DE3319348A1 - Waermerueckgewinnungsverfahren - Google Patents

Waermerueckgewinnungsverfahren

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DE3319348A1
DE3319348A1 DE19833319348 DE3319348A DE3319348A1 DE 3319348 A1 DE3319348 A1 DE 3319348A1 DE 19833319348 DE19833319348 DE 19833319348 DE 3319348 A DE3319348 A DE 3319348A DE 3319348 A1 DE3319348 A1 DE 3319348A1
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Bjarne Dipl.-Ing. 20500 Turku Forsbacka
Reijo 21500 Piikkiö Ilmanen
Heikki 20600 Turku Kirstilä
Yngve 20340 Turku Lindström
Pertti Dipl.-Ing. 20810 Turku Ojala
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Valmet Oy
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    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
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    • F26B23/001Heating arrangements using waste heat
    • F26B23/002Heating arrangements using waste heat recovered from dryer exhaust gases
    • F26B23/005Heating arrangements using waste heat recovered from dryer exhaust gases using a closed cycle heat pump system ; using a heat pipe system
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/20Waste heat recovery
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F25B29/003Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the compression type system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001Recuperative heat exchangers
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/06Several compression cycles arranged in parallel
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
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Description

vossius - vossius · .τα ώ c R.rt && ·*·Μ te-ü neman ^rcf^4 $ H
PATENTANWÄLTE
SIEBERTSTRASSE A -8OC)O MÜNCHEN 8 6 · PHONE: (O 89)474076 CABLE: BENZOLPATENT MDNCHEN · TELEX B-SS<83 VOPAT D
u.Z.: S kk\
Case: FI &21906 ' J 7. MAl 1983
Va lmet Oy Helsinki /.Finnland
Wärmerückgewi nnungsvcr fahren
· Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Wärmerückgewinnungsverfahren für Lufttrocknungsprozesse, in denen die Entfeuchtung eines Trocknungsraumes mittels Abluft erfolgt und dem Trocknungsraum trockene Ersatzluft zugeführt wird und in dem Verfahren ein Teil der Wärmeenergie der Abluft unter Einsatz eines Wärmepumpensystems in genannte Ersatzluft übertragen wird, in welchem Verfahren die Erwärmung der Ersatzluft in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Phasen ausgeführt wird, wobei die Ersatz luft in der ersten Phase in einem Wärmeaustauscher und/oder einem Wasserradiator oder einer ähnlichen Anlage erwärmt wird, deren Wärmeenergie ganz oder teilweise der Abluft entnommen wird und die Ersatzluft in.der zweiten Phase in einem Kondensator des Wärmepumpensystems oder mehreren aufeinanderfolgenden Kondensatoren einer Mehrkreiswärmepumpe erwärmt wird und in dem Wärmepumpensystem ein Verdampfer oder mehrere Verdampfer der Mehrkreiswärmepumpe derart angeordnet sind, daß sie der Abluft Wärmeenergie entnehmen.
In Lufttrocknungsprozessen erfolgt die Entfeuchtung eines Trocknungsraumes mit Hilfe von Abluft. Damit die Trocknung kontinuierlich erfolgen kann, muß die Abluft durch eine entsprechende Menge trockener Ersatzluft ersetzt werden, die oft auch erwärmt wird. Obgleich die warme und feuchte
Abluft bedeutende Mengen Wärmeenergie enthält, läßt sich die Temperatur der Ersatzluft in Wärmeaustauschern mit Abluft nur beschränkt erhöhen. Der Grund dazu ist die zu niedrige Temperatur der Abluft gegenüber der geforderten Temperatur der Ersatzluft. Zum Beispiel kann die in eine geschlossene Haube einer Pap iermasch inent rockenpar t i e zuzuführende Ersatzluft in einem Wärmeaustauscher mit Abluft auf ca. 600C er,-wärmt werden, wogegen die Temperatur der Ersatzluft der Papiermaschine 90"...1000C beträgt. Infolgedessen muß zur Heizung der Ersatzluft zusätzlich Dampf verwendet werden.
