DE202017103096U1 - Vorrichtung zur zweimaligen Trocknung - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur zweimaligen Trocknung, umfassend: – einen Hauptkörper (1), in dem ein Flüssigkeit-Gas-Trennraum (11) angeordnet ist, wobei am Hauptkörper (1) ein Tieftemperatur-Trockenluftausgang (12) angeordnet ist, der mit dem Flüssigkeit-Gas-Trennraum (11) in Verbindung steht und zur Verbindung mit einem Lufttrockner (5) dient, – einen ersten Wärmetauscher (2), der mit einer Seite des Hauptkörpers (1) verbunden ist, wobei der erste Wärmetauscher (2) eine Primärseite (21) und eine Sekundärseite (22) aufweist, wobei an der Primärseite (21) eine Kryoflüssigkeitseinlassöffnung (211) und eine Kryoflüssigkeitsauslassöffnung (212) angeordnet sind, die an ein Gefriergerät (4) angeschlossen sind, wobei an der Sekundärseite (22) eine Kühllufteinlassöffnung (221) und eine Kühlluftauslassöffnung (222) angeordnet sind, wobei die Kühlluftauslassöffnung (222) mit dem Flüssigkeit-Gas-Trennraum (11) des Hauptkörpers (1) in Verbindung steht, und – einen zweiten Wärmetauscher (3), der mit einer Seite des Hauptkörpers (1) verbunden ist, wobei der zweite Wärmetauscher (3) eine Primärseite (31) und eine Sekundärseite (32) aufweist, wobei an der Primärseite (31) ein Lufteingang (311) zur Einführen der Außenluft und ein Luftausgang (312) angeordnet sind, wobei der Luftausgang (312) mit der Kühllufteinlassöffnung (221) des ersten Wärmetauschers (2) in Verbindung steht, wobei an der Sekundärseite (32) ein Tieftemperatur-Trockenlufteingang (321) zur Verbindung mit dem Lufttrockner (5) und ein Trockenluftausgang (322) zum Abführen der getrockneten Luft angeordnet sind.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur zweimaligen Trocknung, insbesondere eine Trocknungsvorrichtung, die mit einem Gefriergerät und einem Lufttrockner verbunden ist, wobei die Außenluft durch zweimaliges Trocknen entfeuchtet wird, und wobei die Trocknungsvorrichtung einen Wärmeaustausch zwischen der getrockneten Luft und der Außenluft durchführt, um die Temperatur der Außenluft zu senken und somit den Energieverbrauch des Gefriergeräts zu reduzieren.
  • Stand der Technik
  • In der Industrie wird häufig Druckluft verwendet. Wenn die durch einen Kompressor komprimierte Luft noch einen großen Wassergehalt aufweist, kann der Endverbraucher beschädigt werden oder kaputt gehen. Um dieses Problem zu lösen, ist der Ausgang eines herkömmlichen Kompressors mit einer Gefriermaschine verbunden, damit die Luft durch die Gefriermaschine abgekühlt wird, wodurch das Wasser in der Luft kondensiert, sodass der Wassergehalt (Feuchtigkeit) in der Luft verringert werden kann. Da die Gefriermaschine im Betrieb die Luft in einem großen Maß abkühlen muss, wird eine große Menge an Strom verbraucht. Wenn eine Maschine noch trockenere Luft benötigt, kann es vorkommen, dass der Einsatz einer Gefriermaschine diese Anforderung nicht erfüllen kann.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur zweimaligen Trocknung zu schaffen, wobei ein Gefriergerät und ein Lufttrockner vorgesehen ist, wobei durch zweimaliges Trocknen der Außenluft sichergestellt wird, dass der Wassergehalt in der getrockneten Luft erheblich verringert wird, wobei ein Wärmeaustausch zwischen der durch das Gefriergerät abgekühlten Luft und der Außenluft durchgeführt wird, um die Temperatur der Außenluft zu senken, wodurch der Energieverbrauch des Gefriergeräts reduziert werden kann.
