DE19847885A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verdichten eines gasförmigen Mediums - Google Patents

Abstract

Beim Einsatz von fahrbaren Kompressoranlagen entsteht Kondensat, welches zu Problemen bei der Bausanierung, beim Sandstrahlen und beim Betrieb von Bauhämmern führt. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ein Verfahren, welches ein gasförmiges Medium, insbesondere Luft, verdichtet und soweit entfeuchtet, daß die Probleme hinreichend löst. DOLLAR A Das Gas wird von Atmosphärendruck über einen Verdichter 20 angesaugt und auf einen vorgegebenen Enddruck verdichtet. Das Gas wird dann über die Leitung 12 dem Gegenstromwärmetauscher 30 zugeführt. Hier wird das Gas durch das austretende Kaltgas deutlich abgekühlt. Der nachgeschaltete Kühler 40 senkt den Drucktaupunkt weiter bis nahezu Umgebungstemperatur ab. Das Kaltgas und das anfallende Kondensat wird über die Leitung 62 dem Kondensatableiter zugeführt. Das Kondensat wird hier abgeleitet, das Kaltgas gelangt in den Gegenstromwärmetauscher 30 und wird hier deutlich erwärmt. Dann gelangt das warme Gas über die Leitung 64 zu den Entnahmestellen. DOLLAR A Es wird nicht nur ein relativ trockenes Gas erzeugt, sondern es wird ein Nachkondensieren in den Gummischläuchen, die von den Entnahmestellen zu den Verbrauchern führen, wirksam durch die deutliche Drucktaupunktabsenkung verhindert.

Description

Die Erfindung betriff ein Verfahren zum Verdichten eines gasförmigen Mediums, insbesondere Luft.

Für den Anwendungsbereich in der Bauwirtschaft werden fahrbare Kompressoranlagen verwendet.

Diese Kompressoranlagen haben in der Regel ein öleinspritzgekühltes Verdichteraggregat, welches durch ein benzin- oder dieselbetriebenes Wärmekraftmaschine angetrieben wird.

Durch die Verdichtung der Luft erhöht sich der Wasseranteil der Luft (Druckluft) auf ein mehrfaches.

Es kommt bereits bei normalen Umgebungstemperaturen zur Kondensatbildung, die relative Feuchte beträgt dabei 100%.

Dieses Kondensat führt zu Problemen bei der Bausanierung (Kondensatfilm auf dem Beton) und beim Sandstrahlen (Verkleben des Strahlgutes). Beim Betrieb von Bauhämmern führt das Kondensat zur Vereisung der Ausblasdüsen, die Hämmer können nicht mehr betrieben werden.

Des weiteren führt das unkontrolliert freigesetzte, ölhaltige Kondensat zu Umweltproblemen, die der aktuellen Gesetzgebung zuwiderläuft.

Es sind nun einige Verfahren bekannt (DE-GM 75 22 395; DE-GM 86 01 519; EP 0 618 361 B1) bei denen man die Druckluft nachträglich erwärmt hat, um die relative Feuchte zu reduzieren.

Dies geschieht durch Aufheizen. Diese Verfahren gehen davon aus, daß die relative Feuchte allein maßgebend als Problemlösung für die genannten Probleme ist.

Dies führt dazu, daß die Kondensatbildung bereits kurz nach Verlassen der Kompressoranlage wieder eintritt, da die Druckluft relativ schnell wieder abkühlt und die Probleme damit nicht hinreichend gelöst sind.

Entscheident hierbei ist die Differenz zwischen Drucktaupunkt und Umgebungstemperatur. Die Aufheizung ist in diesem Sinne hilfreich.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Abkühlung bis nahe der Umgebungstemperatur und dann eine deutliche Erwärmung zu erreichen.

Die Abkühlung sollte so weit sein, daß der Wärmedurchgang des Gummischlauches zum Verbraucher in die thermodynamische Betrachtungsweise miteinbezogen wird, so daß eine Kondensatbildung innerhalb des Schlauches wirksam vermieden wird.

Diese Aufgabe wird mit dem in kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmalen gelöst.

Das vorgeschlagene Verfahren beruht auf die Idee, die thermische Energie der Druckluft, die aus der Kompressoranlage heraustritt, deutlich zu reduzieren, um dann durch den Kühler den vorgegebenen Wert des Drucktaupunktes zu erreichen. Dabei wird gleichzeitig die Austrittstemperatur deutlich angehoben. Dies wird damit erreicht, daß der dem Gegenstromwärmetauscher nachgeschaltete Kühler außerhalb des Motorraumes sitzt.

