DE202012002949U1 - Drying chamber for biomass - Google Patents

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Abstract

Einrichtung zum Trocknen von Biomasse-Stückgut, vorzugsweise Brennholz (Scheit-, Kaminholz), das in vorzugsweise Gitterboxen (10) ungeschichtet gelagert ist, und sich in einer geschlossenen Trockenkammer (1) befindet, die von der Abwärme eines Kraftwerkes, vorzugsweise Biomassekraftwerkes, beheizt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Seite der Trockenkammer (1) — Plattenheizkörper (4) in einem mit unteren Frischluft-Einlassöffnungen (7) und oberen Warmluft-Auslassöffnungen (8) versehenen Schacht (3) über-, neben- und hintereinander angeordnet sind sowie — Luft-Abzugsrohre (9) in Bodennähe angeordnet sind, die an ihren oberen, außerhalb der Trockenkammer befindlichen Enden Windturbinen-Ventilatoren (12) aufweisen.Device for drying biomass piece goods, preferably firewood (logs, firewood), which is stored in unlayered, preferably lattice boxes (10), and is located in a closed drying chamber (1) which is heated by the waste heat from a power plant, preferably a biomass power plant is, characterized in that on at least one side of the drying chamber (1) - plate heating elements (4) in a shaft (3) provided with lower fresh air inlet openings (7) and upper warm air outlet openings (8) above, next to and behind one another are arranged and - air extraction pipes (9) are arranged near the floor, which have wind turbine fans (12) at their upper ends located outside the drying chamber.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum nachhaltigen Trocknen stückgutförmiger Biomasse, vorzugsweise Brennholz (Scheit-, Kaminholz), welche ausschließlich die Abwärme eines Biomassekraftwerkes und die Energie des Windes nutzt.The invention relates to a device for sustainable drying of piece-like biomass, preferably firewood (logs, firewood), which uses only the waste heat of a biomass power plant and the energy of the wind.

Stand der TechnikState of the art

Neben dem natürlichen Einwirken von Sonne und Wind wird Brennholz, wie auch Schnittholz, in beheizten und belüfteten Räumen (Kammern) unter Einsatz von Wärme- und Elektroenergie getrocknet. Steht Abwärme von Kraftwerken als „Abfall”-Energie zur Verfügung, verringern sich die Betriebskosten und es muss hauptsächlich nur noch für elektrisch betriebene Ventilatoren zur Be- und Entlüftung Energie von außen zugeführt werden. Trockenkammern für Schnittholz ( DE3120844C1 , DE3206348A1 , DE29723003U1 , DE 20 2004 011 637 U1 , DE 20 2007 007 026 U1 ) weisen aufwändig gestaltete Heiz-, Luftumwälz- und Prozesssteuerungseinrichtungen auf und erfordern hohe Investitions- und Betriebskosten. Sie sind deshalb für die Trocknung von Brennholz nicht rentabel zu betreiben.In addition to the natural effects of sun and wind, firewood and lumber are dried in heated and ventilated rooms (chambers) using heat and electricity. If waste heat from power plants is available as "waste" energy, the operating costs are reduced and it is mainly only for electrically operated ventilation fans that energy is supplied from outside. Drying chambers for lumber ( DE3120844C1 . DE3206348A1 . DE29723003U1 . DE 20 2004 011 637 U1 . DE 20 2007 007 026 U1 ) have elaborately designed heating, air circulation and process control devices and require high investment and operating costs. They are therefore not profitable for the drying of firewood.

Ein Trocknungsschuppen zum Trocknen von Heizholz ( DE3107186C2 ) weist in einem Abstand über dem Boden angeordnete Lattenroste sowie Freiräume zwischen Dach, Wänden und Boden auf, so dass sich die natürliche Umgebungsluft von oben nach unten, Feuchtigkeit aufnehmend, bewegen soll. Bei dieser Lösung kommt, physikalisch bedingt, die angegebene Strömungsrichtung der Luft nicht gesichert zustande und es entstehen, auch wegen der fehlenden Erwärmung, sehr lange Trocknungszeiten.A drying shed for drying wood ( DE3107186C2 ) has at a distance above the floor arranged slatted frames and clearances between the roof, walls and floor, so that the natural ambient air from top to bottom, moisture absorbing, move. In the case of this solution, due to physical reasons, the specified flow direction of the air is not ensured and very long drying times occur, also because of the lack of heating.

