DE102015008993B4 - Verfahren zum Betreiben einer Lufttrocknungsvorrichtung zum Trocknen von Luft, Lufttrocknungsvorrichtung zum Trocknen von Luft sowie Druckluftanlage - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Lufttrocknungsvorrichtung zum Trocknen von Luft, Lufttrocknungsvorrichtung zum Trocknen von Luft sowie Druckluftanlage Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Lufttrocknungsvorrichtung (10) zum Trocknen von Luft (70), die Lufttrocknungsvorrichtung (10) aufweisend zumindest eine Adsorptionsvorrichtung (20) mit einem ersten Adsorptionsabschnitt (21) und einem zweiten Adsorptionsabschnitt (22), wobei der erste Adsorptionsabschnitt (21) und der zweite Adsorptionsabschnitt (22) abwechselnd zum Trocknen der Luft (70) verwendbar sind, eine Luftzuführung (11) und eine Luftabführung (12), wobei die Luftzuführung (11) zum Zuführen von zu trocknender Luft (70) mit einer Eingangsöffnung (24) der Adsorptionsvorrichtung (20) fluidkommunizierend verbunden ist und die Luftabführung (12) zum Abführen von getrockneter Luft (70) mit einer Ausgangsöffnung (25) der Adsorptionsvorrichtung (20) fluidkommunizierend verbunden ist, und eine Auswerteeinheit (13), umfassend die folgenden Schritte:a) Zuführung von zu trocknender Luft (70) für eine Trocknung im ersten Adsorptionsabschnitt (21),b) Ermittlung eines Gehalts an Kohlendioxid in der Luft (70),c) Auswertung eines Ergebnisses der in Schritt b) durchgeführten Ermittlung durch die Auswerteeinheit (13) undd) Beendigung der Zuführung von zu trocknender Luft (70) zum ersten Adsorptionsabschnitt (21) und Zuführung von zu trocknender Luft (70) für eine Trocknung im zweiten Adsorptionsabschnitt (22), basierend auf einem Ergebnis der in Schritt c) durchgeführten Auswertung, dadurch gekennzeichnet, dassin der Auswertung in Schritt c)ein zeitlicher Mittelwert gebildet wird oder über minimale und maximale Messergebnisse gemittelt wird oder ein zeitliches Ausschlussfenster um einen Wechsel des verwendeten Adsorptionsabschnitts vorgesehen ist undeine Berücksichtigung von kurzzeitigen Schwankungen im ermittelten Gehalt durchgeführt wird,wobei erkannte kurzzeitige Schwankungen als Basis für eine Vornahme eines Wechsels des verwendeten Adsorptionsabschnitts (21, 22) ausgeschlossen werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Lufttrocknungsvorrichtung zum Trocknen von Luft sowie eine Lufttrocknungsvorrichtung zum Trocknen von Luft, die Lufttrocknungsvorrichtung aufweisend zumindest eine Adsorptionsvorrichtung mit einem ersten Adsorptionsabschnitt und einem zweiten Adsorptionsabschnitt, wobei der erste Adsorptionsabschnitt und der zweite Adsorptionsabschnitt abwechselnd zum Trocknen der Luft verwendbar sind, eine Luftzuführung und eine Luftabführung, wobei die Luftzuführung zum Zuführen von zu trocknender Luft mit einer Eingangsöffnung der Adsorptionsvorrichtung fluidkommunizierend verbunden ist und die Luftabführung zum Abführen von getrockneter Luft mit einer Ausgangsöffnung der Adsorptionsvorrichtung fluidkommunizierend verbunden ist, und eine Auswerteeinheit. Ferner betrifft die Erfindung eine Druckluftanlage zum Bereitstellen von verdichteter Luft mit einer Lufttrocknungsvorrichtung.
  • STAND DER TECHNIK
  • Es gibt in der modernen Technik eine Vielzahl von möglichen Einsatzgebieten für Druckluft. Druckluft wird dabei zumeist in einer Druckluftanlage aus Umgebungsluft hergestellt, die in der Druckluftanlage aufbereitet und verdichtet wird. Eine derartige Aufbereitung kann dabei insbesondere eine Trocknung der verdichteten Luft umfassen. Eine Aufgabe der Trocknung der Druckluft ist es dabei, die in der Druckluft enthaltene Feuchtigkeit zu reduzieren, insbesondere auf einen definierten Restwert zu reduzieren. Ein Kondensieren dieser Feuchtigkeit in der Druckluft, beispielsweise ausgelöst durch eine Temperatur- und/oder Druckverringerung, kann dadurch vermieden werden.
  • Für eine derartige Trocknung werden Lufttrocknungsvorrichtungen eingesetzt, die insbesondere oftmals eine Adsorptionsvorrichtung aufweisen. In einer derartigen Adsorptionsvorrichtung wird die zu trocknende Luft durch ein Trockenmittel geleitet, das in einem Adsorptionsabschnitt angeordnet ist. Durch das Trockenmittel wird der Luft Feuchtigkeit durch Adsorption entzogen und die Luft dadurch getrocknet. Darüber hinaus können durch geeignete Trockenmittel der Luft auch andere Bestandteile, insbesondere beispielsweise Kohlendioxid, entzogen werden. Als Trocknen wird somit im Weiteren sowohl eine Adsorption von Feuchtigkeit als auch eine Adsorption von weiteren Luftbestandteilen, insbesondere von Kohlendioxid, verstanden. Eine Adsorption dieser Luftbestandteile ist insbesondere in Bereichen von Vorteil, in denen an die bereitgestellte Druckluft besondere Anforderungen bezüglich einer Zusammensetzung gestellt werden, insbesondere beispielsweise bei einer Verwendung der Druckluft im medizinischen Bereich.
  • Die Adsorptionsvorgänge im Trockenmittel enden bei einer Sättigung des Trockenmittels. Ein weiteres Aufnehmen eines Bestandteils der durchgeleiteten Luft ist dann nicht mehr möglich. Durch eine Regeneration des Trockenmittels, bei der beispielsweise ein Aufheizendes Trockenmittels und/oder ein Einleiten von bereits trockener Luft durch das Trockenmittel vorgenommen wird, wird die adsorbierte Feuchtigkeit beziehungsweise die adsorbierten Luftbestandteile durch das Trockenmittel wieder abgegeben. Der entsprechende Adsorptionsabschnitt kann dann wieder zur Durchführung einer Trocknung verwendet werden. Durch das Vorsehen von einer Adsorptionsvorrichtung mit zumindest zwei fluidmechanisch parallel geschalteten Adsorptionsabschnitten kann ein unterbrechungsfreies oder zumindest im Wesentlichen unterbrechungsfreies Trocknen von Luft ermöglicht werden. Dabei wird einer der beiden Adsorptionsabschnitte jeweils zum Trocknen der Luft verwendet, während sich der andere in einer Regenerationsphase oder einer Ruhephase befindet.
