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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kühllufttrockner, der Druckluft
durch Kühlen der
Druckluft und durch Kondensation von Feuchtigkeit in der Druckluft
entfeuchtet.
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Bei
einem Luftkompressorsystem, das Elektromagnetventile, Pneumatikzylinder
und dergleichen einsetzt, wird vorzugsweise die in der Luft enthaltene
Luftfeuchtigkeit vorab entfernt, um Schwierigkeiten zu vermeiden,
die dadurch auftreten, dass in der Druckluft, die dem Luftkompressorsystem
zugeführt
wird, Feuchtigkeit enthalten ist. Um diese Feuchtigkeit zu entfernen,
wird ein Kühllufttrockner eingesetzt.
Ein solcher Kühllufttrockner
steuert vorzugsweise die Temperatur der Druckluft am Auslass des
Lufttrockners so, dass die Temperatur der entfeuchteten Druckluft
wieder angehoben wird, um das Auftreten einer Taupunktkondensation
an der Sekundärluftleitung
in dem Lufttrockner durch Druckluft mit niedriger Temperatur, die
durch Kühlen
entfeuchtet wurde, zu vermeiden.
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3 zeigt
die Schaltung eines Kühlsystems und
eines Luftsystems bei einem herkömmlichen Lufttrockner,
welcher die Temperatur der Druckluft am Auslass des Lufttrockners
steuern kann. Das Kühlsystem
des Kühllufttrockners
umfasst einen Kühlmittelkompressor 10,
einen Kondensator 11, der ein Hochtemperaturkühlmittel
kondensiert, welches durch einen Kühlmittelkompressor 10 komprimiert und über eine
Hochtemperatur-Kühlmittelleitung 22 übermittelt
wurde, ein Entspannungsventil 12, welches das durch den
Kondensator 11 kondensierte Kühlmittel durch adiabatische
Expansion dekomprimiert, um die Temperatur des Kühlmittels abzusenken, und einen
Kühler 13,
der die feuchte Druckluft, die über
den Lufteinlass 20 des Luftsystems zugeführt wurde,
mit Hilfe des von dem Entspannungsventil 12 übertragenen
Niedertemperatur-Kühlmittels abkühlt, um die
Luft zu entfeuchten. Das Kühlmittelsystem
ist so gestaltet, dass das Kühlmittel
von dem Kühler 13 über eine
Kühlmittelrückführleitung 26 zu dem
Kühlmittelkompressor 10 zurückgeführt wird.
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Andererseits
hat das oben beschriebene Luftsystem eine Gestaltung, bei der nach
dem Abkühlen
der feuchten Druckluft (Primärluft),
die von außen über den
Lufteinlass 20 zugeführt
wird, durch den Kühler 13 mit
Hilfe eines Flüssigkeitsabscheiders 16 eine
Flüssigkeitsabtrennung
durchgeführt wird,
um entfeuchtete Luft mit niedriger Temperatur zu erhalten. Die entfeuchtete
Luft wird durch eine elektrische Heizung 14 wieder aufgeheizt.
Die so wieder aufgeheizte entfeuchtete Luft wird als Sekundärluft zu
einer Auslassleitung 21 übertragen. Bei einer solchen
Anordnung ist an der Auslassleitung 21 ein Temperatursensor 40 vorgesehen.
Die durch den Temperatursensor 40 erfasste Temperatur der
Sekundärluft
wird in eine Temperatursteuerung 41 eingegeben. Die Temperatursteuerung 41 steuert
den Output der elektrischen Heizung 14, wodurch die Temperatur
der Sekundärluft
an dem Auslass des Lufttrockners gesteuert wird. Mit einer solchen
Anordnung kann die Temperatursteuerung mit relativ hoher Genauigkeit
durchgeführt
werden. Es ist zu beachten, dass der Flüssigkeitsabscheider 16,
der die oben beschriebene Flüssigkeitsabtrennung
durchführt,
ein Drainageventil 15 aufweist, welches entstehende Flüssigkeitstropfen
nach außen
abführt.
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Bei
einem solchen herkömmlichen
Kühllufttrockner
wird die entfeuchtete Luft niedriger Temperatur, die durch Kühlen entfeuchtet
wurde, durch die elektrische Heizung 14 aufgeheizt. Dementsprechend
erfordert ein solcher herkömmlicher
Kühllufttrockner
viel elektrischen Strom, etwa genauso viel wie der Kühler. Obwohl
der oben beschriebene herkömmliche
Kühllufttrockner
in der Lage ist, die Temperatur mit hoher Genauigkeit zu steuern,
hat daher eine solche Anordnung den Nachteil eines hohen Stromverbrauchs.
