DE102009001111A1 - Verfahren zum Betreiben eines Adsorptionstrockners sowie entsprechender Adsorptionstrockner - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Adsorptionstrockners mit einer Aufnahme für ruhend abgelegtes oder aufgehängtes Trockengut, ein System zur Führung der Trockenluftströmung, eine Heizung, einen Adsorptionsapparat, enthaltend ein reversibel dehydrierbares Adsorbens, und mindestens ein Gebläse zur Erzeugung einer Luftströmung die im geschlossenen Kreislauf über die Heizung, das Trockengut und durch den Adsorptionsapparat geleitet wird. Dabei wird der im geschlossenen Kreislauf geleitete Trockenluftstrom abwechselnd in jeweils entgegengesetzter Richtung geführt. Die Erfindung betrifft auch einen entsprechend ertüchtigten Adsorptionstrockner.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben eines Adsorptionstrockners mit einer Aufnahme für ruhend abgelegtes oder aufgehängtes Trockengut, ein System zur Führung des Trockenluftströmung, eine Heizung, einen Adsorptionsapparat enthaltend ein reversibel dehydrierbares Adsorbens, und mindestens ein Gebläse zur Erzeugung einer Luftströmung, die im geschlossenen Kreislauf über die Heizung, das Trockengut und durch den Adsorptionsapparat geleitet wird. Die Erfindung geht auch aus von einem entsprechenden Adsorptionstrockner.
  • Ein Gerät, bei dem mit Feuchtigkeit angereicherte Luft durch Verwendung eines adsorptiven Trocknungsmittels die Feuchtigkeit entzogen wird, ist bekannt aus der Offenlegungsschrift DE 36 26 887 A1 . Das gemäß dieser Schrift als Wäschetrockner ausgebildete Gerät umfasst einen Aufnahmebehälter für das Trockengut, ein die Prozessluft im geschlossenen Kreislauf förderndes Gebläse, eine Heizvorrichtung zur Aufheizung der Prozessluft und einen Behälter zur Aufnahme eines mittels Adsorption und Desorption von Wasser arbeitendes Speichermedium. Als ein solches reversibel adsorbierendes Speichermedium wird in der genannten Offenlegungsschrift ein Material auf Zeolith-Basis vorgeschlagen.
  • Der Trockner wird in der Weise betrieben, dass zu Beginn des Trocknungsprozesses die Prozessluft aufgeheizt wird, um eine geeignete Betriebstemperatur zu erreichen. Bei Wirksamwerden der adsorptiven Entfeuchtung durch den Adsorber und dem damit verbundenen Freisetzten der Adsorptionswärme wird die zugeführte Heizleistung erheblich reduziert.
  • Das Speichermedium ist in einem Behälter derart angeordnet, dass über ihn wechselseitig der Entfeuchtungsluftstrom und der Luftstrom zur Desorption des Trocknungsmittels geführt werden kann. Für den Luftstrom zur Desorption des Speichermediums sind ein zusätzliches Luftführungssystem und geeignete Luftführungssteuermittel sowie eine zusätzliche Heizung zur Erwärmung des desorbierenden Luftstromes vorhanden.
  • Um einen optimalen Durchgang der Prozessluft durch den Adsorptionsbehälter zu gewährleisten, ist das Zeolith perlförmig ausgebildet mit einer gleichmäßigen Korngrößenverteilung.
  • Der bekannte Trockner stellt eine sehr effektive Lösung dar, da die bei der Entfeuchtung des Trockengutes aufgewendete Wärmeenergie bei der Adsorption der Feuchtigkeit durch das Zeolith wieder freigesetzt und dem Prozessluftkreislauf zugeführt wird. Das Adsorptionsmittel Zeolith dient sowohl der Entfeuchtung des Trockenguts als auch der Wärmerückgewinnung.
  • Der vorbeschriebene Adsorptionstrockner weist den Nachteil auf, dass das ruhende Trockengut sehr ungleichmäßig trocknet und der Trocknungsprozess in Bezug auf die Prozessdauer wenig effektiv ist. Bis ein gewünschtes Trocknungsergebnis erzielt wird, muss der Trocknungsprozess, relativ zu vergleichbaren Prozessen, über eine längere Zeitdauer laufen. Vom Nutzer wird diese als zu lang empfunden, was sich auf die Akzeptanz eines solchen Trockners nachteilig auswirkt. Der wesentliche Nachteil besteht darin, dass mit der Laufzeit des Trocknungsprozesses der Energieverbrauch steigt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur effektiveren Trocknung von ruhend in einem Adsorptionstrockner abgelegtem Trockengut zur Verfügung zu stellen sowie einen Adsorptionstrockner zur Realisierung des vorgeschlagenen Verfahrens anzugeben. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, zur Steuerung des Trocknungsprozesses und deren technische Realisierung eine möglichst einfach zu realisierende Lösung vorzuschlagen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des jeweiligen unabhängigen Patentanspruches gelöst. Weitere Merkmale und bevorzugte Ausbildungen der Erfindung sind in den jeweils nachfolgenden abhängigen Patentansprüchen enthalten, wobei außerdem bevorzugten Ausbildungen des Verfahrens bevorzugte Ausbildungen des Adsorptionstrockners entsprechend und umgekehrt, und dies auch dann, wenn hierin darauf nicht im Einzelnen hingewiesen ist.
