DE102008057183A1

DE102008057183A1 - Trockner für Wäsche mit einer Messstelle für Dämpfe

Info

Publication number: DE102008057183A1
Application number: DE200810057183
Authority: DE
Inventors: Fritz Curtius
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2010-05-20

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Trockner mit einer Messstelle für Dämpfe zur Trocknung von Wäsche, z. B. Flachwäsche und Tischdecken in einer Mangel, mit beheizten Austauschflächen zur Verdampfung von Wasser und zur Aufheizung von Luft, welche entlang der Austauschflächen zur Ableitung von verdampften Wasser (H2O) geführt wird, mit einem Ventilator und einer Rohrleitung, in welcher der Dampf in einer Dampf (H2O) enthaltenden Luft bestimmt wird. Um dies zu erreichen, ist eine Messung der Kühlgrenztemperatur, in der Dampf enthaltenden Luft, vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Trockner mit einer Messstelle für Dämpfe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
Stand der Technik
Über Trockner in Wäschereien, und Trockner für Textilien und Flachwäsche z. B. Tischdecken, in welchen mit Luft als Betriebsmittel die Feuchte als Wasserdampf abgeleitet wird, ist bekannt, dass Wärme zur Verdampfung der Feuchte und für eine Aufheizung der Luft indirekt über beheizte Austauschflächen einer Mulde und einer Walze zugeführt wird. Die verdampfte Feuchte wird mit der Luft über einen Ventilator und eine Rohrleitung im Allgemeinen ins Freie geführt. Diese Art von Trockner ist unter dem Begriff Muldenmangel handelsüblich.
Von Trocknungsanlagen und über den Verbrauch an Wärme bei der konvektiven Trocknung ist bekannt, dass mit der Zunahme der Wasseraufnahme in der Abluft der spezifische Wärmebedarf zur Verdampfung von Feuchte, H₂O verbessert wird. Aus diesem Grund wird die Verdampfung von Wasser H₂O über beheizte Austauschflächen in Trocknungsanlagen unterstützt. Zum Erreichen eines bestimmten Wärmeverbrauches kann die Wasseraufnahme der Luft, beschrieben durch x kg-H₂O pro kg-Luft, als Sollwert zugrunde gelegt werden. Diese Anreicherung der Luft mit dampfförmigen Wasser H₂O ist Qualitätsmerkmal einer Trocknung.
Die Erfindung befasst sich damit, in bestehenden und neuen Einrichtungen mit konvektiver Trocknung das Sparen von Energie zu ermöglichen.
Von der Druckschrift G 91 12 647.9 ist ein Trockner in der Ausführung als Wäschemangel mit einer Verringerung von Energieverlusten, welche durch lange Aufheizzeiten bedingt sind, bekannt. Dies wird bei dieser Mangel dadurch erreicht, dass die Anzahl von Durchdringungen für zuströmende Luft verringert wird. Weiter sind in Strömungsquerschnitten Drosselstellen vorhanden, um Luftvolumen zu beschränken, und es ist eine Umluftführung, gesichert über einen Thermostaten in der Umluftleitung, vorgesehen. Nachteil der Wäschemangel ist es, dass mit dem Thermostaten eine Regelung über einen Temperaturwert in der Abluft ausgeführt wird. Eine Messstelle für die richtige Temperatur ist nicht vorgesehen.
Nachteil ist, dass der Thermostat am Ende eines Aufheizvorganges und bei einer reduzierten Wäscheaufgabe in der Luft jeweils den Alarmwert für das Schließen der Klappe in der Umluftleitung auslöst. Nachteil ist, dass bei dieser konvektiven Trocknung und dem Schließen der Umluftklappe besonders viel Wärme mit der Abluft ins Freie geblasen wird, ohne dass eine bestimmte Verdampfungsleistung sichergestellt ist.
Weiterer Nachteil ist es, dass bei dieser Regelung nicht der Einsatz von Energie über das Betriebsmittel Luft und die Menge an Luft optimiert wird, sondern dass bei einer bestimmten Temperatur auch trockene heiße Luft ohne Verdampfungsleitung abgeleitet wird.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei einer geringeren Aufgabe von Wäsche die Strömungsverluste für Luft und insbesondere für Gemische aus Dampf und Luft mit einer geringeren Dichte abnehmen. Entsprechend der Kennlinie von Ventilatoren steigt der Volumenstrom der Abluft mit der Abnahme der Strömungsverluste und ebenso steigen die Wärmeverluste der konvektiven Trocknung durch erhöhte heiße Abluftmengen.
Ein weiterer Nachteil der Trockner nach dem vorstehenden Stand der Technik ist in der Weise gegeben, dass von der über beheizte Flächen zugeführten Wärme zunächst die vorbei streichende Luft auf die Betriebtemperatur erhitzt wird. Damit ist bei großen Luftmengen nur ein geringer Prozentsatz der Wärmezufuhr zur Verdampfung und Trocknung der Wäsche verfügbar.
Nachteil ist, dass bei großen Luftvolumen die Arbeitsleistung nämlich die Wasserverdampfung abnimmt und zusätzliche Übertragungsflächen notwendig sind.
