DE2945914A1

DE2945914A1 - Lackieranlage mit lackspritzkabinen

Info

Publication number: DE2945914A1
Application number: DE19792945914
Authority: DE
Inventors: Heinz 7000 Stuttgart Dürr; Rolf 7257 Dietzingen Gutjahr
Original assignee: DUERR OTTO ANLAGEN GmbH
Current assignee: DUERR OTTO ANLAGEN GmbH
Priority date: 1979-11-14
Filing date: 1979-11-14
Publication date: 1981-05-21
Also published as: DE2945914C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lackieranlage mit Lack-
spritzkabinen, die ständig von einem temperierten Frisch-oder Mischluftstrom durchströmt sind und deren mit Farbnebel angereicherte Ablüfte durch eine mit Umlaufwasser betriebene Waschvorrichtung gereinigt werden, der durch die aufgeheizte Frisch- oder Mischluft Wärme zugeführt wird, wobei das Verunreinigungen enthaltende Umlaufwasser in einem Behälter gesammelt wird, und mit einer Wärmepumpe zur Energierückgewinnung.
Es ist bekannt, dass Lackieranlagen, insbesondere solche für grossflächige Werkstücke, z.B. Automobilkarosserien, einen sehr hohen Energiebedarf haben. Da für die Belüftung der Spritzkabinen nur Frisch- oder Mischluft infrage kommt, die immer wieder auf eine Temperatur von ca. 240C erwärmt werden muss, ist hier - insbesondere in den Monaten der kälteren Jahreszeiten - der Energiebedarf am grössten.
Angesichts rasch fortschreitender Verkanppung der zur Zeit verfügbaren Primärenergieträger, insbesondere des Erdöls, gewinnen Wärmepumpen zunehmend an Bedeutung. Hierbei wird umgebenden Wärmequellen, die im westlichen überall zur Verfügung stehen, z.B. die umgebende Luft, Erdreich, Regenwasser, Schneeschmelzwasser, Hausabwässer, Wärme entzogen und für Heizzwecke nutzbar gemacht.
Von den verschiedenen bisher zur Verfügung stehenden Wärmepumpen haben sich bei der Beheizung von Gebäuden, vornehmlich von Wohnräumen, bereits Wärmepumpen bewährt, die mit einem Wasserspeicher arbeiten, der einerseits über einen Verdampfer mit den umgebenden Wärmequellen und andererseits mit dem Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe in Wärmetausch steht. Durch den Entzug von Wärme aus dem Wasserspeicher in den Kältemittelkreislauf steht dieser Wasserspeicher ständig auf einem vergleichsweise niedrigen Temperaturniveau. Derartige Wärmepumpensysteme sind durch die DE-AS 2634233-und die DE-OS 2715075 bekannt geworden.
Die vorgenannten Wärmepumpen lassen sich - wie durch die DE-OS 2744615 bekannt - wesentlich dadurch verbessern, dass man den Kältemittelkompressor durch Primärenergie antreibt und die Abwärme des Primärenergieantriebs mit dem Wasserspeicher in Wärmetausch bringt. Nach dem heutigen Stand der Technik kommen als Primärenergieantriebe Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, infrage. Deren Abgase werden nicht nur durch Wärmetausch mit dem Wasserspeicher weitgehend entgiftet, sondern sie geben auch den grössten Teil ihres Wärmeinhalts in den Wasserspeicher ab. Zusätzlich wird ein Teil der Abgaswärme sowie der Kühlwasserwärme direkt in den Heizungskreislauf überführt, welche Wärmemenge durch die Wärmepumpe nicht mehr aufgebracht zu werden braucht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Primärenergiebedarf einer Lackieranlage wesentlich herababzusetzen. Diese Aufgabe wird bei einer der eingangs bezeichneten Art entsprechenden Lackieranlage im wesentlichen gelöst durch eine primärenergiebetriebene Wärmepumpe, die eine«Wasserbehälter als Wasserspeicher aufweist, und ferner dadurch, dass der Sammelbehälter für das Umlaufwasser der Lackspritzkabinen zugleich als Wärmespeicher für die Wärmepumpe dient. Die Wärmepumpe soll hierbei in erster Linie zur Aufheizung der die Lackspritzkabinen durchströmenden Frisch- oder Mischluft dienen. Durch die Benutzung des Umlaufwasser-Sammelbehälters als Verdampfer für die Wärmepumpe wird vorteilhaft die von der erwärmten Frisch-oder Mischluçt in das Umlaufwasser eingebrachte Wärme wieder zurückgewonnen und erneut zur Aufheizung der Frisch- oder Mischluft nutzbar gemacht.
Nach einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform, die für Lackieranlagen infrage kommt, bei denen den Lackspritzkabinen eine Phosphatieranlage zur Vorbehandlung der zu lackierenden Werkstücke vorgeschaltet und eine heissluftbeschickte Trockenanlage für die lackierten Werkstücke nachgeschaltet ist, kann die Wärmepumpe zugleich auch zur Energieversorgung der Phosphatieranlage und/oder der Trockenanlage verwendet werden.
Bei der zum Einsatz kommenden Wärmepumpe soll es sich vorzugsweise um eine verbrennungsmotorbetriebene Wärmepumpe handeln, weil diese sich bereits in der Praxis vielfach bewährt hat. Als Antrieb für die Wärmepumpe kommt z.B. ein Dieselmotor in Betracht.
