DE102012002249A1 - Speed dryer for drying e.g. textiles, has supply air fitting comprising pipeline units for limiting draft fan through high pressure and flow losses in narrow cross-sections for increasing retention time of air flow in rotatable drum - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Takt-Trockner mit drehbarer Trommel für Trockengut, nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 und ein Verfahren zur Nachtrocknung von Trockengut in einem Takt-Trockner nach Anspruch 9.The invention relates to a cycle dryer with a rotatable drum for dry material, according to the preamble of claim 1 and a method for final drying of dry material in a cycle dryer according to
Stand der TechnikState of the art
Über die konvektive Trocknung von feuchtem Trockengut, welches postenweise in einer Trockenkammer, ausgeführt als Drehrohr, behandelt wird, sowie über die Wärmebedarfsermittlung ist bekannt, dass Luft für eine Erwärmung des Trockengutes, für die Verdampfung der Feuchte und nachgeschaltet für die weitere Erwärmung des Trockengutes auf eine Endtemperatur verwendet wird, wobei bei letzterer Erwärmung eine Nachverdampfen von Restmengen an H2O in dieser letzten Stufe möglich ist und entsprechend der stufenweisen Behandlung der Bedarf an Energie von der spezifischen Wärme cp (kcal/kg°C) des Trockengutes und der anhaftenden Feuchte, H2O und von der Verdampfungswärme rH2O (kcal/kg) bestimmt ist. Weiter sind Möglichkeiten vom Betrieb dieser handelsüblichen Trockner bekannt, dass eine Einsparung an Energie bei der Durchführung der Trocknung erreicht wird, insbesondere Einsparungen, welche sich daraus ergeben, dass bei der konvektiven Trocknung weniger Energie in die Umgebung geblasen wird.About the convective drying of moist dry material, which is in a row in a drying chamber, designed as a rotary tube, treated as well as the heat demand determination is known that air for heating the dry material, for the evaporation of moisture and downstream for the further heating of the dry material a final temperature is used, wherein in the latter heating a post-evaporation of residual amounts of H 2 O in this last stage is possible and according to the stepwise treatment, the energy requirement of the specific heat c p (kcal / kg ° C) of the dry material and adhering Humidity, H 2 O and determined by the heat of evaporation r H2O (kcal / kg). Further, ways of operating these commercially available dryers are known that a saving of energy in the execution of the drying is achieved, in particular savings, which result from the fact that in the convective drying less energy is blown into the environment.
Weiter sind energiesparende Maßnahmen von diesen Trocknern bei dem Erreichen der Endtrocknung in der Weise bekannt, dass die Temperaturen innerhalb des Trockners bestimmt werden und die Zufuhr von Energie mit dem Erreichen einer bestimmten Temperatur an dem Produkt abgebrochen wird.Further, energy-saving measures of these dryers in achieving the final drying are known in such a way that the temperatures are determined within the dryer and the supply of energy is stopped with the achievement of a certain temperature on the product.
Die Erfindung befasst sich mit Takt-Trocknern für wasserfeuchtes Trockengut und mit der zeitlichen Abfolge der Behandlung des Trockengutes sowie mit einer lufttechnischen Ausgestaltung der Trockner, der Planung und Installation lufttechnischer Maßnahmen, damit in diesen Trocknern weniger Energie verloren geht, der Energiebedarf zurückgeht, und Energie gespart wird. Ein weiteres Ziel besteht darin, dass die erzielten Einsparungen als CO2 freie Energie diagnostizierbar und mit Bilanzen dokumentierbar sind.The invention relates to cycle dryers for dehydrated dry goods and with the temporal sequence of treatment of the dry material and with a ventilation design of the dryer, the planning and installation of ventilation measures, so that in these dryers less energy is lost, the energy needs goes back, and energy is saved. A further object is that the savings achieved are documented as diagnosed CO 2 free energy and balance sheets.
Ein Wäschetrockner und ein Verfahren zum Steuern der Heizleistung bei der Trocknung von Wäsche sind von der Druckschrift
Nachteil ist, dass die Wärmeableitung, ausgedrückt als Enthalpieänderung Δi (kJ, kcal) spezifisch pro kg Luft QwL = kgLuft × Δi; bei der Nachtrocknung abnimmt.Disadvantage is that the heat dissipation, expressed as enthalpy change Δi (kJ, kcal) specifically per kg air Q wL = kg air × Δi; decreases during the drying process.
Nachteil ist, dass der Bedarf an Energie nicht reduziert wird; Nachteile sind, ein hoher Energieverbrauch und eine schlechte Ausnutzung der Energie.Disadvantage is that the need for energy is not reduced; Disadvantages are, high energy consumption and poor utilization of energy.
Es ist nämlich bei der konvektiven Trocknung so, dass bei einer geringeren Heizleistung zu Übertragung der Wärme eine geringere Luftmenge benötigt wird. Dementsprechend wird für die konvektive Nachtrocknung zu viel Luft eingesetzt. Entsprechend sind die spezifischen Verluste und der Wärmeinhalt pro kg Abluft QwL = kgLuft × i; unverändert hoch. Nachteil ist: die Energie verbleibt in der Luft.It is namely in the convective drying so that at a lower heat output to transfer the heat a smaller amount of air is needed. Accordingly, too much air is used for the convective after-drying. Accordingly, the specific losses and the heat content per kg of exhaust air Q wL = kg air × i; unchanged high. Disadvantage is: the energy remains in the air.
