DE102022124980A1 - Method for drying air using an adsorption dryer - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Trocknen von Luft (1) mit einem Adsorptionstrockner (2), aufweisend zumindest die folgenden Schritte:a) Leiten der Luft (1) durch einen Trockenmittelrotor (3) des Adsorptionstrockners (2);b) Bestimmen einer ersten absoluten Feuchte der Luft (1) stromaufwärts des Trockenmittelrotors (3) und/oder einer zweiten absoluten Feuchte der Luft (1) stromabwärts des Trockenmittelrotors (3) und/oder Bestimmen einer ersten Wasserbeladung der Luft (1) stromaufwärts des Trockenmittelrotors (3) und/oder einer zweiten Wasserbeladung der Luft (1) stromabwärts des Trockenmittelrotors (3); undc) Steuern zumindest eines Betriebsparameters des Adsorptionstrockners (2) in Abhängigkeit der ersten absoluten Feuchte der Luft (1), der zweiten absoluten Feuchte der Luft (1) oder einer Differenz zwischen der ersten absoluten Feuchte der Luft (1) und der zweiten absoluten Feuchte der Luft (1) und/oder Steuern des zumindest einen Betriebsparameters des Adsorptionstrockners (2) in Abhängigkeit der ersten Wasserbeladung der Luft (1), der zweiten Wasserbeladung der Luft (1) oder einer Differenz zwischen der ersten Wasserbeladung der Luft (1) und der zweiten Wasserbeladung der Luft (1).Method for drying air (1) with an adsorption dryer (2), comprising at least the following steps: a) passing the air (1) through a desiccant rotor (3) of the adsorption dryer (2); b) determining a first absolute humidity of the air (1) upstream of the desiccant rotor (3) and/or a second absolute humidity of the air (1) downstream of the desiccant rotor (3) and/or determining a first water loading of the air (1) upstream of the desiccant rotor (3) and/or a second Water loading of the air (1) downstream of the desiccant rotor (3); andc) controlling at least one operating parameter of the adsorption dryer (2) depending on the first absolute humidity of the air (1), the second absolute humidity of the air (1) or a difference between the first absolute humidity of the air (1) and the second absolute humidity the air (1) and/or controlling the at least one operating parameter of the adsorption dryer (2) depending on the first water loading of the air (1), the second water loading of the air (1) or a difference between the first water loading of the air (1) and the second water loading of the air (1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Luft mit einem Adsorptionstrockner. Das Verfahren ist beispielsweise zur Trinkwassergewinnung, Bautrocknung und/oder zum Trocknen von Luft für technische Anwendungen verwendbar.The present invention relates to a method for drying air using an adsorption dryer. The process can be used, for example, for producing drinking water, drying buildings and/or for drying air for technical applications.
Adsorptionstrockner können Luft mit einem mit Trockenmittel beschichteten Trockenmittelrotor entfeuchten. Bei dem Trockenmittel kann es sich beispielsweise um Metallsilikat oder Silikagel handeln. Die zu entfeuchtende Luft wird durch den Trockenmittelrotor geleitet, der um eine Drehachse rotiert. Das Trockenmittel entzieht dabei der Luft Feuchtigkeit bzw. Wasserdampf. Um die entzogene Feuchtigkeit wieder aus dem Trockenmittel auszutreiben, kann der Trockenmittelrotor beispielsweise in Gegenrichtung mit heißer Luft durchströmt werden. Nachteilig an den bekannten Adsorptionstrocknern ist deren hoher Energiebedarf.Adsorption dryers can dehumidify air using a desiccant rotor coated with desiccant. The desiccant can be metal silicate or silica gel, for example. The air to be dehumidified is passed through the desiccant rotor, which rotates around an axis of rotation. The desiccant removes moisture or water vapor from the air. In order to expel the moisture removed from the desiccant, hot air can be passed through the desiccant rotor in the opposite direction, for example. The disadvantage of the known adsorption dryers is their high energy consumption.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere ein Verfahren zum Trocknen von Luft mit einem Adsorptionstrockner anzugeben, das sich durch einen geringeren Energiebedarf auszeichnet.The object of the invention is therefore to at least partially solve the problems described with reference to the prior art and in particular to provide a method for drying air with an adsorption dryer, which is characterized by a lower energy requirement.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.This task is solved using a method according to the features of the independent patent claim. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims. It should be noted that the features listed individually in the patent claims can be combined with one another in any technologically sensible manner and define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the patent claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred embodiments of the invention being presented.
Hierzu trägt ein Verfahren zum Trocknen von Luft mit einem Adsorptionstrockner bei, das zumindest die folgenden Schritte aufweist:
- a) Leiten der Luft durch einen Trockenmittelrotor des Adsorptionstrockners;
- b) Bestimmen einer ersten absoluten Feuchte der Luft stromaufwärts des Trockenmittelrotors und/oder einer zweiten absoluten Feuchte der Luft stromabwärts des Trockenmittelrotors und/oder Bestimmen einer ersten Wasserbeladung der Luft stromaufwärts des Trockenmittelrotors und/oder einer zweiten Wasserbeladung der Luft stromabwärts des Trockenmittelrotors; und
- c) Steuern zumindest eines Betriebsparameters des Adsorptionstrockners in Abhängigkeit der ersten absoluten Feuchte der Luft, der zweiten absoluten Feuchte der Luft oder einer Differenz zwischen der ersten absoluten Feuchte der Luft und der zweiten absoluten Feuchte der Luft und/oder Steuern des zumindest einen Betriebsparameters des Adsorptionstrockners in Abhängigkeit der ersten Wasserbeladung der Luft, der zweiten Wasserbeladung der Luft oder einer Differenz zwischen der ersten Wasserbeladung der Luft und der zweiten Wasserbeladung der Luft.
