DE19514155A1

DE19514155A1 - Verfahren zum Trocknen sowie eine Trockeneinrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19514155A1
Application number: DE19514155A
Authority: DE
Inventors: Reiner Dr Ing Numrich
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 1995-04-15
Filing date: 1995-04-15
Publication date: 1996-10-17
Also published as: EP0737772A2; EP0737772A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Trockengut sowie eine Trockeneinrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Trocknen von Wäsche sowie einen Wäschetrockner zur Durchführung des Verfahrens.

Trockenverfahren, bei denen ein Gebläse einen Trockenluftstrom durch eine mit Trockengut beschickte Trockenkammer fördert und die mit Feuchtigkeit beladene Prozeßluft anschließend über einen Wärmetauscher geführt wird sowie Einrichtun gen zur Durchführung dieser Verfahren sind aus dem Stand der Technik hin reichend bekannt. In der Regel wird die Trockenluft von einer Heizung erwärmt und durch die Trockenkammer geführt, in der sie sich mit Feuchtigkeit anreichert, die dann im Wärmetauscher durch Kondensation aus dem Prozeßluftstrom ent fernt wird. Die entfeuchtete Prozeßluft wird wieder über die Heizung erwärmt und der Trockenkammer zugeführt. Ein Nachteil derartiger Trockeneinrichtungen und Verfahren liegt darin, daß die Prozeßluft ständig im Wärmetauscher zwecks Kon densation der Feuchtigkeit abgekühlt und dann in der Heizung wieder erwärmt werden muß, was zu erhöhtem Energieverbrauch führt.

Bei Wäschetrocknern wird die von einem Gebläse erzeugte Trocknungsluft durch eine Heizung erwärmt und als Prozeßluft durch die Trommel mit den feuchten Wäschestücken geführt. Im Anschluß daran wird die feuchtigkeitsbeladene Luft bei sogenannten Ablufttrocknern ins Freie geleitet, während sie bei sogenannten Kondensationstrocknern über eine Kondensationseinrichtung zum Ausscheiden der Feuchtigkeit geleitet wird, um dann erneut durch die Trommel geführt zu werden. In beiden Fällen ist eine Heizung zur Erwärmung des Prozeßluftstromes vorge sehen und es werden keine Maßnahmen zur Rückgewinnung der Wärme getrof fen.

Es sind auch Kondensationswäschetrockner mit Einrichtungen zur Wärmerückge winnung bekannt, bei denen die Prozeßluft in geschlossenem Kreislauf über die Trommel mit der feuchten Wäsche geführt wird, dann in einem Wärmetauscher entfeuchtet und danach durch eine Heizung wieder erwärmt wird. Derartige Kon densationswäschetrockner weisen eine Wärmepumpeneinrichtung mit einem Käl temittelkreislauf auf, bei dem Kältemittel in einem Leitungssystem mit einem Ver dampfer einem Kompressor, einem Verflüssiger und einer Drossel zirkuliert und der Wärmetauscher den Verdampfer und die Heizung den Verflüssiger der Wärme pumpe enthält. Ein solcher Trockner ist aus der DE-GM 18 27 021 bekannt. Um bei Trocknern dieser Art kurze Erwärmungszeiten zu erreichen, muß in der Start phase des Trockenprozesses eine hohe Differenz zwischen Verflüssigerleistung und Verdampferleistung zugeführt werden. Dies führt in der Erwärmungsphase zu erhöhter Energiezufuhr.

Es ist außerdem aus der DE 31 16 697 A1 ein Wäschetrockner bekannt, bei dem der Wäsche Feuchtigkeit unter Wärmezufuhr entzogen wird, wobei die Wäsche in der Trommel auf die Verdampfungstemperatur des Wassers erwärmt und der Wasserdampf aus der Trommel abgeführt wird. Bei diesem Trockner wird die Ver dampfungstemperatur durch Verminderung des Druckes in der Trommel herab gesetzt. Anschließend wird der abgesaugte Wasserdampf komprimiert und die da bei entstehende Wärme wieder an die Trommel abgegeben. Bei diesem Trockner muß die Trommel annähernd luftdicht ausgebildet sein.

