DD233637A1

DD233637A1 - METHOD AND DEVICE FOR DRYING GUESTS IN CONVECTION DRYERS

Info

Publication number: DD233637A1
Application number: DD84272139A
Authority: DD
Inventors: Andreas Lippold; Guenter Gaertner; Peter Mickan; Fritz Schlender; Michael Doerfler; Steffen Spring; Horst Krueger
Original assignee: Halle Ingenieurtech
Priority date: 1984-12-29
Filing date: 1984-12-29
Publication date: 1986-03-05

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Trocknung von Guetern sowie auf eine Einrichtung zu seiner Durchfuehrung. Ziel der Erfindung ist es, die Energieoekonomie des Trocknungsprozesses zu verbessern. Die Aufgabe besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung zu dessen Durchfuehrung bei dem/der ein Konvektionstrockner nach dem Frischluft-Abluft-Prinzip mit einer Waermepumpe und einem Luft/Luft-Waermeuebertrager zur Waermerueckgewinnung ausgeruestet wird. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe geloest, indem ein Teil der Enthalpie der Abluft an die Zuluft und danach ein weiterer Teil an einen Waermepumpenprozess abgefuehrt wird, dessen Waermeleistung dem Trockner zugefuehrt wird. Die Abluft wird stets nahezu gesaettigt abgegeben. Die Dimensionierung des Luft/Luft-Waermeuebertragers garantiert nahezu konstante Betriebsbedingungen fuer den Verdampfer. Die Erfindung kann zur Trocknung verschiedenster Gueter mit Luft als Trocknungsmittel angewendet werden. Fig. 1The invention relates to a method for drying of goods and to a device for its implementation. The aim of the invention is to improve the Energieoekonomie the drying process. The object is to provide a method and a device for its implementation in which / is a convection dryer according to the fresh air-exhaust principle with a heat pump and an air / air heat exchanger for Waermerueckgewinnung is equipped. According to the invention, the object is achieved by removing part of the enthalpy of the exhaust air to the supply air and then another part to a heat pump process whose heat output is fed to the dryer. The exhaust air is always delivered almost gesaettigt. The dimensioning of the air / air heat exchanger guarantees almost constant operating conditions for the evaporator. The invention can be used for drying a variety of goods with air as a drying agent. Fig. 1

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trocknen von unterschiedlichen Gütern in Konvektionstrocknern und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei das Trocknungsmittel, vorzugsweise Luft, mittels einer oder mehrerer Wärmepumpen aufbereitet wird.The invention relates to a method for drying of different goods in convection dryers and a device for carrying out the method, wherein the desiccant, preferably air, is processed by means of one or more heat pumps.

Charakteristik der bekannten LösungenCharacteristic of the known solutions

Bekannt sind Anlagen zur Trocknung unterschiedlicher Güter, bei denen die gesamte Umluft eines Konvektionstrockners oder ein Teilluftstrom durch eine Entfeuchtungswärmepumpe aufbereitet wird. Bei zweckmäßiger Auslegung des Trockners tritt ein von der Umgebungstemperatur abhängiger und mehr oder weniger großer Wärmeüberschuß auf, der aus den Antriebsleistungen für den Kältemittelverdichter der Entfeuchtungswärmepumpe und für die notwendigen Umluftventilatoren im Trockner resuliert. Um den Sollwert der Trocknungstemperatur einzuhalten, ist es erforderlich, eine bestimmte Wärmeleistung, nämlich gleich der Differenz aus der Summe der Antriebsleistungen für Ventilatoren und Verdichter minus der Transmissions- und Lüftungsverluste des Trockners, an die Umgebung abzuführen. Bei allgemein bekannten Lösungen wird das durch einen in den Kältemittelkreislauf zusätzlich eingebundenen, mit Umgebungsluft oder einem anderen Kühlmedium beaufschlagten Zusatzkondensator realisiert. Bei dieser Variante ist nachteilig, daß die Überschußwärme nur als sensible und nicht als latente Wärme abgeführt wird und somit für den Trocknungsprozeß nutzlos verloren geht.Are known systems for drying different goods, in which the entire circulating air of a convection dryer or a partial air flow is treated by a dehumidification heat pump. With an appropriate design of the dryer occurs dependent on the ambient temperature and more or less large heat surplus, which results from the drive power for the refrigerant compressor of the dehumidification heat pump and for the necessary circulating air fans in the dryer. In order to comply with the drying temperature set point, it is necessary to dissipate a certain heat output, equal to the difference between the sum of the drive power for the fans and the compressor minus the transmission and ventilation losses of the dryer, to the environment. In the case of generally known solutions, this is realized by means of an additional capacitor, which is additionally incorporated into the refrigerant circuit and acted upon with ambient air or another cooling medium. In this variant, it is disadvantageous that the excess heat is dissipated only as sensitive and not as latent heat and thus is uselessly lost for the drying process.

