, der sich lediglich auf die Verwendung von Kompressoren in Wärmerückgewinnungssystem bezieht. Die genannte Druckschrift offenbart eine Wärmepumpe für Papiermaschinen, die mittels Wärmetauschern die angesaugte Frischluft ohne Kompression aufheizt. In der Wärmepumpe erfolgt keine Entfeuchtung, sondern eine Restwärmeausnutzung der feuchten Trocknerabluft.
Die DE 31 15 046 A 1 offenbart eine Vorrichtung zum Trocknen von Objekten, die eine Wärmepumpe und Verwendung eines Kompressors in einem Kältemittelkreislauf darstellt. Das Trocknungsmittel Umgebungsluft wird dabei nicht durch den Kompressor entfeuchtet bzw der im Kältemittelkreislauf befindliche Kompressor entfeuchtet das Kältemittel nicht.
Gleiches trifft auch auf die Veröffentlichung in Patent Abstracts of Japan, unexamined applications, Field M Vol. 12 No. 384,13. Oktober 1988, Seite 111, M-753, Nr. 63-135731 (A), wo der Kompressor als Tell eines Kältekreislaufes beschrieben wird und keine Kompression der zur trocknenden Luft folgt.
Aus der AT 385 840 B ist ein Verfahren zur Trocknung von Gütern bekannt, bei dem der Trocknungsluft die Feuchtigkeit durch Kondensationstrocknung entzogen wird.
Im vorbekannten Stand der Technik ist die Verwendung von bekannten Kompressoren geoffenbart und es werden auch alle gängigen Wärmetauscherpnnzipien beschrieben, wobei jedoch den bekannten Trocknungssystemen insgesamt der Nachteil anhaftet, dass danach eine Trocknung von Gütern, Produkten oder anderen Gegenständen nur ineffizient und zeitaufwendig erfolgt.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Trocknen von Gegenständen und Stoffen mittels Luft, die die Nachteile des bekannten Standes der Technik nicht mehr aufweisen und einen hohen Wirkungsgrad und besonders einfach in ihrer Anwendung sind.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung mit einem Verfahren zum Trocknen von Gegenständen und Stoffen mittels Luft, wobei der Luft die Feuchtigkeit durch Kondensationstrocknung entzogen wird, dadurch gelöst, dass zur Trocknung vorgesehene atmosphärische Luft zuerst komprimiert und die dabei auskondensierte Luftfeuchte aus dem unter Druck stehenden Luft-Wasser Gemisch ausgeschieden wird, worauf die unter Druck stehende Luft als trockener Luftstrom den Gegenständen und Stoffen zugeführt wird und danach die mit von den Gegenständen und Stoffen stammende Feuchtigkeit angereicherte Luft in die Atmosphäre abgeführt wird.
Nach einer Variante des erfindungsgemässen Verfahrens ist nicht nur aus der Atmosphäre stammende
Luft sondern auch andere Luft, z. B. gegebenenfalls rückgeführte Prozessluft zur Trocknung einsetzbar.
In vorteilhafter Weise wird bei dem erfindungsgemässen Trocknungssystem nach dem Kompression- prinzip gearbeitet, wobei durch Kompression eine Verflüssigung bzw. Auskondensierung des in der für die
Trocknung von Gegenständen oder Stoffen vorgesehenen Luft enthaltenen Wasserdampfes erreicht wird.
Auf diese Weise wird eine Trocknung der komprimierten Luft erzielt, die dann als trockener Luftstrom dem zu trocknenden Gut oder Stoff zugeführt wird. Das erfindungsgemässe Verfahren bewirkt eine extrem rasche
Austrocknung von Gegenständen oder Stoffen, wobei die dabei erzielten Trocknungszeiten bis zu unter einem Zehntel gegenüber bisher angeordneten Kondensations- oder Adsorptionstrocknungstechniken lie- gen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass durch die Antriebsgesamtenergie und durch Kompression der unter Normaldruck stehenden atmosphärischen Luft eine Erwärmung der Luft und durch Sättigungsdampf- drucküberschreitung die Verflüssigung des in der komprimierten Luft enthaltenen Wasserdampfes erreicht wird.
Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die atmosphärische Luft oder Prozessluft vor und/oder nach ihrer Kompression abgekühlt wird. Insbesondere durch Kühlung der komprimierten Druckluft wird eine höhere Flüssigkeitsmenge kondensieren. Die auskondensierte Flüssigkeit
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umfasst.Luftfeuchte aus dem unter Druck stehenden Luft-Wassergemisch versehen. Die unter Druck stehende Luft wird in der Druckluftleitung 3 als Trockenluftstrom weiter einem Luftverteilsystem 5 zugeführt. Dieses umfasst in schematisch dargestellter Weise weiters eine Verteilungsleitung für den Trockenluftstrom, die eine wärmegedämmte, gegebenenfalls flexible und/oder verzweigte Schlauch- oder Rohrleitung ist.