  • Nach Maßgabe der Erfindung wird während des Trocknungsprozesses der im geschlossenen Kreislauf geleitete Trockenluftstrom abwechselnd jeweils in entgegengesetzter Richtung geführt. Mit der wechselseitigen Durchströmung wird das Trockengut von der Prozessluft gleichmäßiger be- oder durchströmt und es gelingt, die Zeit bis zum Erreichen eines gewünschten Trocknungsergebnisses erheblich zu verkürzen. Mit der Verkürzung der Trocknungszeit ist als weiterer wesentlicher Vorteil eine Reduzierung des Energieverbrauchs verbunden.
  • Die Richtungsumkehr des Trockenluftstromes kann nach fest vorgegebenen Zeitintervallen erfolgen. In einer Weiterbildung des erfinderischen Verfahrens ist vorgesehen, die Richtungsumkehr des Luftstromes in Abhängigkeit vom Fortschritt des Trocknungsprozesses zu steuern. Dazu wird der Trocknungsprozess über geeignete Sensoren überwacht, deren Ausgangssignale einem intelligenten Auswertesystem zugeführt werden. Als Bestimmungsgrößen für den Fortschritt des Trockenvorgangs kann die Gewichtszunahme des Adsorbers, der Feuchtegehalt des Trockenluftstromes vor und nach dem Adsorber oder die Temperatur sensiert werden. Sinnvoll sind auch Kombinationen verschiedener Sensoren.
  • Bei der Umsetzung des erfinderischen Verfahrens wird ausgegangen von dem oben beschriebenen bekannten Adsorptionstrockner. Abweichend von dem bekannten Trockner ist bei der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen, dass zwei Gebläse so im Gerät angeordnet sind, dass deren Luftströme einander entgegen gerichtet sind. Die Gebläse werden wechselseitig betrieben. Eine bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass nur ein Gebläse vorhanden ist, bei dem durch Umsteuern der Drehrichtung des Lüfterrades die gewünschte Richtungsumkehr des Prozessluftstromes realisiert werden kann. Die bevorzugte Ausführungsform stellt insbesondere ökonomisch eine sehr günstige Lösungsvariante dar und ist auch konstruktiv sehr effektiv realisierbar.
  • Der erfindungsgemäße Adsorptionstrockner ist insbesondere ausgestaltet als Trockenschrank, also insbesondere mit Abmessungen, die einem üblichen Schrank entsprechen und eine Platzierung des Adsorptionstrockners zwischen anderen Möbeln möglich erscheinen lassen.
  • Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Das Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Figur: Seitenansicht einer Trocknereinrichtung in Schnittdarstellung Die Abbildung zeigt einen Adsorptions-Wäschetrockner in der Seitenansicht in einer vereinfachenden Darstellung. In der Zeichnung wurde auf die Darstellung aller vorliegend nicht direkt wesentlichen Details verzichtet. Dies betrifft insbesondere die zur Desorption erforderlichen Funktionsteile sowie die Führungsmittel für den Trockenluftstrom.
  • Das Trockengut 9 ist im Beispiel hängend angeordnet. Es besteht auch die Möglichkeit das Trockengut 9 liegend oder stehend unterzubringen. Die Kammer 1 zur Aufnahme des Trockenguts 9 ist über eine seitlich scharnierte Tür 2 für den Nutzer zugänglich. Zum Adsorber 7 hin ist die Trockenkammer 1 durch eine Zwischenwand 4 getrennt, die oben und unten Durchlässe für den Prozessluftstrom aufweist.
  • Oberhalb der Beschickungstür 2 ist das Bedienfeld 3 angeordnet. Neben den üblichen Bedienelementen ist dort ein Wahlschalter vorhanden zur Einstellung der Materialart des Trockengutes 9. Mit dieser Einstellungsvorwahl wählt der Nutzer die Temperatur aus, der das Trockengut 9 während des Trocknungsprozesses maximal ausgesetzt ist. Über einen weiteren Wahlschalter kann der Nutzer den Trocknungsgrad bestimmen, der mit dem Trocknungsprozess erreicht werden soll. Unterhalb des Adsorbers 7 ist eine Heizung 5 angeordnet. Mittels dieser Heizung 5 wird die Prozessluft auf die für das spezielle Trockengut eingestellte Betriebstemperatur aufgeheizt.