Als Scheitholz-Trockner ( DE 20 2007 015 439 U1 ) wird ein Flachbett-Trockner beschrieben, in dem innerhalb eines Gehäuses Siebkörbe mit dem darin befindlichen Trocknungsgut von einer darunter angeordneten Belüftungskammer aus mit Trocknungsluft durchströmt werden. Eine Fördervorrichtung transportiert die Siebkörbe längs durch den Flachbett-Trockner. Diese Vorrichtung benötigt neben der Wärmeenergie für die Bewegung der Trocknungsluft viel Elektroenergie zum Betreiben eines Gebläses. Sie erfordert hohe Investitions- und Betriebskosten.As a firewood dryer ( DE 20 2007 015 439 U1 ) describes a flatbed dryer, in which through a housing housing baskets with the drying material therein are flowed through by a ventilation chamber arranged thereunder with drying air. A conveyor transports the baskets longitudinally through the flatbed dryer. This device requires in addition to the heat energy for the movement of the drying air much electrical energy to operate a fan. It requires high investment and operating costs.

Der Vorschlag eines Holztrocknungsgerätes nach DE 20 2006 000 023 U1 , der mit einer erzwungenen Luftbewegung (Ventilator) durch das in einem Behälter befindliche Holz mit der Raumluft und diversen Steuerungseinrichtungen arbeitet, ist nur für Innenräume und kleine Holzmengen geeignet und benötigt ebenfalls zusätzliche Elektroenergie.The proposal of a wood drying device after DE 20 2006 000 023 U1 Working with a forced air movement (fan) through the wood in a container with the room air and various control devices, is suitable only for interiors and small amounts of wood and also requires additional electrical energy.

Aufgabenstellungtask

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum nachhaltigen Trocknen von Brennholz (Biomasse-Stückgut) zu schaffen, bei der

  • – die als Abwärme von einem Biomassekraftwerk anfallende Heizenergie effektiv genutzt wird,
  • – für die Luftbewegung keine Elektroenergie aufgewendet werden muss,
  • – ein geringer Investitionsaufwand und geringe Betriebskosten erforderlich sind.
The object of the invention is to provide a device for the sustainable drying of firewood (biomass piece goods), in which
  • - the energy generated as waste heat from a biomass power plant is used effectively,
  • - no electrical energy has to be expended for the air movement,
  • - A low capital investment and low operating costs are required.

Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst.The object is achieved by the invention specified in the claims.

Die grundsätzliche Struktur der Einrichtung wird am Ausführungsbeispiel nach 1 näher erläutert.The basic structure of the device is the embodiment according to 1 explained in more detail.

Es zeigenShow it

1 das Ausführungsbeispiel mit der grundsätzlichen Struktur der Einrichtung, 1 the embodiment with the basic structure of the device,

2 einen Ausschnitt der Einrichtung mit einer Temperatur abhängigen Umluftsteuerung. 2 a section of the device with a temperature-dependent recirculation control.

Ausführungsbeispiel (Fig. 1)Embodiment (FIG. 1)

