DE3307358A1 - Waermepumpe fuer papiermaschinen - Google Patents
Waermepumpe fuer papiermaschinenInfo
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Description
Leinweber IZimmermann ·..·.:.. ·.."..* '.."2J März. 1983
Rosental 7/H. Aufg. -
D - 8000 München 2 * U *
ze 2121 Anstalt für Strömungsmaschinen Ges. m.b.H., Graz
Wärmepumpe für Papiermaschinen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Trocknen von bahnförmigem
Gut, insbesondere an einer Dunsthaube für eine Papiermaschine- unter Zufuhr von Hochtemperaturluft und Abfuhr von
feuchter Trocknerluft, mit einer zwischen die Zuführungsleitung
sowie Rückführungsleitung zu einem Kreislauf eingeschalteten Wärmepumpe.·
Eine Wärmepumpe an eine Trockenhaube, auch Dunsthaube genannt, anzuschließen, hat den Zweck, die noch in der Abluft
enthaltene Wärme für die Warmwasseraufbereitung, Heizung, Dampferzeugung und sogar für die Blaslufterzeugung heranzuziehen,
um den Wirkungsgrad der Anlage anzuheben und die aufgewandte Energie besser auszunutzen.
Es ist «ine Trocknungsvorrichtung nach DE-OS 2630 853
bekannt, bei der zwischen die Eingangs- und äusgangsleitung ein Kondensator und ein Verdampfer einer Wärmepumpe eingeschaltet
ist. Hierdurch wird die Wärme der ausströmenden Abluft für die einströmende Frischluft ausgenützt und wiederverwendet.
Nachteilig wirkt sich hierbei aus, daß die Frischluft nicht so hoch wie erforderlich erhitzt werden kann, da die Kältemittel
für eine solche hohe Temperatur nicht geeignet sind. Das Trocken-
medium muß durch Primärenergie hergestellt werden und die Wärmepumpe kann nur eine unterstützende Funktion ausüben. Dies
bedeutet, daß eine solche Anlage zwar zu einem Teil die Wärme der Abluft ausnützt, aber die Restwärme verloren geht und demnach
nicht zweckmäßig ist.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Trocknen zu schaffen, insbesondere an einer Dunsthaube für eine
Papiermaschine, wobei eine Wärmepumpe in die Zu- und Rückführungsleitung zwischengeschaltet ist, die sowohl vollständig
die Restwärme ausnützt,als auch für die Erstellung der Hochtemperaturluft geeignet ist. Erfindungsgemäß wird das Ziel
dadurch erreicht, daß ein an sich bekanntes Kompressor-Turbinenaggregat vorgesehen ist, bei dem der Kompressor an die Abluftleitung angeschlossen ist und der Hochdruektei1 über Wärmetauscher
mit der Turbine in Verbindung steht, und die Differenzleistung
durch Fremdantrieb aufgebracht wird.
Durch diese besondere Einrichtung wird die Energie an einer Dunsthaube für Papiermaschinen wesentlich besser ausgenützt und
die Kosten, insbesondere für die Primärenergie, herabgesetzt. Anhand eines Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 3 Fremdantrieb durch eine Brennkraftmaschine.
In Fig. 1 ist schematisch die Schaltung der Wärmepumpe aufgeführt, wie sie beispielsweise bei einer Dunsthaube für eine
Papiermaschine zweckmäßigerweise eingesetzt werden kann. An der
Dunsthaube 1 ist das Wärmepumpenaggregat angeschlossen und
besteht im Wesentlichen aus einem Kompressor 2 und
einer Turbine 3. Für die Differenzleistung muß ein Motor 5
aufkommen der gemeinsam mit Kompressor 2 und Turbine 3 auf einer Welle 4 sitzt. Selbstverständlich können getriebliche Mittel zur
Drehzahl anpassung herangezogen werden, diese sind jedoch in der Zeichnung nicht angeführt. Ferner sind noch eine Anzahl von
Wärmetauschern vorgesehen, sowie ein Wärmetauscher 6 für die Hochtemperaturluft, ein Wärmetauscher 7 für Mitteltemperaturluft
und ein Wärmetauscher 8 für die Niedertemperaturluft. Schließlich
wird noch ein Wärmetauscher 9 für die Erwärmung der Frischluft verwendet. Von der Dunsthaube 1 aus wird durch die Trocknerleitung
10 feuchte Trocknerabluft zum Kompressor 2 geleitet und dort verdichtet. Die so verdichtete Luft gelangt über Leitung 13 in
den Wärmetauscher 6, wo die Wärme zur Erstellung der Hochtemperaturluft
herangezogen wird. Anschließend wird der Wärmetauscher 7 für die Mitteltemperaturzuluft beschickt. Die Restwärme
geht über Wärmetauscher 8 in die Turbine 3 . Die in der Turbine 3 entspannte Luft wird als Abluft über Rohrleitung 14 abgeblasen.