. Die gesamte zur. Heizung der Ersatzluft erforderliche Wärmeenergie erhält man aus der Abluft, wenn die Heizung der Ersatzluft mit einer Wärmepumpe erfolgt. Es sind einige Systeme dieser Art bekannt. Beispielsweise ist in dem FI-Patent Nr. 58 686 ein System beschrieben, in dem Wärmeenergie der Abluft mit einer Wärmepumpe und. Wasserwärmeaustauschern auf die Zuluft übertragen wird. Die Wärmezahl eines Systems nach diesem Patent, unter der das Verhältnis der abgegebenen Wärmeleistung zur ausgeführten Arbeit zu verstehen ist, bleibt verhältnismäßig klein. Der Grund dazu besteht im Fehlen der Zu luftvorwärmung und in der Verwendung eines zusätzlichen Mediums (Wasser). Die Verwendung von Wasser hat zwei Sonderwärmeaustauscher zur Folge, wodurch der von der Wärmepumpe zu fordernde Temperaturanstieg vergrößert und die Wärmezahl damit verringert wird.
Zum Stand der Technik wird auf die Veröffentlichung "The Cyclotherm-Steam generation from low temperature waste heat"; Technology Marketing Inc. Newport USA hingewiesen.
In dieser Veröffentlichung ist ein Wärmerückgewinnungssystem beschrieben, in dem die Abluft getrocknet und als Ersatzluft aufs neue in den Prozeß geblasen wird. Ausgeblasen wird lediglich Leckagen Iu ft. Das System genannter Veröffentlichung arbeitet derart, daß ein im Unwä1 ζ Iuftkana1 befindli-
• β Α
Λ ·
eher Verdampfer der Wärmepumpe die aus dem Prozeß zu beseitigende Luft abkühlt, wobei der größte Teil der Luftfeuchtigkeit kondensiert. Danach wird die Luft im Kondensator der Wärmepumpe erwärmt und wiederum in den Prozeß rückgeführt.
Da aus der Umwälzluft mehr Wärme rückgewonnen wird als zur Wiederaufheizung der Umwälzluft erforderlich ist, wird mit der Überschußenergie im Kondensator auch Dampf erzeugt. Auch die Wärmezahl dieses Systems ist klein, denn die Differenz zwischen den Kondensat ions- und Verdampfungstemperaturen ist zu groß für eine wirtschaftlich genügend große Wärmezahl, und außerdem fehlt eine Vorwärmung der Umwälzluft.
Zum Stand der Technik der vorliegenden Erfindung wird weiterhin auf folgende Patentschriften hingewiesen: CH 608 289, DOS 2 942 651 und 2 902 369 und EP-Anmeldung 47 353.
Die Aufgabe der vor 1iegenden Erfindung besteht darin, ein neues Wärmerückgewinnungsverfahren zu entwickeln, bei dem mit einfachen Systemen eine größere Wärmezahl als bisher erreicht wird. Außerdem besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die im vorstehenden aufgezählten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zu entwickeln, das sich z. B. gut zur Kl imatisierung einer geschlossenen Haube einer Papiermaschinentrockenpartie eignet. ·
Zur Erreichung dieser und der weiter unten deutlich werdenden Ziele, ist für das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen charakteristisch, daß
daß das in dem Verfahren verwendete Wärmepumpen sy stem zur Verbesserung seiner Wärmezahl derart mehrkreisig ausgeführt ist, daß das Wärmepumpen sy stern aus mehreren einzelnen, kontinuierlich arbeitenden Wärmepumpenkreisen besteht, deren Kondensatoren bezüglich der Er sat ζ I u f t s t r örnung derart in
Ι Reihe geschaltet sind, daß die Temperatur der zu erwärmenden Er satzluftströmung steigt, wenn sich die Luft in den Kondensatoren der Wärmepumpenkreise mit den umwälzenden Medien im Wärmeaustausch befindet,
·
daß die Verdampfer der genannten getrennten Wärmepumpenkreise mit der Abluftströmung derart in den Wärmeaustausch geschaltet sind, daß die Temperatur der Abluftströmung beim Durchlaufen der Verdampfer der Wärmepumpenkreise sinkt,
und daß zur Erwärmung der Ersatzluft außerdem ein oder mehrere Unterkühler des Kühlmittels verwendet werden, die in Strömungsrichtung der Ersatzluft vor den Kondensatoren des Wärmepumpensystems angeordnet sind.
