EP4532998A1 - Frischluft-wärmeübertrager und verfahren zum bereitstellen erhitzter frischluft mit dem elektrisch beheizten frischluft-wärmeübertrager - Google Patents

Frischluft-wärmeübertrager und verfahren zum bereitstellen erhitzter frischluft mit dem elektrisch beheizten frischluft-wärmeübertrager

Info

Publication number
EP4532998A1
EP4532998A1 EP23729292.5A EP23729292A EP4532998A1 EP 4532998 A1 EP4532998 A1 EP 4532998A1 EP 23729292 A EP23729292 A EP 23729292A EP 4532998 A1 EP4532998 A1 EP 4532998A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fresh air
heat exchanger
fan
air heat
lock
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23729292.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver IGLAUER-ANGRIK
Kevin Woll
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.)
Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Duerr Systems AG filed Critical Duerr Systems AG
Publication of EP4532998A1 publication Critical patent/EP4532998A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/0233—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with air flow channels
    • F28D1/024—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with air flow channels with an air driving element
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02—Details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/108—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering using dry filter elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/022—Air heaters with forced circulation using electric energy supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0052—Details for air heaters
    • F24H9/0057—Guiding means
    • F24H9/0063—Guiding means in air channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements for supplying or controlling air or other gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/001—Air generating units, e.g. movable or independent of drying enclosure
    • F26B21/002—Air generating units, e.g. movable or independent of drying enclosure with means for indirect air heating, i.e. using heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/02—Self-contained room units for air-conditioning, i.e. with all apparatus for treatment installed in a common casing
    • F24F1/028—Self-contained room units for air-conditioning, i.e. with all apparatus for treatment installed in a common casing characterised by air supply means, e.g. fan casings, internal dampers or ducts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/003—Ventilation in combination with air cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H2250/00—Electrical heat generating means
    • F24H2250/02—Resistances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2210/00—Drying processes and machines for solid objects characterised by the specific requirements of the drying goods
    • F26B2210/12—Vehicle bodies, e.g. after being painted
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0035—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for domestic or space heating, e.g. heating radiators

Definitions

  • the present invention relates to a fresh air heat exchanger and a method for providing heated fresh air with a corresponding fresh air heat exchanger.
  • Such fresh air heaters can be arranged on a separate steel construction platform above the dryer. In rare cases, an arrangement below the dryer is also possible, in which case the dryer tunnel itself is supported on a steel structure.
  • the exhaust air is usually cleaned in a gas-powered regenerative-thermal exhaust air purification system, also known as regenerative-thermal oxidation (RTO).
  • RTO gas-powered regenerative-thermal exhaust air purification system
  • the use of waste heat to preheat the supplied fresh air is not possible due to the required channel lengths between the RTO and the fresh air heat exchanger.
  • a corresponding system requires two insulated ducts or duct systems for the heating medium and the fresh air.
  • a dryer usually has an inlet lock at the (front) entrance of the dryer and an outlet lock at the (front) exit of the dryer, the dryer usually comprising several sections arranged one after the other, which together form a treatment channel.
  • intermediate locks can be arranged between the treatment sections of the dryer.
  • the inner stage i.e. the respective recirculating air curtain
  • the flap control i.e. the proportion of recirculated air supplied remains constant.
  • the adjustment of the air proportions only takes place for the fresh air supplied by the fresh air heater, whereby the proportion for the outer stage, i.e. the fresh air curtain, is also kept constant, whereas the proportion for the recirculating air units depends on the utilization of the dryer by an allocating control flap is adapted or can be adapted.
  • this proportion of fresh air does not contribute to reducing the solvent concentration in the lock area and therefore does not reduce the risk of condensation in the cold edge areas of the dryer, such as in the inlet area or in the cooling zones.
  • the present invention is therefore based on the object of creating a fresh air heat exchanger for heating a stream of fresh air, which enables a more flexible and economical arrangement on the dryer level due to a more compact design.
  • heat-absorbing direct evaporation on the evaporator side or heat-emitting direct condensation on the condenser side is also conceivable, in that heat energy is supplied to the working gas via a heat exchanger and thus without an intermediate medium or heat energy is removed from it.
  • Solar thermal energy can also be used for preheating.
  • the heat exchange between the fresh air and the solar thermal heat transfer medium e.g. thermal oil or water
  • the compact design of the fresh air heat exchanger makes it possible to arrange it at the tunnel level, i.e. at the level of the treatment sections of the dryer, preferably in the niches between two circulating air units. Consequently, no additional steel construction is required.
  • the fresh air heat exchanger according to the invention no longer has to be set up at the end of the clean gas line, it is advantageously possible to divide the heat exchanger, i.e. a separate fresh air heat exchanger for the inlet and outlet locks.
  • a separate fresh air heat exchanger for the inlet and outlet locks.
  • no insulated fresh air duct is required over the entire length of the dryer.
  • this can also be supplied with electrically heated fresh air from the fresh air heat exchanger of the inlet lock or the inlet lock unit.
  • the temperature of the fresh air heated in the fresh air heat exchanger is set to the intermediate lock, the heated fresh air flow is divided and correspondingly cold fresh air for the inlet lock is added to the heated fresh air flow.
  • the at least one electrically heated heat transfer unit comprises at least one heating resistance device.
  • the fresh air heat exchanger has at least one silencer unit for reducing the sound emission of the fresh air flow.
  • the at least one filter unit and/or the at least one silencer unit is arranged at least partially above the at least one fan.
  • the electrically heated heat transfer units are arranged one after the other along the fresh air flow. This allows the fresh air flow to be successively heated in order to reach the target temperature when it passes the last heat transfer unit at the latest.
  • the fresh air guide on the suction side of the fan serves to suck in fresh air via the filter units and through the subsequent silencer units and can be referred to as the first flow path, which follows a U-shape from the filter units via the silencer units to the fan .
  • the fresh air flow runs horizontally from the intake through the filter units to the silencer units. The flow then runs vertically through the silencer units before entering the fan as a horizontal flow.
  • the fresh air is guided on the pressure side of the fan, i.e. downstream of the fan, in the longitudinal direction of the housing and therefore preferably - when installed between two circulating air units on the dryer tunnel level - in or against the conveyor technology direction or conveying direction of the workpieces.
  • the flow path downstream of the fan can be viewed as a second flow path.
  • the fresh air preferably flows in a straight line and parallel to the dryer installation level through the heat transfer units, i.e. there is no repeated redirection of the fresh air as in the case of a cross-countercurrent heat exchanger. There are therefore no deflection spaces required, which would require additional installation space perpendicular to this air flow direction.
  • the second flow path runs at least approximately in or against the conveying direction of the treatment system or the treatment room.
  • the at least one fan is a radial fan.
  • the fresh air heat exchanger comprises a housing in which the at least one filter unit, the at least one silencer unit, the at least one fan and the at least one electrically heated heat transfer unit are at least partially accommodated.
  • the object is further achieved by using a fresh air heat exchanger according to the invention as described above for heating a stream of fresh air, which is fed to a treatment system for workpieces, in particular a drying system for vehicle bodies.
  • the object is further achieved according to the invention by a method for providing heated fresh air with an electrically heated fresh air heat exchanger, the method comprising the following steps:
  • the fresh air from the surroundings of the fresh air heat exchanger is sucked in by a fan and cleaned of impurities in the ambient air on the input side as it flows through at least one filter unit.
