DD211854A1 - Verfahren und einrichtung zum trocknen von guetern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trocknen beliebiger Gueter sowie auf eine Einrichtung zum Durchfuehren des Verfahrens durch Zirkulation eines gasfoermigen Trocknungsmittels, beispielsweise Luft. Ziel der Erfindung ist die Senkung des Aufwandes an Trocknungszeit und Energie gegenueber bekannten Verfahren und Einrichtungen. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass der aus der Trockenkammer abgesaugte Luftstrom ueber einen Luft- Luft- Waermeuebertrager einen Teil seiner Waerme an einen Frischluftstrom abgibt, der mit dem abgesaugten Luftstrom, nachdem von diesem ein dem Frischluftstrom entsprechender Volumenstrom abgezweigt und an die Umgebung abgegeben wurde, vereinigt wird. Die Erfindung kann zur Trocknung landwirtschaftlicher, forstwirtschaftlicher und industrieller Gueter verwendet werden.

Description

Ti~s± der Erimaung

Verfahren und Einrichtung zum Trocknen von Gütern

Anwendungg sre biet_ der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sum Trocknen von Gütern durch Zirkulation eines gasförmigen Trocknungsraittels, beispielsweise Luft und eine Einrichtung sur Durchführung dieses Verfahrens. Verfahren und Einrichtung sind dazu bestimmt, einem beliebigen 'Trockengut feuchtigkeit, z. B, Y/asser, Lösungsmittel usw. zu entziehen.

Charakteristik der bekannten technischen uösunken

Es sind in ausgeführten Anlagen Lösungen bekannt, bei denen mittels Entfeuchtungswärmepuinpen der gesainte Umluft- oder ein Teilluftsürori einer Trockenkammer entfeuchtet wird. Der !lachteil der meisten bekannten Lösungen besteht darin, daß bei zweckmäßiger Auslegung der Trockner ein abhängig von der Umgebungstemperatur mehr oder weniger großer V/ämieüberschuß, resultierend aus der Antriebsleistung der Lüfter und Kältemittelverdichter, auftritt, der an die Umgebung abgegeben werden muß, um die erforderliche Trocknungstemperatur in der Trockenkammer nicht zu überschreiten. Diese Überschußwärme wird für den Trocknungsvorgang nicht mehr genutzt und bei den bekannten Ausführungen über einen mit Umgebungsluft beaufschlagten Zusatzkondensator des Kältekreislaufes an die Umgebung abgegeben.

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Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Trocknungszeit und damit den Energieverbrauch von Trocknungsanlagen mit Entfeuchtungswärmepumpe bei gleicher Ansciilußleistung dieser Anlage zu senken.

Darlegung, des _fiesen a der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum !Trocknen von Gütern und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, das die Überschufiwärme, welche beim Betrieb einer Trocknungsanlage mit Entfeuchtungswärmepump_e auftritt, durch Kombination üblicher Elemente von lufttechnischen Anlagen zur Beschleunigung des Trocknungsprozesses nutzt.

Srfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der aus der Trockenkammer abgesäugte Luftstrom über einen Luft-Luft-Wärmeübertrager einen Teil seiner Wärme an einen Frischluft st rom -abgibt-,^ der mit dem-abgesaugten Luftstrom, nachdem von diesem ein dem frischluftstrom entsprechender Yolumenstrora abgezweigt und an die Umgebung abgegeben wurde, vereinigt wird. Sine entsprechende Regeleinrichtung sorgt dafür, daß Frischluft- und Abluftstrom gerade so groß sind, daß die Trockenkammertemperatur konstant bleibt. Die zusätzliche Entfeuchtung durch den Luft-Luft-Wärmeübertrager und den Frischluftstrom wird einerseits durch Unterschreiten der Taupunkttemperatur des Teilluftstromes im Y/änneübertrager und andererseits durch die bei nahezu allen Außenluftzuständen wesentlich niedrigere absolute Feuchte des den Abluftstrom ersetzenden Frischluftstromes gegenüber der absoluten Feuchte der Trockenkammerluft erreicht.