Die unter Druck stehende Luft wird so als Trockenluftstrom den feuchten Gegenständen und Stoffen 13 zugeführt.
Dieses so ausgebildete Luftverteilsystem wird auch in allen weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss den Fig. 2 bis 6 angewendet.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform. Es ist jedoch in der Druckluftleitung
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Kompressor 2 und dem Luftverteilsystem 5 angeordnet.
In bevorzugter Weise wird wie in Fig. 2 angedeutet, die mit der Stoffeuchte gesättigte Prozessluft durch eine Rückführleitung 12 zur Verringerung von Energieverlusten zum Kompressor rückgeführt. Diese so
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RückführleitungVorrichtung gemäss Fig. 3 bis 6 verwendet werden.
Gemäss Fig. 3 wird Luft durch die Zufuhrleitung 1 der Erwärmungsseite eines Nachkühlers 7 und von dieser über eine Leitung 1a dem Kompressor 2 zugeführt. An den Kompressor 2 schliesst die Druckluftleitung 3 an, In der der Nachkühler 7 angeordnet ist. Diesem nachgeschaltet und vor der Einmündung der Druckluftleitung 3 in das Luftverteilersystem 5 ist eine automatische Wasserentleerung 6 vorgesehen.
Gemäss der in Fig. 4 schematisch gezeigten, eine Variante zu Fig. 3 darstellende vierten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist in der Druckluftleitung 3 zwischen dem Kompressor 2 und der automatischen Wasserentleerung 6 der Nachkühler 7 angeordnet, dessen Erwärmungsseite durch die Zufuhrleitung 1 die Luft zugeführt und diese von hier durch die Leitung 1 a in den Kompressor 2 geführt wird. Der automatischen Wasserentleerung 6 nachgeschaltet und zwischen dieser und dem Luftverteilersystem 5 angeordnet, ist ein Wärmetauscher 8 vorgesehen. Dieser dient dazu, die Abwärme des Kompressors 2 der getrockneten Luft zuzuführen ; hierfür wird In einem Kreislauf Medium durch eine Leitung 14 in den Kompressor 2 geführt, wobei es erwärmt aus dem Kompresser 2 durch eine Leitung 15 dem Wärmetauscher 8 zugeführt wird.
Bei der In Fig. 5 gezeigten fünften Ausführungsform der erfindungsgemäben Vorrichtung ist in der Luftzufuhrleitung 1 dem Kompressor 2 vorgeschaltet ein Vorkühler 9 vorgesehen, der mit einer automatischen Wasserentleerung 10 versehen ist. In der Druckluftleitung 3 ist zwischen Kompressor 2 und Luftverteilersystem 5 die automatische Wasserentleerung 6 angeordnet.
Gemäss der in Fig. 6 dargestellten weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist in der Luftzufuhrleitung 1 dem Kompressor 2 vorgeschaltet ein Sorptionstrockner 11 vorgesehen. In der Druckluftleitung 3 Ist zwischen dem Kompressor 2 und Luftverteilersystem 5 wiederum ein Nachkühler 7 und eine automatische Wasserentleerung 6 angeordnet, der Wärmetauscher 8a und 8b folgen. Vom Wärmetauscher 8a wird analog zur Ausführungsform gemäss Fig. 4 im Kreislauf durch eine Leitung 14 Medium In den Kompressor 2 geführt, wobei es erwärmt aus dem Kompressoer 2 durch eine Leitung 15 dem Wärmetauscher 8a zugeführt wird. Vom Kompressor 2 wird erwärmtes Medium durch eine Leitung 16 dem Wärmetauscher 8b zugeführt, der mit einer Ableitung nach aussen versehen ist.
Je nach geforderter Trockenluftgüte kann natürlich eine beliebige Variation aller in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Bauteile erfolgen. Selbstverständlich ist überdies die Anordnung der Rückführleitung 12 nicht auf die Ausführungsform gemäss Fig. 2 beschränkt, sondern kann in jeder der anderen in den Figuren der Zeichnung beispielsweise dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung vorgesehen werden. Die Wasserabscheider 4,6 und/oder 10 können entfallen, wodurch grundsätzlich die Funktionstüchtigkeit des Verfahrens und der Vorrichtung der Erfindung nicht in Frage gestellt wird, doch wirkt der Wegfall der Wasserabscheider wohl effizienzmindernd.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäss der Erfindung eignet sich zum Trocknen von Gegenständen und Stoffen jeder Art mittels atmosphärischer Luft. Ein besonders vorteilhaftes Anwendungsgebiet stellt die Austrocknung von Estrichen und Fussbodenkonstruktionen durch Zufuhr von extrem trockener Druckluft dar.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäss der Erfindung bewirkt eine extrem rasche Austrocknung auf die z. B. für Bodenbeläge erforderlichen Feuchtegehalte.