In den Wirtschaftspatentanmeldungen WP F 26 B 261301, WP F 26 B 261008 und WP F 26 B 256545 werden Lösungen dargestellt, die es gestatten, diese Überschußwärme trocknungsprozeßfördemd nach außen abzuführen, so daß sowohl Trocknungszeit als auch der Energieverbrauch für die Trocknung gesenkt werden können. Die Abluftfeuchte ist dabei gleich der Luftfeuchte im Trockner. Die Überschußwärmeabfuhr nach außen wird dadurch realisiert, daß ein feuchter Trocknerluftstrom nach außen abgegeben und ein gleich großer trockener Außenluftstrom dem Trockner zugeführt wird, wobei die Ablufttemperatur der Trocknungstemperatur entspricht. Diese Verfahrensführung bedingt, daß mit sinkender Luftfeuchte im Trockner der Anteil latenter Wärme an der abgeführten Überschußwärme immer kleiner wird und damit auch die Effektivität dieser Verfahren. Für Entfeuchtungswärmepumpen kommt wegen der günstigen Leistungsparameter bevorzugt das Kältemittel R12 (Difluordichlormethan CF₂CI₂) zum Einsatz. Nachteilig beim Einsatz von Entfeuchtungswärmepumpen mit dem Kältemittel R12 für Trocknungsanlagen ist deren Beschränkung der Trocknungstemperatur auf etwa 40-5O⁰C, wodurch sich zum Beispiel bei der Trocknung von Holz auf Holzfeuchten unter 10% die Trocknungszeiten gegenüber konventioneller Trocknung nach dem Frischluft-Abluft-Prinzip erheblich erhöhen.In the commercial patent applications WP F 26 B 261301, WP F 26 B 261008 and WP F 26 B 256545 solutions are presented that allow this excess heat drying process-promoting discharge to the outside, so that both drying time and energy consumption for drying can be reduced. The exhaust air humidity is equal to the humidity in the dryer. The excess heat dissipation to the outside is realized in that a moist air dryer air stream discharged to the outside and an equal dry external air flow is supplied to the dryer, wherein the exhaust air temperature corresponds to the drying temperature. This process requires that with decreasing humidity in the dryer, the proportion of latent heat to the excess heat dissipated is getting smaller and thus also the effectiveness of these methods. For dehumidification heat pumps, the refrigerant R12 (difluorodichloromethane CF ₂ Cl ₂ ) is preferred because of the favorable performance parameters. A disadvantage of the use of dehumidification heat pumps with the refrigerant R12 for drying systems is their limitation of the drying temperature to about 40-50 ⁰ C, which, for example, when drying wood to wood moisture below 10%, the drying times compared to conventional drying according to the fresh air-exhaust principle increase significantly.

Der von E. FESSEL („Einsatz von elektrischen Wärmepumpen für die Holztrocknung", Elektrowärme im technischen Ausbau [1980] 2 S A 86 bis A 90, Vulkanverlag Essen) vorgeschlagene Einsatz des Kältemittels R114 (Tetrafluordichloräthan C₂CI₂F₄) zur Erreichung hoher Temperaturen im Trockner hat den Nachteil, daß dadurch der kältetechnische Aufwand erheblich anwächst, weil die volumetrische Kälteleistung des Kältemittels R114 wesentlich unter der des Kältemittels R12 liegt. Außerdem ist vor allem im ersten Trocknungsabschnitt der Einsatz von R114 nicht erforderlich und energetisch ungünstig, da dann Trocknungstemperaturen von etwa 40°C ausreichen. Dem Rechnung tragend, wurden mit den Wirtschaftspatentanmeldungen WP F 26 B 261 088, WP F 26 B 261 301 und den Wirtschaftspatenten DD 211854, DD 211853 Lösungen vorgeschlagen, die es durch geeignete lufttechnische Schaltungen ermöglichen, außer der Erhöhung der Entfeuchtungsleistung im Anfangsbereich der Trocknung bei hohen Luftfeuchten, im zweiten Trocknungsabschnitt die Trocknungstemperaturen unter konsequenter Ausnutzung der Überschußwärme über das durch die Kälteanlage vorgegebene Maß zu steigern. Dabei sind die höchsten Trocknungstemperaturen dann erreichbar, wenn die Überschußwärme im wesentlichen nur als sensible Wärme abgeführt wird. Speziell für höchste Trocknungstemperaturen bei niedrigen Luftfeuchten wurden außerdem die Lösungen in dem Wirtschaftspatent DD 211852 vorgeschlagen.The use of the refrigerant R114 (tetrafluorodichloroethane C ₂ Cl ₂ F ₄ ) proposed by E. FESSEL ("Use of electric heat pumps for wood drying", electric heating in technical development [1980] 2 SA 86 to A 90, Vulkanverlag Essen) to achieve high Temperatures in the dryer have the disadvantage that thereby the refrigeration effort increases considerably, because the volumetric cooling capacity of the refrigerant R114 is substantially lower than that of the refrigerant R 12. In addition, especially in the first drying section, the use of R114 is not required and energetically unfavorable, since then drying temperatures 40 ° C. Taking account of this, with the commercial patent applications WP F 26 B 261 088, WP F 26 B 261 301 and the commercial patents DD 211854, DD 211853 solutions have been proposed which make it possible by suitable ventilation circuits, except the increase Dehumidification performance in the initial range of drying at high Humidity, in the second drying section to increase the drying temperatures under consistent use of excess heat over the predetermined by the refrigeration system level. In this case, the highest drying temperatures can be achieved if the excess heat is dissipated substantially only as sensible heat. Especially for highest drying temperatures at low humidities, the solutions in the commercial patent DD 211852 were also proposed.

