DE4114867C2 - Verfahren zur Klimaregelung der Zuluft für Wasserlack-Spritzkabinen - Google Patents

Description

A. Technischer Hintergrund

Aus Gründen des Umweltschutzes werden zum Zwecke der Reduzierung von organischen Lösemittelemissionen in der industriellen Lackiertechnik mehr und mehr wasserverdünnbare Lacke eingesetzt, die im all­ gemeinen nur noch einen ganz geringen organischen Lösemittelanteil aufweisen.

Bei der Verarbeitung dieser wasserlöslichen Lacke müssen entsprechend der verwendeten Lackart und dem Anspruch an das Aussehen der Lackierung engbe­ grenzte Temperatur-Luftfeuchtigkeitsbereiche ein­ gehalten werden; man nennt diese Parameter auch das Verarbeitungsfenster.

Erfolgt der Spritzvorgang beispielsweise von Hand, so kann ein erfahrener Lackierer gewisse Toleranzen der Verarbeitungsparameter ausgleichen; arbeitet man hingegen mit Spritzautomaten oder Robotern müssen die jeweils erforderlichen Parameter, insbe­ sondere dabei die sogenannten Klimawerte genau eingehalten werden, um das geforderte Lackierergeb­ nis zu erhalten.

B. Stand der Technik

Bislang ist es deshalb üblich, die Zuluftanlagen bei Spritzkabinen mit konstant geregelten Befeuch­ tern sowie ebenso geregelten Heizgeräten zu versehen, um bei möglichst vielen Außenklimazuständen das in der Kabine notwendige Klima einregeln zu können. Da es sich jedoch gezeigt hat, daß derartige Zusatzeinrichtungen bei niedriger Außenfeuchte und hohen Außentemperaturen bzw. bei hoher Außenfeuchte und mittleren Temperaturen nicht zufriedenstellen, ist es weiterhin bislang üblich, eine zusätzliche Entfeuchtung der Kabinenzuluft vorzunehmen durch den Einbau eines Kälteregisters samt Nachheizeinrichtung.

Im Speziellen ist aus der DE 31 12 063 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Konditionierung der Luftzufuhr für Farbspritzkabinen bekannt, bei dem bei konstanter psychrometischer Temperaturdifferenz gleichzeitig eine feste Zulufttemperatur eingestellt wird. Hierzu wird ein Teil der Zuluft mittels einem Wärmetauscher vorbehandelt und der Rest um letzteren herumgeleitet, um beide Teilluftmengen anschließend zu mischen. Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist sehr umfangreich und umfaßt einen aus mehreren Teilen bestehenden Wärmetauscher, ein Wärmewiedergewinnungssystem sowie eine Vielzahl weiterer Bauteile.

Allen genannten bekannten Lösungen haften die nachstehenden Nachteile an.

C. Nachteile beim Stand der Technik

Es liegt auf der Hand, daß außer den recht hohen Investitionskosten für die kompletten Luftbefeuchtigungs- sowie Kälteerzeugungsaggregate vor allem die Betriebskosten letzterer ganz erheblich sind, wenn man sich vor Augen hält, daß automatisierte Spritzkabinen stündliche Zuluftmengen von 30 000 bis 300 000 m³ benötigen.

D. Aufgabenstellung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb auch darin, ein Verfahren zur Klimaregelung zu schaffen, das ohne aufwendige Zusatzgeräte und deren Betriebskosten, zu jeder Jahres­ zeit und bei allen witterungsbedingten Außenzu­ ständen, in den Spritzkabinen stabile Betriebs­ verhältnisse garantiert werden.

E. Lösung der Aufgabe

Die Lösung der zuvor gestellten Aufgabe wird nun mit einem Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 er­ reicht, wodurch man eine zu jeder Lufttemperatur ange­ paßte Luftfeuchte schafft, um für den Wasserlack stets dieselben Verdunstungsverhältnisse in der Kabine zu erhalten; hierdurch kann man vor allem die bislang häufig erforderliche, zusätzliche Küh­ lung und damit Entfeuchtung samt der dadurch ent­ stehenden Kosten einsparen.

F. Verfahrensbeschreibung

Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann also das Klima in der Spritzkabine beispielsweise wie folgt eingestellt werden:

• 1. Man wählt eine Mindesttemperatur von z. B. 25°C.
• 2. Hierzu legt man eine konstante psychrometrische Temperaturdifferenz von z. B. ΔT = 9K fest, was bei 25°C einer relativen Luft­ feuchte von 40% entspricht. Die Festlegung des Optimums ergibt sich dabei aus praktischen Betriebserfahrungen.
• 3. Kann, wegen zu hoher Temperatur oder Feuchte der über eine gesonderte Zuluftanlage ange­ saugten Außenluft, der optimale Arbeitspunkt (im h-x Diagramm) nicht gehalten werden, wird die Temperatur des Optimums zwar überschritten, jedoch die psychrometrische Temperaturdifferenz konstant gehalten und somit für konstante Ver­ dunstungsverhältnisse in der Kabine gesorgt. Es kann also ohne zusätzliche Luftkühlung oder neue Lackeinstellung weitergearbeitet werden. Im Bereich über der Linie mit konstanter psychro­ metrischer Differenz muß befeuchtet werden, im darunter liegenden Bereich muß aufgeheizt werden.
• 4. Da bei sogenannten Wasserlacken das Lösungsmit­ tel zumeist kein reines Wasser, sondern ein Ge­ misch aus Wasser und mehr oder weniger organi­ schem Lösungsmittel ist, wird deshalb für die laufende Ermittlung der psychrometrischen Tem­ peraturdifferenz ein an sich bekanntes Feuchte­ thermometer benutzt und dieses mit dem gleichen Wasser-Lösungsmittelgemisch wie bei dem jewei­ ligen Lack vorhanden, beaufschlagt. Da durch die Regelung entsprechend dem h-x Diagramm immer eine konstante psychrometrische Temperaturdif­ ferenz, auch bei hohen Außentemperaturen, ein­ gehalten und somit auch für konstante Verdun­ stungsverhältnisse in der Kabine im Bezug auf den Wasserlack gesorgt wird, können nunmehr auch bei unterschiedlichen Witterungsverhält­ nissen konstante Lackierergebnisse garantiert werden.
• 5. Aufgrund dieser einfachen Methode sind auch be­ reits vorhandene Zuluftanlagen jederzeit im Sinne der vorliegenden Erfindung in einfacher Weise nachrüstbar.

