DE19808011C1 - Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Kältetrocknung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kältetrocknung eines Feuchtigkeit enthaltenden Gases, insbesondere zum Trocknen von Druckluft, bei dem zwei gleichartige und parallel geschaltete Gruppen von Wärmeaustauschern im Gegentakt einerseits bis unter den Gefrierpunkt von Wasser abkühlbar und andererseits bis über den Gefrierpunkt aufwärmbar sind. Die Vorrichtung und das Verfahren gestatten einen störungsfreien kontinuierlichen Betrieb mit geringem Energieverbrauch, wobei Drucktaupunkte der getrockneten Druckluft von unter -20 DEG C erreichbar sind. Die Besonderheit ist, daß ein Teilstrom des warmen Gases als Regenerationsluft zum Auftauen der Eisablagerungen durch eine der beiden Gruppen geführt wird, während die andere Gruppe den Hauptstrom kühlt und trocknet. Die Regenerationsluft mischt sich wieder dem Hauptstrom bei, bevor dieser die letzte Trocknungsstufe durchströmt, wodurch weder Druckluft noch Energie verloren gehen. Der Regenerationsgasstrom wird ohne zusätzliche Pumpenergie durch schaltungsbedingte Druckdifferenzen angetrieben.

Description

Kältetrocknung wird insbesondere zum Trocknen von Druckluft eingesetzt. Druckluft ist ein Energieträger für Produktionsprozesse und muß definierten Reinheitskriterien genügen. Dabei steht die Forderung nach trockener, sauberer Druckluft im Vordergrund. Bei der Kältetrocknung wird das Gas abgekühlt, wodurch die Speicherfähigkeit für Wasserdampf und andere unerwünschte Bestandteile sinkt, sich diese Bestandteile in flüssiger Form ausscheiden und damit aus dem Gasstrom abgeschieden werden können.

Vorrichtungen dieser Art werden beispielsweise in dem Fachaufsatz von W. Mooz "Druckluft-Trocknung durch Einsatz von Kältetrocknern" (Publikation 1.6./5.0193/1 der Fa. Sabroe, GmbH, Ochsenweg 73, D-24916 Flensburg) beschrieben. Sie weisen in der einfachsten Form einen Kälte-Kompressor, einen Kältemittel-Kondensator und einen Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher auf. Der Kältemittel-Kondensator kann luftgekühlt oder wassergekühlt sein. Das Kältemittel wird in flüssiger Form in die Kühlrohre des Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers eingespritzt, verdampft dort unter Wärmeaufnahme, wird vom Kälte-Kompressor angesaugt, verdichtet und in den Kondensator gedrückt, wo die Dämpfe unter Wärmeabgabe wieder kondensieren. Die Druckluft durchströmt den Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher, wird dabei abgekühlt und die als Kondensat ausgeschiedene Feuchte über einen Kondensatableiter abgeführt.

Die Druckluft verläßt die Vorrichtung der beschriebenen einfachsten Form mit der niedrigsten Prozeßtemperatur. Zur Verringerung des Energieaufwandes und Erzielung einer geringeren relativen Feuchte der Druckluft kann die Vorrichtung zusätzlich mit einem Druckluft-Nachheizer ausgerüstet sein, den die Druckluft nach ihrem Austritt aus dem Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher durchströmt und in dem andererseits das Kältemittel nach Austritt aus dem Kältemittelkondensator und vor Eintritt in den Kältemittel/Luft- Wärmeaustauscher weiter abgekühlt wird.

In einer anderen Bauart ist die Vorrichtung zur Verringerung des Energieaufwandes und Erzielung einer geringeren relativen Feuchte der Druckluft mit einem zusätzlichen Gas/Gas- Wärmeaustauscher ausgestattet, in dem einerseits die aus dem Kältemittel/Luft- Wärmeaustauscher ausströmende und andererseits die diesem zuströmende Druckluft ihre Wärme austauschen, das Gas also mit schon abgesenkter Temperatur den Kältemittel/Luft- Wärmeaustauscher erreicht.

Aus der genannten Druckschrift ist es auch bekannt, zwischen Kältemittelkreislauf und Druckluftkreislauf eine geeignete Speichermasse anzuordnen, die bei überschüssiger Kälteleistung bei Teilbelastung des Trockners abgekühlt wird und diese "Überschußkälte" dann zu Zeiten höherer Druckluftentnahme wieder abgeben kann. Weiterhin ist bekannt, zwischen Kälteerzeuger und Vorrichtung zur Kältetrocknung einen Solekreislauf zu schalten, also an Stelle des Kältemittel/Luft-Wärmeaustauschers einen Kältemittel/Sole- sowie einen Sole/Luft-Wärmeaustauscher einzusetzen.

Der Feuchtegrad von Druckluft wird allgemein mit dem Begriff Drucktaupunkt beschrieben. Dies ist die Temperatur in °C, bei der die Druckluft bei dem jeweiligen Betriebsdruck gerade mit Feuchte gesättigt ist, wobei also bei Unterschreiten dieser Temperatur die Feuchte in flüssiger oder fester Form ausfallen würde.

Der Grad der Trocknung ist bei Kältetrocknern von der niedrigsten Temperatur abhängig, welche die Druckluft annimmt. Dabei wird bei den industriell eingesetzten Vorrichtungen und Verfahren mit hohem regelungstechnischen Aufwand sichergestellt, daß die Drucklufttemperatur einerseits zur Erzielung einer guten Trocknung einen möglichst niedrigen Wert annimmt, andererseits jedoch keinesfalls auf Werte unter dem Gefrierpunkt von Wasser absinkt, um ein Vereisen der Wärmeaustauscher und damit Betriebsstörungen zu vermeiden. Damit erreichen industriell eingesetzte Kältetrockner einen niedrigsten Drucktaupunkt von theoretisch +/-0°C, in der Praxis +3°C.

Eine Alternative zum Kältetrockner sind Adsorptionstrockner, bei denen die Feuchte der Druckluft beim Durchströmen eines Trockenmittels von diesem aufgenommen wird. Das Trockenmittel ist in bestimmten Intervallen z. B. durch Wärme oder durch einen Teilstrom getrockneter Luft zu regenerieren. Adsorptionstrockner erreichen weitaus niedrigere Drucktaupunkte als Kältetrockner, wobei sich - je nach verwendetem Trockenmittel - Standardwerte von -20°C, -40°C und -70°C ausgebildet haben. Kältetrockner und Adsorptionstrockner sind z. B. im "Drucklufthandbuch" (Erwin Ruppelt Hrsg. 3. Auflage 1996 Vulkan-Verlag Essen) beschrieben.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 40 22 802 A1 ist weiterhin eine als Kältetrockner betriebene Vorrichtung bekannt, bei der der Gasstrom zur Trocknung auf Temperaturen unter 0°C gekühlt wird. Der Wärmeaustauscher weist zwei separate, unabhängig voneinander kühlbare Strömungsbereiche für das Gas auf, die parallel oder in Reihe zueinander geschaltet sind, mit einer die beiden Strömungsbereiche im Gegentakt einerseits bis zur Vereisung abkühlende und andererseits bis zu einer über dem Gefrierpunkt liegenden Temperatur auftauende Steuereinrichtung für den Kältemittel- oder Solekreislauf. Durch das wechselseitige Auftauen und Vereisen kann ein niedriger Taupunkt eingestellt werden, ohne daß eine wachsende Vereisung zu befürchten wäre. Sind die beiden Strömungsbereiche gasseitig parallel geschaltet, so wird abwechselnd einer der beiden Strömungsbereiche mit Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes betrieben, der andere mit Temperaturen oberhalb des Gefrierpunktes, so daß sich in der Mischung der beiden Gasströme am Ausgang des Kältetrockners insgesamt noch ein Drucktaupunkt unterhalb des Gefrierpunktes ergeben kann. Werden die beiden Strömungsbereiche in Reihe geschaltet betrieben, so wird abwechselnd einer der beiden Strömungsbereiche mit Temperaturen oberhalb des Gefrierpunktes betrieben, der andere, nachgeschaltete Strömungsbereich mit Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes. Nach einer gewissen Betriebsperiode wird die Strömungsrichtung des zu trocknenden Gases umgekehrt, so daß der zuvor mit Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes betriebene Strömungsbereich jetzt zuerst durchströmt und mit oberhalb des Gefrierpunktes betrieben wird, wogegen der zuvor mit Temperaturen oberhalb des Gefrierpunktes betriebene Strömungsbereich jetzt nachgeschaltet ist und mit Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes betrieben wird. Die Vorrichtung nach DE 40 22 802 kann zur Verbesserung der Energieausnutzung mit einem zweiten Wärmeaustauscher (Gas/Gas-Wärmeaustauscher) im Gaszulauf zum ersten, flüssigkeitsgekühlten Wärmeaustauscher (Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher) ausgerüstet sein, der vom Gasrücklauf aus dem ersten Wärmeaustauscher gekühlt wird.

Während sich die oben beschriebenen industriell eingesetzten Kältetrockner mit bei geringem Energieaufwand erreichbaren Drucktaupunkten bis max. 0°C im Betrieb bewährt haben, weist der durch die DE 40 22 802 beschriebene Stand der Technik beträchtliche Schwächen auf, die einen industriellen Einsatz verhindert haben:

• - Bei Parallelschaltung der vom Kältemittel beaufschlagbaren Strömungsbereiche (Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers) mischen sich die beiden Teilströme, wobei sich jeder von beiden annähernd an der Sättigungsgrenze befindet. Wird z. B. der eine Teilstrom auf -20°C abgekühlt und der andere annähernd gleich große Teilstrom auf +2°C, so entsteht ein Gesamtstrom von annähernd -5°C mit entsprechendem Drucktaupunkt. Man kann also nur mit hohem energetischen und anlagentechnischen Aufwand (Temperaturabsenkung auf -20°C) eine vergleichsweise bescheidene Verbesserungen des Drucktaupunktes von 0°C der industrielle eingesetzten Kältetrockner auf z. B. -5°C bei Ausführung nach DE 40 22 802 erreichen. Ein Drucktaupunkt von -20°C, wie er bei Adsorptionstrocknern als Mindestforderung gilt, ist nicht erreichbar.
• - Bei Hintereinanderschaltung der vom Kältemittel beaufschlagbaren Strömungsbereiche (Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher) ohne vorgeschalteten Gas/Gas-Wärmeaustauscher ist der Energieverbrauch inakzeptabel hoch, will man einen Drucktaupunkt von z. B. - 20°C erreichen, da das getrocknete Gas die Vorrichtung mit -20°C verläßt. Der Energieverbrauch ist dann kaum geringer als bei den bewährten Adsorptionstrocknern.
• - Setzt man bei Hintereinanderschaltung der vom Kältemittel beaufschlagbaren Strömungsbereiche (Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher) einen vorgeschalteten Gas/Gas- Wärmeaustauscher ein, so muß dessen Austrittstemperatur im Gaszulauf der hintereinandergeschalteten vom Kältemittel beaufschlagbaren Strömungsbereiche deutlich über 0°C, z. B. bei +5°C liegen, um eine Enteisung des einen Strömungsbereiches zu ermöglichen. Die eintretende Druckluft wird also im vorgeschalteten Gas/Gas-Wärmeaustauscher von z. B. 35°C (für Drucklufttrockner genormte Eintrittstemperatur) um 30°C auf 5°C abgekühlt. Um einen Drucktaupunkt von z. B. -20°C zur gewährleisten, beträgt die Rücklauftemperatur vom vom Kältemittel beaufschlagten Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher zum Gas/Gas-Wärmeaustauscher minus 20°C und die Austrittstemperatur aus dem Gas/Gas-Wärmeaustauscher -20 + 30 = 10°C. Die Druckluft strömt also mit 35°C in die Vorrichtung und verläßt sie mit 10°C. Die Energierückgewinnung im Gas/Gas-Wärmeaustauscher ist damit relativ gering und der Energieverbrauch der Vorrichtung relativ hoch.
• - Damit ist die aus der DE 40 22 802 bekannte Vorrichtung für Einsatzfälle, die einen Drucktaupunkt von -20°C oder darunter erfordern, im Vergleich zu den bewährten Adsorptionstrocknern nicht wettbewerbsfähig. Dazu kommt, daß durch die Art des Betriebes erhebliche Schwankungen des Drucktaupunktes und der Temperatur der austretenden Druckluft auftreten und beim Umschalten der Strömungsrichtung der Gasstrom zumindest kurzzeitig unterbrochen wird, was für zahlreiche Einsatzfälle nicht akzeptabel ist.