  • Bei bekannten Lufttrocknungsvorrichtungen wird eine Sättigung des Trockenmittels zumeist durch eine Bestimmung einer Feuchte der getrockneten Luft nach einem Durchlaufen der Adsorptionsvorrichtung beziehungsweise eines Adsorptionsabschnittes erkannt, beispielsweise durch eine Taupunktmessung. Dadurch kann ein Adsorptionsabschnitt bis zu einer insbesondere vollständigen Sättigung seines Trockenmittels mit Feuchtigkeit betrieben werden, wodurch sich für den jeweils anderen Adsorptionsabschnitt lange Ruhephasen ergeben. Ein besonders energiesparender Betrieb einer Lufttrocknungsvorrichtung kann dadurch erreicht werden. Diese Vorgehensweise hat allerdings den Nachteil, dass es beispielsweise zu einem Überschreiten von Grenzwerten anderer Luftbestandteile kommen kann, insbesondere bereits bevor eine Sättigung des Trockenmittels mit Feuchtigkeit eingetreten ist. Insbesondere in Bezug auf Kohlendioxid kann dies zu Problemen führen, besonders bei einem Einsatz einer Lufttrocknungsanlage im medizinischen Bereich.
  • In DE 2064137 B werden ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, um adsorptiv Wasser und eine weitere Komponente, insbesondere Kohlendioxid, aus einem Gas zu entfernen. Durch einen Einlass 3 tritt das Gas in eine Anlage ein, die zwei abwechselnd betriebene Adsorber 1 und 2 umfasst. Während der Adsorber 1 auf Adsorption geschaltet ist, wird der Adsorber 2 regeneriert. Ein Adsorber wird von Adsorption auf Regenerierung geschaltet, wenn ein hinter diesem Adsorber angeordnetes Analysengerät einen Kohlendioxid-Gehalt oberhalb einer Schranke von 0,2 ppm misst.
  • In EP 2 111 905 B1 wird ein „swing adsorption system“ mit zwei Adsorbern (adsorption vessels 13, 14, vgl. 3) beschrieben. Der eine Adsorber ist ein einem „on-stream mode“, in welchem ein „adsorbate“ einem Gas entzogen wird, während der andere Adsorber in einem „regeneration mode“ betrieben wird, in welchem adsorbiertes Adsorbat wieder entzogen („desorbed“) wird. Zu reinigendes Gas fließt zu einem Einlass 4, in welchem zwei Einlass-Pfade 5, 6 zu den beiden Adsorbern 13, 14 beginnen. Ein Regler („flow controller 32“) regelt den Fluss eines Reinigungsgases („purge gas“) zu den Adsorbern 13, 14. Ein Kohlendioxid-Sensor 35 misst den CO2-Gehalt im gereinigten Gas und liefert Signale für einen Prozessor 33, der den Regler 32 ansteuert.
  • In DE 10 2012 019 700 B3 wird ein Personenschutzsystem beschrieben, welches einen Hauptraum und einen Kohlendioxid-Adsorber umfasst. Der Kohlendioxid-Adsorber adsorbiert Kohlendioxid aus dem Hauptraum und umfasst einen Korb für losen Atemkalk.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik hat der Erfindung die Aufgabe zugrunde gelegen, diese Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Lufttrocknungsvorrichtung, eine Lufttrocknungsvorrichtung sowie eine Druckluftanlage bereitzustellen, die in besonders einfacher und günstiger Weise eine Lufttrocknung beziehungsweise eine trockene Luft bereitstellen, die hohen Anforderungen, insbesondere im medizinischen Bereich, bezüglich ihrer Zusammensetzung genügt.
  • Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Lufttrocknungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Lufttrocknungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 sowie durch eine Druckluftanlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 15. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung sowie der erfindungsgemäßen Druckluftanlage und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Lufttrocknungsvorrichtung zum Trocknen von Luft, die Lufttrocknungsvorrichtung aufweisend zumindest eine Adsorptionsvorrichtung mit einem ersten Adsorptionsabschnitt und einem zweiten Adsorptionsabschnitt, wobei der erste Adsorptionsabschnitt und der zweite Adsorptionsabschnitt abwechselnd zum Trocknen der Luft verwendbar sind, eine Luftzuführung und eine Luftabführung, wobei die Luftzuführung zum Zuführen von zu trocknender Luft mit einer Eingangsöffnung der Adsorptionsvorrichtung fluidkommunizierend verbunden ist und die Luftabführung zum Abführen von getrockneter Luft mit einer Ausgangsöffnung der Adsorptionsvorrichtung fluidkommunizierend verbunden ist, und eine Auswerteeinheit. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
    1. a) Zuführung von zu trocknender Luft für eine Trocknung im ersten Adsorptionsabschnitt,
    2. b) Ermittlung eines Gehalts an Kohlendioxid in der Luft,
    3. c) Auswertung eines Ergebnisses der in Schritt b) durchgeführten Ermittlung durch die Auswerteeinheit,
    4. d) Beendigung der Zuführung von zu trocknender Luft zum ersten Adsorptionsabschnitt und Zuführung von zu trocknender Luft für eine Trocknung im zweiten Adsorptionsabschnitt, basierend auf einem Ergebnis der in Schritt c) durchgeführten Auswertung.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist zum Betreiben einer Lufttrocknungsvorrichtung ausgebildet. Als Trocknen von Luft wird dabei, wie oben bereits ausgeführt, im Weiteren sowohl ein Entziehen von Feuchtigkeit als auch ein Entziehen von weiteren Luftbestandteilen, insbesondere von Kohlendioxid, verstanden. Die Lufttrocknungsvorrichtung weist dabei zumindest eine Adsorptionsvorrichtung mit einem ersten Adsorptionsabschnitt und einem zweiten Adsorptionsabschnitt auf. Die Adsorptionsabschnitte können dabei bevorzugt identisch oder zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildet sein. Durch die abwechselnde Betreibbarkeit der beiden Adsorptionsabschnitte, die insbesondere durch die gemeinsame Luftzuführung und Luftabführung erreicht wird, kann eine unterbrechungsfreie oder zumindest im Wesentlichen unterbrechungsfreie Trocknung von Luft durch die Lufttrocknungsvorrichtung bereitgestellt werden. Dabei wird jeweils einer der beiden Adsorptionsabschnitte zur Trocknung der Luft verwendet und der jeweils andere Adsorptionsabschnitt gleichzeitig regeneriert. Selbstverständlich kann sich der jeweils andere Adsorptionsabschnitt nach Abschluss der Regeneration auch in einer Ruhephase befinden, wodurch eine deutliche Verringerung eines Energieverbrauchs der Lufttrocknungsvorrichtung erreicht werden kann. Durch die Auswerteeinheit können beispielsweise Messungen von Sensoren empfangen und ausgewertet werden aber auch eine Steuerung der Lufttrocknungsvorrichtung, beispielsweise durch eine Ansteuerung von Ventilen, vorgenommen werden. Selbstverständlich kann die Auswerteeinheit dabei auch in eine übergeordnete Steuereinheit, beispielsweise einer Druckluftanlage, integriert sein.
  • In einem ersten Schritt a) eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird zu trocknende Luft dem ersten Adsorptionsabschnitt zugeführt. Die zu trocknende Luft durchströmt dadurch den ersten Adsorptionsabschnitt. In diesem wird durch Adsorption der zu trocknenden Luft Feuchtigkeit und andere Luftbestandteile, insbesondere Kohlendioxid, entzogen. Die auf diese Weise getrocknete Luft kann dann ihrem Bestimmungsort zugeführt und dort verbraucht beziehungsweise verwendet werden.