  • Technische Lösung
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur zweimaligen Trocknung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur zweimaligen Trocknung umfasst einen Hauptkörper, in dem ein Flüssigkeit-Gas-Trennraum angeordnet ist, wobei am Hauptkörper ein Tieftemperatur-Trockenluftausgang angeordnet ist, der mit dem Flüssigkeit-Gas-Trennraum in Verbindung steht und zur Verbindung mit einem Lufttrockner dient. Ferner ist ein erster Wärmetauscher vorgesehen, der eine Primärseite und eine Sekundärseite aufweist, wobei an der Primärseite eine Kryoflüssigkeitseinlassöffnung und eine Kryoflüssigkeitsauslassöffnung angeordnet sind, die an ein Gefriergerät angeschlossen werden, wobei an der Sekundärseite eine Kühllufteinlassöffnung und eine Kühlluftauslassöffnung angeordnet sind, wobei die Kühlluftauslassöffnung mit dem Flüssigkeit-Gas-Trennraum des Hauptkörpers in Verbindung steht. Ferner ist ein zweiter Wärmetauscher vorgesehen, der mit der anderen Seite des Hauptkörpers verbunden ist, die von dem ersten Wärmetauscher abgewandt ist, wobei der zweite Wärmetauscher eine Primärseite und eine Sekundärseite aufweist, wobei an der Primärseite ein Lufteingang zur Einführen der Außenluft und ein Luftausgang angeordnet sind, wobei der Luftausgang mit der Kühllufteinlassöffnung des ersten Wärmetauschers in Verbindung steht, wobei an der Sekundärseite ein Tieftemperatur-Trockenlufteingang zur Verbindung mit dem Lufttrockner und ein Trockenluftausgang zum Abführen der getrockneten Luft angeordnet sind.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung,
  • 2 zeigt eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung, und
  • 3 zeigt eine schematische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung
  • Im Folgenden werden Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die Erfindung soll nicht auf die Ausführung gemäß der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen beschränkt sein.
  • Wie in 1 bis 3 gezeigt ist, umfasst die erfindungsgemäße Trocknungsvorrichtung 10 einen Hauptkörper 1, dessen beide Seiten jeweils mit einem ersten Wärmetauscher 2 und einem zweiten Wärmetauscher 3 verbunden sind.
  • Im Hauptkörper 1 ist ein Flüssigkeit-Gas-Trennraum 11 angeordnet. Am Hauptkörper 1 sind ein Tieftemperatur-Trockenluftausgang 12 und eine Abflussöffnung 15 angeordnet, die mit dem Flüssigkeit-Gas-Trennraum 11 in Verbindung stehen. Im Flüssigkeit-Gas-Trennraum 11 des Hauptkörpers 1 sind ferner ein Verbindungsrohr 13 und ein netzartiges Isolierelement 14 angeordnet.
  • Der erste Wärmetauscher 2 weist eine Primärseite 21 und eine Sekundärseite 22 auf, wobei an der Primärseite 21 eine Kryoflüssigkeitseinlassöffnung 211 und eine Kryoflüssigkeitsauslassöffnung 212 angeordnet sind, wobei an der Sekundärseite 22 eine Kühllufteinlassöffnung 221 und eine Kühlluftauslassöffnung 222 angeordnet sind, wobei die Kühllufteinlassöffnung 221 mit dem Verbindungsrohr 13 des Hauptkörpers 1 verbunden ist, und wobei die Kühlluftauslassöffnung 222 mit dem Flüssigkeit-Gas-Trennraum 11 des Hauptkörpers 1 in Verbindung steht.
  • Der zweite Wärmetauscher 3 weist eine Primärseite 31 und eine Sekundärseite 32 auf, wobei an der Primärseite 31 ein Lufteingang 311 und ein Luftausgang 312 vorgesehen sind, und wobei an der Sekundärseite 32 ein Tieftemperatur-Trockenlufteingang 321 und ein Trockenluftausgang 322 angeordnet sind, wobei der Luftausgang 312 mit dem Verbindungsrohr 13 des Hauptkörpers 1 in Verbindung steht, sodass der Luftausgang 312 mit der Kühllufteinlassöffnung 221 des ersten Wärmetauschers 2 verbunden ist.