Ein Vorteil dieser Erfindung ist darin zu sehen, daß der Entfeuchtungsteil als Einzelgerät die Kompressoranlage nachträglich ohne großen Aufwand ergänzen kann, indem dieser auf der Kompressoranlage aufmontiert werden kann. Die Ergänzung war bisher nur mit sehr viel Aufwand oder gar nicht möglich, da diese im Motorraum angeordnet wurde.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Ausführung des Kühlers, der für freie Konvektion ausgebildet ist und somit keinen Ventilator benötigt.

Ein weitere Vorteil ist in der Kondensatheizung zu sehen. Diese wird im Winter als Einfrierschutz betrieben und verhindert wirksam ein Einfrieren des Kondensates.

In der Zeichnung wird wird anhand einiger Ausführungsbeispiele das erfindungsgemäße Verhalten näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in einem Funktionsschaubild ein Verdichteraggregat und eine Wärmekraftmaschine als Antriebsaggregat.

Fig. 2 wie Fig. 1, jedoch mit einer Kondensatheizung.

Fig. 3 Anordnung in Zusammenbauansicht.

In Fig. 1 ist in einem Funktionsschaubild eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt.

Das zu verdichtende Gas, insbesondere Luft, wird über ein Filter 10 gereinigt und über eine Leitung 11 dem Verdichteraggregat 20 zugeführt. Als Antrieb des Verdichters dient eine Wärmekraft­ maschine, beispielsweise Benzin- oder Dieselmotor. Das verdichtete Gas, das eine Temperatur von bis zu 80°C aufweist, gelangt aus dem Verdichter 20 über eine Leitung 12 zum Gegenstrom­ wärmetauscher 30. Hier wird das Gas durch das austretende Kaltgas deutlich abgekühlt. Das hierbei entstandene Kondensat wird direkt dem Kondensatableiter mittels einer kleinen Leitung 61' zugeführt um Frostschäden im Winter durch liegengebliebenes Kondensat zu vermeiden. Vom Gegenstrom­ wärmetauscher gelangt das Gas nun über die Leitung 61 zum Kühler 40. Hier wird das Gas auf den vorgegebenen Wert nahe der Umgebungstemperatur abgekühlt. Über die Leitung 62 gelangt das Gas mit dem entstandenen Kondensat in den Kondensatableiter 50. Hier wird das entstandene Kondensat gesammelt- und abgeleitet. Das kalte Gas gelangt nun über die Leitung 63 zum Gegenstrom­ wärmetauscher 30 und wird wieder deutlich erwärmt. Über die Leitung 64 gelangt das Gas nun zu den Entnahmestellen 70.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 1, jedoch ist eine Beheizung des Kondensates für den Winterbetrieb möglich. Hierbei wird ein definierter Teilstrom des durch die Verdichtung erhitzte Gases über die Leitung 51 dem Kondensatableiter zu- und über die Leitung 52 abgeführt.

Ein Teilstrom des heißen Gases strömt dabei weiterhin durch die Leitung 12'.

Claims (4)

1. Verfahren zum Verdichten eines gasförmigen Mediums, insbesondere Luft, bei dem mittels durch die Nutzseite einer Wärmekraftmaschine angetriebenen Verdichteraggregates, angesaugtes Gas von einem niedrigen Ansaugdruck, insbesondere Atmosphärendruck auf einen vorgegebenen Enddruck verdichtet wird und unter Nutzung der inneren, thermischen Energie vor Abgabe an die Verbrauchsstellen mittels eines Wärmetauschers vorgekühlt und in einem Nachkühler weiter abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher mit der thermischen Energie des Gases beaufschlagt wird und ein Kühler nachgeschaltet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatableiter mit dem heißen Gas erwärmt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Verdichter (20), der mit der Nutzseite der Wärmekraftmaschine angetrieben wird, über eine Leitung (12) mit einem Gegen­ stromwärmetauscher (30) und einem nachgeschalteten Kühler (40) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (40) außerhalb des Motoraumes sitzt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verbindungsleitungen (51 und 52) den Kondensatableiter beheizen.