DD211852A1

DD211852A1 - METHOD AND DEVICES FOR DRYING GOODS THROUGH REFRIGERATION DRYING

Info

Publication number: DD211852A1
Application number: DD24542182A
Authority: DD
Inventors: Guenter Gaertner; Fritz Schlender; Andreas Lippold; Michael Doerfler; Horst Krueger; Peter Mickan; Steffen Spring
Original assignee: Zentralstelle Fuer Rationalisi
Priority date: 1982-12-01
Filing date: 1982-12-01
Publication date: 1984-07-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Trocknen von Guetern beliebiger Art durch Umlufttrocknung. Ihr Ziel ist es, den Trocknungsprozess mit geringem kaeltetechnischem Aufwand energiewirtschaftlich zu gestalten. Die erfindungsgemaesse Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem aus der Trockenkammer(1) abgesaugten Trocknungsmittelstrom ein Luft-Luft-Waermeuebertrager(5) angeordnet ist, der auf der Eintrittsseite(6) durch den aus der Trockenkammer(1) abgesaugten, zu entfeuchtenden Trocknungsmittelstrom und auf der Eintrittsseite(7) durch den gleichen entfeuchteten Trocknungsmittelstrom beaufschlagt ist und dass nach dem Luft-Luft-Waermeuebertrager (5) ein weiterer durch ein kreislaufexternes Kuehlmittel beaufschlagter Waermeuebertrager(8) angeordnet ist und dass zwischen dem Waermeuebertrager(5) und einer Eintrittsoeffnung (13) des entfeuchteten Trocknungsmittels in der Trockenkammer(1) ein Nachheizer (14) angeordnet ist. Die Erfindung ist zum Trocknen von land- und forstwirtschaftlichen sowie von industriellen Guetern geeignet.The invention relates to a method and a device for drying of any kind by circulating air drying. Their goal is to make the drying process energy-economical with a minimum of cabling. The inventive device is characterized in that in the desiccant from the drying chamber (1) desiccated an air-air heat transfer (5) is arranged on the inlet side (6) by the dried from the drying chamber (1) to be dehumidified desiccant and on the inlet side (7) is acted upon by the same dehumidified desiccant flow and that after the air-air heat transfer medium (5) another by an external cooling means acted upon Waermeuebertrager (8) is arranged and that between the heat transfer medium (5) and a Eintrittsoeffnung (13) of the dehumidified drying agent in the drying chamber (1) a post-heater (14) is arranged. The invention is suitable for drying agricultural and forestry as well as industrial goods.

Description

¹Titel der Erfindung ¹ Title of the invention

Verfahren und Einrichtungen zur Trocknung -von Gütern durch Umluft t rocknungProcess and devices for drying goods by circulating air

Field of application of the invention

Die Erfindimg besieht sich auf ein Verfahren zur Trocknung von Gütern durch Umlufttrocknung, bei dem die Befeuchtung des gasförmigen Trocknungsmittel8 mittels Entfeuchtung3wärsepumpe erfolgt und auf eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens .The invention relates to a process for drying goods by circulating air drying, in which the humidification of the gaseous desiccant 8 takes place by means of dehumidification, and to a device for carrying out this process.