In eine allseitig geschlossene Trockenkammer 1 mit zweckmäßig Wärme gedämmten Wänden 16 werden Gitterboxen 10 mit feuchtem Biomasse-Stückgut 11, vorzugsweise Brennholz in Form von Scheit- oder Kaminholz, durch ein Tor eingestellt. Erfindungsgemäß befinden sich an mindestens einer Seite der Trockenkammer 1 Plattenheizkörper 4, die über den Heißwasser-Vorlauf 5 mit bis zu 95°C warmer Kühlwasser eines Biomasse-Kraftwerkes beheizt werden. Über den Wasser-Rücklauf 6 wird der Wasserkreislauf geschlossen. Mit einer, in geringem Abstand zu den Heizkörpern 4 angeordneten Trennwand 2 wird ein Schacht 3 geschaffen, der nach außen untere Frischluft-Einlassöffnungen 7 und obere Warmluft-Auslassöffnungen 8 zur Trockenkammer 1 besitzt. Durch die mehrfach über-, neben- und hintereinander angeordneten Heizkörper 4 wird die einströmende Frischluft 14 stark erwärmt, sodass sie im Schacht 3 zur oberen Deckenwand der Trockenkammer 1 aufsteigt. Anschließend durchströmt die Warmluft das zu trocknende Biomasse-Stückgut 11 und erwärmt dieses. Dabei nimmt es Feuchtigkeit auf, kühlt sich ab und sinkt auf Grund ihrer größer gewordenen Dichte zum Kammerboden ab. Die an mindestens einer Seite der Trockenkammer 1 angebrachten Luft-Abzugsrohre 9 saugen die in Bodennähe befindliche feucht-warme Abluft 15, bedingt durch den in den Rohren außerhalb der Trockenkammer entstehenden thermischen Auftrieb und der Wirkung der sich an ihrem oberen Ende befindlichen Windturbinen-Ventilatoren 12 („Savonius-Lüfter”), ab. Das in den Luft-Abzugsrohren entstehende Kondenswasser kann über den Kondensat-Ablaufsiphon 13 entweichen, ohne die Luftströmung im Rohr zu beeinträchtigen.In a drying chamber closed on all sides 1 with appropriately insulated walls 16 become lattice boxes 10 with moist biomass cargo 11 , preferably firewood in the form of logs or firewood, set by a gate. According to the invention, the drying chamber is located on at least one side 1 panel radiators 4 passing over the hot water supply 5 be heated with up to 95 ° C warm cooling water of a biomass power plant. About the water return 6 the water cycle is closed. With one, a short distance to the radiators 4 arranged partition 2 becomes a shaft 3 created, the outside lower fresh air inlet openings 7 and upper hot air outlet openings 8th to the drying chamber 1 has. Due to the multiple above, next to and behind each other arranged radiator 4 becomes the incoming fresh air 14 Heavily heated so that they are in the shaft 3 to the upper ceiling wall of the drying chamber 1 rises. The hot air then flows through the biomass product to be dried 11 and warm this. It absorbs moisture, cools and sinks to the bottom of the chamber due to its increased density. The at least one side of the drying chamber 1 attached air exhaust pipes 9 suck the humid-warm exhaust air near the ground 15 due to the thermal buoyancy in the tubes outside the drying chamber and the effect of the wind turbine fans located at their upper end 12 ("Savonius fan"), from. This in The condensate water arising from the air outlet pipes can be removed via the condensate drain siphon 13 escape without affecting the flow of air in the pipe.

In der erfindungsgemäß gestalteten Trockenkammer wird somit eine thermo-physikalisch erzeugte Luftströmung entsprechend der dargestellten Pfeile, unterstützt von einem Windturbinen-Ventilator, zur effektiven Erwärmung und Trocknung von Brennholz genutzt.In the inventively designed drying chamber thus a thermo-physically generated air flow is used according to the arrows shown, supported by a wind turbine fan, for effective heating and drying of firewood.

Ausführungsbeispiel (Fig. 2)Embodiment (FIG. 2)

In einer Variante sind in der Trennwand 2 gegenüber den Frischluft-Einlassöffnungen 7 Umluft-Öffnungen 17 angebracht. Beide Öffnungen 7, 17 werden alternativ durch Ventile 18 geschlossen oder geöffnet, die von einem Hydraulik-Zylinder 19, der mit einer Wachsemulsion mit einem hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten gefüllt ist, in Abhängigkeit von der am Boden der Trockenkammer 1 herrschenden Temperatur bewegt werden. Dadurch wird nach dem Beschicken der Trockenkammer mit frischer Biomasse nur die Umluft 20 zum schnelleren Aufheizen benutzt. Nach Erreichen einer ausreichend hohen Temperatur wird die Umluft Öffnung 17 geschlossen, Frischluft strömt durch die Frischluft-Öffnung 7 ein und die feuchtwarme Abluft 15 über das Abzugsrohr 9 nach außen.In a variant are in the partition 2 opposite the fresh air inlet openings 7 Circulating air openings 17 appropriate. Both openings 7 . 17 are alternatively by valves 18 closed or opened by a hydraulic cylinder 19 , which is filled with a wax emulsion having a high coefficient of thermal expansion, depending on the bottom of the drying chamber 1 ruling temperature to be moved. As a result, after loading the drying chamber with fresh biomass only the circulating air 20 used for faster heating. After reaching a sufficiently high temperature, the circulating air opening 17 closed, fresh air flows through the fresh air opening 7 one and the moist warm air 15 over the exhaust pipe 9 outward.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Trockenkammerdrying chamber
22
Trennwandpartition wall
33
Schachtshaft
44
Plattenheizkörperpanel radiators
55
Heißwasser-VorlaufHot water flow
66
Wasser-RücklaufWater return
77
Frischluft-EinlassöffnungFresh air intake opening
88th
Warmluft-AuslassöffnungWarm air outlet
99
Luft-AbzugsrohrAir-vent pipe
1010
GitterboxGitterbox
1111
Biomasse-StückgutBiomass cargo
1212
Windturbinen-VentilatorWind turbine fan
1313
Kondensat-AblaufsiphonCondensate drain siphon
1414
Frischluftfresh air
1515
Abluftexhaust
1616
TrockenkammerwandDrying chamber wall
1717
Umluft-ÖffnungForced-opening
1818
VentilValve
1919
Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
2020
Umluftcirculating air

