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Mit Frischluft oder einem Frischluft-Umluftgemisch betriebener, diskontinuierlich
mit Gut beschickter Trockner Es ist bekannt, an mit Frischluft oder einem Frischluft-Umluftgemisch
betriebenen, diskontinuierlich mit Gut beschickten Trocknern den Trocknungsvorgang
in zwei Stufen vorzusehen, und zwar die erste Stufe mit Warmluftumwälzung, die zweite
Stufe mit Kaltluftumwälzung. Es ist des weiteren bekannt, bei einer derartigen Stufentrocknung
im Bedarfsfalle auch einen Entfeuchter aus Feuchtigkeit aufsaugendem Material im
Wege des Luftstromes vor Eintritt oder Wiedereintritt dieses Luftstromes in den
eigentlichen Trocknungsraum anzuordnen. Gegenüber den bekannten Einrichtungen, bei
denen auch in der ersten Stufe die Entfeuchter Feuchtigkeit an die Trocknungsluft
abgeben und erst in der zweiten Stufe Feuchtigkeit aufnehmen, liegt dem Erfindungsgegenstand
die Aufgabe zugrunde, den ohnehin vorhandenen Lufterhitzer für die Erwärmung des
Trocknungsmittels auch für die Regenerierung des Entfeuchters heranzuziehen. Es
ist an sich bekannt, Entfeuchter durch Anordnung von Lufterhitzern in ihrer unmittelbaren
Nähe zu regenerieren. Es ist jedoch nicht bekannt, dadurch eine Wärmebatterie für
die Erwärmung des Trocknungsmittels einzusparen. Die Lösung der gestellten Aufgabe
wird dadurch erreicht, daB die Wärmebatterie für die Erwärmung des Trocknungsmittels
unmittelbar neben und, in Strömungsrichtung gesehen, vor dem Luftentfeuchter liegt.
Es können hierbei mehrere Wärmebatterien mit j e einem Luftentjeuchter unmittelbar
hinter
jeder Batterie vorgesehen sein. Wärmebatterie und Luftentfeuchter können auch zwischen
Foriluft-und Frischluftöffnung liegen. Ein oder mehrere aus feuchtigkeitsadsorbierendem
Material bestehende zusätzliche Luftentfeuchter können nach der Erfindung, in Richtung
des Luftstromes gesehen, sowohl vor der Abluftöffnung als auch hinter der Frischluftöffnung
bei geschlossener Frischluftklappe bei Beginn der Trocknung vorgesehen sein. Es
liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, einen oder mehrere zusätzliche, aus feuchtigkeitsadsorbierendem
Material bestehende Luftentfeuchter zwischen dem Trocknungsraum und der Fortluftöffnung
und eine Absperrklappe od. dgl. in der Umluftleitung zwischen. Fortluft- und Frischluftöffnung,
die im ersten Abschnitt der ersten Trocknungsstufe geöffnet, sonst jedoch geschlossen
ist, vorzusehen.
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In den Fig. i bis 6 sind Ausführungsformen des Trockners nach der
Erfindung dargestellt: Nach Fig. i wird die Trocknungsluft von einem Ventilator
i durch das zu trocknende Gut 2 und eine Wärmebatterie 3 getrieben. Die durch eine
Leitung q. abziehende feuchte Luft passiert einenWärmetauscher 5, in dem die durch
eine Leitung 6 einströmende Frischluft vorgewärmt wird. Dies ist ein normales Trocknungssystem,
bei dem die Trocknungsluft aus einer Mischung von Frischluft und Umluft besteht.
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Erfindungsgemäß ist eine Wärmebatterie 3 unmittelbar vor dem Behälter
7 mit Adsorptionsmaterial in der Umluftleitung angeordnet. Dieses Adsorptionsmaterial
wird während der Zeit, während der die Wärmebatterie 3 eingeschaltet ist, kräftig
erhitzt und ausgetrocknet. Soll die Trocknung des Gutes beginnen, so wird die Wärmebatterie
3 abgeschaltet, wodurch das Adsorptionsmaterial gekühlt wird und Wasser aus der
Umluft aufnimmt sowie Wärme an diese abgibt. Im gleichen Maße wie die Temperatur
sinkt auch der Dampfdruck der Umluft. Hierdurch kann die Trocknung des Gutes 2 erfolgen,
obwohl die Trocknungsmitteltemperatur sinkt. Die Verdunstung wird sehr intensiv,
da Luft mit fallendem Dampfdruck und fallender Temperatur gegen das auf höhere Temperatur
erwärmte Gut 2 geblasen wird. Die Trocknung kann so lange fortgesetzt werden, wie
die abziehende Luft mehr Wasserdampf als die einströmende Luft enthält. Auf diese
Weise kann das Gut 2 auf einen niedrigen Wassergehalt getrocknet werden, ohne daß
zu hohe Temperaturen angewendet zu werden brauchen, und der größere Teil des Wärmeinhaltes
kann für die weitere Trocknung ausgenutzt werden. Ein Teil des Wassers, das während
der zweiten Trocknungsstufe verdunstet, geht mit der Fortluft ab, ein anderer Teil
wird vom Adsorptionsmaterial aufgenommen, und dieses Wasser muß wiederum während
der nachfolgenden ersten Trocknungsstufe verdunstet werden.
