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Heißmuldenmangel
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Die Erfindung betrifft Heißmuldenmangeln für feuchte Wäschestücke,
deren Heizelemente, wie Mangelmulden und Muldenbrücken, von einem strömungsfähigen
Wärmeträgermedium beheizt werden, und deren perforierte Mangelzylinder an eine Absaugeinrichtung
für die feuchte und heiße Abluft angeschlossen sind.
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Es ist bekannt, daß der bei Heißmuldenmangeln in der Ärbeitszone zwischen
Mangelzylinder und Mangelmulde anfallende Wasserdampf durch den im Mangelzylinder
herrschenden, von einer Absaugeinrichtung erzeugten Unterdruck nach innen gesaugt
wird und gemeinsam mit der vorwiegend an der freien Oberseite des Mangel zylinders
einströmenden Luft als Wasserdampf-Luft-Gemisch (abluft) abgesaugt wird.
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Die Abluft hat einen relativ hohen Wärmeinhalt, der bei herkömmlichen
Heißmuldenmangeln durch das Ausblasen ins Preie verlorengeht und vom Heizsystem
der Mangel aufgebracht werden muß.
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Es ist deshalb eine Heißmuldenmangel bekanntgeworden, bei der der
Wärmeinhalt der Abluft zumindest teilweise zurückgewonnen wird (DE-OS 28 14 618).
Die heiße Abluft wird zu diesem Zweck in einem WärmeUbertrager in Kontakt mit kalter
Frischluft gebracht, wobei sich diese erwärmt. In einem zweiten Wärmeübertrager
wird die Frischluft zusätzlich noch an dem aus den
Mangelmulden
abfließenden Kondensat des Heizdampfes erwärmt.
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Sie strömt anschließend in den Bereich der Mangelzylinder und wird
dort in bekannter Weise durch den Unterdruck in den Innenraum der Mangelzylinder
gesaugt. Wegen der höheren Temperatur der Zuluft kühlt die Bewicklung der Mangelzylinder
nicht so stark aus wie in dem Fall, daß kalte Frischluft angesaugt wird. Durch die
Vorerwärmung der Frischluft kann Heizenergie eingespart werden. Nachteilig ist Jedoch,
daß in dem Wärmeübertrager nur ein Teil der in der heißen Abluft enthaltenen Wärmeenergie
zurückgewonnen werden kann, im allgemeinen nur ein Anteil der enthaltenen sensiblen
Wärme. Die latente Wärme, die den Uberwiegenden Anteil des Wärmeinhalts der Abluft
verkörpert, kann infolge der Gärmeübertragungsverhältnisse und der möglichen Apparateabmessungen
nicht zurückgewonnen werden.
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Weiterhin ist eine Heißmuldenmangel bekanntgeworden, bei der auch
die latente Wärme der Abluft #urückgewonnen werden kann (EP 0 053 088). Die Abluft
wird in einem ersten wärmeUbertrager mit einem flüssigen KUhlmedium (z. B. Kaltwasser)
in Kontakt gebracht und soweit abgekühlt, daß der in der Abluft enthaltene Wasserdampf
kondensiert und damit auch seine latente ~Uärme abgibt. Das Kühlmedium erwärmt sich
hierbei und soll in einem zweiten Wärmeübertrager dafür eingesetzt werden, die nun
abgekUhlte Abluft wieder zu erwärmen, bevor sie der Mangel erneut zugeführt wird.
Nachteilig bei der Lösung ist, daß für die starke Abkühlung der Abluft und das vollständige
Kondensieren des Wasserdampfes große Wärmeübertrager und sehr große Mengen an Kühlmedium
eingesetzt werden müssen, um den Prozeß zu verwirklichen. Außerdem ist es bei den
vorhandenen Wärme-Ubertragungsverhältnissen und technisch-ökonomisch sinnvoll realisierbaren
Apparategrößen nicht möglich, daß das KUhlmedium sich auf Temperaturen erwärmt,
die deutlich über der Temperatur der aus dem ersten Wärmeübertrager austretenden
gekUhlten Abluft liegen, um eine effektive Erwärmung der Zuluft zu erreichen.
