DE8501014U1 - Spritzkabine, insbesondere zum automatischen Lackieren von Gegenständen - Google Patents

Spritzkabine, insbesondere zum automatischen Lackieren von Gegenständen

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Description

3» ·
15-01.1986 85-Β-01
Süddeutsche KUhlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG D-7000 Stuttgart 30, Mauserstraße 3
(Spritzkabine, insbesondere zum automatischen Lackieren von Gegenständen
Die Erfindung bezieht sich auf eine(Spritzkabine, insbesondere zum automatischen Lackieren von Gegenständen, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Der Aufbau von Spritzkabinen, beispielsweise solchen, in denen Automobilkarosserien lackiert werden, ist im allgemeinen so gewählt, daß die Frischluft von oben in die Spritzkabine eintritt, wobei die Frischluft zunächst durch einen Wärmetauscher im Frischlufteinlaß geführt wird und dann durch eine Filterdecke in die eigentliche Spritzkabine gelangt. Der Luftstrom tritt durch den Boden der Spritzkabine, der beispielsweise in Form eines Gitterrostes besteht, aus der Spritzkabine aus und gelangt in einen unterhalb des Bodens angeordneten Farbnebelabscheider und tritt weitestgehend ^om Farbnebel befreit in einen Abluftkanal. Zur Rückgewinnung der Wärmeenergie aus der Abluft bzw. aus dem Wasser des Farbnebelabscheiders ist eine Wärmepumpe vorgesehen, durch welche die Abwärme zumindest teilweise gewonnen und dem Zuluftkanal zwecks Erwärmung der Frischluft zugeführt wird. Derartige Anlagen sind beispielsweise in der DE-OS 29 42 184, DE-AS 29 45 899 und DE-PS 29 45 914 beschrieben.
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Die bekannten Anordnungen sind so gestaltet, daß der Kondensator der Wärmepumpe im Zuluftkanal angeordnet ist. Da Jedoch nur bei sehr hohen Außentemperaturen die aus der Abwärme gewonnene Energie ausreicht, um die Zuluft auf den geforderten Temperaturwert zu erwärmen, besitzen die bekannten Anlagen üblicherweise einen zweiten Wärmetauscher, um die eintretende Frischluft vollständig auf die notwendige Temperatur in der Spritzkabine aufzuheizen, wobei dieser zweite Wärmetauscher von einer weiteren Energiequelle gespeist wird.
In den Fällen, in denen die Wärmeenergie des Wassers in der Koagulieranlage oder in der Abluft größer ist als der Energiebedarf zur Erwärmung der Frischluft, kann bei den bekannten Anlagen die überschüssige Wärmeenergie nicht verwendet werden.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Spritzkabine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung derart weiterzubilden, daß mit nur einem Wärmetauscher im Frischluftkanal stets eine ausreichende Erwärmung der Frischluft bei vollständiger Nutzung der rückgewonnenen Energie erreicht wird.
Diese Aufgabe wird bei einer CSpritzkabine der genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind insbesondere darin zu sehen, daß im Frischlufteinlaß lediglich ein einziger Wärmetauscher benötigt wird, dem sowohl die Energie der Wärmerückgewinnungsanlage sowie Energie aus einer zusätzlichen Wärmequelle zugeführt wird. Auf diese Weise ist die Anordnung des Kondensators räumlich völlig unabhängig, da der Kondensator sowohl primärseitig (Kältemittel) wie auch sekundärseitig mittels Rohrleitungen mit den zugehörigen Aggregaten im System verbunden ist und die Rohrleitungen auf einfa-
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chs Weise der räumlichen Zuordnung des Kondensators angepaßt werden können.
Gemfiß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Verdampfer im Abluftkanal angeordnet.um o Eine AusfUhrungsvariante besteht
einen Wasserkreislauf der Koagulieran-Umu cliiflulumden ist und
eine dem Verdaapfei rffr"" oder nachgeschaltete Umwälzpumpe
w&SShmn tat. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Verdampfer wesentlich kleiner ausgeführt werden kann und etwa überschüssige Wärme nicht in Form von Abluft ungenutzt ins Freie gelangt, sondern im Wasserkreislauf der Koagulieranlage erhalten bleibt.
