DE3121806A1 - Verfahren zum wiedergewinnen von waerme aus behandlungsraeumen und vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens - Google Patents

Description

Verfahren zum Wiedergewinnen von Wärme aus Behandlungsräumen und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens."

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren der in der Einleitung von Anspruch 1 näher umrissenen Art. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäss Anspruch 1.

Behandlungsräume verschiedener Art, insbesondere sogenannte Spritzkabinen zum Spritzmalen von zum Beispiel Autokarosseri- ^en, fordern zunächst auf Grund ihrer Räumlichkeit und ferner auf Grund der Notwendigkeit einer effektiven Ventilation grosse Mengen temperierter Luft, die bei der heutigen beschwerenden Kostenlage für insbesondere Wärmeenergie weitgehend auszunutzen ist, damit so viel Wärme wie möglich zurückbehalten werden kann.

Zu diesem Zweck hat man bisher die kalte Zuluft und die warme Abluft in einem Wärmeaustauscher zusammengeführt, was selbstverständlich gewisse Energieeinsparungen mit sich führt. Die Abluft ist jedoch nicht nur erwärmt, sondern auch an Feuchtigkeit gesättigt, so dass beispielsweise im Winter schwierige Probleme entstehen auf Grund von Frost in einem solchen Wärmeaustauscher. Enthält die Abluft Verunreinigungen, so können schwierige Filtrier- und Verstopfungsprobleme entstehen. Da beide Medien gasförmig sind, so ergeben sich weiterhin schlechte Wärmeübertragungseigenschaften, denen man mit relativ grossen und kostspieligen Wärmeaustauschern zu begegnen hat.

Vorliegende Erfindung hat daher zum Ziel, die Wirtschaftlichkeit der Wärmewiedergewinnung im Zusammenhang mit der Luftkonditionierung von Behandlungsräumen verschiedener Art zu verbessern, insbesondere bei Spritzkabinen und dergleichen mit einem relativ grossen Ventilationsbedarf. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist das Schaffen vorteilhafter Nebeneffekte im Zusammenhang mit einer vorteilhaften Wärmewiedergewinnung. Schliesslich will die Erfindung auch in verschiedenen weiteren Hinsichten den Stand der Technik auf diesem Gebiet weiterführen.

Genannte Ziele werden erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass ein Verfahren der eingangs genannten Art im wesentlichen wie im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben durchgeführt wird. Ferner wird genanntes Ziel erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung der im ersten Vorrichtungsanspruch angegebenen Art erreicht..

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus folgender Beschreibung unter Hinweis auf beigefügte Zeichnung hervor. In dieser zeigen schematisch:

Fig. 1 die Wirkungsweise einer im wesentlichen konventionellen Wärmewiedergewinnungsanlage und

Fig. 2 ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäss der Erfindung zum Wiedergewinnen von Wärme aus einem Behandlungsraum.

In Fig. 1 und 2 wird mit 1 eine Zuluftleitung bezeichnet, die über einen ersten Wärmeaustauscher 2 und einen zweiten solchen 3 für weitere Temperaturerhöhung sowie ein Zuluftgebläse 4 zu einem Behandlungsraum 5 gelangt, beispielsweise einer sogenannten Spritzkabine, wo die Zuluft in an sich bekannter Weise verteilt wird, um schliesslich den Raum über einen oder mehrere Auslässe 6 zu verlassen, im Anschluss woran die Luft über eine Kammer 7 ausströmt beispielsweise zur Atmosphäre Über einen Abluftkanal 8. So weit stimmen konventionelle Technik und das Verfahren sowie die Vorrichtung gemäss vorliegender Erfindung vorzugsweise überein.

Während bei der im wesentlichen konventionellen Anlage nach Fig. 1 der Abluftkanal 8 dem ersten Wärmeaustauscher 2 mit geschilderten Nachteilen zur Folge angeschlossen ist, ist gemäss dem in Fig. 2 veranschaulichten Verfahren gemäss der Erfindung der Abluftkanal nicht genanntem Wärmeaustauscher angeschlossen, sondern führt vorzugsweise direkt in die Atmosphäre hinaus. Jedoch kommen hier nennenswerte Unterschiede in Bezug auf die Temperatur der Abluft vor, die bei der konventionellen Anlage relativ hoch und bei der Anlage gemäss der Erfindung relativ niedrig ist, was im folgenden erklärt werden soll.

Gemäss Fig. 2 ist die Kammer 7 über eine Flüssigkeitsleitung 10 mit eingebauter Zirkulationspumpe 9 dem ersten Wärmeaustauscher 2 angeschlossen, um nach Passieren desselben über einen Rücklaufzweig in den Behandlungsraum 5 auszumünden, vorzugsweise in der Nähe des Auslaufes oder der Ausläufe 6. Die Flüssigkeitsleitung ist vorzugsweise zum Führen von Wasser vorgesehen, aber können in gewissen Fällen auch andere flüssige Medien in Frage kommen.