  • Zur Erzeugung der Luftströmung wird im Ausführungsbeispiel ein Querstromgebläse 8 eingesetzt. Das Gebläse 8 weist gerade Schaufeln auf und hat ein symmetrisches Gehäuse, das sich etwa über die Breite des Gerätes erstreckt. Mit einer solchen Ausführungsform lässt sich eine gleich starke Luftströmung in zwei entgegengesetzt gerichteten Richtungen mittels eines Gebläses 8 einfach dadurch erzeugen, dass die Drehrichtung des Lüfterrades umgesteuert wird. Mit einer solchen Lösungsvariante kann der erfinderische Gedanke, den Trocknungsprozess durch Umkehrung der Luftströmung zu beschleunigen, in einfacher Weise mit dem Einsatz nur eines Gebläses 8 realisiert werden.
  • Als Adsorbens enthält der Trockenschrank eine Zeolithpackung 7, deren Masse auf das maximal zu trocknende Trockengut 9 abgestimmt ist. Bei einer angenommenen, möglichen Wasserbeladung des Zeoliths 7 von 20% sind zur Bindung von 500 g Wasser 2,5 kg Zeolith 7 erforderlich. Diese Menge an Zeolith ist ausreichend, um 1 kg Textilien mit einer Anfangsrestfeuchte von 50% zu trocknen. Wie aus der Zeichnung erkennbar ist der Adsorber 7 mit der darin enthaltenen Zeolithpackung schräg im Raum angeordnet. Durch diese spezielle Konstruktion wird die erforderliche Menge an Zeolith auf eine große Fläche verteilt. Der Adsorber 7 kann sehr flach gehalten werden, wodurch der Strömungswiderstand erheblich verringert wird. Zur Aufrechterhaltung der Zirkulation der Prozessluft ist eine geringe Leistung erforderlich, der Energieaufwand für den Trocknungsprozess sinkt.
  • Zur Überwachung und Steuerung des Trocknungsprozesses sind zwei Temperatursensoren 6 im Strömungskreis symmetrisch zum Adsorber 7 angeordnet, deren Ausgangssignale einem nicht dargestellten intelligenten Auswertesystem zugeführt werden.
  • Die Prozessluft wird von der Heizvorrichtung 5 auf eine vorbestimmte, vom Nutzer durch die Einstellung des Auswahlschalters auf eine bestimmte Materialart festgelegte, Temperatur erwärmt und mittels des Gebläses 8 über bzw. durch das Trockengut 9 geleitet. Feuchtigkeit aus dem Trockengut 9 wird an den Luftstrom abgegeben. Damit verbunden ist eine Absenkung der Temperatur des im Kreislauf beförderten Luftstromes. Die mit Feuchtigkeit angereicherte abgekühlte Prozessluft gelangt zum Adsorber 7, wo die Feuchtigkeit vom Zeolith aufgenommen wird. Die dabei freigesetzte Adsorptionswärme wird wieder vom Prozessluftstrom aufgenommen. Die derart wieder aufgeheizte Luft wird über das Gebläse 8 erneut in die Trockenkammer 1 befördert.
  • Im Beispiel wird die Richtungsumkehr des Trockenluftstromes in Abhängigkeit vom Fortschritt des Trocknungsprozesses gesteuert. Mittels der Sensoren 6 wird die Temperatur des Trockenluftstromes auf beiden Seiten des Adsorbers 7 erfasst. Die Temperaturdifferenz ist ein Maß für die adsorbierte Feuchtigkeitsmenge. Sinkt die vom Zeolith aufgenommene Feuchtigkeitsmenge, verringert sich die Temperaturdifferenz der Prozessluft vor und hinter dem Adsorber 7. Die sensorisch erfassten Messdaten werden in einem flüchtigen Speicher zwischengespeichert zur internen Auswertung in einem nicht dargestellten intelligenten Auswertesystem. Maßgeblich für die beispielhaft beschriebene Prozesssteuerung sind die von den Sensoren über die Zeit messtechnisch erfassten Temperaturdaten.
  • Die Richtungsumkehr des Trockenluftstromes wird über das interne Auswertesystem ausgelöst, wenn die den Fortschritt des Trocknungsprozesses kennzeichnenden Temperaturdifferenzen, gegenüber den gespeicherten Werten, die während des vorherigen Zeitintervalls bei entgegen gesetzt gerichtetem Trockenluftstrom erfasst wurden, um einen vorgegebenen Prozentsatz unterschritten wird. Der Prozentsatz ist empirisch ermittelt worden mit der Zielsetzung, den Trocknungsprozess in einer minimalen Zeit beenden zu können.