  • the heated fresh air is discharged from the fresh air heat exchanger towards the dryer's locks.
  • a corresponding treatment system for treating workpieces, in particular vehicle bodies comprises a treatment room, which itself comprises a plurality of treatment room sections, each of which is assigned to one of several separate recirculating air modules of the treatment system, and at least one lock.
  • the lock can have a first stage and a second stage, with fresh air being supplied to the first stage of the lock, and circulating air and/or fresh air being supplied to the second stage.
  • the treatment system further comprises at least one electrically heated fresh air heat exchanger according to the invention, which provides heated fresh air to the at least one lock.
  • a fresh air heat exchanger allows the use of separate fresh air heat exchangers for the inlet and outlet locks, with the heat exchangers of the first stage (fresh air curtain or silhouette) being a constant or of the second stage (recirculating air silhouette or recirculating air and Fresh air silhouette) a variable amount of fresh air is available.
  • At least one controllable and/or regulatable throttle device is arranged between the electrically heated fresh air heat exchanger and the first stage of the at least one lock, so that a constant volume flow of fresh air can be supplied to the first stage of the lock.
  • the second stage of the lock prefferably supplied with 50%, preferably 100%, particularly preferably 200% more circulating air than fresh air.
  • a filter unit is assigned to the first and second stages of the lock.
  • At least one temperature sensor and at least one volume flow probe are arranged between the at least one electrically heated fresh air heat exchanger and the at least one lock and between at least one circulating air module and the at least one lock.
  • a pressure sensor may be assigned to the second stage of the lock to control the lock fan.
  • first and second stages of the lock include slot nozzles to form a silhouette-based air curtain.
  • the speed of the fan of the fresh air heat exchanger according to the invention and thus the amount of fresh air delivered depends on the volume flow required for the drying process in a dryer. Since the amount of air in the two lock stages must be kept constant in every operating state in order to achieve optimal lock function, the excess amount of fresh air is supplied to the first stage via the branching of the fresh air supply to the second stage of the lock, i.e. the recirculation stage.
  • a volume flow probe and a temperature sensor are arranged or installed in the fresh air supply, with the help of which a standard volume flow is calculated.
  • the calculated value serves as a controlled variable for the motor-driven throttle device. It is regulated so that the fresh air flow to the first lock stage is always constant and the excess fresh air flow can be used for the second lock stage.
  • the lock fan can optionally be equipped with a frequency converter.
  • the volume flow can be kept constant with the help of the speed change of the fan and with the help of the motor-operated throttle device or preferably even without the motor-operated throttle device.
  • all electrically operated heating components can be supplied with a medium voltage of, for example, at least approximately 3 kV and/or at most approximately 8 kV, in particular 4160 V to 6600 V, instead of the usual 400 V.
  • a medium voltage of, for example, at least approximately 3 kV and/or at most approximately 8 kV, in particular 4160 V to 6600 V, instead of the usual 400 V.
  • This can be done using special heating elements with appropriate ones Require additional costs, but offers great potential for savings, preferably in the peripheral areas, ie in terms of connections, cables, etc.
  • a significantly lower voltage transformation factor from the supply network is necessary, which, among other things, reduces the size of the transformer station in favor of lower investment costs and saves space.
  • the connection to an electrically operated heating component with such a medium voltage also results in significantly smaller cable diameters.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the entrance area of a treatment system with an electrically heated fresh air heat exchanger and a double lock on the entrance side;
  • a fresh air heat exchanger 100 serves to provide a heated fresh air heat flow within a treatment system 10 of workpieces (not shown).
  • FIGS. 1 to 3 For a simplified description of the fresh air flow, a three-dimensional coordinate system with the axes x, y, z was introduced in FIGS. 1 to 3.
  • the filter unit 102 and the silencer unit 104 are arranged above the centrifugal fan 106.
  • the fresh air flows in the x direction, i.e. in a horizontal direction, along a second, straight flow path 120.
  • the heat energy generated by means of a heating resistance device of the electrically heated heat transfer unit 108 is transferred to the fresh air flow before it leaves the housing 110 or is led out of it as heated fresh air 122 or heated fresh air heat flow.
  • a treatment system 10 for example a drying system 12
  • the treatment system 10 includes a treatment room 200 with several treatment room sections, of which a first treatment room section 202 or a first heating zone is shown in FIG. 1.
  • the circulating air module 204 includes a circulating air fan 206, a measuring port for manual measurements 208 and a heat exchanger 210.
  • the treatment room 200 includes a two-stage lock 214, which preferably forms a silhouette-based air curtain in order, among other things, to keep the solvents in the treatment room 200 or to prevent them from being released into the environment.
  • a two-stage lock 214 which preferably forms a silhouette-based air curtain in order, among other things, to keep the solvents in the treatment room 200 or to prevent them from being released into the environment.
  • a pivotable shield can be attached between the stages 216, 218, which, when swung out, acts as a physical barrier that supports the lock function and at the same time stabilizes the air flow of the first stage 216.
  • the lock 214 is supplied with heated fresh air 122 via a fresh air supply 230 from a fresh air heat exchanger 100, as described above in connection with FIGS. 1 to 3.
  • the compensator 232 is an element for compensating movements in the corresponding pipeline of the fresh air supply 230, in particular in the event of thermal changes in length, vibrations, wall penetrations or settlement phenomena.
  • a temperature sensor 234 and a volume flow probe 236, in particular a dynamic pressure probe, are arranged upstream of the throttle device 233 and downstream of the measuring port 226.
  • the fresh air supply 230 is also branched off at a branch 238 in the direction of the second stage 218 in order to also be able to supply the second stage 218 with fresh air.
  • a further compensator 246 and a further measuring port for manual measurements 248 are arranged downstream of the motor-driven throttle device 244 before the branched fresh air stream is supplied to the circulating air stream.
  • a further throttle device 250 for adjusting the volume flow is arranged downstream of the fresh air supply 230 into the circulating air flow.
  • a further compensator 252 or 254 is arranged directly upstream and downstream of the lock fan 243.
  • the speed of the radial compressor 106 of the fresh air heat exchanger 100 and thus the amount of fresh air delivered or supplied depends on which air mass flow is required for the treatment process or the drying process. Since in particular the amount of fresh air in the first stage 216 of the lock 214 must be kept constant in order to achieve optimal lock function, the Excess amount of fresh air is supplied via the branch 238 to the second stage 218, i.e. the recirculation stage.
  • the temperature sensor 234 and the volume flow probe 236 are provided in the fresh air supply 230.
  • the (standard) volume flow can be determined, which serves as a controlled variable for the motor-driven throttle device 242.
  • This throttle device 242 can be regulated so that the fresh air flow to the first stage 216 is always constant and the excess fresh air portion is led to the second stage 218.
  • the drying process is carried out with a high amount of fresh air, ie a high dryer utilization, then the excess fresh air proportion is correspondingly high, preferably a maximum of up to 7500 Nm 3 /h. As a result, the proportion of circulating air mixed in for the second stage 218 is lower.
  • the amount of fresh air provided by the fresh air heat exchanger is just enough to supply the first stage 216 of the lock 214 with fresh air.
  • the motor-driven throttle device 242 is completely or largely closed and the air for the second stage 218 must be completely supplied by means of the Lock fan 243 is sucked in from the adjacent first treatment room section 202.
  • the advantage of supplying the excess fresh air portion to the second stage 218 depending on the utilization of the treatment system 10 is that fresh air is no longer mixed directly into the recirculation air modules 204, as was previously the case, which means that all of the fresh air is available to the lock 214 for this purpose to help reduce the solvent content in the atmosphere of the treatment room 200 at its edge areas to a minimum. In this way, the risk of solvent recondensation in these cooler edge areas is counteracted even better.
  • Air circulation filter unit two-stage lock first stage of the lock second stage of the lock

