DE102011051879B4

DE102011051879B4 - Anlage und Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken sowie Verwendung einer solchen Anlage zum Lackieren von Werkstücken

Info

Publication number: DE102011051879B4
Application number: DE102011051879.7A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Weschke; Wolfgang Tobisch; Dietmar Wieland
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2023-11-09
Anticipated expiration: 2031-07-16
Also published as: DE102011051879A1; WO2013010681A1; EP2731730A1; CN103648660B; CN103648660A; EP2731730B1

Abstract

Anlage zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, umfassend mindestens einen Wärmesenke-Behandlungsbereich (118), dem im Betrieb der Anlage (100) Wärme zuzuführen ist, undmindestens einen Wärmequelle-Behandlungsbereich (120), aus dem im Betrieb der Anlage (100) Wärme abzuführen ist,wobei die Anlage (100) mindestens eine Wärmepumpenvorrichtung (124, 158, 176) umfasst, welche zur Aufnahme von Wärme mit mindestens einem Wärmequelle-Behandlungsbereich (120) und zur Abgabe von Wärme mit mindestens einem Wärmesenke-Behandlungsbereich (118) gekoppelt ist,wobei die Anlage (100) eine Kühlvorrichtung (156) zum Abführen überschüssiger Wärme aus mindestens einer Wärmepumpenvorrichtung (124) umfasst undwobei die Kühlvorrichtung (156) in einer Bypassleitung (154) eines Kältemittelkreislaufs (132) der Wärmepumpenvorrichtung (124) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, welche mindestens einen Wärmesenke-Behandlungsbereich, dem im Betrieb der Anlage Wärme zuzuführen ist, und mindestens einen Wärmequelle-Behandlungsbereich, aus dem im Betrieb der Anlage Wärme abzuführen ist, umfasst.
Eine solche Anlage zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken kann insbesondere als eine Anlage zur Lackierung von Fahrzeugkarosserien oder von Teilen von Fahrzeugkarosserien ausgebildet sein.
Die Grundierung von Fahrzeugkarosserien besteht aus den Prozessstufen der Vorbehandlung und der Elektrotauchlackierung (beispielsweise der kathodischen Tauchlackierung).
In der Vorbehandlung werden die Prozessschritte der Entfettung, Phosphatierung und Passivierung vorzugsweise in Tauchbädern durchgeführt.
Auch der Prozessschritt der Elektrotauchlackierung wird in einem Tauchbad durchgeführt. Dabei wird in dem Tauchbad durch die elektrolytische Beschichtung Wärme erzeugt, da das Tauchlackierbad einen ohmschen Widerstand darstellt, durch den ein Strom fließt.
Die Prozesstemperaturen bei der Entfettung und der Phosphatierung liegen in einem Bereich von 45°C bis 65°C, so dass diese Vorbehandlungsbäder beheizt werden müssen. Die Prozesstemperatur im Elektrotauchlackierbad muss in einem Bereich von 27°C bis 34°C gehalten werden, so dass das Tauchlackierbad aufgrund der Wärmeentwicklung bei der elektrolytischen Lackabscheidung gekühlt werden muss.
Bei bekannten Lackieranlagen wird für die Kühlung des Tauchlackierbads eine eigene, separate Kältemaschine oder das Kältemedium einer zentralen Kälteanlage mit Temperaturen von beispielsweise ungefähr 7°C im Vorlauf und ungefähr 12°C im Rücklauf verwendet. Die bei der Kältemaschine anfallende Wärme wird ungenutzt über ein Rückkühlungssystem, beispielsweise ein Luft/Flüssig-Wärmetauscher oder ein Kühlturm, an die Umgebung abgegeben.
Für die Heizung der Behandlungsbäder im Vorbehandlungsbereich wird als Heizmedium Warmwasser aus einer zentralen Heizanlage mit einer Vorlauftemperatur von beispielsweise ungefähr 80°C bis 100°C verwendet.
Die DE 20 2009 005 508 U1 offenbart die Verwendung einer Wärmepumpe zur Aufnahme von Wärme aus der Umgebungsluft und zur Abgabe von Wärme an einen Heizkörper oder eine Fußbodenheizung.
Die AT 59 098 E offenbart eine Wärmepumpe mit einem befriedigend hohen Wirkungsgrad.
Die DD 264 338 A3 offenbart ein Verfahren zur Duroplastbeschichtung von Innen- und Außenflächen von Rohren, Rohrbündeln oder anderen Behältern des Apparatebaus, wobei die beim Abkühlen eines zu beschichtenden Werkstücks vor dem eigentlichen Beschichtungsvorgang abgegebene Wärme auf ein in der Bearbeitungsfolge nachfolgendes, noch aufzuheizendes Werkstück übertragen wird.
Die WO 2004/096448 A1 offenbart eine Elektrotauchlackieranlage, welche Wärmeaustauscher umfassen kann.
Die GB 2 065 865 A offenbart eine Lackiereinheit, die eine Lackierkabine, eine stromaufwärts von der Lackierkabine angeordnete Vorbehandlungsstation und einen stromabwärts von der Lackierkabine angeordneten Trockner umfasst. Ferner umfasst die Lackiereinheit eine von einem Verbrennungsmotor angetriebene Wärmepumpe, wobei Abwärme des Verbrennungsmotors vorwiegend der Vorbehandlungsstation zugeführt wird und verdampftes und komprimiertes Kältemittel vorwiegend dazu benutzt wird, in die Lackierkabine einströmende Luft aufzuwärmen, und die in den Abgasen des Verbrennungsmotors enthaltende Abwärme überwiegend dazu genutzt wird, dem Trockner Energie zuzuführen.
Die JP S59-226 200 A offenbart eine Anlage zur Behandlung einer Metalloberfläche, wobei in einem Behandlungstank erzeugte Wärme mittels einer Wärmepumpe wiedergewonnen und als Wärmequelle für einen Waschtank und für einen Trockenvorgang zum Zwecke der Oberflächenbehandlung verwendet wird.