Bezüglich der Einbindung des Verdampfers in einen Wasserkreislauf der Koagulieranlage bestehen mehrere Möglichkeiten; so kann beispielsweise der Wasserkreislauf derjenige des Farbnebelabscheiders sein, wobei der Verdampfer in Reihe vor diesem angeordnet ist. Ein solcher Aufbau ist mit dem geringsten Aufwand realisierbar, da kein zusätzlicher Wasserkreislauf notwendig ist, und bereits eine Umwälzpumpe für den Farbnebelabscheider vorhanden ist, die ebenfalls für den Wassertransport durch den Verdampfer sorgt. Eine Ausführungsvariante dazu besteht darin, daß ein zusätzlicher Wasserkreislauf für den Verdampfer vorgesehen ist, der parallel zum Farbnebelabscheider angeordnet ist. In diesem Fall ist für den zusätzlichen Wasserkreislauf eine separate Umwälzpumpe vorzusehen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist der Wasserkreislauf Teil einer Heizungsanlage, insbesondere Gebäudeheizungsanlage, die über eine Heizquelle verfügt, welche bedarfsweise zuschaltbar ist. Bei einer solchen Lösung kann je nach Bedarf und auch in Ausnahmefällan, beispielsweise bei Vereisung des Verdampfers oder bei einer
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Störung der Wärmepumpenanlage, die erforderliche Heizleistung für den Wärmetauscher im Frischlufteinlaß durch die Heizquelle der Gebäudeheizungsanlage bereitgestellt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß in Zeiten, in denen die von der Wärmepumpe erzeugte Energie größer ist als die zur Frischlufterwärmung benötigte Energie, diese überschüssige Wärme in den Kreislauf der Heizungsanlage eingespeist wird.
AusfUhrungsbeispiele der erfindung&gemäßen!Spritzkabine sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 eine (^Spritzkabine mit Wärmerückgewinnung unter Verwendung einer Wärmepumpe, deren Verdampfer im Abluftkanal angeordnet ist,
Figur 2 eine ^Spritzkabine mit Wärmerückgewinnung, wobei der Verdampfer in einem Wasserkreislauf der Koagulieranlage angeordnet ist.
Figur 3 eine Ausführungsvariante zu Figur 2.
In Figur 1 ist in einem Gebäude 1 eine Spritzkabine 2 angeordnet, die beispielsweise zum Lackieren von Kraftfahrzeugkarosserien 3 geeignet ist. Im oberen Teil des Gebäudes 1 befindet sich ein Frischlufteinlaß 4, durch den Frischluft in Richtung des Pfeiles 5 eintritt. Im Frischlufteinlaß 4 ist ein Wärmetauscher 6 angeordnet, der zur Erwärmung der eintretenden Frischluft suf eine vorbestimmte Temperatur dient. Im oberen Bereich der Spritzkabine 2 befindet sich eine Filterdecke 7, in der die Frischluft von Partikeln gereinigt wird, so daß nur staubfreie Luft in die Spritzkabine 2 gelangt. Den Boden der Spritzkabine 2 bildet ein Gitterrost 8, durch den die Luft aus eher Spritzkabine mit einem erheblichen Anteil an Farbnebel austritt. Unterhalb des Gitterrostes 8 befindet
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sich ein Farbnebelabscheider 9, in welchem der mit Farbnebel behaftete Luftstrom durch einen Flüssigkeitsfilm treten muß und somit der Farbnebel aus der Abluft nahezu vollständig oder größtenteils abgeschieden wird.
Den unteren Teil des Farbnebelabscheiders 9 bildet eine Wanne 10, in der das mit Farbteilchen durchsetzte Wasser gesammelt und durch eine Rohrleitung 11 zu einer Koagulierenlage 12 geleitet wird. In der Koagulieranlage 12 werden die Farbbestandteile gebunden und ausgefällt und über eine Räumeinrichtung 13 aus der Koagulieranlage 12 entfernt, so daß das weitestgehend gereinigte Wasser durch eine Rohrleitung 14 wieder dem Farbnebelabscheider 9 zugeführt werden kann. Für den Wasserumlauf sorgt eine Umwälzpumpe 15, die dem Färbnebelabscheider 9 das Wasser zuführt.