Allgemein ist ein Nachteil mit dem Gebrauch der Luft als Betriebsmittel in der Weise zu beobachten, dass diese Luft als Trocknungsmedium zwar beliebig verfügbar ist, dass bei einem zu hohen Luftvolumen zuviel Energie verbraucht wird und die Umwelt durch ein höheres Luftvolumen noch zusätzlich belastet wird.
Es ist nämlich beim Sparen von Energie wichtig, dass das Betriebsmittel Luft nur in dem Maße verwendet wird, wie es tatsächlich für die Ableitung des verdampften Wasser H₂O gebraucht wird.
Ein Trockner, in der Ausführung als Mangel zum Glätten feuchter Wäschestücke mit einem Hohlzylinder und einer Aufgabe von Dampf in den Hohlzylinder ist von der Druckschrift DE 33 20 463 C2 bekannt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Wäsche auf die Wasserverdampfungstemperatur bevorzugt auf 95°C erwärmt wird. Die Trocknung in der Mangel ist mit dem Nachteil verbunden, dass eine Anzeige eines Temperaturwertes von heißer Luft keine Aussage über die Qualität in Bezug auf den Dampfgehalt der Luft ermöglicht.
Weiterer Nachteil ist, dass der Temperaturfühler zwar die Temperatur in der umgebenden Luft an der trocknen Oberfläche des Fühlers anzeigt. Wichtig ist, dass die Wäsche noch feucht ist und die Temperatur an der feuchten Wäsche mit diesem Fühler nicht bestimmt werden kann.
Weiterer Nachteil ist, dass eine kontrollierte Ableitung von Luft nicht vorgesehen ist. Die Ableitung der Luft wird jeweils nur über Deckel in der Abdeckung sichergestellt.
Von der Druckschrift WO 2008/113430 A1 ist ein Verfahren zur Rückgewinnung der Abwärme von Wäschereimaschinen, insbesonders von Muldenmangeln bekannt geworden. Die Rückgewinnung von Wärme in Verbindung mit einer Mangel wird in der Weise erreicht, dass Kondensationsenergie und Energie im Kondensat zurück gewonnen wird. Ein Nachteil ist, dass die Dampfmenge, von welcher eine Kondensationswärme nutzbar gemacht wird, dass diese Menge nicht gemessen wird und ein bestimmter Zustand des erzeugten Dampfes messtechnisch nicht überwacht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Messstelle in Verbindung mit einem Trockner z. B. eine Mangel mit einer Messstelle für Dämpfe aufzuzeigen, bei der die Luft als Betriebsmittel bei günstigen Betriebsverhältnissen nutzbar ist und über welche diese günstigen Betriebsverhältnisse innerhalb der baulichen Gegebenheiten der Trockner und der installierten Trockner eingerichtet werden können. Weitere Aufgabe ist es, dass Energie gespart und die Umwelt entlastet wird.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Stand der Technik der einleitend genannten Art durch einen Trockner mit einer Messstelle für Dämpfe und durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und durch die Merkmale des Anspruchs 17 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen 2 bis 16 und 18 bis 20 genannten Maßnahmen möglich.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist demgemäß, dass eine Messung der Kühlgrenztemperatur, der über den Ventilator geführten Luft an der Messstelle vorgesehen ist.
Dementsprechend zeichnet sich ein Trockner unter Verwendung von Luft dadurch aus, dass in einer Messstelle durch eine Messung der Kühlgrenztemperatur der über den Ventilator geführten Luft eine Bestimmung von Dampfanteilen vorgesehen ist.
Wesentlicher Vorteil besteht in der Messstelle an sich, dass ein Messwert, als Kühlgrenztemperatur oder als Feuchtkugeltemperatur vorgeschlagen wird. Vorteil ist, dass über eine Messstelle mit einem Temperaturfühler über den Temperaturwert auch Informationen über den Dampfgehalt an der Messstelle diagnostizierbar sind.
Es reicht also aus, dass man eine bestimmte Temperatur misst, um den Dampfgehalt und die Funktion eines Trockners zu diagnostizieren.
Ein bemerkenswerter Vorteil liegt in der Einfachheit der Messstelle. Es reicht nämlich aus, dass ein Messfühler, der für eine Diagnose der Kühlgrenztemperatur geeignet ist, an der Messstelle angeschlossen wird.
Ein weiterer Vorteil liegt in der Messstelle an sich. Es hat sich nämlich gezeigt, dass der Wärmeübergang auf den Messfühler in einer gesättigten Atmosphäre besonders intensiv ist. Vorteil ist, dass die Messstelle auf Veränderungen schnell anspricht und dadurch eine hohe Zuverlässigkeit der Messgröße erreichbar ist.
Ein Vorteil ist durch den Informationsgehalt der Messstelle in einem gesättigten Luftstrom in der Weise gegeben, dass aufgrund des Temperaturwertes (a), die Temperaturen der Luftanteile (b) und die Temperatur das Dampfanteiles (c) sowie der Partialdruck als physikalische Größe des Dampfes (d) bei der Sättigung (e) bekannt sind.
