EP3359732A1 - Verfahren zum betreiben einer papiermaschine sowie papiermaschine - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer papiermaschine sowie papiermaschine

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EP3359732A1
EP3359732A1 EP16774905.0A EP16774905A EP3359732A1 EP 3359732 A1 EP3359732 A1 EP 3359732A1 EP 16774905 A EP16774905 A EP 16774905A EP 3359732 A1 EP3359732 A1 EP 3359732A1
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EP
European Patent Office
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medium
cylinder
heat
drying
heat pump
Prior art date
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Granted
Application number
EP16774905.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3359732B1 (de
Inventor
Vladimir Danov
Florian REISSNER
Hermann Schwarz
Jochen SCHÄFER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3359732A1 publication Critical patent/EP3359732A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3359732B1 publication Critical patent/EP3359732B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/20—Waste heat recovery
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/02—Drying on cylinders
    • D21F5/04—Drying on cylinders on two or more drying cylinders
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/18—Drying webs by hot air
    • D21F5/181—Drying webs by hot air on Yankee cylinder
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/18—Drying webs by hot air
    • D21F5/182—Drying webs by hot air through perforated cylinders
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • D21G1/0253—Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a paper machine for producing paper, cardboard or paperboard according to the preamble of patent claim 1 and to such a paper machine according to the preamble of patent claim 6.
  • the paper machine comprises a conveyor by means of which a fiber ⁇ fabric produced from a fiber suspension is conveyed in a conveying direction at least.
  • the paper machine further has at least one drying area in which the fibrous web, which is conveyed through the drying area, is dried by means of at least one drying cylinder.
  • the Trock ⁇ drying cylinders disposed in the drying zone, so that the fibrous web is dried by means of the drying cylinder.
  • the fibrous web is guided over the drying cylinder, for example.
  • the fibrous web on a mat, a nonwoven insbesonde ⁇ re conveyed, and is guided over the mat around the Trock ⁇ drying cylinder.
  • the drying cylinder is fed with a first medium for drying the fibrous web.
  • the first medium is introduced into the drying cylinder.
  • Drying cylinder has an outer peripheral side Mantelflä ⁇ che, around which the fibrous web, in particular over the mat, is guided.
  • the outer peripheral side Man- telology usually at least one through-flow, in particular ⁇ sondere more flow openings, through which the power supplied to the drying cylinder and in particular introduced into the drying cylinder, first medium from the drying cylinder can flow out. This means that the first medi ⁇ flows through the passage opening. The first medium then flows through the mat, and in particular by the fiber ⁇ web of fabric, this is dried. As a result, the fibrous web can be dehumidified.
  • the paper machine further comprises at least one smoothing cylinder adjoining the drying cylinder in the conveying direction, by means of which the fibrous web is smoothed on at least one side.
  • a second medium for heating the smoothing cylinder is fed to the smoothing cylinder.
  • the smoothing cylinder is for example also referred to as MG cylinder, wherein MG denotes "machine glazed.” This makes it possible, for example, so-called
  • the first medium from the drying cylinder especially after drying the fibrous web, removed and as a heat source of a heat pump is led to ⁇ , by means of which the second medium is heated ⁇ heated ⁇ manner.
  • the heat pump is thus covered arranged on a flow direction of the first medium from the drying cylinder to the heat pump downstream of the drying cylinder, so that the first medium with respect to the flow direction first flows through the drying cylinder.
  • the first medium is then removed from the drying cylinder.
  • the first medium can flow out of the drying cylinder, wherein the first medium flowing out of the drying cylinder is exhaust gas of the drying cylinder. Downstream of the drying cylinder, the first medium (exhaust gas) is fed to the heat pump.
  • the exhaust gas is used as a heat source to the heat pump heat bookletzu ⁇ provide, by means of which the second medium is heated.
  • the heat pump is arranged upstream of the smoothing cylinder.
  • the second medium first flows through the heat pump and is heated by the heat pump. After the heat pump relationship as loading downstream of the second medium can be supplied to the processing ⁇ be smoothed cylinder so that then the smoothing cylinder is heated by means of the second medium.
  • the second medium flows in a first aggregate state into the heat pump and flows in a different, second from the first aggregate state aggregate state from the heat pump or in the different, second from ers ⁇ th physical state Aggregatszu ⁇ was the smoothing cylinder supplied becomes.
  • the first state of aggregation is, for example, liquid.
  • the medium is the cylindrical be smoothed ⁇ tung then, for example as air, in particular Hei SSE air or vapor, in particular hot steam, supplied ⁇ leads.
  • the invention is based on the finding that the pulp industry requires a very high amount of heat in order to produce, for example, paper, cardboard or paperboard. This high heat requirement is due, in particular, to the fact that the initially very wet or very high moisture content fibrous web is dried. By this drying, a desired moisture content of the fibrous web can be adjusted.
  • the idea underlying the invention is now to use the exhaust gas of the drying cylinder Bezie ⁇ hung, at least a portion of the heat contained in the exhaust gas to heat the smoothing cylinder in the sequence or to heat the second medium and.
  • the heat requirement of the paper machine as a whole compared to conventional paper machines can be kept low, so that by means of the method Pa ⁇ pier, cardboard or cardboard can be produced in an energy-efficient manner.
  • the heat pump For heating the second medium, the heat pump is used, since the second medium, in particular upstream of the heat pump, for example, already has a higher temperature than the first medium, in particular upstream of the heat pump. However, the temperature of the second medium upstream of the heat pump is not sufficient for sufficient heating of the smoothing cylinder. Since the heat pump is used, may be from the first medium which is colder than the second medium, heat is removed and fed to the second medium, so that a particularly efficient operation of the paper machine is ⁇ adjustable.
  • thermo-chemical heat pump ver ⁇ applies is, wherein by means of heat which is supplied to the heat pump, a chemical, heat-absorbing reaction, that is an endothermic reaction, is effected, wherein heat for Heating the second medium by means of a chemical, heat-donating reaction, that is, an exothermic reaction is provided.
  • the heat pump comprises a different by the media Ar ⁇ beitsmedium which compressed by means of at least one Ver ⁇ dichters and is expanded by at least one expansion ⁇ device.
  • the heat pump is formed at ⁇ example as a compression heat pump.
  • the heat pump comprises at least one heat exchanger for Verir ken heat transfer from the first medium to a different, further medium.
  • the other medi um is, for example, the working medium of the heat pump.
  • the heat pump comprises at least one heat exchanger for effecting heat transfer from a different, different medium from the second medium to the first medium.
  • the other medium is, for example, the working medium of the heat pump.
  • At least one heat pump for heating the second medium is provided.
  • the first medium can be discharged from the drying cylinder and supplied as a heat source to the heat pump.
  • the single figure shows a schematic representation of a designated as a whole with 10 paper machine for herstel ⁇ len of paper, cardboard or paperboard.
  • the paper machine 10 comprises at least one container device 12, in which, for example, a fiber suspension is received. From this fiber suspension at least one fibrous web 14 is produced, from which in turn the paper or the cardboard or the paperboard is produced.
  • the fibrous web 14 is also referred to as a paper web, web or cellulosic web and is, for example, initially designed as a very moist fiber fleece.
  • a generally designated 16 conveyor of the paper machine 10 the fibrous web 14 is conveyed in an illustrated by a directional arrow 18 conveying direction.
  • the paper machine 10 has a total of 20 denote ⁇ th drying region through which the fibrous web 14 is conveyed by means of the conveyor 16 therethrough.
  • the fibrous web 14 is dried.
  • the fibrous web 14 which initially has a very high moisture content, is dehumidified, thereby reducing the moisture content of the fiber material web ⁇ fourteenth.
