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Die
Erfindung betrifft eine Trocknungsvorrichtung der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 genannten Art zum Trocknen von nassem oder feuchtem Gut,
insbesondere zum Trocknen von Holz.
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Bei
den bekannten Trocknungsvorrichtungen zum Trocknen von nassem oder
feuchtem Gut, welches beispielsweise Holz sein kann, erfolgt die
Trocknung mittels eines umgewälzten Trocknungsmittels, welches
insbesondere Luft und/oder Dampf sein kann. Die bekannten Vorrichtungen
weisen eine verschließbare Trocknungskammer zur Aufnahme
des zu trocknenden Gutes auf, wobei zu trocknendes Holz insbesondere
in Form wenigstens eines Holzstapels in die Trocknungskammer eingebracht
werden kann. Die Trocknungskammer wird mittels einer Wärme
erzeugenden Einrichtung beheizt, wobei eine Steuerungseinrichtung
den zeitlichen Verlauf insbesondere der Temperatur im Inneren der
Trocknungskammer entsprechend einem Trocknungsprogramm steuert.
Die Umwälzung des Trocknungsmittels erfolgt dabei durch
Mittel, die wenigstens einen Ventilator aufweisen.
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Die
bekannten Trocknungsvorrichtungen haben die Eigenschaft, daß sie
in Betrieb, insbesondere zur Erzeugung des jeweils benötigten
Trocknungsklimas, einen hohen Energiebedarf haben.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trocknungsvorrichtung
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zum Trocknen von
nassem oder feuchtem Gut anzugeben, bei der die Wirtschaftlichkeit
verbessert ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
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Hierzu
weist die Wärme erzeugende Einrichtung wenigstens eine
Kraftwärmekopplungs-Einrichtung auf, derart, daß die
Trocknungskammer mittels von der Kraftwärmekopplung-Einrichtung
erzeugter Nutzwärme beheizbar ist. Auf überraschende
Weise hat sich gezeigt, daß durch die Verwendung einer Kraftwärmekopplungs-Einrichtung
der Wirkungsgrad einer Vorrichtung zum Trocknen von nassem oder feuchtem
Gut deutlich erhöht werden kann. Unter Verwendung einer
Kraftwärmekopplungs-Einrichtung kann beispielsweise aus
einem Brennstoff in einem Verbrennungsprozeß elektrische
Energie gewonnen werden. Bei der Umwandlung kann Nutzwärme
ausgekoppelt werden, die zur Erwärmung des Inneren einer
Trocknungskammer verwendbar ist. Dazu ist es insbesondere möglich,
einen Wärme abgebenden Teil der Kraftwärmekopplungs-Einrichtung
in oder an der Trocknungskammer anzuordnen, so daß direkt oder
indirekt das Trocknungsmittel für die Trocknung des nassen
oder feuchten Gutes erwärmt werden kann. Ferner ist es
möglich, die durch die Kraftwärmekopplungs-Einrichtung
erzeugte elektrische Energie für elektrische Verbraucher
zu nutzen, wie es beispielsweise Ventilatoren zur Umwälzung
des Trocknungsmittels sein können.
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Darüber
hinaus können weitere Nutzeffekte dadurch erzielt werden,
daß die Kraftwärmekopplungs-Einrichtung in Abhängigkeit
von dem Trocknungsprogramm gesteuert wird, wodurch die Energieerzeugung/-verteilung
entsprechend dem jeweiligen Energiebedarf vorgenommen werden kann.
So sind hohe Wirkungsgrade erzielbar, insbesondere dadurch, daß eine
sichere Planung für die Energieverteilung nunmehr möglich
ist.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Kraftwärmekopplungs-Einrichtung oder wenigstens
ein Nutzwärme abgebender Teil der Kraftwärmekopplungs-Einrichtung
in der Trocknungskammer angeordnet ist. Dadurch ist es möglich,
den Anteil von ungenutzter Abwärme deutlich zu reduzieren,
so daß die Betriebskosten einer erfindungsgemäßen
Trocknungsvorrichtung ebenfalls deutlich reduzierbar sind.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der vorgenannten Ausführungsform
ist dadurch gebildet, daß in der Trocknungskammer angeordnete
Heizregister zum Beheizen der Trocknungskammer zur Einspeisung von
Nutzwärme in die Heizregister mit der Kraftwärmekopplungs-Einrichtung
in Wärmeübertragungsverbindung stehen. Auf diese
Weise kann die durch die Kraftwärmekopplungs-Einrichtung
erzeugte Wärme direkt zur Trocknung des nassen oder feuchten
Gutes verwendet werden.
