<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Trocknungsanlage mit einer Trocknungskammer, in der ein Trocknungsraum für zu trocknendes Gut definiert ist, einem in der Trocknungskammer angeordneten Ventilator bzw. einer Ventilatorgruppe, mindestens einem Luftdurchlass, der zwischen dem Innenraum der Trocknungskammer und deren Aussenumgebung kommuniziert, und mindestens einem Umkehr-Luftdurchlass, der zwischen dem Innenraum der Trocknungskammer und deren Aussenumgebung kommuniziert, wobei in der Trocknungskammer ein Luftzirkulationspfad ausgebildet ist, der von einer Seite des Ventilators bzw. der Ventilatorgruppe ausgehend durch den Trocknungsraum hindurch und zurück zur anderen Seite des Ventilators bzw. der Ventilatorgruppe führt.
Aus der AT 002 034 U1 ist eine Trocknungsanlage für Schnittholz bekannt, die aus einer Trokkenkammer und einer Luftversorgungseinrichtung besteht, wobei die Trockenkammer eine Luftumwälzvorrichtung, eine Luftheizung in Form eines Heizregisters sowie durch Absperrklappen gesteuerte Zu- und Abluftöffnungen aufweist und die Luftversorgungsemrichtung einen von der Zu- bzw.
Abluft durchströmten Wärmetauscher umfasst. Um auf rationelle Weise einen hohen Wärmerückgewinnungsgrad zu erreichen, stehen die Ab- und Zuluftöffnungen über einen Luftführungskanal miteinander in Verbindung, in den der Wärmetauscher als Kondensator für einen Umluftbetrieb eingebunden ist.
Aus der EP 0 284 709 ist ein vom Anmelder der vorliegenden Erfindung mitentwickelter Ventilator mit reversibler Drehrichtung zur Förderrichtungsänderung, insbesondere zur Luftumwälzung in Holztrocknungsanlagen bekannt.
Die DE 32 06 348 A1 wiederum offenbart eine Lufttrockenkammer für Holz mit Heizregister, Ventilator, Luftkanälen, Thermostat und einem Hygrostat, wobei sich der Warmluftkanal in der Trockenkammer entlang der Decke in Längsrichtung erstreckt, an der Eingangsöffnung des Warmluftkanals und gegenüber einem Heizregister mindestens ein Ventilator liegt, und die Stirnwand mit Öffnungen und Ventilatoren ausgestattet ist, wobei an der Innenseite eine Kondenserplatte den Frischluftkanal gegen den Innenraum der Trockenkammer abschliesst.
Eine Trocknungsanlage der eingangs genannten Art wurde vom Anmelder vor einiger Zeit entwickelt und hat sich auf dem Markt im allgemeinen gut bewährt. Diese bekannte Anlage wird im folgenden anhand der Figuren 3 und 4 erläutert, die Aufrisse der Anlage zeigen.
Die bekannte Trocknungsanlage besteht aus einer allgemein mit 101 bezeichneten Trocknungskammer, in der ein Trocknungsraum 102 für zu trocknendes Gut definiert ist, wobei es sich bei diesem Gut um stapelbare Güter, wie z. B. die dargestellten Holzbretterstapel 103, oder aber auch um Schüttgüter handeln kann. Zur Erzeugung eines Luftstroms in der Trocknungskammer ist ein Ventilator 104 unter der Decke der Trocknungskammer angeordnet, der durch eine Zwischendecke 105 vom Trocknungsraum 102 abgetrennt ist. Weiters sind im Dach der Trocknungskammer zwei Luftdurchlässe 106,107 ausgebildet, von denen - abhängig von der Förderrichtung des Ventilators - jeweils einer als Frischlufteinlass und der andere als Abluftauslass wirkt.
Weiters ist/sind zur Erwärmung des in der Trocknungskammer zirkulierenden Luftstroms ein oder mehrere Heizregister 108 vorgesehen, das/die sich von der linken Kante der Zwischendecke 105 zu einer Seitenwand der Trocknungskammer hin erstreckt/erstrecken, wobei Heizregister auch auf der anderen Seite bzw. allgemein auch in der Zwischendecke vor oder hinter dem Ventilator angeordnet sein könn- ten.