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Frischluft-Wärmeübertrager (100) zum Erhitzen eines Frischluftstromes, umfassend: mindestens einen Ventilator (106) zur Ansaugung von Frischluft und Erzeugung eines Frischluftstromes; und mindestens eine elektrisch beheizte Wärmeübertragungseinheit (108) zur Übertragung von Wärmeenergie auf den Frischluftstrom.

Description

Frischluft-Wärmeübertrager und Verfahren zum Bereitstellen erhitzter Frischluft mit dem elektrisch beheizten Frischluft-Wärmeübertrager
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Frischluft-Wärmeübertrager und ein Verfahren zum Bereitstellen erhitzter Frischluft mit einem entsprechenden Frischluft- Wärmeübertrager.
Aus der Praxis ist bekannt, dass innerhalb von Behandlungsanlagen von Werkstücken, insbesondere innerhalb von Trocknungsanlagen (kurz Trockner) für Fahrzeugkarosserien, Frischlufterhitzer zum Einsatz kommen, welche die den Schleusenbereichen einer solchen Anlage zugeführte Frischluft erhitzen, um eine Kondensatbildung insbesondere in den Schleusenbereichen der Anlage zu vermeiden.
Es sind im Allgemeinen hinsichtlich der Beheizung derartiger Frischlufterhitzer folgende zwei Möglichkeiten bekannt.
Zum einen kann bei Trocknern mit einer rekuperativ arbeitenden thermischen Abluftreinigung (TAR) der Reingasenthalpiestrom trocknernah zur Frischlufterwärmung genutzt werden, d.h. die Wärmeenergie des aus der TAR geführten Reingases wird auf die dem Trockner zugeführte Frischluft übertragen.
Zum anderen kann im Falle einer Brennerbeheizung die Frischlufterwärmung entweder direkt, d.h. beispielsweise mittels eines Gasflächenbrenners, oder indirekt mittels einer Brennkammer mit Rauchgaswärmetauscher erfolgen.
Ein entsprechender Frischlufterhitzer umfasst demnach bekanntermaßen folgende Komponenten: eine Ansaugung mit Filter, wobei die Ansaugung z.B. direkt aus der Halle des Trockners erfolgt; einen Schalldämpfer; einen Wärmetauscher zur Übertragung der Wärmeenergie des Reingases auf die zugeführte Frischluft oder eine Brennkammer zur Verbrennung eines Brennergases mit zugeführter Frischluft; einem Ventilator; und die erforderlichen Frischluft- und Reingaskanäle. Hierbei kann der Frischlufterhitzer entweder integriert in ein Gehäuse oder freistehend ausgebildet sein, wobei bei der letzteren Ausführungsform die Einzelkomponenten mittels eines Kanalwerks verbunden sind.
Derartige Frischlufterhitzer lassen sich einerseits auf einer separaten Stahlbaubühne oberhalb des Trockners anordnen. In seltenen Fällen ist auch eine Anordnung unterhalb des Trockners möglich, wobei dann der Trocknertunnel selbst auf einem Stahlbau gelagert ist.
Andrerseits ist im Falle einer Reingasbeheizung eine Anordnung des Frischlufterhitzers am Anfang oder Ende des Reingasstranges, d.h. am Anfang oder Ende des Trockners möglich, insbesondere um die Temperatur des Reingases mit Hilfe der zugeführten Frischluft auf ein niedriges Temperaturniveau zu senken, bevor es in die Atmosphäre abgegeben wird, d.h. vorzugsweise über das Dach aus der Halle nach draußen herausgeführt. Für die Temperaturabsenkung des Reingases durch die zugeführte Frischluft wird bevorzugt ein Gegenstromwärmetäuscher verwendet.
In einem brennerbeheizten Trockner wird die Abluft gewöhnlicherweise in einer gasbetriebenen regenerativ-thermischen Abluftreinigungsanlagen gereinigt, was auch als regenerativ-thermische Oxidation (RTO) bezeichnet wird. Eine derartige Anlage ist allerdings aufgrund ihrer Bauweise mit in der Regel drei Kammern und den damit verbundenen Dimensionen für eine Aufstellung außerhalb des Gebäudes, d.h. der Halle, konzipiert. Somit kommt eine Abwärmenutzung zur Vorwärmung der zugeführten Frischluft aufgrund der erforderlichen Kanallängen zwischen der RTO und dem Frischluftwärmetauscher in den allermeisten Fällen nicht zur Anwendung.
Ferner ist eine kompakte Bauweise aufgrund des voluminösen Reingaswärmetauschers bzw. der voluminösen Brennkammer nicht möglich.
Zudem erfordert eine entsprechende Anlage zwei isolierte Kanäle bzw. Kanalsysteme für das Heizmedium und die Frischluft.
Außerdem ergeben sich hinsichtlich der Aufstellungsmöglichkeiten Einschränkungen. So ist bei einer Anordnung oberhalb des Trockners eine zusätzliche Stahlbaubühne erforderlich. Unabhängig vom Aufstellungsort ist zusätzlich immer ein isolierter Frischluftkanal über mindestens einmal die gesamte Trocknerlänge erforderlich, insbesondere dann, wenn ausgehend vom Frischluftwärmetauscher beide Schleusen (Ein- und Auslauf) angebunden werden müssen.
Wie bereits erwähnt, wird die im Frischlufterhitzer erhitzte Frischluft dem Trockner zugeführt und zwar zum einen den Schleusenbereichen des Trockners und zum anderen den Umluft-Aggregaten bzw. den Umluftmodulen der Abschnitte des Trockners, in denen die Werkstücke behandelt bzw. getrocknet werden.
Ein Trockner weist in der Regel eine Einlaufschleuse am (stirnseitigen) Eingang des Trockners und eine Auslaufschleuse am (stirnseitigen) Ausgang des Trockners auf, wobei der Trockner in der Regel mehrere, nacheinander angeordnete Abschnitte umfasst, welche zusammen einen Behandlungskanal ausbilden. Daneben können zwischen den Behandlungsabschnitten des Trockners noch Zwischenschleusen angeordnet sein.
Die Einlauf-, die Zwischen- und die Auslaufschleusen können einstufig, die Einlauf- und die Auslaufschleusen alternativ auch zweistufig ausgebildet sein.
Im Falle einstufig ausgebildeter Schleusen wird ein konstanter Frischluftvolumenstrom in diese Schleusen jeweils mit Hilfe eines Kanals ausgehend vom Frischlufterhitzer geführt.
Mit Hilfe weiterer Kanäle und entsprechenden Stichleitungen zu den einzelnen Umluft- Aggregaten wird zudem ein variabler Frischluftvolumenstrom in die Umluft-Aggregate geführt.
Eine Frischluftregelklappe dient in diesem Zusammenhang dazu, die Frischluftmengen so zu regeln, dass den Umluft-Aggregaten in Abhängigkeit der Trocknerauslastung variable Frischluftanteile zugeführt werden, während den Schleusen stets ein konstanter Frischluftanteil zugeführt wird. Denn bei geringer Trocknerauslastung, bezogen z.B. auf Lacktrockner, treten weniger Lösemittel aus den lackierten Oberflächen des zu trocknenden Werkstücks. Entsprechend geringer kann auch die Gesamtfrischluftmenge sein, die in den Trockner eingetragen wird, bzw. der variable Anteil, der den Umluft- Aggregaten zugeführt wird. Im Falle zweistufig ausgebildeter Einlauf- und/oder Auslaufschleusen, d.h. Schleusen an der Stirnseite des Trockners mit einem doppeltem, silhouettenbasierten Luftvorhang, wird jeweils der äußere Luftvorhang bzw. die äußere Stufe über einen eigenen Kanal mit im Frischlufterhitzer erhitzter Frischluft versorgt (Frischluftvorhang), während der jeweils innere Luftvorhang bzw. die innere Stufe mit Umluft aus dem angrenzenden Umluft- Aggregat versorgt wird (Umluftvorhang). Angrenzend bedeutet hierbei, dass die innere Stufe der Auslaufschleuse mit Umluft aus dem letzten Behandlungsabschnitt des Trockners, also der letzten Haltezone, bzw. die innere Stufe der Einlaufschleuse mit Umluft aus dem ersten Behandlungsabschnitt des Trockners, also der ersten Aufheizzone, versorgt wird.
Anders formuliert kann der Frischluftvorhang als eine Barriere, die auf ihrer nach außen weisenden Seite an einen kälteren Bereich angrenzt, betrachtet werden. So bildet der Frischluftvorhang einer Einlaufschleuse vorzugsweise eine Barriere zwischen der Umgebung des Behandlungsraums und dem Umluftvorhang der Einlaufschleuse, während der Frischluftvorhang einer Auslaufschleuse vorzugsweise eine Barriere zwischen einer dem Behandlungsraum nachgeordneten Kühlzone und dem Umluftvorhang der Auslaufschleuse bildet.
Im Rahmen des bereits vorgestellten Frischluft-/Abluftkonzepts wird im Falle von zweistufigen Schleusen die innere Stufe, d.h. der jeweilige Umluftvorhang, nicht direkt von der Klappenregelung beeinflusst, d.h. der zugeführte Umluftanteil bleibt konstant. Die Anpassung der Luftanteile erfolgt also nur für die vom Frischlufterhitzer zugeführte Frischluft, wobei auch hier der Anteil für die äußere Stufe, d.h. den Frischluftvorhang, konstant gehalten wird, wohingegen der Anteil für die Umluft-Aggregate in Abhängigkeit der Auslastung des Trockners durch eine zuteilende Regelklappe angepasst wird bzw. anpassbar ist.