Zusammengefaßt stellt sich der Stand der Technik wie folgt dar: Mit Adsorptionstrocknern sind Drucktaupunkte bis z. B. -20°C, -40°C oder -70°C erreichbar, allerdings mit hohem Energieaufwand. Kältetrockner haben einen vergleichsweise niedrigen Energieverbrauch, industrielle eingesetzte Kältetrockner ermöglichen jedoch nur Drucktaupunkte bis +/-0°C. Bekannte Vorrichtungen und Verfahren, mit Kältetrockner Drucktaupunkten unter 0°C zu erzeugen, haben sich industriell nicht bewährt, da die Drucktaupunktverbesserung nur gering ist und mit stark erhöhtem Energieverbrauch einhergeht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Kältetrocknung eines Gases, insbesondere zum Trocknen von Druckluft zu schaffen, die bei relativ geringem Energieverbrauch und geringem Bauaufwand Drucktaupunkte deutlich unter 0°C bis -20°C oder sogar darunter ermöglicht und dabei einen störungsfreien Betrieb ohne funktionsbedingte Schwankungen des Drucktaupunktes und der Austrittstemperatur und ohne funktionsbedingte Unterbrechungen des Gasstromes gewährleistet. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb dieser Anlage zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 und mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 33 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur kontinuierlichen Kältetrocknung eines Gases, bei der mindestens ein vom Kältemittel durchströmter und somit das Gas kühlende Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher mehrfach ausgeführt ist und die mehrfach ausgeführten Wärmeaustauscher zu zumindest zwei gleichartigen Gruppen zusammengefaßt und diese parallel zueinander geschaltet sind und bei der diese Gruppen durch geeignete Umschaltorgane unabhängig von einander und im Gegentakt einerseits bis unter den Gefrierpunkt abkühlbar und andererseits bis über den Gefrierpunkt aufheizbar sind, sind die Gruppen mehrfach ausgeführter Wärmeaustauscher mindestens einseitig durch Umschaltorgane gegenüber der gemeinsamen Gasleitung absperrbar und ebenfalls mindestens einseitig an mindestens eine einen Regenerationsgasstrom führende Regenerationsgasleitung anschließbar ausgeführt, wobei die Anordnung der Leitungen und Umschaltorgane den Regenerationsgasstrom an einem stromaufwärts der jeweils an die gemeinsame Gasleitung angeschlossenen Gruppen gelegenen Abzweigpunkt vom Gasstrom abzweigbar, die vom Gasstrom abgesperrten Gruppen vom Regenerationsgasstrom durchströmbar und den Regenerationsgasstrom an einem stromaufwärts der zu den an die gemeinsame Gasleitung angeschlossenen Gruppen gehörenden Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschern gelegenen Zuführpunkt wieder dem Gasstrom zuführbar macht und wobei zwischen Abzweigpunkt und Zuführpunkt mindestens ein weiterer Wärmeaustauscher angeordnet, und die Größe des Regenerationsgasstromes durch eine im Verlauf der Regenerationsgasleitung angeordnete Regenerationsgasdrossel einstellbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird erreicht, daß ein warmer Regenerationsgasstrom die vom Gasstrom abgesperrten und an die Regenerationsgasleitung angeschlossenen Gruppen Wärmeaustauscher durchströmt, wobei der Regenerationsgasstrom durch das herrschende Druckgefälle ohne zusätzliche Pumpleistung getrieben stromaufwärts der Gruppen vom warmen Gasstrom abzweigt und sich stromaufwärts der zur an die gemeinsame Gasleitung angeschlossenen Gruppen gehörenden Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher wieder dem Gasstrom zumischt. Der Regenerationsgasstrom wärmt die durchströmten Wärmeaustauscher über den Gefrierpunkt hinaus auf und taut damit vorhandene Eisablagerungen ab. Die dabei aufgewendete Energie wie auch der Regenerationsgasstrom selbst gehen dem Prozeß nicht verloren, sondern werden wieder in den Hauptgasstrom zurückgeführt. Durch die Zumischung stromaufwärts der Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher wird erreicht, daß vom Regenerationsgasstrom aufgenommene Feuchte ausgeschieden wird, der Drucktaupunkt des Gasstromes sich durch die Zumischung des Regenerationsgasstromes also nicht verschlechtert. Der Regenerationsgasstrom ist durch die erfindungsgemäß in der Regenerationsgasleitung angeordnete Drossel einstellbar, so daß einerseits ausreichend Aufwärmenergie zur Verfügung steht und andererseits der Trocknungsprozeß durch eine unnötig große Regenerationsgasmenge nicht leidet.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Kältetrocknung eines Feuchtigkeit enthaltenden Gases, insbesondere zum Trocknen von Druckluft, mit einem ein Kältemittel kühlenden Kälterzeuger, vom Gas zur Trocknung durchströmten Wärmeaustauschern, von denen mindestens ein vom Kältemittel durchströmter und somit das Gas kühlende Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher mehrfach ausgeführt ist, und mit mindestens einem Kondensatableiter zum Ableiten der aus dem Gasstrom ausgeschiedenen Feuchtigkeit, wobei die mehrfach ausgeführten Wärmeaustauscher zu zumindest zwei gleichartigen Gruppen zusammengefaßt und diese parallel zueinander geschaltet sind und wobei die Gruppen durch geeignete Umschaltorgane unabhängig von einander und im Gegentakt gegenüber dem Gasstrom und dem Kältemittelstrom absperrbar und somit einerseits bis unter den Gefrierpunkt abkühlbar und andererseits bis über den Gefrierpunkt aufheizbar sind, weist folgende Schritte auf:

• - Die mindestens zwei der aus mehrfach ausgeführten Wärmeaustauschern gebildeten gleichartigen Gruppen werden mittels geeigneter Umschaltorgane abwechselnd einerseits vom Gas- und Kältemittelstrom durchströmt und andererseits vom Gas- und Kältemittelstrom abgesperrt an einen warmen Regenerationsgasstrom angeschlossen und von diesem durchströmt, wobei der Regenerationsgasstrom stromaufwärts der jeweils an die gemeinsame Gasleitung angeschlossenen Gruppen vom Gasstrom abgezweigt und stromaufwärts der zu den an die gemeinsame Gasleitung angeschlossenen Gruppen gehörenden Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher wieder dem Gasstrom zugeführt wird.
• - Eine erste oder mehrere an den Gasstrom angeschlossene Gruppen werden durch entsprechende Betriebsweise ihrer vom Kältemittelverdichter beaufschlagten Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers so betrieben, daß mindestens Teilbereiche der Wärmeaustauscher dieser Gruppen Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser annehmen und sich in dem Gas enthaltene Feuchtigkeit in Form von Eis niederschlägt.
• - An einer zweiten oder mehreren vom warmen Regenerationsgasstrom durchströmtem und mit Temperaturen oberhalb des Gefrierpunktes von Wasser betriebenen Gruppen, die vor der letzten Betätigung der Umschaltorgane vom Gasstrom durchströmt und zumindest in Teilbereichen der Wärmeaustauscher dieser Gruppen Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser angenommen hatten, führt die Temperaturerhöhung zu einem Auftauen des Eises, das dann in flüssiger Form von einem der Gruppe zugeordneten Kondensatableiter abgeleitet wird.
• - Nach einer Zykluszeit T1, die so bemessen ist, daß das in den Wärmeaustauschern abgelagerte Eis geschmolzen und als Flüssigkeit abgeleitet ist, werden die Umschaltorgane erneut betätigt, so daß danach die Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher der zweiten Gruppe durch entsprechende Betriebsweise des Kältemittelverdichters abgekühlt und mit Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser betrieben werden.
• - Nach einer Zykluszeit T2, die so bemessen ist, daß die Menge des in den Wärmeaus­ tauschern abgelagerten Eises noch zu keiner wesentlichen Behinderung des Betriebes führt, werden die Umschaltorgane erneut betätigt, so daß danach die Wärmeaustauscher der zweiten Gruppe vom Gasstrom und die Wärmeaustauscher der ersten Gruppe vom Regenerationsgasstrom durchströmt werden, und so durch Erwärmung vom Eis befreit werden, das dann in flüssiger Form über den der ersten Gruppe zugeordneten Kondensatableiter abgeleitet wird;
• - Die Gruppen werden fortwährend abwechselnd und zumindest teilweise mit Temperaturen oberhalb und unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser betrieben.

Wichtig sind folgende vier Merkmale der Erfindung:

• - Das Auftauen der vereisten Wärmeaustauscher erfolgt durch einen warmen Regenerationsgasstrom, der vom Gasstrom abgezweigt und diesem wieder beigemischt wird, wodurch weder das Regenerationsgas noch die zum Auftauen und folgenden Abkühlen aufgewendete Energie verloren gehen.
• - Der Abzweigpunkt liegt stromaufwärts der parallel angeordneten Gruppen im wesentlichen gleichartiger Wärmeaustauscher: Dies führt zu warmem und noch nicht vollständig getrocknetem Regenerationsgas.
• - der Rückführpunkt liegt stromaufwärts des zur jeweils an den Gasstrom angeschlossenen Gruppe gehörenden Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers: Dies bewirkt eine ausreichende Trocknung des feuchten Regenerationsgases.
• - Zwischen Abzweigpunkt und Rückführpunkt ist mindestens ein weiterer Wärmeaustauscher angeordnet: Dies bewirkt ein Druckgefälle, das den Regenerationsgasstrom antreibt.
• - Der Regenerationsgasstrom ist über eine Drossel einstellbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die einzelnen Gruppen einseitig gegen die gemeinsame Gasleitung absperrbar und an eine Regenerationsgasleitung anschließbar, wobei die Absperr- oder Umschaltorgane stromabwärts des zur jeweiligen Gruppe gehörenden Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers und stromaufwärts der stromabwärtigen Zusammenführung der Gasleitungen der einzelnen Gruppen liegen, wogegen die Verbindung der Gruppen zur Verzweigung der vom Gaseintritt heranführenden gemeinsamen Gasleitung nicht absperrbar ist.

Diese Schaltung benötigt nur einen geringen Aufwand an Umschaltorganen, da Absperren und Anschließen nur einseitig erfolgt, nämlich auf der Abströmseite der Gruppen, während diese auf der Zuströmseite fortwährend verbunden bleiben, wodurch weiterhin eine einfache Überleitung des Regenerationsgasstromes ermöglicht wird.

Es ist thermodynamisch vorteilhaft, zumindest einen gemeinsamen Gas/Gas- Wärmeaustauscher im Gaszulauf zu den Gruppen anzuordnen, der vom Gasrücklauf aus diesen Gruppen gekühlt wird. Dann besteht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darin, eine Regenerationsgasleitung parallel zum gemeinsamen Gas/Gas- Wärmeaustauscher vom Gaseintritt heranzuführen und über Umschaltorgane an die vom Gasstrom abgesperrten Gruppen anzuschließen. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, die Regenerationsgasleitung stromabwärts des zur jeweiligen Gruppe gehörenden Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers und stromaufwärts der Zusammenführung an die Gasleitungen der einzelnen Gruppen anzuschließen. In einer anderen Ausführungsform kann es auch vorteilhaft sein, die Regenerationsgasleitung stromaufwärts der Gruppen an die jeweiligen Gasleitungen anzuschließen und zusätzliche Regenerationsgasleitungen von einem Bereich der jeweiligen Gasleitung stromabwärts des jeweiligen Kältemittel/Gas- Wärmeaustauschers einer vom Gasstrom abgesperrten Gruppe zu einem Bereich unmittelbar stromaufwärts des jeweiligen Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers einer vom Gasstrom durchströmten Gruppe zu führen.