Aufgrund der dargestellten Anordnung des Ventilators unter der Decke mit einer darunterliegenden Zwischendecke, die den Ventilator vom Trocknungsraum abtrennt, wobei sich die Zwischendecke aber nicht über die gesamte Deckenfläche erstreckt, wird in der Trocknungskammer ein Luftzirkulationspfad gebildet, der von einer Seite des Ventilators ausgehend oberhalb der Zwischendecke entlang, durch das Heizregister hindurch in den Trocknungsraum und quer durch diesen hindurch zu einer Öffnung 109 zwischen einer Endkante der Zwischendecke und einer Seitenwand nach oben und wieder zurück zum Ventilator erstreckt. Das Öffnen und Schliessen der
Klappen 106,107 erfolgt automatisch über eine Steuer- und Regeleinrichtung in Abhängigkeit von
Klima, Luftgeschwindigkeit oder Holzfeuchteänderung.
Fördert der Ventilator Luft in Richtung des Pfeils C (d. h. in der Zeichnung nach links), so erge- ben sich die in Fig.3dargestellten Strömungsverhältnisse. Ein Teil des durch den Ventilator hin- durch geförderten Luftstroms C tritt als Abluft C1 durch den Luftdurchlass 106, der jetzt als Auslass wirkt, aus der Trocknungskammer 101 aus. Der übrige Teil C2 des Luftstroms strömt durch das
Heizregister 108 hindurch und wird dabei erwärmt und gelangt in den Trocknungsraum 102, wo er durch den Bretterstapel 103 hindurchfliesst Um zu vermeiden, dass der Luftstrom oberhalb des
<Desc/Clms Page number 2>
Bretterstapels vorbeifliesst, hängen von der Zwischendecke 105 Schürzen 110, Klappen oder dergl. herab, die diesen Zwischenraum absperren.
Nachdem der Luftstrom durch den Bretterstapel hindurchgegangen ist, wird er durch die Öffnung 109 nach oben gesaugt (Pfeil C3), da oberhalb der Öffnung 109 gegenüber dem Trocknungsraum 102 Unterdruck herrscht, und wird zum Ventilator 104 hingezogen. Der Ventilator saugt dabei auch Frischluft C4 aus dem Luftdurchlass 107 an, der als Einlass wirkt.
Diese Zwangs-Luftumwälzung in der Trocknungskammer mittels Ventilator ist deshalb zweckmässig, damit das zu trocknende Gut vermehrt Wasserdampf abgeben kann, indem stets nicht mit Wasserdampf gesättigte Luft zugeführt wird, was zusätzlich zur Umwälzung eine Frischluftzufuhr zur Trocknungskammer sowie eine Abluftabfuhr aus der Trocknungskammer notwendig macht. Die Luftstromgeschwindigkeit wird dabei abhängig von der Art und dem Zustand des zu trocknenden Gutes eingestellt.
Um eine möglichst gleichmässige Trocknung des Gutes im Trocknungsraum zu erreichen, hat es sich auch als sinnvoll erwiesen, die Förderrichtung des Ventilators und somit die Luftströmungsrichtung in regelmässigen Intervallen umzukehren. Bei der dargestellten bekannten Trocknungsanlage führt die Umkehr der Förderrichtung des Ventilators zu den in Fig. 4 dargestellten Strömungsverhältnissen.
Dabei wird durch den Ventilator ein Luftstrom D erzeugt, der in der Zeichnung nach rechts gerichtet ist. Ein Teil dieses Luftstroms D wird als Abluft D1 durch den Luftdurchlass 107, der jetzt als Auslass wirkt, aus der Trocknungskammer 101 ausgestossen. Der übrige Teil D2 des Luftstroms strömt durch die Öffnung 109 hindurch nach unten in den Trocknungsraum 102, worauf er durch den Bretterstapel 103 hindurchfliesst. Nachdem der Luftstrom durch den Bretterstapel hindurchgegangen ist, wird er durch das Heizregister 108 hindurch nach oben gesaugt (Pfeil D3) und dabei nach Bedarf vom Heizregister unter Steuerung durch eine Steuer- und Regeleinrichtung erwärmt.
Im Anschluss daran vermischt sich der erwärmte Luftstrom D3 mit kalter Frischluft D4, die vom Ventilator aus dem Luftdurchlass 106, der als Einlass wirkt, angesaugt wird.