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In
diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, daß die
Kraftwärmekopplungs-Einrichtung ein Transportmedium erwärmt,
das das Heizregister oder die Wärmeregister durchströmt,
wie es in einer entsprechenden Weiterbildung der Erfindung vorgesehen
ist.
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Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist durch Mittel
zur Einspeisung von durch die Kraftwärmekopplungs-Einrichtung
erzeugter elektrischer Energie in ein öffentliches Netz
gekennzeichnet. Da durch ist es möglich, daß die
von der Kraftwärmekopplungs-Einrichtung erzeugte elektrische
Energie nicht ausschließlich für innerbetriebliche
Zwecke, insbesondere für die Trocknungsvorrichtung, verwendet
wird, sondern vielmehr über ein öffentliches Netz,
wie es ein Stromnetz eines Energieversorgers sein kann, weiter verteilt
wird. Infolgedessen ist eine Vergütung durch beispielsweise
einen Energieversorger oder Abnehmer möglich, wodurch die
Wirtschaftlichkeit der Trocknungsvorrichtung steigerbar ist.
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Zudem
ist eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung durch
Mittel zur Einspeisung von zusätzlicher elektrischer Energie,
insbesondere aus einem öffentlichen Netz, in die in oder
an der Trocknungskammer angeordneten elektrischen Verbraucher gekennzeichnet.
Dadurch wird es möglich, insbesondere auftretende Energieverbrauchsspitzen durch
zusätzlich zugeführte elektrische Energie abzudecken,
so daß ein sicherer Betrieb der Trocknungsvorrichtung gewährleistet
ist und Energieengpässe vermieden sind.
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Darüber
hinaus ist eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsvorrichtung wenigstens
zwei Trockungskammern mit jeweils wenigstens einer zugeordneten
Kraftwärmekopplungs-Einrichtung aufweist und daß die
Kraftwärmekopplungs-Einrichtung und/oder die Mittel zum
Umwälzen des Trocknungsmittels durch eine Steuerungseinrichtung
derart ansteuerbar sind, daß wenigstens eine der Trocknungskammern
wenigstens zeitweise unter wenigstens teilweiser Heranziehung der
einer anderen Trocknungskammer zugeordneten Kraftwärmekopplungs-Einrichtung
beheizbar und/oder mit elektrischer Energie versorgbar ist. Dadurch
entsteht der Vorteil, daß eine optimale Anpassung der Kraftwärmekopplungs-Einrichtun gen
an die Gegebenheiten und/oder den jeweiligen Betriebszustand der
Trocknungsvorrichtung möglich ist. Die jeweiligen Kraftwärmekopplungs-Einrichtungen
können beispielsweise so gewählt werden, daß die
einer Trocknungskammer zugeordnete Kraftwärmekopplungs-Einrichtung
zum Beispiel 70% des benötigten Energiebedarfs einer Vollastphase
einer Trocknungskammer deckt und die verbleibenden 30% des Energiebedarfs
durch die einer anderen Trocknungskammer zugeordnete Kraftwärmekopplungs-Einrichtung
abdeckbar ist. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß eine
Trocknungskammer in einer Vollastphase ist, während eine
weitere Trocknungskammer lediglich einen Bruchteil der von der ihr
zugeordneten Kraftwärmekopplungs-Einrichtung erzeugbaren
Energie benötigt. Das damit verfügbare Energiepotential
kann entsprechend dem jeweiligen Bedarf umverteilt werden. Daher
ist es möglich, die Kraftwärmekopplungs-Einrichtungen
so zu wählen, daß nur ein bestimmter Prozentsatz
des Energiebedarfs einer möglichen Vollastphase einer Trocknungskammer
durch die ihr zugeordnete Kraftwärmekopplungs-Einrichtung
gedeckt wird, wodurch kleinere und damit günstigere Kraftwärmekopplungs-Einrichtungen
verwendet werden können. Die so realisierbaren Energievorteile
führen zu geringeren Kosten, die unter anderem durch geringere
Investitions- wie auch Betriebskosten deutlich werden.
