DE3426489A1

DE3426489A1 - Schaltung zur energieeinsparung in eloxalbetrieben

Info

Publication number: DE3426489A1
Application number: DE19843426489
Authority: DE
Inventors: Rupert Dipl.-Ing. 7918 Illertissen Plersch
Original assignee: PLERSCH SPEZIALFABRIK fur KAE
Current assignee: PLERSCH SPEZIALFABRIK fur KAE
Priority date: 1984-07-18
Filing date: 1984-07-18
Publication date: 1986-01-30

Description

Gebr. Plersch

Spezialfabrik für Kältemaschinen GmbH & Co.

Dietenheimer Str. 12-16

7918 Illertissen

7900 Ulm, 16.07.8k sr P

Schaltung zur Energieeinsparung in Eloxalbetrieben.

Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem der Energieeinsparung in Eloxalbetrieben, in welchen Energiebedarf sowohl für das Heizen als auch für das Kühlen in verschiedenen Verfahrensstufen besteht. Diese Einsparung soll durch Einsatz einer kombinierten Wärmepumpen-Kälteanlage erzielt werden, die die Grundlast sowohl für die Kalteversorgung der Eloxalbäder als auch für die gleichzeitige Wärmeversorgung der Beiz-, Entfettungs- und Verdichtungsbäder abdecken soll.

Gekennzeichnet ist die Erfindung durch eine Schaltung, welche zwei Kältemittel-Kreisläufe aufweist, deren erster mit einem Hochtemperatur-Kältemittel (z. B. R 11^) beschickter Kreis als Heizungskreislauf arbeitet und deren zweiter, mit einem Niedertemperatur-Kältemittel (z. B. R 12) beschickter Kreis als Kühlkreislauf arbeitet und daß beide Kreisläufe einen gemeinsamen Wärmetauscher (W 5) aufweisen, der gleichzeitig als Verdampfer für das Kältemittel des ersten Kreislaufes und als Kondensator für das Kältemittel des zweiten Kreislaufes arbeitet.

Der Vorteil des Einsatzes von zwei Kältemitteln besteht in der Erzielung von Wasservorlauftemperaturen

in verschiedenen Temperaturbereichen; dies ist in einem Eloxalbetrieb von äußerster Wichtigkeit. Durch die Verwendung eines Wärmetauschers, der gleichzeitig als Verdampfer für das eine Kältemittel und als Kondensator für das andere Kältemittel eingesetzt wird, ist eine weitere Verbesserung der Energiebilanz für einen solchen Eloxalbetrieb zuerzielen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Schaltung so ausgebildet, daß in den ersten Kältemittel-Kreislauf in Reihe mit dem Verdampfer für das Hochtemperatur-Kältemittel und dem dazugehörigen Verdichter zunächst ein Kondensator als Wärmetauscher für die Verdichtungsbäder und weiterhin zwei als Unterkühler fungierende Wärmetauscher für die Beiz- und Entfettungsbäder sowie für Frischwasser zum Ausgleich der Verdunstungsverluste der Bäder eingeschaltet sind.

Die Wärmetauscher für die Verdichtungsbäder, die Beiz- und Entfettungsbäder sowie für das Frischwasser zum Ausgleich der Verdunstungverluste sind zweckmäßig aus Edelstahl herstellt, da sie mit sehr aggressiven, voll entsalztem Wasser in Berührung kommen. Die übrigen Wärmetauscher können aus normalen Stahl bzw. Kupfer gefertigt sein.

Der in dem Kältemittel-Kreislauf mit dem Niedertemperatur-Kältemittel vorgesehene Verdichter wird zweckmäßig als Kolbenverdichter, der in dem anderen Kälte-

mittel-Kreislauf vorgesehene Verdichter als Schraubenverdichter ausgebildet.

Die Erfindung soll nunmehr anhand des in der Zeichnung wiedergegebenen Schaltbildes der Fig. 1 erläutert werden. Dieses Schaltbild enthält zwei Kältemittel-Kreisläufe, welche mit I und II bezeichnet sind. Die dazugehörenden thermodynamischen Vergleichsprozesse für die Kältemittel R 114 und R 12 sind auf den Mollier -h, Ig ρ - Diagrammen der Fig. 2 und 3 dargestellt. Der Kältemittel-Kreislauf mit einem Hochtemperatur-Kältemittel, z. B. dem Kältemittel R 114 ist durch die Bezugszeichen 11, 21, 31, kX, 51, 6l, 71, und 81 gekennzeichnet. Der Kältemittel-Kreislauf mit dem Niedertemperatur-Kältemittel, z. B. dem Kältemittel R 12 ist gekennzeichnet durch die Bezugszeichen 111, 211, 311, und klX.