Einer günstigen Ausführung der Erfindung entsprechend wird die Ersatzluft in der ersten Phase der Ersatzluftheizung in einem Wärmeaustauscher mit Abluft und in der zweiten Phase in einem oder mehreren Kondensatoren der Wärmepumpe aufgeheizt und sind ein/mehre.re in Strömungsrichtung der Abluft hinter dem Abluft-Er satz Iu ft-Wärmeaus tauscher befind1ieher/befind1iehe Verdampfer der Wärmepumpe derart angeordnet, daß sie der Abluft Wärmeenergie entnehmen.
Einer weiteren günstigen Ausführung der Erfindung entsprechend wird die Ersatzluft in der ersten Phase der Ersatz Iuftheizung in einem Wasser radiator und in der zweiten Phase in einem oder mehreren Kondensatoren einer Wärmepumpe aufgeheizt und sind ein oder mehrere Verdampfer einer Wärmepumpe derart angeordnet, daß sie der Abluft Wärmeenergie entnehmen und wird das Heizmedium genannten Wasser radiators mittels Abluft in einem Wasserwärmeaustauscher erwärmt, der sich in Strömungsrichtung der Abluft hinter dem Verdampfer bei i ndet.
Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf
die Abbildungen der beigelegten Zeichnung, auf deren Einzelheiten die Erfindung nicht beschränkt ist, ausführlich beschr ieben.
5
Fig. 1 zeigt ein Schema des Wärmerückgewinnungssystems einer ersten Alternative der Erfipdung. - .
1.0 . Fig. 2 zeigt ein Schema des Wärmer ückgewi nnungs-
systems einer zweiten Alternative der Erfindung.
Fig. 3 zeigt das Entha Ip i e-Druck-Di agrarrm einer . Wärmepumpe für ein Wärmerückgewinnungssystern
nach Fig. 1 oder 2.
Fig..4 zeigt eine Ausführung des Wärmerückgewiη-
nungssystems der ersten Alternative der Erfindung an der Trockenpartie einer Papier
maschine.
Fig. 5 zeigt eine Ausführung des Wärmerückgewin-
nungssytems der zweiten Alternative der Erfindung an der Trockenpartie einer Papier
maschine. .
In dem erfindungsgemäßen Wärmerückgewinnungssystem nach Fig. 1 wird die Ab 1uftströmung Gp zuerst in einen Wärmcaustauscher 1 zugeführt, in dem ein Teil der Wärmeenergie der Abluft Gp an die Ersat ζ 1 u ft st r ömung G]< übergeht. Nach dem Wärmeaustauscher 1 kommt die Abluft in einen Verdampferteil 2 des Wärmepumpensystems 102, in dem das im flüssigen Zu st and vorhandene KühImed i um mittels der von der Ab luft Gp abgegebenen Wärmeenergie verdampft wird. Ein Kompressor tei1
-ιοί 3 des Wärmepumpensystems 102 steigert den Druck des Kühlmittelgases, bevor das Kühlmittel in einem Kondensator tei1 k der Wärmepumpe 102 verflüssigt wird und die bei der Verflüssigung befreite Wärme an die Ersatzluft übergeht. Das ver- ||Ussigte Kühlmittel wird aus dem Kondensator tei 1 4 des Wärme pumpe n.sy stems 102 zuerst in einen KühImitte lunterküh1 er tei1 6 und danach durch ein Entspannungsventil 5 der Wärmepumpe 10 2 in deren Verdampfer tei1 2 geführt. Wenn die Temperatur der Abluft Gpout nach dem Verdampferteil 2 genügend hoch ist» können weitere Wärmerückgewinnungseinrichtungen hinzugeschaltet werden.