  • Drying the fibrous web 14 set a desired moisture content.
  • it is heated in the drying region 20, whereby moisture, which is initially contained in the fibrous web 14, at least partially removed from the fibrous web 14.
  • at least one drying cylinder 26 is arranged in the drying area 20.
  • the drying region 20 comprises a first partial region 22 and a second partial region 24, which adjoins the first partial region 22 with respect to the conveying direction.
  • a plurality of drying cylinders 26 is arranged in the first portion 22, by means of which the fibrous web 14 is dried.
  • the fibrous web 14 runs over the drying cylinder 26.
  • the fibrous web 14 is for example a gas- or vapor-permeable mat, in particular ⁇ sondere conveyed through the drying zone 20, wherein the fibrous web led 14 through the mat around each drying cylinder 26 and the mat is supported on the respective drying cylinder 26. This means that the mat is arranged between the fibrous web 14 and the respective drying cylinder 26.
  • the drying cylinders 26 are supplied with a first medium in the form of steam.
  • the respective drying cylinder 26 has an outer circumferential side surface on which the fibrous web 14, in particular under the mediation of the mat, is supported.
  • the respective outer circumferential side surface has at least one passage opening.
  • the respective outer circumferential side surface has a plurality of passage openings.
  • the first medium which is fed to the respective drying cylinder 26 and thereby introduced into the respective drying cylinder 26, can flow through the respective passage opening, so that the first medium in
  • Shape of air or steam can flow out of the respective drying cylinder 26 via the respective passage opening.
  • the first medium can then flow through the mat and in particular through the fibrous web 14, whereby it is dried or dehumidified.
  • the second subregion 24 at least one smoothing cylinder 28 of the paper machine 10 is arranged.
  • the smoothing cylinder 28 is therefore part of the second subregion 24 and thus of the drying region 20 in total, the smoothing cylinder 28 being connected to the drying cylinders 26 with respect to the conveying direction.
  • the fibrous web 14 also passes over the smoothing cylinder 28 during its course through the drying region 20, so that the fibrous web 14 touches the smoothing cylinder 28, for example. It is possible that the smoothing cylinder 28 - as will be explained below - is heated or heated, so that a heat transfer from the smoothing cylinder 28 to the, in particular the smoothing cylinder 28 touching, fibrous web 14 can be done.
  • the smoothing cylinder 28 is, for example, a high-precision drying cylinder and is also referred to as a MG cylinder.
  • MG means "Machine Glazed" and denotes
  • the smoothing cylinder for example, a very large diameter, whereby the fibrous web 14 the smoothing cylinder 28 a particularly long time affected. Due to the very long residence time Wenig ⁇ least one side of the fibrous web 14 on a outer circumference side lateral surface of the smoothing cylinder 28 may ei ⁇ ne particularly advantageous smoothness of the fibrous web 14 on a smoothing cylinder 28 facing and in particular the smoothing cylinder 28 contacting side are generated. This means that the fibrous web is smoothed by means of the 14 be smoothed ⁇ processing cylinder 28 on at least one side of the fibrous web ⁇ 14, which side facing the Glättungszylin 28 ⁇ .
  • the first medium is preferably by steam or air, or the each drying cylinder 26 is supplied at a first temperature Tl, so that the steam governingswei ⁇ se, the air (the first medium) flows with the temperature T in the drying cylinder.
  • the first medium is thus drying air for drying the fibrous web 14.
  • the smoothing cylinder 28 is supplied with a second medium whose flow is illustrated by a directional arrow 32 in the figure.
  • the smoothing cylinder 28 is heated or heated ⁇ be.
  • the smoothing cylinder 28 is supplied with the two ⁇ te medium at a second temperature T2.
  • the second temperature T2 is for example 250 degrees Celsius.
  • the smoothing cylinder 28 is supplied with the second medium in vapor or gaseous form.
  • the paper machine 10 comprises a heat pump designated as a whole by 34.
  • the first medium is discharged from the respective drying cylinder 26, in particular discharged, and supplied as a heat source of the heat pump 34.
  • a ⁇ Rich tung arrow 36 illustrates a flow of the heat source (first medium) of the drying cylinders 26 to the pump 34.
  • the second medium is heated.
  • Ericar ⁇ men of the second medium heat is used in the heat pump 34 supplied to the first medium, so that at least a part of the heat contained in the first medium from the first medium via the heat pump 34 is transmitted to the second medium.
  • the heat source that is the first ⁇ Me dium
  • the first medium flows in a first state of aggregation in the respective drying cylinder 26.
  • the respective drying cylinder 26 the first medium is supplied in the first state of aggregation.
  • the first state of aggregation gasig is preferably such that the first medium vapor Bezie ⁇ hung as air, that is, is a gas.
  • the first medium of the heat pump is fed in a second state of aggregation 34, wherein the second state of aggregation may correspond to the first unit ⁇ state.
  • the first medium is supplied to the heat pump 34, for example in vapor form.
  • the first medium of the heat pump 34 is supplied with a third temperature T3, wherein this third temperature T3, for example, 150 degrees Cel ⁇ sius.
  • the third temperature T3 may be lower than the first temperature Tl.
  • a hood 38 is arranged, which limits at least partially a receiving space or a Kam ⁇ mer. The first medium (vapor) flowing out of the drying cylinders via the passage openings can collect in the receiving space and be led from the receiving space to the heat pump.
  • the first medium which flows out of the respective drying cylinder 26 via the respective passage opening , collects in the named chamber and can be removed from the chamber.
  • the discharged from the chamber first medium is then supplied to the third temperature T3 of the heat pump 34, as illustrated in the figure by the directional arrow 36.
  • the heat pump 34 is supplied with the second medium at a fourth temperature T4.
  • the fourth temperature is for example 230 degrees Celsius.
  • the second tempera ture T2 is for example 250 degrees Celsius.
  • the fourth temperature T4 is lower than the second temperature and higher than the third temperature T3.
  • the means of the heat pump 34 to the temperature T2 to erKindler ⁇ Mende second medium thus includes upstream of the heat pump at a higher temperature than the first medium upstream of the Wär ⁇ mepumpe 34.
  • the heat pump 34 is set to turn on, by means of which heat from the first medium which is colder than the second medium to be heated, discharged and supplied to the two ⁇ th medium.
  • the second temperature T2 is greater than the first temperature Tl. This is the case since the smoothing cylinder 28 requires or must have a higher temperature than the other drying cylinders 26.
  • the heat pump 34 is supplied with the second medium in a third state of aggregation.
  • the second medium is supplied to the smoothing cylinder in a fourth state of aggregation.
  • the fourth state is, for example different from the third Aggregatszu ⁇ standing state of aggregation.
  • the third state of aggregation may be liquid, so that the heat pump ⁇ 34, the second medium as a liquid, in particular What ⁇ ser, is supplied.
  • the fourth aggregate ⁇ state is gaseous, so that the smoothing cylinder 28, the second medium is supplied for example as gas or vapor.
  • the second medium By heating the smoothing cylinder 28, the second medium cools down, as a result of which the second medium, in particular in the smoothing cylinder 28, condenses, for example.
  • This condensing of the second medium produces condensate, that is to say a liquid, in particular in the form of water.
  • the condensate of the heat pump 34 is supplied with the Tem ⁇ temperature T4, which in the figure by the directional arrow 40 is illustrated.
  • the condensate is then heated, whereby the condensate is evaporated.
  • the second medium in the gaseous state can be supplied to the smoothing cylinder 28.
  • the heat pump 34 is designed as a compression heat pump, in particular as elekt ⁇ cal compression heat pump.