- a) passing the air through a desiccant rotor of the adsorption dryer;
- b) determining a first absolute humidity of the air upstream of the desiccant rotor and/or a second absolute humidity of the air downstream of the desiccant rotor and/or determining a first water loading of the air upstream of the desiccant rotor and/or a second water loading of the air downstream of the desiccant rotor; and
- c) controlling at least one operating parameter of the adsorption dryer depending on the first absolute humidity of the air, the second absolute humidity of the air or a difference between the first absolute humidity of the air and the second absolute humidity of the air and / or controlling the at least one operating parameter of the adsorption dryer depending on the first water loading of the air, the second water loading of the air or a difference between the first water loading of the air and the second water loading of the air.
Die Schritte a), b) und/oder c) können zumindest teilweise gleichzeitig durchgeführt werden.Steps a), b) and/or c) can be carried out at least partially simultaneously.
Bei der zu trocknenden Luft handelt es sich insbesondere um einen gasförmigen Stoff, der beispielsweise in der Erdatmosphäre anzutreffen ist und/oder hauptsächlich Stickstoff sowie Sauerstoff umfasst. Der Adsorptionstrockner kann ein Gehäuse, beispielsweise mit einer Gehäusehöhe von bis zu 2 m [Meter], einer Gehäusebreite von bis zu 1 m und/oder einer Gehäusetiefe von bis zu 1 m, aufweisen.The air to be dried is in particular a gaseous substance that can be found, for example, in the earth's atmosphere and/or mainly comprises nitrogen and oxygen. The adsorption dryer can have a housing, for example with a housing height of up to 2 m [meters], a housing width of up to 1 m and/or a housing depth of up to 1 m.
Bei dem Adsorptionstrockner handelt es sich um einen Luftentfeuchter, der der Luft unter Nutzung der Eigenschaften eines hygroskopischen Trockenmittels bzw. Sorptionsmittels Feuchtigkeit bzw. Wasserdampf entzieht. Bei dem Trockenmittel kann es sich zum Beispiel um Metallsilikat und/oder Silikagel handeln. Der Adsorptionstrockner weist einen Trockenmittelrotor auf, in dem das Trockenmittel angeordnet und/oder der zumindest teilweise mit dem Trockenmittel beschichtet ist. Beispielsweise kann der Trockenmittelrotor eine von der Luft durchströmbare Wabenstruktur aufweisen, die mit dem Trockenmittel zumindest teilweise beschichtet ist. Der Trockenmittelrotor kann mit einem (insbesondere elektrischen) Antrieb um eine Drehachse antreibbar sein. Der Trockenmittelrotor kann in dem Gehäuse des Adsorptionstrockners drehbar gelagert sein. Der Trockenmittelrotor kann (insbesondere parallel zu der Drehachse) eine Rotorlänge von beispielsweise 50 mm [Millimeter] bis 600 mm und/oder (insbesondere orthogonal zu der Drehachse) einen Rotordurchmesser von beispielsweise 200 mm bis 2000 mm aufweisen.The adsorption dryer is a dehumidifier that removes moisture or water vapor from the air using the properties of a hygroscopic desiccant or sorbent. The desiccant can be, for example, metal silicate and/or silica gel. The adsorption dryer has a desiccant rotor in which the desiccant is arranged and/or which is at least partially coated with the desiccant. For example, the desiccant rotor can have a honeycomb structure through which air can flow and which is at least partially coated with the desiccant. The desiccant rotor can be driven about an axis of rotation with a (particularly electric) drive. The desiccant rotor can be rotatably mounted in the housing of the adsorption dryer. The desiccant rotor can have a rotor length of, for example, 50 mm [millimeters] to 600 mm (in particular parallel to the axis of rotation) and/or (in particular orthogonal to the axis of rotation) a rotor diameter of, for example, 200 mm to 2000 mm.
Der Trockenmittelrotor durchläuft bei seiner Drehung um die Drehachse einen Trocknungsabschnitt des Adsorptionstrockners, in dem der Trockenmittelrotor (insbesondere parallel zu der Drehachse) in einem Schritt a) mit der zu trocknenden Luft durchströmbar ist. Der Trocknungsabschnitt kann sich beispielsweise um 30° bis 270° um die Drehachse erstrecken. Dies kann bedeuten, dass der Trockenmittelrotor nur in einem Bereich mit der zu trocknenden Luft durchströmbar ist, der sich in dem Trocknungsabschnitt des Adsorptionstrockners befindet. DerTrocknungsabschnitt ist in dem Adsorptionstrockner insbesondere ortsfest ausgebildet bzw. dreht sich nicht mit dem Trockenmittelrotor mit.As it rotates about the axis of rotation, the desiccant rotor passes through a drying section of the adsorption dryer, in which the air to be dried can flow through the desiccant rotor (in particular parallel to the axis of rotation) in a step a). The drying section can extend, for example, by 30° to 270° around the axis of rotation. This can mean that the desiccant rotor only works in one area with the Air to be dried can flow through, which is located in the drying section of the adsorption dryer. The drying section in the adsorption dryer is in particular designed to be stationary or does not rotate with the desiccant rotor.