Das Wärmepumpensystem 102 nach Fig. 1 ist mehrkreisig und besteht aus Verdampfertei1 2, Kompressor tei1 3, Kondensator tei1 4, Entspannungsventi1 tei1 5 und Unterkühlerteil 6.
Das in Fig. 2 dargestellte System der zweiten Alternative der Erfindung unterscheidet sich von dem System nach Fig. 1 darin, daß die Vorwärmung der Ersatzluft mit einem Wasser radiator 7 ausgeführt wird und die Abluft direkt in den Verdampfer tei1 des Wärmepumpensystems 104 strömt.
Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Unterkühlerteil 6 verbessert die Wärmezahl eines mehr kre i s i gen Wärrnepumpens ystems, weil in Wärmerückgewinnungssystemen zur Erzielung einer hohen Kondensations temperatur Kühlmittel verwendet werden müssen, bei denen das Verhältnis der Kühlungsenthaipie zur Verdampfungsenthalpie der Flüssigkeit zu groß ist. Die Einwirkung des Unterkühlers wird aus dem in Fig. 3 dargestellten Druck-Enthalpie-Diagramm der Wärmepumpe deutlich. Die Strecke AB stellt die Druckerhöhung im Kompressor dar. Die Kondensation des Kühlmittels wird durch die Strecke BC und seine Unterkühlung durch. Strecke DC dargestellt. 35
*= Λ · Λ Λ ft A «
* · Λ O f β · « A fr β*
33193Α8 \ - 11 -
Die Strecke DE stellt die Reduzierung des Druckes im Entspannungsventil und die Strecke EA die Verdampfung des Kühlmittels für die Kreise nach Fig. 1 und 2 dar.
Die Wärmezahl der mit Unterkühlung des ' Küh lini t te 1 s versehenen Kreise nach Fig. 1 und 2, ist
ε - BD
1 BD-AE
10
Es ist hervorzuheben, daß die Wärmezahl ε der mit Unterkühlung versehenen Kreise bedeutend größer ist, als die Wärmezahl entsprechender Kreise ohne Unterkühlung.
Ein Mittel zur Verbesserung der Wärmezahl einer Wärmepumpe besteht darin, eine Mehr kre.i swärmepumpe einzusetzen, wie dies in der FI-Anmeldung Nr. 810*77 der Anmelderin (eingereicht am-9.4.1980)-ausführ 1 ich beschrieben ist.
Durch Unterkühlung des Kühlmittels und Verwendung einer Mehrkreiswärmepumpe kann bereits beim gegenwärtigen Strom-Wärmeenergie-Preisverhältnis eiη.wirtschaft1icn rentables. Wärmerückgewinnungsverfahren erzielt werden.
5 Fig. k zeigt das Schema eines bei der Wärmerückgewinnung an einer Papiermaschine angewendeten Systems der ersten Alternative (Fig. 1) der Erfindung, bei dem die Wärmepumpe 105 drei Kreise hat. Die aus der geschlossenen Haube 10 der Papiermaschihentrockenpartie abgesogene warme und feuchte Abluft Gp wird zuerst einem Wärmeaustauscher 11 zugeführt, in dem ein Teil der Wärmeenergie der Abluft an die Ersatzluft G^ übergeht. . .