Es kann weiterhin thermodynamisch vorteilhaft sein, die parallelen Gruppen gleichartiger Wärmeaustauscher jeweils aus einem Gas/Gas-Wärmeaustauscher und einem Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers aufzubauen und erfindungsgemäß absperrbare Regenerationsgasleitungen von einem Bereich der Gasleitung stromabwärts des jeweiligen Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers einer vom Gasstrom abgesperrten Gruppe zu einem Bereich unmittelbar stromaufwärts des Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers einer vom Gasstrom durchströmten Gruppe zu führen.

Zur Vereinfachung der erfindungsgemäßen Schaltung kann man die Regenerationsgasleitungen mit Rückschlagventilen ausrüsten, die den Regenerationsgasstrom nur in Richtung von der vom Gasstrom abgesperrten Gruppe zur vom Gasstrom durchströmten Gruppe freigeben.

Vorteilhafterweise wird man die erfindungsgemäße Vorrichtung aus zwei im wesentlichen gleichartigen Gruppen aufbauen, obwohl auch drei oder mehr Gruppen möglich sind.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß von Vorteil, Kondensatableiter, die räumlich eng Wärmeaustauschern zugeordnet sind, zusammen mit den Wärmeaustauschern abwechselnd abzukühlen und aufzuheizen, um die problemlose Ableitung der Kondensate zu ermöglichen.

Vorteilhaft und im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin, zumindest stromabwärts der kältesten Punkte Eisabscheider anzuordnen. Diese Eisabscheider bestehen aus einem druckfesten Gehäuse mit Einbauten, die die Abscheidung von Schneeflocken bzw. Eiskristallen und übersättigter Feuchtigkeit begünstigen. Die Einbauten können aus einer Vielzahl parallel und hintereinander geschalteter, die Strömung beruhigender und "Totwasserzonen" bildender Zellen bestehen, die durch flächige, faserförmige oder körnige Festkörper begrenzt sind, wobei mehrere benachbarte Zellen miteinander in Verbindung stehen. Dabei kann es sich um Metallwolle oder eine Vielzahl von Prallkörpern handeln, oder auch um eine Vielzahl paralleler Kanäle. Diese Einbauten bieten gleichzeitig große kalte Flächen, auf denen es zur Ankristallisation der Eiskristalle kommt. Die Eisabscheider können auch strömungsdynamische Abscheider einschließen, welche die in Strömungswirbeln herrschenden Kräfte nutzen, um vom Gasstrom mitgeführte Eiskristalle durch ihr vom Gas unterschiedliches spezifisches Gewicht abzuscheiden. Dabei handelt es sich um sogenannte Zyklonabscheider. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bilden jeweils ein Eisabscheider und ein Kondensatableiter eine bauliche Einheit mit gemeinsamem Gehäuse, wobei zumindest Teile dieses Gehäuses als Kondensatsammelraum dienen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Kondensatableiter aus einem Ablaßventil, einem in das Gehäuse hineinragenden den Kondensatstand messenden Niveausensor und einer den Kondensatstand überwachenden und das Ablaßventil öffnenden Steuerung bestehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Kältetrocknung eines Gases zur Erzielung eines Drucktaupunktes unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser schließt in seiner weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung für Vorrichtungen mit den einzelnen Gruppen zugehörigen Eisabscheider ein, daß diese Eisabscheider ebenfalls zyklisch abwechselnd bis unter den Gefrierpunkt abgekühlt und andererseits bis über den Gefrierpunkt aufgewärmt werden. Während der Betriebsphase, in der der Eisabscheider dem gekühlten Teil der Vorrichtung zugeschaltet ist, werden vom gekühlten Gasstrom mitgeführte Eiskristalle abgeschieden und eine eventuelle Übersättigung, also die Sättigungsgrenze überschreitende Feuchtebestandteile an der großen und feinverteilten, kalten Oberfläche der Eisabscheidereinbauten ausgefroren. Während der Betriebsphase, in der die Eisabscheider dem aufgewärmten Teil der Vorrichtung zugeordnet sind, schmelzen die angesammelten Eisablagerung ab und werden durch Kondensatableiter abgeführt.

Bei Wasserdampf als hauptsächlichem Feuchtebestandteil des Gases bestimmt der Gefrierpunkt von Wasser, also eine Temperatur nahe 0°C die kritische Temperatur der Vorrichtung zur Kältetrocknung. Bei anderen Feuchtebestandteilen oder bedingt durch den Einfluß des Gasdruckes kann der Gefrierpunkt der aus dem Gas abgeschiedenen Feuchtebestandteile andere Werte als 0°C annehmen, oder es können, wie bei Öl, andere Kriterien als dieser Gefrierpunkt eine kritische Temperatur kennzeichnen, bei deren Unterschreitung die abgeschiedenen Feuchtebestandteile fest oder so zähflüssig werden, daß eine Ableitung aus den Wärmeaustauschern problematisch wird. Insofern ist die Angabe "Gefrierpunkt" nur als typischer Kennwert zu sehen, der besonders für die Anwendung der Vorrichtung für die Trocknung von Druckluft zutreffend ist. Erfindungsgemäß können auch andere, von 0°C verschiedene Temperaturen die kritische markieren. Diese Grenze kann auch fließend sein, beide Bereiche können sich überlappen.

Der Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher und der Gas/Gas-Wärmeaustauscher können eine bauliche Einheit bilden, in die auch ein Eisabscheider integriert werden kann. Vorteilhaft für den Abfluß der Kondensate kann es sein, den Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher unterhalb des Gas/Gas-Wärmeaustauschers anzuordnen; beide können jedoch auch nebeneinander angeordnet sein, oder der wärmere Gas/Gas-Wärmeaustauschers den kälteren Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher "isolierend" umschließen.

Der Kältemittelstrom in die Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher der an den Regenerationsgasstrom angekoppelten Gruppen kann erfindungsgemäß auf verschiedene Art und Weise verhindert oder zumindest begrenzt werden: Kältemittel-Umschaltorgane können die Kältemittelleitung zu den einzelnen Gruppen absperrbar machen (bevorzugt bei einem gemeinsamen Kältemittelverdichter für alle Gruppen), oder bei mehreren jeweils einer Gruppe zugeordneten Kältemittelverdichtern deren Antriebsmotore durch Ein/Ausschalter ein- bzw. ausschaltbar sein, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform in der Kältemittelleitung angeordnete Rückschlagventile einen Kältemittelrückfluß verhindern.

Die Erfindung soll sich ausdrücklich in allen Ausführungsformen auch auf Vorrichtungen und Verfahren beziehen, bei denen die Kälte durch einen Solekreislauf eingespeist wird, auch wenn in der Beschreibung der Erfindung ein Kältemittelkreislauf mit Kältemittelverdichtern beschrieben ist.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die Umschaltorgane voneinander getrennte Gas-Umschaltorgane und Regenerationsgas-Umschaltorgane, wobei die Gas- Umschaltorgane die Verbindung zwischen der einzelnen Gruppe und der Gasleitung absperrbar machen und die Regenerationsgas-Umschaltorgane die Verbindung zur Regenerationsgasleitung herstellbar machen. Weitere bevorzugte Ausbildungen der Erfindung sind, die einzelnen Gruppen mit je einem Abblasventil auszurüsten, das eine gasseitige Verbindung zur Umgebung herstellbar macht. Für bevorzugte weitere Ausgestaltung von Vorrichtungen mit zwei Gruppen werden das Gas-Umschaltorgan und/oder Regenerationsgas-Umschaltorgan als passive bistabile Wechselventile ausgeführt, die an einer Verzweigung und/oder Zusammenführung von Gasleitungen und/oder Regenerationsgasleitungen angeordnet sind, wobei bei den Wechselventilen ein durch Strömungskräfte bewegbares Schaltelement gleichzeitig einen von zwei der drei Anschlüsse des Wechselventils verschließbar macht, während der dritte Anschluß nicht verschließbar ausgeführt ist.

Die an Verzweigung oder Zusammenführung angeordneten Wechselventile werden dadurch betätigt, daß die den Gruppen gasseitig zugeordnete Abblasventile bevorzugt schlagartig geöffnet werden. Nach Öffnen des Abblasventils sinkt der Gasdruck in den Wärmeaustauschern der zugehörigen Gruppe und zugeordneten Teilen der Rohrleitungen ab, wodurch eine mengenmäßig vergrößerte und damit höhere Strömungskräfte erzeugende Durchströmung in dem Teil der Verzweigung oder Zusammenführung von Rohrleitungen erzeugt wird, der der zugehörigen Gruppe zugewandt ist, und wodurch die höheren Strömungskräfte das in den Gas-Umschaltorganen und/oder Regenerationsgas- Umschaltorganen angeordneten Schaltelemente erfassen und in eine neue zur zugehörigen Gruppe hingerichtete Lage verschieben. Auch nach dem Schließen des Abblasventils verbleiben die Schaltelemente in der neuen Lage, bis durch Öffnen eines anderen Abblasventils und die dadurch erzeugten Strömungskräfte die Schaltelemente wieder in die ursprüngliche Lage zurückversetzt werden. Bei bevorzugter Ausbildung der Vorrichtung mit zwei Gruppen wechseln durch abwechselndes Öffnen der Abblasventile die Schalt­ elemente zwischen den beiden bistabilen Lagen.

Bevorzugt besteht das Wechselsventil im wesentlichen aus einem T-förmigen Gehäuse, an dessen drei an den Schenkeln des T angeordneten Anschlüssen die entsprechenden Leitungen angebracht sind, wobei an den zwei gegenüberliegenden Anschlüssen, die die Verzweigung oder Zusammenführung zum dritten Anschluß bilden, weiterhin je ein Ventilsitz angebracht ist, der die Beweglichkeit eines im T-förmigen Gehäuse befindlichen Schaltelementes, bevorzugt einer Kugel oder eines zylinderförmigen Körpers, begrenzt und der vom Schaltelement verschließbar ist, wobei der dritte mittige Anschluß mit der gemeinsamen Leitung der Verzweigung oder Zusammenführung verbunden und vom Schaltelement nicht verschließbar gestaltet ist. Solche Wechselventile sind von Adsorptionstrocknern her bekannt.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht das Wechselsventil ebenfalls im wesentlichen aus einem T-förmigen Gehäuse, an dessen drei an den Schenkeln des T angeordneten Anschlüssen die entsprechenden Leitungen angebracht sind, wobei in den gegenüberliegenden Schenkeln des T-förmigen Gehäuses zwei Ventilsitze angeordnet sind, die die Beweglichkeit zweier Schaltelemente zum dritten mittigen Anschluß hin begrenzen und von dem zugeordneten Schaltelement verschließbar sind, und wobei an den zwei gegenüberliegenden Anschlüssen, die die Verzweigung oder Zusammenführung zum dritten Anschluß bilden, weiterhin je ein Begrenzungselement angebracht ist, das die Beweglichkeit des jeweiligen Schaltelementes zu den Anschlüssen begrenzt und das vom Schaltelement nicht verschließbar ist. Das Schaltelement öffnet den Rohranschluß zu der Gruppe hin, deren zugeordnetes Abblasventil geöffnet ist.