Vorteil der Messstelle ist, dass ausgehend von einem Messwert mehrere Größen (a) bis (e) als Zustände in einer konvektiven Trocknung dokumentierbar sind und die Zustände auch bei einer Veränderung als Temperaturwert aufgezeichnet und mittels des thermodynamischen Zusammenhangs ausgewertet werden können, z. B. für eine Berechnung der Verdampfungsleistung pro kg Luft.
Vorteil ist, dass ausgehend von den Werten über eine Dampfmenge pro m3 gesättigtem Dampf-Luftgemisch, in der Folge durch thermodynamische Abhängigkeiten der Dampfgehalt von Luft in kg-H2O pro kg-Luft sowie der Wärmeinhalt dieser Luft für eine Diagnose und Optimierung von Trocknereinstellungen als von der Messstelle abhängige Zustandsgrößen verfügbar sind.
Ein Vorteil der Messstele für den Betrieb von Wäschereien und Trocknern besteht darin, dass durch die Messstelle Energie gespart wird. Das Sparen von Energie ist nämlich dadurch möglich, dass in der Wäscherei die Wäsche bevorzugt auf den Trocknern behandelt wird, bei denen die Messstelle eingerichtet ist. Vorteil ist auch, dass konvektive Trockner durch eine Nachrüstung der Messstelle untereinander vergleichbar und auf bessere Verbrauchswerte jeweils einstellbar sind.
Ein weiterer Vorteil dieser Information besteht darin, dass in einem Wert der Kühlgrenztemperatur in der Abluft, neben dem Tatbestand des gesättigten Zustandes, auch eine Information über die theoretische Temperatur der Heißluft verfügbar ist. Es besteht nämlich bei der konvektiven Trocknung eine thermodynamische Abhängigkeit in der Weise, dass die Wärmeinhalte angegeben in kcal/kg trockene Luft in der Abluft und in heißer Zuluft annähernd gleich hoch sind. Vorteil ist, dass von einem Enthalpiewert der Kühlgrenztemperatur von 45 kcal/kg Luft auf eine Enthalpie der heißen Luft von 45 kcal/kg Luft geschlossen werden kann. (ohne Wärmeverluste). Die Temperatur der heißen Luft ergibt sich aus dem Enthalpiewert mit der spezifischen Wärme von Luft mit 0,24 kcal pro kg und °C mit (45/0,24) 180°C. Weitere physikalische Werte dieser Luft sind: Kühlgrenztemperatur 42,5°C, Wassergehalt der Luft 0,057 kg/kg-Luft.
Vorteil ist, dass über eine abbaubare Messstelle, die auch gut zugänglich ist, die Bedingungen der Wärmeaufgabe in die Luft ermittelt werden können.
Vorteil ist, dass diese Diagnose der Wärmeaufgabe für den Betrieb und die Kontrolle von einer Mangel nutzbar ist.
Weiterer allgemein gültiger Vorteil ist, dass die Heißluft-Temperatur aus einer durchmischten Abluft abgeleitet wird und dass eine hohe Zuverlässigkeit für die Verwendung des Messwertes wegen der Durchmischung vorhanden ist.
Ein Vorteil ist für das Einsparen von Energie und zur Trocknungsführung in der Weise gegeben, dass auf der abbaubaren Messstelle mit den Werten der Kühlgrenztemperatur eine Kette von Informationen, z. B. über die Wärmezufuhr in einer vorhandenen Prozesssteuerung abgebildet werden kann. Vorteil ist, dass nur bei einer gleichmäßigen Wärmeaufgabe eine gleichmäßige Kühlgrenztemperatur gemessen werden kann. Bekanntermaßen wird die Wärmeaufgabe bei einem Überangebot an Wärme unterbrochen, diese Unterbrechung kann auch bei einer zeitweisen Einrichtung der Messstelle über den Messwert der Kühlgrenztemperatur, nämlich einen Temperaturabfall, festgestellt werden.
Ein Vorteil der Messstelle bei der Entlastung der Umwelt ist dadurch gegeben, dass über die Messstelle die Heißluftwerte und damit der Wärmeverbrauch und eine Wärmeeinsparung dokumentierbar sind. Vorteil ist, dass jeweils für einen konvektiven Trockner die Einsparung an Brennstoff und als Folge eine Entlastung der Umwelt von Klimagasen CO₂ über die Messstelle messbar ist.
Wesentlicher Vorteil des Trockners hierbei ist, dass die Verdünnung des verdampften Wassers mit Luft, von welcher der Energieverbrauch direkt abhängig ist, in der über den Ventilator geführten Luft gemessen wird. Denn mit steigender Kühlgrenztemperatur nimmt der Anteil des Betriebsmittels ab und der Dampfanteil erhöht sich entsprechend dem Dampfdruck bei dem Anzeigewert der Kühlgrenztemperatur. Wobei man etwa eine Verdoppelung des Dampfdruckes und des Dampfanteiles pro Kubikmeter m3 bei einem Anstieg der Temperatur um 15°C feststellen kann.
Weiterer Vorteil ist, dass mit der Kühlgrenztemperatur ein Messwert erfasst werden kann, der mit einem handelsüblichen Temperaturfühler z. B. einem PT 100 mit hoher Zuverlässigkeit diagnostiziert werden kann.