Beim Trocknen der Luft wird die Luft durch den Trocknungsabschnitt des Adsorptionstrockners geleitet. Dabei strömt die zu trocknende Luft, insbesondere (im Wesentlichen) parallel zu der Drehachse, von einer ersten Stirnseite des Trockenmittelrotors zu einer zweiten Stirnseite des Trockenmittelrotors und/oder laminar, durch den Teil des Trockenmittelrotors, der sich in dem Trocknungsabschnitt des Adsorptionstrockners befindet. Die Luft kommt mit dem Trockenmittel in Kontakt, wodurch die Feuchtigkeit der Luft durch das Trockenmittel zumindest teilweise adsorbiert wird. Hierbei kann eine relative Feuchte der Luft beispielsweise auf bis zu 5 % gesenkt werden.When drying the air, the air is passed through the drying section of the adsorption dryer. The air to be dried flows, in particular (essentially) parallel to the axis of rotation, from a first end face of the desiccant rotor to a second end face of the desiccant rotor and/or laminarly, through the part of the desiccant rotor that is located in the drying section of the adsorption dryer. The air comes into contact with the desiccant, whereby the moisture in the air is at least partially adsorbed by the desiccant. The relative humidity of the air can be reduced to up to 5%, for example.
DerTrockenmittelrotor kann in einem Regenerationsabschnitt des Adsorptionstrockners mithilfe einer Regenerationsluft regeneriert werden. Der Trockenmittelrotor durchläuft bei seiner Drehung um die Drehachse den Regenerationsabschnitt des Adsorptionstrockners. Der Regenerationsabschnitt kann sich beispielsweise um 45° bis 330° um die Drehachse des Trockenmittelrotors erstrecken. Dies kann bedeuten, dass der Trockenmittelrotor nur in einem Bereich mit der Regenerationsluft durchströmt wird, der sich in dem Regenerationsabschnitt des Adsorptionstrockners befindet. Der Regenerationsabschnitt ist in dem Adsorptionstrockner insbesondere ortsfest ausgebildet bzw. dreht sich nicht mit dem Trockenmittelrotor mit. Beim Regenerieren wird die adsorptiv im Trockenmittel gebundene Feuchtigkeit ausgetrieben bzw. abgeführt, sodass das Trockenmittel anschließend in dem Trocknungsabschnitt des Adsorptionstrockners wieder Feuchtigkeit der Luft adsorbieren kann. Das Regenerieren erfolgt mittels der Regenerationsluft, mit der derTrockenmittelrotor in dem Regenerationsabschnitt durchströmbar ist. Das Durchströmen des Trockenmittelrotors mit der Regenerationsluft kann insbesondere (im Wesentlichen) parallel zu der Drehachse des Trockenmittelrotors, (im Wesentlichen) laminar, von der zweiten Stirnseite des Trockenmittelrotors zu der ersten Stirnseite des Trockenmittelrotors und/oder im Vergleich zur zu entfeuchtenden Luft in eine entgegengesetzte Richtung erfolgen. Die Regenerationsluft kann durch eine Zirkulationsleitung zirkulieren, die beispielsweise nach Art einer Rohrleitung ausgebildet sein kann.The desiccant rotor can be regenerated in a regeneration section of the adsorption dryer using regeneration air. As the desiccant rotor rotates around the axis of rotation, it passes through the regeneration section of the adsorption dryer. The regeneration section can extend, for example, by 45° to 330° around the axis of rotation of the desiccant rotor. This can mean that the regeneration air only flows through the desiccant rotor in an area that is located in the regeneration section of the adsorption dryer. The regeneration section is designed to be stationary in the adsorption dryer or does not rotate with the desiccant rotor. During regeneration, the adsorptively bound moisture in the desiccant is expelled or removed, so that the desiccant can then adsorb moisture in the air again in the drying section of the adsorption dryer. The regeneration takes place using the regeneration air, which can flow through the desiccant rotor in the regeneration section. The regeneration air can flow through the desiccant rotor in particular (essentially) parallel to the axis of rotation of the desiccant rotor, (essentially) laminar, from the second end face of the desiccant rotor to the first end face of the desiccant rotor and/or in an opposite direction compared to the air to be dehumidified direction. The regeneration air can circulate through a circulation line, which can be designed, for example, in the manner of a pipeline.
Zum Regenerieren des Trockenmittelrotors bzw. des Trockenmittels muss die Regenerationsluft auf eine zum Regenerieren geeignete Temperatur (beispielsweise mindestens 100 °C [Celsius]) erwärmt werden. Hierzu kann der Adsorptionstrockner zumindest einen Erhitzer aufweisen, durch den die Regenerationsluft zumindest teilweise auf die zum Regenerieren geeignete Temperatur erwärmbar ist. Der zumindest eine Erhitzer kann die Regenerationsluft beispielsweise elektrisch oder mit Gas erhitzen und/oder nach Art eines Solarabsorbers ausgebildet sein.To regenerate the desiccant rotor or the desiccant, the regeneration air must be heated to a temperature suitable for regeneration (for example at least 100 °C [Celsius]). For this purpose, the adsorption dryer can have at least one heater, through which the regeneration air can be at least partially heated to the temperature suitable for regeneration. The at least one heater can heat the regeneration air, for example electrically or with gas, and/or can be designed in the manner of a solar absorber.