Die DE 29 45 899 B1 offenbart eine Lackieranlage, die eine Wärmepumpe zur Energieversorgung beziehungsweise Energierückgewinnung umfasst, wobei die Wärmepumpe von einer Brennkraftmaschine angetrieben wird und wobei zur Heizenergiegewinnung nicht nur das umlaufende Kältemittel, sondern auch die Abwärme der Brennkraftmaschine, einschließlich der Abwärme der Verbrennungsabgase, verwendbar ist, und wobei die bei der Kühlung der Brennkraftmaschine anfallende Abwärme vorwiegend zur Energieversorgung einer Vorbehandlungsanlage, das verdampfte und komprimierte Kältemittel vorwiegend zur Aufheizung der Lackierkabinen durchströmenden Luft und die in Abgasen der Brennkraftmaschine anfallende Abwärme vorwiegend zur Energieversorgung einer Trockenanlage dienen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken der eingangs genannten Art zu schaffen, welche für die Beheizung des mindestens einen Wärmesenke-Behandlungsbereichs und die Kühlung des mindestens einen Wärmequelle-Behandlungsbereichs weniger Energie benötigt.
Diese Aufgabe wird durch eine Anlage nach Anspruch 1 gelöst.
Im Vergleich zu einer separaten Beheizung des Wärmesenke-Behandlungsbereichs und einer separaten Kühlung des Wärmequelle-Behandlungsbereichs wird durch die wärmetechnische Kopplung von mindestens einem Wärmequelle-Behandlungsbereich, beispielsweise einem Elektrotauchlackierbad, und mindestens einem Wärmesenke-Behandlungsbereich, beispielsweise einem Behandlungsbad im Vorbehandlungsbereich, eine deutliche Energieeinsparung erzielt.
Dabei können alle für die wärmetechnische Kopplung des Wärmequelle-Behandlungsbereichs und des Wärmesenke-Behandlungsbereichs erforderlichen Aggregate in unmittelbarer räumlicher Nähe zu dem Wärmequelle-Behandlungsbereich und zu dem Wärmesenke-Behandlungsbereich angeordnet werden, so dass es nicht mehr erforderlich ist, den Wärmequelle-Behandlungsbereich über lange Rohrleitungen mit einer zentralen Kälteanlage zu verbinden oder den Wärmesenke-Behandlungsbereich über lange Rohrleitungen mit einer zentralen Heizanlage zu verbinden. Dies trägt zu einer Reduzierung des apparativen Aufwands und damit der erforderlichen Investitionskosten bei.
Durch die Kopplung mittels der Wärmepumpenvorrichtung können die Temperaturniveaus für die Kühlung und für die Heizung prozessbedingt optimal festgelegt werden. Insbesondere kann das Temperaturniveau für die Kühlung angehoben werden, von einer üblichen Kühlmediumtemperatur von beispielsweise ungefähr 10°C auf eine Kühlmediumtemperatur von beispielsweise ungefähr 20°C, und/oder das Temperaturniveau für die Heizung abgesenkt werden, von einer üblichen Heizmediumtemperatur im Bereich von beispielsweise ungefähr 80°C bis 100°C auf eine Heizmediumtemperatur von beispielsweise ungefähr 70°C.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anlage zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken als eine Anlage zum Lackieren von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien oder von Teilen von Fahrzeugkarosserien, ausgebildet ist.
Mindestens ein Wärmesenke-Behandlungsbereich kann ein Vorbehandlungsbad der Anlage, insbesondere ein Entfettungsbad und/oder ein Phosphatierungsbad, umfassen.
Mindestens ein Wärmequelle-Behandlungsbereich kann ein Tauchlackierungsbad und/oder einen Schleusenbereich der Anlage umfassen.
Der Schleusenbereich der Anlage kann insbesondere einem Vorbehandlungsbereich der Anlage vorgeschaltet sein.
Mindestens eine Wärmepumpenvorrichtung der Anlage kann zur Aufnahme von Wärme mit einem Kühlkreislauf verbunden sein, in welchem ein Wärmeträger zur Aufnahme von Wärme aus einem Wärmequelle-Behandlungsbereich zirkuliert, und/oder mit einem Heizkreislauf verbunden sein, in welchem ein Wärmeträger zur Abgabe von Wärme an einen Wärmesenke-Behandlungsbereich zirkuliert.
Ferner kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Wärmepumpenvorrichtung der Anlage zur Aufnahme von Wärme und/oder zur Abgabe von Wärme mit einem Luftkreislauf der Anlage gekoppelt ist.
Ein solcher Luftkreislauf kann insbesondere dazu dienen, in einem Schleusenbereich der Anlage einen Luftvorhang zu erzeugen.
Dabei ist es besonders günstig, wenn die Anlage einen Kondensator zum Kühlen und/oder Entfeuchten von Luft in dem Luftkreislauf umfasst. Ein solcher Kondensator kann insbesondere zum Verdampfen eines Kältemittels in einem Kältemittelkreislauf einer an den Luftkreislauf angekoppelten Wärmepumpenvorrichtung dienen.
Besonders günstig ist es, wenn die Anlage eine Kondensat-Abführleitung umfasst, mittels welcher in dem Kondensator aus der Luft kondensiertes Kondensat einem Behandlungsbad der Anlage, beispielsweise einem Entfettungsbad, zuführbar ist. Auf diese Weise kann nicht nur Energie aus dem Luftkreislauf, sondern auch aus dem Behandlungsbad verdunstete Flüssigkeit in das Behandlungsbad zurückgeführt werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Luftkreislauf eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Luftvorhangs umfasst, durch welchen die zu behandelnden Werkstücke im Betrieb der Anlage hindurchtreten.
Ein solcher Luftvorhang kann insbesondere dazu dienen, die Atmosphäre des hinter dem Luftvorhang liegenden Bereichs der Anlage von der Atmosphäre des vor dem Luftvorhang liegenden Bereichs der Anlage zu trennen. Insbesondere kann so der Austritt von feuchten Dämpfen aus einem dieser Bereiche in die Umgebung und ein Verschleppen von Verunreinigungen durch den Luftvorhang hindurch vermieden werden.
Besonders günstig ist es, wenn die Vorrichtung zur Erzeugung des Luftvorhangs eine Einrichtung zur Aufteilung des im Luftkreislauf geführten Luftstroms auf eine erste Luftkammer und eine zweite Luftkammer umfasst, wobei der ersten Luftkammer eine Düse zur Erzeugung eines gebündelten Luftstrahls und der zweiten Luftkammer eine dem Luftvorhang benachbarte Auslassöffnung nachgeschaltet ist. Bei einer solchen Ausgestaltung der Vorrichtung zur Erzeugung des Luftvorhangs wird erreicht, dass der mittels der Düse erzeugte gebündelte Luftstrahl Umluft aus der zweiten Luftkammer und nicht etwa Luft aus der Umgebung ansaugt.