Nachteilig an einer bisherigen variablen Frischluft-/ Abluftregelung ist, dass dieser Ansatz sowohl im Falle der Reingas- als auch der Brennerbeheizung zwei isolierte Frischluftkanäle und zwar einen Schleusenkanal für einen konstanten Frischluftanteil und isolierten Aggregatkanal für die variablen Frischluftanteil erforderlich macht. Diese Kanäle müssen zum anderen Ende des Trockners - in der Regel zur Einlaufschleuse - geführt werden. Dies entspricht bei einem 30 jph-Trockner einer Kanallänge von 15 Fahrzeuglängen und bei einem 60 jph-Trockner dementsprechend einer Kanallänge von 30 Fahrzeuglängen. Hinzukommt, dass durch die Zuführung des variablen Frischluftanteils zu den Umluft- Aggregaten eben dieser Anteil der Frischluft nicht dazu beiträgt, die Lösemittelkonzentration im Schleusenbereich herabzusenken und damit auch nicht die Gefahr einer Kondensation derselben in den kalten Randbereichen des Trockners, wie z.B. im Einlaufbereich oder in den Kühlzonen, zu minimieren.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Frischluft- Wärmeübertrager zum Erhitzen eines Frischluftstromes zu schaffen, welcher durch eine kompaktere Bauweise eine flexiblere und sparsamere Anordnung auf der Trocknerebene ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Frischluft- Wärmeübertrager zum Erhitzen eines Frischluftstromes bereitgestellt wird, welcher Folgendes umfasst: mindestens einen Ventilator zur Ansaugung von Frischluft und Erzeugung eines Frischluftstromes, und mindestens eine elektrisch beheizte Wärmeübertragungseinheit zur Übertragung von Wärmeenergie auf den Frischluftstrom.
Es ist vorteilhaft, wenn die zu erhitzende Frischluft vor der Zuführung in einer Vorwärmvorrichtung vorgewärmt wird.
Dieser Ansatz ist insbesondere dann wirtschaftlich und nachhaltig, wenn hierfür Abwärme des Trockners oder regenerative Energiequellen zum Einsatz kommen, da auf diese Weise der Bedarf an Strom mit einer hohen Energiequalität (Exergie) reduziert werden kann.
Dies kann einerseits durch eine elektrische und damit flammenlose Anlage zur regenerativen-thermischen Oxidation der Trocknerabluft realisiert werden. Im Unterschied zu einer gasbeheizten RTO (siehe oben), kann die elektrische RTO aufgrund ihrer Bauweise (Einzelbett) innerhalb des Gebäudes und damit trocknernah aufgestellt werden. Dieses Vorgehen macht eine Frischluftvorwärmung mittels eines Reingasenthalpiestroms im Anschluss an die elektrische RTO möglich. Die elektrische RTO hat die Besonderheit eines niedrigen Temperaturhubs von ca. 20 K im Zuge der thermischen Oxidation. Der Enthalpiestrom des Reingases reicht in der Regel nicht aus, um die Frischluft allein mit Hilfe eines Wärmetauschers, welcher die Wärmeenergie des Reingases auf die Frischluft überträgt, auf die gewünschte Solltemperatur zu bringen. Hingegen ermöglicht die Kombination aus einer Vorwärmung der Frischluft und anschließender elektrischer Temperaturanhebung im erfindungsgemäßen Frischluft-Wärmeübertrager ein effizientes Erreichen der Solltemperatur.
Andrerseits kann zur Vorwärmung der Frischluft einer Wärmepumpe genutzt werden. Bei dieser Form der Vorwärmung wird eine geringe Menge nicht weiter nutzbarer Abwärme (z.B. Kühlzonenabluft mit einer Temperatur im Bereich von z.B. 40 °C bis 50 °C oder der restliche Reingasenthalpiestrom nach der RTO mit einer Temperatur im Bereich von z.B. 60 °C bis 100 °C) unter Einsatz von mechanischer Antriebsenergie auf ein für die Vorwärmung der Frischluft nutzbares Temperaturniveau gebracht. Der Wärmetausch zwischen der Wärmpumpe und der Frischluft bzw. dem Reingas kann z.B. über einen Wasser-Luft-Wärmetauscher erfolgen.
Denkbar ist aber auch eine wärmeaufnehmende Direktverdampfung auf der Verdampferseite bzw. eine wärmeabgebende Direktkondensation auf der Kondensatorseite, indem dem Arbeitsgas über einen Wärmeübertrager und damit ohne ein Zwischenmedium Wärmeenergie zugeführt wird bzw. diesem Wärmeenergie abgeführt.
Des Weiteren kann für die Vorwärmung Solarthermie verwendet werden. Der Wärmetausch zwischen der Frischluft und dem solarthermischen Wärmeträgermedium (z.B. Thermalöl oder Wasser) erfolgt beispielsweise über einen Wasser-Luft- Wärmetauscher oder Öl-Luft-Wärmetauscher.
Ein erfindungsgemäßer Frischluft-Wärmetauscher hat den Vorteil, dass innerhalb der Behandlungsanlage bzw. innerhalb des Trockners eine vereinfachte Kanalführung aufgrund des Wegfalls des Heizmediums erreicht werden kann, da nur noch die Kanalführung für die Frischluft erforderlich ist. Außerdem lässt sich eine gegenüber einem Reingaswärmetauscher mit Brennkammerkonzept reduzierte Tiefe und Länge des gesamten Wärmeübertragers realisieren. Durch die kompakte Bauweise kann vorteilhafterweise ein integrierter Einbau in ein Umluft-Aggregat oder in eine Schleuse bzw. ein Schleusenmodul erfolgen. Außerdem kann beispielsweise der bisher nicht genutzte Zwischenraum zwischen Trockneraußenwand und Trocknerinnenwand (Nutzraumwand) zur Anordnung des erfindungsgemäßen Frischluft-Wärmetauschers verwendet werden.
Im Unterschied zum Stand der Technik macht die kompakte Bauweise des Frischluft- Wärmeübertragers es möglich, diesen auf der Tunnelebene, d.h. auf der Ebene der Behandlungsabschnitte des Trockners anzuordnen, bevorzugt in den Nischen zwischen zwei Umluft-Aggregate. Folglich ist kein zusätzlicher Stahlbau erforderlich.
Da der erfindungsgemäße Frischluft-Wärmetauscher nicht mehr am Ende des Reingasstranges aufgestellt werden muss, ist vorteilhafterweise eine Teilung des Wärmetauschers möglich, d.h. ein separater Frischluft-Wärmetauscher für Einlauf- und Auslaufschleuse. Es ist somit vorzugsweise kein isolierter Frischluftkanal über die ganze Trocknerlänge hinweg erforderlich.
Im Falle einer Zwischenschleuse kann diese ferner mit elektrisch erhitzter Frischluft vom Frischluft-Wärmeübertrager der Einlaufschleuse bzw. des Einlaufschleusen-Aggregats versorgt werden. In diesem Zusammenhang wird die Temperatur der im Frischluft- Wärmeübertrager erhitzten Frischluft auf die Zwischenschleuse eingestellt, der erhitzte Frischluftstrom aufgeteilt und entsprechend kalte Frischluft für die Einlaufschleuse zum erhitzten Frischluftstrom zugemischt.
Es ist ferner vorgesehen, dass die mindestens eine elektrisch beheizte Wärmeübertragungseinheit mindestens eine Heizwiderstandseinrichtung umfasst.
Die elektrisch beheizte Wärmeübertragungseinheit, welche auch als Register bezeichnet wird, umfasst als Heizwiderstandseinrichtung vorzugsweise Heizstäbe mit einem den Heizdraht umgebenden Profilrohr. Dadurch ergibt sich eine geringe Schmutzanhaftung und zugleich eine gute Reinigungsmöglichkeit.
Alternativ können offene, elektrisch isolierte Drahtspulen mit hoher Temperaturbeständigkeit verwendet werden. Die Frischluftstrom strömt dabei direkt über den Heizdraht; auf diese Weise wird eine maximale Wärmeübertragungseffizienz erzielt. Diese Alternative ist eine kostengünstige Variante im Vergleich zu den Heizstäben mit Profil rohr. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine elektrisch beheizte Wärmeübertragungseinheit stromabwärts des mindestens einen Ventilators angeordnet ist.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Frischluft-Wärmeübertrager mindestens eine Filtereinheit zur Filterung der angesaugten Frischluft aufweist.
Da die Frischluft beispielsweise aus der den Trockner umgebenden Halle angesaugt wird, ist eine Filterung der angesaugten vorteilhaft, um eine Verunreinigung insbesondere der Heizwiderstandseinrichtung zu verhindern. Eine Filterung ist an dieser Stelle ausreichend, da die angesaugte Frischluft noch nicht mit Trockneratmosphäre in Berührung gekommen ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Frischluft- Wärmeübertrager mindestens eine Schalldämpfereinheit zur Reduzierung der Schallemission des Frischluftstromes aufweist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Filtereinheit und/oder die mindestens eine Schalldämpfereinheit stromaufwärts des mindestens einen Ventilators angeordnet ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Filtereinheit und/oder die mindestens eine Schalldämpfereinheit zumindest teilweise oberhalb des mindestens einen Ventilators angeordnet ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Frischluft- Wärmeübertrager mindestens zwei, vorzugsweise drei elektrisch beheizte Wärmeübertragungseinheiten aufweist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die elektrisch beheizten Wärmeübertragungseinheiten entlang des Frischluftstromes nacheinander angeordnet sind. Dadurch kann der Frischluftstrom sukzessive erhitzt werden, um spätestens beim Passieren der letzten Wärmeübertragungseinheit die Solltemperatur zu erreichen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein erster Strömungspfad des Frischluftstromes stromaufwärts des Ventilators senkrecht zu einem zweiten Strömungspfad des Frischluftstromes stromabwärts des Ventilators ist.