Weitere Vorteil ist, dass eine Messwertnahme einfach ein- und ausbaubar ist.
Weiter ist ein Vorteil dadurch gegeben, dass eine Nachrüstung der Diagnose betreffend den Dampfanteilen in der Abluft möglich ist.
Eine vorteilhafte Methode zur Kontrolle der Trocknungsführung ist in der Weise gegeben, dass zu jeder Kühlgrenztemperatur ein bestimmter Wärmeinhalt der Luft ermittelt wird.
Vorteil ist, dass diese Wärmeinhalte bereits rechnerisch für das System Wasser-Luft vorhanden sind und aus der graphischen Darstellung eines i,x-Diagramms für feuchte Luft bei dem Messpunkt der Kühlgrenztemperatur abgelesen werden können. Vorteilhaft können aus diesem Diagramm ausgehend von dem Wert der Messstelle die Betriebsdaten als Enthalpiewert, Wassergehalt, Wasseraufnahme pro kg-Luft und Sättigungsgrad der Abluft und der Betriebswert der ungesättigten Abluft entnommen werden.
Vorteil ist, dass ein Trocknungsprozess als Ganzes durch den Messwert an der Messstelle definiert ist. Vorteilhaft ist der Verlauf einer Trocknung gemäß einer Änderung des Messwertes ebenfalls dokumentiert.
Ein Vorteil für das Sparen von Energie, welches durch eine Verbesserung des Trocknungsprogramms erreicht wird, ist durch die Messstelle nach der Erfindung in mehrfacher Weise gegeben, dass

(1) der Temperaturwert eine hohe Genauigkeit aufweist,
(2) Messwerte reproduzierbar sind,
(3) Diagnose und Genauigkeit von einem Messwert abhängen,
(4) und daraus eine gute Prüfmittelfähigkeit abgeleitet werden kann.

Vorteil ist die Prüfmittelfähigkeit und die Eignung der Messstelle zur Optimierung der Trocknungs-Prozesse.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass dass die Messstelle nahe dem Ventilator abbaubar vorgesehen ist. Vorteil ist dass die Messstelle für eine Kontrolle einrichtbar und wieder abbaubar ist. Vorteil ist die Einsparung von Kosten für Messmittel.
Vorteil ist, dass der Verlauf einer Trocknung durch den vorübergehenden Aufbau der Messstelle über den Messwert dokumentierbar ist. Dann wird die Messstelle wieder abgebaut und an einem andern konvektiven Trockner eingerichtet.
Vorteil ist, dass bei einem Abbau der Messstelle Kosten für Geräte gespart werden.
In einer vorteilhaften Anordnung ist ein Wäscher oder ein Verdampfer mit einer verbindenden Rohrleitung zur Ausbildung der Messstelle vorgesehen. Vorteil ist, dass durch die Dampfbildung in einem Wäscher oder Verdampfer die physikalischen Bedingungen der gesättigten Abluft sichergestellt werden, also die Gewähr für die Diagnose der beabsichtigten Messgröße.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass als Verdampfer ein Behälter mit einer Kondensatfüllung mit einem Fließbettprinzip zum Durchleiten der Luft vorgesehen ist. Vorteil ist, dass Kosten, Aufwand und Platz für die Installation und den Anschluss von Pumpen eines Wäschers gespart werden und die Verdampfung des Kondensats bis zur Sättigung der Luft sichergestellt ist.
Weiterer Vorteil ist die Betriebsbereitschaft des Verdampfers, welche durch die Dampfbildung in der als Sperrschicht wirkenden Füllung mit Kondensat gegeben ist.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass ein Temperatursensor für die Messung der Kühlgrenztemperatur der in dem Verdampfer behandelten Luft vorgesehen ist. Vorteil ist, dass der Sensor nur von einer Luft mit Kühlgrenztemperatur umströmt ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Entnahme von Kondensat als Absalzung in dem Verdampfer vorgesehen. Vorteil ist, dass eine Verdünnung des Kondensates von löslichen Salzen durch die Absalzung gegeben ist. Vorteil ist, dass eine Anreicherung der Salze und eine Abweichung der Messwerte durch Salze im Kondensat vermieden werden. Bekanntermaßen bewirken in Wasser gelöste Salze eine Reduzierung des H₂O-Partialdruckes und entsprechend einen höheren Luftanteil über einer Salzlösung.
Vorteilhaft ist eine Aufgabe von Wasser in den Verdampfer vorgesehen. Vorteil ist, dass durch die Aufgabe von Wasser der Flüssigkeitsspiegel erhalten bleibt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist gegeben, dass ein Ventilator vorgesehen ist. Vorteil ist, dass gesättigte Luft über den Ventilator abgeleitet werden kann und an der Messstelle zur Entnahme des Gemisches ein Messstutzen ausreichend ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass ein Temperatursensor für eine Messung der ungekühlten Luft vorgesehen ist. Mit diesem Temperatursensor wird ein Temperaturwert von der aus dem konvektiven Trockner kommenden Luft gemessen. Vorteil ist, dass dieser Temperaturwert die Aufnahmefähigkeit der Luft für Wasser gegenüber dem Messwert der Kühlgrenztemperatur ausdrückt und dass dieser Wert den Istwert der Wasseraufnahme beschreibt. Das Verhältnis von Istwert zu dem Wassergehalt der Luft bei der Kühlgrenztemperatur beschreibt bekanntermaßen den Sättigungsgrad der Abluft.