Mit diesen Lösungen ist es möglich, höhere als für den Kältekreislauf zuträgliche Trocknungstemperaturen zu erreichen,, aber es kann nicht über den gesamten Trocknungsbereich die Überschußwärme als latente Wärme nach außen abgeführt werden, d.h. nahezu vollständig gesättigte Trocknerluft gegen trockene Außenluft ausgetauscht werden.With these solutions, it is possible to achieve higher than for the refrigeration cycle conducive drying temperatures, but it can not be dissipated over the entire drying range, the excess heat as latent heat to the outside, i. almost completely saturated dryer air to be replaced by dry outside air.

Nach der Patentanmeldung DE 2942651 wird die Wärmepumpe nicht als Entfeuchtungsgerät im geschlossenen Trocknersystem eingesetzt und die entfeuchtete Luft nicht dem Trockner wieder zugeführt, sondern der Trockner arbeitet nach dem Abluft-Frischluft-Prinzip, wobei die Wärmepumpe als Wärmerückgewinnungsgerät die Enthalpie der Abluft auf die Zuluft überträgt. Die relative Feuchte der Abluft erreicht, abhängig vom Klima im Trockner, nahezu die maximal möglichen Werte. Nachteilig erweist sich bei dieser Lösung, daß in Abhängigkeit vom Trocknungsprogramm (Luftfeuchte, Trocknungstemperatur) der Verdampfer der Wärmepumpe mit Luft relativ stark veränderlicher, dessen Leistung bestimmender Parameter beaufschlagt wird, wodurch der kältetechnische Aufwand durch das erforderliche Zu- und Abschalten bestimmter Verdampfersektionen zur Anpassung der Verdampferleistung an die Kälteleistung des Verdichters erheblich erhöht wird. Ein weiterer Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß die direkte Vorwärmung der Zuluft durch die Abluft nicht möglich ist, was letztlich einen unnötig höheren Energieverbrauch verursacht.According to the patent application DE 2942651, the heat pump is not used as a dehumidifier in the closed dryer system and the dehumidified air is not returned to the dryer, but the dryer operates on the exhaust air fresh air principle, the heat pump as heat recovery device transmits the enthalpy of the exhaust air to the supply air , The relative humidity of the exhaust air reaches, depending on the climate in the dryer, almost the maximum possible values. The disadvantage of this solution that, depending on the drying program (humidity, drying temperature) of the evaporator heat pump with air relatively strong variable whose performance is determined determining parameters, whereby the refrigeration effort by the required switching on and off certain evaporator sections to adjust the Evaporator power to the cooling capacity of the compressor is significantly increased. Another disadvantage of this solution is that the direct preheating of the supply air through the exhaust air is not possible, which ultimately causes an unnecessarily higher energy consumption.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den Trocknungsprozeß nach dem Frischluft-Abluft-Prinzip mit Wärmepumpe so zu gestalten, daß dieser Prozeß energiewirtschaftlich optimal geführt wird.The aim of the invention is to make the drying process according to the fresh air-exhaust principle with heat pump so that this process is performed optimally in terms of energy.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Trocknen von Gütern in Konvektionstrocknem nach dem Frischluft-Abluft-Prinzip mit Wärmepumpe und rekuperativer Wärmerückgewinnung und eine Einrichtung zu seiner Durchführung zu schaffen, bei dem/der die Trocknungstemperaturen und Luftfeuchten die Leistung des Kältemittelverdampfers der Wärmepumpenänlage und damit deren Kälteleistung nur unwesentlich beeinflussen, die Zuluft durch die Abluft direkt vorgewärmt wird und die Abluft stets nahezu gesättigt das Tr.ocknersystem verläßt.The invention has for its object to provide a method for drying of goods in Konvektionstrocknem after the fresh air-exhaust principle with heat pump and recuperative heat recovery and a device for its implementation, in which / the drying temperatures and humidity, the performance of the refrigerant evaporator of the heat pump systems and thus affect their cooling capacity only insignificantly, the supply air is preheated directly by the exhaust air and the exhaust air always almost saturated leaves the Tr.ocknersystem.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Teil der Enthalpie der feuchtebeladenen Abluft an die Zuluft und danach ein weiterer Teil über einen Verdampfer an einen Wärmepumpenprozeß abgegeben und daß der Trocknerumluft und/oder der durch die Abluft vorgewärmten Zuluft die Wärmeleistung des Wärmepumpenprozesses über den Kondensator zugeführt wird, wobei die Enthalpieübertragung von der Abluft an die Zuluft bei allen Betriebszuständen des Trockners nach einer nahezu konstanten für den Wärmepumpenprozeß zulässigen Lufteintrittsenthalpie in den Verdampfer bemessen ist und wobei in Abhängigkeit eines Trocknungsprogrammes und des Umgebungsluftzustandes die Zu- und Abluftmengen zur Einhaltung des Temperatursollwertes geregelt werden.According to the invention the object is achieved in that a part of the enthalpy of the moisture-laden exhaust air to the supply air and then another part delivered via an evaporator to a heat pump process and that the dryer circulating air and / or the supply air preheated by the exhaust air, the heat output of the heat pump process through the condenser is supplied, wherein the enthalpy transmission from the exhaust air to the supply air in all operating conditions of the dryer after a nearly constant permissible for the heat pump process air entrainment into the evaporator and wherein depending on a drying program and the ambient air condition, the supply and exhaust air quantities to maintain the temperature setpoint regulated become.