  • Der Trocknungsprozess wird beendet, wenn die den Fortschritt des Trocknungsprozesses kennzeichnenden Werte für die beiden entgegen gerichteten Trockenluftströme den vorgegebenen Endwert erreicht haben. Diesen kann der Nutzer selbst bestimmen über den Wahlschalter, mit dem der zu erreichende Trocknungsgrad und damit die im Trockengut zu verbleibende Restfeuchte einstellbar ist.
  • 1
    Trockenkammer
    2
    Tür
    3
    Konsole
    4
    Trennwand
    5
    Heizung
    6
    Sensoren
    7
    Adsorber, Zeolith
    8
    Gebläse
    9
    Trockengut
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 3626887 A1 [0002]

Claims (19)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Adsorptionstrockners mit einer Aufnahme für ruhend abgelegtes oder aufgehängtes Trockengut, ein System zur Führung des Trockenluftströmung, eine Heizung, einen Adsorptionsapparat enthaltend ein reversibel dehydrierbares Adsorbens, und mindestens ein Gebläse zur Erzeugung einer Luftströmung, die im geschlossenen Kreislauf über die Heizung, das Trockengut und durch den Adsorptionsapparat geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der im geschlossenen Kreislauf geleitete Trockenluftstrom abwechselnd in jeweils entgegengesetzter Richtung geführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtungsumkehr des Trockenluftstromes nach fest vorgegebenen Zeitintervallen erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtungsumkehr des Trockenluftstromes in Abhängigkeit vom Fortschritt des Trocknungsprozesses gesteuert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortschritt des Trocknungsprozesses über geeignete Sensoren (6) messtechnisch erfasst wird und die erfassten Messdaten in einem flüchtigen Speicher zwischengespeichert werden zur internen Auswertung in einem intelligenten Auswertesystem.
  5. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortschritt des Trocknungsprozesses von den Sensoren (6) über die Zeit messtechnisch erfasst wird und die erfassten Messdaten in einem flüchtigen Speicher zwischengespeichert werden zur internen Auswertung in einem intelligenten Auswertesystem.
  6. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtungsumkehr des Trockenluftstromes gesteuert über das interne Auswertesystem ausgelöst wird in Abhängigkeit von den aktuellen, den Fortschritt des Trocknungsprozesses kennzeichnenden Messdaten in Relation zu den zwischengespeicherten Messdaten, die während des vorherigen Zeitintervalls bei entgegengesetzt gerichtetem Trockenluftstrom erfasst wurden.
  7. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtungsumkehr des Trockenluftstromes erfolgt, wenn der den Fortschritt des Trocknungsprozesses kennzeichnende Wert gegenüber den gespeicherten Werten, die während des vorherigen Zeitintervalls bei entgegengesetzt gerichtetem Trockenluftstrom erfasst wurden, um einen vorgegebenen Prozentsatz übertroffen wird oder wenn der den Fortschritt des Trocknungsprozesses kennzeichnende Messwert den vorgegebenen Endwert erreicht hat.
  8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsprozess beendet wird, wenn der den Fortschritt des Trocknungsprozesses kennzeichnende Wert für die beiden entgegen gesetzt gerichteten Trockenluftströme den vorgegebenen Endwert erreicht hat.
  9. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Adsorbens (7) sensorisch erfasst wird.
  10. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Trockenluftstromes sensorisch erfasst wird.
  11. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtegehalt des Trockenluftstromes sensorisch erfasst wird.
  12. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht des Adsorbens (7) sensorisch erfasst wird.
  13. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden entgegengesetzt gerichteten Prozessluftströme durch wechselseitiges Ansteuern zweier Gebläse (8) erzeugt werden.
  14. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einander entgegengesetzt gerichteten Prozessluftströme durch Umsteuern der Drehrichtung eines Gebläses (8) erzeugt werden.
  15. Adsorptionstrockner mit einer Aufnahme für ruhend abgelegtes oder aufgehängtes Trockengut, einem System zur Führung des Trockenluftströmung, eine Heizung, einen Adsorptionsapparat enthaltend ein reversibel dehydrierbares Adsorbens, und mindestens ein Gebläse zur Erzeugung einer Luftströmung, die im geschlossenen Kreislauf über die Heizung, das Trockengut und durch den Adsorptionsapparat geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Gebläse (8) so im Trockner angeordnet sind, dass die von ihnen erzeugten Luftströme einander entgegengerichtet sind.
  16. Adsorptionstrockner nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Trockner ein Gebläse (8) angeordnet ist, dessen Drehrichtung steuerbar ist.
  17. Adsorptionstrockner nach einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Sensoren (6) im Strömungskreis symmetrisch zum Adsorber (7) angeordnet sind.
  18. Adsorptionstrockner nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (6) Feuchtesensoren sind.
  19. Adsorptionstrockner nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (6) Temperatursensoren sind.
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