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Es ist Ziel der Erfindung, den Energieverbrauch von Heißmuldenmangeln
wirkungsvoll zu senken.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die an einer Heißmuldenmangel
nicht genutzte Abwärme dieser in effektiver Weise zu einem großen Teil wieder zuzufahren.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein geschlossener
Kreislauf füs ein zweites Wärmeträgermedium vorgesehen ist, in welchem eine Fördereinrichtung
fUr das zweite Wärmeträgermedium, Einrichtungen zur Ubertragung von Wärme von der
Abluft und/oder dem ersten Wärmeträgermedium an das zweite Wärmeträgermedium sowie
eine Einrichtung zur Ubertragung von Wärme vom zweiten Wärmeträgermedium an die
Zuluft vorhanden sind.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unterpunkten des Erfindungsanspruche
5 enthalten.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß mit einem minimalen Energie-bzw.
Materialaufwand die mit der Abluft aus der Heißmuldenmangel abgeführte Abwärme zu
einem wesentlichen Teil zurückgewonnen werden kann. Gegenüber dem Stand der Technik
wird erst durch die Erfindung die Möglichkeit geschaffen, die der Mangel zuzuführende
Zuluft auf eine Temperatur zu erwärmen, die in etwa der im Innenraum der Mangel
herrschenden Temperatur entspricht. Bei geeigneter Wahl des Wärmeträgermittels fUr
den Wärmapumpenkre i slauf ist es sogar möglich, die Zuluft auf eine höhere Temperatur
als die Abluft zu erwärmen.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand von drei Ausfuhrungsbeispielen
näher erläutert werden.
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Die Fig. 1 bis 3 zeigen die verschiedenen Ausfahrungsformen der Erfindung
in einer schematischen Darstellungsweise.
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Die Heißmuldenmangel 1 weist beispielsweise drei aufeinanderfolgende
Mangelzylinder 2 auf, welche in nicht dargestellten Seitenständern drehbar gelagert
sind. Jeder Mangelzylinder 2 ist von mindestens einer Mangelmulde 3 auf einem Winkel
von ca. 1800 mantelseitig umschlossen; aufeinanderfolgende Mangemulden 3 sind durch
Muldenbrücken 4 untereinander verbunden, Sowohl die Mangelmulden 3 als auch die
MuldenbrUcken 4 besitzen Heizkammern, welche von einem strömungsfähigen Heizmedium
(im folgenden als erstes Wärmeträgermedium bezeichnet) durchflossen werden. Dies
kann z. B. Sattdampf oder ein Wärmeträgeröl sein. Bei den vorliegenden Beispielen
soll es sich um eine mittels Sattdampf beheizte Heißmuldenmangel 1 handeln.
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Die Heißmuldenmangel 1 besitzt weiterhin ein wärmeisolierendes Gehäuse
5, welches, mit Ausnahme von Ein- und Austrittsöffnungen fUr Wäsche und fUr nicht
dargestellte der Führung der Wäsche dienende Mangelbändchen, völlig geschlossen
ist.
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Die Mangelzylinder 2 besitzen eine perforierte Mantelfläche, welche
mit einer textilen Bewicklung versehen ist. Über einen hohlen Lagerzapfen sind die
Mangelzylinder 2 an eine Absaugeinrichtung mit einer Absaugleitung 6 angeschlossen.
Die Wäschestücke, die die Heißmuldenmangel 1 in Richtung der Pfeile 7 durchlaufen,
werden mittels der Mangelzylinder 2, an denen sie flach anliegen, gegen die konkaven
beheizten Flächen der Mangelmulden 3 gepreßt und dort getrocknet und geglättet.
Der dabei entstehende Wasserdampf wird durch die perforierten Mantelflächen der
Mangelzylinder 2 in deren unter Saugzug stehende Innenräume und von dort in die
Absaugleitung 6 geführt.
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Die abgesaugte Luft wird ersetzt, indem in den vom Gehäuse 5 begrenzten
Raum mittels eines ZuluftzufUhrsystems Zuluft eingeblasen wird. Dieses ZuluftzufUhrsystem
kann beispielsweise aus einer Zuluftleitung 8 und einer an sich bekannten Einblasdüse
9 bestehen.
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Der Heißmuldenmangel 1 ist erfindungsgemäß ein Kreislauf zugeordnet,
in welchem ein zweites Wärmeträgermittel umläuft.
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Dieser Kreislauf beinhaltet als mindestens eine Fördereinrichtung
für das zweite Wärmeträgermittel, einen Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme
an das zweite Wärme trägermittel und einen Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme
von dem zweiten Wårmeträgermittel an die der Heißmuldenmangel 1 zu#uführende Zuluft.