In einem Schritt b) wird eine erste absolute Feuchte der Luft stromaufwärts des Trockenmittelrotors und/oder eine zweite absolute Feuchte der Luft stromabwärts des Trockenmittelrotors bestimmt. Dies bedeutet insbesondere, dass die erste absolute Feuchte der Luft bestimmt wird, bevor die Luft den Trockenmittelrotor durchströmt hat und/oder dass die zweite absolute Feuchte der Luft bestimmt wird, nachdem die Luft den Trockenmittelrotor durchströmt hat. Im Schritt b) kann entweder die erste absolute Feuchte der Luft, die zweite absolute Feuchte der Luft oder die erste und zweite absolute Feuchte der Luft bestimmt werden.In a step b), a first absolute humidity of the air upstream of the desiccant rotor and/or a second absolute humidity of the air downstream of the desiccant rotor is determined. This means in particular that the first absolute humidity of the air is determined before the air has flowed through the desiccant rotor and/or that the second absolute humidity of the air is determined after the air has flowed through the desiccant rotor. In step b) either the first absolute humidity of the air, the second absolute humidity of the air or the first and second absolute humidity of the air can be determined.
Alternativ oder kumulativ wird im Schritt b) eine erste Wasserbeladung der Luft stromaufwärts des Trockenmittelrotors und/oder eine zweite Wasserbeladung der Luft stromabwärts des Trockenmittelrotors bestimmt. Dies bedeutet insbesondere, dass die erste Wasserbeladung der Luft bestimmt wird, bevor die Luft den Trockenmittelrotor durchströmt hat und/oder dass die zweite Wasserbeladung der Luft bestimmt wird, nachdem die Luft den Trockenmittelrotor durchströmt hat. Im Schritt b) kann entweder die erste Wasserbeladung der Luft, die zweite Wasserbeladung der Luft oder die erste und zweite Wasserbeladung der Luft bestimmt werden.Alternatively or cumulatively, in step b), a first water loading of the air upstream of the desiccant rotor and/or a second water loading of the air downstream of the desiccant rotor is determined. This means in particular that the first water loading of the air is determined before the air has flowed through the desiccant rotor and/or that the second water loading of the air is determined after the air has flowed through the desiccant rotor. In step b) either the first water loading of the air, the second water loading of the air or the first and second water loading of the air can be determined.
Das Bestimmen der ersten absoluten Feuchte und/oder der ersten Wasserbeladung der Luft kann mit einem ersten Feuchtigkeitssensor erfolgen. Das Bestimmen der zweiten absoluten Feuchte und/oder der zweiten Wasserbeladung der Luft kann mit einem zweiten Feuchtigkeitssensor erfolgen. Der erste Feuchtigkeitssensor kann beispielsweise in und/oder an einem Zuführkanal für die Luft und/oder der zweite Feuchtigkeitssensor in und/oder an einem Abluftkanal für die Luft angeordnet sein. Der erste Feuchtigkeitssensor und/oder der zweite Feuchtigkeitssensor können, insbesondere datenleitend, mit einer Steuerung des Adsorptionstrockners verbunden sein. Die Steuerung kann nach Art eines Mikrocontrollers ausgebildet sein.Determining the first absolute humidity and/or the first water loading of the air can be done with a first humidity sensor. Determining the second absolute humidity and/or the second water loading of the air can be done with a second humidity sensor. The first moisture sensor can be arranged, for example, in and/or on a supply duct for the air and/or the second moisture sensor in and/or on an exhaust duct for the air. The first moisture sensor and/or the second moisture sensor can be connected, in particular in a data-conducting manner, to a control of the adsorption dryer. The control can be designed in the manner of a microcontroller.
In einem Schritt c) wird zumindest ein Betriebsparameter des Adsorptionstrockners in Abhängigkeit der ersten absoluten Feuchte der Luft, der zweiten absoluten Feuchte der Luft und/oder einer Differenz zwischen der ersten absoluten Feuchte der Luft und der zweiten absoluten Feuchte der Luft gesteuert bzw. geregelt. Alternativ oder kumulativ wird im Schritt c) der zumindest eine Betriebsparameter des Adsorptionstrockners in Abhängigkeit der ersten Wasserbeladung der Luft, der zweiten Wasserbeladung der Luft und/oder einer Differenz zwischen der ersten Wasserbeladung der Luft und der zweiten Wasserbeladung der Luft gesteuert bzw. geregelt. Über die erste absolute Feuchte und/oder die erste Wasserbeladung der Luft kann eine erforderliche Trocknungsleistung des Adsorptionstrockners bestimmt werden. Je höher die erste absolute Feuchte und/oder die erste Wasserbeladung der Luft ist, desto höher kann die erforderliche Trocknungsleistung des Adsorptionstrockners sein, um eine gewünschte zweite absolute Feuchte und/oder zweite Wasserbeladung der Luft zu erreichen. Anhand der zweiten absoluten Feuchte und/oder der zweiten Wasserbeladung der Luft kann bestimmt werden, ob die Trocknungsleistung des Adsorptionstrockners ausreichend ist und/oder ob die zweite absolute Feuchte und/oder die zweite Wasserbeladung der Luft einer gewünschten absoluten Feuchte und/oder einer gewünschten Wasserbeladung der Luft entspricht bzw. diese unterschreitet. Über die Differenz zwischen der ersten absoluten Feuchtigkeit der Luft und der zweiten absoluten Feuchtigkeit der Luft bzw. einen zeitlichen Verlauf der Differenz kann insbesondere eine Feuchtigkeitssättigung des Trockenmittels des Trockenmittelrotors bestimmt werden. Alternativ oder kumulativ kann über die Differenz zwischen der ersten Wasserbeladung der Luft und der zweiten Wasserbeladung der Luft bzw. einen zeitlichen Verlauf der Differenz insbesondere die Feuchtigkeitssättigung des Trockenmittels des Trockenmittelrotors bestimmt werden. Je geringer die Differenz ist bzw. je