Nachteil ist die geringe Wärmeableitung aus der Luft in dem Trockner. Weiterer Nachteil: hohe Energieverluste (gLuft × i) in der heißen Abluft und hohe Kosten für Energie.Disadvantage is the low heat dissipation from the air in the dryer. Another disadvantage: high energy losses (g air × i) in the hot exhaust air and high energy costs.
Ein Ablufttrockner mit Luft als Betriebsmittel, welches abgestimmt auf den tatsächlichen Bedarf eingesetzt wird, ist von der Druckschrift
Nachteil ist die konstante Luftzufuhr über die zeitliche Abfolge und die fehlende Unterscheidung in der Verfahrensführung insbesondere in der Zeit der Nachtrocknung und der Aufheizung des Trockengutes.The disadvantage is the constant supply of air over the time sequence and the lack of distinction in the process, especially in the time of drying and the heating of the dry material.
Nachteil ist ein hoher Verbrauch zur Erwärmung der Luftmenge über die Dauer der Trocknung und hohe Kosten für Energie. Disadvantage is a high consumption for heating the amount of air over the duration of drying and high energy costs.
Es ist nämlich so, dass im Verlaufe der Trocknung und gerade in der Aufheizphase bei der Nachtrocknung ein kleinerer Wärmebedarf über einen Zeitraum benötigt wird, während die Luftmenge nach der
Nachteil ist die geringe Wärmeableitung (gLuft × Δi) und zu hohe Restwärme der Luft (gLuft × i).Disadvantage is the low heat dissipation (g air × Δi) and too high residual heat of the air (g air × i).
Nachteil ist der hohe Energieverbrauch und eine geringe Ausnutzung der Energie in der Zeit der Nachtrocknung. Ein weiterer Nachteil besteht in der Verfahrensführung, dass die zugeführte Energie reduziert wird, aber die Strömungsbedingungen im Trockner entsprechend dem Wärme- und Stoffaustausch nicht angepasst werden. Weiterer Nachteil ist, dass die konvektiven Verluste an Energie steigen, wenn gegen Ende eines Trocknungstaktes bei weniger Wasserverdampfung die Luft anteilig erhöht wird.Disadvantage is the high energy consumption and low utilization of energy in the time of post-drying. Another disadvantage is the process control that the supplied energy is reduced, but the flow conditions in the dryer according to the heat and mass transfer are not adjusted. Another disadvantage is that the convective losses of energy increase when the air is proportionately increased towards the end of a drying cycle with less water evaporation.
Nachteil ist, dass der Bedarf an Luft an der Wärmeaufnahme des Trockengutes und dem Wärme- und Stoffaustausch zu Beginn der Trocknung ausgerichtet ist.Disadvantage is that the need for air on the heat absorption of the dry material and the heat and mass transfer is aligned at the beginning of drying.
Von der Betriebsweise handelsüblicher Takt-Trockner ist das Merkmal eines Umluftbetriebs bekannt geworden. Diese Eigenschaften der Trockner sind auch an deren Kennzeichnung im Typenschild erkennbar. Bei diesem Umluftbetrieb wird Abluft unter die Zuluft gemischt und dem Trockengut wieder zugeführt. Dieser Betrieb ist mit Blick auf den Wärme- und Stoffaustausch sowie die Heat-and Mass- Transfer Operations mit dem Nachteil verbunden, dass bei der Zunahme der Luftvolumen, nach Bernoulli, mehr Energie zugeführt wird und damit die Wärmeentnahme oder Enthalpieänderung Δi (kcal/kgL) bezogen auf die verwendete Luft (L) zurückgeht. Weiterer Nachteil ist, dass diese Strömungsverhältnisse sich auf die Trocknungszeiten negativ auswirken.From the operation of commercial cycle dryer the feature of a recirculation mode has become known. These characteristics of the dryers can also be recognized by their identification on the rating plate. In this recirculation mode exhaust air is mixed under the supply air and fed back to the dry material. With regard to the heat and mass transfer as well as the heat and mass transfer operations, this operation has the disadvantage that, as Bernoulli's air volume increases, more energy is supplied and thus the heat removal or enthalpy change Δi (kcal / kg L ) based on the air used (L) goes back. Another disadvantage is that these flow conditions have a negative effect on the drying times.
Ein weiterer Nachteil besteht in der großen Luftmenge (kgL), welche über die Nachtrocknung mit hohen Wärmeinhalten (i) ausgeblasen wird; weiterer Nachteil: hohe Energieverluste Qw = kgLuft × (i). Der Nachteil ist, dass wegen unzureichender Kühlung der Luft und Wärmeableitung von der Luft zu viel Energie bei hoher Temperatur in der Luft verbleibt.Another disadvantage is the large amount of air (kg L ), which is blown through the post-drying with high heat contents (i); further disadvantage: high energy losses Q w = kg air × (i). The disadvantage is that because of insufficient cooling of the air and heat dissipation from the air too much energy remains at high temperature in the air.
Weiterer Nachteil ist die Verfahrensführung an sich, dass eine Abluft, die aus einer kälteren Vorstufe im Wärmeaustausch kommt für „Heat and Mass Transfer Operations” auf höherem Temperaturniveau verwendet wird; Wesentlicher Nachteil ist, dass die Verweilzeit t der erhitzten Luft und die Wärmeableitung Δi pro kg Luft geringer sind sowie die fehlende Abgleichung der Strömungsverhältnisse mit den Anforderungen der Wärmeübertragung.Another disadvantage is the process itself, that an exhaust air, which comes from a colder precursor in the heat exchange is used for "heat and mass transfer operations" at a higher temperature level; A significant disadvantage is that the residence time t of the heated air and the heat dissipation Δi per kg of air are lower and the lack of alignment of the flow conditions with the requirements of heat transfer.