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Andererseits
ist eine Technik bekannt, bei welcher anstelle der elektrischen
Heizung 14 ein Wiedererhitzer vorgesehen ist, der Wärme zwischen der
warmen Primärluft,
die über
den Lufteinlass 20 zugeführt wird, und der entfeuchteten
Luft mit niedriger Temperatur, die über den Kühler 13 übertragen wird,
austauscht, wobei er die Temperaturdifferenz zwischen diesen Medien
nutzt. Durch den oben beschriebenen Wärmetausch wird bei einer solchen Anordnung
die Primärluft
vorgekühlt
und die Temperatur der entfeuchteten Luft wird angehoben, woraufhin
die so erwärmte
entfeuchtete Luft als Sekundärluft
ausgegeben wird. Bei einer solchen Anordnung mit einem solchen Wiedererhitzer
wird die Primärluft vorgekühlt und
anschließend
durch den Kühler
weitergekühlt
wird, wodurch die auf den Kühlkreislauf aufgebrachte
Last verringert wird. Außerdem
verhindert eine solche Anordnung das Auftreten einer Taupunktkondensation
an einer Luftleitung, in dem die Temperatur der von dem Lufttrockner übertragenen Sekundärluft angehoben
wird. Somit nutzt eine solche Anordnung die thermische Energie sehr
effizient. Die Temperatur der Sekundärluft hängt aber von der Temperatur
der Primärluft
ab. In einem Fall, in dem die Temperatur der Primärluft, die über den
Lufteinlass 20 zugeführt
wird, niedrig ist, kann in manchen Fällen die über die Auslassleitung 21 abgeführte Sekundärluft nicht
bis auf eine Temperatur erwärmt
werden, bei welcher eine Taupunktkondensation an der Auslassleitung 21 zuverlässig verhindert
werden kann. Es ist bei einer solchen Anordnung schwierig, die Temperatur
stabil in einem festgelegten Temperaturbereich zu halten.
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Es
ist auch zu beachten, dass bei dem oben beschriebenen herkömmlichen
Kühllufttrockner
die Temperatur des Hochtemperatur-Kühlmittels, das von dem Kühlmittelkompressor 10 über die
Hochtemperatur-Kühlmittelleitung 22 in
den Kondensator 11 fließt, etwa 90°C beträgt. Andererseits beträgt die Temperatur
des Kühlmittels
mit niedriger Temperatur, das über
die Niedertemperatur-Kühlmittelleitung 23 nach
der durch das Entspannungsventil 12 erreichten adiabatischen
Expansion in den Kühler 13 fließt, etwa
5°C. Außerdem beträgt die Temperatur
der Primärluft,
die über
den Lufteinlass 20 zugeführt wird, 40°C (Nenntemperatur).
Die Temperatur der entfeuchteten Luft, die von dem Kühler 13 über Flüssigkeitsabscheider 16 zu
der elektrischen Heizung 14 fließt, beträgt etwa 10°C.
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Es
ist zu beachten, dass bei dem Kühllufttrockner
die Hochtemperatur-Kühlmittelleitung 22, die
den Kühlmittelkompressor 10 und
Kondensator 11 verbindet, und die Niedertemperatur-Kühlmittelleitung 23,
die das Entspannungsventil 12 und den Kühler 13 verbindet,
miteinander über
eine Bypass-Kühlmittelleitung 25 mit
einem Volumeneinstellventil 17, das eine einstellbare Öffnung aufweist,
in Verbindung stehen. Wie oben beschrieben wurde, ist die Bypass-Kühlmittelleitung 25 vorgesehen,
um einen Teil des Kühlmittels,
das von dem Kühlmittelkompressor 10 zu
dem Kondensator 11 fließt, mit dem durch den Kühler 13 fließenden Kühlmittel
zu mischen, um zu verhindern, dass die in der Primärluft, die
von dem Lufteinlass 20 zu dem Kühler 13 fließt, enthaltene Feuchtigkeit
durch übermäßige Verringerung
der Temperatur des Kühlmittels,
das durch den Kühler 13 fließt, gefriert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist eine technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kühllufttrockner
vorzuschlagen, der die Temperatur der Sekundärluft in der Auslassleitung
mit hoher Genauigkeit steuern kann, beispielsweise mit einer Anordnung,
die eine elektrische Heizung einsetzt, wobei ein Wiedererhitzer
verwendet wird, der Wärme,
die in dem Kühlsystem
auftritt, dazu nutzt, die Temperatur der sekundären Druckluft anzuheben, indem
die Strömungsrate
des Kühlmittels
oder der Luft, das/die durch den Wiedererhitzer fließt, angepasst
wird. Es ist nicht nötig,
die Sekundärluft
in der Auslassleitung mit Hilfe einer elektrischen Heizung aufzuheizen,
wie es bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Kühllufttrockner der Fall war.