Bei Ausführung der Vorrichtung mit stromabwärts jeder einzelnen Gruppe gelegenen als Wechselventile gestalteten Umschaltorgane, die die einzelne Gruppe vom Gasstrom absperrbar und an eine Regenerationsgasleitung anschließbar machen, wobei sich der Regenerationsgasstrom stromabwärts des gemeinsamen Gas/Gas-Wärmeaustauschers dem Gasstrom beimischt, ist es vorteilhaft, das Abblasventil nur kurzzeitig zum Umschalten der Wechselventile zu öffnen. Am Ende des Auftauvorganges kann es vorteilhaft sein, das selbe Abblasventil nochmals kurzzeitig zu öffnen, um eine kräftige Gasströmung mit Geschwindigkeiten höher als die vom Regenerationsgasstrom generierten zu erzeugen, um Kondensattropfen von den Wänden der Wärmeaustauscher und aus den Einbauten des Eisabscheiders abzulösen und fortzutragen.

In der bevorzugten Ausgestaltung entsteht eine erfindungsgemäße Vorrichtung und ein Verfahrens zu ihrem Betrieb das folgende Vorteile aufweist:

• - In vollautomatischem Betrieb ohne Betriebsunterbrechungen, mit geringem Energieaufwand und geringem Bauaufwand werden Drucktaupunkte erreicht, die beträchtlich unter 0°C liegen können, z. B. bis -20°C oder sogar darunter.
• - Der zum Abtauen eingesetzte Regenerationsgasstrom geht nicht verloren, sondern wird dem Hauptgasstrom wieder beigemischt.
• - Die zur abwechselten Erwärmung und Abkühlung aufgewendete Energie geht nicht verloren, sondern wird zur Vorkühlung des zu trocknenden Gasstromes eingesetzt.

Erfindungsgemäß werden die Umschaltorgane für die abwechselnde Ankopplung der Gruppen an den Gasstrom und den Regenerationsgasstrom automatisch mittels Elektromagnete, Druckluftzylinder oder Antriebsmotoren oder auf andere bekannte Art betätigt. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung mit einer Steuereinheit ausgerüstet, die auf bekannte Art und Weise über Schrittschaltwerke, eine Folge elektrischer Relais, elektronische oder pneumatische Funktionselemente den Ablauf des Prozesses steuert. Dabei können Zeitglieder den Zeitpunkt für die Betätigung der Umschaltorgane bestimmen oder Signale von Temperaturfühlern, die beispielsweise den Abtauprozeß, also einen erforderlichen Temperaturanstieg an einer geeigneten Stelle der Vorrichtung, oder den Trocknungsprozeß, also das Erreichen einer vorgegebenen niedrigsten Gastemperatur an einer geeigneten Stelle der Vorrichtung, überwachen, oder auch die Messung des erzielten Drucktaupunktes.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und deren Umfeld werden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigen:

Fig. 1 Schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Kältetrocknung von Druckluft nach dem Stand der Technik

Fig. 2 Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig. 3a und Fig. 3b ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in jeweils einem anderen Schaltungszustand der Umschaltorgane

Fig. 1 zeigt schematisch und beispielhaft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Kältetrocknung von Druckluft, wie sie nach dem Stand der Technik aufgebaut ist und betrieben wird. Sie weist in dieser einfachsten Form einen Kältemittelverdichter (1), einen Kältemittelverflüssiger (2), einen Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3) und ein Drosselorgan (4) zur Drosselung der Kältemittelströmung auf. Der Kältemittelverflüssiger (2) kann luftgekühlt oder wassergekühlt sein. Das Kältemittel, das in der gestrichelt gezeichneten Kältemittelleitung (9) strömt und dessen Strömungsrichtung der Richtungspfeil (11) zeigt, wird in flüssiger Form in die Kühlrohre des Kältemittel/Gas- Wärmeaustauschers (3) eingespritzt, verdampft dort unter Wärmeaufnahme, wird vom Kältemittelverdichter (1) angesaugt, verdichtet und in den Kältemittelverflüssiger (2) gedrückt, wo der Dampf unter Wärmeabgabe wieder kondensiert. Die Vorrichtung ist zusätzlich mit einem Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12) ausgerüstet, in dem einerseits das aus dem Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3) austretende Gas erwärmt und andererseits das vom Gaseintritt (7) zuströmenden feuchte Gas abgekühlt wird. Der Gas/Gas- Wärmeaustauscher (12) bewirkt ganz beträchtliche Energieeinsparungen und senkt die relative Feuchte des aus der Vorrichtung austretenden Gases. Das Gas, insbesondere Druckluft, strömt vom Gaseintritt (7) über den Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12) in den Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3), wird in beiden Wärmeaustauschern (3, 12) abgekühlt, scheidet dabei bestimmungsgemäß Feuchte ab und verläßt die Vorrichtung wieder über den Gasaustritt (8). Die Richtungspfeile (10) zeigen die Strömungsrichtung des Gases, das in der Gasleitung (6) strömt. Die als Kondensat ausgeschiedene Feuchte wird über den Kondensatableiter (5) abgeführt. Der Drucktaupunkt des getrockneten Gases wird durch die niedrigste Gastemperatur bestimmt, die bei der dargestellten Ausführungsform an dem Gasaustritt (8) zugewandten Ende des Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers (3) vorliegt. Will man ein Vereisen der Gasleitung (6) und der Strömungskanäle des Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers (3), deren durch Eisansatz bedingtes Zuwachsen und damit zusammenhängende Betriebsstörungen vermeiden, so muß die Vorrichtung so betrieben werden, daß im Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3) Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser ausgeschlossen sind. Dies hat zur Folge, daß mit der Vorrichtung nach dem Stand der Technik Drucktaupunkte unter +/-0°C nicht erreicht werden können. Betreibt man die Vorrichtung nach dem Stand der Technik bei Gastemperaturen unter 0°C, wobei die Wärmeübertragungsflächen so gestaltet sein können, daß sie die Anlagerung von Eis oder Reif begünstigen, und läßt damit ein Vereisen zu, so muß der Gasstrom zur notwendigen Enteisung in gewissen Zeitabständen unterbrochen werden.

Der Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3) kann ein Einrohrwärmeaustauscher sein, bei dem beispielsweise in einem zentralen Rohr, das außen mit Kühlrippen ausgestattet ist, das Kühlmittel verdampft und in einem dieses Rohr umgebenden Außenrohr das Gas strömt. Es kann sich jedoch beispielsweise auch um ein Rohrbündel handeln, bei dem das Gas durch die Rohre strömt, die vom verdampfenden Kältemittel überflutet sind. Es sind noch viele andere Ausführungsformen für den Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3) bekannt, welche die beiden Stoffströme durch Wandungen getrennt zum Wärmeaustausch aneinander vorbeiführen.

Kondensatableiter (5) können nach dem Stand der Technik unterschiedlich gestaltet sein. Üblich ist ein Gerät mit einem Kondensatsammelraum, einem Sensor und einem Entlaßventil, das von einer Steuerung dann für kurze Zeit geöffnet wird, wenn der Sensor einen bestimmten Anstieg des Kondensatspiegels im Sammelraum anzeigt. Bei geöffnetem Entlaßventil treibt der im Kältetrockner herrschende Überdruck das Kondensat nach außen.

Über die in Fig. 1 dargestellten Ausführungsformen hinaus gibt es nach dem Stand der Technik weitere Ausführungsformen von Vorrichtungen zur kontinuierlichen Kältetrocknung von Gas, insbesondere von Druckluft, auf die sich die vorliegende Erfindung beziehen soll. Dabei können die Vorrichtungen zusätzlich zu den beschriebenen Wärmeaustauschern (3, 12) weitere Wärmeaustauscher beinhalten, die an unterschiedlichen Stellen der Gasleitung (6) angeordnet sein können und einerseits vom Gas sowie anderseits vom Gas oder vom Kältemittel durchströmt sein können. Über die beschriebenen Ausführungsformen der Wärmeaustauscher (3, 12) hinaus kann es sich z. B. auch um Wärmeaustauscher handeln, bei denen die Wärmeüberleitung aus der die Stoffströme (Gas, Kältemittel) trennenden Wandung auf den einzelnen Stoffstrom durch Flächenvergrößerung mittels Sintermetall, Rippen usw. verbessert ist. Der Kälteerzeuger kann auch in einem getrennten Gehäuse oder sogar in einem getrennten Raum untergebracht sein und lediglich die Kältemittelleitungen (9) an die Vorrichtung zur kontinuierlichen Kältetrocknung von Gas herangeführt sein.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei gleichartigen Gruppen (19a, 19b), jeweils bestehend aus einem Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3a, 3b), einem Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12a, 12b), einem Eisabscheider (18a, 18b), drei Kondensatableitern (5aa, 5ab, 5ac, 5ba, 5bb, 5bc), und den verbindenden Gasleitung (6a, 6b), sowie mit einem beiden Gruppen (19a, 19b) gemeinsamen Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12c), einer gemeinsamen Gasleitung (6) mit Gaseintritt (7) und Gasaustritt (8) mit Kennzeichnung der Gasströmung durch Richtungspfeile (10) und einem Gas-Umschaltorgan (14). Die zu den Kältemittel/Gas- Wärmeaustauschern (3a, 3b) gehörigen Kältemittelverdichter und Kältemittelverflüssiger sind nicht dargestellt. Insofern repräsentieren die Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschern (3a, 3b) jeweils einen kompletten Kältemittelkreislauf, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, wobei der jeweils zu den Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschern (3a, 3b) gehörige Kältemittelkreislauf durch Ein- oder Ausschalten des jeweiligen Kältemittelverdichters zu- oder abgeschaltet werden kann, wobei Rückschlagventile oder ähnliche Maßnahmen eine ungewollte Kältmittelströmung verhindern. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, nur einen Kältemittelkreislauf für beide Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3a, 3b) anzuwenden und diesen mittels nicht dargestellte Kältemittelumschaltorgane wahlweise an jeweils den einen oder den anderen oder beide Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3a, 3b) anzukoppeln. Das Gas-Umschaltorgan (14) ist in diesem Ausführungsbeispiel als die Zusammenführung (27) von den beiden Gruppen (19a, 19b) bildendes 3/2-Wege-Ventil ausgeführt, wobei eine dunkle Füllung der Kontur einen versperrten Anschluß, dagegen eine helle Füllung der Kontur einen offenen Anschluß kennzeichnet. Fig. 2 zeigt eine Betriebsstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung: Der Gasstrom tritt am Gaseintritt (7) in die Vorrichtung ein, durchläuft den Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12c), die Verzweigung (26) der Gasleitung (6) zur Gruppe (19b) sowie den Kondensatableiter (5bc), wo die bis dahin ausgeschiedene Feuchte abgeschieden und abgeleitet wird, strömt durch die mit den Richtungspfeilen (10) der Gasströmung gekennzeichneten Gasleitungen (6b) zum Gas/Gas-Wärmeaustauschern (12b) und über den Kondensatableiter (5ba) zum Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3b), dessen Kältemittelkreislauf so betrieben wird, daß das Gas im Kältemittel/Gas- Wärmeaustauscher (3b) Temperaturen unter dem Gefrierpunkt von Wasser annimmt. Dies führt zu einem entsprechend tiefen Drucktaupunkt des getrockneten Gases, allerdings auch zu einem Ausfrieren im Gas enthaltener Feuchte an den Wandungen des Kältemittel/Gas- Wärmeaustauschers (3b) sowie im Eisabscheider (18b) und gegebenenfalls auch an Teilen des Gas/Gas-Wärmeaustauschers (12b). Danach strömt das Gas wieder zum Gas/Gas- Wärmeaustauscher (12b), in dem es sich aufwärmt und dabei im Gegenzug das dem Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3b) zuströmende Gas abkühlt. Nach dem Gas/Gas- Wärmeaustauscher (12b) strömt das Gas zum Gas-Umschaltorgan (14) und von dort über den Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12c) zum Gasaustritt (8).