Der Nachteil der konvektiven Trockner vom Stand der Technik besteht darin, dass hinsichtlich der Luft die Strömungseigenschaften der Gase mit den wärmetechnischen Funktionen für Gase in der Thermodynamik, nämlich dem Wärme- und Stoffaustausch, für die Ableitung der Wärme aus der Luft und für die Optimierung des Energiebedarfes und einschließlich der werteabhängigen Regelung der Wärmezufuhr nicht abgestimmt sind und zu viel Energie in der Abluft enthalten ist.The disadvantage of the prior art convective dryers is that with respect to the air, the flow properties of the gases with the thermo-thermal functions for gases in the thermodynamics, namely the heat and mass transfer, for the dissipation of heat from the air and for the optimization of the Energy requirement and including the value-dependent control of the heat supply are not tuned and too much energy contained in the exhaust air.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von dem aufgezeigten Stand der Technik bei konvektiven Takt-Trocknern, dem Verlauf der Trocknung und dem Wärmebedarf zur Durchführung der Trocknung von textilem Materialien, gemäß dem Bedarf an Energie über die Dauer eines Trocknungstaktes, zur Behandlung bestimmter Mengen an Trockengut z. B. in Form eines Wäscheposten, weitergehende Maßnahmen vorzuschlagen, um eine bessere Nutzung der zugeführten Energie, und einen geringeren Verbrauch an Energie über die Dauer einer Trocknung zu ermöglichen. Weitere Aufgabe ist es, durch geeignete Maßnahmen einen geringeren Bedarf an Energie und damit weniger Primärenergieverbrauch, eine Reduzierung der Kosten für Energie und eine Reduzierung von CO2 Emissionen vorzuschlagen sowie Möglichkeiten zur reproduzierbaren Umsetzung der Maßnahmen an bestehenden Anlagen sowie an neuen Installationen aufzuzeigen.The object of the invention is, starting from the cited prior art in convective cycle dryers, the course of drying and the heat demand for carrying out the drying of textile materials, according to the demand for energy over the duration of a drying cycle, for the treatment of certain amounts Dry goods z. B. in the form of a laundry, to propose further measures to allow a better use of the energy supplied, and a lower consumption of energy over the duration of drying. Another task is to propose by appropriate measures a lower demand for energy and thus less primary energy consumption, a reduction in the cost of energy and a reduction of CO 2 emissions and to show possibilities for reproducible implementation of the measures on existing plants and new installations.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Stand der Technik bei der lufttechnischen Ausgestaltung von Takt-Trocknern und einem taktweisen Betrieb der konvektiven Trocknung durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 und durch Merkmale des Verfahrens nach Anspruch 9 gelöst.The object is achieved on the basis of a prior art in the ventilation design of clock dryers and a cyclic operation of the convective drying by the features in the characterizing part of claim 1 and by features of the method according to
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungen der Erfindung sind durch die, in den Unteransprüchen 2 bis 8 und 10 genannten Maßnahmen, möglich. Advantageous developments and embodiments of the invention are possible by the measures mentioned in
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist demgemäß, dass Takt-Trockner mit einer drehbaren Trommel für Trockengut, in welcher Trockengut in Form von Textilien, Wäsche und Textil enthaltene Materialien und Matten behandelt und durch einen beheizten, in einem Saugzug geführten Luftstrom getrocknet und nachgetrocknet wird, bestehend aus dem nach 2 Seiten offenen Saugzug über die drehbare Trommel, von einer Einlassöffnung, über eine Heizstufe, Rohrleitungsmittel zu und von der Trommel mit einer Anbindung an den Saugstutzen eines Ventilators, dass für die Nachtrocknung eine Zuluftinstallation aus Rohrleitungsmitteln zur Begrenzung des Saugzuges durch höhere Druck- und Strömungsverluste in engeren Querschnitten (F × w) für einen Anstieg der Verweilzeit t des Luftstromes in der Trommel und für einen Anstieg des Wärme- und Stoffaustausch – gas-/feststoffförmig – von der Luft (kcal/kg-Luft) auf das Trockengut vorgesehen ist.An essential feature of the invention is accordingly that clock dryer with a rotatable drum for dry material, in which dry matter in the form of textiles, laundry and textile materials contained and mats treated and dried by a heated, guided in an induced draft air stream and after-dried consists from the 2-side open suction over the rotatable drum, from an inlet opening, a heating stage, piping means to and from the drum with a connection to the suction of a fan, that for the after-drying a Zuluftinstallation of piping means to limit the induced draft by higher pressure - and flow losses in narrower cross sections (F × w) for an increase in the residence time t of the air flow in the drum and for an increase in heat and mass transfer - gas / solid - from the air (kcal / kg air) on the dry material is provided.
Wesentlicher Vorteil ist, dass für die Nachtrocknung die Luftmenge des Saugzuges durch eine Zuluftinstallation und Rohrleitungsmittel begrenzt wird.The main advantage is that the air volume of the induced draft is limited by a supply air installation and piping for the after-drying.