Die in Fig. ^ und 5 dargestellten Wärmepumpenkreise 105 und 106 sind mehrkreisig und bestehen zur Verbesserung
\ cjcr Wärrnezahl (e) aus mehreren kontinuierlich arbeitenden, getrennten Wärmepumpen kreisen. Die Kondensatoren 15a, 15b, 15c der W^rrnepumpenHre i se sind bezüglich der zu heizenden Ersatz 1μ{ tstrÖm,iin|g G^ derart in Reihe gescha 1 tet, daß die Temperatur dieser Strömung G|< dadurch steigt, daß sich diese jp cjep Kondensatoren 15a, 15b, 15c der Wärmepumpenkreise mit den umlaufenden MedJen im Wärmeaustausch befindet. Dementsprechend Sjnd die Verdampfer 12a, 12b, 12c der einzelnen WärmepumpepHreise derart in die wärmeabgebende Abluftströ- |Q mung Qp geschaltet,.daß die Temperatur der Abluftströmung Gp Sinkti wenn Sie die Verdampfer 12a, 12b, 12c der Wärmepumpenkreise durchläuft. Wie aus Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, haben die Wärmepumpensysteme 105 und 106 drei getrennte Wärmepumpenkreise. Bei Bedarf kann die Zahl dieser Wärmepumpenkreise größer sein. Die einzelnen Wärmepumpenkreise sind gemäß Fig. 4 und 5 derart geschaltet, daß sich der in Richtung der Er sat ζ Iuftströmung G^ gesehen erste Kondensator 15a in demselben Wärmepumpenkreis wie der letzte Kondensator 12c in der Abluftströmung Gp befindet, während die übrigen Verdämpfer und Kondensatoren der Reihe nach dementsprechend geschaltet sind. Bezüglich der die Wärmezahl ε verbessernden Wirkung einer Mehrkreispumpe wird auf die detai11ierte Theorie hingewiesen, die in der im vorstehenden genannten FI-Anmeldung Nr. "810477 der Anmelderin beschrieben ist. 25
Nach dem Wärmeaustauscher 11 korrmt die Abluft der Haube 10 in die Verdampfer 12a, 12b, 12c der 3-Kreis-Wärmepumpe. Nach diesen wird die Abluft in einen Wasserwärmeaustauscher 13 und möglicherweise in weitere Wärmerückgewinnungseinricntungen geführt, die in Fig. 4 jedoch nicht dargestellt sind. Die Ersatzluft der Haube 10 wird der Maschinenhalle entnommen. Nach dem Wärmeaustauscher 11 wird die Ersatzluft in drei Unterkühler 14a, 14b, 14c des Kühlmittels und aus diesen weiter in die Kondensatoren 15a, 15b, I5c der Wärmepumpe 105 geleitet. Die auf ca. 95°C geheizte Ersatz-
luft wird der Haube 10 zugeführt und dort in ober- und unterseitige Taschen 16a, 16b -geblasen,.die zwischen den Trockenzylindern 18 und den freien Zügen von Bahn W zwischen den Trockenzy 1 inderreihen gebildet werden.
Das Kühlmedium der Wärmepumpe befindet sich beim Verlassen der Verdampfer 12a, 12b, I2c der Wärmepumpe 105 in Gasform. Sein Druck wird mit Hilfe von Kompressoren 17a, 17b, 17c erhöht, wonach das Kühlmedium in den Kondensatoren 15a, 1,5b, 15c der Wärmepumpe verflüssigt wird. Hie Temperatur des Kühlmediums wird noch mit Unterkühlern 14a, Hb, Ik gesenkt, bevor das Kühlmedium durch Entspannungsventile 18a, 18b, 18c der Wärmepumpe 105 zu den Verdampfern 12a, 12b, 12c der Wärmepumpe 105 geführt wird.
.