Weiterhin zeigt Fig. 2 eine Regenerationsgas-Drossel (15), über die ein mit Richtungspfeilen (16) gekennzeichneter Regenerationsgasstrom vom Abzweigpunkt (28) durch die punktiert gezeichnete Regenerationsgasleitung (20) über das Regenerationsgas-Umschaltorgan (17) und die Regenerationsgasleitung (20a), den Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12a), den Eisabscheider (18a), den Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3a) dem Kondensatableiter (5aa) zuströmt. Damit werden der Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12a), der Kältemittel/Gas- Wärmeaustauscher (3a) sowie der Eisabscheider (18a) und die Kondensatableiter (5aa, 5ab), also die Gruppe (19a), auf Temperaturen oberhalb des Gefrierpunktes von Wasser aufgewärmt. Der Regenerationsgasstrom mischt sich stromaufwärts des Gas/Gas- Wärmeaustauschers (12b) am Zuführpunkt (29) wieder in den Gasstrom, der dem Gas/Gas- Wärmeaustauscher (12b) zufließt, und geht damit dem Prozeß nicht verloren. Auch die zum Aufwärmen und Abtauen eingesetzte Wärme geht dem Prozeß nicht verloren, sondern wird zum Vorkühlen des feuchten Gasstromes eingesetzt.

Der Regenerationsgasstrom sorgt für ein Abtauen des im zurückliegenden Schaltzyklus im Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3a) und im Eisabscheider (18a) sowie gegebenenfalls in Teilen des Gas/Gas-Wärmeaustauschers (12a) angesammelten Eises, das in flüssiger Form über die Kondensatableiter (5aa, 5ab, 5ac) abgeleitet wird. Auch andere, zuvor bei tiefen Temperaturen schwer ableitbare Feuchtebestandteile, wie z. B. Öl, werden im erwärmten Zustand leicht ableitbar.

Die Betriebsweise der Vorrichtung im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 der anderen Stellung der Umschaltorgane (14, 17) ist nicht dargestellt, jedoch auch ohne bildliche Darstellung verständlich:

Nach einer Zykluszeit T1, die so bemessen ist, daß das in den Wärmeaustauschern (3a, 12a) abgelagerte Eis geschmolzen und als Flüssigkeit abgeleitet ist, werden die nicht dargestellten Kältemittel-Umschaltorgane betätigt, so daß danach auch die Kältemittel/Gas- Wärmeaustauscher (3a) der Gruppe (19a) durch entsprechende Betriebsweise des nicht dargestellten Kältemittelverdichters abgekühlt und mit Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser betrieben und so für den eigentlichen Umschaltvorgang vorgekühlt werden.

Nach einer Zykluszeit T2, die so bemessen ist, daß die Menge des an den Wandungen der Wärmeaustauscher (3b, 12b) und des Eisabscheiders (18b) abgelagerten Eises noch zu keiner wesentlichen Behinderung des Wärmeaustauschs und der Gasströmung führt, werden gleichzeitig oder in geeigneter Reihenfolge das Gas-Umschaltorgan (14) und das Regenerationsgas-Umschaltorgan (15) umgeschaltet.

Der Gasstrom, gekennzeichnet durch die Richtungspfeile (10) durchströmt in dieser neuen Stellung den Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12a) und danach den Kältemittel/Gas- Wärmeaustauscher (3a), dessen nicht dargestellter Kältemittelkreislauf jetzt eingeschaltet ist, womit beide Wärmeaustauscher (3a, 12a) zumindest zum Teil sowie der Eisabscheider (18a) jetzt mit Temperaturen unter dem Gefrierpunkt von Wasser betrieben werden. Dagegen ist der nicht dargestellte Kältemittelkreislauf des Kältemittel/Gas- Wärmeaustauscher (3b) ausgeschaltet und dieser Wärmeaustauscher sowie der vorgeschaltete Gas/Gas-Wärmeaustauschern (12b) werden durch entsprechende Stellung des Regenerationsgas-Umschaltorganes (17) vom Regenerationsgasstrom beaufschlagt. Damit wird jetzt die Gruppe (19b) mit Temperaturen oberhalb des Gefrierpunktes von Wasser betrieben. Der Regenerationsgasstrom sorgt für ein Abtauen der im zurückliegenden Schaltzyklus im Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3b), im Eisabscheider (18b) sowie zumindest in Teilen des Luft/Luft-Wärmeaustauschers (12b) angesammelten Eises, das in flüssiger Form über die Kondensatableiter (5ba, 5bb, 5bc) abgeleitet wird.

Wenn die Größe des Regenerationsgasstromes durch entsprechende Wahl der Drossel (15) so gewählt wird, daß einerseits das Zeitintervall des Vereisens und andererseits der Zeitbedarf des Abtauens etwa gleich groß sind, so können die Umschaltorgane (14, 17) etwa gleichzeitig betätigt werden. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, das Regenerationsgas nicht über das gesamte Zeitintervall T2 strömen zu lassen, sondern den Regenerationsgasstrom größer zu wählen und über kürzere Zeit strömen zu lassen. In letzterem Fall besitzt das Regenerationsgas-Umschaltorgan (17) erfindungsgemäß eine zusätzliche Schaltstellung, die den Regenerationsgasstrom absperrt.

Fig. 2 zeigt nicht die Mittel zur automatische Steuerung der Vorrichtung, die ausdrücklich zum Erfindungsumfang gehören sollen: eine Steuerung (22), die auf bekannte Art und Weise über Schrittschaltwerke, eine Folge elektrischer Relais, elektronische oder pneumatische Funktionselemente den Ablauf des Prozesses steuert und über elektrische oder pneumatische oder andere bekannte Steuerleitungen auf die Umschaltorgane (14, 17), die nicht dargestellten Kältemittel-Umschaltorgane und/oder die Antriebsmotoren der ebenfalls nicht dargestellten Kältemittelverdichter einwirkt. Nicht dargestellt sind weiterhin Temperaturfühler, die in besonderen Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise den Abtauprozeß überwachen, also einen erforderlichen Temperaturanstieg an einer geeigneten Stelle der Vorrichtung oder eine erforderliche Temperaturabsenkung an einer anderen Stelle der Vorrichtung messen, oder den Trocknungsprozeß kontrollieren, also das Erreichen einer vorgegebenen niedrigsten Gastemperatur an einer geeigneten Stelle der Vorrichtung, überwachen, oder Fühler zur Messung des erzielten Drucktaupunktes. In Fig. 2 sind weitere, bei Kältetrocknern übliche Bauteile (wie z. B. Kältemitteltrockner usw.) nicht dargestellt und nicht beschrieben. Alle diese Bauteile, insbesondere die in den o. g. Literaturstellen zum Stand der Technik beschriebenen, gehören ausdrücklich mit zum Gegenstand der Erfindung.

Unter Bezugnahme auf Anspruch 1 wird zusammenfassend festgestellt,

• - daß die beiden Gruppen (19a, 19b) mehrfach ausgeführter Wärmeaustauscher (3a, 3b, 12a, 12b) einseitig durch das Umschaltorgan (14) gegenüber der gemeinsamen Gasleitung (6) absperrbar und ebenfalls einseitig über das Regenerationsgas- Umschaltorgan (17) an mindestens die einen Regenerationsgasstrom führende Regenerationsgasleitung (20) anschließbar sind
• - daß die Anordnung der Leitungen (6, 6a, 6b, 20, 20a, 20b) und Umschaltorgane (13, 14) den Regenerationsgasstrom an dem stromaufwärts der jeweils an die gemeinsame Gasleitung (6) angeschlossenen Gruppen (19a, 19b) gelegenen Abzweigpunkt (28) vom Gasstrom abzweigbar, die vom Gasstrom abgesperrten Gruppen (19a, 19b) vom Regenerationsgasstrom durchströmbar und den Regenerationsgasstrom an dem stromaufwärts der zu den an die gemeinsame Gasleitung (6) angeschlossenen Gruppen (19a, 19b) gehörenden Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschern (3a, 3b) gelegenen Zuführpunkt (29) - der in diesem Ausführungsbeispiel mit der Verzweigung (26) übereinstimmt - wieder dem Gasstrom zuführbar macht;
• - daß zwischen Abzweigpunkt (28) und Zuführpunkt (29) der Wärmeaustauscher (12c) angeordnet ist;
• - und daß die Größe des Regenerationsgasstromes durch eine im Verlauf der Regenerationsgasleitung (20) angeordnete Regenerationsgasdrossel (15) einstellbar ist.

Die Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens zu ihrem Betrieb nach Fig. 2 hat folgende Vorteile:

• - Die Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12a, 12b, 12c) bewirken durch intensiven Wärmeaustausch zwischem feuchtem eintretenden und trockenen austretenden Gas einen sehr geringen Energieverbrauch des Kältetrockners.
• - Im Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12c) wird bereits ein beträchtlicher Teil der Feuchte ausgeschieden und über die Kondensatableiter (5ac, 5bc) abgeleitet. Diese Feuchte belastet nicht mehr die nachgeschalteten Wärmeaustauscher und Eisabscheider (3a, 12a, 18a, 3b, 12b, 18b), in denen es zumindest zum Teil als Eis ausfallen würde.
• - Es sind sehr niedrige Drucktaupunkte unter 0°C erreichbar, bis -20°C oder sogar -40 °C, ohne daß die Bildung von Eis oder anderer schwer ableitbarer Feuchtebestandteile zu Betriebsstörungen führt oder eine Unterbrechung des Gasstromes zum Abtauen erforderlich macht. Das kurzzeitige Absperren beim Umschalten macht sich wegen der Speicherwirkung der Wärmeaustauscher und Rohrleitungen nicht bemerkbar.
• - Die für das Abscheiden großer Eis-, Schnee- oder Rauhreifmengen auslegbaren Eisabscheider (18a, 18b) ermöglichen eine lange Zykluszeit T2
• - Der Regenerationsgasstrom geht dem Prozess nicht verloren, auch nicht die zum Aufheizen bei Überführung vom Niedrigtemperaturbereich zum Hochtemperaturbereich oder zum Abkühlen in umgekehrter Richtung benötigte Energie, die vielmehr zum Vorkühlen bzw. Nachheizen Verwendung finden.
• - Die gegenüber einem über 0°C arbeitenden Kältetrockner erhöhte Materialanhäufung für Wärmeaustauscher (3a, 3b, 12a, 12b) und Eisabscheider (18a, 18b) bewirkt eine erhöhte Speicherfähigkeit für Kälte, die sich bei stark schwankender Gasentnahme durch eine gleichmäßigere Trocknung und einfachere Regelung (durch Ein- und Ausschalten des Kälteerzeugers) bemerkbar macht.

Fig. 3a und Fig. 3b zeigen ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und machen das Verfahren zu ihrem Betrieb deutlich: Fig. 3a zeigt zwei Gruppen (19a, 19b) bestehend jeweils aus folgenden in einem gemeinsamen nicht gekennzeichneten Gehäuse zusammengefaßten Komponenten: ein Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3a, 3b) mit gestrichelt gezeichneter Kältemittelleitung (9) und daran versetzt angeschlossenen nicht gekennzeichneten Wärmeleitblechen, ein Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12a, 12b) und ein Eisabscheider (18a, 18b). Zu den Gruppen gehört weiterhin je ein Kondensatableiter (5a, 5b). Das Gehäuse steht bevorzugt senkrecht mit dem Kondensatableiter (5a, 5b) am Gehäuseboden, um den Kondensatfluß vom Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12a, 12b) bis zum Kondensatableiter (5a, 5b) zu gewährleisten. Die Gasleitung (6, 6a, 6b) verzweigt direkt hinter dem Gaseintritt (7) an der Verzweigung (26) und führt in der gezeichneten Betriebsstellung den mit in dicker Strichstärke ausgeführten Richtungspfeil (10) gekennzeichneten Gasstrom über den Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12a), den Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschern (3a), den Eisabscheider (18a), über ein weiteres Teil der Gasleitung (6a) zurück zum Gas/Gas- Wärmeaustauscher (12a) und von dort über das Gasumschaltorgan (14), das gleichzeitig die Zusammenführung (27) der beiden Teilgasleitungen (6a, 6b) bildet, zum Gasaustritt (8). Über das Kältemittel-Umschaltorgan (13) ist der vom Kältemittelverdichter (1) getriebene Kältemittelstrom zur Gruppe (19a) geleitet, während die Gruppe (19b) vom Kältemittelstrom getrennt beleibt. Gas-Umschaltorgan (14) und Kältemittel-Umschaltorgan (13) sind als motorisch betätigte Mehrwegeventile ausgeführt; ein schwarz gezeichneter Anschluß meint "Weg geschlossen", ein weiß gezeichneter Anschluß "Weg offen".