Zur Estrichtrocknung wird vorteilhafterweise je vier Quadratmeter Estrichfläche eine Bohrung durch den
Estrich durchgeführt, ohne die unter dem Estrich liegende dampfbremsende Folie zu schädigen. Wie in Fig.
7 schematisch anhand eines praktischen Ausführungsbeispiels gezeigt, wird die Luft in der Zufuhrleitung 1 dem Kompressor 2, der vorliegendenfalls ein Kolbenverdichter ist, zugeführt und darin verdichtet. Die
Druckluft wird durch die daran anschliessende Druckluftleitung 3, die mit einem Wasserabscheider 4 für die auskondensierte Luftfeuchte versehen ist, als Trockenluftstrom dem Luftverteilersystem 5 zugeführt. Dabei
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kann grundsätzlich der Trockenluftstrom mit jeder der in den Fig. 1 bis 6 gezeigten erfindungsgemässen Vorrichtung erzeugt werden.
Über entsprechende, gegebenenfalls wärmeisolierte Verteilerleitungen des Luftverteilersystems 5 wird der Trockenluftstrom mit hohem Energiegehalt mittels dichtender Stutzen vorzugsweise an die Unterseite eines Estrichs 17 geführt, wobei vorliegendenfalls das zu trocknende Gut vor allem die unterhalb des Estrichs angeordnete Trittschalidämmung 13 ist, die auf einem Baukörper, z. B. einer Geschossdecke 18 aufliegt.
Durch den geringen Feuchtegehalt der Trockenluft werden die im Estrich 17 bzw. der Trittschalldämmung 13 befindlichen freien Wassermengen aufgenommen. Die sich mit Feuchtigkeit sättigende Trockenluft entweicht nach Abgabe der Wärmeenergie an den Estrich 17 über zu Wänden bzw. Aussenwänden 19 vorgesehenen Estrichrandfugen bzw. bei grossen Estrichflächen über zusätzlich gebohrte nicht dargestellte Luftaustrittsöffnungen. Die entweichende Luft kann vorteilhafterweise über die Rückführleitung 12 in die Luftzuführung zum Kompressor 2 rückgeführt werden.
Hel bisher angewendeten Estrichtrocknungsverfahren wurde mit Kondensations- oder Sorptionstrockner vorgetrocknete Luft über Seitenkanalverdichter zugeführt. Bei Zuluftnenndruck von 0, 16 bar wurde eine durchschnittliche Trocknungszeit von 14 Tagen erreicht. Die hierbei erreichten Partialdruckdifferenzen zwischen Trockenluft und Trocknungsgütern wurde mit 3308 Pascal ermittelt.
Durch den Einsatz eines Kompressionstrocknungssystems entsprechend dem Verfahren und der Vorrichtung gemäss der Erfindung wird unter Anwendung einer Partialdruckdifferenz im Mittel von 30231 Pascal (für 20'C 40 % auf 70 C 100 %) die Trocknungsdauer analog der Partialdruckdifferenz reduziert.
Die oben beschriebene Verfahrensanwendung lässt sich ebenso zur Austrocknung von Fussbodenunterkonstruktionen nach Wasserschäden verwenden. Dazu muss die unter dem Estrich befindliche Folie durchstossen werden, damit hoch-energetische Trockenluft die unter dem Estrich liegende Trittschalldäm- mung, Wärmedämmung und die Schüttung durchströmen kann.
Die dabei erzielten Trocknungszeiten liegen etwa bei einem Zehntel gegenüber dem bisher angewendeten Kondensations- oder Sorptionstrocknungstechniken.
Patentansprüche 1. Verfahren zum Trocknen von Gegenständen und Stoffen mittels Luft, wobei der Luft die Feuchtigkeit durch Kondensationstrocknung entzogen wird. dadurch gekennzeichnet, dass zur Trocknung vorgese- hene atmosphärische Luft zuerst komprimiert und die dabei auskondensierte Luftfeuchte aus dem unter
Druck stehenden Luft-Wasser Gemisch ausgeschieden wird, worauf die unter Druck stehende Luft als trockener Luftstrom den Gegenständen und Stoffen zugeführt wird und danach die mit von den
Gegenständen und Stoffen stammende Feuchtigkeit angereicherte Luft in die Atmosphäre abgeführt wird.
2. Verfahren zum Trocknen von Gegenständen und Stoffen mittels Luft, wobei der Luft die Feuchtigkeit durch Kondensationstrocknung entzogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Trocknung vorgese- hene Luft zuerst komprimiert und die dabei auskondensierte Luftfeuchte aus dem unter Druck stehenden Luft-Wasser Gemisch ausgeschieden wird, worauf die unter Druck stehende Luft als trockener Luftstrom den Gegenständen und Stoffen zugeführt wird und danach diese mit von den
Gegenständen und Stoffen stammende Feuchtigkeit angereicherte Prozessluft unter Bildung eines
Verfahrenskreislaufes zur Kompression rückgeführt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die atmosphärische
Luft oder Prozessluft vor und/oder nach ihrer Kompression abgekühlt wird.