Die Enthalpiedifferenz zwischen der Abluft nach dem Kältemittelverdampfer und der Zuluft am Eintritt in den Luft/Luft-Wärmeübertrager multipliziert mit der im Trocknersystem ausgetauschten Luftmenge entspricht dem Wärmeüberschuß im Trocknersystem. Mit fortschreitender Trocknung des Gutes sinkt die Luftfeuchte im Trockner und damit auch die Enthalpie der Luft, wenn deren Temperatur konstant bleibt. Da aber die Enthalpiedifferenz der Luft über den Kältemittelverdampfer bei nahezu gleichbleibender Kälteleistung der Wärmepumpe konstant bleibt, sinkt zwangsläufig die Abluftenthalpie. Dadurch gerät aber das Trocknersystem aus dem stationären Betriebszustand, da die erforderliche Wärmeleistungsabgabe entsprechend dem Wärmeüberschuß nicht gewährleistet ist. Ein neues Gleichgewicht stellt sich bei einer höheren Trocknungstemperatur ein. Dieser Effekt ist vor allem bei hygroskopischen Gütern, z. B. Holz zur Verkürzung der Trocknungszeit wünschenswert. Die Wärmeleistung des Luft/Luft-Wärmeübertragers und damit die Abkühlung der Abluft vergrößert sich mit abnehmender relativer Luftfeuchte und steigender Trocknungstemperatur ständig, so daß die vorn genannte Forderung nach nahezu konstanten Lufteintrittsbedingungen in den Verdampfer erfüllt sind.The enthalpy difference between the exhaust air after the refrigerant evaporator and the supply air at the inlet to the air / air heat exchanger multiplied by the amount of air exchanged in the dryer system corresponds to the excess heat in the dryer system. As the product dries, the humidity in the dryer decreases and so does the enthalpy of the air, if its temperature remains constant. However, since the enthalpy difference of the air via the refrigerant evaporator remains constant at almost constant cooling capacity of the heat pump, the enthalpy of enthalpy inevitably drops. As a result, however, the dryer system from the stationary operating condition, since the required heat output in accordance with the excess heat is not guaranteed. A new equilibrium arises at a higher drying temperature. This effect is especially in hygroscopic goods, eg. B. wood to shorten the drying time desirable. The heat output of the air / air heat exchanger and thus the cooling of the exhaust air increases with decreasing relative humidity and increasing drying temperature constantly, so that the aforementioned requirement for almost constant air inlet conditions are met in the evaporator.

Dieses Verhalten des Trocknersystems mit Wärmepumpe ermöglicht eine einfache Temperaturregelung des Trockners, indem Zu- und Abluftmenge verändert werden. Bei Vergrößerung der Luftmengen sinkt, bei Verkleinerung steigt die Trocknungstemperatur. Die Feuchte im Trockner bzw. des Gutes wird durch Ein-und Ausschalten der Wärmepumpenanlage geregelt. Die Temperaturregelung beeinflußt die Feuchteregelung nicht.This behavior of the dryer system with heat pump allows a simple temperature control of the dryer, by changing the supply and exhaust air quantity. As the air volumes increase, the drying temperature increases as the size decreases. The humidity in the dryer or the goods is controlled by switching the heat pump system on and off. The temperature control does not affect the humidity control.

In vorteilhafter Ausbildung wird als Kältemittel für die Wärmepumpen ein nichtazeotropes Kältemittelgemisch verwendet, das den LORENZ-Prozeß als günstigen Kältemaschinenprozeß unter den vorliegenden großen Lufttemperaturspreizungen sowohl Verdampfer- als auch kondensatorartig, ermöglicht. Eine Annäherung an diesen Prozeß wird auch erreicht, indem die erforderliche Kälteleistung der Wärmepumpe auf zwei oder mehrere Verdichter aufgeteilt wird. Die Anordnung mehrerer Verdichter hat außerdem den Vorteil, daß die Leistung des Trockners dem Trocknungsverlauf des jeweiligen Gutes besser angepaßt werden kann.In an advantageous embodiment, a non-azeotropic refrigerant mixture is used as the refrigerant for the heat pump, which allows the LORENZ process as a favorable refrigeration machine process under the present large air temperature spreads both evaporator and condenser. An approach to this process is also achieved by dividing the required cooling capacity of the heat pump into two or more compressors. The arrangement of several compressors also has the advantage that the performance of the dryer can be better adapted to the drying process of the particular good.

Eine vorteilhafte Lösung zur Aufheizung des Trockners zu Beginn eines Trocknungsvorganges ergibt sich, wenn der Verdampfer der Wärmepumpenanlage zu diesem Zweck ausschließlich mit Außenluft beaufschlagt wird, so daß die Wärmepumpe als Umweltenergie nutzende Heizwärmepumpe arbeitet.An advantageous solution for heating the dryer at the beginning of a drying process is obtained when the evaporator of the heat pump system is acted upon for this purpose exclusively with outside air, so that the heat pump works as Umweltenergie use heating heat pump.