Mindestens ein Wärmequelle-Behandlungsbereich der Anlage kann ein Spülbad umfassen, vorzugsweise ein einem Behandlungsbad des Vorbehandlungsbereichs, insbesondere einem Phosphatierungsbad, nachgeschaltetes Spülbad. Da die in das Spülbad eingetragene Wärme normalerweise nicht sinnvoll in auf das Spülbad folgenden Behandlungsbereichen weiterverwendet werden kann, ist der Einsatz einer Wärmepumpe sinnvoll, um dem Spülbad (oder mehreren Spülbädern) Wärme zu entziehen und auf einem höheren Temperaturniveau in einen Wärmesenke-Behandlungsbereich der Anlage zur Oberflächenbehandlung einzuspeisen.
Die erfindungsgemäße Anlage zur Oberflächenbehandlung umfasst mindestens eine Wärmepumpenvorrichtung, welche zur Aufnahme von Wärme mit mindestens einem Wärmequelle-Behandlungsbereich und zur Abgabe von Wärme mit mindestens einem Wärmesenke-Behandlungsbereich gekoppelt ist.
Um möglichst viele Energieeinsparpotentiale durch Kopplung von Wärmequelle-Behandlungsbereichen und Wärmesenke-Behandlungsbereichen der Anlage nutzen zu können, ist es von Vorteil, wenn die Anlage zwei oder mehr Wärmepumpenvorrichtungen umfasst, welche zur Aufnahme von Wärme mit mindestens zwei verschiedenen Wärmequelle-Behandlungsbereichen und/oder zur Abgabe von Wärme mit mindestens zwei verschiedenen Wärmesenke-Behandlungsbereichen gekoppelt sind.
Beispielsweise kann die Anlage eine Wärmepumpenvorrichtung umfassen, welche zur Aufnahme von Wärme mit einem Tauchlackierungsbad und zur Abgabe von Wärme mit einem oder mehreren Vorbehandlungsbädern, insbesondere mit einem Entfettungsbad und/oder einem Phosphatierungsbad, gekoppelt ist.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Anlage eine Wärmepumpenvorrichtung umfassen, welche zur Aufnahme von Wärme mit einem Spülbad und zur Abgabe von Wärme mit einem oder mehreren Vorbehandlungsbädern, insbesondere mit einem Phosphatierungsbad, gekoppelt ist.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Anlage auch eine Wärmepumpenvorrichtung umfassen, welche zur Aufnahme von Wärme mit einem Luftkreislauf der Anlage, insbesondere zur Erzeugung eines Luftvorhangs in einem Schleusenbereich der Anlage, und zur Abgabe von Wärme mit einem oder mehreren Vorbehandlungsbädern, insbesondere mit einem Entfettungsbad, gekoppelt ist.
Da möglicherweise nicht die gesamte Wärme, die aus einem Wärmequelle-Behandlungsbereich abzuführen ist, von einem mittels einer Wärmepumpenvorrichtung mit dem betreffenden Wärmequelle-Behandlungsbereich gekoppelten Wärmesenke-Behandlungsbereich aufgenommen werden kann, insbesondere während einer Betriebspause des Wärmesenke-Behandlungsbereichs, ist es von Vorteil, dass die Anlage eine Kühlvorrichtung zum Abführen überschüssiger Wärme aus mindestens einer Wärmepumpenvorrichtung umfasst.
Eine solche Kühlvorrichtung ist in einer Bypassleitung eines Kältemittelkreislaufs der Wärmepumpenvorrichtung angeordnet.
Da der Wärmebedarf eines Wärmesenke-Behandlungsbereichs der Anlage die Wärmeabgabe eines Wärmequelle-Behandlungsbereichs, welcher mittels einer Wärmepumpenvorrichtung mit dem betreffenden Wärmesenke-Behandlungsbereich gekoppelt ist, übersteigen kann, insbesondere während einer Aufheizphase des Wärmesenke-Behandlungsbereichs, ist es von Vorteil, wenn die Anlage eine Heizvorrichtung zum Zuführen zusätzlicher Wärme zu mindestens einem Wärmesenke-Behandlungsbereich umfasst.
Eine solche Heizvorrichtung kann insbesondere in einem Heizkreislauf des betreffenden Wärmesenke-Behandlungsbereichs angeordnet sein, welcher mit der Wärmepumpenvorrichtung gekoppelt ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eine Wärmepumpenvorrichtung einen geschlossenen Kältemittelkreislauf umfasst, der zur Aufnahme von Wärme an einen Kühlkreislauf eines Wärmequelle-Behandlungsbereichs und zur Abgabe von Wärme an einen Heizkreislauf eines Wärmesenke-Behandlungsbereichs der Anlage gekoppelt ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken in einer Anlage zur Oberflächenbehandlung der Werkstücke.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zu schaffen, bei welchem weniger Energie für die Beheizung eines Wärmesenke-Behandlungsbereichs, dem im Betrieb der Anlage Wärme zuzuführen ist, und für die Kühlung eines Wärmequelle-Behandlungsbereichs, aus dem im Betrieb der Anlage Wärme abzuführen ist, benötigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken nach Anspruch 14 gelöst.