  • In Schritt b) eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Gehalt an Kohlendioxid in der Luft ermittelt. Dies kann an verschiedenen Orten, insbesondere auch an mehreren Orten, der Luftführung in der Lufttrocknungsvorrichtung erfolgen, bevorzugt nach dem verwendeten Adsorptionsabschnitt, aber beispielsweise auch vor oder im verwendeten Adsorptionsabschnitt.
  • Selbstverständlich kann das Ermitteln auch in einer Luftführung einer übergeordneten Einheit, beispielsweise einer Druckluftanlage, erfolgen. Auf diese Weise kann ein Gehalt an Kohlendioxid in der Luft, insbesondere in der getrockneten Luft, zu jeder Zeit ermittelt werden.
  • Der Schritt c) eines erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst eine Auswertung eines Ergebnisses der in Schritt b) durchgeführten Ermittlung. Diese Auswertung wird dabei durch beziehungsweise in der Auswerteeinheit durchgeführt. Auf diese Weise kann es ermöglicht werden, beispielsweise einen zu hohen Gehalt an Kohlendioxid zu erkennen. Durch die Auswertung kann es folglich ermöglicht werden, basierend auf der Ermittlung in Schritt b) Maßnahmen zur Steuerung der Lufttrocknungsvorrichtung auszulösen beziehungsweise zu ergreifen.
  • Es hat sich dabei in überraschender Weise herausgestellt, dass oftmals eine Sättigung eines im Adsorptionsabschnitt verwendeten Trockenmittels bezüglich einer Aufnahme an Kohlendioxid schneller erreicht wird, als es beispielsweise eine Sättigung bezüglich einer Aufnahme von Feuchtigkeit. Daher ist, basierend auf einem derartigen Ergebnis einer Sättigung bezüglich Kohlendioxid der in Schritt c) durchgeführten Auswertung, im Schritt d) eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der aktuell für eine Trocknung der Luft verwendete Adsorptionsabschnitt gewechselt wird. Die dafür benötigte Steuerung der Lufttrocknungsvorrichtung kann beispielsweise durch beziehungsweise in der Auswerteeinheit durchgeführt werden. Dafür wird die Zuführung von zu trocknender Luft zum ersten Adsorptionsabschnitt beendet und die zu trocknende Luft dem zweiten Adsorptionsabschnitt zugeführt. Dabei können die Beendigung der Zuführung zum ersten Adsorptionsabschnitt und der Beginn der Zuführung zum zweiten Adsorptionsabschnitt bevorzugt gleichzeitig oder zumindest im Wesentlichen gleichzeitig erfolgen. Selbstverständlich sind aber auch andere zeitliche Abfolgen, beispielsweise die Beendigung vor dem Beginn beziehungsweise umgekehrt, denkbar. Durch den Wechsel des für die Trocknung verwendeten Adsorptionsabschnitts kann somit zu jederzeit ein aufnahmefähiger Adsorptionsabschnitt zur Trocknung von Luft bereitgestellt werden. Nach Abschluss des Schrittes d) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bevorzugt ein erfindungsgemäßes Verfahren beginnend von Schritt a) erneut durchlaufen, wobei der erste und der zweite Adsorptionsabschnitt vertauscht sind. Ein kreislaufartiger Betrieb einer Lufttrocknungsvorrichtung kann dadurch bereitgestellt werden. Insbesondere kann somit durch ein erfindungsgemäßes Verfahren eine Lufttrocknungsvorrichtung derart betrieben werden, dass zu jederzeit getrocknete Luft mit einem niedrigen Gehalt an Kohlendioxid erzeugt werden kann. Da in den Adsorptionsabschnitten eine Sättigung an Kohlendioxid zu meist schneller eintritt als eine Sättigung an Feuchtigkeit beziehungsweise eine Sättigung einer Aufnahme von weiteren Luftbestandteilen, kann dadurch eine trockene und reine Luft mit geringem Feuchtigkeitsgehalt auf besonders einfache und kostengünstige Weise bereitgestellt werden.
  • Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass in Schritt b) auch eine Ermittlung eines Gehalts an Wasser in der trockenen Luft nach der Adsorptionsvorrichtung durchgeführt wird. Durch eine derartige Ermittlung kann in der durch die Lufttrocknungsvorrichtung bereitgestellten getrockneten Luft eine Feuchtigkeit ermittelt werden. Diese Ermittlung als Teil des Schrittes b) eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird automatisch in Schritt c) ausgewertet und bildet in Schritt d) einen Teil der Basis für die Vornahme eines Wechsels des verwendeten Adsorptionsabschnittes. Somit kann es besonders einfach ermöglicht werden, zusätzlich auch einen Feuchtegehalt der getrockneten Luft in die Steuerung der Lufttrocknungsvorrichtung zu integrieren. Dabei kann die Auswertung der Feuchteermittlung alternativ und/oder zusätzlich auslösend für einen Wechsel des verwendeten Adsorptionsabschnittes sein. Ein noch sichererer Betrieb und noch konstantere Eigenschaften der bereitgestellten getrockneten Luft können so erreicht werden.
  • Auch kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend ausgebildet sein, dass in der Auswertung in Schritt c) ein Vergleichen mit zumindest einem Grenzwert, insbesondere mit einem oberen Grenzwert und/oder unteren Grenzwert, durchgeführt wird. Ein Grenzwert kann dabei beispielsweise ein vorgeschriebener, insbesondere gesetzlich vorgeschriebener, Wert für einen minimalen und/oder maximalen Gehalt eines Luftbestandteils in der getrockneten Luft sein. Durch ein Vergleichen mit einem Grenzwert in Schritt c) eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein Über- beziehungsweise Unterschreiten dieses Grenzwerts besonders einfach, schnell und sicher erkannt werden und folglich in Schritt d) eines erfindungsgemäßen Verfahrens als Basis für eine Vornahme eines Wechsels des verwendeten Adsorptionsabschnittes verwendet werden.
  • Darüber hinaus ist bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass in der Auswertung in Schritt c) eine Berücksichtigung von kurzzeitigen Schwankungen im ermittelten Gehalt, insbesondere durch eine Bildung eines Mittelwerts, durchgeführt wird. Derartige Schwankungen im ermittelten Gehalt können beispielsweise durch eine Veränderung eines Betriebs der Lufttrocknungsvorrichtung und/oder einer übergeordneten Einheit, beispielsweise einer Druckluftanlage, auftreten. Als Beispiel sei hier ein gemäß Schritt d) durchgeführter Wechsel des zur Trocknung verwendeten Adsorptionsabschnitts genannt. Derartige kurzzeitige Schwankungen treten nur für kurze Zeit auf und haben dadurch zumeist keinen negativen Einfluss auf die Qualität der durch die Lufttrocknungsvorrichtung bereitgestellten getrockneten Luft. Durch eine Berücksichtigung dieser Schwankungen, wobei insbesondere die Zeit des Auftretens in die Berücksichtigung einfließen kann, können diese kurzzeitigen Schwankungen erkannt und als Basis für eine Vornahme eines Wechsels des verwendeten Adsorptionsabschnittes ausgeschlossen werden. Unnötige Durchführungen eines Wechsels des verwendeten Adsorptionsabschnittes können dadurch vermieden werden. Eine besonders bevorzugte Möglichkeit einer Berücksichtigung stellt dabei beispielsweise eine Bildung eines Mittelwerts dar. Dabei kann beispielsweise ein zeitlicher Mittelwert gebildet werden oder beispielsweise auch über minimale und maximale Messergebnisse gemittelt werden. Selbstverständlich kann eine Berücksichtigung auch in einem zeitlichen Ausschlussfenster bestehen, wobei beispielsweise vorgesehen sein kann, dass Schwankungen bei der Auswertung in Schritt c) ignoriert werden, wenn sie innerhalb eines zeitlichen Ausschlussfensters um einen Wechsel des verwendeten Adsorptionsabschnittes ermittelt wurden.