In Fig. 5 ist ein Schema des Wärmerückgewinnungssystems der Trockenpartie einer Papiermaschine nach der zweiten Alternative der Erfindung dargestellt. Es unterscheidet sich vom System nach Fig. Ψ darin, daß die Vorwärmung von Ersatzluft mit einem Wasser radiator 9 erfolgt und die Abluft aus der Haube 10 direkt in die Verdampfer 12a, 12b, 12c der Wärmepumpe 106 geführt wird.
Nach Fig. *f und 5 besteht d i e Trockenpar t i e der Papiermaschine aus einer Haube 10, in der sich ein an sich bekannter Mehrzylindertrockner mit Trockenzylindern in zwei übereinanderliegenden Reihen befindet. Die zu trocknende Papierbahn W wird-an der Stelle Wjn in die Haube eingeführt und an der Stelle Wout aus der Haube ausgeführt. Die Bahn W läuft, wie bekannt, schlängelnd von einer Zy1inderreihe zur anderen und bildet zwischen den Zylindern Taschen 16a, 16b, in welche die Ersatzluft G^jn in der aus Fig. 4 und 5 ersichtlichen Weise geblasen wird.
In der folgenden Berechnung werden die Vorteile der
I Wärme rückgewi nnungssy s t eine der ersten Alternative (Fig. 1 und if) und der zweiten Alternative (Fig. 2 und 5) der Erfindung an cjer Trockenpartie einer Papiermaschine im Vergleich zu Systemen c|ar ges te I J t, bei denen kein entsprechendes System
eingesetzt wj rd.
Pie Berechnungen wurden unter folgenden Bedingungen durchgefuhr t;
-
Betriebsdauer 7HO h/a Preis der elektrischen Energie 150 FIM/Wh Preis der Wärmeenergie 80 FIM/MWh Kapitalaufwendungen wurden nicht berücksichtigt
Alternative I
Alternative
63 kg t.L./s
Abluftmenge G1-
Ersatzluftmenge Ab 1u f 11emperatur Abluftfeuchtigkeit Ersatzluft temperat ur Ersatzluftt emp eratur Er sat ζ luft temperatur
Ersatzluftfeuchtigkeit xk 0,02 kg/kg 25 Betriebskosten 246000 FlM/a
Einsparung gegenüber den Betriebskosten der
heute üblichen Systeme 5S7000 FlM/a
Gk 40,5 kg t.L./s tp 800C Xp 0,U0 kg/kg tk0 25°C tkl 62-C tk2 95°C
63 kg t.L./ t/i
40 ,5 kgt.L. /s
80 0C
ο, 140 kg/kg
25 0C
45 0C
95 0C
ο, 02 kg/kg
31 2000 FlM/ a
944000 FlM/a
L eerseite

Claims (1)

  1. ■r-
    Patentansprüche
    ί l.yWärmerückgewinnungsverfahren für Lufttrocknungsprozesse, in denen die Entfeuchtung eines Trocknungsraumes
    (10) mittels Abluft erfolgt und dem Trocknungsraum (10) trokkene Ersatzluft (G^) zugeführt wird und in dem Verfahren ein Teil der Wärmeenergie der Abluft (Gp) unter Einsatz eines Wärmepumpensystems (101, 102; 103, 104; 105; 106) in genannte Ersatzluft (G^) übertragen wird, in welchem Verfahren die Erwärmung der Ersatzluft (G^) in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Phasen ausgeführt wird, wobei die Ersatzluft (G^) in der ersten Phase in einem Wärmeaustauscher (1) und/ oder einem Wasser radiator (7) oder einer ähnlichen Anlage erwärmt wird, deren Wärmeenergie ganz oder teilweise der Abluft' (Gp) entnommen wird und die Ersatzluft (Gj<) in der zweiten Phase in einem Kondensator.(4) des Wärmepumpensystems (101,. 102; 103, 10<f; 105; 106) oder mehreren aufeinanderfο I genden Kondensatoren (15a, 15b, 15c) einer Mehrkreiswärmepumpe erwärmt wird und in dem Wärmepumpensystern (101-105) ein Verdampfer (2) oder mehrere Verdampfer (12a, 12b, 12c) der Mehrkreiswärmepumpe derart angeordnet sind, daß sie der Abluft (Gp) Wärmeenergie entnehmen, dadurch gekennzeichnet,
