CS256460B1

CS256460B1 - Equipment for vacuum condensing drying

Info

Publication number: CS256460B1
Application number: CS858310A
Authority: CS
Inventors: Bojan Cermak
Original assignee: Bojan Cermak
Priority date: 1985-11-18
Filing date: 1985-11-18
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS831085A1

Abstract

Při stávajícím vakuovém sušení je vlhkost odpařená z vysoušeného materiálu odčerpávána do okolní atmosféry, což je provoz energeticky náročný. Zpětné využití tepla získaného kondenzací par vlhkosti pomocí tepelného čerpadla je známo pouze u atmosférického sušení, kde využití tepelného čerpadla je nerentabilní. Uvedené nevýhody se odstraňují zařízením, jehož podstata spočívá v tom, že kondenzátor tepelného čerpadla je umístěn ve spodní části vakuové sušárny a tvoří vyhřívací těleso, na němž je upraven vysoušený materiál. Nad vysoušeným materiálem v horní části vakuové sušárny je umístěn výparník tepelného čerpadla, opatřený odvodem zkondenzované páry.In the current vacuum drying it is moisture evaporated from the dried material being pumped into the surrounding atmosphere, which is energy-intensive operation. Recovery heat generated by condensation of moisture vapor using a heat pump is known only for atmospheric drying where recovery heat pump is unprofitable. These disadvantages are eliminated by the device the essence of which is that the capacitor The heat pump is located in the bottom of the vacuum dryer and form the heating the body on which it is dried material. Over the dried material at the top of the vacuum dryer is located heat pump evaporator with drain condensed steam.

Description

Vynález se týká zařízení pro vakuové kondenzační sušení s použitím tepelného čerpadla.The present invention relates to a vacuum condensation drying apparatus using a heat pump.

Při běžném vakuovém sušení je vlhkost odpařená z vysoušeného materiálu odčerpávána do okolní atmosféry vývěvami, jejichž provoz je energeticky velmi náročný. U kondenzačního sušení je odpařená vlhkost zpětně kondenzována a odváděna do okolní atmosféry v kapalné fázi. Energie při tomto způsobu sušení se spotřebovává jednak na ohřev vysoušeného materiálu a odpaření vlhkosti, jednak na předčerpání sušicího prostoru na provozní tlak a případně na pohon zařízení umožňujícího zpětnou kondenzaci odpařené vlhkosti. Teplo zís kané při kondenzaci par vlhkosti není u vakuového sušení dosud zpětně využíváno. Zpětné využití tepla získaného kondenzací par vlhkostí z vysoušeného materiálu pomocí tepelného čerpadla je známo pouze u sušení atmosferického. V praxi však tento způsob zpětného získávání kondenzačního tepla se neosvědčil, nebol chlazení a ohřev suchého sušícího prostředí, jehož hmotnost je u atmosferického sušení mnohonásobně vyšší než hmotnost par vlhkosti, snižuje účinek tepelného čerpadla natolik, že jeho využití je nerentabilní.In conventional vacuum drying, the moisture evaporated from the dried material is pumped into the surrounding atmosphere by vacuum pumps whose operation is very energy intensive. In condensation drying, the evaporated moisture is condensed back and drained to the surrounding atmosphere in the liquid phase. The energy in this drying method is used both for heating the dried material and evaporating moisture, and for pre-pumping the drying space to the operating pressure and possibly for driving a device allowing the condensation of the evaporated moisture. The heat obtained from the condensation of moisture vapor is not yet recovered in vacuum drying. The recovery of heat obtained by moisture condensation from the dried material by means of a heat pump is known only in atmospheric drying. In practice, however, this method of recovering condensation heat has not worked well, since cooling and heating a dry drying medium whose mass in atmospheric drying is much higher than the mass of moisture vapor reduces the heat pump's effect to such an extent that its use is unprofitable.

Uvedené nevýhody se odstraní zařízením pro vakuové kondenzační sušení s tepelným čerpadlem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že kondenzátor tepelného čerpadla, umístěný ve spodní části vakuové sušárny, tvoří vyhřívací těleso. Na vyhřívacím tělese je upraven vysoušený materiál, přičemž nad ním, v horní části vakuové sušárny je umístěn výparník tepelného čerpadla, opatřený odvodem zkondenzované páry.These disadvantages are overcome by the heat pump vacuum condensation drying apparatus according to the invention, characterized in that the heat pump condenser located at the bottom of the vacuum dryer forms a heating element. The dried material is provided on the heating body, and above it, in the upper part of the vacuum dryer, is a heat pump evaporator provided with a condensation steam outlet.