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Zudem
sieht eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor,
daß die Trocknungskammer mittels einer Vakuumpumpe mit
einem Unterdruck beaufschlagt ist, derart, daß die Trocknungsvorrichtung
als Vakuum-Trocknungsvorrichtung ausgebildet ist.
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Desweiteren
ist eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung dadurch
gebildet, daß die Trocknungskammer wenigstens eine verschließbare Frischluft öffnung
und wenigstens eine verschließbare Abluftöffnung
aufweist, derart, daß die Trocknungsvorrichtung als Frischluft-/Abluft-Trocknungsvorrichtung
ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich,
die Richtung der Luftströmung von der Frischluftöffnung
durch die Trocknungskammer zu der Abluftöffnung zu reversieren,
so daß dann die zunächst als Frischluftöffnung
fungierende Öffnung als Abluftöffnung und die
zunächst als Abluftöffnung fungierende Öffnung
als Frischluftöffnung fungiert.
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Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß das Transportmedium Thermoöl oder Dampf ist.
Thermoöl und Dampf sind auch zur Übertragung hoher
Temperaturen, beispielsweise höher als 200°C,
geeignet, so daß mittels eines derartigen Transportmediums gespeiste
Heizregister eine geringe Fläche aufweisen können.
Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Trocknungsvorrichtung
besonders kostengünstig gestaltet.
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Überdies
ist eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung dadurch
gekennzeichnet, daß in der Trocknungskammer aufgenommenes
Gut mittels aus einem Kreislauf für das Transportmedium abgezweigten
Dampfes befeuchtbar ist. Infolgedessen ist es möglich,
eine zusätzliche Befeuchtungseinrichtung zur Herstellung
eines Trocknungsklimas zur schonenden Trocknung des nassen oder
feuchten Gutes wenigstens auf ein Minimum zu reduzieren. Dadurch
sind weitere Kostenvorteile erzielbar.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung
näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung
zum Trocknen von nassem oder von feuchtem Gut dargestellt ist. Dabei
bilden alle beanspruchten, be schriebenen und in der Zeichnung dargestellten
Merkmale für sich genommen sowie in beliebiger Kombination
miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von
ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen und deren Rückbezügen
sowie unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung
in der Zeichnung.
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Die
Darstellung in der Zeichnung ist rein schematisch gehalten und daher
weder maßstabs- noch detailgetreu. Die Darstellung ist
auf die das Verständnis unterstützende Bestandteile
des jeweiligen Ausführungsbeispiels reduziert.
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Es
zeigt:
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1 eine
blockschaltartige Prinzipskizze eines ersten Ausführungsbeispieles
einer erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung
und
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2 in
gleicher Darstellung wie 1 ein zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung.
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In 1 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Trocknungsvorrichtung 2 dargestellt, die als Vakuum-Trocknungsvorrichtung ausgebildet
ist. Die Trocknungsvorrichtung 2 dient insbesondere dem
Trocknen von nassem oder feuchtem Holz 4, wobei ein Trocknungsmittel
zur Trocknung des Holzes 4 durch die Trocknungsvorrichtung 2 umgewälzt
wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird als
Trocknungsmittel überhitzter Dampf verwendet.
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Zur
Trocknung des Holzes 4 umströmt das Trocknungsmittel
das Holz 4, welches sich in Form von einem oder mehreren
Holzstapeln in der Trocknungskammer 2 befindet. In der
Regel wird das Holz 4 gemäß seiner Holzfaserrichtung 6 ausgerichtet, wobei
die einzelnen Hölzer 4 parallel zueinander angeordnet
sind. In diesem Fall wird das Holz 4 quer zu seiner Holzfaserrichtung 6 beströmt.
Zur Erzeugung eines geeigneten Trocknungsklimas wird das Trocknungsmittel
zunächst auf eine erste Temperatur erwärmt. Dazu
weist die Trocknungsvorrichtung 2 eine Wärme erzeugende
Einrichtung 8 auf, die der Beheizung der Trocknungskammer 10,
insbesondere der Erwärmung des Trocknungsmittels dient.
Die Wärme erzeugende Einrichtung 8 wird durch
das Trocknungsmittel durchströmt, das nach seiner Erwärmung
das Holz 4 umströmt.
