EP4591998A1 - Verfahren und vorrichtung zur energierückgewinnung an einer flaschenreinigungsmaschine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur energierückgewinnung an einer flaschenreinigungsmaschine

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Publication number
EP4591998A1
EP4591998A1 EP24212049.1A EP24212049A EP4591998A1 EP 4591998 A1 EP4591998 A1 EP 4591998A1 EP 24212049 A EP24212049 A EP 24212049A EP 4591998 A1 EP4591998 A1 EP 4591998A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat
containers
zone
cleaning
working medium
Prior art date
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Pending
Application number
EP24212049.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinrich Bielmeier
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.)
Krones AG
Original Assignee
Krones 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 Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP4591998A1 publication Critical patent/EP4591998A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
    • B08B9/08—Cleaning containers, e.g. tanks
    • B08B9/20—Cleaning containers, e.g. tanks by using apparatus into or on to which containers, e.g. bottles, jars, cans are brought
    • B08B9/28—Cleaning containers, e.g. tanks by using apparatus into or on to which containers, e.g. bottles, jars, cans are brought the apparatus cleaning by splash, spray, or jet application, with or without soaking
    • B08B9/30—Cleaning containers, e.g. tanks by using apparatus into or on to which containers, e.g. bottles, jars, cans are brought the apparatus cleaning by splash, spray, or jet application, with or without soaking and having conveyors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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    • B08B9/34—Arrangements of conduits or nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B2203/00—Details of cleaning machines or methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B2203/007—Heating the liquid