  • Für den Einsatz der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung 10 werden die Kryoflüssigkeitseinlassöffnung 211 und die Kryoflüssigkeitsauslassöffnung 212 des ersten Wärmetauschers 2 an das Gefriergerät 4 angeschlossen. Das Gefriergerät 4 weist einen Kondensator 41 auf, der an ein Expansionsventil 42 und einen Kompressor 43 angeschlossen ist, wobei das Expansionsventil 42 an die Kryoflüssigkeitseinlassöffnung 211 angeschlossen ist, und wobei der Kompressor 43 an die Kryoflüssigkeitsauslassöffnung 212 angeschlossen ist. Der Tieftemperatur-Trockenluftausgang 12 des Hauptkörpers 1 und der Tieftemperatur-Trockenlufteingang 321 des zweiten Wärmetauschers 3 sind an einen Lufttrockner 5 angeschlossen. Dieser Trockner kann beispielsweise ein Trockner sein, bei dem die Trocknung durch Einsaugen stattfindet, oder ein Trockner, bei dem die Trocknung durch Absorption stattfindet. Alternativ kann der Trockner ein Gefriertrockner sein.
  • Nachdem die Außenluft über den Lufteingang 311 des zweiten Wärmetauschers 3 in den zweiten Wärmetauscher 3 eingeströmt ist, strömt sie weiter durch den Luftausgang 312 und das Verbindungsrohr 13 des Hauptkörpers 1 und tritt über die Kühllufteinlassöffnung 221 des ersten Wärmetauschers 2 in den ersten Wärmetauscher 2 ein. Nun wird das Gefriergerät 4 die Kryoflüssigkeit kontinuierlich durch die Kryoflüssigkeitseinlassöffnung 211 einführen und durch die Kryoflüssigkeitsauslassöffnung 211 zurücknehmen, sodass der erste Wärmetauscher 2 einen Wärmeaustausch mit der Außenluft durchführt, wodurch die Außenluft abgekühlt wird. Die abgekühlte Luft wird über die Kühlluftauslassöffnung 222 weiter in den Flüssigkeit-Gas-Trennraum 11 des Hauptkörpers 1 eintreten, wobei das aus der Luft kondensierte Wasser im Flüssigkeit-Gas-Trennraum 11 bleibt. Durch das Isolierelement 14 wird ein Austreten des kondensierten Wassers verhindert, wobei die abgekühlte Luft über den Tieftemperatur-Trockenluftausgang 12 des Hauptkörpers 1 in den Lufttrockner 5 eintreten kann und dort nochmal getrocknet wird. Die durch den Lufttrockner 5 nochmal getrocknete Luft wird über den Tieftemperatur-Trockenlufteingang 321 des zweiten Wärmetauschers 3 in den zweiten Wärmetauscher 3 eintreten. Da die Temperatur der in den zweiten Wärmetauscher 3 eintretenden Trockenluft niedriger als die Temperatur der Außenluft ist, wird der zweite Wärmetauscher 3 einen Wärmeaustausch mit der Außenluft ausführen, um die Außenluft abzukühlen. Nach dem Wärmeaustausch wird die Tieftemperatur-Trockenluft über den Trockenluftausgang 322 des zweiten Wärmetauschers 3 abgeführt.
  • Die Erfindung betrifft somit zusammenfassend eine Vorrichtung zur zweimaligen Trocknung, die einen Hauptkörper 1, einen ersten Wärmetauscher 2 und einen zweiten Wärmetauscher 3 umfasst, wobei der erste und der zweite Wärmetauscher 2, 3 mit dem Hauptkörper 1 verbunden sind, wobei die Trocknungsvorrichtung 10 an ein Gefriergerät 4 und einen Lufttrockner 5 angeschlossen ist, wobei die Außenluft nach dem Eintritt in den ersten Wärmetauscher 2 durch das Gefriergerät 4 so abgekühlt wird, dass das Wasser in der Luft kondensiert wird, wobei die Luft durch den Lufttrockner 5 zum zweiten Mal getrocknet wird, wobei die zweimal getrocknete Luft mit niedriger Temperatur schließlich durch den zweiten Wärmetauscher 3 abgeführt wird, sodass die Außenluft beim Eintritt in den zweiten Wärmetauscher 3 vorher abgekühlt wird und so weiter in den ersten Wärmetauscher 2 eingeführt wird, um den Energieverbrauch des Gefriergeräts 4 zu reduzieren, wobei durch zweimaliges Trocknen der Wassergehalt in der getrockneten Luft erheblich verringert wird.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden ohne dabei den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen. Die Offenbarung der vorliegenden Erfindung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Trocknungsvorrichtung