Die aus dem Farbnebelabscheider 9 in Richtung des Pfeiles 16 austretende gereinigte Abluft wird in einen Abluftkanal 17 geführt, in dem ein Verdampfer 18 einer Wärmepumpe angeordnet ist. Die Abluft durchströmt den Verdampfer 18 und tritt entsprechend Pfeil 19 in die Umgebungsluft aus. Die Wärmepumpe umfaßt neben dem Verdampfer 18 einen Kompressor 20, einen Kondensator 21, ein Expansionsventil 22 sowie Rohrleitungen 23 zur Verbindung der jeweiligen Komponenten. Der Kondensator 21 ist in einen Wasserkreislauf eingebunden und ist über Rohrleitungen 24 und 25 mit dem Wärmetauscher 6 im Frischlufteinlaß 4 verbunden. In der Rohrleitung 24 befindet sich ein Ventil 26, das durch einen Bypass mit einer zusätzlichen Heizquelle 27 überbrückt ist. Die in der Abluft im Abluftkanal 17 enthaltene Wärme wird dem Luftstrom im Verdampfer 18 entzogen und in der bei Wärmepumpen bekannten Weise dem Kondensator 21 zugeführt, der diese Wärmeenergie an den Wasserkreislauf abgibt und somit dem Wärmetauscher 6 im Frischlufteinlaß 4 zuführt. Im Falle eines kritischen Betriebszustandes oder einer Störung der Wärmepumpe wird die
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erforderliche Energie durch die Heizquelle 27 bereitgestellt, durch die bei geschlossenem Ventil 26 d..e Wärmeenergieversorgung erfolgt.
Figur 2 zeigt eine Spritzkabine 2 in einem Gebäude 1, beispielsweise zum Lackieren von Fahrzeugkarosserien 3- Die Anordnung von Frischlufteinlaß 4 und darin angeordnetem Wärmetauscher 6 sowie von Filterdecke 7 und dem Gitterrost 8 stimmt mit Figur 1 überein und ist deshalb mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Gleiches gilt für den Farbnebelabscheider 9 mit seiner darunter angeordneten Wanne 10, den Rohrleitungen 11 und 14 sowie der Koagulieranlage 12 mit der Räumeinrichtung 13 und der Umwälzpumpe 15. Die Abluft tritt gemäß Richtungspfeil 16 durch den Farbnebelabscheider 9 in den Abuftkanal 17 und gelangt gemäß Pfeil 19 in die Umgebungsluft.
Von der Koagulieranlage 12 ausgehend, führt eine Rohrleitung 28 zu einem Verdampfer 29, der Teil einer einen Kompressor 20, einen Kondensator 21 und ein Expansionsventil 22 sowie entsprechende Verbindungsleitungen 23 umfassenden Wärmepumpe ist. Vom Verdampfer 29 führt eine weitere Rohrleitung 31 zu einer Umwälzpumpe und von dort durch eine weitere Rohrleitung 33 zurück zur Koagulieranlage 12. Der Kondensator 21 ist ebenso wie in Figur 1 über Rohrleitungen 24 und 25 mit dem Wärmetauscher 6 im Frischlufteinlaß 4 verbunden, wobei eine Umwälzpumpe 34 für die erforderliche Umwälzung des Heizwassers sorgt. In der Rohrleitung 24 befindet sich ein Absperrventil 26, zu dem in einer Bypassleitung eine zusätzliche Heizquelle 27 angeordnet ist.
Bei der in Figur 2 gezeigten Anlage ist die Fährung des Luftstromes durch die Spritzkabine 2 und den Farbnebelabscheider 9 genauso wie in Figur 1. Die warme Luftströmung gibt
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beim Durchtritt durch den Flüssigkeitsfilm im Farbnebelabscheider 9 einen großen Teil der Wärmeenergie an die Flüssigkeit ab, so daß der Koagulieranlage 12 erwärmtes Wasser zugeführt wird. Aus der Koagulieranlage wird das Wasser entnommen und durch die Rohrleitung 28 dem Verdampfer 29 zugeleitet und mitteis der Umwälzpumpe 32 durch die Rohrleitungen 31 und 33 wieder zurück zur Koagulieranlage 12 gepumpt. Im Verdampfer 29 wird somit dem Wasser der Koagulieranlage Wärme entzogen und auf die bei Wärmepumpen übliche Weise im Kondensator 21 an den Heizwasserkreislauf abgegeben, so daß das im Kondensator aufgeheizte Heizwasser durch die Rohrleitung 24 dem Wärmetauscher 6 im Frischlufteinlaß zugeleitet werden kann.