Die Frischluftführung auf der Saugseite des Ventilators, d.h. stromaufwärts des Ventilators, dient zur Ansaugung der Frischluft über die Filtereinheiten und durch die nachfolgenden Schalldämpfereinheiten und kann als erster Strömungspfad bezeichnet werden, welcher von den Filtereinheiten über die Schalldämpfereinheiten bis hin zum Ventilator einer U-Forrn folgt. Bezogen auf Aufstellebene des Trockners verläuft der Frischluftstrom von der Ansaugung über die Filtereinheiten bis zu den Schalldämpfereinheiten horizontal. Anschließend verläuft die Strömung vertikal durch die Schalldämpfereinheiten, bevor sie dann als horizontale Strömung in den Ventilator einströmt.
Die Frischluftführung auf der Druckseite des Ventilators, d.h. stromabwärts des Ventilators, erfolgt in Längsrichtung des Gehäuses und damit vorzugsweise - bei einer Aufstellung zwischen zwei Umluft-Aggregaten auf der Trocknertunnelebene - in oder gegen die Fördertechnikrichtung bzw. Förderrichtung der Werkstücke. Der Strömungsverlauf stromabwärts des Ventilators kann als zweiter Strömungspfad betrachtet werden. Hierbei strömt die Frischluft vorzugsweise geradlinig und parallel zur Trockneraufstellungsebene durch die Wärmeübertragungseinheiten, sprich es erfolgt keine wiederholte Umlenkung der Frischluft wie im Falle eines Kreuz-Gegenstrom- Wärmetauschers. Es sind somit keine Umlenkräume erforderlich, die zusätzlichen Bauraum senkrecht zu dieser Luftführungsrichtung erforderlich machen würden.
Die Ebenen des ersten und des zweiten Strömungspfades bzw. die Strömungspfade sind vorzugsweise senkrecht zueinander.
Weiter vorzugsweise verläuft der zweite Strömungspfad zumindest annähernd in oder entgegen der Förderrichtung der Behandlungsanlage bzw. des Behandlungsraums. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Ventilator ein Radialventilator ist.
Durch einen Radialventilator wird der stromaufwärtsseitige Frischluftstrom in Bezug auf seine Strömungsrichtung in einen stromabwärtsseitigen Frischluftstrom überführt, der senkrecht zum ersteren verläuft. Der Radialverdichter bewirkt demnach, dass der erste Strömungspfad senkrecht zu dem zweiten Strömungspfad verläuft.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Frischluft- Wärmeübertrager ein Gehäuse umfasst, in welchem die mindestens eine Filtereinheit, die mindestens eine Schalldämpfereinheit, der mindestens eine Ventilator und die mindestens eine elektrisch beheizte Wärmeübertragungseinheit zumindest teilweise aufgenommen sind.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine Serviceseite umfasst, welche mindestens einen Wartungszugang aufweist.
Die Aufgabe wird ferner durch die Verwendung eines wie zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Frischluft-Wärmeübertragers zum Erhitzen eines Frischluftstromes gelöst, welcher einer Behandlungsanlage für Werkstücke, insbesondere einer Trocknungsanlage für Fahrzeugkarosserien, zugeführt wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiter durch ein Verfahren zum Bereitstellen erhitzter Frischluft mit einem elektrisch beheizten Frischluft-Wärmeübertrager gelöst, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Ansaugen von Frischluft aus einer Umgebung des Frischluft-Wärmeübertragers, Filtern der angesaugten Frischluft, Reduzieren der Schallemission der angesaugten Frischluft,
Umlenken der Strömungsrichtung des Frischluftstromes und Verdichten des Frischluftstromes,
Übertragen von Wärmeenergie, welche von mindestens einer Heizwiderstandseinrichtung erzeugt wird, auf den Frischluftstrom, und Abführen der erhitzten Frischluft. Die Frischluft aus der Umgebung des Frischluft-Wärmeübertragers wird durch einen Ventilator angesaugt und eingangsseitig beim Durchströmen mindestens einer Filtereinheit von Verunreinigungen in der Umgebungsluft gereinigt.
Anschließend wird die Schallemission innerhalb einer Schalldämpfereinheit reduziert.
Sodann wird der Frischluftstrom durch einen Ventilator geführt, vorzugsweise einen Radialventilator, welcher den Frischluftstrom verdichtet und in eine Richtung umlenkt, welche senkrecht zu der stromaufwärtsseitigen Richtung des Frischluftstromes steht.
Hiernach umströmt der Frischluftstrom mindestens eine elektrisch beheizte Wärmeübertragungseinheit, welche jeweils eine Heizwiderstandseinrichtung aufweisen.
Schließlich wird die erhitzte Frischluft aus dem Frischluft-Wärmeübertrager abgeführt in Richtung der Schleusen des Trockners.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt des Vorwärmens der Frischluft in einer Vorwärmvorrichtung umfasst, wobei Vorwärmvorrichtung eine Wärmepumpe, eine regenerative thermische, insbesondere rein elektrisch betriebene und flammenlose, Oxidationsvorrichtung oder eine Solarthermievorrichtung, welche Thermalöl oder Wasser umfasst, ist.
Die erhitzte Frischluft wird sodann in einer Behandlungsanlage für Werkstücke, insbesondere einer Trocknungsanlage für Fahrzeugkarosserien verwendet bzw. dieser bereitgestellt, damit die Schleusen dieser Behandlungsanlage mit erhitzter Frischluft versorgt werden können.
Eine entsprechende Behandlungsanlage zum Behandeln von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, umfasst einen Behandlungsraum, welcher selbst mehrere Behandlungsraumabschnitte, die jeweils einem von mehreren separaten Umluftmodulen der Behandlungsanlage zugeordnet sind, und mindestens eine Schleuse umfasst. Die Schleuse kann eine erste Stufe und eine zweite Stufe aufweisen, wobei der ersten Stufe der Schleuse Frischluft zuführbar ist, und wobei der zweiten Stufe Umluft und/oder Frischluft zuführbar ist. Es ist vorgesehen, dass die Behandlungsanlage weiter mindestens einen erfindungsgemäßen, elektrisch beheizten Frischluft-Wärmeübertrager umfasst, welcher der mindestens einen Schleuse erhitzte Frischluft bereitstellt.
Die Verwendung eines erfindungsgemäßen Frischluft-Wärmeübertragers erlaubt einen Einsatz von separaten Frischluft-Wärmetauschern für die Einlauf- und die Auslaufschleuse, wobei die Wärmetauscher der ersten Stufe (Frischluftvorhang bzw. - Silhouette) eine konstante bzw. der jeweils zweiten Stufe (Umluftsilhouette oder Umluft- und Frischluftsilhouette) eine variable Frischluftmenge zur Verfügung.
Vorteilhaft ist daran, dass - insbesondere bei diesen doppelstufigen Schleusen - kein isolierter Frischluftkanal für die konstante Schleusenluft über die ganze Trocknerlänge hinweg erforderlich ist. Ebenso ist kein isolierter Frischluftkanal für die variable Luft zu den Umluft-Aggregaten über die ganze Trocknerlänge hinweg mehr erforderlich, da nun die gesamte Frischluft im Bereich der Schleuse genutzt wird.
Zudem ist vorstellbar, dass zwischen dem elektrisch beheizten Frischluft- Wärmeübertrager und der ersten Stufe der mindestens einen Schleuse mindestens eine steuer- und/oder regelbare Drosseleinrichtung angeordnet ist, so dass der ersten Stufe der Schleuse ein konstanter Volumenstrom aus Frischluft zuführbar ist.
Außerdem kann zwischen einem Behandlungsraumabschnitt und der zweiten Stufe der mindestens einen Schleuse mindestens eine weitere steuer- und/oder regelbare Drosseleinrichtung angeordnet sein, so dass der zweiten Stufe der Schleuse ein konstanter Volumenstrom aus Umluft und/oder Frischluft zuführbar ist.
Die erste, der ersten Stufe zugeordnete Drosseleinrichtung stellt damit den Volumenstrom zur ersten Stufe sicher, indem der überschüssige Frischluftanteil in den Strang bzw. die Führung der zweiten Stufe entlassen wird. Der gesamte Volumenstrom zur zweiten Stufe wird über die weitere, zweite Drosseleinrichtung geregelt, so dass die zweite Stufe ebenfalls mit einem konstanten Volumenstrom versorgt wird. Weiter kann vorgesehen sein, dass der zweiten Stufe der Schleuse ein Schleusenventilator zugeordnet ist. Der Schleusenventilator umfasst vorzugsweise einen Frequenzumrichter bzw. ist frequenzgeregelt - und/oder gesteuert.
Möglich ist außerdem, dass der zweiten Stufe der Schleuse 50 %, bevorzugt 100 %, besonders bevorzugt 200 % mehr Umluft als Frischluft zuführbar ist.
Auch kann vorgesehen sein, dass der ersten und der zweiten Stufe der Schleuse jeweils eine Filtereinheit zugeordnet ist.
Vorstellbar ist zudem, dass zwischen dem mindestens einen elektrisch beheizten Frischluft-Wärmeübertrager und der mindestens einen Schleuse und zwischen mindestens einem Umluftmodul und der mindestens einen Schleuse jeweils mindestens ein Temperatursensor und mindestens eine Volumenstromsonde angeordnet sind.
Zudem ist es möglich, dass der zweiten Stufe der Schleuse ein Drucksensor zur Regelung des Schleusenventilators zugeordnet ist.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die erste und zweite Stufe der Schleuse Schlitzdüsen zur Ausbildung eines silhouettenbasierten Luftvorhangs umfassen.