  • the heat pump 34 comprises, for example, a circuit 42, which can be flowed through by a working medium of the heat pump 34.
  • a first heat exchanger 44 of the heat pump 34 is arranged. This means that the first heat exchanger 44 can be flowed through by the working medium.
  • the first heat exchanger 44 is also referred to as a cold heat exchanger.
  • the heat pump 34 comprises a second heat exchanger 46, which is arranged in the circuit 42 and can therefore be flowed through by the working medium.
  • the second heat exchanger 46 is also referred to as a warm or hot heat exchanger.
  • the heat exchanger 44 can be flowed through by the working medium and the first medium.
  • the heat exchanger 44 for example, a heat transfer from the first medium to the working medium, whereby the working medium is heated and the first medium is cooled.
  • the heat exchanger 44 the first medium is discharged, for example, with a fifth temperature T5, said fifth temperature T5, for example, 135 degrees Celsius.
  • the fifth temperature T5 is smaller than the third tempera ture T3. Due to the heat transfer, the first medium is thus cooled from the temperature T3 to the temperature T5.
  • the heat exchanger 46 can be flowed through by the working medium. Furthermore, it can be provided that the second medium is supplied to the heat exchanger 46, so that the heat exchanger 46 can be flowed through by the working medium and the second medium, in particular the condensate.
  • the heat scher 46 carried a heat transfer from the working medium to the second medium, so that the working medium is cooled and the second medium is heated.
  • the second medium with the fourth temperature T4 is supplied to the cherriestau ⁇ shear 46th By heating the second medium, it is heated to the second temperature T2 higher than the fourth temperature T4. By heating the second medium, this is evaporated, so that the second medium can be supplied as a steam to the smoothing cylinder 28.
  • a heating of the working medium is effected.
  • This heating can ⁇ example, by a heater 48 of the heat pump 34 carried.
  • this heater can be machine to a fluid, in particular act a flow machine, wel ⁇ che example, is designed as a compressor.
  • the working medium is compressed and thereby heated, so that in particular via the heat exchanger 46, a particularly advantageous heat transfer from the working medium to the second medium can take place.
  • the second medium can be heated particularly well.
  • the compressor is designed for example as an electric compressor.
  • the compressor comprises, for example, at least one compressor wheel, by means of which the working medium can be compressed.
  • the compressor wheel can be driven for example via a shaft of a motor of the compressor, wherein the motor is designed as an electric motor.
  • the electric motor is supplied with electrical energy or electrical power in order whereby the working medium is compressed over the shaft, the compressor wheel Anlagentrei ⁇ ben. This will follows a compression and thus heating of the working medium by means of electrical energy.
  • the heat exchanger 46 is, for example, a condenser, by means of which the working medium is condensed.
  • an expansion device 50 is disposed downstream of the heat exchanger 46 and, in particular upstream of the heat exchanger 44, by means of which the working medium is expanded or relaxed.
  • the heat exchanger 44 is, for example, an evaporator, by means of which the working medium is evaporated.
  • the heat pump 34 is designed as a thermochemical heat pump.
  • thermochemical heat pump by means of heat, which is supplied to the heat pump 34, in particular via the heat source (first medium), a chemical, heat-absorbing and thus endothermic reaction is effected. This is done, for example, in an endothermic reactor, not shown in the figure, in which reactants of the endothermic reaction can react to products of the endothermic reaction.
  • thermochemical heat pump heat for heating the second medium is provided by means of a chemical heat-giving reaction, that is, an exothermic reaction. This takes place, for example, in an exothermic reactor in which reactants of the exothermic reaction react in products of the exothermic reaction.
  • the heat by means of which the endothermic chemical reaction is effected, is supplied to the heat pump 34, for example, from the first medium.
  • the heat pump 34 for example, from the first medium.
  • at least a portion of the energy contained in the first medium is utilized to effect the endothermic chemical reaction.
  • at least a portion of the heat supplied to the heat pump may then be stored to effect the endothermic reaction.
  • the products of the endothermic reaction at least a part of the in the first Medium contained energy or heat stored.
  • the endothermic reaction is, for example, a direct reaction of a chemical equilibrium reaction and the exothermic reaction, for example a reverse reaction can be ⁇ ser chemical equilibrium reaction.
  • the products of the endothermic reaction are thus the educts of the exothermic reaction, wherein the products of the exothermic reaction are the starting materials of the endothermic reaction.
  • the heat stored by the forward reaction in the forward reaction products can be released by the back reaction, that is, by the exothermic reaction, so that at least part of the heat released in the back reaction can be used to heat the second medium.
  • thermochemical heat pump that they do not have to work continuously, but heat can in the manner, in particular in the products of the endothermic reaction, are particularly well saved and play as released by ⁇ later and thus used.
  • the heat for effecting the endothermic chemical reaction is supplied to the heat pump 34, for example, in such a way that-in particular in the endothermic reactor-there is heat transfer from the first medium to the starting reaction starting materials. This can be done via a heat exchanger or over a large heat transfer area.
  • the first medium, the starting materials are not directly be ⁇ stirred but spatially separated therefrom.
  • the first medium, the starting materials directly be ⁇ is because means flows onto or flowing around. In ⁇ game as the endothermic reactor, the first medium is supplied.
  • the exothermic reactor comprises, for example, a heat exchanger, via which at least part of the heat released in the reverse reaction can pass to the second medium.
  • the educts and / or products of the reverse reaction are spatially separated from the second medium to be heated.
  • the second medium directly touches the reactants and / or products of the reverse reaction, that is, flows against or flows around.
  • the thermochemical heat pump for example, the circuit 42, the working medium, the heating device 48 and the expansion device 50 of the compression heat pump are dispensed with.
  • the first medium downstream of the drying cylinder 26 exhaust gas, which may be in particular humid air.
  • the first medium has a mass flow of 266 kilograms per second and a pressure of 1 bar.
  • the second medium is preferably water upstream of the heat pump 34 and downstream of the smoothing cylinder 28.
  • the second medium has, for example, a mass flow of

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Papiermaschine (10) zum Herstellen von Papier, Karton oder Pappe, mit einer Fördereinrichtung (16), mittels welcher wenigstens eine aus einer Fasersuspension hergestellte Faserst off bahn (14) in eine Förderrichtung gefördert wird, mit wenigstens einem Trocknungsbereich (20), in welchem die Faserstoffbahn (14), welche durch den Trocknungsbereich (20) gefördert wird, mittels wenigstens eines Trocknungszylinders (26) getrocknet wird, welchem ein erstes Medium zum Trocknen der Faserstoffbahn (14) zugeführt wird, und mit wenigstens einem sich an den Trocknungszylinder (26) in Förderrichtung anschließenden Glättungszylinder (28), mittels welchem die Faserstoff bahn (14) auf wenigstens einer Seite geglättet wird, wobei dem Glättungszylinder (28) ein zweites Medium zum Beheizen des Glättungszylinders (28) zugeführt wird, wobei das erste Medium von dem Trocknungszylinder (26) abgeführt und als Wärmequelle einer Wärmepumpe (34) zugeführt wird, mittels welcher das zweite Medium erwärmt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben einer Papiermaschine sowie Papierma¬ schine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Papiermaschine zum Herstellen von Papier, Karton oder Pappe gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine solche Papiermaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 6.