Obgleich die in den Figuren 3 und 4 dargestellte Trocknungsanlage zufriedenstellend arbeitet, so ist sie dennoch in bezug auf den Wirkungsgrad und den Energieverbrauch nicht optimal. Fördert der Ventilator in die in Fig.3 gezeigte Richtung, so wird der wasserdampfführende Luftstrom C3 nämlich zuerst mit Frischluft C4 vermischt und dabei abgekühlt und erst dieses Gemisch durch den Luftdurchlass 106 ausgestossen, d. h. ein Teil der zum Antrieb des Ventilators benötigten Energie wird verschwendet, indem Frischluft durch den Durchlass 107 angesaugt und teilweise durch den Durchlass 106 abgegeben wird, ohne vorher mit dem zu trocknenden Gut in Berührung gekommen zu sein, während andererseits die wasserdampfführende Luft zum Teil im Kreislauf weitergeführt wird.
Es muss auch damit gerechnet werden, dass sehr feuchte Luft durch die Frischluft so weit abgekühlt wird, dass es in der Trockenkammer zu starker Kondensation kommt, was die Trocknungsdauer natürlich unerwünscht verlängert.
Arbeitet der Ventilator in umgekehrter Richtung, wie in Fig. 4 gezeigt, so wird zusätzlich der feuchte Luftstrom D3 zuerst erwärmt, dann mit kühler Frischluft D4 vermischt und als Abluft D1 aus dem Durchlass 107 ausgestossen, bevor der Rest D2 des erwärmten Luftstroms mit dem zu trocknenden Gut in Berührung kommt, d. h. auch ein Teil der Heizenergie geht ungenützt verloren.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, Wirkungsgrad und/oder Energieverbrauch einer eingangs erläuterten Trocknungsanlage beträchtlich zu verbessern, wobei eine solche Anlage nicht notwendigerweise mit einem Heizregister ausgerüstet sein muss. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass sowohl der mindestens eine Luftdurchlass als auch der mindestens eine Umkehr-Luftdurchlass an demselben, zwischen Trocknungsraum und Ventilator bzw. Ventilatorgruppe verlaufenden Teilabschnitt des Luftzirkulationspfads angeordnet sind. Im Gegensatz dazu sind bei der bekannten Anlage die Luftdurchlässe an gegenüberliegenden Teilabschnitten des Luftzirkulations- pfads angeordnet.
Durch die erfindungsgemässe Modifikation ist es möglich, dass die Frischluft angesaugt wird, ohne sich mit der Abluft zu vermischen und gewährleistet wird, dass die erwärmte
Luft durch das zu trocknende Gut hindurchgeht, ohne teilweise bereits vorher mit der Abluft aus- gestossen zu werden. Somit ist sichergestellt, dass feuchte Luft nicht aufgewärmt und unmittelbar danach ins Freie geblasen wird, sondern in wirkungsgrad- und energieverbrauchsverbessemder Weise die feuchte Luft ins Freie geblasen wird und unabhängig davon frische Luft angesaugt und erwärmt und dann durchs Trockengut geblasen wird.
Durch diese erfindungsgemässe Massnahme
<Desc/Clms Page number 3>
können Einsparungen der Heizenergie von 10% und mehr erzielt und allgemein der Trocknungsvorgang beschleunigt werden, da die den Trocknungsraum durchströmende Luft im Vergleich mit Anlagen des Standes der Technik trockener ist.
Mit den Begriffen Luftdurchlass und Umkehr-Luftdurchlass wird zum Ausdruck gebracht, dass im Betrieb der Trocknungsanlage diese Durchlässe in gegensätzlicher Richtung angeströmt werden, d. h. einer davon als Einlass und der andere als Auslass wirkt.
Um die Durchmischung von Frisch- und Abluft noch besser zu verhindern, ist in einer Fortbildung der Erfindung vorgesehen, dass zwischen dem mindestens einen Luftdurchlass und dem mindestens einen Umkehr-Luftdurchlass mindestens eine in den Luftzirkulationspfad ragende Trennwand ausgebildet ist. Diese stellt eine strömungstechnisch günstige Abzweigung im Luftzirkulationspfad dar. Durch geeignete Dimensionierung wird sichergestellt, dass sich in der Trocknungsanlage die geeigneten Druck- und Unterdruckverhältnisse aufbauen, wobei durch den Unterdruck die Frischluft angesaugt und durch Überdruck die Abluft ausgestossen wird.