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Diese
Aufgabe wurde mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst ein Kühllufttrockner
zur Lösung
der oben beschriebenen Aufgabe ein Kühlmittelsystem mit einem Kühlmittelkompressor,
einem Kondensator, der ein Hochtemperatur-Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkompressor
komprimiert wurde, kondensiert, einen Entlastungsmechanismus, der
das Kühlmittel,
das durch den Kondensator kondensiert wurde, durch adiabatische
Expansion dekomprimiert, um dessen Temperatur zu senken, und einen
Kühler,
der die feuchte Druckluft, die über
den Lufteinlass in ein Luftsystem eingeführt wurde, mit Hilfe des Kühlmittels
mit niedriger Temperatur, das von dem Entlastungsmechanismus zugeführt wurde,
kühlt,
um die Luft zu entfeuchten, und der so gestaltet ist, dass das von
dem Kühler übermittelte
Kühlmittel
zu dem Kühlmittelkompressor zurückgeführt wird;
und das Luftsystem, welches den Lufteinlass, in den feuchte Druckluft
als zu entfeuchtende Primärluft
einströmt,
den Kühler,
welcher die Primärluft,
die durch den Lufteinlass zugeführt
wurde, kühlt,
um entfeuchtete Luft mit niedriger Temperatur zu erhalten, und einen
Wiedererhitzer aufweist, welcher Wärme zwischen der entfeuchteten
Luft mit niedriger Temperatur, die von dem Kühler übermittelt wird, und dem Hochtemperatur-Kühlmittel,
das von dem in dem Kühlmittelsystem
vorgesehenen Kühlmittelkompressor übermittelt
wird, austauscht und welches die entfeuchtete Luft, deren Temperatur durch
den Wärmetausch
an dem Wiedererhitzer angehoben wurde, als Sekundärluft über die
Auslassleitung ausgibt. Bei einer solchen Anordnung umfasst der
Lufttrockner einen Temperatursensor, welcher die Temperatur der
durch die Auslassleitung fließenden
Sekundärluft
erfasst, Ventilmittel, welche die Strömungsrate der entfeuchteten
Luft oder des durch den Wiedererhitzer fließenden Kühlmittels einstellen, und eine
Temperatursteuerung, welche die Strömungsrate der entfeuchteten
Luft oder des Kühlmittels
durch Steuerung der Ventilmittel auf der Basis der durch den Temperatursensor
erfassten Temperatur einstellt, um die Temperatur der Sekundärluft auf einem
konstanten Niveau zu halten.
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Der
Lufttrockner gemäß der vorliegenden
Erfindung ist vorzugsweise so gestaltet, dass der Wiedererhitzer
zwischen dem Kühlmittelkompressor
und dem Kondensator angeschlossen ist, und dass das Kühlmittel,
das von dem Kühlmittelkompressor übertragen
wird, über
den Wiedererhitzer zu dem Kondensator geführt wird.
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Außerdem kann
eine Anordnung vorgesehen sein, bei welcher eine Hochtemperatur-Kühlmittelleitung,
welche den Kühlmittelkompressor
und den Wiedererhitzer verbindet, und eine Niedertemperatur-Kühlmittelleitung,
welche den Entlastungsmechanismus und den Kühler verbindet, oder eine Kühlmittelrückführleitung,
welche den Kühler
und den Kühlmittelkompressor
verbindet, so verbunden werden, dass sie miteinander über eine
Bypass-Kühlmittelleitung
mit einem Volumeneinstellventil, das eine einstellbare Öffnung aufweist,
in Verbindung stehen. Dadurch kann in einem Fall, in dem die Last
des Kühlers klein
ist, ein Teil des Hochtemperatur-Kühlmittels, das durch den Kühlmittelkompressor
komprimiert wird, direkt in die Niedertemperatur-Kühlmittelleitung oder
die Kühlmittelrückführleitung
fließen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst das Ventilmittel ein Dreiwege-Durchflusseinstellventil mit einem Einlassanschluss
und zwei Auslassanschlüssen.
Bei einer solchen Anordnung ermöglicht es
das Dreiwege-Durchflusseinstellventil
vorzugsweise, dass ein Teil der entfeuchteten Luft oder des Kühlmittels,
das zu dem Wiedererhitzer geführt
werden soll, an dem Wiedererhitzer vorbeifließen kann.
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In
diesem Fall kann auch eine Anordnung vorgesehen sein, bei welcher
eine Bypassleitung, die den Wiedererhitzer umgeht, mit der Leitung
für die entfeuchtete
Luft verbunden ist, über
welche die entfeuchtete Luft von dem Kühler zu dem Wiedererhitzer geführt wird,
und mit der Auslassleitung, welche die von dem Wiedererhitzer zugeführte Sekundärluft ausgibt.
Das Dreiwege-Strömungseinstellventil
ist an einem Abzweigknoten angeordnet, an welchem die Bypassleitung
vorgesehen ist, die von der Leitung für die entfeuchtete Luft abzweigt,
oder an einer Verbindungsstelle der Bypassleitung und der Auslassleitung.