Durch die wärmetechnische Kopplung mindestens eines Wärmesenke-Behandlungsbereichs und mindestens eines Wärmequelle-Behandlungsbereichs der Anlage mittels mindestens einer Wärmepumpenvorrichtung wird eine deutliche Energieeinsparung gegenüber einem Verfahren erzielt, bei welchem der Wärmesenke-Behandlungsbereich mittels einer separaten Heizvorrichtung beheizt wird und der Wärmequelle-Behandlungsbereich mittels einer separaten Kühlvorrichtung gekühlt wird, ohne dass diese Behandlungsbereiche wärmetechnisch miteinander gekoppelt sind.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
In den Zeichnungen zeigen:

1 ein schematisches Blockschaltbild einer Anlage zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, wobei die Anlage einen Vorbehandlungsbereich mit einer Eingangsschleuse, mehreren Vorbehandlungsbädern und einem Spülbad sowie ein sich an den Vorbehandlungsbereich anschließendes Tauchlackierungsbad umfasst;
2 ein schematisches Blockschaltbild eines Kühlkreislaufs des Tauchlackierbads, eines Heizkreislaufs des Vorbehandlungsbereichs und einer Wärmepumpenvorrichtung zur wärmetechnischen Kopplung des Kühlkreislaufs und des Heizkreislaufs; und
3 ein schematisches Blockschaltbild eines Luftkreislaufs zur Erzeugung eines Luftvorhangs in der Eingangsschleuse sowie einer Wärmepumpenvorrichtung zur wärmetechnischen Kopplung des Luftkreislaufs mit einem Heizkreislauf eines Vorbehandlungsbads des Vorbehandlungsbereichs.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Eine in den 1 bis 3 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Anlage zur Oberflächenbehandlung von (nicht dargestellten) Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien oder von Teilen von Fahrzeugkarosserien, ist beispielsweise als eine Anlage zur Lackierung der Werkstücke ausgebildet und umfasst (siehe 1) einen Vorbehandlungsbereich 102, in welchem nacheinander ein Entfettungsbad 104, ein Phosphatierungsbad 106, gegebenenfalls ein (nicht dargestelltes) Passivierungsbad und ein oder mehrere Spülbäder 108 längs einer Förderrichtung 110 der Werkstücke aufeinanderfolgen.
Auf den Vorbehandlungsbereich 102 folgt ein Tauchlackierungsbad 112, das beispielsweise als ein elektrophoretisches Tauchlackierungsbad, insbesondere ein kataphoretisches Tauchlackierungsbad (KTL) oder ein anaphoretisches Tauchlackierungsbad, ausgebildet sein kann.
Auf das Tauchlackierungsbad 112 folgen mehrere weitere (nicht dargestellte) Prozessstufen, beispielsweise ein Tauchlackierungstrockner, in dem der Tauchlackierungslack ausgehärtet wird, ein Behandlungsbereich zum Aufbringen eines Unterbodenschutzes, ein Behandlungsbereich zum Durchführen von Nahtabdichtoperationen und/oder ein weiterer Trockner.
Die zu behandelnden Werkstücke, insbesondere Fahrzeugkarosserien, werden mittels einer (nicht dargestellten) Fördervorrichtung in der Förderrichtung 110 durch den Vorbehandlungsbereich 102 und die nachfolgenden Behandlungsbereiche, insbesondere das Tauchlackierungsbad 112, gefördert.
Der Vorbehandlungsbereich 102 ist in einem geschlossenen Tunnel angeordnet, um die Atmosphäre des Vorbehandlungsbereichs 102 von der umgebenden Atmosphäre zu trennen.
Vor dem Eintreten in den Vorbehandlungsbereich 102 durchlaufen die Werkstücke eine Eingangsschleuse 114, in welcher in einem Luftkreislauf 122 ein Luftvorhang 116 (siehe 3) erzeugt wird, um die Atmosphäre des Vorbehandlungsbereichs 102 von der Atmosphäre der vor dem Vorbehandlungsbereich 102 liegenden Bereiche der Anlage 100 zu trennen und den Austritt von feuchten Dämpfen aus dem Vorbehandlungsbereich 102 in die Umgebung sowie ein Verschleppen von Verunreinigungen in den Vorbehandlungsbereich 102 zu vermeiden.
Die vorstehend beschriebenen Anlagenteile dienen der Durchführung einer Grundierung der zu behandelnden Werkstücke, insbesondere Fahrzeugkarosserien. Die Grundierung dient insbesondere dem Korrosionsschutz.
Nach dem Durchlaufen der Eingangsschleuse 114 werden die Werkstücke im Vorbehandlungsbereich 102 zunächst im Entfettungsbad 104 von Korrosionsschutzmitteln, Tiefziehölen und von weiteren Bestandteilen in Partikelform, wie Schleifabrieb vom Rohbaufinish, und von Schweißperlen befreit.
Im anschließenden Phosphatierungsbad 106 wird beispielsweise eine Zinkphosphatschicht auf die Werkstücke aufgetragen, und im folgenden Passivierungsbad werden die noch verbliebenen Kristallporen der Phosphatierung geschlossen.
In dem sich an den Vorbehandlungsbereich 102 anschließenden Tauchlackierungsbad 112 wird durch eine elektrolytische Lackabscheidung die gesamte Werkstoffoberfläche, das heißt die Außenhaut und auch nicht sichtbare Innenbereiche wie der Schweller einer Fahrzeugkarosserie, lackiert. Da das Tauchlackierungsbad 112 einen ohmschen Widerstand darstellt, durch den ein Strom fließt, wird durch die elektrolytische Beschichtung der Werkstücke Wärme erzeugt, die aus dem Tauchlackierungsbad 112 abgeführt werden muss.
Die Prozesstemperaturen im Entfettungsbad 104 und im Phosphatierungsbad 106 liegen im Bereich von ungefähr 45°C bis 65°C und im Tauchlackierungsbad 112 in einem Bereich von ungefähr 27°C bis ungefähr 34°C. Die genannten Vorbehandlungsbäder müssen daher im Betrieb der Anlage 100 beheizt werden, und das Tauchlackierungsbad 112 muss gekühlt werden.
Das Entfettungsbad 104 und das Phosphatierungsbad 106 stellen somit Wärmesenke-Behandlungsbereiche 118 dar, denen im Betrieb der Anlage 100 Wärme zuzuführen ist, während das Tauchlackierungsbad 112 einen Wärmequelle-Behandlungsbereich 120 darstellt, aus dem im Betrieb der Anlage 100 Wärme abzuführen ist.
Der Luftkreislauf 122 zur Erzeugung des Luftvorhangs 116 in der Eingangsschleuse 114 stellt einen weiteren Wärmequelle-Behandlungsbereich dar, da die im Kreislauf geführte Luft in der Eingangsschleuse 114, welche an das warme Entfettungsbad 104 angrenzt, aufgeheizt wird und mit Feuchtigkeit beladen wird. Beim Verlassen der Eingangsschleuse 114 ist die Luft im Luftkreislauf 122 fast vollständig mit Wasser gesättigt.
Um die aus dem Tauchlackierungsbad 112 abzuführende Wärme für die Wärmezufuhr zu den Tauchbädern des Vorbehandlungsbereiches 102 nutzen zu können, umfasst die Anlage 100 eine erste Wärmepumpenvorrichtung 124, welche im Folgenden als Tauchlackierungs-Wärmepumpenvorrichtung 126 bezeichnet wird und welche einen Kühlkreislauf 128 des Tauchlackierungsbades 112 wärmetechnisch mit einem Heizkreislauf 130 des Vorbehandlungsbereichs 102 koppelt.