Es ist nämlich bei der Nachtrocknung in sogenannten Drehrohren, in welchen ein vorgetrocknetes Trockengut als Charge konvektiv, mit Luft, erhitzt werden muß, bekannt, dass der Wärme- und Stoffaustausch sowie der Wärmestrom von der Luft auf das Trockengut von dem Zeitfaktor abhängig sind und deshalb die Leistung, ausgedrückt als spezifische Wärmeübertragung in kcal/kg Luft in dem Drehrohr von Strömungsverhältnissen abhängig ist. Für diesen Zeitfaktor, ausgedrückt als Verweilzeit t der erhitzten Luft an dem Trockengut, gilt für das Drehrohr-Volumen V folgende Gleichung:
Entsprechend dem Zeitfaktor und einer Durchströmung im Saugzug mit variabler Verweilzeit t der Luft in dem Trocknungsraum ist der Wärmeaustausch und der Wärmestrom QwL aus der Luft proportional der Verweilzeit der Luft an dem Trockengut in dem Drehrohr. Demgemäß wird durch eine Zuluftinstallation und durch Rohrleitungsmittel mit engeren Querschnitten in der Trommel eine höhere Verweilzeit t realisiert, damit eine größere Energiemenge aus der Luft, ausgedrückt in (kJ/kg) kcal/kg Luft, abgeleitet wird. Es wird weniger Luft für die Wärmeleistung des Trockners benötigt.Corresponding to the time factor and a flow in the induced-draft exhaust train with variable residence time t of the air in the drying space , the heat exchange and the heat flow Q wL from the air are proportional to the residence time of the air at the dry material in the rotary kiln. Accordingly, a higher dwell time t is realized by a supply air installation and by ducting means having narrower cross-sections in the drum to derive a larger amount of energy from the air expressed in (kJ / kg) kcal / kg of air. Less air is needed for the heat output of the dryer.
Vorteil ist, dass über die Zuluftinstallation für ein geringes Luftvolumen Rohrleitungen und lufttechnisches Zubehör mit kleinem Durchmesser und wenig Material benötigt wird. Es reicht auch aus, eine Blende mit 2–10% offener Fläche einzusetzen. Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind: die Erhöhung der Verweilzeit t der Luft an dem Trockengut sowie ein besserer Wärmeaustausch QWL in der Zeit t. Weitere Vorteile: die Einsparung von Energie und von Kosten für Energie, weil weniger heiße Luft (gLuft × i) auch bei Umluft freigesetzt wird.The advantage is that the supply air installation for a small volume of air requires piping and ventilation equipment with a small diameter and little material. It is also sufficient to use a panel with 2-10% open area. Further advantageous measures are: increasing the residence time t of the air at the dry material and a better heat exchange Q WL in the time t. Further advantages: the saving of energy and energy costs, because less hot air (g air × i) is released even with circulating air.
Dementsprechend zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass für die Bereitstellung des Wärmebedarfes unter den Verhältnissen einer Nachtrocknung eine Zuluftinstallation mit Rohrleitungsmitteln für einen Anstieg der Verweilzeit t des Luftstromes in der Trommel und für den Anstieg des Wärme- und Stoffaustausch – Luft/Trockengut – von der Luft (kcal/kg-Luft) auf das (kältere) Trockengut in der Nachtrocknung vorgesehen ist, also dass strömungstechnische Maßnahmen zuluftseitig, additiv vorgesehen sind.Accordingly, the invention is characterized in that for the provision of heat demand under the conditions of a subsequent drying a Zuluftinstallation with pipeline means for an increase in the residence time t of the air flow in the drum and for the increase of heat and mass transfer - air / dry matter - of the Air (kcal / kg-air) is provided on the (colder) dry material in the after-drying, so that fluidic measures Zuluftseitig, are provided additively.
Vorteil ist, dass aus der Luft mehr Wärme (gLuft × Δi) abgeleitet wird und weniger Wärme mit der Abluft (gLuft × i) verloren geht.The advantage is that more heat (g air × Δi) is dissipated from the air and less heat is lost with the exhaust air (g air × i).
Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass eine Drosselstelle in der Zuluftinstallation vorgesehen ist. Vorteilhaft ist eine Drosselstelle zur Erhöhung der Druckverluste innerhalb des Saugzuges vorgesehen. Vorteil ist, dass die Volumenleistung des Saugzuges durch eine Drossel (Blende) oder eine Drosselklappe, einstellbar verringert wird. An advantageous embodiment of the invention is given by the fact that a throttle point is provided in the supply air installation. Advantageously, a throttle point is provided to increase the pressure losses within the induced draft. The advantage is that the volume output of the induced draft is reduced by a choke or throttle.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass ein Volumenregler FC in der Zuluftinstallation vorgesehen ist. Vorteilhaft ist eine Regelung des Volumen FC zur Erhöhung der Druckverluste in den Rohrleitungsmitteln vorgesehen. Vorteil ist, dass ein bestimmter Volumenstrom durch einen mechanischen Volumenstromregler regelbar einstallbar ist. Weitere Vorteile sind der geringe Rohrquerschnitt und die Einfachheit, einschließlich bei Umluftführung durch den mech. Volumenregler FC (FC bedeutet „flow control”) Ein wesentlicher Vorteil ist, dass über den Volumenregler FC volumenabhängig und proportional der Verweilzeit t des Volumen die genutzte Energiemenge (kcal, kJ) pro kg Luft für die Nachtrocknung regelbar ist; weiterer Vorteil, dass bei einer längeren Verweilzeit im Kontakt mit dem Trockengut die Luft weiter gekühlt wird.An advantageous embodiment of the invention is given by the fact that a volume controller FC is provided in the supply air installation. Advantageously, a control of the volume FC is provided to increase the pressure losses in the pipeline means. The advantage is that a certain volume flow can be regulated by a mechanical volume flow controller. Further advantages are the small tube cross-section and the simplicity, including in recirculation through the mech. Volume controller FC (FC means "flow control") A significant advantage is that volume-dependent and proportional to the residence time t of the volume, the amount of energy used (kcal, kJ) per kg of air for post-drying is adjustable via the volume controller FC; Another advantage that with a longer residence time in contact with the dry material, the air is cooled further.