  • Ferner kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend ausgebildet sein, dass die Ermittlung des Gehalts an Kohlendioxid in der Luftzuführung und/oder in der Luftabführung durchgeführt wird. Durch eine Ermittlung des Gehalts an Kohlendioxid in der Luftabführung kann eine besonders gute Überwachung der Qualität der durch die Lufttrocknungsvorrichtung bereitgestellten Luft durchgeführt werden. Eine Ermittlung des Gehalts an Kohlendioxid in der Luftzuführung hingegen kann bereits eine Überwachung der Luft, die in der Lufttrocknungsvorrichtung der Adsorptionsvorrichtung zugeführt wird, ermöglichen. Wird in der Lufttrocknungsvorrichtung insbesondere Umgebungsluft getrocknet, kann dabei selbstverständlich eine Ermittlung des Gehalts an Kohlendioxid bereits direkt in der verwendeten Umgebungsluft durchgeführt werden. Auch dies stellt eine Ermittlung des Gehalts an Kohlendioxid in der Luftzuführung im Sinne der Erfindung dar. Insbesondere ein hoher oder sogar zu hoher Gehalt an Kohlendioxid kann so besonders frühzeitig erkannt werden. Bevorzugt können beide Ermittlungen durchgeführt und in Schritt c) eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgewertet werden. Eine besonders hohe Sicherheit bezüglich eines Gehalts an Kohlendioxid in der durch die Lufttrocknungsvorrichtung bereitgestellten getrockneten Luft kann dadurch erreicht werden.
  • Besonders bevorzugt kann ferner bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass vor Schritt a) die zu trocknende Luft verdichtet wird. Das Verdichten kann dabei beispielsweise außerhalb aber selbstverständlich auch durch einen Teil der Lufttrocknungsvorrichtung durchgeführt werden. Dadurch kann durch ein erfindungsgemäßes Verfahren auch Druckluft getrocknet und insbesondere mit einem niedrigen Gehalt an Kohlendioxid und insbesondere auch Feuchtigkeit bereitgestellt werden. Besonders vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für eine Lufttrocknungsvorrichtung, die durch ein erfindungsgemäßes Verfahren betrieben wird, können dadurch bereitgestellt werden.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Lufttrocknungsvorrichtung zum Trocknen von Luft, aufweisend zumindest eine Adsorptionsvorrichtung mit einem ersten Adsorptionsabschnitt und einem zweiten Adsorptionsabschnitt, wobei der erste Adsorptionsabschnitt und der zweite Adsorptionsabschnitt abwechselnd zum Trocknen der Luft verwendbar sind, eine Luftzuführung und eine Luftabführung, wobei die Luftzuführung zum Zuführen von zu trocknender Luft mit einer Eingangsöffnung der Adsorptionsvorrichtung fluidkommunizierend verbunden ist und die Luftabführung zum Abführen von getrockneter Luft mit einer Ausgangsöffnung der Adsorptionsvorrichtung fluidkommunizierend verbunden ist, und eine Auswerteeinheit.
  • Die Lufttrocknungsvorrichtung ist zum Trocknen von Luft, insbesondere von Druckluft, ausgebildet und weist zumindest eine Adsorptionsvorrichtung mit einem ersten Adsorptionsabschnitt und einem zweiten Adsorptionsabschnitt auf. Die Adsorptionsabschnitte können dabei bevorzugt identisch oder zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildet sein. Als Trocknen von Luft wird dabei weiterhin sowohl ein Entziehen von Feuchtigkeit als auch ein Entziehen von weiteren Luftbestandteilen, insbesondere von Kohlendioxid, verstanden. Durch die abwechselnde Betreibbarkeit der beiden Adsorptionsabschnitte, die insbesondere durch die gemeinsame Luftzuführung und Luftabführung erreicht wird, kann eine unterbrechungsfreie oder zumindest im Wesentlichen unterbrechungsfreie Trocknung von Luft durch die Lufttrocknungsvorrichtung bereitgestellt werden. Dabei wird jeweils einer der beiden Adsorptionsabschnitte zur Trocknung der Luft verwendet. Der jeweils andere Adsorptionsabschnitt befindet sich gleichzeitig in einer Regenerationsphase beziehungsweise nach Abschluss der Regeneration auch in einer Ruhephase. Eine deutliche Verringerung eines Energieverbrauchs der Lufttrocknungsvorrichtung kann dadurch erreicht werden. Durch die Auswerteeinheit können beispielsweise Messungen von Sensoren empfangen und ausgewertet werden aber auch eine Steuerung der Lufttrocknungsvorrichtung, beispielsweise durch eine Ansteuerung von Ventilen, vorgenommen werden. Selbstverständlich kann die Auswerteeinheit dabei auch in eine übergeordnete Steuereinheit, beispielsweise eine Steuereinheit einer Druckluftanlage, integriert sein.
  • Erfindungsgemäß weist die Lufttrocknungsvorrichtung zumindest einen Kohlendioxid-Sensor auf. Dadurch kann eine Ermittlung eines Gehalts an Kohlendioxid in der Luft in der Lufttrocknungsvorrichtung ermöglicht werden. Je nachdem, wo in der Luftführung der Lufttrocknungsvorrichtung der Kohlendioxid-Sensor angeordnet ist, kann dabei beispielsweise ein Kohlendioxidgehalt der zu trocknenden Luft oder der bereits getrockneten Luft ermittelt werden. Selbstverständlich können auch mehrere Kohlendioxid-Sensoren vorgesehen sein, insbesondere an verschiedenen Orten in der Luftführung der Lufttrocknungsvorrichtung. Die Auswerteeinheit der Lufttrocknungsvorrichtung ist zum Auswerten der Messergebnisse des Kohlendioxid- Sensors ausgebildet. Auswerten im Sinne der Erfindung bedeutet dabei insbesondere, dass ein Gehalt an Kohlendioxid außerhalb eines vorgegebenen Zielbereichs durch die Auswerteeinheit erkannt werden kann. Basierend auf dieser Auswertung, insbesondere wenn der Gehalt an Kohlendioxid außerhalb des vorgegebenen Zielbereichs erkannt wird, kann bei einer erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung ein Wechsel des für eine Trocknung der Luft verwendeten Adsorptionsabschnitts vorgenommen werden. Ein Wechsel bedeutet dabei insbesondere, dass eine Zuführung von Luft zu dem derzeit verwendeten Adsorptionsabschnitt beendet und eine Zuführung zu dem derzeit nicht verwendeten Adsorptionsabschnitt begonnen wird. Die Beendigung und der Beginn können dabei bevorzugt gleichzeitig oder zumindest im Wesentlichen gleichzeitig, aber selbstverständlich auch in beliebiger Reihenfolge erfolgen. Es hat sich insbesondere herausgestellt, dass oftmals in einem Adsorptionsabschnitt eine Sättigung bezüglich einer Aufnahme von Kohlendioxid früher eintritt als eine Sättigung anderer Luftbestandteile, insbesondere beispielsweise ein Gehalt an Feuchtigkeit. Durch eine erfindungsgemäße Lufttrocknungsvorrichtung, bei der ein Wechsel des verwendeten Adsorptionsabschnittes basierend auf einer Kohlendioxidmessung vorgenommen werden kann, kann somit eine besonders hohe Qualität der bereitgestellten, getrockneten Luft ermöglicht werden. insbesondere bei einem Einsatz einer erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung im medizinischen Bereich ist dies vorteilhaft, da in diesem für Luft, insbesondere Druckluft, neben einer niedrigen Feuchte auch ein niedriger Gehalt an Kohlendioxid vorgeschrieben ist.