In einer vorteilhaften Anordnung kann ein Temperatursensor mit dem Merkmal einer Feuchtkugeltemperatur an der Messstelle vorgesehen werden. Vorteil ist, die Möglichkeit einer Schnelldiagnose gegeben ist.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass ein elektronisches Speichemedium an der Messstelle vorgesehen ist. Dabei können Messsignale von einem Temperaturwert in dem Speichermedium abgelegt und verarbeitet werden. Vorteil ist, dass die Messdaten weiter für Diagnosen und für Regelschritte verfügbar sind.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass thermodynamische Abhängigkeiten eines ix-Diagramms von feuchter Luft in dem Speichermedium abgelegt sind. Vorteil ist, dass die Gesetzmäßigkeiten von feuchter Luft in dem Speichermedium abgelegt sind und dass dieses ix-Diagramm für eine Auswertung der Messwerte verfügbar ist. Vorteil ist z. B. die Ausweisung und Diagnose des Sättigungsgrades der Luft, welcher aus den 2 Temperaturwerten/-punkte auf der Linie mit konstanter Enthalpie ermittelt wird.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung besteht darin, dass eine verstellbare Klappe in der Rohrleitung vorgesehen ist. Durch die verstellbare Klappe können die Strömungsverluste einer konvektiven Trocknung verändert werden. Vorteil ist, dass mit dieser Klappe die Luftvolumen des Trocknungsprozess eingestellt werden können.
Vorteil ist das Sparen von Energie durch das Einstellen von kleineren Volumen an Luft.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist eine Zuleitung eines Stellsignals von dem Speichermedium auf die verstellbare Klappe vorgesehen ist. Mit diesem Stellsignal, das auf eine Verstelleinheit an der Klappe geführt wird, kann die Klappenstellung verändert werden. Vorteil ist, eine Regelung der Klappenstellung ausgehend von dem Temperaturwert an der Messstelle.
Eine vorteilhafte Anordnung besteht darin, dass eine Zuleitung eines Stellsignals von dem Speichermedium auf einen Drehzahl geregelten Motor am Ventilator vorgesehen ist. Hierdurch kann ausgehend von der Messstelle und einem Temperaturwert das Stellsignal auf den Motor zur Einstellung des Fördervolumens über die Drehzahl geführt werden. Vorteil ist die Einsparung von elektrischer Antriebsenergie bei einer Reduzierung der Drehzahl.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung besteht darin, dass bei einem Trockner mit einer Aufgabe der Dampf (H₂O) enthaltenden Luft in einen Kondensator, eine Messung der Kühlgrenztemperatur vor der Aufgabe in den Kondensator vorgesehen ist. Hierbei wird die Kühlgrenztemperatur vor der Aufgabe des Dampfes in den Kondensator gemessen. Vorteil ist, dass bei einer Drosselung der Luftmenge der Dampfgehalt erhöht wird und weiter die erzeugte Sekundärwärme bei höheren Temperaturen verfügbar ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Messstelle für Dämpfe für einen Trockner zur Trocknung von Wäsche, z. B. Flachwäsche und Tischdecken in einer Mangel, mit indirekt beheizten Austauschflächen zur Verdampfung von Wasser und zur Aufheizung von Luft, welche entlang der Austauschflächen zur Ableitung von verdampften Wasser (H₂O) geführt wird, beschrieben. Hierbei ist eine Messung der Kühlgrenztemperatur, in der Dampf enthaltenden Luft, vorgesehen. Vorteil ist, dass ausgehend von dieser Messstelle die thermische Funktionsweise des Trocknungsprozesses als Istzustand diagnostiziert werden kann.
Weiterer Vorteil ist, dass die Energieeinsparung nach einer Nachrüstung des Trockners mit einem neuen Istwert durch die Messstelle aufgezeigt werden kann.
Vorteil ist, die Messstelle wird eingebaut, sie wird ausgebaut, es erfolgt ein Umbau und die Messstelle wird erneut eingebaut.
Vorteil ist, dass ein neuer Abluftzustand, ein reduzierter Energieeinsatz, eine Einsparung an Kosten sowie eine Entlastung der Umwelt über diese Messstelle diagnostiziert werden kann. Wichtig ist, dass diese Werte nicht nur rechnerisch sondern auch graphisch in dem i,x-Diagramm für feuchte Luft als Betriebspunkte darstellbar sind.
Vorteil ist die Visualisierung der Betriebswerte in Papierform, dargestellt in handelsüblichen Diagrammen von feuchter Luft. Bekanntermaßen werden diese Diagramme regelmäßig dazu verwendet, um Prozessdaten der Kälte- und Klimatechnik und der Rückkühlwerke (Kühlturm) zu dokumentieren.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist durch die Messstelle gegeben, dass ein Temperatursensor für eine Messung der ungekühlten Luft vorgesehen ist und die Temperaturwerte der Sensoren für eine Ermittlung eines Sättigungsgrades der Luft vorgesehen sind. Dabei ist der Abstand der Temperaturwerte das Maß für eine noch mögliche Wasseraufnahme der Abluft. Vorteil ist, dass mit dieser noch möglichen Wasseraufnahme aufgezeigt ist, wieviel der Wasseraufnahme im Messpunkt der Kühlgrenztemperatur erreicht ist.