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Gemäß den Fig. 1 und 2 ist dieser geschlossene Kreislauf für das zweite
Wärmeträgermittel als an sich bekannter Wärmepumpenkreislauf ausgebildet. Die obengenannten
Elemente dieses Kreislaufs werden verkörpert durch einen Verdichter 10, einen Verdampfer
11 und einen Kondensator 12. Zwischen Kondensator 12 und Verdampfer 11 ist ein Entspannungsventil
13 angeordnet. Der Verdampfer 11 ist weiterhin mit einem Ablaßventil 24 ausgestattet.
Als zweites Wärmeträgermittel kann sich im Kreislauf z. B. ein herkömmliches Kältemittel,
wie R 114 oder R 11, befinden.
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Die Absaugleitung 6 verbindet die Innenräume der Mangelzylinder 2
mit dem Verdampfer 11, während die Zuluftleitung 8 an den Kondensator 12 angeschlossen
ist. Bei dem Ausfuhrungsbei spiel nach Fig. 1 ist in die Zuluftleitung 8 ein Ventilator
15 eingeschaltet, und eine weitere Luftleitung 16 verbindet den Verdampfer 11 mit
dem Kondensator 12. Auf diese Weise wird ein geschlossener Kreislauf für die Luft
gebildet.
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Die Heißmuldenmangel 1 nach Fig. 1 arbeitet wie folgt: Die aus den
Mangelzylindern 2 mittels des Ventilators 15 abgesaugte Abluft wird über die Absaugleitung
6 dem Verdampfer 11 zugeführt. Hierbei gibt die Abluft, die ein Gemisch aus heißer,
trockener Luft und Wasserdampf darstellt, eine erhebliche SXärmemenge QO an das
zweite Wärmeträgermittel im Wärmepumpenkreis lauf ab, die erstens infolge der Abkühlung
der Abluft und zweitens infolge Kondensation des in der Abluft enthaltenen Wasserdampfes
frei
wird (Kondensationswärme). Das zweite Wärmeträgermittel verdampft hierdurch und
wird im Verdichter 10 mit der zusätzlichen Leistung P komprimiert. Dabei wird die
Wärmemenge QO vom Temperaturniveau To auf das höhere Niveau Tk ge-0 hoben. Das zweite
Wärmeträgermittel tritt als überhitzter Dampf in den Kondensator 12 und gibt unter
Kondensation seine Uberhitzungswärme und seine Kondensationswärme als Wärmemenge
Qk = QO + P - Qv an die im Verdampfer 11 abgekühlte und entfeuchtete Abluft ab,
wobei Qv den im Kreisprozeß auftretenden Verlusten entspricht. Die somit erheblich
erhitzte Abluft wird mittels des Ventilators 15 durch die Zuluftleitung 8 zur Einblasdüse
9 gefördert und der Heißmuldenmangel 1 als Zuluft wieder zugeführt. Dabei ist es
möglich, die Zuluft direkt auf die Mangel zylinder 2 aufzublasen, um die Austrocknung
der Zglinderbewicklung zu beschleunigen oder auch die Zuluft auf die sich zwischen
zwei Mangelmulden über eine Muldenbrücke 4 bewegende Wäsche zu blasen, um diese
hierdurch schneller zu trocknen. Der Druck des verflüssigten zweiten Wärmeträgermittels
wird im Entspannungsventil 13 auf den niedrigen Druck im Verdampfer 11 herabgesetzt.
Das im Verdampfer 11 aus der Abluft kondensierte Wasser wird ueber das Ablaßventil
14 geführt.
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Die beschriebene Heißmuldenmangel 1 ist in der Lage, auf effektive
Weise die in der Abluft enthaltene sensible und latente Wärme wieder für den Mangelprozeß
nutzbar zu machen.
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Das AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem oben
beschriebenen dadurch, daß die im Verdampfer 11 abgekUhlte und entfeuchtete Abluft
mittels eines Abluftventilators 17 aus der Heißmuldenmangel 1 abgeführt wird. Ein
Zuluftventilator 18 fördert hingegen Frischluft in den Kondensator 12 und von dort
Uber die Zuluftleitung 8 zur Einblasdüse 9.
