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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Belüften einer in einer Halle befindlichen, eingehaus- ten Beizanlage, mit zumindest einem Behälter und einem Ventilator, der Luft aus der Halle durch die eingehauste Beizanlage zu einem Luftwascher fördert. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrich- tung zur Durführung des Verfahrens Derartige Beizanlagen sind beispielsweise aus den österrei- chischen Gebrauchsmustern AT 2670 U1 und AT 2671 U1 bekannt und haben sich im wesentli- chen bewahrt.
Als problematisch bei derartigen eingehausten Beizanlagen hat sich herausgestellt, dass es zu einer starken Verdunstung aus den einzelnen Beizbehältern kommt, die so gross ist, dass verschie- dentlich der Sättigungspunkt der Luft in der Einhausung überschritten wird. Bei offenen Beizanla- gen spielt dies durch das grosse zur Verfügung stehende Luftvolumen und durch die in der Halle zufolge der Temperaturgradienten auftretenden starken Luftbewegung keine grosse Rolle, es kommt zu einem ausreichenden Luftaustausch im Bereich der Beizbehälter, um dies zu verhindern
Mit der Einhausung und der damit verbundenen Durchfuhr von Luft, um die entstandenen Dämpfe einer Filterung zuzuführen, ergibt sich das Problem, dass bei einer Erhöhung des Luftdurchsatzes auf Werte, wie er freistehenden, somit nicht eingehausten Beizanlagen entspricht,
einerseits die
Ventilatorleistung erhöht werden muss, anderseits der Luftwäscher entsprechend vergrössert wer- den muss und dass schliesslich die zu bekämpfende Verdunstung weiter erhöht wird.
Die Erfindung bezweckt ein Verfahren bzw eine Vorrichtung zu schaffen, das bzw. die diese
Nachteile nicht aufweist und durch das die relative Luftfeuchtigkeit in der Einhausung auf einem dem Beizverfahren zuträglichen Wert gehalten werden kann, ohne dass dabei unverhältismässige
Investitionen getätigt oder grosse Mengen an Fremdenergie eingesetzt werden müssen.
Erfindungsgemäss erreicht man diese Ziele dadurch, dass zumindest ein Teil des der eingehaus- ten Beizanlage zugeführten Luftstromes vorgewärmt wird und dass die zur Vorwärmung notwendige
Energie zumindest zum überwiegenden Teil aus Abwärme stammt.
Der Vorteil dieser Verfahrensführung liegt darin, dass durch die Vorwärmung die Bildung von
Nebel verhindert wird, wobei man jedoch weiterhin knapp an der Sättigungsgrenze Hegt.
Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens ist dazu vorgesehen, dass der aus der eingehausten Beizanlage kommende Luftstrom durch einen Wärmetauscher geführt wird, durch den anderseits zumindest ein Teil des der eingehausten Beizanlage zugeführten Luft- stromes geführt wird, der dadurch erwärmt wird.
Eine Variante des erfindungsgemässen Verfahrens für Beizanlagen, bei denen zumindest ein
Beizbehälter in einem Keller der gemeinsamen Beizanlage steht ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des der eingehausten Beizanlage zugeführten Luftstroms durch den Keller geführt und dadurch erwärmt wird. Ein besonderer Vorteil dieser Variante liegt dann, dass die Erzielung des wunschgemässen Effektes auch ohne Anordnung eines zusätzlichen Warmetau- schers oder und Ventilators möglich ist.
Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens wird der aus der einge- hausten Beizanlage kommende Luftstrom durch einen Wärmetauscher geführt, durch den ander- seits ein innerhalb der Halle durch einen Ventilator erzeugter Luftstrom erwärmt wird, der die Hallentemperatur anhebt Dadurch wird eine grösstmögliche Sicherheit gegenüber Nebelbildung erreicht. Darüberhinaus besteht ein Vorteil dann, dass die Temperatur der in die Umwelt abgeführ- ten Abluft wesentlich geringer ist und somit weniger Energie ungenützt an die Umgebung abgege- ben wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, dass in der von der eingehausten Beizanlage kommenden Luftführung vor dem Ventilator ein Wärmetauscher vorgesehen ist, der andererseits auch in der zur eingehausten Beizanlage führenden Luftführung angeordnet ist.
Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäss weiters dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der zur eingehausten Beizanlage führenden Luftführung durch den Keller der eingehausten Beizanlage geführt wird.
Gemäss einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung ist vorgesehen, dass in der von der eingehausten Beizanlage kommenden Luftführung vor dem Luftwäscher ein Wärmetauscher vorgesehen ist, durch den andererseits mittels eines Ventilators Luft aus der Halle geführt und anschliessend erwärmt wieder in die Halle geblasen wird.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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die Fig. 1 den Stand der Technik, die Fig. 2 ein erfindungsgemässes Verfahren in einer ersten Variante, die Fig. 3 eine bevorzugte Variante des erfindungsgemässen Verfahrens und die Fig. 4 eine besonders bevorzugte Variante des erfindungsgemässen Verfahrens.
In allen Figuren ist in Form einer durch eine strichpunktierte Linie umschlossenen Fläche die
Werkshalle als Bilanzgrenze angedeutet, in der sich die eigentliche, mit durchlaufenden Linien begrenzte Einhausung 2 befindet. Innerhalb der Einhausung befinden sich die einzelnen Beizbe- hälter 3, die im Boden der Einhausung 2 versenkt, aber zu Kontroll- und Überwachungszwecken mehr oder weniger freistehend in einem Keller 4 angeordnet sind. Die einzelnen Figuren zeigen die
Situation jeweils im Winter, wenn die Temperaturverhältnisse für das Erreichen des Taupunktes besonders unangenehm sind.
Wie nun aus Fig. 1 ersichtlich ist, wird gemäss dem Stand der Technik Luft LO aus der Halle 1 in die unter vermindertem Druck stehende Einhausung 2 eingebracht und erwärmt und mit erhöhter
Feuchtigkeit angereichert durch einen Ventilator 5, der für den Unterdruck sorgt, auch wieder abgezogen und einem zumeist ausserhalb der Halle befindlichen Luftwäscher 6 zugeführt. Übli- cherweise beträgt die Hallentemperatur 10 C und die relative Luftfeuchtigkeit 70 %.
Bei einem
Durchzug von 40 000 kg trockener Luft pro Stunde kommt es bei den üblichen hohen Badtempera- turen und der durch das Eintauchen der zu beizenden Gegenstände bewirkten Badbewegung und der grossen von Flüssigkeit benetzten Oberfläche der behandelten Gegenstände zu einer Verduns- tung von etwa 800 kg Wasser pro Stunde aus den Beizbehältern 3, was im Schnitt dazu führt, dass die abgezogene Luft L2 bei einer Temperatur von 25 C eine rechnerische relative Feuchte von
125 % hat, somit Nebel vorliegt. Dieser Nebel wiederum ist der Qualität der gebeizten Gegenstän- de abträglich und soll verhindert werden.
Gemäss einer ersten Variante der Erfindung, die in der Fig. 2 dargestellt ist, wird nun ein Teil, im dargestellten Beispiel die Hälfte, der in die Einhausung 2 eingebrachten Luft L1 in einem Wär- metauscher 7 durch die aus der Einhausung 2 abgezogene Luft L2 (nach dem Wärmetauscher mit
L2' bezeichnet) erwärmt, sodass der aus dem Luftstrom LO und dem erwärmten Luftstrom L3 beste- hende, in die Einhausung gelangende Luftstrom L1 insgesamt eine Temperatur von 15 C und eine relative Feuchte von nur mehr 50 % aufweist. Damit wird die ausgebrachte Luft L2 auf 99 % Luft- feuchtigkeit gehalten und das Unterschreiten des Taupunktes vermieden.