Wie am besten aus den 1 und 2 zu ersehen ist, umfasst die Tauchlackierungs-Wärmepumpenvorrichtung 126 einen Kältemittelkreislauf 132, in welchem ein Verdampfer 134, ein Verdichter 136, ein Kondensator 138 und ein Drosselventil 140 in der Strömungsrichtung eines Kältemittels aufeinander folgen.
Als Kältemittel kann beispielsweise Tetrafluorethan (Handelsname: R134a) verwendet werden.
Der Verdampfer 134 der Tauchlackierungs-Wärmepumpenvorrichtung 126 ist warmseitig an den Kühlkreislauf 128 des Tauchlackierungsbades 112 angeschlossen, in welchem ein Wärmeträger umläuft, um Wärme aus dem Tauchlackierungsbad 112 abzuführen und auf das Kältemittel im Verdampfer 134 zu übertragen.
Als Wärmeträger im Kühlkreislauf 128 kann insbesondere Wasser verwendet werden.
Der Kondensator 138 der Tauchlackierungs-Wärmepumpenvorrichtung 126 ist kaltseitig an den Heizkreislauf 130 des Vorbehandlungsbereiches 102 angeschlossen, welcher von einem Wärmeträger durchströmt wird, der von dem Kältemittel im Kondensator 138 aufgenommene Wärme an einen Entfettungsbad-Heizkreislauf 142 des Entfettungsbades 104 und an einen Phosphatierungsbad-Heizkreislauf 144 des Phosphatierungsbades 106 abgibt.
Der Heizkreislauf 130 des Vorbehandlungsbereichs 102 umfasst eine stromaufwärts von dem Kondensator 138 angeordnete Kreislaufpumpe 146 und einen stromabwärts von dem Kondensator 138 angeordneten Heizkessel 148, welcher dazu dient, den im Heizkreislauf 130 umlaufenden Wärmeträger zusätzlich zu erwärmen, wenn die vom Tauchlackierungsbad 112 gelieferte Wärme den Wärmebedarf des Vorbehandlungsbereichs 102 im laufenden Betrieb der Anlage 100 nicht vollständig deckt oder wenn während einer Aufheizphase der Tauchbäder des Vorbehandlungsbereichs 102 eine erhöhte Heizleistung benötigt wird, welche beispielsweise das Dreifache der im laufenden Betrieb der Anlage 100 benötigten Heizleistung beträgt.
Als Wärmeträger im Heizkreislauf 130 kann beispielsweise Wasser verwendet werden.
Stromabwärts von dem Heizkessel 148 verzweigt der Heizkreislauf 130 in einen Entfettungsbad-Wärmetauscher 150, in welchem Wärme aus dem Wärmeträger des Heizkreislaufs 130 an einen Wärmeträger im Entfettungsbad-Heizkreislauf 142 übertragen wird, und in einen parallel zum Entfettungsbad-Wärmetauscher 150 geschalteten Phosphatierungsbad-Wärmetauscher 152, in welchem Wärme von dem Wärmeträger des Heizkreislaufs 130 an einen Wärmeträger im Phosphatierungsbad-Heizkreislauf 144 übertragen wird.
Als Wärmeträger im Entfettungsbad-Heizkreislauf 142 und im Phosphatierungsbad-Heizkreislauf 144 kann beispielsweise Wasser verwendet werden.
Der Wärmeträger im Entfettungsbad-Heizkreislauf 142 überträgt die im Entfettungsbad-Wärmetauscher 150 aufgenommene Wärme an das Entfettungsbad 104, und der Wärmeträger im Phosphatierungsbad-Heizkreislauf 144 überträgt die im Phosphatierungsbad-Wärmetauscher 152 aufgenommene Wärme an das Phosphatierungsbad 106.
Stromabwärts von dem Entfettungsbad-Wärmetauscher 150 und dem Phosphatierungsbad-Wärmetauscher 152 werden die beiden Zweige des Heizkreislaufs 130 wieder zusammengeführt. Der wiedervereinigte Heizkreislauf 130 führt durch die Kreislaufpumpe 146 zum Kondensator 138 zurück.
Das Tauchlackierungsbad 112 muss auch in Produktionspausen der Anlage 100 ständig gekühlt werden, da Pumpen zur Umwälzung des Tauchlackierungsbades ständig in Betrieb sein müssen, um die Sedimentation von Tauchlack zu verhindern.
Diese Wärme kann beispielsweise zur Konstanthaltung des Temperaturniveaus in die Tauchbäder des Vorbehandlungsbereichs 102 eingespeist werden, so dass durch die Vorwärmung dieser Bäder die Anlage 100 nach einem Produktionsstillstand, beispielsweise nach einem Wochenende, in kürzerer Zeit hochgefahren werden kann.
Für den Fall, dass die Wärmebilanz zwischen Kühlung des Tauchlackierungsbades 112 einerseits und Heizung der Bäder des Vorbehandlungsbereichs 102 andererseits nicht ausgeglichen sein sollte und der Vorbehandlungsbereich 102 nicht ausreichend Wärme von der Tauchlackierungs-Wärmepumpenvorrichtung 126 abnehmen kann, insbesondere im Falle von Wartungsarbeiten, ist die Tauchlackierungs-Wärmepumpenvorrichtung 126 mit einer Bypassleitung 154 versehen, in der eine Kühlvorrichtung 156 zum Kühlen des Kältemittels angeordnet ist.
Die Bypassleitung 154 zweigt zwischen dem Verdichter 136 und dem Kondensator 138 von dem Kältemittelkreislauf 132 ab und mündet zwischen dem Kondensator 138 und dem Drosselventil 140 wieder in den Kältemittelkreislauf 132 ein.
Die Kühlvorrichtung 156 ist vorzugsweise so ausgelegt, dass das Kältemittel mittels der Kühlvorrichtung 156 um eine Temperaturdifferenz (ΔT in 2) von mindestens ungefähr 60°C, beispielsweise von ungefähr 65°C, abgekühlt werden kann.
Im Normalbetrieb der Anlage 100 und der Tauchlackierungs-Wärmepumpenvorrichtung 126 weist das Tauchlackierungsbad 112 eine Temperatur im Bereich von ungefähr 27°C bis ungefähr 34°C auf.