Aufgrund dieses umfangreichen vorbekannten Standes der Technik liegt der Erfin dung die Aufgabe zugrunde, ein Trockenverfahren in bezug auf den Energiebedarf zu optimieren sowie eine Trockeneinrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer möglichst einfachen und effektiven Einrichtung zur Wärmerückgewinnung auszubilden.

Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Gegenstand durch Verfahren nach den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Verfahren ergeben sich aus den darauf rückbezogenen Ansprüchen 2 und 5. Die Ansprüche 3 und 6 beschreiben die er findungsgemäßen Einrichtungen zur Durchführung der Verfahren.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen insbesondere darin, daß durch den Einsatz eines Membranmoduls der Wasserdampf von der Abluft getrennt wird und eine wirtschaftliche Rückgewinnung der Wärme durch Brüdenkompression erreicht wird. Für das erfindungsgemäße Verfahren zum Trocknen von Wäsche ist keine separate Heizung zur Erwärmung des Prozeßluftstromes erforderlich. Die erforder liche Wärmemenge zur Erwärmung der Prozeßluft entsteht allein durch Kompri mieren der mit Feuchtigkeit beladenen Abluft, die dann über den Wärmetauscher zur Erwärmung des Prozeßluftstromes geführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Schaubild für einen Wäschetrockner,

Fig. 2 Schaubild für eine beliebige Trockeneinrichtung.

In der Fig. 1 ist das Verfahren im vereinfachten Fließbild dargestellt. Die Umge bungsluft wird von einem Prozeßluftgebläse (1) angesaugt strömt durch einen Wärmetauscher (2) und sättigt sich in der drehbar gelagerten Trommel (3) des Wäschetrockners mit Wasserdampf an. Im nachfolgenden Membranmodul wird bevorzugt Wasserdampf in der hydrophilen Membran (4) absorbiert. Aufgrund eines vorgegebenen Unterdruckes auf der Permeatseite (5) diffundieren die Wasserdampfmoleküle durch die Membran (4) und werden auf der Permeat seite (5) desorbiert. Die Luftmoleküle werden auf der Retentatseite (6) der Mem bran (4) als getrocknete Abluft abgeleitet. Aufgrund der Selektivität der Mem bran (4) liegt ein Gasgemisch (Brüden) bestehend aus ca. 90-95% Wasserdampf bei einem Druck von ca. 20 mbar vor. Im Kompressor (7) wird der Brüden auf einen Druck von ca. 1 bar verdichtet und der überhitzte Wasserdampf kann im Wärmetauscher (2) im Gegenstrom zunächst die fühlbare Wärme und dann bei Erreichen der Sättigungstemperatur die Kondensationswärme an die einströmende Luft "L" abgeben. Die gesättigte Restluft "R" kann der Prozeßluft zugegeben oder an die Umgebung abgegeben werden. Das Kondensat "K" wird abgeleitet. Die ge trocknete Abluft "A" mit einer Temperatur von ca. 40°C kann darüber hinaus wieder dem Prozeßluftstrom zugeführt werden. Das dafür evtl. erforderliche Hilfs gebläse (8) ist in dem Umluftweg angeordnet.

Fig. 2 zeigt das vereinfachte Fließbild für eine beliebige Trockeneinrichtung. Hier ist die Trockenkammer für das Trockengut mit (9) bezeichnet. Ein Gebläse zur Förderung des Trockenluftstromes kann an beliebiger Stelle im Prozeßluftstrom angeordnet sein. Der Verfahrensablauf ist wie schon zu Fig. 1 beschrieben. Die Trocknungsluft wird durch die Trockenkammer (9) geleitet und über ein Membran modul mit einer hydrophilen Membran (4) geführt. Die trockene Abluft wird auf der Retentatseite der Membran (4) abgeleitet und kann auch hier wieder in den Prozeßluftstrom eingeführt werden. Der Wasserdampf wird auf der Permeat seite (5) komprimiert und erhitzt im Wärmetauscher (2) den Prozeßluftstrom. Das anfallende Kondensat wird abgeführt.