Wenn hier zur Erhöhung der Sicherheit gegen die Unterschreitung des Taupunkts eine stärkere Reduktion der relativen
Luftfeuchtigkeit gewünscht ist, so ist in einem grösseren Wärmetauscher ein grösserer Teilluftstrom
L3 der in die Einhausung 2 strömenden Luft L1 vorzuwärmen, um zu einer entsprechend grösseren
Sicherheit zu kommen, wodurch aber auch ein stärkerer Ventilator notwendig wird.
Eine bevorzugte Variante der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Dabei nutzt man die Tatsache, dass sich im Keller 4 der Einhausung 2, in dem sich die einzelnen Beizbehälter 3 befinden, auf- grund der hohen Badtemperatur eine hohe Temperatur hält, die die Luft, die durch den Keller geführt wird, entsprechend stark aufwärmt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Hallenluft LO von 10 auf 18 (Luftstrom L1') erwärmt und ihre relative Luftfeuchtigkeit sinkt auf 42 %, sodass sie auch nach Durchqueren der Einhausung 2 am Ausgang als Luftstrom L2 eine relative Feuchte von nur 88 % aufweist und somit auch bei Stossbetrieb unter Berücksichtigung der immer im Betrieb auftretenden Unregelmässigkeiten sicher unter 100 %, somit immer deutlich über dem Taupunkt liegt.
Eine besonders bevorzugte Variante ist in Fig. 4 dargestellt, bei der zwar ein zweiter Ventilator 8 verwendet wird, wobei aber besonders gute Resultate erreicht werden können. Bei dieser Varian- te wird Hallenluft LO aus eher kühlen Gebieten der Halle mit etwa 10 C durch den Ventilator 8 angesaugt, über den Wärmetauscher 7 geführt und dabei erwärmt und sodann als Luftstrom LO' wieder in die Halle 1 ausgeblasen. Auf diese Weise erreicht man in den meisten Gebieten der Halle eine Temperatur von etwa 12 C, die auch die Eingangstemperatur für den Luftstrom LO" ist, der mittels des Ventilators 5 durch den Keller 4 und so erwärmt als L1" bezeichnet durch die Ein- hausung 2 gezogen wird.
Durch die erhöhte Eintrittstemperatur in den Keller erreicht man ein weiteres Absinken der rela- tiven Luftfeuchtigkeit beim Eintritt in die Einhausung 2 und so auch eine deutliche Reduktion der Luftfeuchtigkeit am Austritt des Luftstromes L2 aus der Einhausung 2, nämlich nur 79 %. Die an dieser Stelle auf 33 C erhöhte Temperatur macht den Wärmetauscher 7 effektiver, als er in den
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vorangegangen Beispielen arbeitet, sodass hier an Investitionsvolumen gespart werden kann. Das
Gebläse bzw. der Ventilator 5 hat wie in allen anderen Ausführungsbeispielen nur mit der ange- nommenen Luftmenge von 40 000 kg pro Stunde (umgerechnet auf trockene Luft) zu tun und muss nicht stärker ausgeführt sein als in den anderen Beispielen.
Bei der Ausführungsform gemäss der Fig. 4 erreicht man ein Anheben der Temperatur in der
Halle, was für das Betriebsklima günstig ist und eine weitestgehende Sicherheit gegen das Unter- schreiten des Taupunktes in der Einhausung 2, somit das Hauptziel der Erfindung. Durch die
Trennung der Ventilatoren 5 und 8 ist es leicht möglich, die sich immer wieder ändernden Betriebs- und Umgebungsparameter zu berücksichtigen, ohne dass es hier zu unangenehmen Rückkopplun- gen und Seiteneffekten kommen kann. Ob der Wärmetauscher 7 jeweils vor oder hinter den Venti- latoren 5 bzw. 8 angeordnet ist, ist vom Fachmann auf dem Gebiete der Strömungs- und Wärme- technik in Kenntnis der Erfindung und in Abhängigkeit vom Anwendungsfall leicht zu entscheiden.