Die vom Wärmeaustauscher 2 kommende Flüssigkeit hat ihre Wärme an die Zuluftleitung 1 und den Zuluftstrom abgegeben und ist somit relativ kalt oder abgekühlt. In der Nähe des Auslaufes oder der Ausläufe geschieht erfindungsgemäss ein so intensives Mischen der kalten Flüssigkeit mit der warmen Abluft wie möglich. Dies kann auf verschiedene Arten bewirkt werden. Beispielsweise kann der Boden des Behandlungsraumes aus einem Gitter bestehen, unter welchem eine zum Auslauf geneigte geschlossene Bodenfläche angeordnet sein kann. Die Rücklaufflüssigkeit kann insofern vorzugsweise über den gesamten oder grösseren Teil dieser Bodenfläche strömen, um von der Abluft bereits auf dem Wege zum Auslauf erwärmt zu werden« Die Rücklaufflüssigkeit kann auch an einer Wand entlangrinnen, gegen die man beispielsweise spritzmalt.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform geschieht ein sehr intensives Mischen der Rücklaufflüssigkeit und der Abluft im

Auslauf,der vorzugsweise als ein Venturi oder Scrubber ausgeführt ist, wo die Flüssigkeit fein verteilt und sehr intensiv mit der Abluft vermischt wird. Dies ist an sich bekannt zum Reinigen der Abluft von beispielsweise Färb- und/ oder Schmutzpartikeln usw., aber wird hier auch zum Erzielen einer Wärmeübertragung von der warmen Abluft an die kalte Rücklaufflüssigkeit ausgenutzt, die auf Grund ihres Aggregatzustandes vortreffliche Möglichkeiten zur Wärmeaufnahme besitzt.

Das auf diese Weise von der Abluft erwärmte flüssige Medium wird alsdann von der Zirkulationspumpe 9 über eine Zufuhrleitung 10 dem Wärmeaustauscher 2 zugespeist, wo die Wärmeflüssigkeit ihre Wärme an die Zuluftleitung 1 und den Zuluftstrom abgibt, von wo aus ein neuer Kreislauf beginnt. Gleichzeitig wird die Abluft stärker abgekühlt und kann daher direkt zur Atmosphäre strömen oder für andere Zwecke angewendet werden.

Dank ihrem grossen und schnellen Wärmeaufnahme- und -abgabevermögen kann die Zirkulationsflüssigkeit den Zuluftstrom sehr effektiv erwärmen, gleichzeitig wie die gesamte Einheit 2, 3, 4 klein gehalten und ein Gefrierrisiko praktisch ausgeschlossen werden kann.

Ein solches System hat weitere Vorteile. So kann die Fördergeschwindigkeit der Zirkulationspumpe auf entscheidende Weise auf die Wärmeabgabekapazität im ersten Wärmeaustauscher 2 einwirken. Ferner darf man annehmen, dass die Lebensdauer des ersten Wärmeaustauschers 2 wesentlich grosser wird, da das flüssige Zirkulationsmedium keine Verstopfungsgefahr mitsichführt, wie dies sehr wohl der Fall sein kann bei einem durch den Wärmeaustauscher passierenden gasförmigen Strom, der stets Verunreinigungen in der Austauscherbatterie ablagern 'dürfte. ^f

Zur Ausrüstung gemäss Fig. 2 lassen sich selbstverständlich beliebige Organe beispielsweise zum Reinigen der Abluft und/ oder der Zirkulationsflüssigkeit oder dergleichen fügen.

Beispielsweise kann in der Kammer 7 ein Tropfenabscheider (nicht gezeigt) angeordnet sein.

Ausser einer in das Flüssigkeitszirkulationssystem 10 eingebauten Zirkulationspumpe oder alternativ hierzu kann eine Rücklaufleitung 12 zwischen der Kammer 7 und dem Auslauf oder

.11 den Ausläufen 6 bzw. den Bodenflächen/im Anschluss hieran mit eingebauter Zirkulationspumpe 13 vorhanden sein, so dass beispielsweise die Geschwindigkeit der Zirkulationspumpe 9 nicht im Verhältnis zum Mischen im Bereich des Auslaufes 6 zu stehen hat, sondern kann die Zirkulationspumpe 9 im Verhältnis zum Wärmeaustauscher 2 optimal eingestellt sein, während die Zirkulationspumpe 13 im Hinblick auf das Mischen von Flüssigkeit und Abluft optimal eingestellt sein kann oder kann mit anderen Worten die Pumpe 9 für die Wärmeabgabe optimal einstellbar und die Pumpe 13 für die Wärmeaufnahme einstellbar sein, z.B. durch entsprechende Geschwindigkeits- und./oder

14 Volumenwahl. Man kann auch ein Shuntventil/im Anschluss an die Pumpe 9 in die Leitung 10 einbauen zum Vorbeischleusen von Flüssigkeit. Dieses Ventil erhält die gleiche Funktion wie die Pumpe 13.