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 3206348 A1 [0002] DE 3206348 A1 [0002]
  • DE 29723003 U1 [0002] DE 29723003 U1 [0002]
  • DE 202004011637 U1 [0002] DE 202004011637 U1 [0002]
  • DE 202007007026 U1 [0002] DE 202007007026 U1 [0002]
  • DE 3107186 C2 [0003] DE 3107186 C2 [0003]
  • DE 202007015439 U1 [0004] DE 202007015439 U1 [0004]
  • DE 202006000023 U1 [0005] DE 202006000023 U1 [0005]

Claims (6)

Einrichtung zum Trocknen von Biomasse-Stückgut, vorzugsweise Brennholz (Scheit-, Kaminholz), das in vorzugsweise Gitterboxen (10) ungeschichtet gelagert ist, und sich in einer geschlossenen Trockenkammer (1) befindet, die von der Abwärme eines Kraftwerkes, vorzugsweise Biomassekraftwerkes, beheizt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Seite der Trockenkammer (1) – Plattenheizkörper (4) in einem mit unteren Frischluft-Einlassöffnungen (7) und oberen Warmluft-Auslassöffnungen (8) versehenen Schacht (3) über-, neben- und hintereinander angeordnet sind sowie – Luft-Abzugsrohre (9) in Bodennähe angeordnet sind, die an ihren oberen, außerhalb der Trockenkammer befindlichen Enden Windturbinen-Ventilatoren (12) aufweisen.Device for drying biomass piece goods, preferably firewood (firewood, firewood), preferably in grid boxes ( 10 ) is stored uncoated, and in a closed drying chamber ( 1 ), which is heated by the waste heat of a power plant, preferably biomass power plant, characterized in that on at least one side of the drying chamber ( 1 ) - Panel radiator ( 4 ) in one with lower fresh air inlet openings ( 7 ) and upper hot air outlet openings ( 8th ) provided shaft ( 3 ) are arranged above, next to and behind each other, and - air exhaust pipes ( 9 ) are arranged near the ground, which at their upper, located outside the drying chamber ends wind turbine fans ( 12 ) exhibit. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Plattenheizkörper (4) andere geeignete Wärmetauscher eingesetzt werden.Device according to claim 1, characterized in that instead of the plate radiator ( 4 ) other suitable heat exchangers are used. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine aufgehängte Plane die Trennwand (2) bildet.Device according to claim 1, characterized in that a suspended tarpaulin the partition ( 2 ). Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich im unteren Bereich des Luft-Abzugsrohres (9) ein Kondensat-Ablaufsiphon (13) befindet.Device according to claim 1, characterized in that in the lower region of the air exhaust pipe ( 9 ) a condensate drain siphon ( 13 ) is located. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über Temperatur gesteuerte Ventile (18) dem Heizungs-Schacht (3) alternativ Umluft (20) aus der Trockenkammer (1) oder Frischluft durch die Frischluft-Einlassöffnung (7) zugeführt wird.Device according to claim 1, characterized in that temperature-controlled valves ( 18 ) the heating shaft ( 3 ) alternatively circulating air ( 20 ) from the drying chamber ( 1 ) or fresh air through the fresh air inlet opening ( 7 ) is supplied. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Luft-Abzugsrohr (9) ein elektrisch angetriebener Ventilator angebracht ist.Device according to claim 1, characterized in that in at least one air-exhaust pipe ( 9 ) An electrically driven fan is mounted.
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