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Das im Wärmepumpenkreislauf umlaufende zweite Wärmeträgermittel Uberträgt
also die aus der Abluft entnommene Wärmemenge an die zugeführte Frischluft und erhitzt
diese. Ein solcher offener Buftfahrungsprozeß ist besonders dann anzuwenden, wenn
aus hygienischen GrUnden (notwendige Keimfreiheit bzw. Keimarmut)
eine
Führung der Luft im Kreislauf gemäß Fig. 1 nicht möglich ist.
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Während in den Wärmepumpenkreisläufen gemäß Fig. 1 und 2 das zweite
Wärmeträgermittel seinen Aggregatzustand ändert, zeigt Fig. 3 eine Busführungsvariante
der Erfindung, bei welcher das zweite Wårmeträgermittel unter Beibehaltung seines
Aggregatzustandes im Kreislauf geführt wird.
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Hierzu ist der Heißmuldenmangel 1 zunächst ein erster Wärmeübertrager
19 zugeordnet, welcher mit einem Strömungsraum in die mit dem Abluftventilator 17
verbundene Absaugleitung 6 eingeschaltet ist. Ein zweiter Wärmeübertrager 20 ist
mit einem Strömungsraum in die mit dem Zuluftventilator 18 verbundene Zuluftleitung
8 eingebunden.
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Gegebenenfalls kann, wie das in Fig. 3 der Fall ist, ein dritter Wärmeübertrager
21 mit einem Strömungsraum in eine Kondensatleitung 22 für das Kondensat des ersten
Wärmeträgermittels (Heißdampf) eingeschaltet sein In diese Kondensatleitung 22 gelangt
das Kondensat aus den Heizkammern der Mangelmulden 3 und der MuldenbrUcken 4, zu
deren Beheizung es dient, über Kondensatableiter 23. Es ist ebenso möglich, unter
Weglassung des ersten Wärmeübertragers 19 nur den zweiten Wårmeübertrager 20 und
den dritten Wärmeübertrager 21 vorzusehen.
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Die anderen Strömungsräume des zweiten Wärmeiibertragers 20 sowie
gegebenenfalls die ersten und/oder des dritten WärmeUbertragers 19 bzw. 21 sind
mit einer Pumpe 24 zu einem Kreislauf zusammengeschlossen, in welchem wiederum ein
zweites Wärmeträgermittel umläuft.
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In der Ausführung gemäß Fig. 3 wird das zweite Wärme trägermittel
zunächst im ersten Wärmeäbertrager 19 von der abgesaugten Abluft, danach im dritten
ffiårmedbertrager 21 vom abfließenden Kondensat erhitzt. Die dabei aufgenommene
Wärmemenge
wird zum zweiten Wärmeübertrager 20 transportiert und
dort an vom Zuluftventilator 18 geförderte Frischluft abgegeben, um diese zu erhitzen.
Dabei kühlt sich das zweite Wärmeträgermittel so ab, daß es wieder ausreichend abgekühlt
in den ersten Wärmedbertrager 19 eintreten kann. Die erwärmte Zuluft wird dann in
der bereits beschriebenen Weise dem vom Gehäuse 5 umgebenen Innenraum der Heißmuldenmangel
1 zugefUhrt.
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Ebenso wie in Fig. t kann jedoch auch hier der Luftkreislauf geschlossen
sein, so daß die aus dem ersten Wärmeübertrager 19 austretende Abluft unmittelbar
dem zweiten Wärmeübertrager 20 wieder zugefUhrt wird. In diesem Falle kann einer
der beiden Ventilatoren 17 und 18 entfallen.
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AuSstellung der verwendeten Bezugsseichen 1 Heißmuldenmangel 2 Mangelzylinder
3 Mangelmulde 4 Muldenbrücke 5 Gehäuse 6 Absaugleitung 7 Pfeil 8 Zuluftleitung 9
Einblasdüse 10 Verdichter 11 Verdampfer 12 Kondensator 13 Entspannungsventil 14
Ablaßventil 15 Ventilator 16 Luftleitung 17 Abluftventilator 18 Zuluftventilator
19 erster Wärmeübertrager 20 zweiter Wärmeübertrager 21 dritter Wärmetibertrager
22 Kondensatleitung 23 Kondensatableiter 24 Pumpe Qo Wärmemenge Qk Wärme menge Qv
Wärmemenge P elektrische Leistung
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