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Es
kann auch eine Anordnung vorgesehen sein, bei welcher eine Kühlbypassleitung,
welche an dem Wiedererhitzer vorbeiführt, mit einer Hochtemperatur-Kühlmittelleitung, die den Kühlmittelkompressor
und den Wiedererhitzer verbindet, und einer Zwischen-Kühlmittelleitung,
welche den Wiedererhitzer mit dem Kondensator verbindet, verbunden
ist. Das Dreiwege-Strömungseinstellventil
ist an einem Abzweigknoten angeordnet, an welchem die Kühlbypassleitung
vorgesehen ist, die von der Hochtemperatur-Kühlmittelleitung abzweigt, oder
an einem Verbindungspunkt der Kühlmittelbypassleitung
und der Zwischen-Kühlmittelleitung.
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Mit
dem Kühllufttrockner
gemäß der vorliegenden
Erfindung, der den oben beschriebenen Aufbau aufweist, wird die
Strömungsrate
der entfeuchteten Luft, die dem Wiedererhitzer nach der Flüssigkeitsabscheidung
zugeführt
wird, oder die Strömungsrate
des Kühlmittels
von dem Kühlmittelkompressor
auf der Basis der Temperatur der entfeuchteten Luft, die durch die
Auslassleitung strömt,
so gesteuert, dass die Temperatur der entfeuchteten Luft auf einem
konstanten Niveau gehalten wird. Dementsprechend kann mit dem Kühllufttrockner
die Strömungsrate
der Luft mit relativ hoher Genauigkeit unter Nutzung elektrischer
Mittel gesteuert werden. Daher ist der Kühllufttrockner, der einen solchen
Wiedererhitzer verwendet, in der Lage, die Temperatur der Druckluft
in der Auslass leitung mit hoher Präzision zu steuern, genauso
wie eine Anordnung, die eine elektrische Heizung verwendet.
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Der
oben beschriebene Kühllufttrockner
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet den Wiedererhitzer, um Wärme, die in dem Kühlmittelsystem auftritt,
dazu zu verwenden, die Temperatur der Druckluft an der Auslassleitung
anzuheben. Dies ist anders als bei den oben beschriebenen herkömmlichen
Kühllufttrocknern,
die eine elektrische Heizung einsetzen, um die entfeuchtete Luft
an der Auslassleitung aufzuheizen. Durch Einstellen der Strömungsrate
des Fluides, das durch den Wiedererhitzer strömt, steuert eine solche Anordnung
die Temperatur der Druckluft an der Auslassleitung mit ebenso hoher
Präzision
wie eine Anordnung, die eine elektrische Heizung einsetzt.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für
sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung,
unabhängig
von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Schaltbild, das ein Kühlsystem und
ein Luftsystem eines Kühllufttrockners
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 ist
ein ähnliches
Schaltbild, das einen Kühllufttrockner
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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3 ist
ein Schaltbild, das ein Kühlsystem und
ein Luftsystem eines herkömmlichen
Kühllufttrockners
darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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1 zeigt
eine erste Ausführungsform
eines Kühllufttrockners
gemäß der vorliegenden
Erfindung, und 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines
Kühllufttrockners
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Bei diesen Ausführungsformen
werden die gleichen Komponenten wie bei dem herkömmlichen Kühllufttrockner gemäß 3 mit
den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie sie in 3 verwendet werden.
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Im
Wesentlichen umfasst der Kühllufttrockner
gemäß der ersten
Ausführungsform,
die in 1 gezeigt ist, ein Kühlsystem, ein Luftsystem und
ein Steuerungssystem, welches die Strömungsrate entfeuchteter Luft
oder die Strömungsrate
eines Kühlmittels,
das durch einen Wiedererhitzer 18, der mit dem Kühlsystem
und dem Luftsystem verbunden ist, so steuert, dass die Temperatur
der Sekundärluft,
die von dem Kühllufttrockner
ausgegeben wird, beibehalten wird.
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Das
oben beschriebene Kühlsystem
umfasst einen Kühlmittelkompressor 10,
eine Hochtemperatur-Kühlmittelleitung 22,
welche ein Kühlmittel,
das durch den Kühlmittelkompressor 10 so
komprimiert wurde, dass es eine hohe Temperatur aufweist, zu dem
Wiedererhitzer 18 führt,
einen Kondensator 11, welcher das Kühlmittel, das von dem Wiedererhitzer 18 über eine
Zwischen-Kühlmittelleitung 27 zugeführt wird,
kondensiert, ein Entspannungsventil 12, welches das durch
den Kondensator 11 kondensierte Kühlmittel durch adiabatische
Expansion entspannt, um die Temperatur des Kühlmittels abzusenken, und einen
Kühler 13,
welcher die feuchte Druckluft, die durch den Lufteinlass 20 des
Luftsystems zugeführt wurde,
mit Hilfe des Niedertemperatur-Kühlmittels, das
von dem Ent spannungsventil 12 zugeführt wird, abkühlt. Das
Kühlsystem
ist so gestaltet, dass das von dem Kühler 13 zugeführte Kühlmittel über eine Kühlmittelrückführleitung 26 zu
dem Kühlmittelkompressor 10 zurückgeführt wird.