Ausführungsbeispiele:
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind als Zeichnung dargestellt und werden anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.
Im Einzelnen zeigen,
1 eine Ansicht einer Muldenmangel mit einer Messstelle;
2 eine Ansicht einer Muldenmangel mit einer Messstelle und einem Kondensator.
In 1 ist von der Aufgabeseite für Wäsche aus eine Ansicht eines erfindungsgemäßen konvektiven Trockner 1 in Form einer Muldenmangel dargestellt. Diese Muldenmangel 1 verfügt über ein Gestell 8 mit einer Mangelmulde und eine drehend antreibbaren Walze. Diese Mangelmulde hat eine Wärmezufuhr über Austauschflächen, beheizt z. B. mit Dampf, an deren Oberfläche Wäsche als Trockengut entlang geführt wird. Von einer Rohrleitung 3 über einen nicht gezeigten Ventilator besteht eine lufttechnische Verbindung zur den Austauschflächen der Mangelmulde. Bei der Trocknung verdampftes Wasser kann in einem Gemisch aus Dampf enthaltender Luft über die Rohrleitung 3 aus der Muldenmangel 1 abgeleitet werden. In dieser Rohrleitung 3 ist eine Messstelle 2 mit einem Sattelstück 4 ausgebildet, um an der Messstelle 2 die Messung einer Kühlgrenztemperatur anzuschließen.
Das Sattelstück 4 kann über einer nicht gezeigten Öffnung auf die Rohrleitung 3, mittels Nieten, aufgesetzt werden. Das Sattelstück 4 kann mit einem Enddeckel 5 verschlossen werden.
Zur Messung der Kühlgrenztemperatur kann die Messstelle 2 zum Aufbau von komplementären Messungen benutzt und eingesetzt werden. Mit einem Temperatursensor 6 ist der Anschluss eines Sensors nach dem Prinzip der Feuchtkugeltemperatur vorgesehen. Dies ist ein Temperaturwert, der im Innern einer feuchten Kugel 7 oder Hohlkörper, der auf den Temperatursensor aufgesteckt ist, von dem Temperatursensor 6 in dem feuchten Hohlkörper gemessen wird. Diese Kugel 7 ist in einem feuchten Zustand mit dem Temperatursensor 6 in der Rohrleitung 3 mit dem Gemisch aus Luft und Dampf angeordnet. Diese Kugel 7 oder ein textiler Hohlkörper kann nachdem er mit Wasser befeuchtet ist, zusammen mit dem Temperatursensor 6 und dem Enddeckel 5 in der Messstelle 2 angeordnet und eingebaut werden. Hierzu kann der Enddeckel 5 auf das Sattelstück 4 aufgesetzt werden.
Solange die Feuchtigkeit an dem Temperatursensor 6 noch nicht verdampft ist, bildet sich innerhalb des Hohlkörpers partiell an der Sensor Oberfläche eine mit Dampf gesättigte Luft aus. Der Dampf ist in der Luft mit einem Partialdruck verteilt, der mit dem Dampfdruck von Wasser bei dem Temperaturwert identisch ist.
Vorteilhaft können diese Verhältnisse innerhalb einer „Feuchtkugel”, die mit heißer Luft umgeben ist, physikalisch gleichgesetzt werden mit dem Zustand der heißen Luft, der sich bei einer Wasseraufnahme der Luft beim Erreichen des Zustands der Sättigung einstellt. Das Wasser breitet sich als Dampf in der Luft aus und entzieht der Luft die Wärme zur Verdampfung. Die Kühlgrenztemperatur ist erreicht, sobald die Luft über dem Dampfdruck des Wassers keinen zusätzlichen Dampf aufnehmen kann. In diesem Zustand sind der Temperaturwert und der Dampfdruck des Wassers mit dem Partialdruck des Dampfes in der Luft im Gleichgewicht. Die Kühlgrenze und die Dampfaufnahme von heißer Luft sind in diesem Zustand erreicht.
Bei einem Anstieg des Messwertes im verlaufe der Messung ist die Feuchtigkeit um den Temperatursensor verdampft. Dann kann der Temperatursensor mit dem Enddeckel 5 ausgebaut und nach einer Befeuchtung erneut angeschlossen werden.
Weiterer Vorteil ist, dass der Temperatursensor erst im Betrieb des Trockners 1 an eine Dampf enthaltende Luft angeschlossen werden kann. Heiße Luft ohne Dampf hat nämlich eine höhere Verdampfungsleistung was ein schnelleres Austrocknen der Kugel 7 bewirkt.