Figur 3 zeigt eine Ausführungsvariante zu Figur 2, wobei die Anordnung hinsichtlich ihrer Bezugszeichen 1-17 und 19 mit der Beschreibung zu Figur 1 und 2 übereinstimmt, so daß - um Wiederholungen zu vermeiden- auf die früheren Ausführungen verwiesen wird. Im Gegensatz zu Figur 2 ist der Verdampfer 29 der Wärmepumpenanlage in die Rohrleitung 14, die vou der Koagulieranlage 12 zum Farbnebelabscheider 9 führt, geschaltet. Somit ist ein zweiter Wasserkreislauf, wie er in Figur 2 durch die Rohrleitungen 28, 31, 33, beschrieben ist und der eine separate Umwälzpumpe benötigt, nicht erforderlich. Es gelangt daher auch nicht das vom Verdampfer 29 abgeführte Wasser in die Koagulieranlage 12, sondern direkt zum Farbnebelabscheider 9, ohne daß eine Vermischung mit wärmerem Wasser der Koagulieranlage 12 auftreten kann. Der Kompressor 20, das Expansionsventil 22, der Kondensator 21 und die diese Komponenten verbindenden Rohrleitungen 23 entsprechen denen der Figur 2. Ebenso ist die Ausführung der Rohrleitungen 24 und 25 sowie der Pumpe 34, des Absperrventils 26 und der Heizqueile 27 so getroffen, wie in Figur 2 bereits beschrieben. Zusätzlich ist jedoch dieser Heizwasserkreislauf an das Netz der Gebäudezentralheizung angeschlossen, so daß
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von der Eeizquelle 27, beispielsweise einem Heizkessel, eine Vorlaufleitung 35 zu Wärmetauschern und eine Rücklaufleitung 36 von diesen zurück zur- Heizquelle 27 führt. Im Falle einer Betriebsstörung der Wärmepumpe oder bei Vereisungsgefahr des Verdampfers 29 kann durch Schließen des Absperrventils 26 und durch öffnen eines weiteren Ventils 37 in einer Verbindungsleitung 38 zwischen der Vorlaufleitung 35 der Zentralheizung und der zum Wärmetauscher 6 im Frischlufteinlaß 4 führenden Rohrleitung 24 die Heizenergie for das Aufheizen der Frischluft bereitgestellt werden. Sofern die Wärmepumpe eine größere Heizleistung abgibt als zur Erwärmung der Frischluft im Frischlufteinlaß 4 benötigt wird, kann überschüssige Wärme an die Zentralheizung abgegeben werden.
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Claims (1)

  1. Schutzansprüche
    1. Beheizbare Spritzkabine, insbesondere zum automatischen Lackieren von Gegenständen, mit einem im oberen Bereich in der Spritzkabine angeordneten Frischlufteinlaß, einem im unteren Bereich der Spritzkabine befindlichen Farbnebelabscheider und diesem nachgec*dneten Abluftkanal, sowie einer Koagulieranlage zum Abscheiden der Farbrückstände aus dem Wasser des Farbnebelabscheiders, einem im Frischlufteinlaß angeordneten Wärmetauscher zum Erwärmen der Frischluft auf einen vorbestimmten Wert und einem weiteren Wärmetauscher zur Rückgewinnung der Abwärme, wobei der Wärmetauscher zur Rückgewinnung der Abwärme ein Verdampfer einer Wärmepumpe ist, deren Kondensator zur indirekten Erwärmung der Frischluft dient, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Heizquelle(27) außerhalb der Spritzkabine befindet und zwischen der Heizquelle(27) und dem Kondensator(21) und dem Wärmetauscher^ ) im Frischlufteinlaß(4) Rohrleitungen (24,25) angeordnet sind.
    2. Spritzkabine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Verdampfer (18) im Abluftkanal (17) angeordnet ist.
    •.-.2Vrr: .".."· 18.03.1986
    f 3- Spritzkabine nach Anspruch 1, dadurch gekenn-
    I zeichnet, daß zwischen dem Verdampfer(29) und der
    I Koagulieranlage(12) Rohrleitungen(28,31,33) sowie eine Um-
    1 wälzpumpe (15,32) angeordnet sind.
    4. Spritzkabine nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer zwischen der Koagulie-
    i ranlage (12) und dem Farbnebelabscheider(9) angeordnet ist.
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