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Man
beachte, dass das Entspannungsventil 12 als ein Beispiel
eines Entlastungsmechanismus dargestellt ist. Anstelle des Entspannungsventils können jedoch
bspw. auch Kapillarrohre oder dgl. eingesetzt werden.
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Andererseits
umfasst das Luftsystem des Kühllufttrockners
einen Lufteinlass 20, über
den warme und feuchte Druckluft (mit einer Nenntemperatur von 40°C), die entfeuchtet
werden soll, von außen
als Primärluft
zugeführt
wird, den Kühler 13,
welcher die Feuchtigkeit durch Kühlen
der über
den Lufteinlass 20 zugeführten Primärluft kondensiert, einen Flüssigkeitsabscheider 16,
welcher Flüssigkeit
aus den durch den Kühler 13 abgekühlten Druckluft
abtrennt, indem eine Flüssigkeitsabscheidung
durchgeführt wird,
und den Wiedererhitzer 18, welcher Wärme zwischen der entfeuchteten
Luft mit niedriger Temperatur, aus der durch den Flüssigkeitsabscheider 16 Flüssigkeit
abgetrennt wurde, und dem Hochtemperatur-Kühlmittel, welches durch den
Kühlmittelkompressor 10 des
Kühlmittelsystems
komprimiert wurde, ausgetauscht wird. Das Luftsystem ist so gestaltet,
dass die Temperatur der entfeuchteten Luft mit niedriger Temperatur
durch den Wärmetausch
an dem Wiedererhitzer 18 angehoben wird. Die entfeuchtete
Luft mit angehobener Temperatur wird als Sekundärluft zu der Auslassleitung 21 geführt.
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Dementsprechend
werden der Kühler 13 und der
Wiedererhitzer 18 sowohl an das Kühlmittelsystem als auch an
das Luftsystem angeschlossen und verbinden das Kühlmittelsystem funktional mit
dem Luftsystem.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass der Flüssigkeitsabscheider 16,
der die Flüssigkeitsabtrennung durchführt, ein
Drainageventil 15 aufweist, welches die sich ergebenden
Wassertropfen nach außen
abführt.
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Das
oben genannte Steuersystem, das die Temperatur der durch die Auslassleitung 21 strömenden Sekundärluft aufrecht
erhält,
umfasst ein Dreiwege-Strömungseinstellventil 30,
das mit einer Leitung 28 für entfeuchtete Luft, welche
den Flüssigkeitsabscheider 16 mit
dem Wiedererhitzer 18 verbindet, angeschlossen ist. Das
Dreiwege-Strömungseinstellventil 30 hat
eine Einlassöffnung 30a und
zwei Auslassöffnungen 30b und 30c und
ist so gestaltet, dass die über
die Einlassöffnung 30a zugeführte entfeuchtete
Luft verteilt wird und dass die so verteilte entfeuchtete Luft von
den beiden Auslassöffnungen 30b und 30c abgegeben
wird. Die Einlassöffnung 30a ist mit
einem stromaufwärtsseitigen
Abschnitt 28a der Leitung 28 für entfeuchtete Luft verbunden,
die mit dem Flüssigkeitsabscheider 16 in
Verbindung steht. Die eine Auslassöffnung 30b ist mit
einem stromabwärtsseitigen
Abschnitt 28b der Leitung 28 für entfeuchtete Luft verbunden,
der mit dem Wiedererhitzer 18 in Verbindung steht. Zwischen
dem Auslassanschluss 30c und der Auslassleitung 21 ist
eine Bypassleitung 29 angeschlossen.
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Die
Bypassleitung 29 ermöglicht
es, einen Teil der entfeuchteten Luft, die durch die Leitung 28 für entfeuchtete
Luft strömt,
an dem Wiedererhitzer 18 vorbei und direkt zu der Auslassseite
des Wiedererhitzers 18 zu führen. Die Bypassleitung 29 ermöglicht außerdem das
Einstellen der Strömungsrate
der entfeuchteten Luft, die durch den Wiedererhitzer 18 strömt.