  • Lösungsgemäß ist die Auswerteeinheit derart ausgeführt, dass bei der Auswertung eines Messergebnisses eine Berücksichtigung von kurzzeitigen Schwankungen im ermittelten Gehalt durchgeführt wird. Erkannte kurzzeitige Schwankungen werden als Basis für eine Vornahme eines Wechsels des verwendeten Adsorptionsabschnitts ausgeschlossen.
  • Besonders bevorzugt kann eine erfindungsgemäße Lufttrocknungsvorrichtung dahingehend ausgebildet sein, dass die Lufttrocknungsvorrichtung durch ein Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung betreibbar ausgebildet ist. Sämtliche Vorteile, die ausführlich in Bezug auf ein Verfahren zum Betreiben einer Lufttrocknungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind, ergeben sich somit auch für eine Lufttrocknungsvorrichtung, die durch ein derartiges Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung betreibbar ausgebildet ist.
  • Auch kann bei einer weiteren Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung vorgesehen sein, dass in der Luftabführung ein Ausgleichsvolumen angeordnet ist. Das Ausgleichsvolumen ist dabei insbesondere mit der Luftabführung fluidkommunizierend verbunden und wird besonders bevorzugt von der getrockneten Luft durchströmt. Ein Ausgleichsvolumen im Sinne der Erfindung kann dabei beispielsweise ein Hohlraum in einem zusätzlich angeordneten Bauteil aber insbesondere auch ein Abschnitt der Luftabführung sein, dessen Strömungsquerschnitt vergrößert ist. Ein derartiges Ausgleichsvolumen ist somit bevorzugt ein passives Element der Luftabführung und kann insbesondere ständig von getrockneter Luft durchströmt sein. Es ist möglich, dass in der getrockneten Luft kurzzeitige Schwankungen im Gehalt an Kohlendioxid auftreten. Eine mögliche Ursache kann dabei beispielsweise ein Wechsel des verwendeten Adsorptionsabschnittes darstellen. Eine derartige kurzzeitige Schwankung kann sich durch Vermischung mit der restlichen, im Luftführungssystem der Lufttrocknungsvorrichtung vorhandenen, Luft jedoch oftmals wieder ausgleichen und hat daher auf eine Qualität der bereitgestellten getrockneten Luft zumeist keinen negativen Einfluss. Durch ein Ausgleichsvolumen kann die für eine derartige Vermischung benötigte Menge an Luft besonders einfach bereitgestellt werden. Kurzzeitige Schwankungen im Gehalt an Kohlendioxid können somit durch ein Ausgleichsvolumen besonders einfach und effektiv ausgeglichen werden. Unnötige Durchführungen eines Wechsels des verwendeten Adsorptionsabschnittes können dadurch vermieden werden.
  • Alternativ und/oder zusätzlich kann bei einer erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung vorgesehen sein, dass der Kohlendioxid-Sensor in der Luftabführung entfernt von der Adsorptionsvorrichtung angeordnet ist. Auch durch eine Anordnung des Kohlendioxid-Sensors entfernt von der Adsorptionsvorrichtung kann sichergestellt werden, dass zwischen der Adsorptionsvorrichtung und dem Ort der Messung des Kohlendioxidgehalts ein derartig großes Volumen an Luft in der Luftführung der Lufttrocknungsvorrichtung vorhanden ist, dass eine Vermischung und ein Ausgleich einer derartigen Schwankung erfolgen kann. Somit können die oben genannten kurzzeitigen Schwankungen im Gehalt an Kohlendioxid auch durch eine derartige Anordnung des Kohlendioxid-Sensors entfernt von der Adsorptionsvorrichtung ausgeglichen werden. Auch in dieser Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung können daher unnötige Durchführungen eines Wechsels des verwendeten Adsorptionsabschnittes vermieden werden.
  • Auch kann eine erfindungsgemäße Lufttrocknungsvorrichtung dahingehend ausgebildet sein, dass die Lufttrocknungsvorrichtung eine Sensorvorrichtung zum Ermitteln eines Gehalts von zumindest einem der folgenden Bestandteile der Luft aufweist:
    • - Wasser
    • - Sauerstoff
    • - Kohlenmonoxid
    • - Öl
    • - Schwefeldioxid
    • - Stickstoffoxid.
  • Selbstverständlich kann jeweils auch ein Gehalt von mehreren dieser Bestandteile ermittelt werden. Auch ist diese Liste nicht abgeschlossen, so dass auch ein Gehalt von Bestandteilen der Luft ermittelt werden kann, die nicht in der Liste aufgenommen sind. Auf diese Weise kann es bei einer erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung ermöglicht werden, neben einem Gehalt an Kohlendioxid auch einen Gehalt zumindest eines weiteren Bestandteils zu ermitteln. Selbstverständlich kann dabei vorgesehen sein, auch diesen ermittelten Gehalt in beziehungsweise durch die Auswerteeinheit auszuwerten und einen Wechsel des verwendeten Adsorptionsabschnittes darauf zu basieren, insbesondere alternativ und/oder zusätzlich zur Auswertung des ermittelten Gehalts an Kohlendioxid. Ein besonders sicherer Betrieb einer erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung und eine besonders gute Qualität der durch eine erfindungsgemäße Lufttrocknungsvorrichtung bereitgestellten getrockneten Luft kann dadurch erreicht werden.
  • Ferner kann bei einer erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung vorgesehen sein, dass zumindest einer der Adsorptionsabschnitte mehrere Trockenmittel umfasst, wobei insbesondere die Trockenmittel im Adsorptionsabschnitt geschichtet angeordnet sind. Bevorzugt weisen alle Adsorptionsabschnitte mehrere Trockenmittel, insbesondere mehrere geschichtet angeordnete Trockenmittel, auf. Verschiedene Trockenmittel können für eine Adsorption von jeweils unterschiedlichen Bestandteilen der zu trocknenden Luft besonders gut geeignet sein. Durch eine Verwendung von mehreren Trockenmitteln kann somit ein Adsorptionsabschnitt geschaffen werden, der besonders gut für eine Adsorption von mehreren verschiedenen Bestandteilen der zu trocknenden Luft ausgebildet ist. Zum einen kann dadurch eine Qualität der durch eine erfindungsgemäße Lufttrocknungsvorrichtung bereitgestellten getrockneten Luft gesteigert werden. Zum anderen ermöglicht ein Einsatz von mehreren Trockenmitteln in einem Adsorptionsabschnitt einen besonders kompakten Aufbau der gesamten Lufttrocknungsvorrichtung, da insbesondere auf separate Adsorptionsabschnitte mit jeweils einem Trockenmittel verzichtet werden kann. Durch eine Schichtung der Trockenmittel im Adsorptionsabschnitt kann insbesondere auch ein Vermischen der einzelnen Trockenmittel verhindert oder zumindest eingeschränkt werden. Dadurch kann beispielsweise ein Austausch eines der Trockenmittel vereinfacht werden, insbesondere im Vergleich zu einem Adsorptionsabschnitt mit vermischten Trockenmitteln.
