Verfahren und Anlage zum Trocknen von feuchtem Gut. Die Aufgabe der Trocknung von feuch tem Gut ist in der letzten Zeit stark in den Vordergrund getreten. Die Trocknung spielt insbesondere eine Rolle bei der Behandlung von Massengütern, wie Getreide, Holz, Kohle, Torf, Früchte, sowie auch bei der Behand lung von Edelgütern, wie Gewebe und lak- kierten Gegenständen.
Mehr und mehr ist die Elektrowärme zum Trocknen verwendet worden, da man die Vorteile, wie leichte Regelbarken, Er zeugung der Wärme an Ort und Stelle und dadurch Vermeidung langer Wege für die Zufuhr schätzen :gelernt hat.
Die Elektrowärme ist aber in der Er zeugung verhältnismässig teuer und hat daher frühzeitig .den Blick der Trocknungs- techniker auf die Wärmebilanz des Trock- nungsvorganges gelenkt. Eine Durchrech- nung solcher Wärmebilanzen ergibt, dass die unvermeidlichen Verluste durch Abstrahlen des Trockners und die der Erwärmung des Gutes verhältnismässig niedrig sind.
Der Hauptteil der Verluste entfällt auf jene Wärme, die mit der Abluft abgeht und die sich zusammensetzt aus der Verdunetungs- wärme des aufzutrocknenden Mittels, z. B.
Wasser, und der der Abluft zugeführten Wärme. Auch dann ist dieser Wärmeverlust noch gross, wenn man, um die Erwärmung der Luft zu vermeiden, die Verdampfung allenfalls im Vakuum durchführt, da die Verdampfungswärme in der Abluft,den grö sseren Teil der Verluste,darstellt.
Um ein ziffernmässiges Beispiel zu geben, kann man sagen, dass selbst bei gut ausge- führten Trocknungsanlagen je Kilogramm wegzutrocknenden Wassers 1,5 bis 1,7 kWh benötigt werden.
Unter Berücksichtigung der derzeitigen Preisverhältnisse für die Kilowattstunde kommt eine Trocknungsanlage unter den obigen Gesichtspunkten viel zu teuer, ab gesehen davon, dass es eine Verschwendung bedeutet, beträchtliche Wärmemengen mit der mit Wasser gesättigten Luft ins Freie fliessen zu lassen.
Es ist nun aus der Literatur bekannt, dass man es -schon mehrfach versucht hat, den hohen Energieverbrauch für die Trock nung und damit die Verluste dadurch herab zusetzen, dass man die mit der Luft aus dem Trockner entweichende Wärme, die insbeson dere die Verdampfungswärme des Wassers enthält, zurückzuge-#v innen versucht.
Bisher haben _sich im wesentlichen zwei Vorschläge mit -dieser Rückgewinnung be- fasst: Der eine dieser Vorschläge bebt dahin, die Abluft zu verdichten. Bei dieser Ver dichtung der mit Wasser angereicherten Ab luft entsteht eine Envärmuiig. Es wird also die Luft auf eine höhere Temperaturstufe gebracht und bei der darauffolgenden Ab kühlung der komprimierten Abluft durch ein Kühlmittel, z.
B. Frischluft, bei welcher die letztere ,ich erwärmt, fällt ein Grossteil des in der komprimierten Abluft enthaltenen Wassers aus und die Verdampfungswärnie wird durch den zum grössten Teil auf die Frischluft erfolgten Übergang auf diese Art und Weise zurizcl@ge;voiinen.
Der zweite Vorschlag findet sich in dein Werke von Prof. Bornjakovic, "Technische Thermo-Dynamil@". Gemäss diesemVoischlag wird der Druck der Abluft mittels einer Luftpumpe herabgesetzt. Durch diese Mass nahme kondensiert ein Teil des )\'assers und die Verdampfungswärme verbleibt in der getrockneten Luft, die nachher komprimiert wird.
Durch eine entsprechende Verbindung von Luftpumpe und Kompressor lässt sich ein Grossteil der aufgewendeten mechanischen Energie zurückgewinnen.