Vorteile sind eine hohe Regelgenauigkeit sowie eine einfache Nachrüstung aufgrund der lufttechnischen Funktionen des Volumenreglers FC.Advantages are a high control accuracy and a simple retrofit due to the ventilation functions of the volume controller FC.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist in der Weise gegeben, dass eine verschließbare Klappe an dem Saugzug vorgesehen ist. Mit dieser Klappe wird der Saugzug verschlossen. Wenn die Verdampfung der Feuchte in der Haupttrocknungsphase zum Ende kommt, dann kann die Klappe vorteilhaft geschlossen werden. Anschließend erfolgt die Nachtrocknung über die Zuluftinstallation.An advantageous embodiment of the invention is given in such a way that a closable flap is provided on the induced draft. This flap closes the induced draft. If the evaporation of moisture in the main drying phase comes to an end, then the flap can be closed advantageously. Subsequently, the drying takes place via the supply air installation.
Die vorteilhafte Maßnahme besteht darin, dass mit dem Schließen der Klappe der Trockner mit einem neuen Trocknungsprogramm geeignet zur Nachtrocknung betrieben wird. Vorteil ist, dass die Verweilzeit t der Luft ansteigt und mehr Energie (kcal, kJ) aus der Luft als Wärme genutzt wird.The advantageous measure is that with the closing of the flap of the dryer is operated with a new drying program suitable for post-drying. The advantage is that the residence time t of the air increases and more energy (kcal, kJ) from the air is used as heat.
Wesentlicher Vorteil ist, dass ab dem Schließen der Klappe Energie und Kosten für Energie gespart werden.The main advantage is that energy and energy costs are saved when the flap is closed.
Ein weiterer Vorteil besteht in der Nachrüstung und einer nachträglichen Realisierung der vorstehenden Vorteile.Another advantage is the retrofitting and a subsequent realization of the above advantages.
Ein Vorteil ist die einfache Ausführung; Vorteil ist: durch eine Zuluftinstallation kann ein Saugzug zur Wärmeaufgabe für 2 Trocknungsabschnitte genutzt werden.An advantage is the simple execution; The advantage is that a supply air installation can be used to supply the heat for 2 drying sections.
Vorteil ist, dass der Takt-Trockner zur Trocknung und zur Nachtrocknung bei energiesparender Strömung im Saugzug genutzt wird; Weiterer Vorteil: Nachhaltigkeit in Planung, Herstellung und Betrieb der Nachtrocknung.The advantage is that the cycle dryer is used for drying and after-drying with energy-saving flow in the induced draft; Another advantage: sustainability in the planning, production and operation of post-drying.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass für die Freigabe des Saugzuges die Klappe mit geöffneter Klappenstellung vorgesehen ist. Bei dieser Ausführung bleibt eine gute Betriebsweise in der Verdampfungsphase erhalten und wird durch eine energiesparende Nachtrocknung vorteilhaft ergänzt. Vorteil ist: die Einsparung von Kosten.A further advantageous embodiment of the invention is given by the fact that the flap is provided with an open flap position for the release of the induced draft. In this embodiment, a good operation in the evaporation phase is maintained and is complemented by an energy-saving drying drying advantageous. Advantage is: the saving of costs.
Vorteil ist die Einfachheit der energiesparenden Trocknung sowie die Ausführung in einem Apparat. Weiterer Vorteil ist, dass Trockengut in dem Trockner verbleibt bis die notwendige Wärme übertragen ist; weitere Vorteile: apparative Vereinfachung in Bezug von Handling und Transport des Trockengutes.The advantage is the simplicity of the energy-saving drying and the execution in an apparatus. Another advantage is that the dried material remains in the dryer until the necessary heat is transferred; Further advantages: simplified equipment in terms of handling and transport of the dry material.
Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung ist in der Weise gegeben, dass ein Steuergerät zum Stellen der Klappe vorgesehen ist. Vorteil ist, dass die Klappe durch ein Steuergerät geschlossen wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine Anpassung an den Energiebedarf nach einem Zeitwert möglich ist.An advantageous development of the invention is given in such a way that a control device is provided for setting the flap. The advantage is that the flap is closed by a control unit. Another advantage is that an adjustment to the energy demand for a time value is possible.
Vorteil ist, dass 2 unterschiedliche Trocknungsabschnitte über der Zeit durch ein Steuergerät auch nachrüstbar in dem Takt-Trockner bestehen.The advantage is that 2 different drying sections over time by a controller also be retrofitted in the cycle dryer.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist damit gegeben, dass ein Temperaturwert Tl zur Speisung des Steuergerätes vorgesehen ist. Vorteilhaft werden Temperaturen, die den Verlauf der Trocknung und den Wärmeaustausch von der Luft abbilden, zur Speisung des Steuergerätes verwendet.An advantageous embodiment of the invention is given that a temperature value Tl is provided for feeding the control unit. Temperatures which map the course of the drying and the heat exchange from the air are advantageously used to supply the control unit.