  • Bevorzugt kann eine erfindungsgemäße Lufttrocknungsvorrichtung dahingehend weiterentwickelt sein, dass zumindest eines der verwendeten Trockenmittel aus folgender Liste gewählt ist:
    • - Molekularsieb
    • - Silikagel
    • - Aktiviertes Aluminium
  • Diese Liste ist nicht abgeschlossen, so dass auch Trockenmittel verwendet werden können, die nicht in der Liste aufgenommen sind. Durch eine Auswahl des verwendeten Trockenmittels kann eine erfindungsgemäße Lufttrocknungsvorrichtung besonders gut an einen Bereich angepasst werden, in dem sie eingesetzt werden soll. Eine besonders bedarfsangepasste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung kann dadurch bereitgestellt werden.
  • Besonders bevorzugt kann ferner bei einer erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung vorgesehen sein, dass zumindest zwei Adsorptionsvorrichtungen vorgesehen sind und dass die zumindest zwei Adsorptionsvorrichtungen fluidmechanisch parallel und/oder seriell angeordnet sind. Insbesondere können dabei die beiden Adsorptionsvorrichtungen identisch oder zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildet sein. Insbesondere durch eine fluidmechanisch parallele Anordnung der beiden Adsorptionsvorrichtungen kann dabei, neben der selbstverständlich möglichen Erhöhung einer Menge an bereitgestellter getrockneter Luft, eine Ausfallsicherheit einer erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung erhöht werden. Bei Ausfall einer der beiden Adsorptionsvorrichtungen kann die andere ohne Verzögerung die Trocknung der Luft übernehmen und so eine Bereitstellung von getrockneter Luft sicherstellen. Bei einer fluidmechanisch seriellen Anordnung hingegen kann eine Trocknungsleistung der gesamten Lufttrocknungsvorrichtung erhöht werden. Insbesondere hinsichtlich einer Trocknung bezüglich eines Gehalts an Wasser und Kohlendioxid kann dies von Vorteil sein, da beispielsweise vorgesehen sein kann, dass die erste Adsorptionsvorrichtung vor allem Wasser adsorbiert und die zweite darauf aufbauend vor allem Kohlendioxid adsorbieren kann. Eine insgesamt noch trockenere Luft, insbesondere hinsichtlich eines Gehalts an Wasser und an Kohlendioxid, kann dadurch bereitgestellt werden.
  • Auch kann eine erfindungsgemäße Lufttrocknungsvorrichtung dahingehend ausgebildet sein, dass in der Luftabführung ein Kohlendioxidabsorber angeordnet ist, wobei der Kohlendioxidabsorber insbesondere Atemkalk aufweist. Durch einen derartigen Kohlendioxidabsorber kann es insbesondere ermöglicht werden, einen Gehalt an Kohlendioxid in der getrockneten Luft weiter zu senken. Insbesondere Atemkalk ist dabei ein besonders geeignetes Material für eine Absorption von Kohlendioxid. Ein nochmals verminderter Gehalt an Kohlendioxid in der bereitgestellten getrockneten Luft kann dadurch ermöglicht werden.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Druckluftanlage zum Bereitstellen von verdichteter Luft, aufweisend eine Lufttrocknungsvorrichtung. Eine erfindungsgemäße Druckluftanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lufttrocknungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Sämtliche Vorteile, die ausführlich in Bezug auf eine Lufttrocknungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind, ergeben sich somit auch für eine Druckluftanlage, die eine derartige Lufttrocknungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung aufweist.
  • Figurenliste
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich, als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Es zeigen jeweils schematisch:
    • 1 eine erste Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung und
    • 2 eine zweite Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung.
  • Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 und 2 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist eine Lufttrocknungsvorrichtung 10 einer Druckluftanlage 60 gemäß der Erfindung gezeigt. Die Lufttrocknungsvorrichtung 10 weist dabei zwei Adsorptionsvorrichtungen 20 auf, die fluidmechanisch parallel angeordnet sind. Durch einen gleichzeitigen Betrieb beider Adsorptionsvorrichtungen 20 kann dabei eine Menge an bereitgestellter getrockneter Luft 70 besonders einfach erhöht werden. Wird nur jeweils eine der Adsorptionsvorrichtungen 20 zum Trocknen von Luft 70 verwendet, stellt die jeweils andere Adsorptionsvorrichtung 20 eine Ausfallsicherung dar. Ein möglichst unterbrechungsfreier Betrieb der erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung 10 kann dadurch sichergestellt werden. Eine Versorgung mit zu trocknender Luft 70 wird durch eine gemeinsame Luftzuführung 11 sichergestellt, wobei durch ein Ventil 14 zu trocknende Luft 70 einer der beiden oder beiden Adsorptionsvorrichtungen 20 zugeleitet werden kann. Dafür ist die Luftzuführung 11 jeweils mit einer Eingangsöffnung 24 der jeweiligen Adsorptionsvorrichtung 20 fluidkommunizierend verbunden. Die Adsorptionsvorrichtungen 20 in der abgebildeten Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung 20 sind identisch ausgebildet und weisen jeweils einen ersten Adsorptionsabschnitt 21 und einen zweiten Adsorptionsabschnitt 22 auf. Eine Steuerung und/oder Regelung einer Zuführung der Luft 70 zu den einzelnen Adsorptionsabschnitten 21, 22 wird durch Ventile 14 vorgenommen. In den Adsorptionsabschnitten 21, 22 sind jeweils geschichtet zwei Trockenmittel 23 angeordnet. Dabei können die einzelnen Trockenmittel 23 jeweils für eine Adsorption eines bestimmten Bestandteils der Luft 70 besonders geeignet sein. Eine insgesamt noch bessere Trocknung der Luft 70 kann dadurch erreicht werden. Das Vorhandensein von zwei, insbesondere identisch ausgebildeten, Adsorptionsabschnitten 21, 22 ermöglicht es, immer einen Adsorptionsabschnitt 21, 22 für eine Trocknung der Luft 70 zu verwenden und gleichzeitig den anderen Adsorptionsabschnitt 22, 21 zu regenerieren. Der andere Adsorptionsabschnitt 22, 21 kann dabei selbstverständlich nach Abschluss der Regeneration in einem energiesparenden Ruhemodus betrieben werden. Nach durchgeführter Trocknung in dem oder der Adsorptionsvorrichtung(en) 20 wird Luft 70 in einer gemeinsamen Luftabführung 12, die jeweils mit einer Ausgangsöffnung 25 der jeweiligen Adsorptionsvorrichtung 20 fluidkommunizierend verbunden ist, abgeführt. Eine Steuerung und/oder Regelung der Abführung wird wiederum durch ein Ansteuern von Ventilen 14 ermöglicht. Um kurzzeitige Schwankungen im Gehalt an Kohlendioxid in der getrockneten Luft 70, wie sie beispielsweise bei einem Umschalten des verwendeten Adsorptionsabschnitts 21, 22 entstehen können, auszugleichen, ist in der Luftabführung 12 ein Ausgleichsvolumen 15 angeordnet. Die im Ausgleichsvolumen 15 vorhandene Luft 70 wirkt dabei als Puffervolumen, das durch Vermischung eine kurzzeitige Schwankung im Gehalt von Kohlendioxid verdünnt und diese somit ausgeglichen werden kann. In der Luftabführung 12 ist ferner ein Kohlendioxidabsorber 50 angeordnet, der insbesondere Atemkalk umfassen kann. Dadurch kann ein Gehalt an Kohlendioxid in der bereitgestellten getrockneten Luft 70 nochmals vermindert werden.