Rein theoretisch betrachtet, arbeiten beide Verfahren richtig. Es werden hierbei die unvermeidlichen Temperatursprünge beim Wärmeaustausch auf ein Mindestmass herab gedrückt. Das Entropiediagramm zeigt einen durchaus günstigen Verlauf.
Beiden genannten Verfahren haftet aber der wesentliche Nachteil an, dass man die ge samte Abluft des Trocknungsvor5angcs durch einen Kompressor hindurehschicken muss. Ist die sekundliche Luftmenge gross, wie es ja vielfach der Fall ist. so ist dadurch eine ausserordentlich grosse und damit kostspielige Anlage bedingt, die neben diesem Nachteil noch den bedeutender Betriebsverluste in sich schliesst.. Daher sind bisher praktische Ausführungen von nach diesem Verfahren arbeitenden Trocknungsanlagen nicht be kannt geworden.
Man hat allerdings schon vorgeschlagen, den Wirkungsgrad von Kältemaschinen da durch zu verbessern, dass man das an sieh bekannte Verfahren des Trocknens feuchter Luft mittels Kälte in Kombination mit einer Kompressionskältemasehine und die tiefe Temperatur der Troeknungsluft noch dazu I-xe.nützt, um den Kondensator der Kälte maschine zu kühlen. Dieser Vorschlag geht.
aber nicht über die Verbesserung des Wir- hiing#";rades der Kältemaschine und über die Einsparung an Kühlwasser hinaus. Die auch noch bekannten sogenannten Klimaanlagen können hier ausser Betracht bleiben, da sie lediglich zur Gleichhaltung einer bestimmten Temperatur und Feuchtigkeit in Räumen dienen, für welche sie eigen" gebaut sind.
Die Erfindung liezielit sich nun auf ein Verfahren zum Trocknen von feuchtem CTut, bei welchem über das Gut ein erwärmter trockener Gasstrom geleitet wird, der die Feuchtigkeit vom Gut aufnimmt und nach aussen abführt, Tonach das mit Feuchtigkeit angereicherte Gas zwecks Energierückgewin nung abgekühlt und entfeuchtet wird.
Die Nachteile der oben geschilderten bekannten Verfahren sollen erfindungsgemäss dadurch vermieden werden, dass die Wärmeenergie des Abgases im Austausch dem Verdampfer einerKälteinaschine, zweckmässig einerKom- pressionskältemaschine, zugeführt wird,
bei welcher der Verdampferinhalt im Kreislauf einem im Frisebgasstrom gelegenen Konden sator zur Übertragung der aufgenommenen Wärme an den ersteren zufliesst und von da wieder in den Verdampfer zuriickkehrt. Die Energieriickgewinnung vollzieht sich also kontinuierlich und durch einen besonderen Kreislauf, der vor allem den wesentlichen Vorteil der kleinen Apparaturen aufweist. Der Wärmeaustausch kann dabei entweder naoh .dem Gleichstromprinzip oder nach dem Gegenstromprinzip erfolgen.
Die Zeichnung zeigt ein, Auoführungsbei- spiel einer Trocknungsanlage gemäss der Er findung in vereinfachter Darstellung, und zwar stellt die Fig. 1 eine Ansicht der Ge samtanlage dar, während die Fig. 2 und 3 Einzelheiten der Anlage gemäss der Fig. 1 veranschaulichen.
Mit 1 sind die Kammern eines Trockners 2, z. B. für Getreide, bezeichnet, wobei an dieser :Stelle vorweggenommen werden soll, da.ss in dem Trockner auch nur eine oder mehr als zwei Kammern vorgesehen sein können. Es sei ferner darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf das Trocknen von Getreide beschränkt ist.
Zwei entsprechend weite Rohrleitungen 3 und 4 sind mit den Kammern 1 in der im gezeichneten Ausführungsbeispiel ersicht lichen Weise verbunden. Die Kammern 1 sind durch eine Wand 5 so voneinander ge trennt, da.ss ein Luftstrom z. B. zuerst die obere Kammer und dann die untere Kammer durchströmt. Die Rohrleitung 3 mit der Er- weiterung 6 ist an einen Ventilator 7 ange schlossen, der die Frischluft ansaugt und in den Trockner drückt.