Ein Regenerationsgasstrom fließt in der gezeichneten Betriebsstellung vom Abzweigpunkt (28) über die Wärmeaustauscher (12b, 3b) und den Eisabscheider (18b) der Gruppe (19b) und die Teilgasleitung (6b) zurück zum Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12b) und von dort über das Regerationsgas-Umschaltorgan (17b) mit Drossel (15b) und die Regenerationsgasleitung (20b) zum Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3a), wo es sich dem Gasstrom wieder beimischt und ebenfalls getrocknet wird. Der Zuführpunkt (29) des Regenerationsgasstromes liegt in diesem Fall am Gaseintritt in den Kältemittel/Gas- Wärmeaustauscher (3a). Die Regerationsgas-Umschaltorgan (17a, 17b) sind als bekannte Rückschlagventile ausgeführt, wobei der Sitz für das beispielsweise in bekannter Art als Kugel ausgeführte Schaltelement erfindungsgemäß auch als Regenerationsgasdrossel (15a, 15b) dient.

Die Gruppe (19a) wird in dieser Betriebsstellung mit einer Temperatur des Kältemittels unter dem Gefrierpunkt von Wasser betrieben, z. B. bei -20°C. Dies führt zum Ausfrieren von im zu trocknenden Gas enthaltener Feuchte. Die Gruppe (19b) dagegen wird mit dem warmen Regenerationsgasstrom beaufschlagt. Dies führt zum Auftauen der in der vorherigen, nicht gezeichneten Betriebstellung angesammelten Eises, das zum nicht gekennzeichneten Behälterboden abtropft und von dort über den Kondensatableiter (5b) abgeleitet wird.

Nach einer Zykluszeit T1 wird das Kältemittel-Umschaltorgan (13) so geschaltet, daß jetzt beide Gruppen (19a, 19b) an den Kältemittelkreislauf angeschlossen sind und dadurch die Gruppe (19b) vorgekühlt wird. Diese Betriebsstellung ist nicht gezeichnet, alle Anschlüsse des Kältemittel-Umschaltorgans (13) sind offen.

Nach einer Zykluszeit T2 werden das Gas-Umschaltorgan (14) und das Kältemittel- Umschaltorgan (13) erneut betätigt und die Vorrichtung nimmt damit die in Fig. 3b gezeichnete Betriebstellung ein: Jetzt wird die Gruppe (19b) vom mit in dicker Strichstärke gezeichneten Richtungspfeil (10) gekennzeichneten Gasstrom durchströmt und bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt von Wasser betrieben (z. B. bei -20°C), und die Gruppe (19a) wird vom mit dünnem Richtungspfeil (16) gekennzeichneten Regenerationsgasstrom durchströmt. Das in der vorherigen Betriebsperiode in Gruppe (19a) niedergeschlagene Eis wird aufgetaut und über den Kondensatableiter (5a) abgeführt. Der Regenerationsgasstrom strömt über die Regenerationsgasleitung (20a) und das mit Regenerationsgasdrossel (15a) ausgeführte Regenerationsgas-Umschaltorgan (17a) von Gruppe (19a) zu dem am Eintritt in den Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3b) gelegenen Zuführpunkt (29a).

Unter Bezugnahme auf Anspruch 1 wird auch für die in Fig. 3a und Fig. 3b dargestellte Ausführungsform der Erfindung zusammenfassend festgestellt,

• - daß die beiden Gruppen (19a, 19b) mehrfach ausgeführter Wärmeaustauscher (3a, 3b, 12a, 12b) einseitig durch das Umschaltorgan (14) gegenüber der gemeinsamen Gasleitung (6) absperrbar und ebenfalls einseitig über die beiden Regenerationsgas- Umschaltorgane (17a, 17b) an zwei einen Regenerationsgasstrom führende Regenerationsgasleitungen (20a, 20b) anschließbar sind, wobei die Regenerationsgas- Umschaltorgane (17a, 17b) in diesem Fall selbstschaltende Rückschlagventile sind
• - daß die Anordnung der Leitungen (6, 6a, 6b, 20, 20a, 20b) und Umschaltorgane (13, 14) den Regenerationsgasstrom an dem stromaufwärts der jeweils an die gemeinsame Gasleitung (6) angeschlossenen Gruppen (19a, 19b) gelegenen Abzweigpunkt (28) vom Gasstrom abzweigbar, die vom Gasstrom abgesperrten Gruppen (19a, 19b) vom Regenerationsgasstrom durchströmbar und den Regenerationsgasstrom an dem stromaufwärts der zu den an die gemeinsame Gasleitung (6) angeschlossenen Gruppen (19a, 19b) gehörenden Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschern (3a, 3b) gelegenen Zuführpunkt (29) - der in diesem Ausführungsbeispiel mit der Verzweigung (26) übereinstimmt - wieder dem Gasstrom zuführbar macht;
• - daß zwischen Abzweigpunkt (28) und Zuführpunkt (29) jeweils die Wärmeaustauscher (12a, 12b) angeordnet sind;
• - und daß die Größe des Regenerationsgasstromes durch im Verlauf der Regenerationsgasleitungen (20a, 20b) angeordnete Regenerationsgasdrosseln (15a, 15b) einstellbar ist.

In den Figuren sind lediglich Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Erfindung soll sich ausdrücklich über die beschriebenen Beispiele hinaus auf alle anderen bekannten Schaltungsanordnungen von Kältetrocknern und alle anderen bei Kältetrocknern verwandten Bauteile beziehen. Dabei ist es unwesentlich, um welche Ausführung oder Bauart von Kältekreislauf, Kältemittelverdichter (1), Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3a, 3b), Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12a, 12b), Eisabscheider (18a, 18b), Kondensatableiter (5) oder Umschaltorgane (13, 13a, 13b, 14, 17, 21a, 21b, 25a, 25b) es sich handelt.

Die Wärmeaustauscher (3a, 3b, 12a, 12b) können in getrennten oder gemeinsamen Gehäusen untergebracht und übereinander oder nebeneinander, senkrecht, horizontal oder schräg angeordnet sein. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen der eine Wärmeaustauscher um den anderen herum aufgebaut ist, z. B. der wärmere Gas/Gas- Wärmeaustauscher (12a, 12b) diesen gleichsam isolierend um den kälteren Kältemittel/Gas- Wärmeaustauscher (3a, 3b) gewickelt ist.

Besonders vorteilhaft ist es, zumindest den Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschern (3a, 3b) der einzelnen Gruppen (19a, 19b) einen Eisabscheider (18a, 18b) nachzuschalten, dessen Vorteile zuvor beschrieben wurden, und der bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung einbezogen ist. Dieser Eisabscheider (18a, 18b) kann ein eigenes Gehäuse besitzen, er kann jedoch auch in das Gehäuse des zugeordneten Kältemittel/Gas- Wärmeaustauschers (3a, 3b) eingebaut sein. Der Eisabscheider (18a, 18b) befindet sich bevorzugt in baulicher Nähe zu einem Kondensatableiter (5). Der Kondensatableiter (5) kann wiederum ein eigenes Gehäuse aufweisen, er kann jedoch auch in das Gehäuse des Eisabscheiders (18a, 18b) oder des zugeordneten Wärmeaustauschers (3a, 3b, 12a, 12b) eingebaut sein, deren Gehäuse er dann teilweise als Kondensatsammelraum benutzt und in deren Gehäuse dann ein Niveau-Sensor eingebaut ist.

Der Umschaltbarkeit der Gruppen (19a, 19b) vom Hochtemperaturbereich zum Niedrigtemperaturbereich und umgekehrt dienen Umschaltorgane, in den Ausführungsbeispielen als Gas-Umschaltorgane (14) und/oder Regenerationsgas- Umschaltorgane (17) und/oder Kältemittel-Umschaltorgane (13) ausgeführt. Bei den Kältemittel-Umschaltorganen (13) kann es sich auch um nicht dargestellte Ein/Ausschalter der Kältemittelverdichter (1) handeln, wenn jeder Gruppe (19a, 19b) ein Kälteerzeuger zugeordnet ist.

Eine weitere, in den Figuren nicht dargestellte erfindungsgemäße Art von Umschaltorganen besteht aus Abblasventilen und Wechselventilen. Die Abblasventile sind beispielsweise an den Teilgasleitungen (6a, 6b) angeordnet und stellen eine Verbindung von den Druckräumen zur Umgebung her. An Stelle der Umschaltorgane (14, 17) sind passive Wechselventile eingebaut, wie bei Adsorptionstrocknern üblich sind, die beispielsweise je aus einem T-Stück mit drei Anschlüssen bestehen, in denen eine bewegliches Schaltelement zwei bistabile Positionen einnehmen kann, in denen jeweils ein Anschluß verschlossen und der andere offen ist. Durch Betätigung der Abblasventile wird kurzfristig in einer der Gruppen ein Druckabfall erzeugt, was eine einseitig erhöhte Durchströmung der Wechselventile verursacht. Dadurch wird das beschriebene Schaltelement in eine entssprechende Position verschoben, in der es auch bleibt, wenn das Abblasventil geschlossen wird. So können durch abwechselndes Schalten der Abblasventile nacheinander beide Gruppen (19a, 19b) an den Gasstrom oder den Regenerationsgasstrom angeschlossen werden. Bei Betätigung des entsprechenden Abblasventils kann der Regenerationsgasstrom kurzfristig stark erhöht werde, was zu einem Abreinigen von an den Wärmeaustauscherflächen und in den Eisabscheidern anhaftenden Wasser- oder Öltropfen und deren Transport in Richtung Kondensableiter führt.

Bezugszeichenliste

1

Kältemittelverdichter

2

Kältemittelverflüssiger

3

Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher

4

Drosselorgan

5

Kondensatableiter

6

Gasleitung

7

Gaseintritt

8

Gasaustritt

9

Kältemittelleitung

10

Richtungspfeil Gasstrom

11

Richtungspfeil Kältemittelstrom

12

Gas/Gas-Wärmeaustauscher

13

Kältemittel-Umschaltorgan

14

Gas-Umschaltorgan

15

Regenerationsgas-Drossel

16

Richtungspfeil Regenerationsgastrom

17

Regenerationsgas-Umschaltorgan

18

Eisabscheider

19

Gruppe

20

Regenerationsgasleitung

26

Verzweigung

27

Zusammenführung

28

Abzweigpunkt

29

Zuführpunkt

Claims (45)

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Kältetrocknung eines Feuchtigkeit enthaltenden Gases, insbesondere zum Trocknen von Druckluft, mit einem ein Kältemittel oder eine Sole kühlenden Kälterzeuger, vom Gas zur Trocknung durchströmten Wärmeaustauschern, von denen mindestens ein vom Kältemittel durchströmter und somit das Gas kühlende Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher mehrfach ausgeführt ist, und mit mindestens einem Kondensatableiter zum Ableiten der aus dem Gasstrom ausgeschiedenen Feuchtigkeit, wobei die mehrfach ausgeführten Wärmeaustauscher zu zumindest zwei gleichartigen Gruppen zusammengefaßt und diese parallel zueinander geschaltet sind, und wobei die Gruppen durch geeignete Umschaltorgane unabhängig von einander und im Gegentakt einerseits bis unter den Gefrierpunkt abkühlbar und andererseits bis über den Gefrierpunkt aufheizbar sind, dadurch gekennzeichnet,