Charakteristik der bekannten Lösungen Characteristic of the ready solutions

Es sind in ausgeführten Anlagen Verfahren und Einrichtungen bekannt, bei denen das Trocknungsmittel der Trockenkammer mittels 3ntfeuchtungsv/ärmepumpen getrocknet wird. ITachteil dieser Anlagen ist, dai3 bein Betrieb mit üblichen Kältemitteln, z. B. R 12 (Difluordichlormethan GP₂Gl₂) oder R 22 (Difluonaonochlormethan GH I?₂C1) die Temperatur des Trocknungsmittels und damit die Trockenkammerteinperatur aus maschinentechnischen Gründen auf relativ niedrige vierte von ca. 50 G begrenzt ist, wodurch sich'ζ. 3, bei der Trocknung von Holz auf Endfeuchtesätze von kleiner als 20 % lange Trocknungszeiten ergeben. In der DE-OS 2942651 wird eine Anlage beschrieben, bei der durch die Verwendung von Sekundärverdampfern im Kältekreislauf mit dem Kältemittel R 12 und Anwendung entsprechender kältetechnischer und lufttechnischer Schaltungen eine ErhöhungProcesses and devices are known in running plants, in which the drying agent of the drying chamber is dried by means of 3ntfeuchtungsv / ärmepumpen. ITachteil of these systems is, dai3 leg operation with conventional refrigerants, eg. B. R 12 (difluorodichloromethane GP ₂ Gl ₂ ) or R 22 (Difluonaonochlormethan GH I? ₂ C1), the temperature of the drying agent and thus the Trockenkammerteinperatur for technical reasons, is limited to relatively low fourth of about 50 G, which sich'ζ. 3, resulting in the drying of wood to final moisture rates of less than 20 % long drying times. In DE-OS 2942651 a system is described in which by the use of secondary evaporators in the refrigeration cycle with the refrigerant R 12 and application of appropriate refrigeration and ventilation circuits an increase

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der Temperatur der Trockenkammer erzielt wird. Diese Anlage liat aber ebenfalls den !!achteil, daß der 'Temperaturbereich weiterhin begrenzt ist durch, die zulässigen Temperaturen des im Kältekreislauf eingesetzten Kältemittels, Zur Erhöhung der Trockenkammerteinperatur wird τοη Ξ. FESSEL ("Einsatz von elektrischen Wärmepumpen für die Holztrccknung", Elektrowärme im 'Technischen Ausbau März Hr, 2/1980 S. A 86 bis A 90, Vulkan Verlag Essen) der Einsatz einer Entfeuchtungswärmepumpe mit dem Kältemittel R 114 (Tetrailuordichloräthan GpS^Clp) beschreiben. Diese Anlage erfordert für die Kälteausrüstung jedoch wegen der niedrigeren volumetrischen Kälteleistung des Kältemittels einen bedeutend größeren maschinentechnischen und apparativen Aufwand, der bei Realisierung von Trocknungsprogrammen nicht bei allen Regelstufen gerechtfertigt ist, da z. B. bei der Holztrocknung die Trocknung innerhalb des Fasersättigungsbereiches bei Temperaturen von ca. 40 ⁰C energiewirtschaftlich und mit guter Trocknungsqualität möglich ist, während .das effektive Trocknen unterhalb des Fasersättigungsbereiches aber höhere Temperaturen erfordert.the temperature of the drying chamber is achieved. However, this plant also has the disadvantage that the temperature range is still limited by the permissible temperatures of the refrigerant used in the refrigeration cycle. FESSEL ("Use of electric heat pumps for Holztrccknung", electrical heat in 'technical expansion March Hr, 2/1980 S. A 86 to A 90, Vulkan Verlag Essen) the use of a dehumidification heat pump with the refrigerant R 114 (Tetrailuordichloräthan GpS ^ Clp) describe. However, this system requires for refrigeration equipment because of the lower volumetric cooling capacity of the refrigerant significantly greater mechanical and equipment costs, which is not justified in the realization of drying programs at all control levels, as z. B. in the wood drying drying within the fiber saturation range at temperatures of about 40 ⁰ C energy management and with good drying quality is possible, while .Das effective drying below the fiber saturation region but requires higher temperatures.

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Ziel der Erfindung ist es, den Trocknungsprozeß mit geringem kältetechnischem Aufwand energiewirtschaftlich vorteilhaft su gestalten.The aim of the invention is to make the drying process with low refrigeration complexity energy advantageous advantageous su.