Die Erfindung ermöglicht außerdem durch einen zusätzlichen mit Fremdenenergie beaufschlagten und in dem dem Trockner zuzuführenden Luftstrom angeordneten Heizer, auch nach dem konventionellen Frischluft/Abluft-Prinzip oder bei einem kombinierten Betrieb zu trocknen.The invention also makes it possible to dry by an additional acted upon with foreign energy and arranged in the dryer to be supplied air flow heater, even after the conventional fresh air / exhaust principle or in a combined operation.

embodiments

Anhand der beigefügten Zeichnungen sollen Ausführungsbeispiele als mögliche Varianten zur Durchführung des Verfahrens beschrieben werden.Reference to the accompanying drawings, embodiments are to be described as possible variants for carrying out the method.

Es zeigenShow it

Figur 1: eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanlage mit einem außerhalb des Trockners in einemFigure 1: a schematic representation of the heat pump system with an outside of the dryer in one

Trocknerluftstrom angeordneten Kondensator Figur 2: eine schematische Darstellung der Wärmepumpenanlage für einen Konvektionstrockner mit dem Kondensator imFIG. 2 shows a schematic representation of the heat pump system for a convection dryer with the condenser in the dryer

Zuluftstrom Figur 3: Anordnung wie nach Figur 1 mit zusätzlichem Luft/Luft-Wärmeübertrager zur Gewährleistung höherer TrocknertemperaturenSupply air flow Figure 3: Arrangement as shown in Figure 1 with additional air / air heat exchanger to ensure higher dryer temperatures

Ausführungsbeispie! 1

Gemäß Figur 1 erzeugen in einem Trockner 1 Umluftventilatoren 2, diefürdieTrocknung des Gutes 14erforderliche Umluft. Der Ventilator 19 saugt im Trockner 1 Trocknerluft an und fördert sie über die Austrittsöffnung 22 in die Luftleitung 18 des äußeren Luftkreisiaüfes. Aus der Luftleitung 18 saugt der Abluftventilator 11 einen Abluftstrom in die Abluftleitung 9, in der das Regelorgan 12 positioniert ist. In die Abluftleitung 9 sind ein Luft/Luft-Wärmeübertrager 5 und der Verdampfer 6 einer Wärmepumpe, die weiterhin aus dem Verdichter 7, dem Expansionsventil 8 und dem Kondensator 3 besteht, eingebaut.According to FIG. 1, in a dryer 1 circulating air fans 2, the circulating air required for the drying of the goods 14. The fan 19 sucks in the dryer 1 dryer air and conveys them via the outlet opening 22 in the air line 18 of the outer Luftkreisiaüfes. From the air line 18, the exhaust fan 11 sucks an exhaust air flow in the exhaust duct 9, in which the control member 12 is positioned. In the exhaust duct 9 are an air / air heat exchanger 5 and the evaporator 6 of a heat pump, which further consists of the compressor 7, the expansion valve 8 and the condenser 3, installed.

Die Austrittsseite 26 des Luft/Luft-Wärmeübertragers 5 ist durch die Zuluftleitung 10 mit der Anschlußöffnung 24 in der Luftleitung 18 verbunden. Die Zuluftleitung 10 enthält das Regelorgan 21. Zwischen dem Luft/Luft-Wärmeübertrager 5 und dem Verdampfer 6 mündet in die Abluftleitung 9 eine Frischluftleitung 25 mit dem Regelorgan 13. In die Luftleitung 18 des äußeren Luftkreislaufes sind nach der Einmündung der Zuluftleitung 10 in Strömungsrichtung gesehen, der Kondensator 3 der Wärmepumpe, der Ventilator 19 und der Heizer 4 positioniert.The outlet side 26 of the air / air heat exchanger 5 is connected through the supply air line 10 to the connection opening 24 in the air line 18. The air supply line 10 contains the control element 21. Between the air / air heat exchanger 5 and the evaporator 6 opens into the exhaust duct 9, a fresh air line 25 with the control element 13. In the air line 18 of the outer air circuit are seen after the confluence of the supply air line 10 in the flow direction , the heat pump condenser 3, the fan 19 and the heater 4 are positioned.

Die im äußeren Luftkreislauf aufbereitete Trocknerluft gelangt dann über die Eintrittsöffnung 27 wieder zum Trockner 1.The processed in the outer air cycle dryer air then passes through the inlet opening 27 back to the dryer. 1

Die beschriebene Anordnung ermöglicht die Aufbereitung von Luft mit sehr variablen Parametern zur Trocknung von Gütern bei rationellem Energieeinsatz.The described arrangement enables the treatment of air with very variable parameters for drying goods with rational use of energy.

Die feuchtebeladene Abluft gibt in dem Luft/Luft-Wärmeübertrager 5 einen Teil ihrer Enthalpie an die kalte Zuluft ab. Für diese Vorwärmung ist praktisch kein Fremdenenergieaufwand erforderlich.The moisture-laden exhaust air is in the air / air heat exchanger 5 from a part of their enthalpy to the cold supply air. For this preheating practically no extraneous energy expenditure is required.

Die Dimensionierung des Luft/Luft-Wärmeübertragers 5 erfolgt so, daß bei allen Betriebszuständen die übertragene Wärmeleistung mindestens so groß ist, daß die vom Wärmepumpenprozeß her zulässige Lufteintrittsenthalpie in den Verdampfer 6 keinesfalls überschritten wird.The dimensioning of the air / air heat exchanger 5 is carried out so that in all operating conditions, the transmitted heat output is at least so great that the permitted by the heat pump process ago Lufteintrittsenthalpie is not exceeded in the evaporator 6.