Vorteil ist, dass mit der Temperatur Tl bei der konstanten Menge an Luft ein variabler Funktionsparameter angezeigt und gemessen wird. The advantage is that the temperature Tl at the constant amount of air, a variable function parameter is displayed and measured.
Vorteil ist, dass das Steuergerät und die Klappe nach einem Temperaturwert Tl arbeiten.The advantage is that the control unit and the flap work according to a temperature value T1.
Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung ist damit gegeben, dass ein von dem Temperatursensor Tl abhängiger Wert für den Abbruch der Nachtrocknung vorgesehen ist. Vorteilhaft wird das Erreichen einer Temperatur in der Abluft als Sollwert für das Ende der Nachtrocknung verwendet.An advantageous further development of the invention is given by the fact that a value dependent on the temperature sensor T1 is provided for the termination of the after-drying. Advantageously, the achievement of a temperature in the exhaust air is used as the setpoint for the end of the after-drying.
Der wesentliche Vorteil liegt in der Verfahrenssicherheit, dass durch die Zuluftinstallation Energie geregelt zugeführt wird und die Nachtrocknung bei einem bestimmten Temperaturwert beendet ist. Vorteil ist eine sichere, Betriebsweise des Takt-Trockner.The main advantage lies in the process reliability that is supplied regulated by the supply air energy and the post-drying is finished at a certain temperature value. The advantage is a safe operation of the cycle dryer.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist mit einem Verfahren zur Nachtrocknung gegeben, bei welchem in einem Takt-Trockner mit einer drehbaren Trommel für Trockengut, in welcher Trockengut in Form von Textilien, Wäsche und Textil enthaltene Materialien und Matten behandelt und durch einen beheizten, in einem Saugzug geführten Luftstrom getrocknet und nachgetrocknet wird, bestehend aus dem nach 2 Seiten offenen Saugzug über die drehbare Trommel, von einer Einlassöffnung, über eine Heizstufe, Rohrleitungsmittel zu und von der Trommel mit einer Anbindung an den Saugstutzen eines Ventilators, dadurch dass mit einer Zuluftinstallation aus Rohrleitungsmitteln zur Begrenzung des Saugzugs durch höhere Druck-/Strömungsverluste, die Nachtrocknung mit einem Anstieg der Verweilzeit t des Luftstromes in der Trommel und einem Anstieg des Wärmeaustausch – gasförmig/feststoffförmig – von der Luft (kcal/kg-Luft) auf das Trockengut betrieben wird.An advantageous development of the invention is given by a method for final drying, in which in a cycle dryer with a rotating drum for dry material, in which dry material in the form of textiles, laundry and textile materials and mats treated and heated by a, in one Discharge-induced air flow is dried and re-dried, consisting of the 2-sided open suction through the rotatable drum, an inlet opening, a heating stage, piping to and from the drum with a connection to the suction nozzle of a fan, characterized in that with a supply air installation Pipe means for limiting the induced draft by higher pressure / flow losses, the post-drying is operated with an increase in the residence time t of the air flow in the drum and an increase in the heat exchange - gaseous / solids - of the air (kcal / kg-air) on the dry material ,
Wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass die Nachtrocknung in dem Trockner mittels einer Zuluftinstallation und einer Begrenzung des Saugzuges betrieben wird.An essential feature of the method according to the invention is that the after-drying in the dryer is operated by means of a supply air installation and a limitation of the induced draft.
Es bestehen nämlich für die Übertragung der Trocknungsenergie taktweise in einem Drehrohr zwischen dem Wärmebedarf, der Wärmezufuhr und der Wärmeübertragung – gasförmig/feststoffförmig – Abhängigkeiten, einschließlich dem Zeit-Faktor, wie folgt:
- (1) Wärmebedarf am Trockengut zur Erwärmung >/= 15°C, Verdampfung von Restwasser </= 5%, sowie Verluste zur Erwärmung des Drehrohres, – konstanter, nicht regelbarer Energiebedarf der Nachtrocknung;
- (2) variable, regelbare Restwärme in der Abluft (QwL = kgLuft × i) nach der Wärmeabgabe. Diese Luftmenge ist variabel. Die Restwärme ist ungenutzte Energie der Luft mit der Enthalpie (i) in kJ/kcal pro kg-Luft. Näheres auch in Mess-Stelle 32 s. Unten.
- (1) heat requirement at the dry material for heating> / = 15 ° C, evaporation of residual water </ = 5%, as well as losses for heating the rotary kiln, - constant, non-controllable energy demand of the after-drying;
- (2) variable, controllable residual heat in the exhaust air (Q wL = kg air × i) after the heat release. This amount of air is variable. The residual heat is unused energy of the air with the enthalpy (i) in kJ / kcal per kg air. For details also in measuring point 32 s. Below.
Der Verbrauch an Energie ist die Summe Pos. (1) + Pos (2). Dementsprechend gehen die Menge (kg), die Enthalpie (i) und die Restwärme der Abluft und der Verbrauch an Energie aus (1) + (2) zurück, bei einem Anstieg der Verweilzeit (t) und einem besseren Wärmeübergangskoeffizienten α von der Luft.The consumption of energy is the sum Pos. (1) + Pos (2). Accordingly, the amount (kg), the enthalpy (i) and the residual heat of the exhaust air and the consumption of energy from (1) + (2) decrease, with an increase in the residence time (t) and a better heat transfer coefficient α from the air.