Schließlich ist noch ein Wärmetauscher 9 vorgesehen, der zur Erwärmung feuchte Trocknerabluft über Verteiler 18 der
Trocknerleitung 10 entnimmt und über Abluftleitung 16 ausgeblasen
wi rd.
Die Trockenhaube 1 wird nun in der Weise versorgt, daß zunächst Frischluft über Frischluftleitung 17 im Wärmetauscher 9 vorgewärmt
wird und mittels Zuluftleitung 20 zum Verteiler 19 gelangt.
Hier wird der Luftstrom aufgeteilt und durch weitere Zuluftleitungen 20 einmal zum Wärmetauscher 8 gebracht, aus dem die
Restluft 15 beispielsweise in die Papiermaschinenhalle gelangt.
Die zweite Zuluftleitung 20 führt zum Wärmetauscher 7, in dem die
Frischluft so weit erwärmt wird, daß sie die Mitteltemperatur-
33U735Ö
leitung 12 versorgen kann, die in die Trockenhaube 1 führt.
Schließlich gelangt die Luft der dritten Zuluftleitung 20 zum
Wärmetauscher 6, in dem die Hochtemperaturluft erzeugt wird, die
über die Hochtemperaturleitung 11 ebenfalls in die Trockenhaube gelangt. ·
Die Fig. 2 zeigt einen ähnlichen Aufbau der Einrichtung mit
Kompressor 2 und Turbine 3.,die mit Motor 5 durch die Welle 4 verbunden sind, jedoch ist zusätzlich eine Kondensatpumpe 25 ur.ö
ein Wärmetauscher 6, mit Leitung 26 vorgesehen, der als TeilverdampfiT
für das Kondensat dient. Von der Trockenhaube 1 kommt
feuchte Trocknerabluft über Trocknerleitung 10 zum Kompressor 2,
wobei zuvor über Verteiler 18 ein gewisser Teil zu Wärmetauscher
9 geführt wird, um über Abluftleitung 16 ins Freie zu gelangen.
Vom Kompressor 2 kommt über Leitung 13 die nun verdichtete Luft zu Wärmetauscher 6, danach zu Wärmetauscher 7 und 8 zur Turbine
3. Die Abluft davon geht über Leitung 14 weg. Von der Frischluftleitung 17 gelangt die Frischluft in den Wärmetauscher 9,
dessen vorerwärmte Luft in die Zuluftleitung 20 kommt. Durch
Verteiler 19 wird die Frischluft aufgeteilt, einmal zum Wärmetauscher
8, dessen Restluft in die Papiermaschinenhalle führt und
dann noch zu Wärmetauscher 7. Die so erwärmte Luft gelangt dann zu Wärmetauscher 24, wird dort erhitzt und als Hochtemperatur 1uft
mittels der Hochtemperatur 1 eitung 11 in die Trockenhaube 1
gebracht. Ein weiterer Wärmetauscher 22 wird für die Dampferzeugung herangezogen. Von der Frischluftleitung 17 gelangt
Frischluft in den Wärmetauscher 22, wo sie .durch Gasbrenner 23 erhitzt wird, zum Wärmetauscher 24 gelangt und über AbIuft1 eitung
28 ins Freie führt. Das Kondensat kommt von der Trockenhaube 1 durch Kondensatpumpe -25 mittels Kondensat 1 ei tung 26 zum Wärmetau-Copy
scher 6./Wird dort bis zur Sattdampf temperatur erhitzt und tei1 verdampft, während im Wärmetauscher 22 die Restverdampfung
erfolgt. Über Dampfleitung 21 erreicht der so erstellte Dampf die Trockenhaube 1 .