Im Falle einer Einlaufschleuse kann somit der Ventilator des erfindungsgemäßen Frischluft-Wärmeübertragers die Frischluftsilhouette der ersten Stufe der Schleuse mit Frischluft versorgen.
Ein eigener Schleusenventilator versorgt daneben die Umluftsilhouette der zweiten Stufe der Schleuse mit Umluft aus dem angrenzenden Behandlungsraumabschnitt bzw. der angrenzenden Aufheiz-/T rocknerzone.
Die Frischluft- und Umluftführung sind über eine Verzweigung miteinander verbunden.
Die Zusammenführung beider Luftführungen mündet auf der Saugseite des Schleusenventilators. Der Schleusenventilator kann auf diese Weise sowohl mit Frischluft als auch mit Umluft gespeist werden kann. In beiden saugseitigen Zuführungen, d.h. für Frisch- und Umluft, des Schleusenventilators ist eine motorgetriebene Drosseleinrichtung angeordnet, mit deren Hilfe einerseits die Luftmengenanteile der Frischluft und der Umluft für die Stufen der Schleuse eingestellt werden können, andererseits wird mit ihrer Hilfe aber auch verhindert, dass es zu einer ungewollten Strömungsumkehr der Schleusenluft (Frischluft- und Umluftschleuse) kommt.
Die Drehzahl des Ventilators des erfindungsgemäßen Frischluft-Wärmeübertragers und damit die geförderte Frischluftmenge hängt davon ab, welcher Volumenstrom für den Trocknungsprozess in einem Trockner benötigt wird. Da die Luftmenge der beiden Schleusenstufen in jedem Betriebszustand konstant gehalten werden muss, um eine optimale Schleusenfunktion zu erzielen, wird die überschüssige Frischluftmenge der ersten Stufe über die Verzweigung der Frischluftzuführung der zweiten Stufe der Schleuse, also der Umluftstufe, zugeführt.
Hierfür ist in der Frischluftzuführung eine Volumenstromsonde und ein Temperatursensor angeordnet bzw. installiert, mit deren Hilfe ein Normvolumenstrom berechnet wird. Der berechnete Wert dient als Regelgröße für die motorbetriebene Drosseleinrichtung. Sie wird so geregelt, dass der Frischluftstrom zur ersten Schleusenstufe stets konstant ist und der überschüssige Frischluftstrom für die zweite Schleusenstufe genutzt werden kann.
Der Schleusenventilator greift zur Sicherstellung des konstanten Volumenstroms der zweiten Schleusenstufe auf das Signal des dieser zugeorndneten Drucksensors zurück. Die motorbetriebene Drosseleinrichtung wird so geregelt, dass der überschüssige Frischluftstrom zusammen mit dem Umluftstrom einen konstanten Volumenstrom für die zweite Schleusenstufe ergibt.
Optional kann der Schleusenventilator mit einem Frequenzumformer ausgestattet sein. In diesem Fall kann mit Hilfe der Drehzahländerung des Ventilators und mit Hilfe der motorbetriebenen Drosseleinrichtung oder vorzugsweise sogar ohne die motorbetriebene Drosseleinrichtung der Volumenstrom konstant gehalten werden.
Vorzugsweise können alle elektrisch betriebenen Heizkomponenten, wie u.a. Frischluft- Wärmeübertrager, mit einer Mittelspannung von beispielsweise mindestens ungefähr 3 kV und/oder höchstens ungefähr 8 kV, insbesondere 4160 V bis 6600 V, statt der üblichen 400 V versorgt werden. Das kann zwar besondere Heizelemente mit entsprechenden Mehrkosten erfordern, bietet jedoch vorzugsweise in der Peripherie, d.h. bzgl. der Anschlüsse, Kabel, etc., große Einsparpotentiale. Außerdem ist ein wesentlich geringerer Faktor der Spannungstransformation aus dem Versorgungsnetz notwendig, was u.a. die Trafostation zugunsten geringerer Investitionskosten verkleinert und Platz spart. Der Anschluss an eine elektrisch betriebene Heizkomponente mit einer derartigen Mittelspannung bringt zudem deutlich geringere Kabeldurchmesser mit sich.
Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
In den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine schematische isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen, elektrisch beheizten Frischluft-Wärmetauschers;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Stirnseite des erfindungsgemäßen, elektrisch beheizten Frischluft-Wärmetauschers;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Serviceseite des erfindungsgemäßen, elektrisch beheizten Frischluft-Wärmetauschers; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Eingangsbereichs einer Behandlungsanlage mit einem elektrisch beheizten Frischluftwärmetauscher und einer eingangsseitigen Doppelschleuse;
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Ein in den Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellter Frischluft-Wärmetauscher 100 dient zur Bereitstellung eines erhitzten Frischluftwärmestromes innerhalb einer Behandlungsanlage 10 von Werkstücken (nicht dargestellt).
Die Behandlungsanlage 10 ist beispielsweise eine Trocknungsanlage 12 zum Trocknen von Werkstücken. Die Werkstücke sind beispielsweise Fahrzeugkarosserien.
Insbesondere zur vereinfachten Beschreibung des Frischluftstromes wurde in den Fig. 1 bis 3 ein dreidimensionales Koordinatensystem mit den Achsen x, y, z eingeführt.
Der Frischluft- Wärmetauscher 100 umfasst eine Filtereinheit 102, eine Schalldämpfereinheit 104, einen Radialventilator 106 und zwei elektrisch beheizte Wärmeübertragungseinheiten 108, welche zusammen in einem Gehäuse 110 aufgenommen sind.
Das Gehäuse 110 weist eine Serviceseite 112 auf, in welcher zwei Wartungszugänge 114 vorgesehen sind.
Die Filtereinheit 102 und die Schalldämpfereinheit 104 sind oberhalb des Radialventilators 106 angeordnet.
Die Schalldämpfereinheit 104 umfasst in dem Ausführungsbespiel in Fig. 1 vier quaderförmiger Schalldämpferelemente.
In Fig. 2 ist zu sehen, dass die angesaugte Frischluft 116, welche vorzugsweise aus der umgebenden Halle angesaugt wird, zunächst die Filtereinheit 102 in y-Richtung, d.h. in einer horizontalen Richtung, durchströmt, um mögliche Verunreinigungen aus der angesaugten Frischluft 116 herauszufiltern.
Die angesaugte Frischluft 116 kann Umgebungsluft, d.h. von innerhalb oder außerhalb der Halle, in welcher die Behandlungsanlage 10 installiert ist, oder aber auch gereinigte Abluft sein.
Die angesaugte Frischluft 116 beschreibt stromaufwärtsseitig des Radialverdichters 106, d.h. auf dessen Saugseite, einen u-förmigen, ersten Strömungspfad in der y-z-Ebene.
Entlang des ersten Strömungspfades 118 passiert der Frischluftstrom nach der Filtereinheit 102 die Schalldämpfereinheit 104 in z-Richtung, d.h. in einer vertikalen Richtung. Hiernach durchströmt die Frischluft den Radialventilator 106 in y-Richtung, d.h. wieder in einer horizontalen Richtung.
In Fig. 3 ist dargestellt, dass der Radialventilator 106 den Frischluftstrom in die x-z-Ebene umlenkt.
Stromabwärtsseitig des Radialventilator 106, d.h. auf der Druckseite, strömt die Frischluft in x-Richtung, d.h. in einer horizontalen Richtung, entlang eines zweiten, geraden Strömungspfades 120.
Nach dem Radialventilator 106 durch- bzw. umströmt der umgelenkte Frischluftstrom die zwei, entlang des zweiten Strömungspfades 120 nacheinander angeordneten Wärmeübertragungseinheiten 108.
Hierbei wird die jeweils mittels einer Heizwiderstandseinrichtung der elektrisch beheizten Wärmeübertragungseinheit 108, wie vorzugsweise einem Heizdraht, erzeugte Wärmeenergie auf den Frischluftstrom übertragen, bevor dieser als erhitzte Frischluft 122 bzw. erhitzter Frischluftwärmestrom das Gehäuse 110 verlässt bzw. aus diesem herausgeführt wird.
Das Erreichen der Solltemperatur der erhitzten Frischluft 122 wird vorzugsweise am Ausgang des Frischluft-Wärmeübertragers 100 mittels eines Temperatursensors 123 und eines Messstutzens 124 (in Fig. 4 dargestellt) gemessen bzw. überprüft.
Vorzugsweise beträgt der Normvolumenstrom am Ausgang des Frischluft- Wärmeübertragers 100 zwischen 4250 Nm3/h und 12000 Nm3/h für den Fall eines aufgeteilter Wärmeübertrager zur Versorgung der Einlauf- und Zwischenschleuse bzw. Auslaufschleuse. Im Falle eines einzigen Frischluft-Wärmeübertragers 100 zur Versorgung aller Schleusen beträgt der Normvolumenstrom bis zu 24000 Nm3/h.
In Fig. 4 ist schematisch der Eingangsbereich einer Behandlungsanlage 10, beispielsweise einer Trocknungsanlage 12, dargestellt. Die Behandlungsanlage 10 umfasst einen Behandlungsraum 200 mit mehreren Behandlungsraumabschnitten, von denen in Fig. 1 ein erster Behandlungsraumabschnitt 202 bzw. eine erste Aufheizzone gezeigt ist.
Dem ersten Behandlungsraumabschnitt 202 ist ein Umluftmodul 204 bzw. ein Umluft- Aggregat zugeordnet.
Das Umluftmodul 204 umfasst einen Umluftventilator 206, einen Messstutzen für Handmessungen 208 und einen Wärmeübertrager 210.
Im ersten Behandlungsraumabschnitt 202 ist zudem eine Filtereinheit 212 angeordnet, welche die vom Umluftmodul 204 über die Umluftführung 211 zurückgeführte Umluft filtert.