Der Trocknungsvorgang wird mit erwärmter Luft beschleunigt, da diese mehr Wasserdampf aufnehmen kann. Daher ist vorteilhaft im Luftzirkulationspfad ein Heizregister angeordnet, das mit dem mindestens einen Luftdurchlass oder dem mindestens einen Umkehr-Luftdurchlass kommuniziert. Das Heizregister wird günstigerweise so ausgelegt, dass an seinen beiden Seiten bei Anströmung mit Luft ein erwünschter Druckunterschied auftritt. Dieser Effekt wird verstärkt, indem die Trennwand mindestens eine Seite des Heizregisters begrenzt.
Ein strömungstechnisch günstiger Luftzirkulationspfad ergibt sich, wenn zwischen Ventilator bzw. Ventilatorgruppe und Trocknungsraum eine Zwischendecke oder Zwischenwand angeordnet ist. Diese Zwischendecke oder Zwischenwand kann vorteilhaft mindestens eine Seite des Heizregisters begrenzen, wobei sie auch unter dem Trocknungsgut oder seitlich davon liegen kann.
Um den Trocknungsvorgang an die Art oder den Zustand des zu trocknenden Gutes anzupassen, kann in weiteren Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Trocknungsanlage a) mindestens ein Luftdurchlass und/oder Umkehr-Luftdurchlass Absperrklappen aufweisen ; b) die Förderrichtung des Ventilators bzw. der Ventilatorgruppe reversibel sein ; c) die Förderleistung des Ventilators bzw. der Ventilatorgruppe einstellbar sein ; und d) die Stellung der Klappen automatisch von einer Steuer- und Regeleinrichtung eingestellt werden.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, worin die Figuren 1 und 2 eine erfindungsgemässe Trocknungsanlage im Aufriss bei entgegengesetzten Ventilator-Förderrichtungen zeigen.
Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Trocknungsanlage handelt es sich um eine Fortbildung der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Anlage des Standes der Technik. Gleiche oder ähnliche Teile sind daher mit gleichen Bezugszeichen, jeweils vermindert um 100, dargestellt. Eine nähere Erläuterung dieser Teile kann unterbleiben, und es wird stattdessen auf die oben erfolgte Beschreibung verwiesen.
Die erfindungsgemässe Trocknungsanlage besteht aus einer allgemein mit 1 bezeichneten Trocknungskammer, in der ein Trocknungsraum 2 für zu trocknendes Gut definiert ist, wie z.B.
Holzbretterstapel 3. Zur Erzeugung eines Luftstroms in der Trocknungskammer ist ein Ventilator 4 unter der Decke der Trocknungskammer angeordnet, der durch eine Zwischendecke 5 vom Trocknungsraum 2 abgetrennt ist. Anstelle eines Ventilators kann auch eine Gruppe an Ventilatoren vorgesehen werden, die beispielsweise nebeneinander oder übereinander angeordnet sind. Die Ventilatoren können Axial- oder Radialventilatoren sein. Weiters sind im Dach der Trocknungskammer zwei nebeneinander angeordnete Luftdurchlässe 6,7 ausgebildet, von denen - abhängig von der Förderrichtung des Ventilators - jeweils einer als Frischlufteinlass und der andere als Abluftauslass wirkt. Eine nach unten ragende Trennwand 11trennt die Öffnungen der Durchlässe voneinander und bildet eine Abzweigung für den Luftzirkulationspfad.
Jeder Luftdurchlass kann zweckmässig selektiv oder auch gemeinsam mit anderen durch Absperrklappen 12 verschlossen werden. Weiters ist zur Erwärmung des in der Trocknungskammer zirkulierenden Luftstroms ein Heizregister 8 vorgesehen, das sich von der rechten Kante der Zwischendecke 5 zur Trennwand 11erstreckt. Die Zwischendecke 5 reicht nicht ganz bis zur linken Seitenwand der Trocknungskammer 1, sondern lässt eine Öffnung 9 frei, durch die Luft strömen kann. Die gewählte Grösse der Öffnung hängt von Faktoren wie der Holzdimension, den Stapellatten, der Stapelhöhe und -anzahl und der Holzart ab.