Ein solches Verfahren sowie eine solche Papiermaschine zum Herstellen von Papier, Karton oder Pappe sind bereits aus dem allgemeinen Stand der Technik hinlänglich bekannt. Die Papiermaschine umfasst eine Fördereinrichtung, mittels welcher wenigstens eine aus einer Fasersuspension hergestellte Faser¬ stoffbahn in eine Förderrichtung gefördert wird. Die Papiermaschine weist ferner wenigstens einen Trocknungsbereich auf, in welchem die Faserstoffbahn, welche durch den Trocknungsbereich gefördert wird, mittels wenigstens eines Trocknungszy- linders getrocknet wird. Mit anderen Worten ist der Trock¬ nungszylinder in dem Trocknungsbereich angeordnet, sodass die Faserstoffbahn mittels des Trocknungszylinders getrocknet wird. Hierzu wird die Faserstoffbahn beispielsweise über den Trocknungszylinder geführt. Dabei ist es beispielsweise vor- gesehen, dass die Faserstoffbahn auf einer Matte, insbesonde¬ re einem Vlies, gefördert und über die Matte um den Trock¬ nungszylinder geführt wird.
Dem Trocknungszylinder wird ein erstes Medium zum Trocknen der Faserstoffbahn zugeführt. Mit anderen Worten wird das erste Medium in den Trocknungszylinder eingeleitet. Der
Trocknungszylinder weist eine außenumfangsseitige Mantelflä¬ che auf, um welche die Faserstoffbahn, insbesondere über die Matte, geführt wird. Dabei weist die außenumfangsseitige Man- telfläche üblicher wenigstens eine Durchströmöffnung, insbe¬ sondere mehrere Durchströmöffnungen auf, durch welche das dem Trocknungszylinder zugeführte und insbesondere in den Trocknungszylinder eingeleitete, erste Medium aus dem Trocknungs- zylinder ausströmen kann. Dies bedeutet, dass das erste Medi¬ um durch die Durchgangsöffnung strömt. Das erste Medium strömt dann durch die Matte und insbesondere durch die Faser¬ stoffbahn, wodurch diese getrocknet wird. Dadurch kann die Faserstoffbahn entfeuchtet werden.
Die Papiermaschine umfasst ferner wenigstens einen sich an den Trocknungszylinder in Förderrichtung anschließenden Glät- tungszylinder, mittels welchem die Faserstoffbahn auf wenigs- tens einer Seite geglättet wird. Dabei wird dem Glättungszy- linder ein zweites Medium zum Beheizen des Glättungszylinders zugeführt .
Der Glättungszylinder wird beispielsweise auch als MG- Zylinder bezeichnet, wobei MG „Machine Glazed" bezeichnet. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, sogenanntes
„einseitigglattes" Papier herzustellen. Hierbei handelt es sich um eine Papiersorte mit besonders hoher Festigkeit. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Papiermaschine der eingangs genannten Art derart weiter¬ zuentwickeln, dass ein besonders effizienter Betrieb der Papiermaschine realisierbar ist. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Papiermaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausge¬ staltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders effizienter Betrieb der Papiermaschine realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das erste Medium von dem Trocknungszylinder, insbesondere nach dem Trocknen der Faserstoffbahn, abgeführt und als Wärmequelle einer Wärmepumpe zu¬ geführt wird, mittels welcher das zweite Medium erwärmt be¬ ziehungsweise beheizt wird. Die Wärmepumpe ist somit bezogen auf eine Strömungsrichtung des ersten Mediums von dem Trocknungszylinder zu der Wärmepumpe stromab des Trocknungszylinders angeordnet, sodass das erste Medium bezogen auf die Strömungsrichtung zunächst den Trocknungszylinder durch- strömt. Das erste Medium wird dann dem Trocknungszylinder abgeführt. Mit anderen Worten kann das erste Medium aus dem Trocknungszylinder ausströmen, wobei das aus dem Trocknungszylinder ausströmende erste Medium Abgas des Trocknungszylinders ist. Stromab des Trocknungszylinders wird das erste Me- dium (Abgas) der Wärmepumpe zugeführt. Dabei wird das Abgas als Wärmequelle genutzt, um der Wärmepumpe Wärme bereitzu¬ stellen, mittels welcher das zweite Medium erwärmt wird.
Bezogen auf eine Strömungsrichtung des zweiten Mediums von der Wärmepumpe zu dem Glättungszylinder, welcher auch als
Glättzylinder oder MG-Zylinder bezeichnet wird, ist die Wärmepumpe stromauf des Glättungszylinders angeordnet. Somit durchströmt das zweite Medium zunächst die Wärmepumpe und wird mittels der Wärmepumpe erwärmt. Nach der Wärmepumpe be- ziehungsweise stromab dieser kann das zweite Medium dem Glät¬ tungszylinder zugeführt werden, sodass dann der Glättungszylinder mittels des zweiten Mediums erwärmt wird. Dabei ist es denkbar, dass das zweite Medium in einem ersten Aggregatszustand in die Wärmepumpe einströmt und in einem vom ersten Ag- gregatszustand unterschiedlichen, zweiten Aggregatszustand aus der Wärmepumpe ausströmt beziehungsweise in dem vom ers¬ ten Aggregatszustand unterschiedlichen, zweiten Aggregatszu¬ stand dem Glättungszylinder zugeführt wird. Der erste Aggregatszustand ist beispielsweise flüssig. Durch das mittels der Wärmepumpe bewirkte Erwärmen des zweiten Me¬ diums wird dieses beispielsweise verdampft, sodass der zweite Aggregatszustand gasförmig ist. Das Medium wird dem Glät¬ tungszylinder dann beispielsweise als Luft, insbesondere hei- ße Luft, oder als Dampf, insbesondere heißer Dampf, zuge¬ führt . Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass m der ZellstoffIndustrie ein sehr hoher Wärmebedarf besteht, um beispielsweise Papier, Karton oder Pappe herzustellen. Dieser hohe Wärmebedarf rührt insbesondere daher, dass die zunächst sehr nasse beziehungsweise einen sehr hohen Feuchtegehalt aufweisende Faserstoffbahn getrocknet wird. Durch dieses Trocknen kann ein erwünschter Feuchtegehalt der Faserstoffbahn eingestellt werden. Die der Erfindung zugrundeliegende Idee ist es nun, das Abgas des Trocknungszylinders bezie¬ hungsweise zumindest ein Teil der in dem Abgas enthaltenen Wärme zu nutzen, um das zweite Medium und in der Folge den Glättungszylinder zu erwärmen beziehungsweise zu beheizen. Dadurch kann der Wärmebedarf der Papiermaschine insgesamt im Vergleich zu herkömmlichen Papiermaschinen gering gehalten werden, sodass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens Pa¬ pier, Karton oder Pappe auf energiegünstige Weise hergestellt werden kann.