Wichtig ist, dass diese Messstelle 2 in der Rohrleitung 3 angeordnet ist. Aus der Rohrleitung 3 entweicht nämlich Dampf enthaltende Luft 9 ins Freie. Vorteil ist, dass aufgrund der Strömungsbedingungen ein Überduck in der Rohrleitung 3 besteht. Der Zutritt von Falschluft, welche die Messwerte verfälschen würde, ist dadurch ausgeschlossen. Es reicht nämlich bei einer Temperaturmessung vielfach aus, dass zur Aufgabe des Messfühlers ein passendes Loch in der Wand der Rohrleitung 3 gebohrt wird. Dann ist es wichtig, dass durch einen Überdruck verhindert wird, dass einströmende trockene Luft örtlich die Kühlgrenztemperatur der Luft verändert.
Im Falle eines nachträglichen Einbaus der Messstelle kann die Öffnung der Messstelle mit einem Klebeband nach der Messung betriebssicher verschlossen werden. Üblich ist es, bei neuen Installationen werksseitig eine Messstelle 2 aufgebaut z. B. auf dem Sattelstück 4 vorzusehen.
Auch bei einer Entnahme von Abluftproben an der Messstelle ist es wichtig, dass über einen eingeführten Schlauch keine Falschluft angesaugt wird. Es reicht dann vielfach aus über eine 20 mm Öffnung, einen Absaugschlauch einzuführen.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung der Messstelle ergeben sich durch die nachfolgende Beschreibung im Zusammenhang mit 2.
Zu 2:
Eine Messstelle 2 für eine Messung der Kühlgrenztemperatur, in einem an der Messstelle 2 entnommenen Dampf enthaltenden Luft wird im Zusammenhang mit 2 beschrieben. Eine Rohrleitung 13 angebunden an einen Verdampfer 10, mit einem eine Schicht mit Wasser 11, enthaltenden Behälter 14 ist für eine Zuleitung und fließbettähnlich Verteilung der Abluftprobe vorgesehen. In Strömungsrichtung nachgeschaltet, ist ein Gemisch aus Wasser, Dampf und Luft oberhalb der Rohrleitung 13, aus welchem die Abluftprobe gesättigt mit einer Kühlgrenztemperatur entweicht. Eine Rohrleitung 15, ein Stutzen 16 an der Rohrleitung 3 ist für eine Rückführung der Abluftprobe an die Saugseite eines Ventilators 17 vorgesehen. Über eine Rohrleitung 20 kann Wasser zugeführt, und ein Überlauf 12 regelt die Ableitung von überschüssigen Wasser in dem Verdampfer 10.
Für die Bestimmung der Kühlgrenztemperatur an der Messstelle 2 ist in der Abluftprobe im abgeleiteten Luftstrom ein Temperatursensor 21 nach der Sättigung mit dem Wasser 11 vorgesehen mit einer Weiterführung des Messwertes zu einem Speichermedium 22. Über eine verstellbare Klappe 23 in der Rohrleitung 3 kann ausgehend von dem Temperatursensor 21 eine bestimmte Kühlgrenztemperatur volumetrisch eingestellt werden.
Eine weitere Reglung der Kühlgrenztemperatur 21 an der Messstelle 2 kann über ein Signal erfolgen, welches von dem Speichermedium 22 auf einen Drehzahl regelbaren Motor 18 des Ventilators 17 vorgesehen ist.
Vorteil ist, dass das Volumen in der Rohrleitung 3 gedrosselt werden kann. Vorteilhaft ist mehr Wärme auf einer höheren Temperatur in einem nach geschalteten Kondensator 24 verfügbar.
Eine weitere Anordnung der Messstelle 2 ist mit einer von dem Verdampfer 10 ausgehenden Rohrleitung 25 und einem Ventilator 26 dargestellt. Bei dieser Ausführung kann eine Abluftprobe aus der Messstelle 2 entnommen, in dem Verdampfer 10 behandelt und ins Freie geführt werden, ohne dass die Rohrleitung 15 eingebaut wird.
Vorteil ist, dass die Messstelle 2 rasch eingerichtet und schnell abbaubar ist.
Ein weiterer Temperatursensor 27 ist für eine Messung der Temperatur der Abluft 9 vorgesehen. Weiter ist eine Aufgabe des Temperaturwertes auf des Speichermedium dargestellt. Vorteil: Bei einem Vergleich der Temperaturwerte der Messstellen 27 und 21 kann die Aufnahmefähigkeit der ungesättigten Abluft für Wasser aus der möglichen Abkühlung (dem Temperaturunterschied) ermittelt werden.
In einer perspektiven Ansicht des Kondensator 24 ist ein, eine Wasserfüllung 28 enthaltender, Behälter 29, in welchem Luft und Dampf über eine vorhandene Rohrleitung 3 eingeführt und über Öffnungen 19 ausgeblasen werden, dargestellt. Eine Rohrleitung 30 ist für eine Zufuhr von Wasser und eine Überlauf 31 für eine Ableitung von Wasser und Kondensat vorgesehen. Nach der Abkühlung kann das behandelte Gemisch aus Luft und Dampf aus dem Behälter 29 über ein Rohrstück 32 nach oben entweichen.
Der Vorteil besteht darin, dass über die Kühlgrenztemperatur, geregelt, weniger Luft freigesetzt wird, weniger Energie verbraucht wird und weniger Abwärme aus dem Kondensator verloren geht.