Es soll festgehalten werden, dass in allen Ausführungsbeispielen von einer Verdampfung von
800 kg/h Wasser in der Einhausung ausgegangen wurde, unabhängig von den unterschiedlichen
Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten des durch die Einhausung geführten Luftstromes.
Zu der gewählten Darstellungsform ist noch zu sagen, dass die über die Bilanzgrenze (aus der
Halle 1 zum Luftwäscher 6) gebrachte Luftmenge nicht ausgeglichen erscheint, da der Halle 1 in der Zeichnung keine Luft zugeführt wird. Diese Defizitmenge wird einfach durch die verschiedens- ten Undichtigkeiten üblicher Fabrikshallen im Dachbereich, im Fensterbereich und im Türen- und
Einfahrtsbereich und natürlich durch die Belüftung der Halle selbst ausgeglichen und daher in den
Figuren nicht besonders ausgewiesen.
Bei der letztgenannten Variante gemäss Fig. 4 ist auch zu erwähnen, dass der vom Ventilator 8 angesaugte Luftstrom LO mit einer Temperatur von 10 C angegeben ist, während die allgemeine
Hallentemperatur (entsprechend LO") mit 12 C angegeben ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass üblicherweise derartige Ansaugvorgänge im Frischluftzufuhrbereich erfolgen, somit an der Hallen- wand oder nahe einer häufig offenstehenden Türe, während die mit 18 C ausströmende Luft vorteilhafterweise in Hallenbereiche geleitet wird, in denen eine höhere Temperatur erwünscht ist, beispielsweise zu Kojen, in denen Verwaltungsarbeit geleistet wird und die daher einer hoheren Temperatur bedürfen als die Hallenbereiche, in denen manuelle Arbeit verrichtet wird.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten bzw. beschriebenen Ausführungsbeispiele be- schränkt, sondern kann verschiedentlich abgewandelt und verändert werden. So kann in be- schränktem Ausmass auch Fremdenergie (Primärenergie) verwendet werden, um die in die Einhau- sung eintretende Luft zu erwärmen, wenn dies auch nur in Sonderfällen ein gangbarer Weg sein wird.
Wie die Luft in die Einhausung gelangt, ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt und wird durch die Erfindung nicht direkt berührt. Dies ermöglicht bzw. vereinfacht die Nachrüstung bestehender Anlagen mit erfindungsgemässen Vorrichtungen, um das erfindungsgemässe Verfahren betreiben zu können. Bemerkt soll noch werden, dass der Luftwäscher nicht zwangsläufig ausser- halb der Halle angeordnet sein muss, wenn dies auch meistens der Fall ist. Selbst wenn er inner- halb der Halle aufgebaut ist, wird doch seine Abluft ins Freie geführt, sodass die Position des Luft- wäschers keinen Einfluss auf das erfindungsgemässe Verfahren hat.
Es ist der Ventilator 5 in den Beispielen so angeordnet, dass er in der Einhausung einen Unter- druck schafft, um das Austreten von Beizdämpfen aus der Umhausung (beim Öffnen der Tore zum Einbringen des Beizgutes etc. ) zu verhindern. Auf das erfindungsgemässe Verfahren hat dies selbstverständlich keinen Einfluss, es könnte auch durchgeführt werden, wenn der Ventilator vor der Einhausung angeordnet wäre. Als Ventilator kann jede Type und Art, wie sie in der Beiztechnik üblich ist, verwendet werden.
Unter "Abwärme" wird in der Beschreibung und den Patentansprüchen in erster Linie die Ab- wärme des Beizprozesses verstanden, doch ist es für den Fachmann klar, dass auch jede andere Abwärme die zumindest in der Halle, in der die eingehauste Beizanlage angeordnet ist, anfällt, im Zuge des erfindungsgemässen Verfahrens entweder automatisch durch das Ansaugen der Hallen- luft verwendet wird oder durch gezieltes Ansaugen verwendet werden kann.