Zum Erwärmen des zweiten Mediums wird die Wärmepumpe genutzt, da das zweite Medium, insbesondere stromauf der Wärmepumpe, beispielsweise bereits eine höhere Temperatur als das erste Medium, insbesondere stromauf der Wärmepumpe, aufweist. Die Temperatur des zweiten Mediums stromauf der Wärmepumpe reicht aber noch nicht zum hinreichenden Beheizen des Glättungszy- linders aus. Da die Wärmepumpe genutzt wird, kann von dem ersten Medium, welches kälter als das zweite Medium ist, Wärme abgeführt und dem zweiten Medium zugeführt werden, sodass ein besonders effizienter Betrieb der Papiermaschine dar¬ stellbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass als die Wärmepumpe eine thermochemische Wärmepumpe ver¬ wendet wird, bei welcher mittels Wärme, die der Wärmepumpe zugeführt wird, eine chemische, Wärme aufnehmende Reaktion, das heißt eine endotherme Reaktion, bewirkt wird, wobei Wärme zum Erwärmen des zweiten Mediums mittels einer chemischen, Wärme abgebenden Reaktion, das heißt einer exothermen Reaktion, bereitgestellt wird. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Wärmepumpe ein von den Medien unterschiedliches Ar¬ beitsmedium umfasst, welches mittels wenigstens eines Ver¬ dichters verdichtet und mittels wenigstens einer Expansions¬ einrichtung expandiert wird. Dabei ist die Wärmepumpe bei¬ spielsweise als Kompressionswärmepumpe ausgebildet.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Wärmepumpe wenigstens einen Wärmetauscher zum Bewir ken eines Wärmeübergangs von dem ersten Medium an ein davon unterschiedliches, weiteres Medium umfasst. Das weitere Medi um ist beispielsweise das Arbeitsmedium der Wärmepumpe.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Wärmepumpe wenigstens einen Wärmetauscher zum Bewir ken eines Wärmeübergangs von einem vom zweiten Medium unterschiedlichen, weiteren Medium an das erste Medium umfasst. Das weitere Medium ist beispielsweise das Arbeitsmedium der Wärmepumpe .
Um eine Papiermaschine der im Oberbegriff des Patentanspruch 6 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders effizienter Betrieb der Papiermaschine realisierbar ist ist erfindungsgemäß wenigstens eine Wärmepumpe zum Erwärmen des zweiten Mediums vorgesehen. Dabei ist das erste Medium von dem Trocknungszylinder abführbar und als Wärmequelle der Wärmepumpe zuführbar. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfin dungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltunge der erfindungsgemäßen Papiermaschine anzusehen und umgekehrt
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzug ten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vor stehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmals¬ kombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschrei¬ bung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeig ten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur eine schematische Darstellung einer Papiermaschine zum Herstellen von Papier, Karton oder Pappe, wobei wenigstens eine Wärmepumpe zum Er¬ wärmen eines Mediums vorgesehen ist, welches mittels in einem weiteren Medium enthaltener Wärme erwärmt wird.
Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Papiermaschine zum Herstel¬ len von Papier, Karton oder Pappe. Die Papiermaschine 10 um- fasst wenigstens eine Behältereinrichtung 12, in welcher bei- spielsweise eine Fasersuspension aufgenommen ist. Aus dieser Fasersuspension wird wenigstens eine Faserstoffbahn 14 hergestellt, aus welcher wiederum das Papier beziehungsweise der Karton oder die Pappe hergestellt wird. Die Faserstoffbahn 14 wird auch als Papierbahn, Bahn oder Zellstoffbahn bezeichnet und ist beispielsweise zunächst als sehr feuchtes Faservlies ausgebildet. Mittels einer im Ganzen mit 16 bezeichneten Fördereinrichtung der Papiermaschine 10 wird die Faserstoffbahn 14 in eine durch einen Richtungspfeil 18 veranschaulichte Förderrichtung gefördert.
Die Papiermaschine 10 weist einen im Ganzen mit 20 bezeichne¬ ten Trocknungsbereich auf, durch welchen die Faserstoffbahn 14 mittels der Fördereinrichtung 16 hindurch gefördert wird. In dem Trocknungsbereich 20 wird die Faserstoffbahn 14 ge- trocknet. Darunter ist zu verstehen, dass die Faserstoffbahn 14, welche zunächst einen sehr hohen Feuchtegehalt aufweist, entfeuchtet wird, um dadurch den Feuchtegehalt der Faser¬ stoffbahn 14 zu reduzieren. Insbesondere wird durch das
Trocknen der Faserstoffbahn 14 ein gewünschter Feuchtegehalt eingestellt. Zum Trocknen der Faserstoffbahn 14 wird diese in dem Trocknungsbereich 20 erwärmt, wodurch Feuchtigkeit, die zunächst in der Faserstoffbahn 14 enthalten ist, zumindest teilweise aus der Faserstoffbahn 14 entfernt wird. Hierzu ist in dem Trocknungsbereich 20 wenigstens ein Trocknungszylinder 26 angeordnet. Der Trocknungsbereich 20 umfasst dabei einen ersten Teilbereich 22 und einen zweiten Teilbe- reich 24, welcher sich bezogen auf die Förderrichtung an den ersten Teilbereich 22 anschließt. Dabei ist in dem ersten Teilbereich 22 eine Mehrzahl von Trocknungszylindern 26 angeordnet, mittels welchen die Faserstoffbahn 14 getrocknet wird. Hierzu läuft die Faserstoffbahn 14 über die Trocknungs- zylinder 26. Die Faserstoffbahn 14 wird beispielsweise auf einer gas- beziehungsweise dampfdurchlässigen Matte, insbe¬ sondere durch den Trocknungsbereich 20, gefördert, wobei die Faserstoffbahn 14 über die Matte um den jeweiligen Trocknungszylinder 26 geführt und über die Matte an dem jeweiligen Trocknungszylinder 26 abgestützt wird. Dies bedeutet, dass die Matte zwischen der Faserstoffbahn 14 und dem jeweiligen Trocknungszylinder 26 angeordnet ist.
Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, wird den Trock- nungszylindern 26 ein erstes Medium in Form von Dampf zugeführt. Der jeweilige Trocknungszylinder 26 weist eine außenumfangsseitige Mantelfläche auf, an welcher die Faserstoff¬ bahn 14, insbesondere unter Vermittlung der Matte, abgestützt wird. Die jeweilige, außenumfangsseitige Mantelfläche weist wenigstens eine Durchgangsöffnung auf. Insbesondere weist die jeweilige, außenumfangsseitige Mantelfläche eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen auf. Das erste Medium, das dem jeweiligen Trocknungszylinder 26 zugeführt und dabei in den jeweiligen Trocknungszylinder 26 eingeleitet wird, kann die jeweilige Durchgangsöffnung durchströmen, sodass das erste Medium in
Form von Luft oder Dampf über die jeweilige Durchgangsöffnung aus dem jeweiligen Trocknungszylinder 26 ausströmen kann.
Das erste Medium kann dann durch die Matte und insbesondere durch die Faserstoffbahn 14 strömen, wodurch diese getrocknet beziehungsweise entfeuchtet wird. Im zweiten Teilbereich 24 ist wenigstens ein Glättungszylin- der 28 der Papiermaschine 10 angeordnet. Der Glättungszylin- der 28 ist somit Teil des zweiten Teilbereichs 24 und somit des Trocknungsbereichs 20 insgesamt, wobei sich der Glät- tungszylinder 28 bezogen auf die Förderrichtung an die Trocknungszylinder 26 anschließt. Die Faserstoffbahn 14 verläuft während ihres Verlaufs durch den Trocknungsbereich 20 auch über den Glättungszylinder 28, sodass die Faserstoffbahn 14 den Glättungszylinder 28 beispielsweise berührt. Dabei ist es möglich, dass der Glättungszylinder 28 - wie im Folgenden noch erläutert wird - erwärmt beziehungsweise beheizt wird, sodass ein Wärmeübergang von dem Glättungszylinder 28 an die, insbesondere den Glättungszylinder 28 berührende, Faserstoff¬ bahn 14 erfolgen kann.