Claims

1. Verfahren zum Trocknen von mit Feuchtigkeit beladenem Trockengut in einer Trockeneinrichtung mit einer Trockenkammer zur Aufnahme des Trockenguts und einem Prozeßluftgebläse zur Förderung des Trocknungsluftstromes sowie mit einem Wärmetauscher zur Erwärmung der Trocknungsluft, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Trocknungskammer (9) austretende mit Feuchtigkeit beladene Prozeßluft über ein Membranmodul mit einer hydrophilen Membran (4) geleitet wird, in der Luftmoleküle auf der Retentatseite (6) der Membran (4) abgeleitet werden und in der Wasserdampfmoleküle absorbiert und auf der Permeatseite (5) des Membranmoduls desorbiert werden und danach in einem Kompressor (7) komprimiert werden und daß der dadurch erhitzte Wasserdampf zur Erwärmung der Trocknungsluft über den Wärmetauscher (2) geführt wird.

2. Verfahren zum Trocknen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Retentatseite (6) der Membran (4) abgeleitete getrocknete Abluft wieder dem Trocknungsluftstrom zugeführt wird.

3. Trockeneinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Trockenkammer zur Aufnahme des Trockenguts und einem Prozeßluft gebläse zur Förderung des Trocknungsluftstromes sowie mit einem Wärme tauscher zur Erwärmung der Trocknungsluft, dadurch gekennzeichnet, daß im Prozeßluftstrom hinter der Trockenkammer (9) ein Membranmodul mit einer hydrophilen Membran (4) angeordnet ist und daß auf der Permeatseite (5) der Membran (4) ein Kompressor (7) angeordnet ist, dem ein Wärmetauscher (2) nachgeschaltet ist über den die Trocknungsluft vor Eintritt in die Trocken kammer (9) erwärmt wird.

4. Verfahren zum Trocknen von Wäsche in einem Wäschetrockner mit einer dreh bar gelagerten Trommel zur Aufnahme der zu trocknenden Wäsche, mit einem Wärmetauscher sowie mit einem Umluftgebläse zur Förderung des Prozeßluft stroms, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeßluftstrom aus der Trommel (3) über ein Membranmodul mit einer hydrophilen Membran (4) geleitet wird, in der Luftmoleküle auf der Retentat seite (6) der Membran (4) abgeleitet werden und in der Wasserdampfmoleküle ab sorbiert und auf der Permeatseite (6) der Membran (6) desorbiert werden und da nach in einem Kompressor (7) komprimiert werden und daß der dadurch erhitzte Wasserdampf zur Erwärmung der Prozeßluft über den Wärmetauscher (2) geführt wird.

5. Verfahren zum Trocknen von Wäsche in einem Wäschetrockner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Retentatseite (6) abgeleitete getrocknete Abluft aus dem Mem branmodul wieder dem Prozeßluftstrom zugeführt wird.

6. Wäschetrockner zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 oder 5 mit einer drehbar gelagerten Trommel zur Aufnahme der zu trocknenden Wäsche, mit einem Wärmetauscher sowie mit einem Umluftgebläse zur Förderung des Prozeß luftstroms, dadurch gekennzeichnet, daß im Prozeßluftstrom hinter der Trommel (3) ein Membranmodul mit einer hydrophilen Membran (4) angeordnet ist und daß auf der Permeatseite (5) der Membran (4) ein Kompressor (7) angeordnet ist, dem ein Wärmetauscher (2) nachgeschaltet ist über den die Trocknungsluft vor Eintritt in die Trommel (3) er wärmt wird.