In Fig. 3 ist noch eine Variante der Einrichtung aufgeführt, nur werden nun anstelle des im Fig. 2 verwendeten Gasbrenners 23 die
Abgase des Motors 5a, der als Brennkraftmaschine ausgebildet ist, über Leitung 27 in den Wärmetauscher 22 gebracht. Die Abgase
gelangen nach Abgabe der Restwärme im Wärmetauscher 24 über Abluftleitung 28 ins Freie. Die übrigen Bauteile entsprechen
denselben wie schon in den vorhin beschriebenen Figuren, wobei die gleichen Bezugszeichen gelten.
Der Vorteil dieser Einrichtung als Wärmepumpe für eine Trockenhaube,
wie sie in der Papierindustrie verwendet wird, besteht
darin, daß die Energie der Abluft bei der Papiertrocknung mehr als bisher nützbar ist und dadurch Primärenergie gespart wird.
Die Anwendung des offenen Kaitgaswärmepumpenprozesses in der
Papierindustrie ist somit neu. Wesentlich ist,.daß keine Zusatzmedien
(Kältemittel) erforderlich sind und auch höhere Temperaturen
nutzbringend dem Prozeß zuführbar sind.
24. 2. 1982
Gö/ko
Gö/ko
Reg. 2121
1 Dunsthaube
2 Kompressor
3 Turbine
4 Welle
5 Motor
5 a Motor
6 Wärmetauscher
7 Wärmetauscher
8 Wärmetauscher
9 Wärmetauscher
10 Trocknerleitung
11 Hochtemperaturleitung
12 Mittel temperatur leitung
13 Leitung
14 Rohrleitung
15 Restluft
16 Abluftleitung
17 Frischluftleitung
18 Verteiler
19 Verteiler
20 Zuluftleitung
21 Dampfleitung
22 Wärmetauscher
23 Gasbrenner
24 Wärmetauscher
25 Kondensatpumpe
26 Leitung
27 Leitung
28 Abluftleitung
Claims (8)
1. Einrichtung zum Trocknen von bahnförmigem Gut, insbesondere an einer Dunsthaube für eine Papiermaschine, unter Zufuhr von Hochtemperaturluft
und Abfuhr feuchter Trocknerluft mit einer zwischen die Zuführungsleitung und die Rückführungsleitung eingeschalteten Wärmepumpe,
dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekanntes Kompressor-Turbinenaggregat (2, 3) vorgesehen ist, bei dem der Kompressor (2)
an die Abluftleitung (10) angeschlossen sind und der Hochdruckteil (HD-Leitung
13)·'■ über Wärmetauscher (6, 7, 8) mit der Turbine (3) in
Verbindung steht und die Differenzleistung durch Fremdantrieb (5, 5a)
aufgebracht ist.' ·· .
2. Einrichtung zum Trocknen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kompressor (2), Turbine (3) und Fremdantrieb
(5, 5a) auf einer Welle (4) sitzen.
3. Einrichtung zum Trocknen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher (6, 7, 8) in
Reihe an.der Abluftleitung (13) angeschlossen sind und die
Hoch- Mittel- und Niedertemperaturluftleitung (11, 12, 15) speisen.·
4. Einrichtung zum Trocknen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Eingangswärmetauscher (9) durch die Rest-Trocknerluft betrieben wird.
5. Einrichtung zum Trocknen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Eingänge der Wärmetauscher (6, 7, 8) gemeinsam an einen Verteiler (19) angeschlossen sind.
6. Einrichtung zum Trocknen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Fremdantrieb (5) ein Elektromotor oder eine Brennkraftmaschine (5a) ist, wobei bei Verwendung
einer Brennkraftmaschine die Abgase über Wärmetauscher (22, 24) laufen.
7. Einrichtung zum Trocknen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Kondensatleitung (26) vorgesehen ist,, deren Medium über Wärmetauscher (6, 22) zur Dampferzeugung
herangezogen wird.
8. Einrichtung zum Trocknen nach Anspruch 1 und 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (22) durch Gasbrenner (23) behei zt wi rd.
2.4. 2. 1982
Gö/ko
Gö/ko
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