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Die
Trocknung des Holzes 4 erfolgt stufenweise, so daß der
Trocknungsprozeß in verschiedenen Betriebsstufen stattfindet.
Demgemäß wird das Trocknungsmittel entsprechend
der jeweiligen Betriebsstufe erwärmt, um eine gewünschte
Temperatur bzw. Temperaturverteilung in der Trocknungskammer 10 zu
erreichen. Zur Steuerung des zeitlichen Verlaufs zur Trocknung des
Holzes 4 dient eine Steuerungseinrichtung 12,
die insbesondere die Temperatur im Inneren der Trocknungskammer 10 entsprechend
einem Trocknungsprogramm steuert.
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Zur
Umwälzung des Trocknungsmittels weist die Trocknungsvorrichtung 2 im
Inneren der Trocknungskammer 10 zwei Ventilatoren 14, 16 auf,
die dazu dienen, daß das Trocknungsmittel umgewälzt wird
und dabei das Holz 4 umströmt. Durch die Form des
Inneren der Trocknungskammer 10 und die Anordnung der Ventilatoren 14, 16 wird
eine Zirkulation des Trocknungsmittels erreicht, die in der Figur
durch die mit dem Bezugszeichen 18 versehenen Pfeile symbolisiert
ist.
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Zur
Erwärmung des Trocknungsmittels weist die Wärme
erzeugende Einrichtung 8 erfindungsgemäß eine
Kraftwärmekopplungs-Einrichtung 20 auf, so daß die
Trock nungskammer 10 mittels von der Kraftwärmekopplungs-Einrichtung 20 erzeugten Nutzwärme
beheizbar ist.
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Die
verwendete Kraftwärmekopplungs-Einrichtung 20 erzeugt
neben Wärme auch elektrische Energie, die zum Betrieb der
Trocknungsvorrichtung 2 nutzbar ist. Dazu sind Mittel zur
Einspeisung von durch die Kraftwärmekopplungs-Einrichtung 20 erzeugter
elektrischer Energie in elektrische Verbraucher vorgesehen, die
in der Figur symbolisch dargestellt und zusammenfassend mit dem
Bezugszeichen 22 versehen sind. Dadurch ist es möglich,
neben der Wärme auch die durch die Kraftwärmekopplungs-Einrichtung 20 erzeugte
elektrische Energie für den Betrieb der Trocknungsvorrichtung 2 zu
nutzen, um beispielsweise Ventilatoren 14, 16 oder
Steuerungseinrichtungen 12 zu betreiben.
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Die
Bereitstellung der für den Betrieb der Trocknungsvorrichtung 2 benötigten
Energie kann durch die Steuerungseinrichtung 12 gesteuert
werden, so daß die Kraftwärmekopplungs-Einrichtung 20 durch
die Steuerungseinrichtung 12 entsprechend dem Trocknungsprogramm
ansteuerbar ist. Beim Betrieb der Kraftwärmekopplungs-Einrichtung 20 entsteht
Wärme, die als Nutzwärme der Trocknungsvorrichtung 2 zugeführt
wird. Dazu ist ein Heizregister 24 vorgesehen, welches
in der Trocknungskammer 10 angeordnet ist und dem Beheizen
derselben dient.
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Das
Heizregister 24 steht in Wärmeübertragungsverbindung
mit der Kraftwärmekopplungs-Einrichtung 20, so
daß die beim Betrieb der Kraftwärmekopplungs-Einrichtung 20 entstehende
Wärme zum Beheizen der Trocknungskammer 10 und
insbesondere zum Erwärmen des Trocknungsmittels nutzbar ist.
Dazu wird durch die Kraftwärmekopplungs-Einrichtung 20 ein
Transportmedium erwärmt, das das Heizregister 24 durchströmt
und dadurch insbesondere das Trocknungsmittel erwärmt.
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In
unterschiedlichen Phasen des Trocknungsprogramms 2 wird
unterschiedlich viel Energie benötigt, so daß durch
die Kraftwärmekopplungs-Einrichtung 20 erzeugte überschüssige
Energie, insbesondere elektrische Energie, in ein öffentliches
Netz eingespeist werden kann. Das öffentliche Netz ist
durch eine mit dem Bezugszeichen 26 versehene Strichpunktlinie
symbolisiert. Diesem kann einerseits elektrische Energie zugeführt
werden und andererseits im Fall von zusätzlich benötigter
elektrischer Energie die fehlende elektrische Energie entnommen
werden. Die dazu dienenden Mittel werden weiter unten beschrieben.