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Außerdem umfasst
das oben beschriebene Steuersystem einen Temperatursensor 40,
der mit der Auslassleitung 21 verbunden ist und die Temperatur
der Sekundärluft,
die durch die Auslassleitung 21 strömt, erfasst. Der Temperatursensor 40 und
das Dreiwege-Strömungseinstellventil 30 sind
mit einer Tempera tursteuerung 42 verbunden. Die Temperatursteuerung 42 steuert
das Dreiwege-Strömungseinstellventil 30 auf
der Basis der erfassten Temperatur der Sekundärluft, die auf diese Weise
durch den Temperatursensor 40 detektiert wurde. Hierdurch werden
die Strömungsraten
der entfeuchteten Luft, die durch den Wiedererhitzer 18 strömt, und
der entfeuchteten Luft, die an dem Wiedererhitzer 18 vorbeigeführt wird,
gesteuert.
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Die
Temperatursteuerung 42 vergleicht den Temperaturzielwert,
der vorab eingestellt wurde, mit der tatsächlich erfassten Temperatur,
die durch den Temperatursensor 40 erfasst wird, und steuert
die Größe der Öffnung des
Dreiwege-Strömungseinstellventils 30 derart,
dass der Unterschied zwischen den Temperaturen gleich null wird,
d. h. so, dass die Temperatur der Sekundärluft in der Auslassleitung 21 konstant
gehalten wird. Dadurch werden die Strömungsrate der entfeuchteten
Luft, die durch die Bypassleitung 29 strömt, und
die Strömungsrate
der entfeuchteten Luft, die durch den Wiedererhitzer 18 strömt, gesteuert.
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Es
ist zu beachten, dass das Dreiwege-Strömungseinstellventil 30 nicht
auf ein einzelnes Ventil beschränkt
ist. Es ist auch eine Kombination mehrerer Ventile möglich, solange
diese in der Lage sind, die Strömungsrate
der entfeuchteten Luft, die durch die Bypassleitung 31 fließt, und
die Strömungsrate der
entfeuchteten Luft, die durch den Wiedererhitzer 18 fließt, auf
der Basis eines Signals, das von der Temperatursteuerung 42 empfangen
wird, zu steuern.
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Durch
das Erfassen der Temperatur der durch die Auslassleitung 21 strömenden Sekundärluft mit
Hilfe des Temperatursensors 40 und durch Steuerung der
Strömungsrate
der durch die Bypassleitung 29 fließenden entfeuchteten Luft und
der Strömungsrate
der durch den Wiedererhitzer 18 fließenden entfeuchteten Luft auf
der Basis der erfassten Temperatur kann der Kühllufttrockner mit dem oben beschriebenen
Aufbau gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfin dung die Temperatur der über die Auslassleitung 21 abgeführten Sekundärluft mit
Hilfe des Wiedererhitzers 18 mit der gleichen Präzision steuern,
wie die herkömmliche
Anordnung, die eine elektrische Heizung verwendet.
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Als
nächstes
wird im Vergleich zu der oben beschriebenen ersten Ausführungsform
ein Kühllufttrockner
gemäß einer
zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 2 erläutert. Bei
dem Kühlmittelsystem
gemäß der zweiten Ausführungsform
ist ein Dreiwege-Strömungseinstellventil 32,
das durch die Temperatursteuerung 42 gesteuert wird, innerhalb
der Hochtemperatur-Kühlmittelleitung 22 vorgesehen,
welche den Kühlmittelkompressor 10 mit
dem Wiedererhitzer 18 verbindet. Das Dreiwege-Strömungseinstellventil 32 ist
das Gleiche, wie es auch bei der ersten Ausführungsform eingesetzt wurde,
und weist einen Einlassanschluss 32a und zwei Auslassanschlüsse 32b und 32c auf. Der
Einlassanschluss 32a ist mit einem stromaufwärtsseitigen
Abschnitt 22a der Hochtemperatur-Kühlmittelleitung 22 verbunden,
die mit dem Kühlmittelkompressor 10 in
Verbindung steht. Der eine Auslassanschluss 32b ist mit
einem stromabwärtsseitigen
Abschnitt 22b der Hochtemperatur-Kühlmittelleitung 22 verbunden,
der mit dem Wiedererhitzer 18 in Verbindung steht. Der
andere Auslassanschluss 32c, der ein Abzweiganschluss ist,
ist mit einem Ende der Kühlmittel-Bypassleitung 31 verbunden.
Das andere Ende der Kühlmittel-Bypassleitung 31 ist
mit der Zwischen-Kühlmittelleitung 27 verbunden,
welche den Auslass des Wiedererhitzers 18 mit dem Kondensator 11 verbindet.
Die Kühlmittel-Bypassleitung 31 ermöglicht es,
einen Teil des Kühlmittels,
das durch die Hochtemperatur-Kühlmittelleitung 22 fließt, an dem
Wiedererhitzer vorbei und direkt zu der Auslassseite des Wiedererhitzers 18 zu
führen.
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Der übrige Aufbau
des Kühllufttrockners
gemäß der zweiten
Ausführungsform
ist im Wesentlichen der gleiche wie der des Kühllufttrockners gemäß der ersten
Ausführungsform.
Dementsprechend wird insoweit auf die obigen Ausführungen
verwiesen.