Dem Trockner 1 ist eine Regeleinrichtung 15zugeordnet, die über das Regelorgan 21 in derZuluftleitung 10 und das Regelorgan 12 in der Abluftleitung 9 die Zu- und Abluftmengen entsprechend ändert. Der Temperaturregler 16 stellt entsprechend einem Trocknungsprogramm über die Regeleinrichtung 15 und die Regelorgane 12 und 21 die Trocknungstemperatur ein. Ein Feuchteregler 17 regelt die Luft- und/oder Gutfeuchte in Abhängigkeit des Trocknungsprogrammes durch Öffnen bzw. Einschalten und Schließen bzw. Abschalten der Regelorgane 12 und 21, der Wärmepumpe und des Abluftventilators 11. Zum Anheizen des Trockners 1 und während der Trocknung zur Aufheizung auf höhere Temperaturen wird das Regelorgan 13 geöffnet, so daß der Verdampfer 6 zusätzlich Umweltenergie aufnimmt, die Wärmepumpe diese Energie auf das Temperaturniveau des Trockners 1 transformiert und über den Kondensator 3 an die Trocknerluft im äußeren LuftkreislaufThe dryer 1 is associated with a control device 15, which changes the supply and exhaust air quantities accordingly via the control element 21 in the supply air line 10 and the control element 12 in the exhaust air line 9. The temperature controller 16 sets according to a drying program on the control device 15 and the control elements 12 and 21, the drying temperature. A humidity controller 17 controls the air and / or moisture content as a function of the drying program by opening or switching on and off or shutdown of the control elements 12 and 21, the heat pump and the exhaust fan 11. For heating the dryer 1 and during drying for heating higher temperatures, the control element 13 is opened, so that the evaporator 6 additionally absorbs environmental energy, the heat pump transforms this energy to the temperature level of the dryer 1 and the capacitor 3 to the dryer air in the outer air circulation

abgibt -—gives up -

Der Heizer 4 ermöglicht einen konventionellen Frischluft/Abluftbetrieb des Trockners mit Wärmerückgewinnung, wobei dieser Heizer anstatt der Wärmepumpe in Betrieb ist (bivalent alternativer Betrieb), wenn die Sollwerttemperatur im Trockner so hoch liegt, daß ein ausschließlicher Wärmepumpenbetrieb nicht mehr möglich ist, da sonst die zulässigen Wärmepumpenprozeßtemperaturen überschritten werden. Wenn unter extremen Betriebsbedingungen die Lufttemperatur vor dem Verdampfer 6 über den zulässigen Wert ansteigt, wird das Regelorgan 13 geöffnet.The heater 4 allows a conventional fresh air / exhaust operation of the dryer with heat recovery, this heater instead of the heat pump in operation (bivalent alternative operation) when the setpoint temperature in the dryer is so high that an exclusive heat pump operation is no longer possible, otherwise the permissible heat pump process temperatures are exceeded. If, under extreme operating conditions, the air temperature in front of the evaporator 6 rises above the permissible value, the control element 13 is opened.

Eine weitere Ausführung, mit der der erfinderische Grundgedanke realisiert werden kann, besteht darin, den Kondensator 3 und den Heizer 4 anstatt in der Luftleitung 18 im Trockner 1, beaufschlagt durch die Trocknerumluft, der die vorgewärmte Zuluft zugemischt wird, anzuordnen.Another embodiment, with which the inventive idea can be realized, is to place the condenser 3 and the heater 4 instead of in the air line 18 in the dryer 1, acted upon by the dryer circulating air, which is admixed with the preheated supply air.

Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2

Gemäß Figur 2 sind der Kondensator 3 und der Heizer 4 direkt in der Zuluftleitung 10 nach dem Luft/Luft-Wärmeübertrager 5 angeordnet. Die Luftleitung 18 des äußeren Luftkreislaufes mit dem Ventilator 19 entfällt, die Zuluftleitung 10 mündet direkt in den Trockner 1. Diese Schaltung ist dann möglich, wenn der Zuluftstrom im Kondensator 3 und Heizer 4 eine ausreichende Wärmeübertragung sichert.According to FIG. 2, the condenser 3 and the heater 4 are arranged directly in the supply air line 10 downstream of the air / air heat exchanger 5. The air line 18 of the outer air circuit with the fan 19 is omitted, the supply air line 10 opens directly into the dryer 1. This circuit is possible when the supply air in the condenser 3 and heater 4 ensures sufficient heat transfer.

Die Funktionen der Positionen 1 bis 12,14 bis 17,21,22,25 und 26 entsprechen denen des Ausführungsbeispieles 1.The functions of the positions 1 to 12, 14 to 17, 21, 22, 25 and 26 correspond to those of the embodiment 1.

Es ist nur ein Aufheizen des Trockners 1 mittels Wärmepumpe bei einem Luftwechsel im Trockner 1 möglich, so daß das Regelorgan 13 nur bei Überschreiten der zulässigen Lufttemperatur vor dem Verdampfer 6 und zum Aufheizen des Trockners 1 auf höhere Temperaturen während der Trocknung geöffnet wird.It is only a heating of the dryer 1 by means of a heat pump in an air change in the dryer 1 possible, so that the control member 13 is opened only at exceeding the allowable air temperature in front of the evaporator 6 and for heating the dryer 1 to higher temperatures during drying.