Der Glättungszylinder 28 ist beispielsweise ein Hochpräzisi- ons-Trockenzylinder und wird auch als MG-Zylinder bezeichnet. Dabei bedeutet MG „Machine Glazed" und bezeichnet
„einseitigglatt". Mittels des MG-Zylinders ist somit bei- spielsweise einseitigglattes Papier herstellbar. Hierbei han¬ delt es sich um eine Papiersorte, welche eine besonders hohe Festigkeit aufweist. Hierzu weist der Glättungszylinder 28 beispielsweise einen sehr großen Durchmesser auf, wobei die Faserstoffbahn 14 den Glättungszylinder 28 eine besonders lange Zeit berührt. Durch die sehr lange Verweilzeit wenigs¬ tens einer Seite der Faserstoffbahn 14 auf einer außenum- fangsseitigen Mantelfläche des Glättungszylinders 28 kann ei¬ ne besonders vorteilhafte Glätte der Faserstoffbahn 14 auf einer dem Glättungszylinder 28 zugewandten und insbesondere den Glättungszylinder 28 berührenden Seite erzeugt werden. Dies bedeutet, dass die Faserstoffbahn 14 mittels des Glät¬ tungszylinders 28 auf wenigstens einer Seite der Faserstoff¬ bahn 14 geglättet wird, wobei diese Seite dem Glättungszylin¬ der 28 zugewandt ist.
In der Figur ist durch einen Richtungspfeil 30 die Zuführung des ersten Mediums zu dem jeweiligen Trocknungszylinder 26 veranschaulicht. Bei dem ersten Medium handelt es sich vor- zugsweise um Dampf beziehungsweise Luft, der beziehungsweise die dem jeweiligen Trocknungszylinder 26 mit einer ersten Temperatur Tl zugeführt wird, sodass der Dampf beziehungswei¬ se die Luft (erstes Medium) mit der Temperatur Tl in den je- weiligen Trocknungszylinder einströmt. Das erste Medium ist somit Trocknungsluft zum Trocknen der Faserstoffbahn 14.
Ferner wird dem Glättungszylinder 28 ein zweites Medium zugeführt, dessen Strömung in der Figur durch einen Richtungs- pfeil 32 veranschaulicht ist. Mittels dieses zweiten Mediums wird der Glättungszylinder 28 erwärmt beziehungsweise be¬ heizt. Beispielsweise wird dem Glättungszylinder 28 das zwei¬ te Medium mit einer zweiten Temperatur T2 zugeführt. Die zweite Temperatur T2 beträgt beispielsweise 250 Grad Celsius. Insbesondere wird dem Glättungszylinder 28 das zweite Medium dampfförmig beziehungsweise gasförmig zugeführt.
Um nun einen besonders effizienten Betrieb der Papiermaschine 10 realisieren zu können, umfasst die Papiermaschine 10 eine im Ganzen mit 34 bezeichnete Wärmepumpe. Dabei wird das erste Medium von dem jeweiligen Trocknungszylinder 26 abgeführt, insbesondere ausgeleitet, und als Wärmequelle der Wärmepumpe 34 zugeführt. In der Figur veranschaulicht dabei ein Rich¬ tungspfeil 36 eine Strömung der Wärmequelle (erstes Medium) von den Trocknungszylindern 26 zu der Wärmepumpe 34. Mittels der Wärmepumpe 34 wird das zweite Medium erwärmt. Zum Erwär¬ men des zweiten Mediums wird Wärme aus dem der Wärmepumpe 34 zugeführten ersten Medium genutzt, sodass zumindest ein Teil der im ersten Medium enthaltenen Wärme von dem ersten Medium über die Wärmepumpe 34 an das zweiten Medium übertragen wird. Mit anderen Worten, die Wärmequelle, das heißt das erste Me¬ dium, enthält Wärme, welche zumindest zum Teil von der Wärme¬ pumpe 34 genutzt wird, um das zweite Medium zu erwärmen. Das erste Medium strömt in einem ersten Aggregatszustand in den jeweiligen Trocknungszylinder 26. Mit anderen Worten wird dem jeweiligen Trocknungszylinder 26 das erste Medium in dem ersten Aggregatszustand zugeführt. Der erste Aggregatszustand ist vorzugsweise gasig, sodass das erste Medium Dampf bezie¬ hungsweise Luft, das heißt ein Gas ist.
Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das erste Medium der Wärmepumpe 34 in einem zweiten Aggregatszustand zugeführt wird, wobei der zweite Aggregatszustand dem ersten Aggregats¬ zustand entsprechen kann. Dies bedeutet, dass das erste Medi¬ um beispielsweise dampfförmig der Wärmepumpe 34 zugeführt wird. Aus der Figur ist erkennbar, dass das erste Medium der Wärmepumpe 34 mit einer dritten Temperatur T3 zugeführt wird, wobei diese dritte Temperatur T3 beispielsweise 150 Grad Cel¬ sius beträgt. Dabei kann die dritte Temperatur T3 geringer als die erste Temperatur Tl sein. In dem ersten Teilbereich 22 ist eine Haube 38 angeordnet, welche zumindest teilweise einen Aufnahmeraum oder eine Kam¬ mer begrenzt. Das über die Durchgangsöffnungen aus de Trocknungszylindern 26 ausströmende, erste Medium (Dampf) kann sich in dem Aufnahmeraum sammeln und von dem Aufnahmeraum zu der Wärmepumpe 34 geführt werden.
Das erste Medium, welches über die jeweilige Durchgangsöff¬ nung aus dem jeweiligen Trocknungszylinder 26 ausströmt, sammelt sich in der genannten Kammer und kann aus der Kammer ab- geführt werden. Das aus der Kammer abgeführte erste Medium wird dann mit der dritten Temperatur T3 der Wärmepumpe 34 zugeführt, wie dies in der Figur durch den Richtungspfeil 36 veranschaulicht ist. In der Figur ist durch einen Richtungspfeil 40 veranschau¬ licht, dass der Wärmepumpe 34 das zweite Medium mit einer vierten Temperatur T4 zugeführt wird. Die vierte Temperatur beträgt beispielsweise 230 Grad Celsius. Die zweite Tempera¬ tur T2 beträgt beispielsweise 250 Grad Celsius. Somit ist die vierte Temperatur T4 geringer als die zweite Temperatur und größer als die dritte Temperatur T3. Das mittels der Wärmepumpe 34 auf die Temperatur T2 zu erwär¬ mende zweite Medium weist somit stromauf der Wärmepumpe eine höhere Temperatur auf als das erste Medium stromauf der Wär¬ mepumpe 34. Somit besteht eigentlich ein Temperaturgefälle von dem zweiten Medium in Richtung des ersten Mediums, sodass grundsätzlich ein Wärmeübergang von dem zweiten Medium an das erste Medium stattfinden würde. Dies ist jedoch nicht ge¬ wünscht, da dann das zweite Medium, welches erwärmt werden soll, abgekühlt wird. Daher kommt die Wärmepumpe 34 zum Ein- satz, mittels welcher Wärme aus ersten Medium, das kälter als das zu beheizende zweite Medium ist, abgeführt und dem zwei¬ ten Medium zugeführt wird.
Die zweite Temperatur T2 ist dabei größer als die erste Tem- peratur Tl. Dies ist der Fall, da der Glättungszylinder 28 eine höhere Temperatur erfordert beziehungsweise aufweisen muss als die übrigen Trocknungszylinder 26.
Beispielsweise wird der Wärmepumpe 34 das zweite Medium in einem dritten Aggregatszustand zugeführt. Ferner ist es denk¬ bar, dass das zweite Medium dem Glättungszylinder 28 in einem vierten Aggregatszustand zugeführt wird. Dabei ist der vierte Aggregatszustand beispielsweise ein vom dritten Aggregatszu¬ stand unterschiedlicher Aggregatszustand. Beispielsweise kann der dritte Aggregatszustand flüssig sein, sodass der Wärme¬ pumpe 34 das zweite Medium als Flüssigkeit, insbesondere Was¬ ser, zugeführt wird. Beispielsweise ist der vierte Aggregats¬ zustand gasförmig, sodass dem Glättungszylinder 28 das zweite Medium beispielsweise als Gas beziehungsweise Dampf zugeführt wird.