langsamer sich die Differenz verringert, desto höher ist die Feuchtigkeitssättigung des Trockenmittels. Bei dem zumindest einen Betriebsparameter des Adsorptionstrockners handelt es sich insbesondere um einen Betriebsparameter, der Einfluss auf einen Energieverbrauch des Adsorptionstrockners hat. Hierdurch ist der Adsorptionstrockner besonders energieeffizient betreibbar. Der zumindest eine Betriebsparameter des Adsorptionstrockners kann insbesondere durch die Steuerung des Adsorptionstrockners gesteuert werden.In a step c), at least one operating parameter of the adsorption dryer is controlled or regulated depending on the first absolute humidity of the air, the second absolute humidity of the air and / or a difference between the first absolute humidity of the air and the second absolute humidity of the air. Alternatively or cumulatively, in step c) the at least one Operating parameters of the adsorption dryer are controlled or regulated depending on the first water loading of the air, the second water loading of the air and / or a difference between the first water loading of the air and the second water loading of the air. A required drying performance of the adsorption dryer can be determined via the first absolute humidity and/or the first water load in the air. The higher the first absolute humidity and/or the first water loading of the air, the higher the required drying performance of the adsorption dryer can be in order to achieve a desired second absolute humidity and/or second water loading of the air. Based on the second absolute humidity and/or the second water loading of the air, it can be determined whether the drying performance of the adsorption dryer is sufficient and/or whether the second absolute humidity and/or the second water loading of the air has a desired absolute humidity and/or a desired water loading corresponds to or falls below the air. In particular, a moisture saturation of the desiccant of the desiccant rotor can be determined via the difference between the first absolute humidity of the air and the second absolute humidity of the air or a time course of the difference. Alternatively or cumulatively, the moisture saturation of the desiccant of the desiccant rotor can be determined via the difference between the first water loading of the air and the second water loading of the air or a time course of the difference. The smaller the difference or the slower the difference decreases, the higher the moisture saturation of the desiccant. The at least one operating parameter of the adsorption dryer is in particular an operating parameter that influences energy consumption of the adsorption dryer. This means that the adsorption dryer can be operated in a particularly energy-efficient manner. The at least one operating parameter of the adsorption dryer can be controlled in particular by the control of the adsorption dryer.
In Schritt c) kann als Betriebsparameter eine Strömungsgeschwindigkeit und/oder ein Volumenstrom der in Schritt a) durch den Trockenmittelrotor geleiteten Luft gesteuert werden. Die Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit und/oder des Volumenstroms der Luft kann beispielsweise über eine Anpassung einer Leistung eines ersten Gebläses erfolgen.In step c), a flow velocity and/or a volume flow of the air passed through the desiccant rotor in step a) can be controlled as operating parameters. The flow speed and/or the volume flow of the air can be controlled, for example, by adjusting the power of a first blower.
In Schritt c) kann als Betriebsparameter eine Bewegung des Trockenmittelrotors gesteuert werden. Insbesondere kann eine Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit gesteuert werden, mit der der Trockenmittelrotor um die Drehachse gedreht wird. Die Bewegung des Trockenmittelrotors kann beispielsweise über eine Anpassung einer Antriebsleistung des Antriebs des Trockenmittelrotors gesteuert werden.In step c), a movement of the desiccant rotor can be controlled as an operating parameter. In particular, a speed or rotational speed with which the desiccant rotor is rotated about the axis of rotation can be controlled. The movement of the desiccant rotor can be controlled, for example, by adjusting a drive power of the drive of the desiccant rotor.
Die Bewegung des Trockenmittelrotors kann gestoppt werden, bis dass die Differenz zwischen der ersten absoluten Feuchte der Luft und der zweiten absoluten Feuchte der Luft einen (ersten) Grenzwert und/oder bis dass die Differenz zwischen der ersten Wasserbeladung der Luft und der zweiten Wasserbeladung der Luft einen (zweiten) Grenzwert unterschreitet. Dies kann insbesondere bedeuten, dass die Bewegung des Trockenmittelrotors gestoppt wird, bis dass die Feuchtigkeitssättigung des Trockenmittels des Trockenmittelrotors in dem Trocknungsabschnitt einen Grenzwert erreicht bzw. übersteigt. Beispielsweise kann die Bewegung des Trockenmittelrotors gestoppt werden, bis dass die Feuchtigkeitssättigung des Trockenmittels des Trockenmittelrotors in dem Trocknungsabschnitt eine maximale Feuchtigkeitssättigung erreicht hat.The movement of the desiccant rotor can be stopped until the difference between the first absolute humidity of the air and the second absolute humidity of the air reaches a (first) limit value and / or until the difference between the first water loading of the air and the second water loading of the air falls below a (second) limit value. This can mean in particular that the movement of the desiccant rotor is stopped until the moisture saturation of the desiccant of the desiccant rotor in the drying section reaches or exceeds a limit value. For example, the movement of the desiccant rotor can be stopped until the moisture saturation of the desiccant of the desiccant rotor in the drying section has reached a maximum moisture saturation.