Darlegung; deS₁ Wesens, der Erfindungpresentation; oF ₁ essence, the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für den Einsatz von Eiitfeuchtungswärmepumpen in Trocknungsprozessen ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu finden, bei dem die Temperatur des Trocknungsmittels t_r-r₇₁ in der Trockenkammer unabhängig von der Temperatur des Trocknungsmittels vor dem Entfeuchtungsverdampfer ty^., der Entfeuchtungswärmepumpe eingestellt, und somit für den Kältekreislauf der Entfeuchtungswärmepuinpe vorzugsweise das Kältemittel R 12 eingesetzt werden kann.The invention has for its object to find for the use of Eiitfeuchtungswärmepumpen in drying processes, a method and apparatus for carrying out this method, wherein the temperature of the drying agent t _r -r ₇₁ in the drying chamber irrespective of the temperature of the drying agent before the dehumidifying vaporizer ty ^., Set the dehumidification heat pump, and thus the refrigerant R 12 can be preferably used for the refrigeration cycle of Entfeuchtungswärmepuinpe.

Erfindungsgemäß v/ird diese Aufgabe dadurch gelost, daß das mit der Temperatur t_Ty- aus einer Trockenkammer abgesaugte und zu entfeuchtende Trocknungsmittel einen Teil seiner Wärme an das gleiche, entfeuchtete Trocknungsmittel mit einer im Kreislauf gegenüber der Temperatur t-r_TT1 abgesenkten Temperatur ^₇₁₁ und anschließend an ein kreislaufexternes Kühlmittel abgibt, so daß das abgesaugte Trocknungsmittel vor dem Sntfeuchtungsverdämpfer der Entfeuchtungswärmepumpe auf eine durch den Kältemittelkreislauf bestimmte Temperatur t_TT,. abgekühlt wird, wobei das entfeuchtete Trocknungsmittel nach dem Wärmeaustausch mit dem zu entfeuchtenden'Trocknungsmittel durch Wärmezuführung von der Temperatur t--..p auf eine Temperatur erhöht wird, die die Trockenkammerteirroeratur t-r_Tr., sichert.According to the invention v / ill be solved this problem in that the t using the temperature _T y of a drying chamber aspirated and dehumidifying desiccant a portion of its heat to the same, dehumidified drying agent with a lowered in the circuit to temperature tr _TT1 temperature ^ ₇₁₁ and then emits an external coolant, so that the extracted desiccant before the Sntfeuchtungsverdämpfer the dehumidification heat pump to a determined by the refrigerant circuit temperature t _TT ,. is cooled, wherein the dehumidified desiccant is increased after heat exchange with the desiccant 'drying agent by supplying heat from the temperature t - .. p to a temperature that the Trockenkammerteirroeratur tr _T r., Secures.

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Erfindungsgemäß erfolgt die Regelung der Wärmeabführung nach der vorgegebenen Temperatur des Trocknungsmittels vor dem Entfeuchtungsverdampfer t--r^ und der Erwärmung des entfeuchteten Trocknungsmittels nach dem Wärmeaustausch nach der vorgegebenen Temperatur t--—., in der Trockenkammer, In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind anstelle des Sachheizers trocknungspro ζ eß fördernde Wärmequellen -angeordnet.According to the invention, the regulation of the heat removal takes place after the predetermined temperature of the drying agent before the dehumidifying evaporator t - r ^ and the heating of the dehumidified drying agent after the heat exchange at the predetermined temperature t ---., In the drying chamber, In an advantageous embodiment of the invention are instead of the material heater drying-promoting heat sources.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Wärmeübertrager als Verdampfer und der Ifechheizer als Kondensator einer Wärmepumpe ausgebildet.In a further embodiment of the invention, the heat exchanger is designed as an evaporator and the Ifechheizer as a condenser of a heat pump.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung ist für den Kältekreislauf der Entfeuchtungswärmepumpe das Kältemittel R 12 eingesetzt.In an advantageous embodiment of the invention, the refrigerant R 12 is used for the refrigeration cycle of the dehumidification heat pump.