Der Wärmeträger im Kühlkreislauf 128 des Tauchlackierungsbads 112 tritt mit einer Temperatur von beispielsweise ungefähr 20°C in die Warmseite des Verdampfers 134 ein und erwärmt das den Verdampfer 134 kaltseitig durchströmende Kältemittel auf eine Temperatur von beispielsweise ungefähr 10°C.
Der Wärmeträger im Kühlkreislauf 128 tritt mit einer Temperatur von beispielsweise ungefähr 15°C aus dem Verdampfer 134 aus und wird zum Tauchlackierungsbad 112 zurückgeführt.
Hierdurch wird dem Tauchlackierungsbad 112 Wärme (Q_ab in 2) mit einer Kühlleistung im Bereich von beispielsweise ungefähr 100 kW bis ungefähr 1,5 MW entzogen.
Im Kältemittelkreislauf 132 der Tauchlackierungs-Wärmepumpenvorrichtung 126 wird das im Verdampfer 134 erwärmte Kältemittel mittels des Verdichters 136 von einem Ausgangsdruck von beispielsweise ungefähr 4 bar auf einen Enddruck von beispielsweise ungefähr 22 bar verdichtet und auf ein Temperaturniveau von beispielsweise ungefähr 75°C erwärmt.
Das verdichtete und erwärmte Kältemittel gibt im Kondensator 138 Wärme (Q_zu in 2) an den Wärmeträger im Heizkreislauf 130 des Vorbehandlungsbereiches 102 ab.
Der Wirkungsgrad COP („Coefficient of Performance“) der Tauchlackierungs-Wärmepumpenvorrichtung 126 hängt von der Differenz zwischen der Temperatur T des Kältemittels im Kondensator 138 und der Temperatur T₀ des Kältemittels im Verdampfer 134 sowie vom Wirkungsgrad η_Verdichter des Verdichters 136 ab (COP = T/(T-T₀) × η_Verdichter) und beträgt beispielsweise für das Kühlen ungefähr 2 und für das Heizen ungefähr 3. Bei einer Kühlleistung von beispielsweise 600 kW können somit ungefähr 900 kW für die Beheizung des Vorbehandlungsbereiches 102 verwendet werden.
Der Wärmeträger im Heizkreislauf 130 des Vorbehandlungsbereichs 102 wird im Kondensator 138 auf eine Temperatur von beispielsweise ungefähr 70°C erwärmt.
Bei Bedarf, insbesondere in der Aufheizphase der Bäder des Vorbehandlungsbereichs 102, kann der Wärmeträger mittels des Heizkessels 148 weiter erwärmt werden, beispielsweise auf eine Temperatur von ungefähr 80°C.
Die im Kondensator 138 und gegebenenfalls im Heizkessel 148 aufgenommene Wärme gibt der Wärmeträger des Heizkreislaufs 130 im Entfettungsbad-Wärmetauscher 150 an den Wärmeträger im Entfettungsbad-Heizkreislauf 142 und im Phosphatierungsbad-Wärmetauscher 152 an den Phosphatierungsbad-Heizkreislauf 144 ab, wodurch der Wärmeträger im Heizkreislauf 130 auf eine Temperatur von beispielsweise ungefähr 65°C abgekühlt wird und die Wärmeträger im Entfettungsbad-Heizkreislauf 142 bzw. im Phosphatierungsbad-Heizkreislauf 144 auf eine Temperatur im Bereich von ungefähr 45°C bis ungefähr 65°C erwärmt werden.
Durch die Nutzung der dem Tauchlackierungsbad 112 entzogenen Wärme für die Erwärmung der Bäder im Vorbehandlungsbereich 102, durch die unmittelbare Nähe von Vorbehandlungsbereich 102 und Tauchlackierungsbad 112 und die Erzeugung der Prozesswärme für den Vorbehandlungsbereich 102 vor Ort kann auf eine sonst notwendige, aufwändige Anbindung des Vorbehandlungsbereichs 102 an einen zentralen Heizkessel verzichtet werden.
Die gegebenenfalls zusätzlich zur Heizleistung der Tauchlackierungs-Wärmepumpenvorrichtung 126 erforderliche Prozesswärme, insbesondere beim Aufheizvorgang der Bäder im Vorbehandlungsbereich 102, wird mittels des Heizkessels 148 lokal, direkt vor Ort, erzeugt. Der lokale Heizkessel 148, die Einspeisung der Wärme mittels der Tauchlackierungs-Wärmepumpenvorrichtung 126, die Kreislaufpumpe 146 und die erforderlichen Rohrleitungen bilden ein lokal begrenztes Kreislaufsystem.
Die im Entfettungsbad 104 aufgewärmten Werkstücke, insbesondere Fahrzeugskarosserien, kühlen bis zum Phosphatierungsbad 106 nur bis auf eine Temperatur im Bereich von ungefähr 40°C ab, so dass die im Entfettungsbad 104 in die Werkstücke eingetragene Wärme im Phosphatierungsbad 106 wieder genutzt werden kann und die Werkstücke nicht wieder von der Umgebungstemperatur auf die Prozesstemperatur im Phosphatierungsbad 106 aufgeheizt werden müssen, wie dies bei der Entfettung der Fall ist.
In den auf die Phosphatierung folgenden Bädern verhält es sich allerdings anders, da die über die Werkstücke in die auf das Phosphatierungsbad 106 folgenden Bäder eingetragene Wärme normalerweise nicht sinnvoll wieder verwendet werden kann.
Die Anlage 100 umfasst daher eine zweite Wärmepumpenvorrichtung 158, welche im Folgenden als Spülbad-Wärmepumpenvorrichtung 160 bezeichnet wird und einen Phosphatierungsbad-Zusatzheizkreislauf 162 als Wärmesenke sowie einen Spülbad-Kühlkreislauf 164 als Wärmequelle wärmetechnisch miteinander koppelt.