In Schritt c) kann als Betriebsparameter eine Temperatur der Regenerationsluft zum Regenerieren des Trockenmittelrotors gesteuert werden. Hierzu kann beispielsweise eine Heizleistung des zumindest einen Erhitzers gesteuert werden. Beispielsweise kann die Temperatur der durch den Trockenmittelrotor strömenden Regenerationsluft je weiter erhöht werden, desto geringer die Differenz zwischen der ersten absoluten Feuchte und der zweiten absoluten Feuchte, desto geringer die Differenz zwischen der ersten Wasserbeladung und der zweiten Wasserbeladung und/oder desto höher die Feuchtigkeitssättigung des Trockenmittels des Trockenmittelrotors in dem Trocknungsabschnitt ist. Durch das Steuern der Temperatur der Regenerationsluft kann eine Regenerationsleistung, insbesondere bedarfsgerecht, gesteuert werden.In step c), a temperature of the regeneration air for regenerating the desiccant rotor can be controlled as an operating parameter. For this purpose, for example, a heating output of the at least one heater can be controlled. For example, the temperature of the regeneration air flowing through the desiccant rotor can be increased the further, the smaller the difference between the first absolute humidity and the second absolute humidity, the smaller the difference between the first water load and the second water load and / or the higher the moisture saturation of the Desiccant of the desiccant rotor is in the drying section. By controlling the temperature of the regeneration air, regeneration performance can be controlled, in particular in accordance with needs.
In Schritt c) kann als Betriebsparameter eine Strömungsgeschwindigkeit oder ein Volumenstrom einer Regenerationsluft zum Regenerieren des Trockenmittelrotors gesteuert werden. Die Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit und/oder des Volumenstroms der Regenerationsluft kann beispielsweise über eine Anpassung einer Leistung eines zweiten Gebläses erfolgen.In step c), a flow velocity or a volume flow of regeneration air for regenerating the desiccant rotor can be controlled as an operating parameter. The flow speed and/or the volume flow of the regeneration air can be controlled, for example, by adjusting the power of a second blower.
Eine erste Temperatur der Luft kann stromaufwärts des Trockenmittelrotors und/oder eine zweite Temperatur der Luft stromabwärts des Trockenmittelrotors bestimmt werden und in Schritt c) der zumindest eine Betriebsparameter des Adsorptionstrockners in Abhängigkeit der ersten Temperatur der Luft, der zweiten Temperatur der Luft und/oder einer Differenz zwischen der ersten Temperatur der Luft und der zweiten Temperatur der Luft gesteuert werden. Durch die erste Temperatur der Luft und/oder die Differenz zwischen der ersten Temperatur der Luft und der zweiten Temperatur der Luft kann beispielsweise eine Vorerwärmung des Trockenmittelrotors durch die zu trocknende Luft bestimmt werden, sodass die Temperatur der Regenerationsluft bedarfsgerecht und/oder energieeffizient gesteuert werden kann. Je höher die erste Temperatur der Luft und/oder je größer die Differenz zwischen der ersten Temperatur der Luft und der zweiten Temperatur der Luft ist, desto geringer kann beispielsweise die Heizleistung des zumindest einen Heizers für die Regenerationsluft eingestellt werden.A first temperature of the air can be determined upstream of the desiccant rotor and/or a second temperature of the air downstream of the desiccant rotor and in step c) the at least one operating parameter of the adsorption dryer depending on the first temperature of the air, the second temperature of the air and/or a Difference between the first temperature of the air and the second temperature of the air can be controlled. By the first temperature of the air and/or the difference between the first temperature of the Air and the second temperature of the air, for example, preheating of the desiccant rotor can be determined by the air to be dried, so that the temperature of the regeneration air can be controlled as needed and/or energy-efficiently. The higher the first temperature of the air and/or the greater the difference between the first temperature of the air and the second temperature of the air, the lower, for example, the heating output of the at least one heater for the regeneration air can be set.
Die erste Temperatur der Luft kann beispielsweise bestimmt werden, bevor die Luft den Trockenmittelrotor durchströmt hat. Die zweite Temperatur der Luft kann beispielsweise bestimmt werden, nachdem die Luft den Trockenmittelrotor durchströmt hat. Es kann entweder die erste Temperatur der Luft, die zweite Temperatur der Luft oder die erste und zweite Temperatur der Luft bestimmt werden.The first temperature of the air can be determined, for example, before the air has flowed through the desiccant rotor. The second temperature of the air can be determined, for example, after the air has flowed through the desiccant rotor. Either the first air temperature, the second air temperature or the first and second air temperatures can be determined.
Das Bestimmen der ersten Temperatur der Luft kann mit einem ersten Temperatursensor erfolgen. Das Bestimmen der zweiten Temperatur der Luft kann mit einem zweiten Temperatursensor erfolgen. Der erste Temperatursensor kann beispielsweise in und/oder an dem Zuführkanal für die Luft und/oder der zweite Temperatursensor in und/oder an dem Abluftkanal für die Luft angeordnet sein. Der erste Temperatursensor und/oder der zweite Temperatursensor können, insbesondere datenleitend, mit der Steuerung des Adsorptionstrockners verbunden sein.Determining the first temperature of the air can be done with a first temperature sensor. Determining the second temperature of the air can be done with a second temperature sensor. The first temperature sensor can be arranged, for example, in and/or on the supply channel for the air and/or the second temperature sensor in and/or on the exhaust air channel for the air. The first temperature sensor and/or the second temperature sensor can be connected, in particular in a data-conducting manner, to the control of the adsorption dryer.