Vorteil der Messstelle ist, dass Energie- und Wärmeströme einer konvektiven Trocknung über die Kühlgrenztemperatur diagnostizierbar sind. Vorteil ist, dass dadurch Energie eingespart werden kann.
Es folgt eine Liste der Bezugszeichen:

1: Trockner, Mangel
2: Messstelle
3: Rohrleitung
4: Sattelstück
5: Enddeckel
6: Temperaturfühler
7: Feuchtkugel
8: Gestell
9: Luft, Dampf enthaltend (Abluft)
10: Wäscher/Verdampfer
11: Wasser-/Kondensatfüllung (Schicht)
12: Überlauf
13: Rohrleitung
14: Behälter
15: Rohrleitung
16: (Rohr-)Stutzen
17: Ventilator
18: Motor
19: Öffnungen
20: Rohrleitung
21: Temperatursensor
22: Speichermedium
23: Klappe, verstellbar
24: Kondensator
25: Rohrleitung
26: Ventilator
27: Temperatursensor
28: Wasser, Füllung mit
29: Behälter
30: Rohrleitung
31: Überlauf
32: Rohrstück

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 9112647 U [0005]
- DE 3320463 C2 [0013]
- WO 2008/113430 A1 [0016]

Claims

Trockner mit einer Messstelle (2) für Dämpfe zur Trocknung von Wäsche, z. B. Flachwäsche und Tischdecken in einer Mangel, mit beheizten Austauschflächen zur Verdampfung von Wasser und zur Aufheizung von Luft, welche entlang der Austauschflächen zur Ableitung von verdampften Wasser (H₂O) geführt wird, mit einem Ventilator (17) und einer Rohrleitung (3), lufttechnisch verbunden mit den beheizten Austauschflächen, zur Ableitung von Luft und Dampf (H₂O) enthaltenden Luft (9), dadurch gekennzeichnet, dass eine Messung der Kühlgrenztemperatur, in der Dampf enthaltenden Luft (9), an der Messstelle (2) vorgesehen ist.
Trockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstelle (2) nahe dem Ventilator abbaubar vorgesehen ist.
Trockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wäscher oder ein Verdampfer (10) mit einer verbindenden Rohleitung (13) zur Ausbildung der Messstelle (2) vorgesehen ist.
Trockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Verdampfer (10) ein Behälter (14) mit einer Kondensatfüllung (11) mit einem Fließbettprinzip zum Durchleiten von Luft vorgesehen ist.
Trockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (21) für die Messung der Kühlgrenztemperatur der in dem Verdampfer (10) behandelten Luft vorgesehen ist.
Trockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entnahme von Kondensat (12) als Absalzung in dem Verdampfer (10) vorgesehen ist.
Trockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rohrleitung (20) zur Aufgabe von Wasser H₂O in den Verdampfer (10) vorgesehen ist.
Trockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilator (26) in einer Rohrleitung (25) vorgesehen ist.
Trockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (27) für eine Messung der ungekühlten Luft (9) vorgesehen ist.
Trockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (6) mit dem Merkmal einer Feuchtkugeltemperatur (7) an der Messstelle (2) vorgesehen ist.
Trockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektronisches Speichemedium (22) an der Messstelle (2) vorgesehen ist.
Trockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass thermodynamische Abhängigkeiten eines ix-Diagramms von feuchter Luft in dem Speichermedium (22) abgelegt sind.
Trockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine verstellbare Klappe (23) in der Rohrleitung (3) vorgesehen ist.
Trockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuleitung eines Stellsignals von dem Speichermedium (22) auf die verstellbare Klappe (23) vorgesehen ist.
Trockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuleitung eines Stellsignals von dem Speichermedium (22) auf einen Drehzahl geregelten Motor (18) am Ventilator (17) vorgesehen ist.
Trockner nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Aufgabe der Dampf (H₂O) enthaltenden Luft in einen Kondensator (24), dadurch gekennzeichnet, dass eine Messung der Kühlgrenztemperatur, vor der Aufgabe in den Kondensator (24) vorgesehen ist.
Messstelle (2) für Dämpfe für einen Trockner nach Anspruch 1 zur Trocknung von Wäsche, z. B. Flachwäsche und Tischdecken in einer Mangel, mit beheizten Austauschflächen zur Verdampfung von Wasser und zur Aufheizung von Luft, welche entlang der Austauschflächen zur Ableitung von verdampften Wasser (H₂O) geführt wird, mit einem Ventilator (17) und einer Rohrleitung (3), lufttechnisch verbunden mit den beheizten Austauschflächen, zur Ableitung von Luft und Dampf (H₂O) enthaltenden Luft (9), dadurch gekennzeichnet, dass eine Messung der Kühlgrenztemperatur, in der Dampf enthaltenden Luft (9), vorgesehen ist.
Messstelle nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (27) für eine Messung der ungekühlten Luft (9) vorgesehen ist.
Messstelle nach Anspruch 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturwerte der Sensoren (6, 21, 27) für eine Ermittlung eines Sättigungsgrades der Luft (9) vorgesehen ist.
Messstelle nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 16 sowie Ansprüche 18 und 19 ausgeführt ist.