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Das
Dreiwege-Einstellventil 32 wird durch die Temperatursteuerung 42 so
gesteuert, dass die Temperatur der Sekundärluft in der Auslassleitung, die
durch den Temperatursensor 40 erfasst wird, sich dem Zielwert,
der in der Temperatursteuerung 42 eingestellt ist, annähert. Dieser
Steuervorgang ist im Wesentlichen der gleiche wie der Steuervorgang
des Dreiwege-Strömungseinstellventil 30 gemäß der ersten
Ausführungsform.
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Das
Dreiwege-Strömungseinstellventil 32 gemäß der zweiten
Ausführungsform
ist nicht auf ein einzelnes Ventil beschränkt, so wie dies auch bei dem
Dreiwege-Strömungseinstellventil 30 gemäß der ersten
Ausführungsform
der Fall war. Es ist auch eine Kombination mehrerer Ventile möglich, solang diese
in der Lage sind, die Strömungsrate
der durch die Bypassleitung 31 strömenden entfeuchteten Luft und
die Strömungsrate
der durch den Wiedererhitzer 18 strömenden entfeuchteten Luft auf
der Basis eines von der Temperatursteuerung 32 empfangenen
Signals zu steuern.
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Andererseits
ist das Luftsystem gemäß der zweiten
Ausführungsform
so gestaltet, dass die gesamte entfeuchtete Luft mit niedriger Temperatur, aus
der mittels des Flüssigkeitsabscheiders 16 Flüssigkeit
abgetrennt wurde, über
die Leitung 28 für
entfeuchtete Luft dem Wiedererhitzer 18 zugeführt wird. Dies
ist anders als bei dem Luftsystem des Kühllufttrockners gemäß der ersten
Ausführungsform.
Bis auf diesen Unterschied ist allerdings der übrige Aufbau im Wesentlichen
der gleiche wie bei dem Kühllufttrockner
gemäß der ersten
Ausführungsform.
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Bei
der zweiten Ausführungsform,
wie sie oben beschrieben wurde, kann die Temperatur der Sekundärluft in
der Auslassleitung 21, die durch den Temperatursensor 40 erfasst
wird, so gesteuert werden, dass sie, wie bei der ersten Ausführungsform, den
Zielwert, der für
die Temperatursteuerung 42 eingestellt ist, annimmt, indem
das Dreiwege-Einstellventil 32 in der Hochtemperatur-Kühlmittelleitung 22, welche
den Kühlmittelkompressor 10 mit
dem Wiedererhitzer 18 verbindet, vorgesehen wird und indem die
Strömungsrate
des durch den Wiedererhitzer 18 strömenden Hochtemperatur-Kühlmittels
gesteuert wird. Man beachte, dass in 2, die die
zweite Ausführungsform
zeigt, die gleichen Komponenten wie bei der ersten Ausführungsform
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden.
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Bei
der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist die Bypassleitung 21 so
vorgesehen, dass sie von der Leitung 28 für entfeuchtete
Luft, über
welche die entfeuchtete Luft in den Wiedererhitzer 18 strömt, abzweigt.
Das Dreiwege-Strömungseinstellventil 30 ist
an einem Verbindungspunkt dieser Leitungen 28 und 29 vorgesehen.
Es ist allerdings auch möglich,
das Dreiwege-Strömungseinstellventil 30 nicht
an diesem Verbindungspunkt sondern an einem Verbindungspunkt zwischen
der Bypass-Leitung 29 und der Auslassleitung 21 vorzusehen.
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Andererseits
ist bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform die Kühlmittel-Bypassleitung 31 so
vorgesehen, dass sie von der Temperatur-Kühlmittelleitung 22,
welche das Kühlmittel
von dem Kühlmittelkompressor 10 zu
dem Wiedererhitzer 18 führt,
abzweigt. Das Dreiwege-Strömungseinstellventil 32 ist
an dem hierdurch gebildeten Verbindungspunkt vorgesehen. Das Dreiwege-Strömungseinstellventil 32 kann
aber auch nicht an diesem Verbindungspunkt sondern an der Verbindung
zwischen der Kühlmittel-Bypassleitung 31 und
der Zwischen-Kühlmittelleitung 27,
die an der Auslassseite des Wiedererhitzers 18 vorgesehen
ist, angeordnet sein.
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Es
bedarf keiner Erwähnung,
dass bei Modifikationen dahingehend, dass das Dreiwege-Strömungseinstellventil
an einer solchen Rohrverbindung angeordnet ist, die Strömungsrate
der entfeuchteten Luft oder des Kühlmittels, das durch den Wiedererhitzer 18 und
die Bypassleitung 29 oder 31 strömt, entsprechend
einem von der Temperatursteuerung 42 empfangenen Steuersignal
gesteuert wird.