Selbstverständlich kann man auch die von der Zirkulationsflüssigkeit aufgenommene Wärme auf andere Weise ausnützen, beispielsweise durch Speisen einer Wärmepumpe, die ihrerseits den Wärmeaustauscher 2 und/oder andere Elemente speist.

Auch an Stelle oder als Zusatz zu einem Venturi lassen sich andere konventionelle Vorrichtungen zum gleichen Zwecke vorsehen, nämlich in erster Hand zum intensiven Mischen der Abluft mit einem flüssigen Wärmeträger, wobei natürlich vorteilhafte Nebeneffekte wahrgenommen werden können, wie Reinigen der Abluft oder dergleichen. Beispielsweise können Düsenreihen (nicht gezeigt) in der Kammer 7 oder an anderer Stelle im Abluftsystem angeordnet werden.

Vorstehend beschriebene und in den Zeichnungsfiguren gezeigte

Ausführungsformen sind nur als nicht begrenzende Beispiele zu betrachten, die im Rahmen des Erfindungsgedankens und folgender Ansprüche beliebig abgeändert und ergänzt werden können.

SZi

Claims (6)

Patentan sprüche

1.) Verfahren zum Wiedergewinnen von Wärme aus Behandlungsräumen, insbesondere aus Abluft von einer Spritzkabine zum Malen von Autokarosserien, wobei Wärme von der relativ warmen Abluft an die relativ kalte Zuluft für genannten Raum abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluft mit einem flüssigen Medium vermischt oder auf andere Weise in Kontakt gebracht wird, welches zwischen einem Wärmeaufnahmebereich im Anschluss an Ventilationsauslaufe (6) des Raumes (5) und vorzugsweise einem ersten Wärmeaustauscher (2) zirkuliert wird, durch welchen die Zuluft strömt, vorzugsweise über eine Wärmepumpe.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, insbesondere zum Wiedergewinnen von Wärme aus Abluft von einer Spritzkabine zum Malen von Autokarosserien, wobei eine Verbindung zwischen dem Ventilationsauslaufbereich im Anschluss an genannten Behandlungsraum und einem Warmewiedergewinnungsorgan besteht, insbesondere einem Wärmeaustauscher (2) durch welchen Zuluft für den Behandlungsraum passiert, dadurch gekennzeichnet, dass genannte Verbindung aus einer Flüssigkeitsleitung (10) mit eingebauter Zirkulationspumpe (9) besteht, und dass deren Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, angeordnet ist, in intensiven direkten oder indirekten Kontakt mit der Abluft in-genanntem Auslaufbereich gebracht zu werden, vorzugsweise über eine Wärmepumpe .

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an genannten Ventilationsauslaufbereich (6) eine Kammer (7) zum Sammeln von Zirkulationsflüssigkeit nach Kontakt derselben mit der Abluft angeordnet ist, von welcher Kammer eine Zufuhrleitung (10) zu genanntem Warmewiedergewinnungsorgan (2) ausgeht, von wo ein Rückleitungszweig zur Flüssigkeitsleitung in den Behandlungsraum (5) ausmündet, vorzugsweise in Auslaufnähe.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückleitung (10) der Flüssigkeitsleitung zum Bespülen eines

wesentlichen Teiles der Fläche (Boden und/oder Wände) des Behandlungsraumes mit Rücklaufflüssigkeit vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilationsauslauf oder die -auslaufe ausgeführt ist bzw. sind als Venturi und/oder andere oder weitere Mittel zum intensiven Mischen von Abluft und Zirkulationsflüssigkeit, zum Beispiel Düsenreihen in der Kammer (7) und/oder als Scrubber in einem Abluftkanal (8).

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2-5, g ekennzeichnet durch eine Rücklaufleitung (12) mit eingebauter Zirkulationspumpe (13) zwischen zwei Seiten des Auslaufes oder der Ausläufe (6), wobei diese Zirkulationspumpe (13) vorzugsweise vorgesehen ist hauptsächlich zum Mischen von Zirkulationsflüssigkeit mit der Abluft in Bezug auf Geschwindigkeit und/oder Volumen, und/oder gekennzeichnet durch ein Shuntventil im Anschluss an die Zirkulationspumpe (9) in der Rücklaufleitung

(10) zum Vorbeileiten von Flüssigkeit.