Bei Trocknungstemperaturen, die über den vom Kältekreislauf her zulässigen Werten der Luft am Austritt aus dem Kondensator 3 liegen, führt der Heizer 4, nachdem die Zuluft über den Luft/Luft-Wärmeübertrager 5 und Kondensator 3 vorgewärmt wurde, der Zuluft die erforderliche Wärme zu, was einem bivalent parallelen Betrieb entspricht.At drying temperatures which are above the permissible values of the air at the outlet from the condenser 3, the heater 4, after the supply air has been preheated via the air / air heat exchanger 5 and condenser 3, supplies the required heat to the supply air, which corresponds to a bivalent parallel operation.

Embodiment 3

Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das bevorzugt dazu geeignet ist, im Bereich niedriger Luftfeuchten im Trockner 1 hohe, über den für den Kältemaschinenprozeß zulässigen Lufttemperaturen liegende Trocknungstemperaturen zu realisieren, wenn der Kondensator 3 aus Gründen der Wärmeübertragung nicht ausschließlich durch die Zuluft beaufschlagt werden kann. Dazu wird in den äußeren Luftkreislauf zwischen Trockner 1 und Abluftleitung 9 ein Luft/Luft-Wärmeübertrager 20 eingeordnet. Die Wärmeübertragerseite 23 dieses Luft/Luft-Wärmeübertragers 20 wird auch von der Trocknerluft des äußeren Luftkreislaufes beaufschlagt, aber nachdem von diesem Luftstrom die Abluft abgeführt, die Zuluft zugeführt und dieser resultierende Luftstrom im Kondensator 3 aufgeheizt wurde. Die Zu- und Abluftmengen werden entsprechend dem Trocknungsprogramm und der Lufttemperatur nach dem Kondensator 3 geregelt, deren Sollwert unter der Lufttemperatur am Regelorgan 12 in der Abluftleitung 9 ist.FIG. 3 shows an exemplary embodiment which is preferably suitable for realizing high drying temperatures lying above the air temperatures permissible for the refrigerating machine process in the dryer 1 when the condenser 3 can not be acted upon solely by the supply air for reasons of heat transfer , For this purpose, an air / air heat exchanger 20 is classified in the outer air circuit between dryer 1 and exhaust duct 9. The heat exchanger side 23 of this air / air heat exchanger 20 is also acted upon by the dryer air of the outer air circuit, but after the exhaust air discharged from this air flow, the supply air is supplied and this resulting air flow was heated in the condenser 3. The supply and exhaust air amounts are controlled according to the drying program and the air temperature after the condenser 3, the set point is below the air temperature at the control element 12 in the exhaust duct 9.

Der Luft/Luft-Wärmeübertrager 20 sichert eine solche Lufttemperatur vor dem Kondensator 3, daß dessen Wärmeleistung, ohne Überschreitung der zulässigen Drücke im Kältekreislauf, an die Luft übertragen werden kann, ί Die Lufttemperatur vor dem Heizer 4 liegt dann nur unwesentlich unter der Trocknungstemperatur, so daß die zusätzliche Heizung auf ein Minimum beschränkt werden kann.The air / air heat exchanger 20 ensures such an air temperature before the condenser 3, that its heat output, without exceeding the allowable pressures in the refrigeration cycle, can be transferred to the air, ί The air temperature before the heater 4 is then only slightly below the drying temperature, so that the additional heating can be kept to a minimum.

Dieser Luft/Luft-Wärmeübertrager 20 ist konstruktiv so in das Luftführungssystem eingebunden, daß die Wärmeübertragung nur in angegebener Richtung erfolgt und im niedrigen Temperaturbereich ein Betrieb des Trockners 1 ohne Wärmeübertragung im Luft/Luft-Wärmeübertrager 20 möglich ist, wodurch die im Trockner 1 angesaugte Trocknerluft im äußeren Luftkreislauf abgekühlt wird. Mit einem Gravitationswärmerohr, dessen Verdampfungsseite, die direkt von der Trockenkammerluft beaufschlagt wird, geodätisch unter der Kondensationsseite liegt, wird diese Forderung selbsttätig erfüllt, r'This air / air heat exchanger 20 is structurally so integrated into the air duct system that the heat transfer takes place only in the specified direction and in the low temperature range, an operation of the dryer 1 without heat transfer in the air / air heat exchanger 20 is possible, causing the sucked in the dryer 1 Drying air is cooled in the outer air circuit. With a gravitational heat pipe, the evaporation side, which is acted upon directly by the drying chamber air, is geodetically below the condensation side, this requirement is fulfilled automatically, r '

Claims

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Invention claim:

1. A method for drying goods in convection dryers according to the supply and exhaust air principle with direct preheating of the supply air through the exhaust air and additional heat recovery by means of a heat pump process, the heat source is the exhaust air and the heat sink is the supply air, characterized in that a part of the enthalpy of the moisture-laden exhaust air to the supply air directly and then another part of a heat pump process and that the dryer air and / or supplied by the exhaust air supply air, the heat output of the heat pump process is supplied to the enthalpy of the exhaust air to the supply air in all operating conditions of the dryer after a nearly constant permissible for the heat pump process air entrainment is measured in the evaporator and wherein depending on a drying program and the ambient air condition, the supply and exhaust air quantities are controlled to maintain the temperature setpoint.