Dementsprechend zeichnen sich der Takt-Trockner und das Verfahren der Nachtrocknung dadurch aus, dass der Wärmebedarf zur (Nach-)trocknung durch die Begrenzung des Saugzuges zurückgeht.Accordingly, the cycle dryer and the process of post-drying are characterized by the fact that the heat requirement for (re) drying is due to the limitation of the induced draft.
Umgekehrt ist es so, dass Trockengut in dem Trockner verbleibt bis der Wärmebedarf von einer Luft-Menge kg bei der Verweilzeit (t) der Luft abgeleitet wurde.Conversely, it is such that dry material remains in the dryer until the heat demand has been derived from an air quantity kg at the residence time (t) of the air.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens ist dadurch gegeben, dass der Saugzug durch eine Drosselstelle und/oder einen Volumenregler FC begrenzt wird. Vorteilhaft wird der Saugzug aber eine Drosselstelle und/oder einen mechanischen Volumenstromregler geführt. Vorteil ist, dass höhere Strömungsverluste in Rohrleitungsmitteln nach dem Bedarf jeweils durch eine Drosselstelle oder einen Volumenregler erreicht werden.An advantageous development of the method is given by the fact that the induced draft is limited by a throttle point and / or a volume controller FC. Advantageously, the induced draft but a throttle point and / or a mechanical flow regulator is performed. The advantage is that higher flow losses are achieved in the pipeline means according to the needs in each case by a throttle point or a volume controller.
Wesentlicher Vorteil ist, dass Energie gespart wird und nur über den Volumenregler der Luftbedarf zugeführt wird; weiterer Vorteil, dass über eine zeitliche Abfolge 2 Verfahren nämlich die Verdampfung und die Nachtrocknung in einem Trockner durchführbar sind und diese Verfahren in dem Anlagenbestand zeitlich versetzt betrieben werden.The main advantage is that energy is saved and only via the volume regulator, the air requirement is supplied; Another advantage that over a
Vorteil ist, dass damit der Wärmeaustausch von der Luft erhöht und der Wärmebedarf zur Nachtrocknung reduziert wird; weiterer Vorteil ist, dass Primärenergie und Kosten für Primärenergie gespart werden.The advantage is that it increases the heat exchange from the air and reduces the heat requirement for after-drying; Another advantage is that primary energy and costs for primary energy are saved.
Ein weiterer Vorteil besteht für den Klimaschutz, dass die Freisetzung von CO2, Freisetzung von heißer Luft und der Verbrauch fossiler Energie reduziert wird. Another advantage for climate protection is that it reduces the release of CO 2 , the release of hot air and the consumption of fossil energy.
Vorteil ist eine molare Reduzierung von CO2 entsprechend der molaren Einsparung an CH4 (Erdgas). Es ist nämlich bei der Energienutzung so, dass aus einem 1 CH4 unter Zufuhr von Luftsauerstoff O2 ein (1) MOL CO2 entsteht.The advantage is a molar reduction of CO 2 corresponding to the molar saving of CH 4 (natural gas). Namely, it is in the use of energy so that one (1) MOL CO 2 is formed from a 1 CH 4 with the supply of atmospheric oxygen O 2 .
Vorteil der vorstehenden Maßnahmen ist, dass ein Trockner durch die Nachrüstung, bei Energiekosten (derzeit) von 90 Euro pro 100 Liter Öl, ökonomisch und ökologisch betrieben wird.Advantage of the above measures is that a dryer by retrofitting, at energy costs (currently) of 90 € per 100 liters of oil, economically and ecologically operated.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den beigefügten Beispielen, die im Zusammenhang mit
Ausführungsbeispieleembodiments
Ausführungsbeispiele sind als Zeichnung dargestellt und werden anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:Embodiments are shown as a drawing and will be explained in more detail with reference to the figures. In detail show:
In
In dem vorliegenden Fall ist die Heizstufe als Heizregister zur indirekten Wärmezufuhr über flüssige, dampfförmige Wärmeträger oder elektr. Strom ausgebildet, die vielfach offen mit einer Einlassöffnung ausgebildet ist. Es sind ebenso andere Heizstufen verbreitet, bei welchen Luft direkt in einem Brenner für gasförmige oder flüssige fossile Energieträger erhitzt wird. Wichtig bei der Ausführung der Heizstufe ist, dass durch die Reduzierung des Luftbedarfes bei der Nachtrocknung die aufgenommene Energie in der Heizstufe bei gleicher Temperatur reduziert wird und dadurch die Vorteile der Einsparungen in der Nachtrocknung erreicht werden.In the present case, the heating stage is used as a heating coil for indirect heat supply via liquid, vaporous heat transfer medium or electr. Stream formed, which is often open with an inlet opening formed. There are also other heat levels common in which air is heated directly in a burner for gaseous or liquid fossil fuels. Important in the execution of the heating stage is that reducing the air consumption during the drying process, the absorbed energy in the heating stage at the same temperature is reduced, and thereby the benefits of savings in the after-drying can be achieved.
Die Luft in dem Saugzug des Trockners
Weitere Vorteile der Erfindung sind im Zusammengang mit der Darstellung von
In
Weiter ist eine Mess-stelle
Vorteil ist eine doppelte Absicherung der volumetrischen Daten, der Verweilzeit t und in dem Fall einer Umluftführung über die Rohrleitung
Vorteil ist, dass der Bedarf an Energie durch die Zuluftinstallation über die Dauer der Nachtrocknung gegenüber den Istwerten begrenzt wird und in dem Brenner nur die notwenige Primärenergie aus Erdgas aufgegeben wird.The advantage is that the demand for energy is limited by the supply air installation over the duration of the drying over the actual values and in the burner only the necessary primary energy from natural gas is given up.