Au s führungsb e i sp i el In addition to the management

Anhand der beigefügten Zeichnung sollen in einem Ausführungsbeispiel das erfindungsgemäße Verfahren und eine zu seiner Durchführung notv/endige Einrichtung näher beschrieben 7/erden. Es zeigtWith reference to the accompanying drawings, the method according to the invention and a device necessary for its implementation are described in more detail in one embodiment. It shows

Pig. 1: eine schematische Darstellung der Einrichtung zur Unilufttrocknung von GüternPig. 1: a schematic representation of the device for unilufttrocknung of goods

in einer Trockenkammer 1 wird durch Lüfter 2 das Trocknungsmittel umgewälzt, wobei es Feuchtigkeit aus dein Trockengut 3 aufnimmt. Sin Lüfter 10 saugt durch die öffnung 4 aus der Trockenkammer 1 das zu entfeuchtende Trocknungsmittel ab und führt es einem im nachfolgenden Trocknungsmittelkreislauf positionierten Luft-Luft-Wärmeübertrager 5 an dessen Eintrittsseite β zu. Der Luft-Luft-Wärmeübertrager 5 ist an der Sinirittsseite 7 durch den gleichen entfeuchteten Trocknungsmittelstrom beaufschlagt, dessen Temperatur sich an der Eintrittsseite 7 in den Luft-Luft-Wärmeübertrager 5 durch die weitere Abkühlung, Entfeuchtung und Erwärmung im Trocknungsmittelkreislauf zu t-j-p.. ergibt. Durch den Wärmeaustausch wird die Temperatur des abgesaugten, zu entfeuchtenden Trockenmittelstromes von t_T-j., auf t_T-j₂ gesenkt und die Temperatur des entfeuchteten Trockenmittels von t_TT). auf t-^_o erhöht.in a drying chamber 1, the drying agent is circulated by fan 2, wherein it absorbs moisture from the dry material 3. Sin fan 10 sucks through the opening 4 from the drying chamber 1, the drying agent to be dehumidified and leads it to an air-to-air heat exchanger 5 positioned in the following desiccant circuit at its inlet side β. The air-to-air heat exchanger 5 is acted upon at the Sinirittsseite 7 by the same dehumidified desiccant, whose temperature at the inlet side 7 in the air-to-air heat exchanger 5 by the further cooling, dehumidification and heating in desiccant circulation to tjp .. results. By the heat exchange, the temperature of the aspirated, to be dehumidified desiccant flow of t _T -j., On t _T -j _{2 is} lowered and the temperature of the dehumidified desiccant of _TT t ₎ . increased to t- ^ _o .

J-IÜ I XiS c. J-I- XiS c.

ilach dem Luft-Luft-Wärmeübertrager 5 durchströmt der abgesaugte, zu entfeuchtende Trocknungsmittelstrom einen weiteren Wärmeübertrager 8 und wird durch ein kreislaufexternes Kühlmittel auf die Temperatur \>~-_T* vor einem Entfeuchtungsverdampfer 9 abgekühlt, wobei die Wärmeübertragerleistung so geregelt wird, daß die Temperatur t-*.„., einen durch den Kältemittel-After the air-to-air heat exchanger 5, the desiccated, to be dehumidified desiccant flow through another heat exchanger 8 and is cooled by a circulating external coolant to the temperature \> ~ - _T * before a dehumidifying evaporator 9, wherein the heat transfer performance is controlled so that the temperature t. ", one through the refrigerant