Der Adsorptionstrockner kann in einem Gebäude angeordnet werden. Der Adsorptionstrockner kann in einem (Wohn-)Gebäude bzw. einem Technikraum des (Wohn-)Gebäudes mobil aufgestellt oder fest installiert werden.The adsorption dryer can be arranged in a building. The adsorption dryer can be set up mobile or permanently installed in a (residential) building or a technical room of the (residential) building.
Die Luft kann dem Adsorptionstrockner von außerhalb des Gebäudes oder von innerhalb des Gebäudes zugeführt werden. Die Luft kann dem Adsorptionstrockner beispielsweise aus zumindest einem Innenraum des Gebäudes und/oder von außerhalb des Gebäudes zugeführt werden. Hierzu kann der Adsorptionstrockner mit zumindest einem Zuführkanal verbunden sein, der von dem zumindest einen Innenraum des Gebäudes und/oder von außerhalb des Gebäudes zu dem Adsorptionstrockner führt. Die getrocknete Luft kann beispielsweise in den zumindest einen Innenraum des Gebäudes und/oder außerhalb des Gebäudes geleitet werden. Hierzu kann der Adsorptionstrockner mit zumindest einer Abluftleitung verbunden sein.The air can be supplied to the adsorption dryer from outside the building or from inside the building. The air can be supplied to the adsorption dryer, for example, from at least one interior of the building and/or from outside the building. For this purpose, the adsorption dryer can be connected to at least one feed channel which leads from the at least one interior of the building and/or from outside the building to the adsorption dryer. The dried air can, for example, be directed into the at least one interior of the building and/or outside the building. For this purpose, the adsorption dryer can be connected to at least one exhaust air line.
Der Adsorptionstrockner kann zur Trinkwassergewinnung verwendet werden. Der Adsorptionstrockner kann zumindest einen Kondensator zum Kondensieren durch die Regenerationsluft adsorbierten Feuchtigkeit zu einer Flüssigkeit aufweisen. Durch den zumindest einen Kondensator ist die Regenerationsluft insbesondere abkühlbar, sodass die in der Regenerationsluft mitgeführte (gasförmige) Feuchtigkeit zu der Flüssigkeit, insbesondere Wasser, kondensiert. Der zumindest eine Kondensator kann insbesondere nach Art eines (passiven) Kühlers und/oder einer Wärmepumpe ausgebildet sein. Der Adsorptionstrockner kann einen Speicher für die Flüssigkeit aufweisen. Der Speicher kann nach Art eines Flüssigkeitsbehälters ausgebildet sein.The adsorption dryer can be used to produce drinking water. The adsorption dryer can have at least one condenser for condensing moisture adsorbed by the regeneration air into a liquid. The regeneration air can in particular be cooled by the at least one condenser, so that the (gaseous) moisture carried in the regeneration air condenses to form the liquid, in particular water. The at least one capacitor can in particular be designed in the manner of a (passive) cooler and/or a heat pump. The adsorption dryer can have a storage facility for the liquid. The memory can be designed in the manner of a liquid container.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen beispielhaft und schematisch:
-
1 : einen Adsorptionstrockner; und -
2 : der Adsorptionstrockner in einem Gebäude.
-
1 : an adsorption dryer; and -
2 : the adsorption dryer in a building.
Die
Beim Trocknen der Luft 1 wird in einem Schritt a) die Luft 1 mit einem ersten Gebläse 12 über einen Zuführkanal 14 angesaugt und in dem Trocknungsabschnitt 11 des Adsorptionstrockners 2 durch das Trockenmittel 4 des Trockenmittelrotors 3 geleitet. Dabei wird Feuchtigkeit der Luft 1 durch das Trockenmittel 4 entzogen, sodass die Luft 1 getrocknet wird. Die getrocknete Luft 1 wird anschließend über einen Abluftkanal 15 abgeführt.When drying the
Der Adsorptionstrockner 2 umfasst einen Regenerationsabschnitt 16, der sich hier beispielhaft um 90° um die Drehachse 8 erstreckt. In dem Regenerationsabschnitt 16 ist das Trockenmittel 4 des Trockenmittelrotors 3 regenerierbar, indem in dem Regenerationsabschnitt 16 Regenerationsluft 5 mithilfe eines zweiten Gebläses 13 durch das Trockenmittel 4 des Trockenmittelrotors 3 geleitet wird.The
Die
Die Regenerationsluft 5 wird in einer Zirkulationsleitung 10 von einem ersten Erhitzer 20 und/oder zweiten Erhitzer 21 erhitzt und mithilfe des zweiten Gebläses 13 in dem Regenerationsabschnitt 16 durch den Trockenmittelrotor 3 geleitet. Dabei nimmt die Regenerationsluft 5 die durch das Trockenmittel 4 aufgenommene Feuchtigkeit auf. Die feuchte Regenerationsluft 5 strömt durch die Zirkulationsleitung 10 zu einem Kondensator 22. In dem Kondensator 22 wird die feuchte Regenerationsluft 5 abgekühlt, sodass die Feuchtigkeit kondensiert und als Flüssigkeit 23 in einem Speicher 24 gespeichert werden kann. Anschließend strömt die Regenerationsluft 5 wieder zu dem ersten Erhitzer 20 und/oder zweiten Erhitzer 21, durch die die Regenerationsluft 5 wieder erhitzt wird. Entgegen den Darstellungen in der