Im Falle höherer absoluter Feuchte der ümgebungsluft als der Kammerluft oder bei technologisch bedingter Unmöglichkeit, Frischluft dem abgesaugten Luftstrom beizumischen, wird die Frischluft nach dem Luft-Luft-Wärmeübertrager direkt

wieder der Umgebung zugeführt. In diesem Fall erfolgt die zusätzliche Satfeuchtung lediglich im Luft-Luft-Y/ärmeübertrager.

In die Trocknungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in den Kreislauf des aus der Srocloiungskammer abgesaugten und dieser nach der Entfeuchtung wieder zugeführten Luftstromes neben dem üblicherweise eingesetzten Verdampfer und Kondensator der Entfeuchirungswärmepumpe und eines der Aufrecht erhaltung des Kreislaufes dienenden Lüfters ein Luft-Luft-Wärmeübertrager eingebaut, der auf der einen Seite von dem abgesaugten Luftstrom und auf der anderen Seite durch einen Frischluftstrom beaufschlagt ist. Die Einrichtung enthält im Luftkreislauf weiterhin eine Vorrichtung zur gezielten Abführung eines Teilluftstromes aus dem Kreislauf und die Zuführung eines gleich großen Anteiles von frischluft, die. nach dam Durchströmen des Luft-Luft-Wärmeübertragers dem Luftkreislauf zugeführt wird. Diese Frischluftzuführung ist so ausgeführt, daß ein Teil oder die gesamte Frischluftmenge auch regelbar direkt in die Umgebung geleitet werden kann.

Erfindungsgenäß wird die Frischluftzuführung zum Kreislauf vorzugsweise zwischen Verdampfer und Kondensator der Sntfeuchtungswärmepumpe und die Luftabführung aus dem Kreislauf vorzugsweise vor dem Verdampfer angeordnet. In weiterer Ausbildung der Erfindung wird der Frisch- und Abluftstrom so geregelt, daß die Trockenkammertemperatur konstant auf dem vorgegebenen vvert bleibt.

Hacn einem weiteren LIerkmal der Erfindung ist der Luft-Luft-Wärmeübertrager als Oberflächenwärmeübertrager, Wärmerohr oder Regenerator ausgebildet.

Aus führungs bei spiel

Anhand der "beigefügten Zeichnungen soll ein Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.

Es zeigen in schematiseher Darstellung

Figur 1 die Anordnung einer 'Trocknungseinrichtung

Figur 2 die Trocknungseinrichtung mit der Regelstellung "!Frischluft zumischung"

Figur 3 die Trocknungseinrichtung mit der Regelstellung "keine Frischluftzumischung"

Nachfolgend wird das Verfahren im Zusammenhang mit der Ausbildung der Einrichtung behandelt, die Luft als Trocknungsmittel verwendet.

JTach Figur 1 erzeugen Umlufter 2 in der Trockenkammer 1 eine für das jeweilige Trockengut erforderliche Luftumwälzung zur Aufnahme der Feuchtigkeit aus dem Trockengut. Zur Abführung der Feuchtigkeit aus der Trockenkammer 1 saugt der Lüfter 6 über die Öffnung 3 Luft aus der Trockenkammer 1 ab. Uach der A"b Säugöffnung 3 ist ein Luft-Luft-Wärmeübertrager 3 positioniert, den auf der Eintrittsseite 12 die abgesaugte Luft und auf der Eintrittsseite 13 ein Frischluftstrom beaufschlagt. Dadurch kühlt sich die aus der Trockenkammer 1 abgesaugte, zu entfeuchtende Luft ab und es scheidet sich je nach Temperatur der Frischluft durch die Taupimktunterschreitung bereits eine entsprechende Wassermenge an den Flächen des Luft-Luft-Wärmeübertragers 9 ab. Hach dem Luft-luft-Wärmeübertrager 9 saugt der Lüfter 15 über die regelbare Absperrvorrichtung 8 einen Teil der aus der Trockenkammer 1 abgesaugten Luftmenge als Abluftstrom ab und führt ihn der Umgebung zu. Der um die abgesaugte Abluftmenge verminderte Luftstrom strömt anschließend über den Sntfeuchtungsverdampxer 4 de'r Entfeuchtungswärmepumpe, die weiterhin aus dem Kondensator 5, Verdichter 16 und Kältemittel einspritzventil 17 besteht. Der Entfeuchtungsverdampfer scheidet aus der zu entfeuchtenden Luft eine Wassermenge ab, die der Kälteleistung des Verdichters 16 entspricht. Nach dem Sntfeuchtungsverdampfer 4 vereinigt sich über die öffnung 11 der entfeuchtete Luftstrom mit dem über den Luft-Luft-Wärmeübertrager 9 vorgewärmten Frischluftstrom, wobei die zugeführte Luft-