Des Weiteren umfasst der Behandlungsraum 200 gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 eine zweistufige Schleuse 214, welche vorzugsweise einen silhouettenbasierten Luftvorhang ausbilden, um u.a. die Lösemittel im Behandlungsraum 200 zu halten bzw. zu verhindern, dass diese an die Umgebung abgegeben werden.
Die Schleuse 214 weist eine erste Stufe 216 und eine zweite Stufe 218 auf, wobei - bezogen auf eine Förderrichtung 220 der Werkstücke innerhalb des Behandlungsraums 200 - die erste Stufe 216 zuerst von den Werkstücken passiert wird, gefolgt von der zweiten Stufe 218.
Vorzugsweise sind die erste Stufe 216 und die zweite Stufe 218 in Förderrichtung 220 unmittelbar hintereinander angeordnet, d.h. ohne Zwischenelement.
Vorstellbar ist aber auch in einer vorteilhaften Ausführungsform, dass zwischen den Stufen 216, 218 ein schwenkbares Schild angebracht sein kann, das im ausgeschwenkten Zustand als eine die Schleusenfunktion unterstützende physikalische Barriere fungiert und gleichzeitig den Luftstrom der ersten Stufe 216 stabilisiert.
Jeder Stufe 216, 218 der Schleuse 214 ist eine Filtereinheit 222, 224, um sicherzustellen, dass keine Verunreinigung aus den jeweiligen Luftzuführungen über die Schlitzdüsen (nicht dargestellt) der Stufen 216, 218 der Schleuse 214 auf die Werkstücke aufgebracht werden. Jeder Stufe 216, 218 ist zudem stromaufwärts der Filtereinheiten 222, 224 ein Messstutzen für Handmessungen 226, 228 zugeordnet, über welche insbesondere bei der Inbetriebnahme der Schleuse 214 physikalische Größen manuell überwacht werden können.
Der Schleuse 214 wird erhitzte Frischluft 122 über eine Frischluftzuführung 230 aus einem Frischluft-Wärmeübertrager 100, wie er weiter oben im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde, zugeführt.
Die Frischluftzuführung 230 führt zum einen die erhitzte Frischluft 122 zur ersten Stufe 216, welche einen Frischluftvorhang ausbildet.
Im Strömungspfad der Frischluftzuführung 230 hin zur ersten Stufe 216 der Schleuse 214, welche mit einem konstanten Frischluft-Volumenstrom, vorzugsweise in Höhe von 4250 Nm3/h, versorgt wird, sind ein weiterer Messstutzen für Handmessungen 231 , ein Kompensator 232 und eine Drosseleinrichtung 233 angeordnet. Der Kompensator 232 ist ein Element zum Ausgleich von Bewegungen in der entsprechenden Rohrleitung der Frischluftzuführung 230, insbesondere bei thermischen Längenänderungen, Vibrationen, Wanddurchführungen oder Setzungserscheinungen.
Stromaufwärts der Drosseleinrichtung 233 und stromabwärts des Messstutzens 226 ist ein Temperatursensor 234 und eine Volumenstromsonde 236, insbesondere eine Staudrucksonde, angeordnet.
Die Frischluftzuführung 230 wird des Weiteren an einer Verzweigung 238 in Richtung zweite Stufe 218 abgezweigt, um auch die zweite Stufe 218 mit Frischluft versorgen zu können.
Stromabwärts der Verzweigung 238 ist ein weiterer Kompensator 240 sowie eine motorgetriebene Drosseleinrichtung 242, welche steuer- und/oder regelbar ist, angeordnet. Mittels der motorgetriebenen Drosseleinrichtung 242 kann die Frischluftmenge, welche der zweiten Stufe 218 zugeführt werden kann, eingestellt werden, d.h. eingesteuert und/oder eingeregelt werden.
Die zweite Stufe 218 wird grundsätzlich mit Umluft aus dem ersten Behandlungsraumabschnitt 202 versorgt, welche mittels eines Schleusenventilators 243 angesaugt wird.
Anders gesagt, versorgt der Schleusenventilator 243 die Umluftsilhouette der zweite Stufe 218 mit Umluft aus dem angrenzenden, ersten Bearbeitungsabschnitt 202.
Die Umluftmenge wird ebenfalls durch eine motorgetriebene Drosseleinrichtung 244 eingesteuert und/oder eingeregelt.
Stromabwärts der motorgetriebenen Drosseleinrichtung 244 ist ein weiterer Kompensator 246 sowie ein weiterer Messstutzen für Handmessungen 248 angeordnet, bevor dem Umluftstrom der abgezweigte Frischluftstrom zugeführt wird.
Die zweite Stufe 218 der Schleuse 214 bildet ebenfalls einen Luftvorhang durch einen konstanten Volumenstrom, vorzugsweise in Höhe von 10000 Bm3/h, umfassend Umluft und Frischluft aus.
Stromabwärts der Frischluftzuführung 230 in den Umluftstrom ist eine weitere Drosseleinrichtung 250 zum Einstellen des Volumenstromes angeordnet.
Ferner ist zum Ausgleich von Rohrleitungsbewegungen im Bereich des Schleusenventilators 243 direkt stromaufwärts und stromabwärts des Schleusenventilators 243 jeweils ein weiterer Kompensator 252 bzw. 254 angeordnet.
Die Drehzahl des Radialverdichters 106 des Frischluft-Wärmeübertragers 100 und damit die geförderte bzw. zugeführte Frischluftmenge hängt davon ab, welcher Luftmassenstrom für den Behandlungsprozess bzw. den Trocknungsprozess benötigt wird. Da insbesondere die Frischluftmenge der ersten Stufe 216 der Schleuse 214 konstant gehalten werden muss, um eine optimale Schleusenfunktion zu erzielen, wird die überschüssige Luftmenge an Frischluft über die Verzweigung 238 der zweiten Stufe 218, also der Umluftstufe, zugeführt.
Aus diesem Grund ist der Temperatursensor 234 und die Volumenstromsonde 236 in der Frischluftzuführung 230 vorgesehen. Mittels dieser beiden Messeinrichtungen kann der (Norm)Volumenstrom bestimmt werden, welcher als Regelgröße für die motorgetrieben Drosseleinrichtung 242 dient. Diese Drosseleinrichtung 242 kann so geregelt werden, dass der Frischluftstrom zur ersten Stufe 216 stets konstant ist und der überschüssige Frischluftanteil zur zweite Stufe 218 geführt wird.
Vor dem Schleusenschlitz bzw. der Schleusendüse der zweiten Stufe 218 und insbesondere nach der Filtereinheit 224 ist ein Drucksensor 256 angeordnet, dessen Druckdifferenz gegenüber der Umgebung, wie z.B. der Halle, als Regelgröße für den frequenzgeregelten Schleusenventilator 243 dient. Über diesen Differenzdruck wird ebenfalls sichergestellt, dass die zweite Stufe 218 ebenfalls mit einem konstanten Luftstrom beaufschlagt wird. Die Anordnung nach der Filtereinheit 224 stellt sicher, dass die Verschmutzung der Filtereinheit 224 für die Druckmessung irrelevant ist.
Dieser Luftstrom kann, wie bereits erwähnt, aus reiner Umluft oder aber aus einer Mischung von Umluft und Frischluft bestehen.
Wird der Trocknungsprozess mit einer hohen Frischluftmenge gefahren, d.h. eine hohe Trocknerauslastung, dann ist der überschüssige Frischluftanteil entsprechend hoch, vorzugsweise maximal bis zu 7500 Nm3/h. Infolgedessen ist der zugemischte Umluftanteil für die zweite Stufe 218 geringer.
Anders herum ist es bei einer geringen Auslastung, wenn sich nur wenige Werkstücke wie Fahrzeugkarosserien in der Trocknungsanlage 12 befinden, d.h. eine niedrige Trocknerauslastung. Hier reicht die Frischluftmenge, die seitens des Frischluft- Wärmeübertragers bereitgestellt wird, gerade aus, um die erste Stufe 216 der Schleuse 214 mit Frischluft zu versorgen.
In diesem Fall ist die motorgetrieben Drosseleinrichtung 242 ganz bzw. weitgehend geschlossen und die Luft für die zweite Stufe 218 muss vollständig mittels des Schleusenventilators 243 aus dem benachbarten ersten Behandlungsraumabschnitt 202 angesaugt werden.
Vorteilhaft an der Zuführung des überschüssigen Frischluftanteils zu der zweiten Stufe 218 in Abhängigkeit der Auslastung der Behandlungsanlage 10 ist, dass nicht mehr wie bisher den Umluftmodulen 204 direkt Frischluft zugemischt wird, was dazu führt, dass sämtliche Frischluft der Schleuse 214 zur Verfügung, um dort dazu beizutragen, den Lösemittelgehalt in der Atmosphäre des Behandlungsraums 200 an dessen Randbereichen auf ein Minimum zu reduzieren. Auf diese Weise wird der Gefahr einer Lösemittelrückkondensation in diesen kühleren Randbereichen noch besser entgegengewirkt.
Bezugszeichenliste
Behandlungsanlage
T rocknungsanlage/T rockner Frischluft-Wärmeübertrager Filtereinheit
Schalldämpfereinheit Radialventilator
Wärmeübertragungseinheit Gehäuse
Serviceseite
Wartungszugang angesaugte Frischluft erster Strömungspfad zweiter Strömungspfad erhitzte Frischluft
Temperatursensor
Messstutzen für Handmessungen Behandlungsraum Behandlungsraumabschnitt/erste Aufheizzone Umluftmodul/Umluft-Aggregat Umluftventilator
Messstutzen für Handmessungen Wärmeüberträger
Umluftführung Filtereinheit zweistufige Schleuse erste Stufe der Schleuse zweite Stufe der Schleuse
Förderrichtung Filtereinheit Filtereinheit Messstutzen für Handmessungen Messstutzen für Handmessungen Frischluftführung
Messstutzen für Handmessungen
Kompensator
Drosseleinrichtung
Temperatursensor
Volumenstromsonde
Verzweigung
Volumenstromsonde motorgetriebene Drosseleinrichtung
Schleusenventilator motorgetriebene Drosseleinrichtung
Kompensator
Messstutzen für Handmessungen
Drosseleinrichtung
Messstutzen für Handmessungen
Messstutzen für Handmessungen
Drucksensor