Durch die Erfindung wird der wesentliche Vorteil erreicht, dass sich der Primärenergiebedarf der Lackieranlage um bis zu 2/3 des bisherigen Bedarfs herabsetzen lässt, wobei jedoch die Anlage, wie bisher, vollkommen ausreichend mit Energie versorgt wird. Die an Primärenergie eingesparte Energiemenge wird durch die Wärmepumpe insbesondere dem erfindungsgemäss gleichzeitig als Wärmespeicher dienenden Sammelbehälter für das Umlaufwasser entzogen. Die Wärmezufuhr erfolgt aus dem Frisch- oder Mischluftstrom.
Die Erfindung ist nun anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung veranschaulicht und nachstehend näher erläutert. Die Zeichnung zeigt (schematisch) einen Teil einer Lackieranlage.
Mit 10 ist eine Spritzkabine einer Lackieranlage bezeichnet, in der Werkstücke, insbesondere grossflächige Metallteile, wie z.B. Automobilkarossereien, lackiert werden.
Die Spritzkabine 10 wird, wie durch Pfeile 11, 12 angedeutet, von oben her durch Frisch- oder Mischluft versorgt.
Die Frisch- oder Mischluft muss, einerseits zur Optimierung des Lackiervorganges, andererseits mit Rücksicht auf die in den Spritzkabinen tätigen Personen, ständig auf einer Temperatur von mindestens 240 erwärmt werden. Die Erwärmung erfolgt in einem Wärmetauscher 13. Da sich die der Spritzkabine 10 zugeführte Frischluft in Folge des dort stattfindenden Lackiervorganges ständig mit Lacknebel anreichert, ist eine anschliessende Reinigung der Spritzkabinenluft erforderlich. Dies erfolgt, wie üblich, durch eine sogenannte Nassauswaschung, die in der Zeichnung mit 14 bezeichnet ist. Das verunreinigte, insbesondere mit Lackteilchen angereicherte Waschwasser wird anschliessend, wie durch einen Pfeil 15 angedeutet, einem Sammelbehälter 16 zugeleitet, wo eine Reinigung des Waschwassers durch Koagulierung der darin enthaltnenen Lackpartikel und Verunreinigungen stattfindet. Das gereinigte Waschwasser kann anschliessend wieder zur Spritzkabine 10 zurückgeleitet (Pfeil 17) werden, wo es erneut zur Auswaschung der verunreinigten Luft verwendet werden kann. Die gereinigte Spritzkabinenluft wird anschliessend, wie durch einen Pfeil 18 verdeutlicht, ins Freie abgeleitet oder erneut zugeführter Frischluft beigemischt. Der gereinigte Luftstrom hat beim Reinigungsvorgang einen grossen Teil seines Wärmegehaltes an das im Umlauf befindliche Waschwasser (sogenanntes Umlaufwasser) abgegeben. Das im Sammelbehälter 16 befindliche Umlaufwasser hat infolgedessen stets eine Temperatur von ca. 190.
Der im vorstehenden beschriebene Sammelbehälter 16 dient nun gleichzeitig als Wärmespeicher einer Wärmepumpe. Es handelt sich hierbei um eine primärenergiebetriebene Wärmepumpe, wobei vorzugsweise der schematisch als Kreis angedeutete und mit 19 bezeichnete Kompressor der Wärmepumpe durch einen Dieselmotor (nicht gezeigt) angetrieben wird. Der Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe ist in der Zeichnung durch Pfeile 20 gekennzeichnet. Man kann daraus entnehmen, dass das Kältemittel mittels eines Wärmetauschers 21 dem im Sammelbehälter 16 befindlichen Wasser Wärme entnimmt und hierbei verdampft (falls das Kältemittel nicht schon vorher in einem separaten Verdampfer verdampft ist). Das verdampfte Kältemittel wird nun dem Kompressor 19 zugeleitet, wo es stark komprimiert wird und dabei seine Temperatur wesentlich erhöht. Das verdampfte und erhitzte komprimierte Kältemittel gelangt nun in einen weiteren Wärmetauscher 24, der sich innerhalb der Frischluft-Erwärmvorrichtung 13 befindet. Hier gibt das erwärmte Kältemittel einen wesentlichen Teil seiner Wärme, einschliesslich der Verdampfungswärme, an die zugeführte kalte Frischluft ab, wobei sich die Frischluft (oder Mischluft) auf die erforderliche Temperatur von ca. 240 erwärmt.
Gleichzeitig kühlt sich hierbei das Kältemittel entsprechend ab und kondensiert. Anschliessend - nach Durchströmen einer Drossel 23 und entsprechender Entspannung und Abkühlung - wird das Kältemittel - entweder unmittelbar oder über einen separaten Verdampfer (nicht gezeigt) - wieder in den Wärmetauscher 21 innerhalb des Sammelbehälters/Wärmespeichers 16 zurückgeleitet, wo der beschriebene Vorgang von neuem beginnt.
Infolge der beschriebenen Verwendung eines Teils des in dem Umlaufwasser enthaltenen Wärmeinhalts zur Frischluftaufheizung verringert sich die Temperatur des Umlaufwassers auf Werte, die um wenige Grad unterhalb der Umlaufwaschwassertemperaturen bekannter Lackieranlagen liegen. Die Temperaturverringerung des Umlaufwaschwassers bedeutet aber keinerlei Beeinträchtigung des Nassauswaschvorgangs. Unter Umständen können die Temperaturunterschiede des Umlaufwaschwassers in Vor- und Rücklauf für die Koagulierung der in der Spritzkabinenluft enthaltenen Lackierpartikel sogar einen gewissen Vorteil bedeuten. Die schliesslich ins Freie abgeführte Abluft weist jedenfalls einen gegenüber dem Abluftwert beim bisherigen Stand der Technik (240C) stark verringerten Temperaturwert auf. Hierdurch wird die durch die Erfindung ermöglichte optimale Energieausnutzung der in der erwärmten Frischluft enthaltenen Wärme deutlich.