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Die Wärmezufuhr wird mit Hilfe eines vor oder hinter dem Gut angebrachten
Thermostaten 8 bzw. g reguliert. Die Dauer der zweiten Trocknungsstufe kann mittels
einer Uhr oder mit Hilfe eines Thermostaten io bestimmt werden.
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Es ist möglich, eine äußerst weit getriebene Trocknung des Gutes zu
erzielen, auch wenn die höchste Temperatur während der Trocknung recht niedrig gehalten
wird. Dies kann in der Weise geschehen, daß gemäß Fig. 2 zwei oder mehr Wärmebatterien
3a, 3b und eine entsprechende Anzahl Behälter 7a, 7b mit Adsorptionsmaterial benutzt
werden. Im Anfang der Trocknung wird die Wärmebatterie 3a eingeschaltet, und es
beginnt die Trocknung der Adsorptionsmaterialien 79 und 7b sowie des Gutes
2. Wenn die Trocknung auf eine geeignete Temperatur getrieben ist, wird die Wärmebatterie
3a ausgeschaltet und an ihrer Stelle die Wärmebatterie 3b eingeschaltet. Hierbei
wird dieUmluftvomAdsorptionsmaterial 7a getrocknet und gewärmt, Wonach sie von der
Wärmebatterie 3b weitererwärmt wird. Auf diese Weise wird in erster Linie das Adsorptionsmaterial7b
sehr weit abgetrocknet. Soll dann die zweite Trocknungsstufe beginnen, so wird die
Wärmebatterie 3b ausgeschaltet. Die Umluft wird in erster Linie vom Adsorptionsmaterial7a
und in zweiter Linie vom Adsorptionsmaterial7b getrocknet und erwärmt. Durch das
Gut strömt nun Luft mit sehr niedrigem Dampfdruck, wodurch man eine schnelle Kühlung
und Trocknung erhält.
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Um bestmögliche Wärmeökonomie zu erhalten, soll die abziehende Luft
die bei der herrschenden Temperatur größtmögliche Menge Wasserdampf enthalten. Dies
kann dadurch erzielt werden, daß gemäß Fig. 3 ein Behälter ii mit Adsorptionsmaterial
hinter dem Gut 2 und vor der Fortluftöffnung sowie ein Behälter 12 mit Adsorptionsmaterial
hinter der Frischluftöffnung angeordnet werden. Bei Beginn der ersten Trocknungsstufe
nimmt das Adsorptionsmaterial ii Wasser auf, das vom Adsorptionsmaterial 7 verdunstet
ist. Während dieser Zeit ist die Frischluftleitung 6 mittels einer Frischluftklappe
13 abgeschlossen, so daß nur eine Erwärmung ohne Trocknung eintritt, da auf dem
Gut Wasser kondensiert. Am Ende der ersten Trocknungsstufe und während der zweiten
Trocknungsstufe ist die Klappe 13 offen, wobei das vom Adsorptionsmaterial ii aufgenommene
Wasser verdunstet. Der Zeitpunkt für das Öffnen der Klappe 13 kann mit Hilfe eines
Thermostaten 1q. bestimmt werden. Die abziehende Luft enthält dann eine höhere Wassermenge,
als sie dem Gut entzogen hat. Am Schluß der zweiten Trocknungsstufe wird die abziehende
feuchte Luft immer kälter, und dadurch wird auch die durch den Wärmetauscher 5 einströmende
Frischluft kälter, während ihr Wasserinhalt konstant bleibt. Hierdurch wird - im
Gegensatz zur Umluft - das Trocknungsvermögen der Frischluft herabgesetzt. Dies
wird durch das Adsorptionsmaterial 12 kompensiert, das Wasser aufnimmt, wenn die
Temperatur der Luft sinkt, ohne daß ihr Wassergehalt in entsprechendem Grade sinkt.
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Die Anordnung gemäß Fig. q. unterscheidet sich von der Anordnung gemäß
Fig. 3 nur dadurch, daß in gleicher Weise wie bei der Anordnung gemäß Fig. 2 zwei
oder mehr Wärmebatterien 3 a, 3 b und eine entsprechende Anzahl Behälter 7a,
7 b mit Adsorptionsmaterial anstatt nur einer Wärmebatterie 3 und eines einzigen
Behälters 7 mit Adsorptionsmaterial angewendet werden.
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Bei der Anordnung gemäß Fig. 5 ist in der Umluftleitung eine Trennwand
15 angebracht, so daß nur
mit Frischluft gearbeitet wird.
Im übrigen arbeitet diese Anordnung gemäß dem gleichen Prinzip «rie die Anordnung
nach Fig. i.