  • Die abgebildete Lufttrocknungsvorrichtung 10 weist neben weiteren Sensorvorrichtungen 40 insbesondere Kohlendioxid-Sensoren 30 auf. Die Sensorvorrichtungen 40 können dabei beispielsweise zum Messen von Wasser, Sauerstoff, Kohlenmonoxid, Öl, Schwefeldioxid und/oder Stickstoffoxid ausgebildet sein. Durch die Kohlendioxid-Sensoren 30 kann ein Gehalt an Kohlendioxid in der Luft 70 ermittelt werden. Ein Messergebnis der Kohlendioxid-Sensoren 30 wird dabei an eine Auswerteeinheit 13 geleitet und in dieser ausgewertet. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass eine Sättigung zumindest eines der Trockenmittel 23 des aktuell verwendeten Adsorptionsabschnittes 21, 22 erkannt werden kann. Dabei wird verwendet, dass eine Sättigung bezüglich einer möglichen Adsorption von Kohlendioxid oftmals früher eintritt als eine Sättigung bezüglich anderer Bestandteile der Luft 70, insbesondere eine Sättigung bezüglich Wasser.
  • Während eines Betriebs der erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung 10 wird Luft 70 zumindest einem der Adsorptionsabschnitte 21, 22 zugeführt. Währenddessen wird mit zumindest einem der Kohlendioxid-Sensoren 30, bevorzugt dem in der Luftableitung 12 angeordneten Kohlendioxid-Sensor 30, ein Gehalt von Kohlendioxid in der getrockneten Luft 70 ermittelt. Dieser ermittelte Gehalt wird in der Auswerteeinheit 13 ausgewertet. Eine Auswertung kann dabei insbesondere einen Vergleich mit einem oberen Grenzwert umfassen. Wird durch die Auswerteeinheit 13 eine Überschreitung dieses Grenzwerts durch den ermittelten Gehalt an Kohlendioxid festgestellt, kann auf eine Sättigung zumindest eines der Trockenmittel 23 des verwendeten Adsorptionsabschnittes 21, 22 geschlossen werden. Basierend auf diesem Ergebnis der Auswertung wird ein Wechsel des verwendeten Adsorptionsabschnittes 21, 22 durchgeführt. Selbstverständlich kann in diese Auswertung auch ein Ergebnis einer Ermittlung eines Gehalts eines weiteren Bestandteils der Luft, beispielsweise Wasser und insbesondere ermittelt durch eine Sensorvorrichtung 40, mit einbezogen werden. Durch Ansteuerung der entsprechenden Ventile 14 wird eine Zuführung von Luft 70 zum aktuell verwendeten Adsorptionsabschnitt 21, 22 der aktiven Adsorptionsvorrichtung 20 gestoppt und eine Zuführung von Luft 70 zum entsprechend anderen Adsorptionsabschnitt 22, 21 begonnen. Das Stoppen und das Aufnehmen können dabei bevorzugt gleichzeitig oder zumindest im Wesentlichen gleichzeitig, aber auch in einer beliebigen zeitlichen Reihenfolge erfolgen. Eine Steuerung beziehungsweise Regelung dieses Wechsels kann dabei beispielsweise durch die Auswerteeinheit 13 durchgeführt werden. Auf diese Weise wird für den Trocknungsvorgang der jeweils andere Adsorptionsabschnitt 22, 21 verwendet und der nicht mehr verwendete Adsorptionsabschnitt 21, 22 kann regeneriert werden. Eine erneute Durchführung dieser Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem nun aktiven Adsorptionsabschnitt 22, 21 ermöglicht einen kreislaufartigen Betrieb einer erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung 10 und dadurch eine im Wesentliche unterbrechungsfreie Bereitstellung von getrockneter Luft 70.
  • 2 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung 10 einer Druckluftanlage 60. Die einzelnen Bestandteile der abgebildeten Lufttrocknungsvorrichtung 10 sind dabei den Bestandteilen der in 1 abgebildeten Lufttrocknungsvorrichtung 10 im Wesentlichen gleich, so dass im Folgenden vor allem auf die Unterschiede der beiden Ausgestaltungsformen eingegangen und ansonsten auf die Beschreibung zu 1 verwiesen wird. So weist auch die in 2 gezeigte Lufttrocknungsvorrichtung 10 zwei Adsorptionsvorrichtungen 20 auf. Auch diese Adsorptionsvorrichtungen 20 weisen jeweils 20 zwei Adsorptionsabschnitte 21, 22 auf, die abwechselnd zum Trocknen der Luft 70 verwendet werden können. Ein Wechsel der verwendeten Adsorptionsabschnitte 21, 22 kann wiederum basierend auf einer in einer Auswerteeinheit 13 durchgeführten Auswertung von durch einen Kohlendioxid-Sensor 30 ermittelten Gehalt an Kohlendioxid in der Luft 70 durchgeführt werden. Ferner ist auch in dieser Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Lufttrocknungsvorrichtung 10 in der Luftabführung 12 ein Ausgleichsvolumen 15 angeordnet. Selbstverständlich ist auch hier bei der Auswertung ein Messergebnis einer weiteren Sensorvorrichtung 40 möglich.