Claims

Lackieranlage mit Lackspritzkabinen PATENTANSPRÜCHE 0 Lackieranlage mit Lackspritzkabinen, die ständig von einem temperierten Frisch- oder Mischluftstrom durchströmt sind und deren mit Farbnebel angereicherte Ablüfte durch eine mit Umlaufwasser betriebene Waschvorrichtung gereinigt werden, der durch die aufgeheizte Frisch- oder Mischluft Wärme zugeführt wird, wobei das Verunreinigungen enthaltende Umlaufwasser in einem Behälter gesammelt wird, und mit einer Wärmepumpe zur Energierückgewinnung gekennzeichnet durch eine primärenergiebetriebene Wärmepumpe (19-24), die einen Wasserbehälter (16) als Wärmespeicher aufweist, und ferner dadurch, dass der Sammelbehälter (16) für das Umlaufwasser der Lackspritzkabinen (10) zugleich als Wärmespeicher für die Wärmepumpe dient.
2. Lackieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (19-24) zur Aufheizung der die Lackspritzkabinen (10) durchströmenden Frisch- oder Mischluft dient.
3. Lackieranlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei den Lackspritzkabinen eine Phosphatieranlage zur Vorbehandlung der zu lackierenden Werkstücke vorgeschaltet und eine Heissluft beschickte Trockenanlage für die lackierten Werkstücke nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (19-24) zugleich auch zur Energieversorgung der Phosphatieranlage und/oder der Trockenanlage dient.
4. Lackieranlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (19-24) eine an sich bekannte dieselmotorbetriebene Wärmepumpe ist.