menge der Abluftmenge entspricht. Beide Luftmengen werden so geregelt,, daß sich eine konstante 'Srockenicainmertemperatur ergibt, iiach der Vermischung der beiden Luftströme strömt die Luft über den Kondensator 5 der Snifeuchtungswärmepumpe, wo eine Erwärmung erfolgt, über die öffnung 10 wieder in die Trockenkammer 1.

Die Zumischung von Frischluft zur Trockenkammerluft erfolgt dabei in Abhängigkeit von den technologischen Forderungen des Trocknungsprogramaes und der absoluten Feuchte der Frischluft, die immer kleiner sein muß als die absolute Feuchte der Trokkenkammerluft, damit die_augeführte luft eine Verminderung des Feuchtegehaltes der Mischluft ergibt. Ist keine Zumischung sinnvoll oder erforderlich, führt der Lüfter 19 über das regelbare Absperrorgan 7 in der Frischluftleitung 18 die Frischluft ganz oder teilweise über die Austrittsöffnung 14 der Umgebung zu. Hit dem dargestellten Verfahren und der für die Durchführung des Verfahrens ausgebildeten Einrichtung können in Abhängigkeit von den technologischen Forderungen und den Frischluftzuständen durch die Regelung des·Absperrorgans 7 und des Absperrorgans 8 verschiedene Fahrzustände verwirklicht werden, die neben der Realisierung von Trocknungsvorgängen bei konstanten Irocknungsbedingungen auch die Durchführung von Sroclcaungsprograimnen bei veränderlichen Srocknungsbedingungen ermöglicht.

Die Figur 2 zeigt, bezogen auf den Kreislauf der abgesaugten Luft, für die Offenstellung des regelbaren Absperrorgans 7 die Kreislaufführung. Dem zugeordnet sind beliebig geöffnete Stellungen des regelbaren Absperrorgans 8. In dieser Regelstellung des Absperrorgans 7 wird ein Teil des aus der ^Trockenkammer 1 abgesaugten Luftstromes als Abluft durch den Lüfter 15 über das regelbare Absperrorgan 8 in die Umgebung geleitet und im Luftkreislauf durch den Lüfter 6 durch einen gleichgroßen Anteil von im Luft-Luft-Wärmeübertrager 9 erwärmter Frischluft über die Eintrittsöffnung 11 ersetzt. Dadurch wird die Bntfeuchtungsmenge des Ezitfeuchtungsverdampfers 4 erhöht durch den Bntfeuchtungsanteil des Luft-Luft-Wärmeübertragers. 9> indem

sich in Abhängigkeit vom Frischluftstroni die aus der Trockenkammer 1 abgesaugte, zu entfeuchtende Luft abkühlt und bereits Wasser an der Wärmeübertragungsfläche austaut und den Entfeuchtungsanteil der zugeführten Frischluft, der sich aus der Differenz der absoluten Luftfeuchtigkeit der Frischluft im Vergleich zur Trockenkammerluft ergibt. Die Entfeuchtungsleistung des Ent feuchtungsverdainp fers 4 der Entfeuchtungswännepumpe ist bei dieser Verfahrensausbildung im Vergleich zu üblichen Anlagen außerdem höher, da durch die Abkühlung der aus der Trockenkammer 1 abgesaugten Luft im Luft-Luft-Wanneübertrager 9 die relative Luftfeuchtigkeit erhöht wird« Die Regelung dea Prozesses erfolgt nach konstanter Trockenkammertemperatur so, daß der Wärmeüberschuß in der Trocknungsanlage mit der Abluft an die Umgebung abgeführt wird.