    1
    Hauptkörper
    11
    Flüssigkeit-Gas-Trennraum
    12
    Tieftemperatur-Trockenluftausgang
    13
    Verbindungsrohr
    14
    Isolierelement
    15
    Abflussöffnung
    2
    erster Wärmetauscher
    21
    Primärseite
    211
    Kryoflüssigkeitseinlassöffnung
    212
    Kryoflüssigkeitsauslassöffnung
    22
    Sekundärseite
    221
    Kühllufteinlassöffnung
    222
    Kühlluftauslassöffnung
    3
    zweiter Wärmetauscher
    31
    Primärseite
    311
    Lufteingang
    312
    Luftausgang
    32
    Sekundärseite
    321
    Tieftemperatur-Trockenlufteingang
    322
    Trockenluftausgang
    4
    Gefriergerät
    41
    Kondensator
    42
    Expansionsventil
    43
    Kompressor
    5
    Lufttrockner

Claims (7)

  1. Vorrichtung zur zweimaligen Trocknung, umfassend: – einen Hauptkörper (1), in dem ein Flüssigkeit-Gas-Trennraum (11) angeordnet ist, wobei am Hauptkörper (1) ein Tieftemperatur-Trockenluftausgang (12) angeordnet ist, der mit dem Flüssigkeit-Gas-Trennraum (11) in Verbindung steht und zur Verbindung mit einem Lufttrockner (5) dient, – einen ersten Wärmetauscher (2), der mit einer Seite des Hauptkörpers (1) verbunden ist, wobei der erste Wärmetauscher (2) eine Primärseite (21) und eine Sekundärseite (22) aufweist, wobei an der Primärseite (21) eine Kryoflüssigkeitseinlassöffnung (211) und eine Kryoflüssigkeitsauslassöffnung (212) angeordnet sind, die an ein Gefriergerät (4) angeschlossen sind, wobei an der Sekundärseite (22) eine Kühllufteinlassöffnung (221) und eine Kühlluftauslassöffnung (222) angeordnet sind, wobei die Kühlluftauslassöffnung (222) mit dem Flüssigkeit-Gas-Trennraum (11) des Hauptkörpers (1) in Verbindung steht, und – einen zweiten Wärmetauscher (3), der mit einer Seite des Hauptkörpers (1) verbunden ist, wobei der zweite Wärmetauscher (3) eine Primärseite (31) und eine Sekundärseite (32) aufweist, wobei an der Primärseite (31) ein Lufteingang (311) zur Einführen der Außenluft und ein Luftausgang (312) angeordnet sind, wobei der Luftausgang (312) mit der Kühllufteinlassöffnung (221) des ersten Wärmetauschers (2) in Verbindung steht, wobei an der Sekundärseite (32) ein Tieftemperatur-Trockenlufteingang (321) zur Verbindung mit dem Lufttrockner (5) und ein Trockenluftausgang (322) zum Abführen der getrockneten Luft angeordnet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Hauptkörper (1) der Trocknungsvorrichtung (10) ein Verbindungsrohr (13) angeordnet ist, dessen beide Seiten jeweils mit der Kühllufteinlassöffnung (221) des ersten Wärmetauschers (2) und dem Luftausgang (312) des zweiten Wärmetauschers (3) in Verbindung stehen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Flüssigkeit-Gas-Trennraum (11) des Hauptkörpers (1) ein Isolierelement (14) angeordnet ist, durch das ein Austreten des Wasserdampfs verhindert wird.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefriergerät (4) einen Kondensator (41) aufweist, der an ein Expansionsventil (42) und einen Kompressor (43) angeschlossen ist, wobei das Expansionsventil (42) an die Kryoflüssigkeitseinlassöffnung (211) des ersten Wärmetauschers (2) angeschlossen ist, und wobei der Kompressor (43) an die Kryoflüssigkeitsauslassöffnung (212) des ersten Wärmetauschers (2) angeschlossen ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufttrockner (5) ein Trockner ist, bei dem die Trocknung durch Einsaugen erfolgt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufttrockner (5) ein Trockner ist, bei dem die Trocknung durch Absorption erfolgt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufttrockner (5) ein Gefriertrockner ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4036510A1 (de) * 2021-01-27 2022-08-03 AKG Verwaltungsgesellschaft mbH Vorrichtung zur abkühlung und trocknung von luft

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