Weiter Vorteile sind die Einsparung an überschüssiger Energie aus der Abluft sowie Einsparungen dadurch, dass die Abluftseite und zwar beginnend ab der Mittelachse der Drehrohres nur mit Restwärme der Luft erwärmt wird sowie der Vorteil einer ökonomischen und ökologischen Verbesserung bei Takt-Trocknern in Wäschereien.Further advantages are the saving of excess energy from the exhaust air and savings in that the exhaust air side and starting from the central axis of the rotary tube is heated only with residual heat of the air and the advantage of an economic and ecological improvement in cycle dryers in laundries.
Weitere Vorteile ergeben sich unter Anwendung des Ersten Hauptsatzes der Wärmelehre und aus dem Zahlenbeispiel über den Wärme- und Stoffaustausch sowie aus der Bilanzierung der Heat and Mass Transfer Operation. Der Erste Hauptsatz der Wärmelehre nach E. Schmidt/Technische Thermodynamik: „Wärme ist eine Energieform, sie kann aus mechanischer Arbeit erzeugt und in solche umgewandelt werden”.Further advantages result from the application of the first law of thermodynamics and from the numerical example of the heat and mass transfer as well as the balancing of the heat and mass transfer operation. The first law of thermodynamics according to E. Schmidt / Technical Thermodynamics: "Heat is an energy form, it can be generated from mechanical work and converted into it."
Weiter gilt das Prinzip der Erhaltung der Energie und aus der Erfahrung bleibt der Erste Hauptsatz auch für Wäscherei-Maschinen richtig, nach E. Schmidt: „Es gibt keine Maschine, die dauernd Energie vernichtet, ohne dass ein gleichwertiger Betrag andere Energie entsteht.”
Die längere Verweilzeit erhöht die Wärmeentnahme pro Nm3 Luft über die Zeit von 16,47 Sekunden, aus Gleichung (2) folgt die Wärmeentnahme aus Luft:
Der wesentliche Vorteil für die Takt-Trockner besteht darin, dass ausgehend von den spezifischen Wärmeübertragungskoeffizienten α von 20 kcal/m2h°C dieser Wert bezogen auf die Wärmenutzung aus Luft um 1050% also einen Faktor 10,5(91,5/8,72) verbessert wird; C) Einsparungen & Ergebnis
D) Weiterer Vorteil und PlausibilitätD) Further advantage and plausibility
Bei einer Erwärmung pro Minute um 2,5°C – als Sollwert – in der Nachtrocknung von Matten, cp = 0,35 kcal/kg,
- (1) werden obige Einsparungen durch den besseren Wärme- und Stoffaustausch realisiert, Einspar-Leistung 60 × 4,05 = 243 kW
- (2) der variable Energieverbrauch geht zurück – minus 243 kW und
- (3) die Nutzwärme (Nutzwärme ist abgeleitete Wärme aus Luft.) hat einen Wert von > 200% des eigentlichen Bedarfes, bemessen an 2,5°C pro Minute Erwärmung.
- (1) the above savings are realized through better heat and mass transfer, saving power 60 × 4.05 = 243 kW
- (2) the variable energy consumption goes down - minus 243 kW and
- (3) the useful heat (useful heat is derived heat from air.) Has a value of> 200% of the actual requirement, measured at 2.5 ° C per minute heating.
Vorteil ist die Zuordnung der Einsparungen auf Personen und Verbraucher,
- – CO2 Gutschriften auf Personen; Fossile Energie auf Fahrzeuge.
- - CO 2 credits to persons; Fossil energy on vehicles.
Der ökonomische und ökologische Wert der Erfindung ergibt sich aus dem erreichten Verbrauch fossiler Energie:
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Gehäusecasing
- 22
- Trocknerdryer
- 33
- ZuluftinstallationZuluftinstallation
- 44
- Rohrleitungpipeline
- 55
- Volumenregler (FC), VolumenstromreglerVolume controller (FC), volumetric flow controller
- 66
- Heizstufeheating stage
- 77
- Trommel, drehbarDrum, rotatable
- 88th
- Ventilatorfan
- 99
- Rohrleitungpipeline
- 1010
- Klappeflap
- 1111
- Rohrleitungpipeline
- 1212
- Trocknerdryer
- 1313
- Trommel, drehbarDrum, rotatable
- 1414
- Heizstufe für GasHeating level for gas
- 1515
- Gehäusecasing
- 1616
- Einlassöffnunginlet port
- 1717
- Liefergrenzedelivery limit
- 1818
- Rohrleitungpipeline
- 1919
- Klappe, verschließbarFlap, lockable
- 2020
- Rohrleitungpipeline
- 2121
- Volumenregler FCVolume controller FC
- 2222
- Drosselstellerestriction
- 2323
- Rohrleitungpipeline
- 2424
- Klappe, verschließbarFlap, lockable
- 2525
- Rohrleitungpipeline
- 2626
- Ventilatorfan
- 2727
- Temperatursensor TlTemperature sensor T1
- 2828
- Steuerschrankcontrol cabinet
- 2929
- Steuersignalcontrol signal
- 3030
- Rohrleitung, Rückführ-Pipeline, recycling
- 3131
- Steuersignalcontrol signal
- 3232
- Mess-stelleMeasuring spot
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102008049034 [0010, 0013] DE 102008049034 [0010, 0013]
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