In den erstgenannten Kältemittel-Kreislauf sind eingeschaltet ein Verdichter VI, ein Wärmetauscher ¥1, welcher als Kondensator für einen zu den Verdichtungsbädern führenden Wasserkreislauf arbeitet, dann folgt ein Wärmetauscher W2, der jedoch nicht zur Energiebilanz des Eloxalwerkes beiträgt. Er wird zur Überhitzung des vom Verdichter VI angesaugten Kältemitteldampes benötigt, um so Flüssigkeitsschläge beim Verdichtungsvorgang zu vermeiden. In den ersten Kältemittel-Kreislauf ist dann der Wärmetauscher W3 eingeschaltet, der als Unterkühler arbeitet und die Wassertemperatur zu den Beiz- und Entfettungsbädern anhebt. Ferner ist in diesem Kühlmittelkreislauf noch ein Wärmetauscher Vk eingeschaltet, der ebenfalls als Unterkühler arbeitet und zum Ausgleich der Verdunstungsverluste in den Beiz- und Entfettungsbädern der Aufheizung von Frischwasser dient. Im Anschluß an diese Wärmetauscher folgt das Expansionsventil EVI und dann der Wärmetauscher W5, der in dem erstgenannten Kältemittel-Kreislauf als Ver-

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dämpfer fungiert.

Gleichzeitig übernimmt dieser Wärmetauscher ¥5 die Punktion eines Kondensators in dem Kältemittel-Kreislauf mit dem Niedertemperatur-Kältemittel R 12. In diesen zweiten Kältemittel-Kreislauf sind ein Expansionsventil EV 2, ferner der Verdampfer ¥ 6 und der Verdichter V II eingeschaltet.

¥ie bereits erwähnt, sind die ¥ärmetauscher ¥1, ¥3 und ¥4 aus Edelstahl gefertigt, da sie mit aggressiven, vollentsalztem ¥asser in Berührung kommen, während die übrigen ¥ärmetauscher aus normalen Stahl bzw. Kupfer gefertigt sind.

Der Verdichter V I ist als Schraubenverdichter ausgebildet, der Verdichter V II als Kolbenverdichter. Berechnungen haben ergeben, daß mit dem erfindungsgemäßen Konzept eine Energiekosteneinsparung von etwa 25 % erzielbar ist. Diese Einsparung ergibt sich dadurch, daß in einem herkömmlichen Eloxalbetrieb die Heizung und die Kühlung getrennt voneinander bewerkstelligt werden. Die Heizung wird in einem solchen Betrieb herkömmlicher Art von einem konventionellen Brennkessel übernommen, die Kühlung von einem konventionellen Kaltwassersatz. Die dabei entstehenden Energieverluste werden durch die erfindungsgemäße Hochtemperatur-¥ärmepumpe in Kaskadenbauart mit gleichzeitiger Punktion als Kälteanlage vermieden.

Claims

Gebr. Plersch
Spezialfabrik für Kältemaschinen GmbH & Co.

Dietenheimer Str.
Illertissen

12-16

7900 Ulm, 16.07.84 th P 348

Patentansprüche:

f 1 .j Schaltung zur Energieeinsparung in Eloxalbetrieben unter Verwendung einer kombinierten Wärmepumpen-Kälteanlage sowohl für die Kälteversorgung der Eloxalbäder als auch für die Wärmeversorgung der Beiz-, Entfettungs- und Verdichtungsbäder, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Kältemittel-Kreisläufe (i und II) aufweist, deren erster (i) mit einem Hochtemperatur-Kältemittel (z. B. R 114) beschickter Kreis als Heizungskreislauf arbeitet und deren zweiter (il) mit einem Niedertemperatur-Kältemittel (z. B. R 12) beschickter Krei s als Kühlkreislauf arbeitet und daß beide Kreisläufe (i, II) einen gemeinsamen Wärmetauscher (W5) aufweisen, der gleichzeitig als Verdampfer für das Kältemittel des ersten Kreislaufes (i) und als Kondensator für das Kältemittel des zweiten Kreislaufes (il) arbeitet .
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den ersten Kältemittel-Kreislauf (l) in Reihe mit dem Verdampfer (W 5) für das Hochtemperatur-Kältemittel und dem zugehörigen Verdichter (v i) zunächst ein Kondensator als Wärmetauscher

(¥ 1) für die Verdichtungsbäder und weiterhin zwei als Unterkühler fungierende Wärmetauscher (W 3, W 4) für die Beiz- und Entfettungsbäder sowie für Frischwasser zum Ausgleich der Verdunstungsverluste der Bäder eingeschaltet sind.
3. Schaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher (W1, W3, ¥4) aus Edelstahl gefertigt sind.