    daß das in dem Verfahren verwendete Wärmepumpensystern (102; 104; 105; 106) zur Verbesserung seiner Wärmezahl (ε) derart
    mehrkreisig ausgeführt ist, daß das Wärmepumpensystem aus mehreren einzelnen, kontinuierlich arbeitenden Wärmepumpenkreisen besteht, deren Kondensatoren (15a, 15b, 15c) bezüglich der Ersatzluftströmung (G^) derart in Reihe geschaltet sind| daß die. Temperatur (tj<) der zu erwärmenden Ersatzluft- $jrömung (G^) steigt, wenn sich die Luft in den Kondensatoren (15a, 15b, I5c) der Wärmepumpenkreise mit den umwälzenden Medien im Wärmeaustausch befindet,
    j \0 daß die Verdampfer (12a, 12b, 12c) der genannten getrennten Wärmepumpenkreise mit der Abluftströmung (Gp) derart in den Wärmeaustausch geschaltet sind, daß c|ie Temperatur der Abluftströmung Gp beim Durchlaufen der Verdampfer (12a, 12b, 12c) der· Wärmepumpenkreise sinkt,
    und daß zur Erwärmung der Ersatzlufti(G^) außerdem ein oder mehrere Unterkühier (6;.14a, 14b; 14c) des Kühlmittels verwendet werden, die in Strömungsrichtung der Ersatzluft (G^) vor den Kondensatoren (15a, 15b, 15c) des Wärmepumpensystems angeordnet sind.
    2. Wärmerückgewinnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ersatzluft (Gj<) in der genannten ersten Phase in einem Wärmeaustauscher (1) mit Abluft (Gp) erwärmt wird und daß die Verdampfer (2; 12a, 12b, 12c) des Mehrkreiswarmepumpensystems (102; 105) in Strömungsrichtung der Abluft (Gp) hinter dem Ab Iuft-Er sat ζ 1uft-Wärmeaustauscher (Ij 11) angeordnet sind..
    3.· Wärmerückgewinnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ersatzluft (Gi<) in der genannten ersten Phase in einem Wasserradiator (7; 9) erwärmt wird und daß das Heizmedium des genannten Wasser radiators (7: 9) mittels Abluft (Gp) in einem Wasserwärmeaustauscher
    (13) erwärmt wird, der in Strömungsrichtung der Abluft hin-
    ter den Verdampfern (12a, 12b, 12c) des N4ehrkre i swärmepumpenkreises (106) angeordnet ist.
    k. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten getrennten Wärmepumpenkreise bezüglich der. Ersatzluf t-st römung (G^) und der Abluftströmung (Gp) derart geschaltet sind, daß der in Strömungsrichtung,, genannter Luftströmungen (Gj0 Gp) gesehen erste Kondensator (15a) in demselben Wärmepumpenkreis wie der letzte Verdampfer (12c) der Abluftströmung liegt, während die übrigen Verdampfer und Kondensatoren der Reihe nach in getrennten Wärmepumpenkreisen dementsprechend geschaltet sind.
    5. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis k zur Klimatisierung der geschlossenen Haube (10) einer Papiermaschinentrockenpartie, wobei in dem Verfahren die aus der Papiermaschinenhaube (10) zu entfernende Luft die Abluft ist und als Ersatzluft (G^) die in die Haube der Papiermaschinentrockenpartie zu blasende Luft dient, die in zwischen den Trockenzylindern gebildete Taschen (16a, 16b) oder dergleichen geb1 äsen wird.
DE19833319348 1982-05-28 1983-05-27 Waermerueckgewinnungsverfahren Ceased DE3319348A1 (de)

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