Die Rohrleitung 4 mit der Erweiterung 8 führt zweckmässig die Abluft durch ihren Endstutzen ins Freie. Sie kann aber die Abluft auch durch eine in der Zeichnung striehliert dargestellte An. schlussrohrleitung dem Saugstutzen des Ven tilators zuführen.
Mit den Rohrleitungen für die Trock- nungsluft ist nun thermisch eine Kälte maschine in der folgenden Weise gekuppelt: In der Erweiterung 8 der Rohrleitung 4 ist der Verdampfer 9 der Kältemaschine, hier einer Kompressionskältemaschine, ange ordnet, wobei der Verdampfer 9 als Wärme- a.ustauschgefäss ausgebildet sein kann. Die mit Wasser angereicherte Abluft kühlt sich beim Vorbeiströmen an dem Verdampfer ab, wobei der Grossteil des darin befindlichen Wassers kondensiert und. dabei seine Wärme ebenfalls an den Verdampfer abgibt.
Die darin befindlicheVerdampferflüssigkeit, z.B. NH3 oder @SO, oder dergl., wird verdampft und hierauf in bekannter Weise durch einen Kompressor 1'0 angesaugt, verdichtet und einem Kondensator 11 zugeführt, der in der Erweiterung 6 der Rohrleitung 3 angeordnet ist.
In dem Kondensator 11 wird die höhere Temperatur der Kühlflüssigkeit durch den Frischluftstrom derart herabgesetzt, dass Verflüssigung eintritt. Über ein Reduzier ventil 12 wird von dem Kondensator 11 die Kühlflüssigkeit wieder in den Verdampfer zurückgeführt. Die Kühlung im Kondensator erfolgt, wie erwähnt wurde, durch Frisch luft, die dadurch eine Erwärmung erfährt, wonach die erwärmte Frischluft dem eigent lichen Trockner zugeführt wird. Dies .ge schieht eben durch die Rohrleitung 3.
Im Trockner reichert sich diese Luft unter Ab- küh#lung mit Wasser an. Diese mit Wasser angereicherte Luft strömt, wie oben, ausge führt wurde, dem Verdampfer der Kälte maschine zu und kann entweder ins Freie ausströmen oder nach Wasserabgabe wieder dem Luftkreislauf zugeführt werden. durch einen Rohrstutzen 7a, wie dies in Fig. 1 strichliert dargestellt ist.
Um Wärmeverluste zusätzlich zu vermei den, können mit dem Kondensator 11 auch der Kompressor 10 und das Entspannungs- ventil 12 im Frischluftstrom liegen.
Zur Deckung der Verluste im Trockner und der unvermeidlichen, durch die Tempe- ratursprünge hervorgerufenen; Verluste dient teilweise die der Kältemaschine zugeführte und in Wärme verwandelte mechanische Energie. Diese Energiezufuhr wird aber in den meisten Fällen noch nicht ausreichen, um alle auftretenden Verluste zu decken.
Es wird also die Frischluft noch eine zusätz- liche Erwärmung erfahren müssen, was ohne weiteres auf elektrischem Wege mög lich ist, wie dies in den F'ig. 2 und 3 dar gestellt ist.
In der Rohrleitung 3 ist gemäss Fig. 2 oberhalb der Erweiterung 6 eine Erweite- rung 3a vorgesehen, in welcher ein elekt.ri- scher Heizkörper 14 angeordnet ist. Dieser elektrische Heizkörper 14 wird über einen Reg lierwiderstand 18 von einer Stromquelle 15 gespeist, wobei die benötigte zusätzliche Wärmemenge durch den Regulierwiderstand 18 von Hand eingestellt werden kann.
Ge mäss Fig. 3 kann diese zusätzliche Wärme- abgabestelle auch vollautomatisch ausgebil det sein. In diesem Falle ist an Stelle des Handregulierwiderstandes ein automatischer Regulierwiderstand 17 mit einem Thermo staten 16 vorgesehen. Allerdings kann diese automatische Regulierung auch mit einer Handregulierung verbunden sein, um beide Regelungsarten zur Anwendung bringen zu können.