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Das
Dreiwege-Strömungseinstellventil,
das an dem Verbindungspunkt angeordnet ist, ist nicht auf ein einzelnes
Ventil beschränkt.
Es ist auch eine Kombination mehrerer Ventile möglich, solange diese in der
Lage sind, die Strömungsrate
der entfeuchteten Luft oder des Kühlmittels, die/das durch den Wiedererhitzer 18 und
die Bypassleitung 29 oder 31 strömt, entsprechend
einem Steuersignal, das von der Temperatursteuerung 42 empfangen
wird, zu steuern.
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Man
beachte, dass bei den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen
die Hochtemperatur-Kühlmittelleitung 22,
welche den Kühlmittelkompressor 10 und
den Wiedererhitzer 18 verbindet, und die Niedertemperatur-Kühlmittelleitung 23,
welche das Entspannungsventil 12 mit dem Kühler 13 verbindet,
so aneinander angeschlossen sind, dass sie miteinander über die
Bypass-Kühlmittelleitung 25 mit
dem Volumeneinstellventil 17, welches eine einstellbare Öffnung aufweist,
in Verbindung stehen. Die Bypass-Kühlmittelleitung 25 ist
vorgesehen, um einen Teil des Hochtemperatur-Kühlmittels,
das von dem Kühlmittelkompressor 10 zugeführt wird,
mit dem Niedertemperatur-Kühlmittel
in der Niedertemperatur-Kühlmittelleitung 23 zu
vermischen, wobei der Wiedererhitzer 18, der Kondensator 11 und
das Entspannungsventil 12 umgangen werden, indem dem Volumeneinstellventil 17 befohlen
wird, eine solche Öffnung
zur Verfügung
zu stellen, dass die Temperatur des Niedertemperatur-Kühlmittels
so gehalten wird, dass sie nicht gleich oder kleiner wird als eine
festgelegte Temperatur. Dadurch wird verhindert, dass Feuchtigkeit
in der feuchten Primärluft,
die von dem Lufteinlass 20 zu dem Kühler 13 strömt, durch
eine übermäßige Verringerung
der Temperatur des von dem Entspannungsventil 12 zu dem
Kühlmittel 13 über die
Niedertemperatur-Kühlmittelleitung 23 in
einem Fall gefriert, in dem die Last des Kühlers 13 klein ist.
Dementsprechend ist die Bypass-Kühlmittelleitung 25 eine
Komponente, die eine Funktion zur Einstellung der Strömungsrate
des durch den Wiedererhitzer 18, den Kondensator 11 und
das Entspannungsventil 12 strömenden Kühlmittels übernimmt.
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Die
Bypass-Kühlmittelleitung 25 kann
mit der Hochtemperatur-Kühlmittelleitung 22 und
der Rückführ-Kühlmittelleitung 26 verbunden
sein, welche den Kühler 13 mit
dem Kühlmittelkompressor 10 verbindet.
Durch Verringerung der durch den Kühler 13 fließenden Kühlmittelströmung erreicht
in diesem Fall eine solche Anordnung den gleichen Vorteil wie bei der
oben beschriebenen Anordnung, d. h. den Vorteil, dass ein Gefrieren
der Feuchtigkeit, die in der durch den Kühler 13 gekühlten Luft
enthalten ist, verhindert wird.
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Die
Temperatur des Kühlmittels
oder der Druckluft in jeder Komponente in dem Kühlmittelsystem und im Luftsystem
des Kühllufttrockners
gemäß den ersten
und zweiten Ausführungsformen,
wie sie oben beschrieben wurden, sind beinahe die gleichen wie bei
dem herkömmlichen
Kühllufttrockner,
wie er in 3 gezeigt ist, bis auf die Temperatur
der Sekundärluft
an der Auslassleitung 21. Bei allen oben beschriebenen
Ausführungsformen
wird aber die Temperatur der Sekundärluft in der Auslassleitung 21 gesteuert,
so dass dort eine stabile Temperatur erreicht wird. Außerdem wird
die Strömungsrate
der entfeuchteten Luft, aus welcher Flüssigkeit abgetrennt wurde und
die dem Wiedererhitzer 18 zugeführt wurde, oder die Strömungsrate
des Kühlmittels von
dem Kühlmittelkompressor 10 so
gesteuert, dass die Temperatur der durch die Auslassleitung 21 fließenden Sekundärluft auf
der Basis ihrer Temperatur auf einem konstanten Niveau gehalten
wird. Somit ist eine solche Anordnung in der Lage, die Strömungsrate
durch elektrische Mittel mit relativ hoher Genauigkeit zu steuern.
Daher ist eine solche Anordnung mit dem Wiedererhitzer 18 in
der Lage, die Temperatur der Sekundärluft in der Auslassleitung 21 mit
hoher Genauigkeit zu steuern, wie es auch bei einer Anordnung der
Fall ist, die eine elektrische Heizung verwendet.