Ii ν 1Ii ν 1

kreislauf bestimmten Wert nicht übersteigt. Je nach der Temperatur des Kühlmittels scheidet sich durch die Taupunktunterschreitung bereits eine entsprechende Wassermenge an den Flächen des .Wärmeübertragers 8 ab. Im danach durchströmten Entfeuchtungsverdampfer 9 der Entfeuchtungswärmepumpe wird das Trocknungsmittel entsprechend der Kälteleistung eines Verdichters 11 entfeuchtet und in einem anschließenden Kondensator der Entfeuchtungswärmepumpe entsprechend der Heizleistung derselben erwärmt. Der Trocknungsmittelstrom wird nach dein Durchströmen des Luft-Luft-Wärmeübertragers 5> dessen Wirkungsweise weiter vom beschrieben wurde, der Trockenkammer 1 über eine Eintrittsöffnung 13 wieder zugeführt, wobei vor der Eintrittsöffnung 13 eine weitere Erwärmung des entfeuchteten Trockenmittelstromes in einem ITachheizer 14 erfolgt, so daß das in die Trockenkammer 1 eintretende Trocknungsmittel die Temperaturcirculation does not exceed a certain value. Depending on the temperature of the coolant is separated by the dew point below already a corresponding amount of water on the surfaces of .Wärmeübertragers 8 from. In the thereafter dehumidifying evaporator 9 of the dehumidification heat pump, the drying agent is dehumidified according to the cooling capacity of a compressor 11 and heated in a subsequent condenser of the dehumidification heat pump according to the heating power thereof. After passing through the air-to-air heat exchanger 5> whose mode of operation has been further described, the desiccant flow is fed back to the drying chamber 1 via an inlet opening 13, wherein before the inlet opening 13 a further heating of the dehumidified desiccant stream takes place in a ITach heater 14, so that the entering into the drying chamber 1 desiccant the temperature

t-Γττ-] iⁿ &^er Trockenkammer 1 sichert. Entsprechend wird die Wärmeleistung des ITachlieizers 14 geregelt.t-Γττ-] i ⁿ & ^er drying chamber 1 secures. Accordingly, the heat output of the ITachlieizers 14 is regulated.

Das beschriebene Verfahren und die zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagene Einrichtung ermöglichen den Einsatz üblicher kältetechnischer Ausrüstungen der Entfeuchtungswärmepumpe, beispielsweise mit dem Kältemittel R 12, zur Durchführung von Trocknungsprozessen auch bei höheren Temperaturen in der Trockenkammer 1, die über den zulässigen Werten des Kältekreislaufes, bezogen auf das eingesetzte Kältemittel, liegen können. Damit sind die Voraussetzungen geschaffen für den effektiven Einsatz der Sntfeuchtungswärmepumpe für die Durchführung von Trocknungsprozessen bei konstanten Trocknungsbedingungen bei höheren Temperaturen, vor allem aber für die Realisierung von Trocknungsprozessen mit verschiedenen Trocknungsstufen, die auch höhere Temperaturen erfordern. Außerdem wird beim vorgeschlagenen Verfahren die Entfeuchtungsleistung durch die Taupunktunierschreitung im Wärmeübertrager 8 und durch die Erhöhung der relativen Luftfeuchtigkeit vor dem Entfeuchtungsverdampfer durch die Absenkung der Temperatur des Trocknungsmittels vor demselben erhöht.The method described and the device proposed for carrying out the method make it possible to use conventional refrigeration equipment of the dehumidification heat pump, for example with the refrigerant R 12, for carrying out drying processes even at higher temperatures in the drying chamber 1, which exceed the permissible values of the refrigeration cycle, based on the refrigerant used, can lie. This creates the conditions for the effective use of the Sntfeuchtungswärmepumpe for the implementation of drying processes at constant drying conditions at higher temperatures, but especially for the realization of drying processes with different drying stages, which also require higher temperatures. In addition, in the proposed method, the dehumidification performance is increased by the Taupunktunierschreitung in the heat exchanger 8 and by increasing the relative humidity in front of the dehumidifying evaporator by lowering the temperature of the desiccant before the same.

Die dargestellte Lösung nach !Figur 1 ist eine von möglichen Varianten, mit denen der erfinderische Grundgedanke realisiert werden kann. Es können z. 3. für die Wärmeabführung aus dem Kreislauf mehrere unterschiedlich beaufschlagte Wärmeübertrager eingesetzt werden. Gleichfalls ist die Möglichkeit gegeben,The illustrated solution according to Figure 1 is one of possible variants with which the inventive concept can be realized. It can z. 3. for heat dissipation from the circuit several differently acted heat exchanger can be used. Likewise, there is the possibility