• 1. daß Gruppen (19a, 19b) mehrfach ausgeführter Wärmeaustauscher (3a, 3b, 12a, 12b) mindestens einseitig durch Umschaltorgane (13, 13a, 14, 17, 17a, 17b) gegenüber der gemeinsamen Gasleitung (6) absperrbar und ebenfalls mindestens einseitig an mindestens eine einen Regenerationsgasstrom führende Regenerationsgasleitung (20, 20a, 20b) anschließbar sind;
• 2. daß die Anordnung der Leitungen (6, 6a, 6b, 20, 20a, 20b) und Umschaltorgane (13, 13a, 14, 17, 17a, 17b) den Regenerationsgasstrom an einem stromaufwärts der jeweils an die gemeinsame Gasleitung (6) angeschlossenen Gruppen (19a, 19b) gelegenen Abzweigpunkt (28) vom Gasstrom abzweigbar, die vom Gasstrom abgesperrten Gruppen (19a, 19b) vom Regenerationsgasstrom durchströmbar und den Regenerationsgasstrom an einem stromaufwärts der zu den an die gemeinsame Gasleitung (6) angeschlossenen Gruppen (19a, 19b) gehörenden Kältemittel/Gas- Wärmeaustauschern (3a, 3b) gelegenen Zuführpunkt (29) wieder dem Gasstrom zuführbar macht;
• 3. daß zwischen Abzweigpunkt (28) und Zuführpunkt (29) mindestens ein weiterer Wärmeaustauscher (3a, 3b, 12a, 12b, 12c) angeordnet ist;
• 4. und daß die Größe des Regenerationsgasstromes durch mindestens eine im Verlauf der Regenerationsgasleitung (20, 20a, 20b) angeordnete Regenerationsgasdrossel (15, 15a, 15b) einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichartigen Gruppen (19a, 19b) an einem Punkt der zugehörigen Gasleitung (6a, 6b) stromabwärts des zur jeweiligen Gruppe (19a, 19b) gehörenden Kältemittel/Gas- Wärmeaustauschers (3a, 3b) und stromaufwärts der Zusammenführung (27) durch Umschaltorgane (14, 17, 17a, 17b) gegenüber dem zum Gasaustritt (8) führenden gemeinsamen Zweig der Gasleitung (6) gegen diese absperrbar und an dieser oder einer anderen Stelle an eine Regenerationsgasleitung (20, 20a, 20b) anschließbar sind, wogegen die Gruppen (19a, 19b) zur Verzweigung (26) der vom Gaseintritt (7) heranführenden gemeinsamen Gasleitung (6) hin nicht absperrbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein gemeinsamer Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12c) im Gaszulauf zu den Gruppen (19a, 19b) angeordnet ist, der vom Gasrücklauf aus diesen Gruppen (19a, 19b) gekühlt wird, und daß eine Regenerationsgasleitung (20, 20a, 20b) parallel zum gemeinsamen Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12c) vom Gaseintritt (7) heranführt und über Umschaltorgane (13, 13a, 14, 17, 17a, 17b) an die vom Gasstrom abgesperrten Gruppen (19a, 19b) anschließbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerationsgasleitung (20, 20a, 20b) stromabwärts des zur jeweiligen Gruppe (19a, 19b) gehörenden Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers (3a, 3b) und stromaufwärts der Zusammenführung (27) an die Gasleitungen (6a, 6b) anschließbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerationsgasleitung (20) stromaufwärts der Gruppen (19a, 19b) an die Gasleitungen (6a, 6b) anschließbar ist und zusätzliche Regenerationsgasleitungen (20a, 20b) von einem Bereich der Gasleitung (6a, 6b) stromabwärts des jeweiligen Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers (3a, 3b) einer vom Gasstrom abgesperrten Gruppe (19a, 19b) zu einem Bereich unmittelbar stromaufwärts des jeweiligen Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers (3a, 3b) einer vom Gasstrom durchströmten Gruppe (19a, 19b) führen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichartigen Gruppen (19a, 19b) jeweils zumindest aus einem Gas/Gas- Wärmeaustauscher (12a, 12b) und einem Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers (3a, 3b) bestehen und absperrbare Regenerationsgasleitungen (20a, 20b) von einem Bereich der Gasleitung (6a, 6b) stromabwärts des Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers (3a, 3b) einer vom Gasstrom abgesperrten Gruppe (19a, 19b) zu einem Bereich unmittelbar stromaufwärts des Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers (3a, 3b) einer vom Gasstrom durchströmten Gruppe (19a, 19b) führen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerationsgasleitungen (20a, 20b) mit bekannten Rückschlagventilen ausgerüstet sind, die den Regenerationsgasstrom nur in Richtung von der vom Gasstrom abgesperrten Gruppe (19a, 19b) zur vom Gasstrom durchströmten Gruppe (19a, 19b) freigeben.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrfach ausgeführten Wärmeaustauscher (3a, 3b, 12a, 12b) zwei im wesentlichen gleichartige Gruppen (19a, 19b) bilden.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß gasseitig stromabwärts der Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3a, 3b) Eisabscheider (18a, 18b) angeordnet sind, die vom gekühlten Gasstrom mitgeführte Eispartikel und nicht ausgeschiedene übersättigte Feuchte durch zur Abscheidung und Anlagerung geeignete Einbauten abscheidbar machen, und daß die gleichartigen Gruppen (19a, 19b) jeweils mindestens aus einem Kältemittel/Gas- Wärmeaustauscher (3), einem Eisabscheider (18a, 18b) und einem Kondensatableiter (5a, 5b, 5aa, 5ab, 5ac, 5ba, 5bb, 5bc) bestehen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten eines Eis­ abscheiders (18a, 18b) aus einer Vielzahl parallel und hintereinander geschalteter die Strömung beruhigender und "Totwasserzonen" bildender Zellen bestehen, die durch flächige, faserförmige oder körnige Festkörper begrenzt sind, wobei mehrere benachbarte Zellen miteinander in Verbindung stehen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten aus einer Vielzahl paralleler Kanäle bestehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten eines Eis­ abscheiders (18a, 18b) einen zylindrischen Wirbelraum mit tangentialer Gaszuströmöffnung und zentrischer Gasabströmöffnung besitzen, in dem die Eiskristalle durch die vom im Wirbelraum erzeugten Wirbel infolge unterschiedlichen spezifischen Gewichtes zwischen Eiskristall und Gas abscheidbar sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Eisabscheider (18a, 18b) und ein Kondensatableiter (5a, 5b, 5ab, 5bb) eine bauliche Einheit mit gemeinsamem Gehäuse bilden, wobei zumindest Teile dieses Gehäuses als Kondensatsammelraum dienen.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatableiter (5a, 5b, 5aa, 5ab, 5ac, 5ba, 5bb, 5bc) aus einem Ablaßventil, einem in das Gehäuse hineinragenden, den Kondensatstand messenden Niveausensor und einer den Kondensatstand überwachenden und das Ablaßventil öffnenden Steuerung besteht.

15. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kältemittel/Gas- Wärmeaustauscher (3a, 3b) und der Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12a, 12b) eine bauliche Einheit bilden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eisabscheider (18a, 18b) in die bauliche Einheit integriert ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kälte­ mittel/Gas-Wärmeaustauscher (3a, 3b) unterhalb des Gas/Gas-Wärmeaustauschers (12a, 12b) angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Gas/Gas- Wärmeaustauschers (12) und der Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3) nebeneinander angeordnet sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Gas/Gas- Wärmeaustauschers (12) den Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3) umschließt

20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Kältemittelstrom durch die Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3a, 3b) der Gruppen (19a, 19b) verhindernde oder freigebende Kältemittel- Umschaltorgane (13) vorhanden sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Kältemittel­ verdichter (1) vorhanden ist, und Kältemittel-Umschaltorgane (13) die Kältemittelleitung (9) zu den einzelnen Gruppen (19a, 19b) absperrbar machen.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kältemittel­ verdichter (1a, 1b) vorhanden sind, und die den einzelnen Gruppen (9a, 9b) zugeord­ neten Kältemittelverdichter (1) von der Steuerung mittels Ein/Ausschalter einzeln ein- und ausschaltbar sind.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückschlagventile ausgeführte, eine Kältemittel-Rücksprömung verhindernde Kältemittel-Umschaltorgane (13) vorhanden sind.

24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltorgane (14, 17, 17a, 17b) voneinander getrennte Gas- Umschaltorgane (14) und Regenerationsgas-Umschaltorgane (17, 17a, 17b) sind, wobei die Gas-Umschaltorgane (14) die Verbindung zwischen Gruppe (19a, 19b) und Gasleitung (6) absperrbar machen und die Regenerationsgas-Umschaltorgane (17, 17a, 17b) die Verbindung zu den Regenerationsgasleitungen (20, 20a, 20b) herstellbar machen.

25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Gruppen (19a, 19b) mit je einem Abblasventil ausgerüstet sind, das eine gasseitige Verbindung zur Umgebung herstellbar macht.

26. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas-Umschaltorgane (14) und/oder Regenerationsgas- Umschaltorgane (17, 17a, 17b) passive bistabile Wechselventile sind, die an einer Verzweigung (26) und/oder Zusammenführung (27) von Gasleitungen (6) und/oder Regenerationsgasleitungen (20) angeordnet sind, bei denen ein durch Strömungskräfte bewegbares Schaltelement gleichzeitig einen von zwei der drei Anschlüsse des Wechselventils verschließbar macht, während der dritte Anschluß nicht verschließbar ausgeführt ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselsventil im wesentlichen aus einem T-förmigen Gehäuse besteht, an dessen drei an den Schenkeln des T angeordneten Anschlüssen die entsprechenden Leitungen (6, 6a, 6b, 20, 20a, 20b) angebracht sind, wobei an den zwei gegenüberliegenden Anschlüssen, die Verzweigung oder Zusammenführung zum dritten Anschluß bilden, weiterhin je ein Ventilsitz ange­ bracht ist der die Beweglichkeit eines im T-förmigen Gehäuse befindlichen Schalt­ elementes begrenzt und der vom Schaltelement verschließbar ist, wobei der dritte mittige Anschluß mit der allen Gruppen (19a, 19b) gemeinsamen Leitung (6, 20) verbunden und vom Schaltelement nicht verschließbar gestaltet ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselsventil im wesentlichen aus einem T-förmigen Gehäuse besteht, an dessen drei an den Schenkeln des T angeordneten Anschlüssen die entsprechenden Leitungen (6, 6a, 6b, 20, 20a, 20b) angebracht sind, wobei in den gegenüberliegenden Schenkeln des T-förmigen Gehäuses zwei Ventilsitze angeordnet sind, die die Beweglichkeit zweier Schaltelemente zum dritten mittigen Anschluß hin begrenzen und von dem zugeordneten Schaltelement ver­ schließbar sind, und wobei an den zwei gegenüberliegenden Anschlüssen, die die Ver­ zweigung oder Zusammenführung zum dritten Anschluß bilden, weiterhin je ein Begren­ zungselement angebracht ist, das die Beweglichkeit des jeweiligen Schaltelementes zu den Anschlüssen begrenzt und das vom Schaltelement nicht verschließbar ist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schaltelemente kugel- oder zylinderförmige vom Ventilgehäuse getrennte Körper sind.

30. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselventile durch getrennte Betätigung von Abblasventilen betätigbar sind, die jeweils eine Verbindung zwischen den Druckräumen der Gruppen (19a, 19b) und der Umgebung herstellen.

31. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie über eine Steuerung mit elektrischen oder elektronischen Schalt- und Speicherelemente verfügt, die über elektrische oder pneumatische Steuerleitungen auf die Umschaltorgane und Ventile einwirkt.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren zur Messung von Temperaturen, Gasdrücken oder Gasfeuchten vorhanden sind, welche zur Kontrolle des Programmablaufs auswertbar sind.

33. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Kältetrocknung eines Feuchtigkeit enthaltenden Gases, insbesondere zum Trocknen von Druckluft, mit einem ein Kältemittel kühlenden Kälterzeuger, vom Gas zur Trocknung durchströmten Wärmeaustauschern, von denen mindestens ein vom Kältemittel durchströmter und somit das Gas kühlende Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher mehrfach ausgeführt ist, und mit mindestens einem Kondensatableiter zum Ableiten der aus dem Gasstrom ausgeschiedenen Feuchtigkeit, wobei die mehrfach ausgeführten Wärmeaustauscher zu zumindest zwei gleichartigen Gruppen zusammengefaßt und diese parallel zueinander geschaltet sind und wobei die Gruppen durch geeignete Umschaltorgane unabhängig von einander und im Gegentakt einerseits bis unter den Gefrierpunkt abkühlbar und andererseits bis über den Gefrierpunkt aufheizbar sind, mit folgenden Schritten:

• 1. die mindestens zwei der aus mehrfach ausgeführten Wärmeaustauschern (3a, 3b, 12a, 12b) gebildeten im gleichartigen Gruppen (19a, 19b) werden mittels geeigneter Umschaltorgane (13, 13a, 14, 17, 17a, 17b) abwechselnd einerseits vom Gas- und Kältemittelstrom durchströmt und andererseits vom Gas- und Kältemittelstrom abgesperrt an einen warmen Regenerationsgasstrom angeschlossen und von diesem durchströmt, wobei der Regenerationsgasstrom stromaufwärts der jeweils an die gemeinsame Gasleitung (6) angeschlossenen Gruppen (19a, 19b) vom Gasstrom abgezweigt und stromaufwärts der zu den an die gemeinsame Gasleitung (6) angeschlossenen Gruppen (19a, 19b) gehörenden Kältemittel/Gas- Wärmeaustauschers (3a, 3b) wieder dem Gasstrom zugeführt wird;
• 2. eine erste oder mehrere an den Gasstrom angeschlossene Gruppen (19a) werden durch entsprechende Betriebsweise ihrer vom Kältemittelverdichter (1) beaufschlagten Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers (3a) so betrieben, daß mindestens Teilbereiche der Wärmeaustauscher (3a, 12a) dieser Gruppen (19a) Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser annehmen und sich in dem Gas enthaltene Feuchtigkeit in Form von Eis niederschlägt;
• 3. an einer zweiten oder mehreren vom warmen Regenerationsgasstrom durchströmtem und mit Temperaturen oberhalb des Gefrierpunktes von Wasser betriebenen Gruppen (19b), die vor der letzten Betätigung der Umschaltorgane (13, 13a, 14, 17, 17a, 17b) vom Gasstrom durchströmt und zumindest in Teilbereichen der Wärmeaustauscher (3a, 12a) dieser Gruppen (19a) Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser angenommen hatten, führt die Temperaturerhöhung zu einem Auftauen des Eises, das dann in flüssiger Form von einem der Gruppe (19b) zugeordneten Kondensatableiter (5b, 5ba, 5bb, 5bc) abgeleitet wird;
• 4. nach einer Zykluszeit T1, die so bemessen ist, daß das in den Wärmeaustauschern (3b, 12b) abgelagerte Eis geschmolzen und als Flüssigkeit abgeleitet ist, werden die Umschaltorgane (13, 13a, 14, 17, 17a, 17b) erneut betätigt, so daß danach die Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3b) der zweiten Gruppe (19b) durch entsprechende Betriebsweise des Kältemittelverdichters (1) abgekühlt und mit Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser betrieben werden;
• 5. nach einer Zykluszeit T2 die so bemessen ist, daß die Menge des in den Wärmeaus­ tauschern (3a, 12a) abgelagerten Eises noch zu keiner Behinderung des Betriebes führt, werden die Umschaltorgane (13, 13a, 14, 17, 17a, 17b) erneut betätigt, so daß danach die Wärmeaustauscher (3b, 12b) der zweiten Gruppe (19b) vom Gasstrom und die Wärmeaustauscher (3a, 12a) der ersten Gruppe (19a) vom Regenerationsgasstrom durchströmt werden, und so die Wärmeaustauscher (3a, 12a) der ersten Gruppe (19a) durch Erwärmung vom Eis befreit werden, das dann in flüssiger Form über den der Gruppe (19a) zugeordneten Kondensatableiter (5a, 5aa, 5ab, 5ac) abgeleitet wird;
• 6. die Gruppen (19a, 19b) werden fortwährend abwechselnd und zumindest teilweise mit Temperaturen oberhalb und unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser betrieben.

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regeneration und Enteisung die gleichartigen Gruppen (19a, 19b) an einem Punkt der zugehörigen Gasleitung (6a, 6b) stromabwärts des zur jeweiligen Gruppe (19a, 19b) gehörenden Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers (3a, 3b) und stromaufwärts der Zusammenführung (27) durch Umschaltorgane (14, 17, 17a, 17b) gegenüber dem zum Gasaustritt (8) führenden gemeinsamen Zweig der Gasleitung (6) abgesperrt werden, wogegen sie zur Verzweigung (26) der vom Gaseintritt (7) heranführenden gemeinsamen Gasleitung (6) hin mit der den Gasstrom führenden gemeinsamen Gasleitung (6) und allen anderen Gruppen (19a, 19b) verbunden bleiben.

35. Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß das zu trocknende Gas zumindest einen gemeinsamer Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12c) im Gaszulauf zu den Gruppen (19a, 19b) durchströmt bevor es den Gruppen (19a, 19b) zugeführt wird, wobei der gemeinsamer Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12c) vom Gasrücklauf aus den Gruppen (19a, 19b) gekühlt wird, und daß über eine vom Gaseintritt (7) parallel zum gemeinsamen Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12c) geführte Regenerationsgasleitung (20, 20a, 20b) durch entsprechende Schaltung der Umschaltorgane (13, 13a, 14, 17, 17a, 17b) warmes Regenerationsgas an die gegenüber dem Gasstrom abgesperrten Gruppen (19a, 19b) herangeführt wird und zumindest einen Teil dieser zur Enteisung durchströmt.

36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerationsgas der vom Gasstrom abgesperrten Gruppe (19a, 19b) stromabwärts des zugehörigen Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers (3a, 3b) und stromaufwärts der Zusammenführung (27) zugeführt wird.

37. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Regenerationsgasstrom über eine Regenerationsgasleitung (20) und Umschaltorgane (13, 13, 14, 17, 17, 17b) den Gruppen (19, 19b) an einem stromabwärts der Verzweigung (26) und stromaufwärts der Gruppen (19, 19b) gelegenen Punkt zugeführt wird, die aufzuwärmenden Gruppen (19, 19b) durchströmt und über zusätzliche Regenerationsgasleitungen (20, 20b) von einem Punkt stromabwärts des jeweiligen Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers (3, 3b) einer vom Gasstrom abgesperrten Gruppe (19, 19b) einem Punkt unmittelbar stromaufwärts des jeweiligen Kältemittel/Gas- Wärmeaustauschers (3, 3b) einer vom Gasstrom durchströmten Gruppe (19, 19b) zufließt und sich dort dem Gasstrom wieder beimischt.

38. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichartigen Gruppen (19, 19b) jeweils zumindest aus einem Gas/Gas-Wärmeaustauscher (12, 12b) und einem Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers (3, 3b) bestehen und der Regenerationsgasstrom nach Durchströmen der aufzuwärmenden Gruppe (19, 19b) über absperrbare Regenerationsgasleitungen (20, 20b) zu einem Bereich stromaufwärts des Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers (3, 3b) einer vom Gasstrom durchströmten Gruppe (19, 19b) geleitet wird und sich dort dem Gasstrom wieder beimischt.

39. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß genau zwei Gruppen (19a, 19b) abwechselnd vom Gasstrom und vom Regenerationsstrom beaufschlagt werden.

40. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Kältemittelverdichter (1) vorhanden ist und der Kältemittelstrom nach Öffnen von Kältemittel-Umschaltorganen (13) an die Kältemittel/Gas- Wärmeaustauschers (3a, 3b) der einzelnen Gruppen (19a, 19b) herangeführt wird.

41. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 39, daß mehrere Kältemittel­ verdichter (1) vorhanden sind, und die den einzelnen Gruppen (9a, 9b) zugeordneten Kältemittelverdichter (1) von der Steuerung durch Betätigung von Ein/Ausschalter einzeln ein- und ausgeschaltet werden.

42. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 41, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• 1. die Eispartikel und die nicht ausgeschiedene übersättigte Feuchte, die gasseitig stromabwärts der mit Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser betriebenen Kältemittel/Gas-Wärmeaustauschers (3, 3b) vom gekühlten Gasstrom mitgeführt werden, werden an Einbauten dort im Gasstrom angeordneter Eis­ abscheider (18a, 18b) abgeschieden, wobei jeweils ein Eisabscheider (18a, 18b) einem Kältemittel/Gas-Wärmeaustauscher (3a, 3b) zugeordnet ist.
• 2. beim Anschluß der Gruppe (19a), der der betreffende Eisabscheider (18a) zuge­ ordnet ist, an den warmen Regenerationsstrom führt die Temperaturerhöhung zu einem Auftauen des im Eisabscheider (18a) abgeschiedenen Eises, das dann in flüssiger Form von einem dem Eisabscheider (18a) zugeordneten Kondensatableiter (5a) abgeleitet wird.

43. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 42, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• 1. die als Wechselventile mit ausreichend großen Querschnitten und drei Rohr­ leitungsanschlüssen ausgeführten und als Verzweigung (26) oder Zusammenführung (27) von Rohrleitungen (6, 20) ausgeführten Gas-Umschaltorgane (14) und/oder Regenerationsgas-Umschaltorgane (17, 17a, 17b) werden dadurch betätigt, daß den Gruppen (19a, 19b) gasseitig zugeordnete Abblasventile bevorzugt schlagartig geöffnet werden;
• 2. nach Öffnen des einen Abblasventils sinkt der Gasdruck in den Wärmeaustauschern (3a, 12a) der zugehörigen Gruppe (19a) und zugeordneten Teilen der Rohrleitungen (6, 20) ab, wodurch eine mengenmäßig vergrößerte und damit höhere Strömungskräfte erzeugende Durchströmung in dem Teil der Verzweigung (26) oder Zusammenführung (27) von Rohrleitungen (6, 20) erzeugt wird, der der zugehörigen Gruppe (19a) zugewandt ist, und wodurch die höheren Strömungskräfte das in den Gas-Umschaltorganen (14) und/oder Regenerationsgas-Umschaltorganen (17, 17a, 17b) angeordneten Schaltelemente erfassen und in eine neue zur zugehörigen Gruppe (19a) hingerichtete Lage verschieben;
• 3. auch nach dem Schließen des Abblasventils verbleiben die Schaltelemente in der neuen Lage, bis durch Öffen des anderen Abblasventils und die dadurch erzeugten Strömungskräfte die Schaltelemente wieder in die ursprüngliche Lage zurückversetzt werden;
• 4. durch abwechselndes Öffnen der beiden Abblasventile wechseln die Schaltelemente zwischen den beiden bistabilen Lagen.

44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß bei den mit T-förmigem Gehäuse, mittig angeordnetem gemeinsamen Rohranschluß der Verzweigung (26) oder Zusammenführung (27) und an den gegenüberliegenden Schenkeln des T angeordneten Rohranschlüssen zu den Gruppen (19a, 19b) hin ausgeführten Wechselventilen das Schaltelement den Rohranschluß zu der Gruppe (19a, 19b) hin verschließt, deren zuge­ ordnetes Abblasventil geöffnet ist.

45. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß bei den mit T-förmigem Gehäuse, mittig angeordnetem gemeinsamen Rohranschluß der Verzweigung (26) oder Zusammenführung (27) und an den gegenüberliegenden Schenkeln des T angeordneten Rohranschlüssen zu den Gruppen (19a, 19b) hin ausgeführten Wechselventilen das Schaltelement den Rohranschluß zu der Gruppe (19a, 19b) hin öffnet, deren zugeord­ netes Abblasventil geöffnet ist.