Die'Figur 3 zeigt für die SchließStellungen als andere Estremstellungen des regelbaren Absperrorgans 7 und des regelbaren Absperrorgans 8 die Kreislaufführung der Luft. Diese Regelstellung wird verwirklicht, wenn durch die technologischen Forderungen eine geringere Sntfeuchtungsleistung der Einrichtung verwirklicht werden soll oder die absolute Luftfeuchtigkeit der Frischluft größer ist als die der Trockenkammerluft. Die aus der Trockenkammer 1 abgesaugte Luft verbleibt hierbei durch die Schließstellung des regelbaren Absperrorgans 8 vollständig im Kreislauf. Die Frischluft wird nach dem Durchströmen des Luft-Luft-Wärmeübertragers 9 durch die Schließstellung des regelbaren Absperrorgans 7 direkt über die Austrittsöffnung 14 an die Umgebung abgeführt. Die Entfeuchtungsleistung des Entfeuchtungsverdampfers 4 erhöht sich dabei um den Anteil der Entfeuchtung des Luft-Luft-Wärmeübertragers 9· Die Sntfeuchtungsleistung des Entfeuchtungsverdampfers 4 der Entf euchtungswärmepumpe ist hierbei auch höher als bei üblichen Anlagen durch die Erhöhung der relativen Luftfeuchtigkeit der abgesaugten Luft vor dem Entfeuchtungsverdampfer 4 durch die Abkühlung im Luft-Luft-Wärmeübertrager 9· Eür die Regelung des Prozesses nach konstanter Trockenkammertemperatur wird die Überschußwärme des Trocknungsprozesses mit der Frischluft über die Öffnung 14 aus dem Kreislauf abgeführt.

Zwischen diesen beiden Esitremstellungen des Absperrorgans 7 und des Absperrorgans S sind alle Regelstellungen und damit verschiedene Mischungsverhältnisse von abgesaugter Luft und Frischluft möglich, so daß eine variable Fahrweise der Trocknungseinrichtung entsprechend der vorgegebenen Trocknungstechnologie und in Abhängigkeit von den Frischluftzuständen möglich ist.

Die dargestellte Lösung nach Figur 1 ist eine von möglichen Varianten, mit denen der erfinderische Grundgedanke realisiert v/erden kann. Ss können z. B. die Luftabführung aus dem Kreislauf und die Frischluftzuführung zum Kreislauf an anderen Stellen des Kreislaufes positioniert werden. Vifeiterhin · können durch Varianten der Ausrüstungen des Kreislaufes, z. B. Einbau eines Kühlers des Solekreislaufes einer Wärmepumpe anstelle des 3ntfeuchtungsverdampfers, unterschiedliche Leitungsführung der Einrichtung, Ersatz der in der Trockenkammer angeordneten Umlufter durch einen größeren Kreislauflüfter u. a. ähnliche Lösungen zur Verwirklichung der Erfindung entstehen. 3s ist bereits darauf hingewiesen worden, daß sich das Verfahren und die Einrichtung auch für solche Tröck'~~ nungsprozesse eignen, bei denen andere gasförmige Trocknungsmittel als Luft verwendet werden, oder bei denen dem Trockengut andere Substanzen als V/asser, z. B. Lösungsmittel o. ä. entzogen werden sollen.

Claims (9)

1. Sr f indungsansp rüche

   1. Verfahren zum Trocknen von Gütern durch Zirkulation eines gasförmigen Trocknungsmittels, beispielsweise Luft, bei dein aus einer Trockenkammer Luft abgesaugt und in einen äußeren Kreislauf geführt wird, der den Sntfeuchtungsverdampfer und den Kondensator einer 3ntfeuchtungswärmepumpe enthält, gekennzeichnet dadurch, daß der aus der Trockenkammer (1) abgesaugte Luftstrom in einem Luft-Luft-Wärmeübertrager (9) einen Teil seiner Wärme an einen Prisen-, luftstrom abgibt, daß dieser im Luft-Luft-Wärmeübertrager (9) vorgewärmte Frischluftstrom ganz oder teilweise dem aus der Trockenkammer (1) abgesaugten Luftstrom zugeführt wird und ein gleichgroßer Anteil des abgesaugten Luftstromes in die Umgebung abgeführt wird und daß bei Zuführung nur eines Teiles des vorgewärmten Frischluftstromes zu dem abgesaugten Luftstrom die Differenzmenge zur gesamten Frischluftmenge über die Austrittsöffnung (14) in die Umgebung abgeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die vorgewärmte Frischluft zwischen dem Sntf euchtungsverdampfer (4) und dem Kondensator (5) zugeführt und der dieser Menge entsprechenden Teil der aus der Trockenkammer (1) abgesaugten Luft zwischen dem Luft-Luft-Wänneübertrager (9) und dem Entfeuchtungsverdampfer (4) abgeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Frischluft- und Abluftstrom so geregelt wird, daß die Trockenkammertemperatur dem für den Trockenprozeß erforderlichen Sollwert entspricht.
4. 4. Einrichtung zum Trocknen von Gütern durch Zirkulation eines gasförmigen Trocknungsmittels, beispielsweise Luft, bestehend aus einer Trockenkammer und einem äußeren Luftkreislauf, in dem ein Lüfter, ein Entfeuchtungsverdampfer