Durch das Beheizen des Glättungszylinders 28 kühlt das zweite Medium ab, wodurch das zweite Medium, insbesondere in dem Glättungszylinder 28, beispielsweise kondensiert. Durch die- ses Kondensieren des zweiten Mediums entsteht Kondensat, das heißt eine Flüssigkeit insbesondere in Form von Wasser. Bei¬ spielsweise wird das Kondensat der Wärmepumpe 34 mit der Tem¬ peratur T4 zugeführt, was in der Figur durch den Richtungs- pfeil 40 veranschaulicht ist. Mittels der Wärmepumpe wird dann das Kondensat erwärmt, wodurch das Kondensat verdampft wird. Dann kann das zweite Medium in gasförmigem Zustand dem Glättungszylinder 28 zugeführt werden.
In der in der Figur gezeigten Ausführungsform ist die Wärmepumpe 34 als Kompressionswärmepumpe, insbesondere als elekt¬ rische Kompressionswärmepumpe, ausgebildet. Die Wärmepumpe 34 umfasst beispielsweise einen Kreislauf 42, welcher von einem Arbeitsmedium der Wärmepumpe 34 durchströmbar ist. In diesem Kreislauf 42 ist ein erster Wärmetauscher 44 der Wärmepumpe 34 angeordnet. Dies bedeutet, dass der erste Wärmetauscher 44 von dem Arbeitsmedium durchströmbar ist. Der erste Wärmetauscher 44 wird auch als kalter Wärmetauscher bezeichnet. Fer- ner umfasst die Wärmepumpe 34 einen zweiten Wärmetauscher 46, welcher in dem Kreislauf 42 angeordnet und demzufolge von dem Arbeitsmedium durchströmbar ist. Der zweite Wärmetauscher 46 wird auch als warmer oder heißer Wärmetauscher bezeichnet. Dem Wärmetauscher 44 wird nicht nur das Arbeitsmedium, sondern auch das erste Medium, insbesondere mit der dritten Temperatur T3, zugeführt. Somit ist der Wärmetauscher 44 von dem Arbeitsmedium und dem ersten Medium durchströmbar. Hierbei erfolgt über den Wärmetauscher 44 beispielsweise ein Wärme- Übergang von dem ersten Medium an das Arbeitsmedium, wodurch das Arbeitsmedium erwärmt und das erste Medium gekühlt wird. Dem Wärmetauscher 44 wird das erste Medium beispielsweise mit einer fünften Temperatur T5 abgeführt, wobei diese fünfte Temperatur T5 beispielsweise 135 Grad Celsius beträgt. Somit ist die fünfte Temperatur T5 kleiner als die dritte Tempera¬ tur T3. Durch den Wärmeübergang wird das erste Medium somit von der Temperatur T3 auf die Temperatur T5 gekühlt.
Der Wärmetauscher 46 ist von dem Arbeitsmedium durchströmbar. Ferner kann vorgesehen sein, dass dem Wärmetauscher 46 das zweite Medium zugeführt wird, sodass der Wärmetauscher 46 von dem Arbeitsmedium und dem zweiten Medium, insbesondere dem Kondensat, durchströmbar ist. Hierbei kann über den Wärmetau- scher 46 ein Wärmeübergang von dem Arbeitsmedium an das zweite Medium erfolgen, sodass das Arbeitsmedium gekühlt und das zweite Medium erwärmt wird. Insbesondere wird dem Wärmetau¬ scher 46 das zweite Medium mit der vierten Temperatur T4 zugeführt. Durch das Erwärmen des zweiten Mediums wird dieses auf die gegenüber der vierten Temperatur T4 höhere, zweite Temperatur T2 erwärmt. Durch das Erwärmen des zweiten Mediums wird dieses verdampft, sodass das zweite Medium als Dampf dem Glättungszylinder 28 zugeführt werden kann.
Ferner ist es beispielsweise vorgesehen, dass bezogen auf ei¬ ne Strömungsrichtung des Arbeitsmediums durch den Kreislauf 42 stromauf des zweiten Wärmetauschers 46 und dabei insbeson¬ dere stromab des ersten Wärmetauschers 44 eine Erwärmung des Arbeitsmediums bewirkt wird. Diese Erwärmung kann beispiels¬ weise durch eine Erwärmungseinrichtung 48 der Wärmepumpe 34 erfolgen. Vorliegend ist die Erwärmungseinrichtung 48 stromab des Wärmetauschers 44 und stromauf des Wärmetauschers 46 an¬ geordnet .
Bei dieser Erwärmungseinrichtung kann es sich um eine Fluid- maschine, insbesondere eine Strömungsmaschine, handeln, wel¬ che beispielsweise als Verdichter ausgebildet ist. Mittels des Verdichters wird das Arbeitsmedium verdichtet und dadurch erwärmt, sodass insbesondere über den Wärmetauscher 46 ein besonders vorteilhafter Wärmübergang von dem Arbeitsmedium an das zweite Medium erfolgen kann. Dadurch kann das zweite Medium besonders gut erwärmt werden.
Der Verdichter ist beispielsweise als elektrischer Verdichter ausgebildet. Der Verdichter umfasst beispielsweise wenigstens ein Verdichterrad, mittels welchem das Arbeitsmedium verdichtet werden kann. Das Verdichterrad ist beispielsweise über eine Welle von einem Motor des Verdichters antreibbar, wobei der Motor als Elektromotor ausgebildet ist. Der Elektromotor wird mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom versorgt, um über die Welle das Verdichterrad anzutrei¬ ben, wodurch das Arbeitsmedium verdichtet wird. Dadurch er- folgt eine Verdichtung und somit Erwärmung des Arbeitsmediums mit Hilfe von elektrischer Energie.
Der Wärmetauscher 46 ist beispielsweise ein Kondensator, mittels welchem das Arbeitsmedium kondensiert wird. In Strö¬ mungsrichtung des Arbeitsmediums durch den Kreislauf 42 ist stromab des Wärmetauschers 46 und insbesondere stromauf des Wärmetauschers 44 eine Expansionseinrichtung 50 angeordnet, mittels welcher das Arbeitsmedium expandiert beziehungsweise entspannt wird. Der Wärmetauscher 44 ist beispielsweise ein Verdampfer, mittels welchem das Arbeitsmedium verdampft wird.
Ferner ist es denkbar, dass die Wärmepumpe 34 als thermoche- mische Wärmepumpe ausgebildet ist. Bei dieser thermochemi- schen Wärmepumpe wird mittels Wärme, die der Wärmepumpe 34, insbesondere über die Wärmequelle (erstes Medium) , zugeführt wird, eine chemische, Wärme aufnehmende und somit endotherme Reaktion bewirkt. Dies erfolgt beispielsweise in einem in der Figur nicht gezeigten, endothermen Reaktor, in welchem Edukte der endothermen Reaktion zu Produkten der endothermen Reaktion reagieren können.
Ferner wird bei der thermochemischen Wärmepumpe Wärme zum Er- wärmen des zweiten Mediums mittels einer chemischen, Wärme abgebenden Reaktion, das heißt einer exothermen Reaktion be- reitgestellt. Dies erfolgt beispielsweise in einem exothermen Reaktor, in welchem Edukte der exothermen Reaktion in Produk- te der exothermen Reaktion reagieren .