  • Im Gegensatz zur in 1 gezeigten Ausgestaltungsform sind jedoch hier die Adsorptionsvorrichtungen 20 fluidmechanisch nicht parallel sondern seriell angeordnet. So ist insbesondere eine Ausgangsöffnung 25 der einen Adsorptionsvorrichtung 20 mit einer Eingangsöffnung 24 der anderen Adsorptionsvorrichtung 20 über eine Luftzwischenführung 16 fluidkommunizierend verbunden. Auf diese Weise sind immer zumindest zwei Adsorptionsabschnitte 21, 22, je einer aus jeder der beiden Adsorptionsvorrichtungen 20, an der Trocknung 35 der Luft 70 beteiligt. Dadurch kann eine Trocknungsleistung der gesamten Lufttrocknungsvorrichtung 10 erhöht werden. Insbesondere hinsichtlich einer Trocknung bezüglich eines Gehalts an Wasser und Kohlendioxid kann dies von Vorteil sein, da beispielsweise vorgesehen sein kann, dass der verwendete Adsorptionsabschnitt 21, 22 der als erstes durchströmten Adsorptionsvorrichtung 20 vor allem Wasser adsorbiert und der verwendete Adsorptionsabschnitt 21, 22 der anderen Adsorptionsvorrichtung 20 darauf aufbauend vor allem Kohlendioxid adsorbieren kann. Eine insgesamt noch trockenere Luft 70, insbesondere hinsichtlich eines Gehalts an Wasser und an Kohlendioxid, kann dadurch bereitgestellt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Lufttrocknungsvorrichtung
    11
    Luftzuführung
    12
    Luftabführung
    13
    Auswerteeinheit
    14
    Ventil
    15
    Ausgleichsvolumen
    16
    Luftzwischenführung
    20
    Adsorptionsvorrichtung
    21
    Erster Adsorptionsabschnitt
    22
    Zweiter Adsorptionsabschnitt
    23
    Trockenmittel
    24
    Eingangsöffnung
    25
    Ausgangsöffnung
    30
    Kohlendioxid-Sensor
    40
    Sensorvorrichtung
    50
    Kohlendioxidabsorber
    60
    Druckluftanlage
    70
    Luft

Claims (15)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Lufttrocknungsvorrichtung (10) zum Trocknen von Luft (70), die Lufttrocknungsvorrichtung (10) aufweisend zumindest eine Adsorptionsvorrichtung (20) mit einem ersten Adsorptionsabschnitt (21) und einem zweiten Adsorptionsabschnitt (22), wobei der erste Adsorptionsabschnitt (21) und der zweite Adsorptionsabschnitt (22) abwechselnd zum Trocknen der Luft (70) verwendbar sind, eine Luftzuführung (11) und eine Luftabführung (12), wobei die Luftzuführung (11) zum Zuführen von zu trocknender Luft (70) mit einer Eingangsöffnung (24) der Adsorptionsvorrichtung (20) fluidkommunizierend verbunden ist und die Luftabführung (12) zum Abführen von getrockneter Luft (70) mit einer Ausgangsöffnung (25) der Adsorptionsvorrichtung (20) fluidkommunizierend verbunden ist, und eine Auswerteeinheit (13), umfassend die folgenden Schritte: a) Zuführung von zu trocknender Luft (70) für eine Trocknung im ersten Adsorptionsabschnitt (21), b) Ermittlung eines Gehalts an Kohlendioxid in der Luft (70), c) Auswertung eines Ergebnisses der in Schritt b) durchgeführten Ermittlung durch die Auswerteeinheit (13) und d) Beendigung der Zuführung von zu trocknender Luft (70) zum ersten Adsorptionsabschnitt (21) und Zuführung von zu trocknender Luft (70) für eine Trocknung im zweiten Adsorptionsabschnitt (22), basierend auf einem Ergebnis der in Schritt c) durchgeführten Auswertung, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswertung in Schritt c) ein zeitlicher Mittelwert gebildet wird oder über minimale und maximale Messergebnisse gemittelt wird oder ein zeitliches Ausschlussfenster um einen Wechsel des verwendeten Adsorptionsabschnitts vorgesehen ist und eine Berücksichtigung von kurzzeitigen Schwankungen im ermittelten Gehalt durchgeführt wird, wobei erkannte kurzzeitige Schwankungen als Basis für eine Vornahme eines Wechsels des verwendeten Adsorptionsabschnitts (21, 22) ausgeschlossen werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) auch eine Ermittlung eines Gehalts an Wasser in der trockenen Luft (70) nach der Adsorptionsvorrichtung (20) durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswertung in Schritt c) ein Vergleichen mit zumindest einem Grenzwert, insbesondere mit einem oberen Grenzwert und/oder unteren Grenzwert, durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Gehalts an Kohlendioxid in der Luftzuführung (11) und/oder in der Luftabführung (12) durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt a) die zu trocknende Luft (70) verdichtet wird.
  6. Lufttrocknungsvorrichtung (10) zum Trocknen von Luft, aufweisend zumindest eine Adsorptionsvorrichtung (20) mit einem ersten Adsorptionsabschnitt (21) und einem zweiten Adsorptionsabschnitt (22), wobei der erste Adsorptionsabschnitt (21) und der zweite Adsorptionsabschnitt (22) abwechselnd zum Trocknen der Luft (70) verwendbar sind, eine Luftzuführung (11) und eine Luftabführung (12), wobei die Luftzuführung (11) zum Zuführen von zu trocknender Luft (70) mit einer Eingangsöffnung (24) der Adsorptionsvorrichtung (20) fluidkommunizierend verbunden ist und die Luftabführung (12) zum Abführen von getrockneter Luft (70) mit einer Ausgangsöffnung (25) der Adsorptionsvorrichtung (20) fluidkommunizierend verbunden ist, und eine Auswerteeinheit (13), wobei die Lufttrocknungsvorrichtung (10) zumindest einen Kohlendioxid-Sensor (30) aufweist und wobei basierend auf einer Auswertung eines Messergebnis des zumindest einen Kohlendioxid-Sensors (30) durch die Auswerteeinheit (13) der zur Trocknung der Luft verwendete Adsorptionsabschnitts (21, 22) wechselbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (13) derart ausgeführt ist, dass ein zeitlicher Mittelwert gebildet wird oder über minimale und maximale Messergebnisse gemittelt wird oder ein zeitliches Ausschlussfenster um einen Wechsel des verwendeten Adsorptionsabschnitts vorgesehen ist und bei der Auswertung eines Messergebnisses eine Berücksichtigung von kurzzeitigen Schwankungen im ermittelten Gehalt durchgeführt wird, wobei erkannte kurzzeitige Schwankungen als Basis für eine Vornahme eines Wechsels des verwendeten Adsorptionsabschnitts (21, 22) ausgeschlossen werden.
  7. Lufttrocknungsvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufttrocknungsvorrichtung (10) durch ein Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 5 betreibbar ausgebildet ist.
  8. Lufttrocknungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Anspruche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Luftabführung (12) ein Ausgleichsvolumen (15) angeordnet ist.
  9. Lufttrocknungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Anspruche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlendioxid-Sensor (30) in der Luftabführung (12) entfernt von der Adsorptionsvorrichtung (20) angeordnet ist.
  10. Lufttrocknungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Anspruche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufttrocknungsvorrichtung (10) eine Sensorvorrichtung (40) zum Ermitteln eines Gehalts von zumindest einem der folgenden Bestandteile der Luft (70) aufweist: - Wasser, - Sauerstoff, - Kohlenmonoxid, - Öl, - Schwefeldioxid, - Stickstoffoxid.
  11. Lufttrocknungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Anspruche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Adsorptionsabschnitte (21, 22) mehrere Trockenmittel (23) umfasst, wobei insbesondere die Trockenmittel (23) im Adsorptionsabschnitt (21, 22) geschichtet angeordnet sind.
  12. Lufttrocknungsvorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der verwendeten Trockenmittel (23) aus folgender Liste gewählt ist: - Molekularsieb, - Silikagel, - aktiviertes Aluminium.
  13. Lufttrocknungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Anspruche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Adsorptionsvorrichtungen (20) vorgesehen sind und dass die zumindest zwei Adsorptionsvorrichtungen (20) fluidmechanisch parallel und/oder seriell angeordnet sind.
  14. Lufttrocknungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Anspruche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Luftabführung (12) ein Kohlendioxidabsorber (50) angeordnet ist, wobei der Kohlendioxidabsorber (50) insbesondere Atemkalk aufweist.
  15. Druckluftanlage (60) zum Bereitstellen von verdichteter Luft (70), aufweisend eine Lufttrocknungsvorrichtung (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Lufttrocknungsvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Anspruche 6 bis 14 ausgebildet ist.
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