Es können ferner Vorkehren getroffen sein, um für den. Fall, dass die Aussenluft eine höhere Temperatur als die Abluft be sitzt, die auf natürlichem Wege vorge- wärmte Luft anzusaugen und die Abluft ab seits von der Ansaugstelle auszublasen. Man kann dadurch an zuzuführender Wärme energie sparen.
Process and system for drying damp goods. The task of drying moist goods has recently come to the fore. The drying plays a role in particular in the treatment of bulk goods, such as grain, wood, coal, peat, fruits, and also in the treatment of precious goods, such as fabrics and lacquered objects.
Electric heat has been used more and more for drying, because the advantages, such as easy controllability, generation of heat on the spot and thus avoidance of long distances for the supply: have learned to appreciate.
Electric heat is relatively expensive to generate, however, and has therefore drawn the drying technician's attention to the heat balance of the drying process at an early stage. A calculation of such heat balances shows that the unavoidable losses due to blasting by the dryer and those caused by the heating of the goods are relatively low.
The main part of the losses is attributable to the heat that goes off with the exhaust air and that is made up of the heat of evaporation of the agent to be dried, e.g. B.
Water, and the heat added to the exhaust air. Even then, this heat loss is still large if, in order to avoid heating the air, the evaporation is carried out in a vacuum at best, since the heat of evaporation in the exhaust air represents the greater part of the losses.
To give a numerical example, one can say that even with well-designed drying systems, 1.5 to 1.7 kWh are required per kilogram of water to be dried off.
Taking into account the current price ratios for the kilowatt hour, a drying system is much too expensive from the above points of view, apart from the fact that it means wasting considerable amounts of heat to flow into the open with the air saturated with water.
It is now known from the literature that attempts have already been made several times to reduce the high energy consumption for the drying and thus the losses by reducing the heat escaping with the air from the dryer, in particular the heat of evaporation of the Contains water, tried to pull back inside.
So far, essentially two proposals have dealt with this recovery: One of these proposals is about to compress the exhaust air. This compression of the exhaust air enriched with water creates an environment. So it is brought the air to a higher temperature level and in the subsequent cooling from the compressed exhaust air by a coolant such.
B. Fresh air, in which the latter is heated, a large part of the water contained in the compressed exhaust air falls out and the heat of evaporation is reduced in this way due to the transition to the fresh air for the most part.
The second suggestion can be found in your work by Prof. Bornjakovic, "Technische Thermo-Dynamil @". According to this proposal, the pressure of the exhaust air is reduced by means of an air pump. As a result of this measure, part of the water condenses and the heat of evaporation remains in the dried air, which is then compressed.
A large part of the mechanical energy used can be recovered by connecting the air pump and compressor accordingly.
From a purely theoretical point of view, both methods work correctly. The unavoidable temperature jumps during heat exchange are reduced to a minimum. The entropy diagram shows a very favorable course.
However, both of these processes have the major disadvantage that the entire exhaust air from the drying process has to be sent through a compressor. Is the secondary air volume large, as it is often the case. thus an extraordinarily large and thus expensive system is required which, in addition to this disadvantage, also includes significant operating losses. Therefore, practical versions of drying systems operating according to this method have not become known to date.
However, it has already been proposed to improve the efficiency of refrigeration machines by using the well-known method of drying moist air by means of cold in combination with a compression refrigeration unit and the low temperature of the drying air, in addition, to use the condenser the refrigeration machine to cool. This suggestion works.
but not about improving the cooling machine's heating system and saving cooling water. The so-called air conditioning systems, which are also known, can be disregarded here, since they only serve to maintain a certain temperature and humidity in rooms for which they are own "built.
The invention is now based on a method for drying moist CTut, in which a heated dry gas stream is passed over the product, which absorbs the moisture from the product and discharges it to the outside, after which the moisture-enriched gas is cooled and dehumidified for the purpose of energy recovery .