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Bei der Anordnung gemäß Fig. 6 ist eine Umluftklappe 16 angebracht,
die am Anfang der ersten Trocknungsstufe offen, sonst jedoch geschlossen ist. Beispiel
i Trocknung von Holz vom lufttrocknen (25 °/o Feuchtigkeit) zum tischlereitrocknen
Zustand mit einer Anordnung gemäß Fig. 3 oder 4 Das Holz wird bei 40° C vorgewärmt
und auf etwa 15 °/o Mittelfeuchtigkeit herabgetrocknet. Sie sinkt auf 12 °/o während
der zweiten Trocknungsstufe durch Kühlung auf 2o° C.
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Pro Kilogramm getrocknetes Holz werden hierbei folgende Wärmemengen
frei:
| i kg getrocknetes Holz .... 0,3-1 # 2o = 6 kcal/kg |
| 0,15 kg Wasser . . . . . . . . . . i - 0,15 »
20 = 3 kcal/kg |
| Summe ... 9 kcal/kg |
| 25 °/o Zuschlag für die übrigen |
| Wärmespeicher . . . . . . . . . . . 0,25 - 9
= 2,25 kcal/kg |
| Summe ... 11,25 kcal/kg |
Während der Kühlung sind im Durchschnitt etwa 64o kcal/kg verdunstetes Wasser erforderlich:
Während der Kühlung werden mit 11,25 kcal/kg abgeführt: 11,25: 640 = 0,0176 kg Wasser/kg
Holz = 1,76 °/o.
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Von dem abgeführten Wasser, insgesamt 25 - 12 = 13 °/o, erhält man:
(1,76: 13) Zoo = 13,5 °/o während der Kühlung.
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Durch die Wassertransporte zwischen dem Holz und dem Adsorptionsmaterial
erhält man weiter einige Prozent Herabsetzung des Wärmebedarfs. Insgesamt kann der
Wärmebedarf um etwa 15 % herabgesetzt werden. Die Menge Adsorptionsmaterial soll
etwa 15 °/o der Menge getrocknetes Holz betragen. Beispiel 2 Trocknung von Kieselgel
mit einer Anordnung gemäß Fig. 5 oder 6 Bei Beginn der zweiten Trocknungsstufe ist
die Mitteltemperatur des Kieselgels 75° C und sein Wassergehalt 13 °/o, wenn man
trockenes Material zugrunde legt. Während der zweiten Trocknungsstufe wird die Temperatur
im Durchschnitt auf 35° C gesenkt. Die Temperatursenkung beträgt somit 40° C. Hierbei
werden folgende Wärmemengen pro Kilogramm trockenes Kieselgel mit der spezifischen
Wärme o,22 freigegeben:
| i kg Kieselgel . . . . . . . . . . o,22 * 1 40 = 8,8 kcal |
| o,i3 kg Wasser . . . . . . . . . 1 »0,13'40= 5,2 kcal |
| Summe ... 14,o kcal |
| 28 °% Zuschlag für die übrigen |
| Wärmespeicher . . . . . . . . . . . . o,28 - 14-= 4,o kcal |
| Insgesamt ... 18,o kcal |
Der Zuschlag von 28 °/o entspricht den übrigen Wärmespeichern, die gekühlt werden
müssen, wenn das Kieselgel für die Adsorption benutzt werden soll, wie beispielsweise
denen des Behälters, der Wände, des Ventilators und der Ventile des Aggregats.
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Dagegen gehören hierzu nicht solche Wärmespeicher, die nicht gekühlt
werden sollen, wie Wärmebatterie und Adsorptionsmaterial.
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Während der Kühlung beträgt der Wärmebedarf pro Kilogramm verdunstetes
Wasser etwa 64o kcal. Mit 12 kcal wird verdunstet 18: 640 = o,o28 kg Wasser, was
2,8 °/o Wasser pro Kilogramm trockenes Kieselgel entspricht.
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Beim Entfeuchten von Luft mit 5o0/, relativer Feuchtigkeit kann die
Wasseraufnahme etwa io °/o Wasser betragen, wenn man das Trockengewicht des Kieselgels
zugrunde legt. Dies bedeutet, daß 28 °/o der verdunsteten Wassermenge während der
zweiten Trocknungsstufe abgeht. Dazu kommt, daß die Wassertransporte, die man zwischen
dem Kieselgel und dem Adsorptionsmaterial erhält, eine Verminderung des Wärmebedarfs
um einige weitere Prozent mit sich bringen. Die Wärmemenge, die für die Erwärmung
des Kieselgels auf die maximale Temperatur verbraucht wird, wird jedoch von der
Anordnung gemäß der Erfindung nicht beeinflußt.
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Bei praktischen Versuchen hat es sich gezeigt, daß der Wärmebedarf
je nach den Anordnungen und Betriebsverhältnissen um 2o bis 27 °/o gesenkt werden
kann. Hierbei beträgt die Gesamtmenge Adsorptionsmaterial 2o bis 35 % der
Menge Kieselgel.