Uvedeným zařízením podle vynálezu je získán vyšší účinek spočívající ve využití kondenzačního tepla vlhkosti k ohřevu vysoušeného materiálu a to prostřednictvím tepelného čerpadla. Vzhledem k tomu, že ve vakuu je suché sušící prostředí (vzduch) prakticky nebo z větší části odstraněno, je mediem tepelného čerpadla na jedné straně vyhříván převážně jen vysoušený materiál s vlhkostí a na druhé straně ochlazovány převážně jen páry vlhkosti, jejichž kondenzací se získává teplo. Při tom energie, která se získá využitímSaid device according to the invention provides a higher effect of utilizing the condensation heat of moisture to heat the dried material by means of a heat pump. Since the dry drying medium (air) is practically or largely removed in a vacuum, the heat pump medium on the one hand mainly heats only the dried material with moisture and, on the other hand, only mainly the moisture vapors whose condensation generates heat . In doing so, the energy that is obtained by recovery

- 2 256 460 kondenzačního tepla vlhkosti na ohřev vysoušeného materiálu je několikanásobné vyšší než energie spotřebovaná na pohon kompresoru tepelného čerpadla a to v poměru tak zvaného topného faktoru tepelného čerpadla.- 2 256 460 moisture condensation heat for heating the dried material is several times higher than the energy used to drive the heat pump compressor in a ratio of the so-called heat pump coefficient of heat.

Na připojeném výkresu je schematicky znázorněno záříze ní pro vakuové kondenzační sušení podle vynálezu.The attached drawing shows schematically a vacuum condensation drying apparatus according to the invention.

Zařízení je tvořeno tak, že kondenzátor tepelného čerpadla 1, umístěný ve spodní části vakuové sušárny 5, tvoří vyhřívací těleso 2, na němž je upraven vysoušený materiálThe device is formed in such a way that the heat pump condenser 1, located in the lower part of the vacuum dryer 5, forms a heater 2 on which the dried material is arranged

2. Nad vysoušeným materiálem 3 v horní části vakuové sušárny 5, je umístěn výparník 4 tepelného čerpadla 1, který je opatřen odvodem 6 zkondenzované páry.2. Above the dried material 3 in the upper part of the vacuum dryer 5, there is a evaporator 4 of the heat pump 1, which is provided with a condensation steam outlet 6.

Kondenzační teplo vlhkosti odpařené z vysoušeného materiálu 2 3® použito k ohřevu media tepelného čerpadla 1 přes výparník 4, na němž dochází ke kondenzaci par vlhkosti odpařených z vysoušeného materiálu 3· Zkondenzovaná pára je odváděna z vakuové sušárny 2 ⁷ kapalné fázi odvodem 6. Mediem tepelného čerpadla 1 je vyhříváno vyhřívací těleso 2, které následně vyhřívá vysoušený materiál 3· Na odpař 1 kg vody se spotřebuje 2,5 MJ energie. Tuto energii nutno v klasickém způsobu vakuového kondenzačního sušení do systé mu dodat například elektrickým nebo parním ohřevem. Zařízením podle vynálezu je tato energie získána při kondenzaci vlhkosti s tím, že místo 2,5 MJ energie na odpař 1 kg vody nutno dodat energii kompresoru tepelného čerpadla 1. Pro běžné pracovní podmínky lze předpokládat hodnotu topného faktoru tepelného čerpadla 2 až 4. To znamená, že energiiThe condensation heat of the moisture vaporized from the dried material 2 3® is used to heat the heat pump medium 1 through the evaporator 4, which condenses the moisture vapor vaporized from the dried material 3 · The condensed steam is removed from the vacuum dryer 2 ⁷ The heating element 2 is heated by the pump 1, which subsequently heats the material to be dried. This energy must be supplied to the system in a conventional vacuum condensation drying process, for example by electric or steam heating. With the device according to the invention this energy is obtained by condensation of moisture, with the heat pump compressor 1 being supplied instead of 2.5 MJ of energy per evaporator of 1 kg of water. that energy

2,5 MJ potřebnou k odparu 1 kg vody lze při využití kondenzačního tepla zpětně získat v plné hodnotě a tím,že kompresor příslušného tepelného čerpadla 1 spotřebuje 2 až 4 krát méně energie, tj. pouze 0,625 respektive 1,25 MJ. Výsledná úspora energie při odparu 1 kg vody podle vynálezu s použitím tepelného čerpadla je 1,875 respektive 1,25 MJ.The 2.5 MJ required to evaporate 1 kg of water can be recovered in full by using condensation heat, and the compressor of the corresponding heat pump 1 consumes 2 to 4 times less energy, ie only 0.625 and 1.25 MJ, respectively. The resulting energy savings of 1 kg of water according to the invention using a heat pump are 1.875 and 1.25 MJ, respectively.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

256 460

Vacuum condensation drying apparatus with heat pump, characterized in that the heat pump condenser (1) located at the bottom of the vacuum dryer (5) forms a heater (2) on which the dried material (3) is provided, The evaporator (4) of the heat pump (1) is provided in the upper part of the vacuum dryer (5) and is equipped with a condensation steam outlet (6).