anstelle des Entfeuchtungsverdampfers mit Direktverdampfung einen Wasserkühler oder einen solebeaufschlagten Kühler des Wärmepumpenkreislaufes einzusetzen. Eine mögliche Variante ist auch durch den Wegfall der Lüfter 2 für die Luftumwälzung in der Trockenkammer 1 und entsprechende Vergrößerung des Lüfters 10 zur "übernähme dieser Funktion bzw. durch die Anordnung des Lüfters 10 nach der Austrittsseite 15 des 7/ärmeübertragers 5 gegeben.Instead of the dehumidifying evaporator with direct evaporation to use a water cooler or a solebeaufschlagten cooler of the heat pump cycle. A possible variant is also given by the omission of the fan 2 for the air circulation in the drying chamber 1 and corresponding enlargement of the fan 10 to "take over this function or by the arrangement of the fan 10 to the outlet side 15 of the 7 / ärmeübertragers 5.

Diese Varianten sind ähnliche Lösungen zur Verwirklichung der Erfindung. Die Erfindung ist weiterhin auch zum Auftrocknen anderer !Flüssigkeiten als Wasser, z. 3. von Lösungsmitteln geeignet.These variants are similar solutions for realizing the invention. The invention is also applicable to the drying of liquids other than water, e.g. 3. suitable for solvents.

Claims

invention claim

1. A method for drying of goods by circulating air drying, in which in the desiccant circuit a Sntfeuchtungswärmepumpe is positioned, characterized in that the with the temperature ΐ-τ-τ-ι from the drying chamber (1) sucked ixnd dehumidifying desiccant part of its heat to the same, dehumidified desiccant with a temperature t _Tg lowered in the circuit opposite t --- .. and then to a circuit outside coolant emits, so that the extracted desiccant is cooled before the Sntfeuchtungsverdampfer (9) of the dehumidifying heat pump to a determined by the refrigerant circuit temperature t--, _ri , and that the dehumidified

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Drying agent after heat exchange with the same desiccant to be dehumidified is increased by heat supply from the Teuro eratur t _T _rio to a temperature, which secures the drying chamber temperature t _r ^.

2 .. The method of item 1, characterized in that the control of the heat dissipation after the predetermined temperature of the drying agent in front of the dehumidifying evaporator t _T yi and the control of the heating of the dehumidified drying agent after the heat exchange with the same desiccant drying agent after the predetermined temperature in the drying chamber t-ττ., takes place «

3. Device for drying goods by circulating air drying, consisting of a drying chamber and a desiccant circuit in which a fan, a Siitfeuchtverdampfer and a condenser of the dehumidification heat pump are positioned, characterized in that

- In which from the drying chamber (1) sucked drying agent flow an air-air viärmeübertrager (5) 'is arranged on the Sintrittsseite (6) by the drying chamber (1) sucked, to be dehumidified desiccant and on the inlet side (7 ) by the

same dehumidified desiccant flow is applied,

- After the air-to-air heat exchanger (5) in the extracted, to be dehumidified desiccant flow another heat exchanger (S), which is acted upon by a circulating stares coolant and after the heat exchanger (5) in the dehumidified Srocknungsmitteistrom at least one ITachheizer (14) is arranged.

4 «device according to point 3> characterized in that the heat exchanger (8) as Yerdampfer and the ITachheizer (14) are designed as a condenser of a heat pump.

5. Device according to points 3 and 4, characterized in that instead of the x-tail heater (14) drying process-promoting heat sources between the outlet side (15) of the air-to-air heat exchanger (5) and the outlet opening (4) of the drying chamber (1) are arranged.

6. Setup according to items 3 to 5? characterized in that the refrigerant of the Entieuchtungswärmepumpe E 12 is.

7. Device according to items 3 to 6, characterized in that instead of the dehumidifying evaporator (9) a solebeaufschlagter cooler of Entfeuchirongswärmepumpe is used,

3. Device according to item 3 to 7, characterized in that the fan (10) after the outlet side (15) of the heat exchanger (5) is positioned,

9. Device according to item 1 to 8, characterized in that the Trocknungsproaeß a liquid other than water is dried.

- For this 1 sheet drawings -