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Um
den Innenraum der Trocknungskammer 10 mit einem Unterdruck
zu beaufschlagen, ist eine Vakuumpumpe 28 vorgesehen, die
mit durch die Kraftwärmekopplungs-Einrichtung 20 und/oder
aus dem öffentlichen Netz bezogener elektrischer Energie
gespeist werden kann. Mittels der Vakuumpumpe 28 kann überhitzter
Dampf, der bei diesem Ausführungsbeispiel das Trocknungsmittel
bildet, aus dem Inneren der Trocknungskammer 10 abgesaugt
und einem Kondensator 30 zugeführt werden, in
dem Kondensat abgeschieden wird. Das abgeschiedene Kondensat kann
entweder entsorgt oder einem Kondensattank 32 zugeführt
werden.
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Falls
entsprechend dem Verlauf des jeweiligen Trocknungsprogrammes erwünscht,
kann Kondensat aus dem Kondensattank 32 in das Innere der Trocknungskammer 10 zur
Befeuchtung des zu trocknenden Holzes 4 zugeführt
werden, wie in 1 durch einen Pfeil 34 angedeutet.
Der Kondensator 30 bildet bei diesem Ausführungsbeispiel
eine Entfeuchtungseinrichtung.
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Die
Entfeuchtungseinrichtung kann alternativ auch dadurch gebildet werden,
daß die Trocknungskammern 10 einen doppelten Boden 36 aufweist,
wobei über einen Ventilator 38 Kühlluft
in einen zwischen dem Boden der Trocknungskammer 10 und dem
doppelten Boden 36 gebildeten Raum eingeblasen wird. Auf
diese Weise wird der Boden der Trocknungskammer 10 gekühlt,
so daß sich auf dem Boden Kondensat abscheidet. Das Kondensat
kann dem Kondensattank 32 zugeführt werden, wie
in 1 durch einen Pfeil 40 angedeutet.
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In 2 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Trocknungsvorrichtung 2 dargestellt, das sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 dadurch
unterscheidet, daß die Trocknungsvorrichtung 2 als
Frisch/Abluft-Trocknungsvorrichtung ausgebildet ist. Zur Zuführung
von Frischluft weist die Trocknungsvorrichtung 2 eine verschließbare
Frischluftöffnung 42 sowie eine verschließbare
Abluftöffnung 44 auf. Über die Frischluftöffnung 42 wird dem
Inneren der Trocknungskammer 10 Frischluft zugeführt,
die das zu trocknende Gut 4 umströmt und über
die Abluftöffnung 44 abgeführt wird.
Die Ventilatoren 14 und 16 sind bei diesem Ausführungsbeispiel derart
angeordnet bzw. werden derart angesteuert, daß sich eine
entsprechende Luftströmung ausbildet. Durch Reversieren
der Ventilatoren 14, 16 kann die Richtung der
Luftströmung umgekehrt werden, so daß die Öffnung 44 dann
als Frischluftöffnung und die Öffnung 42 dann
als Abluftöffnung fungiert.
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Sofern
der Energiebedarf zum Betrieb der Trocknungseinrichtung 2 in
bestimmten Betriebsphasen höher ist als die Energiebereitstellung
durch die Kraftwärmekopplungs-Einrichtung 20,
dienen insbesondere Mittel 25 zur Einspeisung von elektrischer Energie
aus einem öffentlichen Netz 26 dazu, die auftretenden
Energieverbrauchsspitzen durch Versorgung von elektrischen Ver brauchern,
wie es Ventilatoren 14, 16 sein können,
abzubauen.
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Andererseits
kann überschüssige Energie, die durch die Kraftwärmekopplungs-Einrichtung 20 erzeugt
werden kann, durch Mittel 27 zur Einspeisung von elektrischer
Energie in ein öffentliches Netz 26 in eben dieses
eingespeist werden. Dadurch kann überschüssige
elektrische Energie gewinnbringend veräußert und
gegebenenfalls die Kraftkopplungs-Einrichtung 20 z. B.
auf einem optimalen Betriebspunkt betrieben werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0292717
B1 [0002]
- - EP 0167899 [0002]
- - EP 0887606 B2 [0002]