Die Wärme, mittels welcher die endotherme chemische Reaktion bewirkt wird, wird der Wärmepumpe 34 beispielsweise von dem ersten Medium zugeführt. Somit wird zumindest ein Teil der im ersten Medium enthaltenen Energie genutzt, um die endotherme chemische Reaktion zu bewirken. In den Produkten dieser endothermen Reaktion kann dann zumindest ein Teil der der Wärmepumpe zugeführten Wärme zum Bewirken der endothermen Reaktion gespeichert werden. Mit anderen Worten kann in den Produkten der endothermen Reaktion zumindest ein Teil der in dem ersten Medium enthaltenen Energie beziehungsweise Wärme gespeichert werden .
Die endotherme Reaktion bildet dabei beispielsweise eine Hinreaktion einer chemischen Gleichgewichtsreaktion, wobei die exotherme Reaktion beispielsweise eine Rückreaktion die¬ ser chemischen Gleichgewichtsreaktion sein kann. Die Produkte der endothermen Reaktion sind somit die Edukte der exothermen Reaktion, wobei die Produkte der exothermen Reaktion die Edukte der endothermen Reaktion sind. Dadurch kann die mit Hilfe der Hinreaktion in den Produkten der Hinreaktion gespeicherte Wärme durch die Rückreaktion, das heißt durch die exotherme Reaktion, freigesetzt werden, sodass zumindest ein Teil der bei der Rückreaktion freigesetzten Wärme zum Erwärmen des zweiten Mediums genutzt werden kann.
Ein Vorteil der thermochemischen Wärmepumpe ist, dass diese nicht kontinuierlich arbeiten muss, sondern Wärme kann auf die geschilderte Weise, insbesondere in den Produkten der endothermen Reaktion, besonders gut gespeichert und bei¬ spielsweise später wieder freigesetzt und somit verwendet werden .
Die Wärme zum Bewirken der endothermen chemischen Reaktion wird der Wärmepumpe 34 beispielsweise derart zugeführt, dass - insbesondere in dem endothermen Reaktor - ein Wärmeübergang von dem ersten Medium an die Edukte der Hinreaktion erfolgt. Dies kann über einen Wärmetauscher beziehungsweise über einen großen Wärmeübergangsbereich erfolgen. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das erste Medium die Edukte nicht direkt be¬ rührt sondern räumlich von diesen getrennt ist. Alternativ ist es denkbar, dass das erste Medium die Edukte direkt be¬ rührt, dass heißt anströmt beziehungsweise umströmt. Bei¬ spielsweise wird dem endothermen Reaktor das erste Medium zugeführt .
Zum Bewirken beziehungsweise Durchführen der exothermen Reaktion (Rückreaktion) wird beispielsweise ein exothermer Reak- tor bereitgestellt, welcher Bestandteil der Wärmepumpe 34 sein kann. Dabei umfasst der exotherme Reaktor beispielsweise einen Wärmetauscher, über welchen zumindest ein Teil der bei der Rückreaktion freigesetzten Wärme an das zweite Medium übergehen kann. Dabei sind die Edukte und/oder Produkte der Rückreaktion beispielsweise räumlich von dem zu beheizenden zweiten Medium getrennt. Alternativ ist es denkbar, dass das zweite Medium die Edukte und/oder Produkte der Rückreaktion direkt berührt, das heißt anströmt beziehungsweise umströmt. Bei der thermochemischen Wärmepumpe entfallen beispielsweise der Kreislauf 42, das Arbeitsmedium, die Erwärmungseinrichtung 48 und die Expansionseinrichtung 50 der Kompressionswärmepumpe .
Insgesamt ist es bei der Papiermaschine 10 möglich, das zwei¬ te Medium und somit den Glättungszylinder 28 besonders effi¬ zient zu erwärmen, sodass der Energiebedarf der Papiermaschine 10 besonders gering gehalten werden kann. Das erste Medium ist stromab der Trocknungszylinder 26 Abgas, wobei es sich insbesondere um feuchte Luft handeln kann. Das erste Medium weist beispielsweise einen Massenstrom von 266 Kilogramm pro Sekunde und einen Druck von 1 Bar aufweist. Bei dem zweiten Medium handelt es sich stromauf der Wärmepumpe 34 und stromab des Glättungszylinders 28 vorzugsweise um Wasser. Das zweite Medium weist beispielsweise einen Massenstrom von
1,8 Kilogramm pro Sekunde und einen Druck von 40 Bar aufweist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Papiermaschine (10) zum Herstellen von Papier, Karton oder Pappe, mit einer Förderein- richtung (16), mittels welcher wenigstens eine aus einer Fa¬ sersuspension hergestellte Faserstoffbahn (14) in eine Förderrichtung gefördert wird, mit wenigstens einem Trocknungs¬ bereich (20), in welchem die Faserstoffbahn (14), welche durch den Trocknungsbereich (20) gefördert wird, mittels we- nigstens eines Trocknungszylinders (26) getrocknet wird, wel¬ chem ein erstes Medium zum Trocknen der Faserstoffbahn (14) zugeführt wird, und mit wenigstens einem sich an den Trock¬ nungszylinder (26) in Förderrichtung anschließenden Glät- tungszylinder (28), mittels welchem die Faserstoffbahn (14) auf wenigstens einer Seite geglättet wird, wobei dem Glät- tungszylinder (28) ein zweites Medium zum Beheizen des Glät- tungszylinders (28) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Medium von dem Trocknungszylinder (26) abgeführt und als Wärmequelle einer Wärmepumpe (34) zugeführt wird, mittels welcher das zweite Medium erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass als die Wärmepumpe (34) eine thermochemische Wärmepumpe verwendet wird, bei welcher mit- tels Wärme, die der Wärmepumpe (34) zugeführt wird, eine che¬ mische, Wärme aufnehmende Reaktion bewirkt wird, wobei Wärme zum Erwärmen des zweiten Mediums mittels einer chemischen, Wärme abgebenden Reaktion bereitgestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (34) ein von den Medien unterschiedliches Arbeitsmedium umfasst, welches mit¬ tels wenigstens eines Verdichters (48) verdichtet und mittels wenigstens einer Expansionseinrichtung (50) expandiert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (34) wenigstens einen Wärmetauscher (44) zum Bewirken eines Wärmeübergangs von dem ersten Medium an ein davon unterschiedliches, weiteres Medium umfasst.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (34) wenigstens einen Wärmetauscher (46) zum Bewirken eines Wärmeübergangs von einem vom zweiten Medium unterschiedlichen Medium an das erste Medium umfasst.
6. Papiermaschine (10) zum Herstellen von Papier, Karton oder Pappe, mit einer Fördereinrichtung (12) zum Fördern wenigstens einer aus einer Fasersuspension hergestellten Faserstoffbahn (14) in eine Förderrichtung, mit wenigstens einem zumindest einen Trocknungszylinder (26) aufweisenden Trock- nungsbereich (20), in welchem die durch den Trocknungsbereich (20) zu fördernde Faserstoffbahn (14) mittels des Trocknungs¬ zylinders (26) zu trocknen ist, wobei dem Trocknungszylinder (26) ein erstes Medium zum Trocknen der Faserstoffbahn (14) zuführbar ist, und mit wenigstens einem sich an den Trock- nungszylinder (26) in Förderrichtung anschließenden Glät- tungszylinder (28), mittels welchem die Faserstoffbahn (14) auf wenigstens einer Seite zu glätten ist, wobei dem Glät- tungszylinder (28) ein zweites Medium zum Beheizen des Glät- tungszylinders (28) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wärmepumpe (34) zum Erwärmen des zweiten Mediums vorgesehen ist, wobei das erste Medium von dem Trocknungszylinder (26) abführbar und als Wärmequelle der Wärme¬ pumpe (34) zuführbar ist.
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