In einem Schritt b) wird eine erste absolute Feuchte und/oder eine erste Wasserbeladung der Luft 1 stromaufwärts des Trockenmittelrotors 3 mit Hilfe eines ersten Feuchtigkeitssensors 25, eines ersten Temperatursensors 28 und/oder eines ersten Drucksensors 30 und eine zweite absolute Feuchte und/eine zweite Wasserbeladung der Luft 1 stromabwärts des Trockenmittelrotors 3 mit Hilfe eines zweiten Feuchtigkeitssensors 26, eines zweiten Temperatursensors 29 und/oder eines zweiten Drucksensors 31 bestimmt. In dem Schritt b) kann eine erste Temperatur der Luft 1 stromaufwärts des Trockenmittelrotors 3 mit dem ersten Temperatursensor 28 und eine zweite Temperatur der Luft 1 stromabwärts des Trockenmittelrotors 3 mit dem zweiten Temperatursensor 29 bestimmt werden.In a step b), a first absolute humidity and/or a first water loading of the
In einem Schritt c) kann eine Steuerung 27 des Adsorptionstrockners 2 zumindest einen Betriebsparameter des Adsorptionstrockners 2 in Abhängigkeit der ersten absoluten Feuchte der Luft 1, der zweiten absoluten Feuchte der Luft 1 oder einer Differenz zwischen der ersten absoluten Feuchte der Luft 1 und der zweiten absoluten Feuchte der Luft 1 steuern. Alternativ oder kumulativ kann im Schritt c) die Steuerung 27 des Adsorptionstrockners 2 den zumindest einen Betriebsparameter des Adsorptionstrockners 2 in Abhängigkeit der ersten Wasserbeladung der Luft 1, der zweiten Wasserbeladung der Luft 1 oder einer Differenz zwischen der ersten Wasserbeladung der Luft 1 und der zweiten Wasserbeladung der Luft 1 steuern. In dem Schritt c) kann durch die Steuerung 27 des Adsorptionstrockners 2 zumindest ein Betriebsparameter des Adsorptionstrockners 2 in Abhängigkeit der ersten Temperatur der Luft 1, der zweiten Temperatur der Luft 1 oder einer Differenz zwischen der ersten Temperatur der Luft 1 und der zweiten Temperatur der Luft 1 gesteuert werden.In a step c), a
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere durch ihre hohe Energieeffizienz aus.The invention is particularly characterized by its high energy efficiency.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- LuftAir
- 22
- AdsorptionstrocknerAdsorption dryer
- 33
- TrockenmittelrotorDesiccant rotor
- 44
- Trockenmitteldesiccant
- 55
- Regenerationsluftregeneration air
- 66
- GebäudeBuilding
- 77
- Antriebdrive
- 88th
- DrehachseAxis of rotation
- 99
- Antriebsriemendrive belt
- 1010
- ZirkulationsleitungCirculation line
- 1111
- Trocknungsabschnittdrying section
- 1212
- erstes Gebläsefirst blower
- 1313
- zweites Gebläsesecond fan
- 1414
- Zuführkanalfeed channel
- 1515
- Abluftkanalexhaust duct
- 1616
- RegenerationsabschnittRegeneration section
- 1717
- GehäuseHousing
- 1818
- erster Einlassfirst entrance
- 1919
- zweiter Einlasssecond entrance
- 2020
- erster Erhitzerfirst heater
- 2121
- zweiter Erhitzersecond heater
- 2222
- Kondensatorcapacitor
- 2323
- Flüssigkeitliquid
- 2424
- SpeicherStorage
- 2525
- erster Feuchtigkeitssensorfirst humidity sensor
- 2626
- zweiter Feuchtigkeitssensorsecond humidity sensor
- 2727
- Steuerungsteering
- 2828
- erster Temperatursensorfirst temperature sensor
- 2929
- zweiter Temperatursensorsecond temperature sensor
- 3030
- erster Drucksensorfirst pressure sensor
- 3131
- zweiter Drucksensorsecond pressure sensor
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022124980.8A DE102022124980A1 (en) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | Method for drying air using an adsorption dryer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022124980.8A DE102022124980A1 (en) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | Method for drying air using an adsorption dryer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022124980A1 true DE102022124980A1 (en) | 2024-03-28 |
Family
ID=90140349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022124980.8A Pending DE102022124980A1 (en) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | Method for drying air using an adsorption dryer |
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Country | Link |
---|---|
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5887784A (en) | 1997-07-01 | 1999-03-30 | Electrowatt Technology Innovation Ag | Desiccant device and humidity measuring means |
JP2012107781A (en) | 2010-11-15 | 2012-06-07 | Mitsubishi Electric Corp | Humidity control device and humidity control method |
US20180209123A1 (en) | 2015-05-22 | 2018-07-26 | Simon Fraser University | Hybrid atmospheric water generator |
US10350536B2 (en) | 2016-11-09 | 2019-07-16 | Climate By Design International, Inc. | Reverse flow dehumidifier and methods of operating the same |
-
2022
- 2022-09-28 DE DE102022124980.8A patent/DE102022124980A1/en active Pending
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