Claims

Patentansprüche Frischluft-Wärmeübertrager (100) zum Erhitzen eines Frischluftstromes, umfassend: mindestens einen Ventilator (106) zur Ansaugung von Frischluft und Erzeugung eines Frischluftstromes, und mindestens eine elektrisch beheizte Wärmeübertragungseinheit (108) zur Übertragung von Wärmeenergie auf den Frischluftstrom. Frischluft-Wärmeübertrager (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine elektrisch beheizte Wärmeübertragungseinheit (108) mindestens eine Heizwiderstandseinrichtung umfasst. Frischluft-Wärmeübertrager (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine elektrisch beheizte Wärmeübertragungseinheit (108) stromabwärts des mindestens einen Ventilators (106) angeordnet ist. Frischluft-Wärmeübertrager (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Frischluft-Wärmeübertrager (100) mindestens eine Filtereinheit (102) zur Filterung der angesaugten Frischluft aufweist. Frischluft-Wärmeübertrager (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Frischluft-Wärmeübertrager (100) mindestens eine Schalldämpfereinheit (104) zur Reduzierung der Schallemission des Frischluftstromes aufweist. Frischluft-Wärmeübertrager (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Filtereinheit (102) und/oder die mindestens eine Schalldämpfereinheit (104) stromaufwärts des mindestens einen Ventilators (106) angeordnet ist. Frischluft-Wärmeübertrager (100) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Filtereinheit (102) und/oder die mindestens eine Schalldämpfereinheit (104) zumindest teilweise oberhalb des mindestens einen Ventilators (106) angeordnet ist. Frischluft-Wärmeübertrager (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Frischluft-Wärmeübertrager (100) mindestens zwei, vorzugsweise drei elektrisch beheizte Wärmeübertragungseinheiten (108) aufweist. Frischluft-Wärmeübertrager (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch beheizten Wärmeübertragungseinheiten (108) entlang des Frischluftstromes nacheinander angeordnet sind. Frischluft-Wärmeübertrager (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Strömungspfad (118) des Frischluftstromes stromaufwärts des Ventilators (106) senkrecht zu einem zweiten Strömungspfad (120) des Frischluftstromes stromabwärts des Ventilators (106) ist. Frischluft-Wärmeübertrager (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Ventilator (106) ein Radialventilator ist. Frischluft-Wärmeübertrager (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Frischluft-Wärmeübertrager (100) ein Gehäuse (110) umfasst, in welchem die mindestens eine Filtereinheit (102), die mindestens eine Schalldämpfereinheit (104), der mindestens einen Ventilator (106) und die mindestens eine elektrisch beheizte Wärmeübertragungseinheit (108) zumindest teilweise aufgenommen sind. Frischluft-Wärmeübertrager (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (110) eine Serviceseite (112) umfasst, welche mindestens einen Wartungszugang (114) aufweist. Frischluft-Wärmeübertrager (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts des mindestens einen Ventilators eine Vorwärmvorrichtung zur Vorwärmung des Frischluftstromes angeordnet ist, wobei die Vorwärmvorrichtung eine Wärmepumpe, eine regenerative thermische, insbesondere rein elektrisch betriebene und flammenlose, Oxidationsvorrichtung oder eine Solarthermievorrichtung, welche Thermalöl oder Wasser umfasst, ist. Verwendung eines Frischluft-Wärmeübertragers (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Erhitzen eines Frischluftstromes, welcher einer Behandlungsanlage für Werkstücke, insbesondere einer Trocknungsanlage für Fahrzeugkarosserien, zugeführt wird. Verfahren zum Bereitstellen erhitzter Frischluft mit einem elektrisch beheizten Frischluft-Wärmeübertrager (100), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Ansaugen von Frischluft (106) aus einer Umgebung des Frischluft- Wärmeübertragers (100), Filtern der angesaugten Frischluft (116), Reduzieren der Schallemission der angesaugten Frischluft (106), Umlenken der Strömungsrichtung des Frischluftstromes und Verdichten des Frischluftstromes, Übertragen von Wärmeenergie, welche von mindestens einer Heizwiderstandseinrichtung erzeugt wird, auf den Frischluftstrom, und Abführen der erhitzten Frischluft (122). Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner einen Schritt des Vorwärmens der Frischluft in einer Vorwärmvorrichtung umfasst, wobei Vorwärmvorrichtung eine Wärmepumpe, eine regenerative thermische, insbesondere rein elektrisch betriebene und flammenlose, Oxidationsvorrichtung oder eine Solarthermievorrichtung, welche Thermalöl oder Wasser umfasst, ist.
EP23729292.5A 2022-05-24 2023-05-23 Frischluft-wärmeübertrager und verfahren zum bereitstellen erhitzter frischluft mit dem elektrisch beheizten frischluft-wärmeübertrager Pending EP4532998A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022113099.1A DE102022113099A1 (de) 2022-05-24 2022-05-24 Frischluft-Wärmeübertrager und Verfahren zum Bereitstellen erhitzter Frischluft mit dem elektrisch beheizten Frischluft-Wärmeübertrager
PCT/DE2023/100376 WO2023227164A1 (de) 2022-05-24 2023-05-23 Frischluft-wärmeübertrager und verfahren zum bereitstellen erhitzter frischluft mit dem elektrisch beheizten frischluft-wärmeübertrager

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4532998A1 true EP4532998A1 (de) 2025-04-09

Family

ID=86731941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23729292.5A Pending EP4532998A1 (de) 2022-05-24 2023-05-23 Frischluft-wärmeübertrager und verfahren zum bereitstellen erhitzter frischluft mit dem elektrisch beheizten frischluft-wärmeübertrager

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20250240850A1 (de)
EP (1) EP4532998A1 (de)
CN (1) CN119301411A (de)
DE (2) DE102022113099A1 (de)
WO (1) WO2023227164A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020148137A1 (en) * 1999-08-30 2002-10-17 Friedhelm Eisenacher Paint dryer and paint dryer system
US20110217474A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-08 Thierica Equipment Corporation System and method for managing energy usage in a manufacturing facility
US20180274859A1 (en) * 2015-09-29 2018-09-27 Eisenmann Se Apparatus for the temperature control of objects, in particular for drying coated vehicle bodies
DE102015017279B3 (de) * 2015-07-31 2019-04-04 Dürr Systems Ag Behandlungsanlage und Verfahren zum Behandeln von Werkstücken
US20230136014A1 (en) * 2020-07-02 2023-05-04 Pathogen Protection Applications, Llc Process and apparatus for three-stage biological particulate eliminator

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1989431U (de) 1968-04-13 1968-07-18 Wolfgang Von Laufenberg Geraet zur beschleunigung der waeschetrocknung in abgeschlossenen raeumen.
US4220846A (en) * 1978-07-26 1980-09-02 The Fluorocarbon Company Method and apparatus utilizing a porous vitreous carbon body particularly for fluid heating
DE3471155D1 (en) 1984-10-08 1988-06-16 Geilinger Ag System for the covering of the power requirements of a room
EP0937595B1 (de) * 1998-02-20 2003-08-20 smart gmbh Heizungs- oder Klimaanlage für Fahrzeuge
DE102008012792B4 (de) * 2008-03-05 2013-01-03 Eisenmann Ag Trockner für Lackieranlage
KR101301489B1 (ko) * 2009-08-24 2013-08-29 삼성전자주식회사 의류건조기
DE102010003100B4 (de) 2010-03-22 2014-09-11 Ulrich Doll Vorrichtung und Verfahren zum Heizen von Kirchenräumen und/oder Großräumen
DE102012207312A1 (de) * 2012-05-02 2013-11-07 Dürr Systems GmbH Prozesskammer mit Vorrichtung zum Einblasen von gasförmigem Fluid
DE102015214706A1 (de) * 2015-07-31 2017-02-02 Dürr Systems Ag Behandlungsanlage und Verfahren zum Behandeln von Werkstücken
DE102016014643B4 (de) 2016-12-11 2021-05-27 Stela Laxhuber Gmbh Durchlauftrockner zum Trocknen eines Gutes mittels Warmluft mit mindestens zwei Sektionen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020148137A1 (en) * 1999-08-30 2002-10-17 Friedhelm Eisenacher Paint dryer and paint dryer system
US20110217474A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-08 Thierica Equipment Corporation System and method for managing energy usage in a manufacturing facility
DE102015017279B3 (de) * 2015-07-31 2019-04-04 Dürr Systems Ag Behandlungsanlage und Verfahren zum Behandeln von Werkstücken
US20180274859A1 (en) * 2015-09-29 2018-09-27 Eisenmann Se Apparatus for the temperature control of objects, in particular for drying coated vehicle bodies
US20230136014A1 (en) * 2020-07-02 2023-05-04 Pathogen Protection Applications, Llc Process and apparatus for three-stage biological particulate eliminator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2023227164A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022113099A1 (de) 2023-11-30
WO2023227164A1 (de) 2023-11-30
US20250240850A1 (en) 2025-07-24
CN119301411A (zh) 2025-01-10
DE112023002387A5 (de) 2025-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1390679B1 (de) Trockner
DE102005061973B4 (de) Trockner
EP0595864B1 (de) Lackier- und trocknungskabine
EP2418430B1 (de) Klimatisierungseinrichtung sowie Verfahren zum Konditionieren eines Luftstroms
DE102018127073A1 (de) Folienreckanlage
WO2023227164A1 (de) Frischluft-wärmeübertrager und verfahren zum bereitstellen erhitzter frischluft mit dem elektrisch beheizten frischluft-wärmeübertrager
DE102022113067A1 (de) Behandlungsanlage und Verfahren zum Behandeln von Werkstücken
EP2601467B1 (de) Vorrichtung zur wärmebehandlung einer textilen warenbahn
DE102004059903B4 (de) Verfahren und Anlage zum Beschichten eines Matallbands mit einer lösemittelhaltigen Beschichtung und zum Trocknen und/oder Vernetzen derselben
DE102023121740A1 (de) Temperieranlage zum Temperieren von Werkstücken und Verfahren zum Temperieren von Werkstücken
WO2025036528A1 (de) Temperieranlage zum temperieren von werkstücken und verfahren zum temperieren von werkstücken
DE8708201U1 (de) Raumlufttechnisches Gerät
EP0294729B1 (de) Raumlufttechnisches Gerät
DE3434906A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum vorwaermen von metallischem gut
EP0257357A2 (de) Verfahren zum Betrieb eines Umkehr-Emaillierofens und Umkehr-Emaillierofen
WO2023174486A1 (de) Behandlungsanlage und verfahren zum behandeln von werkstücken
WO2023227163A1 (de) Behandlungsanlage zum behandeln von werkstücken und ein verfahren zum behandeln von werkstücken
EP1446236A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum trocknen und/oder vernetzen einer lösemittelhaltigen beschichtung eines metallbands
AT405154B (de) Heizungs-/lüftungsgerät für fahrzeuge
WO2026037464A1 (de) Temperieranlage zum temperieren von werkstücken und verfahren zum temperieren von werkstücken
WO2023227167A1 (de) Umbausatz für eine behandlungsanlage und verfahren zum umbau einer behandlungsanlage
DE102017123739A1 (de) Ofen und Verfahren zur Behandlung von Material
DE102016101368A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abkühlen eines Werkstücks im Anschluss an eine Wärmebehandlung

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20241114

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20260102