The disadvantages of the known methods described above are to be avoided according to the invention in that the thermal energy of the exhaust gas is fed in exchange to the evaporator of a refrigeration machine, expediently a compression refrigeration machine,
in which the contents of the evaporator flows in the circuit to a condenser located in the Frisbase gas flow to transfer the absorbed heat to the former and from there returns to the evaporator. The energy recovery takes place continuously and through a special cycle, which has the main advantage of the small apparatus. The heat exchange can take place either according to the direct current principle or according to the countercurrent principle.
The drawing shows an embodiment of a drying system according to the invention in a simplified representation, namely FIG. 1 shows a view of the entire system, while FIGS. 2 and 3 illustrate details of the system according to FIG.
With 1 the chambers of a dryer 2, z. B. for grain, referred to, at this point it should be anticipated that only one or more than two chambers can be provided in the dryer. It should also be noted that the invention is not limited to the drying of grain.
Two correspondingly wide pipes 3 and 4 are connected to the chambers 1 in the ersicht union manner in the illustrated embodiment. The chambers 1 are separated from one another by a wall 5 in such a way that an air flow z. B. flows through first the upper chamber and then the lower chamber. The pipeline 3 with the extension 6 is connected to a fan 7, which sucks in the fresh air and pushes it into the dryer.
The pipe 4 with the extension 8 expediently leads the exhaust air through its end nozzle into the open. But you can also the exhaust air by a line shown in the drawing striehliert. Feed the connecting pipe to the suction nozzle of the fan.
A refrigeration machine is now thermally coupled to the pipelines for the drying air in the following way: In the extension 8 of the pipeline 4, the evaporator 9 of the refrigeration machine, here a compression refrigeration machine, is arranged, the evaporator 9 as heat a. Exchange vessel can be formed. The exhaust air enriched with water cools down as it flows past the evaporator, and most of the water in it condenses and. it also gives off its heat to the evaporator.
The evaporating liquid contained therein, e.g. NH3 or @SO, or the like, is evaporated and then sucked in in a known manner by a compressor 10, compressed and fed to a condenser 11, which is arranged in the extension 6 of the pipeline 3.
In the condenser 11, the higher temperature of the cooling liquid is reduced by the fresh air flow in such a way that liquefaction occurs. Via a reducing valve 12, the cooling liquid is fed back into the evaporator from the condenser 11. The cooling in the condenser takes place, as mentioned, by fresh air, which is heated as a result, after which the heated fresh air is fed to the actual dryer. This just happens through the pipe 3.
In the dryer, this air is enriched with water as it cools. This air, enriched with water, flows, as stated above, to the evaporator of the refrigeration machine and can either flow out into the open or be fed back into the air circuit after the water has been released. through a pipe socket 7a, as shown in dashed lines in FIG.
In order to additionally avoid heat losses, the compressor 10 and the expansion valve 12 can also be located in the fresh air flow with the condenser 11.
To cover the losses in the dryer and the unavoidable ones caused by the sudden changes in temperature; Losses are partly used by the mechanical energy supplied to the refrigeration machine and converted into heat. In most cases, however, this energy supply will not be sufficient to cover all losses that occur.
The fresh air will therefore have to experience additional heating, which is easily possible electrically, as shown in FIGS. 2 and 3 is shown.
In the pipeline 3, according to FIG. 2, an extension 3a is provided above the extension 6, in which an electrical heating element 14 is arranged. This electric heater 14 is fed via a Reg lierharz 18 from a power source 15, wherein the required additional amount of heat can be adjusted by the regulating resistor 18 by hand.
According to FIG. 3, this additional heat release point can also be designed fully automatically. In this case, an automatic regulating resistor 17 with a thermo staten 16 is provided in place of the manual regulator. However, this automatic regulation can also be combined with manual regulation so that both types of regulation can be used.
Provisions may also be made for the. In the event that the outside air is at a higher temperature than the exhaust air, the naturally preheated air can be drawn in and the exhaust air blown away from the intake point. You can save energy in the heat to be supplied.