Ein Kältemittelkreislauf 168 der Spülbad-Wärmepumpenvorrichtung 160 umfasst einen Verdampfer 166, der warmseitig von einem Wärmeträger des Spülbad-Kühlkreislaufs 164, beispielsweise Wasser, durchströmt wird und in welchem das Kältemittel Wärme aus dem Wärmeträger des Spülbad-Kühlkreislaufs 164 aufnimmt, einen stromabwärts vom Verdampfer 166 angeordneten Verdichter 170, einen stromabwärts vom Verdichter 170 angeordneten Kondensator 172, der kaltseitig von einem Wärmeträger des Phosphatierungsbad-Zusatzheizkreislaufs 162, beispielsweise Wasser, durchströmt wird und in welchem das Kältemittel Wärme an den Wärmeträger des Phosphatierungsbad-Zusatzheizkreislaufs 162 abgibt, und ein stromabwärts von dem Kondensator 172 angeordnetes Drosselventil 174, stromabwärts von welchem der Verdampfer 166 angeordnet ist.
Die Funktion der Spülbad-Wärmepumpenvorrichtung 160 stimmt grundsätzlich mit der Funktion der vorstehend beschriebenen Tauchlackierungs-Wärmepumpenvorrichtung 126 überein.
Durch die Spülbad-Wärmepumpenvorrichtung 160 wird dem Spülbad 108 oder den Spülbädern 108 Wärme aus dem Wärmeträger des Spülbad-Kühlkreislaufs 164 auf einem Temperaturniveau von beispielsweise ungefähr 25°C entzogen. Diese Wärme wird mittels des Verdichters 170 auf ein Temperaturniveau von beispielsweise ungefähr 70°C angehoben und an den Wärmeträger im Phosphatierungsbad-Zusatzheizkreislauf 162 abgegeben, um das Phosphatierungsbad 106 zusätzlich zu erwärmen.
Die zusätzliche Heizleistung des Phosphatierungsbad-Zusatzheizkreislaufes 162 liegt beispielsweise in der Größenordnung von ungefähr 40 kW bis ungefähr 200 kW.
Um ferner Wärme aus dem Luftkreislauf 122 der Eingangsschleuse 114 des Vorbehandlungsbereichs 102 dem Entfettungsbad 104 des Vorbehandlungsbereichs 102 zuführen zu können, umfasst die Anlage 100 eine dritte Wärmepumpenvorrichtung 176, welche im Folgenden als Schleusen-Wärmepumpenvorrichtung 178 bezeichnet wird und den Luftkreislauf 122 der Eingangsschleuse 114 als Wärmequelle und einen Entfettungsbad-Zusatzheizkreislauf 180 des Entfettungsbades 104 als Wärmesenke wärmetechnisch miteinander koppelt.
Wie am besten aus 3 zu ersehen ist, umfasst der Luftkreislauf 122 der Eingangsschleuse 114 einen Ventilator 182, einen stromabwärts von dem Ventilator 182 angeordneten Kondensator 184 und eine stromabwärts von dem Kondensator 184 angeordnete Verzweigung 186, an welcher der Luftkreislauf 112 in zwei Zweigleitungen 188a und 188b verzweigt.
In jeder Zweigleitung 188a, 188b ist eine einstellbare Klappe 190 angeordnet, so dass der Volumenstrom der Umluft in gewünschter Weise auf die beiden Zweigleitungen 188a und 188b verteilt werden kann.
Die erste Zweigleitung 188a mündet in eine erste Luftkammer 192, aus welcher die Luft durch eine Schlitzdüse 194 austritt, so dass der austretende gebündelte Luftfreistrahl den Luftvorhang 116 bildet, welcher eine Schleusenkammer 196, durch welche die zu behandelnden Werkstücke hindurchgefördert werden, von oben nach unten durchsetzt.
Am Boden der Schleusenkammer 196 gelangt die Luft, welche von dem Ventilator 182 angesaugt wird, durch einen Absaugkanal 198 in eine Absaugkammer 200 und von dort auf die Saugseite des Ventilators 182.
Die zweite Zweigleitung 188b mündet in eine zweite Luftkammer 202. Die Luft aus der zweiten Luftkammer 202 wird aufgrund der Sogwirkung des den Luftvorhang 116 bildenden gebündelten Luftfreistrahls durch eine Austrittsöffnung 204 am Boden der zweiten Luftkammer 202 von der aus der Schlitzdüse 194 austretenden Luft angesaugt.
Durch diese Ansaugung von Umluft aus der zweiten Luftkammer 202 wird verhindert, dass der gebündelte Luftfreistrahl aus der Schlitzdüse 194 Luft aus dem Außenraum der Eingangsschleuse 114 ansaugt, was unerwünscht wäre, da durch den Luftvorhang 116 ja gerade eine Trennung der Atmosphäre vor der Eingangsschleuse 114 von der Atmosphäre des hinter der Eingangsschleuse 114 liegenden Vorbehandlungsbereichs 102, der in einem Tunnel eingeschlossen ist, herbeigeführt werden soll.
Die Schleusen-Wärmepumpenvorrichtung 178 umfasst einen Kältemittelkreislauf 206, in welchem ein geeignetes Kältemittel, beispielsweise Tetrafluorethan (Handelsname: R134a), nacheinander die Kaltseite des Kondensators 184, welcher somit für das Kältemittel als Kältemittel-Verdampfer wirkt, einen Verdichter 208, einen Kältemittel-Kondensator 210 und ein Drosselventil 212 durchströmt.
Der Kältemittel-Kondensator 210 wird kaltseitig von einem Wärmeträger des Entfettungsbad-Zusatzheizkreislaufs 180 durchströmt, welches im Kältemittel-Kondensator 210 Wärme aus dem Kältemittel der Schleusen-Wärmepumpenvorrichtung 178 aufnimmt, so dass das Entfettungsbad 104 zusätzlich beheizt wird.
In dem Kondensator 184 gibt die im Luftkreislauf 122 geführte Luft Wärme an das Kältemittel der Schleusen-Wärmepumpenvorrichtung 178 ab, wodurch die Luft im Kondensator 184 abgekühlt wird und Feuchtigkeit aus der abgekühlten Luft kondensiert. Das entstehende Kondensat 214 wird, beispielsweise am Boden des Kondensators 184, gesammelt und durch eine Kondensat-Abführleitung 216 dem Entfettungsbad 104 zugeführt.
Es findet so neben dem wärmetechnischen Recycling auch ein stoffliches Recycling durch Zufuhr des kondensierten Wassers zu dem Entfettungsbad 104 statt.
Zum Abkühlen der Schleusenluft im Kondensator 184 wird auf der Innenseite der Kondensatorrohre 218 des Kondensators 184 Kältemittel der Schleusen-Wärmepumpenvorrichtung 178 verdampft.