2. The method according to item 1, characterized in that the heat pump process is performed with a non-azeotropic refrigerant mixture as the refrigerant.

3. The method according to item 1, characterized in that a plurality of independent heat pump processes are performed, wherein the air side, the required evaporators and condensers are connected in series so that in each case those with the lower air inlet temperature are assigned to a compressor.

4. The method according to item 1 to 3, characterized in that the drying temperature is adjusted in accordance with their setpoint according to a drying program in that the exhaust air amount and the corresponding supply air quantity can be adjusted.

5. The method according to item 1 to 4, characterized in that the humidity is controlled during the drying process as a function of a drying program by switching on and off of the supply and exhaust air flow.

6. The method according to item 1 to 5, characterized in that at required drying temperatures through which the permissible heat pump process temperatures are exceeded, in addition to the heat pump and the recuperative heat recovery, the supply air is heated by a dry external heat source.

7. The method according to item 1 to 6, characterized in that the increase in the drying temperatures at the beginning or during the drying process takes place via the heat pump process, wherein a dry external heat source is used.

8. The method according to item 1 to 7, characterized in that the supply air is the heat sink of the heat pump process.

9. The method according to item 1 to 8, characterized in that the energy supply from a dry external heat source takes place directly to the supply air.

10. The method according to item 1 to 9, characterized in that the heat output of the heat pump process and the dry external heat source to a mixed air stream, consisting of the supply air flow and the Dryerumluftstrom or a part of the latter, is transmitted.

11. The method according to item 1 to 7 and 10, characterized in that at drying temperatures through which the permissible heat pump process temperatures are exceeded, the dryer air is cooled in an outer air circuit through the conditioned dryer air after the condenser, wherein the supply air, the air temperature at the condenser outlet is lowered below the air temperature of the exhaust air before it is cooled by the supply air, the permissible entrainment air entrained before the evaporator is not exceeded and possibly required reheating of the mixed air via a dryer external heat source.

12. The method according to item 1 to 11, characterized in that when exceeding the permissible entrainment of air into the evaporator of the exhaust air before the evaporator outside air is added, wherein the outside air amount is measured according to the setpoint of the entrainment of air into the evaporator.

13. Device for drying goods in convection dryers according to the supply and exhaust air principle with a heat recovery system consisting of an air / air heat exchanger and a heat pump, the evaporator of the dryer exhaust extracts the enthalpy and the condenser supplies the corresponding heat output to the dryer system, characterized in that in the exhaust air line (9) the one heat transfer side of the air / air heat exchanger (5) and then the evaporator (6) of the heat pump and in the supply air line (10), which opens into the dryer system, the other heat exchanger side of this air / Air heat exchanger (5) is arranged, that the condenser (3) is positioned in an air flow consisting of dryer air and / or supply air, that in the exhaust duct (9) a control member (12) and in the supply air line (10) Control element (21 (are installed that the air / air heat exchanger (5) in its heat transfer performance after the neces dermal enthalpy reduction of the exhaust air at or below the determined by the heat pump process permissible value of Lufteintrittsenthalpie in the evaporator (6) in all operating conditions of the dryer (1) is dimensioned and that the dryer (1) a control device (15) and a temperature controller (16) are associated with the control element (12) in the exhaust duct (9) and the control element (21) of the supply air line (10) by adjusting the supply and exhaust air, the drying temperature according to their target value, predetermined by a Trocknungsprcgramm, and in dependence Ambient air condition guaranteed.

14. Device according to item 13, characterized in that the condenser (3) and the heater (4) in the dryer (1) are arranged.

15. Device according to item 13, characterized in that the capacitor (3) in the supply air line (10) is positioned.

16. Device according to item 13, characterized in that the condenser (3) and the heater (4) in an air line (18) of the outer air circuit in the front condenser (3), the supply air line (10) is integrated, are positioned the air flow in this outer air circuit consists of dryer circulating air and supply air.

17. Device according to item 13 and 16, characterized in that in the arrangement of the condenser (3) and heater (4) in the air line (18) of the outer air circuit, a heat exchanger side of an additional air / air heat exchanger (20) between dryer ( 1) and the integration of the exhaust air line (9) in the air line (18) of the outer air circuit (18) is positioned and whose other heat transfer side between the condenser (3) and heater (4) in the air line (18) of the outer air circuit is integrated.

18. Device according to item 13 to 17, characterized in that in front of the evaporator (6) a fresh air line (25) with a control member (12) in the exhaust duct (9) is integrated.

- Ζ- Ii. I OS

19. Device according to item 13 and 16 to 18, characterized in that the exhaust air line (9) in existing air line (18) of the outer air circuit is integrated directly into the dryer (1).

20. Device according to item 13 and 16 to 19, characterized in that the exhaust air line (9) is connected to existing external air circuit before integration of the supply air line (10) in the air line (18) of the outer air circuit.

21. Device according to item 13 to 20, characterized in that a control device (15) in conjunction with the control elements (12,21) under all operating conditions sets the mutually corresponding discharge and supply air quantities.

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