G. Zeichnungen

Die Erfindung wird zudem anhand von Zeichnungen er­ läutert. Es zeigen in weitestgehend schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Zuluftanlage für eine Spritzkabine im Längsschnitt,

Fig. 2 ein Psychrometer, ebenfalls im Längs­ schnitt und

Fig. 3 ein h-x Diagramm.

H. Beschreibung der Zeichnungen

Die schematische Darstellung in Fig. 1 erläutert zu­ nächst die Verwendung bzw. Anordnung eines an sich bekannten Psychrometers "Ps" in einer Zuluftanlage zur Klimaregelung in Spritzkabinen. Diese Anlage be­ sitzt dabei ein Gehäuse 1 mit Schutzgitter 2 und Filter 3 auf der Außenluftansaugseite "AL", sowie in seinem Inneren 1a weiterhin vor dem Sauggebläse 4 noch Heizelemente 5 und einen Befeuchter 6, die, wie in Patentanspruch 2 angegeben, in Abhängigkeit der vom Psychrometer "Ps" gemäß Fig. 2 gemessenen Werte über die Regler "R" geschaltet werden.

Das Psychrometer "Ps" ist gemäß Fig. 1 dabei in ei­ nem Luftschacht 1b auf der Zuluftseite "ZL" zur je­ weiligen Spritzkabine angeordnet, der ein weiterer Filter 3a im Gehäuseinneren 1a vorgeschaltet ist; Steuerleitungen "ST" verbinden dabei schaltungsge­ mäß die "ΔT"-Regler "R" für die Schaltelemente 5a und 6a von Befeuchtung 6 und Heizung 5.

Die Bauweise des Psychrometers "Ps" ist aus Fig. 2 zu ersehen. Hierbei befinden sich oberhalb einer die Flüssigkeitsvorlage "FV" enthaltenen Schale 7 an einer Konsole 7a ein Trocken- 8 und ein sogenann­ tes Naßthermometer 9, wobei von letzterem 9 der "Strumpf" 10 in die Flüssigkeitsvorlage "FV" taucht. In der Schale 7 verdunstende Flüssigkeit "FV" wird über den Zulaufstutzen "FVZ" kontinuierlich nach­ gefüllt.

Zur zeichnerischen Erläuterung des erfinderischen Verfahrens deutet das in Fig. 3 dargestellte h-x Diagramm letztlich noch mit Punkt "PO" das Optimum aller Werte an und mit "K" die Linie mit konstanter psychrometrischer Differenz in deren Abhängigkeit die zuvor beschriebene Regelung von Beheizung bzw. Befeuchtung erfolgt.

Bezugsziffernverzeichnis

 1 Gehäuse der Zuluftanlage
 1a Gehäuse-Innenraum
 1b Luftschacht zur Spritzkabine
 2 Schutzgitter
 3 Filter
 3a Filter
 4 Sauggebläse
 5 Aufheizelemente
 5a Schalter
 6 Befeuchter
 6a Schalter
 7 Schale
 7a Konsole
 8 Trockenthermometer
 9 Naßthermometer
10 Strumpf
AL Außenluft-Ansaugseite
FV Flüssigkeitsvorlage für WL
FVZ Zulaufstutzen
K Linie konst. psychr. Differenz
PO Optimum
Ps Psychrometer
R Regler
ST Steuerleitung
WL Wasser-Lösungsmittelgemisch
ZL Zuluftseite

Claims (2)

1. Verfahren zur Klimaregelung der Zuluft für Wasserlack- Spritzkabinen unter Verwendung eines Steuersignale abgebenden Psychrometers, gekennzeichnet durch Steuerung der Feuchte der Zuluft, bezogen auf eine auch bei sich ändernder Außenlufttemperatur konstant vorgegebene psychrometrische Temperaturdifferenz (K), wobei das Naßthermometer (9) des Steuersignals abgebenden, an sich bekannten, Psychrometers (Ps) mit dem auch dem jeweils im Einsatz befindlichen Lack beigemischten Wasser- Lösungsmittelgemisch (WL) beaufschlagt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Meßwerten oberhalb der vorgegebenen konstanten psychrometrischen Temperaturdifferenz (K) die Zuluft befeuchtet (6, 6a), bei Meßwerten unterhalb dieser Differenz (K) die Zuluft aufgeheizt wird.