   und ein Kondensator der j^tfeuchtungswärriiepumpe positioniert sind, gekennzeichnet dadurch, daß

   - in dem aus der Trockenkammer (1) abgesaugten Luftstrom ein Luft-Luft-Wänneübertrager (9) angeordnet ist, der auf der Eintrittsseite (12) durch den aus der Trockenkammer (1) abgesaugten luftstrom und auf der Eintrittsseite (13) durch einen Prischluftstrom beaufschlagt ist;

   -'nach dem Luft~Luft-">Yärmeübertrager (9) eine Frischluftleitung (18) mit einer öffnung (14), die in die Umgebung führt und einer Eintrittsöffnung (11), die in den Luftkreislauf führt, angeordnet ist;

   - in der Frischluftleitung (18) ein regelbares Absperrorgan (7) und im Luftkreislauf mindestens ein regelbares Absperrorgan (S) angeordnet sind, die von einer vollständig geöffneten Stellung des Absperrorgans (7), bei der die gesamte Frischluft über das Absperrorgan (7) und die Eintrittsoffnung (11) in den Luftkreislauf eingeführt und eine gleich große Menge der aus der Trockenkammer abgesaugten Luft aus dem Kreislauf über das/die Absperror gan/e (8) in die Umgebung abgeführt wird, über Zwischenstellungen, bei denen die über das Absperrorgan '(7) dem Kreislauf zugeführte Frischluftmenge gleich der über das Absperrorgan (8) aus dem Kreislauf abgeführten Luftmenge ist und die Differenz der in den Kreislauf eingeführten Frischluftmenge zur gesamten über den Luft-Luft-V/ärmeübertrager (9) strömenden Frischluftmenge über die Austrittsöffnung (14) in die Umgebung gelangt, zu Schliefst eilungen, bei denen die gesamte Frischluftmenge über die Austrittsöffnung (14) in die Umgebung gelangt, regelbar sind.

   Einrichtung nach Punkt 4> gekennzeichnet dadurch, daß die Eintrittsöffnung (11) für die Frischluftzuführung zwischen dem Entfeuchtungsverdajjtpfer (4) und dem Kondensator (5)

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   und mindestens ein Absperrorgan (8) zwischen dem Luft-Luft -Wärmeübertrager (9) und dem Entfeuchtungsverdampfer (4) angeordnet sind.

   β. Einrichtung nach Punkt 4 und o, gekennzeichnet dadurch, daß der Luft-Luft-Wärmeübertrager (9) ein Oberflächen-Wärmeübertrager ist.
5. 7. Einrichtung nach Punkt 4 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Luft-Luft-Wärmeübertrager (9) ein Wärmerohr ist.
6. 8. Einrichtung nach Punkt 4 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Luft-Luft-Wärmeübertrager (9) ein Regenerator ist.
7. 9. Einrichtimg nach Funkt 4 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß statt des Bntfeuchtungsverdampfers ein Kühler des Solekreislaufes einer Wärmepumpe eingesetzt ist.
8. 10. Einrichtung nach Punkt 4 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß für den Trocknungsprozeß ein anderes gasförmiges
   Trocknungsmittel als Luft verwendet wird.
9. 11. Einrichtung nach Punkt 4 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß beim Trocknungsprozeß eine andere Flüssigkeit als Wasser aufgetrocknet wird.

   - Hierzu 3 Blatt Zeichnungen -