Das aus der Luft im Kondensator 184 kondensierte Wasser ist zumindest zum Teil zuvor aus dem Entfettungsbad 104 verdampft.
Die zur Erzeugung des Luftvorhangs 116 in der Eingangsschleuse 114 verwendete Umluft, mit einem Volumenstrom von beispielsweise ungefähr 15000 Nm³/h, wird im Luftkreislauf 122, insbesondere in der Schleusenkammer 196, erwärmt und sättigt sich zu fast 100 % mit Wasser. Die Verdunstungsverluste bewegen sich in der Größenordnung von beispielsweise ungefähr 0,25 m³/h bis ungefähr 1 m³/h und entsprechen so (bei einer Verdampfungsenthalpie von 2500 kJ/kg) Wärmeverlusten von ungefähr 170 kW bis ungefähr 700 kW.
Bei einer Schleusentemperatur von ungefähr 40°C bis ungefähr 50°C wird auf der Kältemittelseite des Kondensators 184 ein Kältemittel bei einer Temperatur von beispielsweise ungefähr 30°C zur Kondensation der Feuchtigkeit aus der Schleusenluft verwendet. Das Kältemittel wird mittels des Verdichters 208 auf ein Temperaturniveau von beispielsweise ungefähr 70°C angehoben und für die Beheizung des Entfettungsbades 104 mittels des Entfettungsbad-Zusatzheizkreislaufs 180 verwendet.
Durch die Verwendung der Wärmepumpenvorrichtungen 126, 160 und 178 wird im Vorbehandlungsbereich 102 und im Tauchlackierungsbad 112 der Anlage 100 zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken eine deutliche Energieeinsparung erzielt.
Durch die räumliche Nähe aller dabei benötigten Aggregate ist der hierfür erforderliche räumliche und apparative Aufwand sowie der Investitionsaufwand gering.

Claims

Anlage zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken, umfassend mindestens einen Wärmesenke-Behandlungsbereich (118), dem im Betrieb der Anlage (100) Wärme zuzuführen ist, und mindestens einen Wärmequelle-Behandlungsbereich (120), aus dem im Betrieb der Anlage (100) Wärme abzuführen ist, wobei die Anlage (100) mindestens eine Wärmepumpenvorrichtung (124, 158, 176) umfasst, welche zur Aufnahme von Wärme mit mindestens einem Wärmequelle-Behandlungsbereich (120) und zur Abgabe von Wärme mit mindestens einem Wärmesenke-Behandlungsbereich (118) gekoppelt ist, wobei die Anlage (100) eine Kühlvorrichtung (156) zum Abführen überschüssiger Wärme aus mindestens einer Wärmepumpenvorrichtung (124) umfasst und wobei die Kühlvorrichtung (156) in einer Bypassleitung (154) eines Kältemittelkreislaufs (132) der Wärmepumpenvorrichtung (124) angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wärmesenke-Behandlungsbereich (118) ein Vorbehandlungsbad der Anlage (100) umfasst.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wärmequelle-Behandlungsbereich (120) ein Tauchlackierungsbad (112) und/oder einen Schleusenbereich der Anlage (100) umfasst.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Wärmepumpenvorrichtung (176) mit einem Luftkreislauf (122) der Anlage (100) gekoppelt ist.
Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (100) einen Kondensator (184) zum Kühlen und/oder Entfeuchten von Luft in dem Luftkreislauf (122) umfasst.
Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (100) eine Kondensat-Abführleitung (216) umfasst, mittels welcher in dem Kondensator (184) aus der Luft kondensiertes Kondensat einem Behandlungsbad der Anlage (100) zuführbar ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkreislauf (122) eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Luftvorhangs (116) umfasst, durch welchen die zu behandelnden Werkstücke im Betrieb der Anlage (100) hindurchtreten.
Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung des Luftvorhangs (116) eine Einrichtung zur Aufteilung des im Luftkreislauf (122) geführten Luftstroms auf eine erste Luftkammer (192) und eine zweite Luftkammer (202) umfasst, wobei der ersten Luftkammer (192) eine Düse zur Erzeugung eines gebündelten Luftstrahls und der zweiten Luftkammer (202) eine dem Luftvorhang (116) benachbarte Auslassöffnung (204) nachgeschaltet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wärmequelle-Behandlungsbereich (120) der Anlage (100) ein Spülbad (108) umfasst.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (100) mindestens zwei Wärmepumpenvorrichtungen (124, 158, 176) umfasst, welche zur Aufnahme von Wärme mit mindestens zwei verschiedenen Wärmequelle-Behandlungsbereichen (120) und/oder zur Abgabe von Wärme mit mindestens zwei verschiedenen Wärmesenke-Behandlungsbereichen (118) gekoppelt sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (100) eine Heizvorrichtung zum Zuführen zusätzlicher Wärme zu mindestens einem Wärmesenke-Behandlungsbereich (118) umfasst.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Wärmepumpenvorrichtung (124, 158, 176) einen geschlossenen Kältemittelkreislauf (132, 168, 206) umfasst, der zur Aufnahme von Wärme an einen Kühlkreislauf (128, 164, 122) eines Wärmequelle-Behandlungsbereichs (120) und zur Abgabe von Wärme an einen Heizkreislauf (130, 162, 180) eines Wärmesenke-Behandlungsbereichs (118) der Anlage (100) gekoppelt ist.
Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken in einer Anlage (100) zur Oberflächenbehandlung der Werkstücke, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Fördern der Werkstücke durch mindestens einen Wärmesenke-Behandlungsbereich (118), dem im Betrieb der Anlage (100) Wärme zuzuführen ist, und mindestens einen Wärmequelle-Behandlungsbereich (120), aus dem im Betrieb der Anlage (100) Wärme abzuführen ist; und - Koppeln mindestens einer Wärmepumpenvorrichtung (124, 158, 176) zur Aufnahme von Wärme an mindestens einen Wärmequelle-Behandlungsbereich (120) und zur Abgabe von Wärme an mindestens einen Wärmesenke-Behandlungsbereich (118); wobei die Anlage (100) eine Kühlvorrichtung (156) zum Abführen überschüssiger Wärme aus mindestens einer Wärmepumpenvorrichtung (124) umfasst und wobei die Kühlvorrichtung (156) in einer Bypassleitung (154) eines Kältemittelkreislaufs (132) der Wärmepumpenvorrichtung (124) angeordnet ist.
Verwendung einer Anlage zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Lackieren von Werkstücken.