<Desc/Clms Page number 4>
Damit die Luft durch das Trocknungsgut hindurch, aber nicht oberhalb daran vorbei strömen kann, hängt eine Schürze 10 von der Zwischendecke 5 herab. Somit wird in der Trocknungskammer ein Luftzirkulationspfad gebildet, der von einer Seite des Ventilators ausgehend oberhalb der Zwischendecke entlang durch das Heizregister hindurch in den Trocknungsraum und quer durch diesen hindurch dann durch die Öffnung 9 nach oben und wieder zurück zum Ventilator verläuft.
Im folgenden werden anhand von Fig. 1 die Strömungsverhältnisse beschrieben, wenn der Ventilator Luft nach rechts, d.h. in Richtung des Pfeils A, fördert. Ein Teil des durch den Ventilator hindurch geförderten Luftstroms A tritt als Abluft A1 durch den Luftdurchlass 6, der als Auslass wirkt, aus der Trocknungskammer 1 aus. Der übrige Teil A2 des Luftstroms strömt durch das Heizregister 8 hindurch nach unten und wird dabei erwärmt und gelangt in den Trocknungsraum 2 (dargestellt durch Pfeil A5), wo er durch den Bretterstapel 3 hindurchfliesst. Nachdem der Luftstrom durch den Bretterstapel hindurchgegangen ist (Pfeil A6), wird er durch die Öffnung 9 nach oben gesaugt (Pfeil A3) und zum Ventilator 4 hingezogen.
Der Luftzirkulationsstrom bewirkt, dass Frischluft A4 aus dem Luftdurchlass 7, der als Einlass wirkt, direkt in den Trocknungsraum 2 gesaugt wird. Es ist anzumerken, dass die Abluft A1 durch die geeignet eingestellten Druckverhältnisse in der Trocknungskammer aus dem Durchlass 6 ausgestossen wird, ohne vorher unerwünscht nochmals durch das Heizregister 8 erwärmt worden zu sein.
Wenn der Ventilator Luft nach links, d. h. in Richtung des Pfeils B, fördert, ergeben sich in der Trocknungskammer 1 die in Fig. 2 dargestellten Strömungsverhältnisse. Der durch den Ventilator hindurch geförderte Luftstrom B wird nach unten umgelenkt (Pfeil B2) und gelangt durch die Öffnung 9 in den Trocknungsraum 2 (Luftstrom dargestellt durch Pfeil B5), wo er durch den Bretterstapel 3 hindurchfliesst. Nachdem der Luftstrom durch den Bretterstapel hindurchgegangen ist (Pfeil B6), wird er teilweise durch das Heizregister 8 hindurch nach oben gesaugt (Pfeil B3), dabei erwärmt und anschliessend zum Ventilator 4 hingezogen. Durch den Unterdruck rechts vom Ventilator wird gleichzeitig Frischluft (Pfeil B4) aus dem Durchlass 6 angesaugt. Ein anderer Teil des Luftstroms B6 wird als Abluft B1 aus dem Durchlass 7 nach aussen abgegeben.
Es ist wiederum anzumerken, dass die Abluft B1 aus dem Durchlass 7 ausgestossen wird, ohne vorher unerwünscht nochmals durch das Heizregister 8 erwärmt worden zu sein.
In einer weiteren Ausgestaltung können die Klappen und/oder Heizregister bei gleicher Funktionsweise auch beidseitig angeordnet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Trocknungsanlage mit einer Trocknungskammer, in der ein Trocknungsraum für zu trock- nendes Gut definiert ist, einem in der Trocknungskammer angeordneten Ventilator bzw. einer Ventilatorgruppe, mindestens einem Luftdurchlass, der zwischen dem Innenraum der
Trocknungskammer und deren Aussenumgebung kommuniziert, und mindestens einem
Umkehr-Luftdurchlass, der zwischen dem Innenraum der Trocknungskammer und deren
Aussenumgebung kommuniziert, wobei in der Trocknungskammer ein Luftzirkulationspfad ausgebildet ist, der von einer Seite des Ventilators bzw. der Ventilatorgruppe ausgehend durch den Trocknungsraum hindurch und zurück zur anderen Seite des Ventilators bzw.
der Ventilatorgruppe führt, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der mindestens eine Luft- durchlass (6) als auch der mindestens eine Umkehr-Luftdurchlass (7) an demselben, zwi- schen Trocknungsraum (2) und Ventilator (4) bzw. Ventilatorgruppe verlaufenden Teilab- schnitt (A2 und A5 ; und B3) des Luftzirkulationspfads angeordnet sind.