Definitions

  • the object of the invention is to at least partially mitigate or eliminate the above-mentioned disadvantages.
  • the container cleaning device comprises a cleaning zone for cleaning the containers; a cooling zone for cooling the containers, wherein an air stream laden with water vapor can be generated; and a heat transport device with a working medium for absorbing heat from the water vapor of the air stream and for supplying absorbed heat to the cleaning zone.
  • Container cleaning device can in particular be a bottle cleaning device.
  • the device according to the invention has the advantage that energy can be extracted from the water vapor-enriched or saturated air and fed into the cleaning zone. This prevents or reduces energy loss.
  • the device according to the invention can be further developed as follows.
  • the heat transfer device may comprise a heat pump for increasing the temperature of the working fluid after absorbing heat from the water vapor in the air stream and before supplying the absorbed heat to the cleaning zone. In this way, the efficiency of energy transfer to a fluid in the cleaning zone can be improved.
  • At least one first heat exchanger through which the working medium flows can be provided in the cooling zone. Furthermore, at least one second heat exchanger through which the working medium flows can be provided in the cleaning zone to supply heat from the working medium to the cleaning zone.
  • At least one additional heat exchanger can be provided to absorb thermal energy from the cooling zone and/or wastewater from the cleaning zone into the working medium. This leads to further energy recovery.
  • the absorbed heat can be supplied for heating at least one cleaning liquid in the cleaning zone.
  • the absorbed heat can be applied to a cleaning fluid in a pretreatment zone or heating zone for the containers in the cleaning zone. This is advantageous because energy is required for heating at these points.
  • the air flow may extend at least partially along a transport direction of the containers in the cooling zone.
  • the containers can be cooled along the transport direction from a first, higher temperature to a second, lower temperature, whereby the air flow, which has been cooled by the heat absorbed by the working medium, can be directed against the transport direction of the containers and fed back to containers with the first temperature.
  • the method according to the invention for cleaning containers, in particular bottles comprises the steps of: cleaning the containers in a cleaning zone; cooling the containers in a cooling zone, whereby an air stream laden with water vapor is generated; and absorbing heat from the water vapor of the air stream into a working medium and supplying absorbed heat from the working medium into the cleaning zone by means of a heat transport device, whereby the heat is absorbed in particular from condensation enthalpy of the water vapor.
  • the method according to the invention can be further developed as follows.
  • the method may comprise the following further step: increasing the temperature of the working medium after absorbing heat from the water vapor of the air stream and before supplying absorbed heat to the cleaning zone with a heat pump.
  • the further step of cooling the containers along a transport direction of the containers from a first, higher to a second, lower temperature may be provided.
  • the following further steps can be carried out: directing the air flow, which has been cooled by the heat absorbed by the working medium, against the transport direction of the containers; and supplying the cooled air flow to the containers with the first temperature.
  • the principle of the invention can be applied in a similar and simple manner to container processing machines such as tunnel pasteurizers or tunnel coolers. These machines also generate large quantities of water vapor-containing air during operation, the energy content of which can be utilized in process steps within the device itself or elsewhere.
  • the cleaning process results in moisture-enriched or saturated air within the container cleaning device. Due to the evaporation enthalpy of water, this air contains a great deal of energy. If this energy is extracted and discharged into the environment via a chimney, the same amount of energy must be fed back into the container cleaning device via a heater to maintain a constant cleaning temperature.
  • the warm air flow at the outlet is directed so that it flows from the warmer baths towards the cooler outlet zone (cooling zone). This results in condensation forming in the outlet zone, which acts as a breeding ground for germs and can lead to contamination with condensation when it drips into the cleaned containers (bottles).
  • the containers (bottles) are heated by the warm air flow, even though they should be cooled to avoid further energy loss from the system due to a higher container (bottle temperature).
  • the invention provides for the exhaust air flow to be passed through a heat exchanger. Due to the cool surface temperature in the heat exchanger, the water in the air flow condenses, and the energy of the evaporation enthalpy is released. This allows the fluid (working medium) flowing through the heat exchanger to be heated. If the fluid flow of the heat exchanger is coupled with a heat pump, energy can be provided at a temperature level that can be used to heat the cleaning machine, e.g. to heat the pre-treatment zone.
  • the intake opening of the extraction system is relocated further into the interior of the machine, e.g., to the area where the bottle cooling zone begins.
  • the extracted air is passed through the heat exchanger.
  • the cooled air can then be fed back into the cleaning device via a duct system at the container (bottle) discharge point or at the point where the extraction system is located. This prevents the formation of condensate at the container (bottle) outlet and supports the drying and cooling of the containers.
  • An extension of the design provides for coupling the air heat exchanger (which transfers the evaporation enthalpy energy from the air stream to the working medium) with one or more additional heat exchangers.
  • the additional heat exchangers can be fluid heat exchangers (in particular, liquid heat exchangers), allowing additional energy to be recovered from the cooling zone and/or wastewater, for example.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of the container cleaning device 100 according to the invention.
  • the container cleaning device 100 comprises a cleaning zone 91, 92 for cleaning containers (not shown), wherein the containers are, for example, bottles.
  • the cleaning zone 91, 92 here comprises a pretreatment zone 91, in which the containers are preheated and/or precleaned and/or residues are soaked thereon, e.g., by spraying them with warm water.
  • the cleaning zone further comprises a main cleaning zone 92, following the pretreatment zone 91 in the process flow, in which the containers are completely cleaned.
  • a cooling zone 93 is provided for cooling the containers. There, the containers are gradually cooled and then discharged from the container cleaning device 100. In the cooling zone 93, an air stream 15 enriched with water vapor is generated by extracting this moist air with a fan 20.
  • the container cleaning device 100 further comprises a heat transport device 80 with a working medium 81 for absorbing heat from the water vapor of the air stream 15 and for supplying the absorbed heat to the cleaning zone 91, 92. Energy is extracted from the water vapor-enriched or saturated air and supplied to the cleaning zone (pretreatment zone 91 and/or main cleaning zone 92). This avoids or reduces energy loss.
  • the working medium is a fluid in a pipeline that can absorb heat.
  • a pump 70 is provided for transporting the working medium 81.
  • the working medium 81 is circulated via piping.
  • the heat transport device 80 in this embodiment comprises a heat pump 40 for increasing the temperature of the working medium 81 after absorbing heat from the water vapor of the air stream 15 and before supplying absorbed heat to the cleaning zone 91, 92.
  • the Working medium at an elevated temperature enters the cleaning zone 91, 92.
  • the efficiency of energy transfer to a fluid in the cleaning zone 91, 92 is improved by the increased temperature difference between the temperature of the working medium 81 and the temperature of the fluid in the cleaning zone 91, 92.
  • the heat pump 40 has, for example, a compressor 41, a throttle valve 42, and an expansion valve 43.
  • the working fluid 81 absorbs heat from the condensation enthalpy of the water vapor.
  • the energy stored in the water vapor (evaporation enthalpy) is relatively high and can be recovered as condensation enthalpy.
  • a first heat exchanger 10 through which the working medium 81 flows is provided in the cooling zone 93.
  • a further heat exchanger 30 is provided here to absorb heat energy from the air or liquid in a further inner region of the cooling zone 93, near still-hot containers.
  • At least one second heat exchanger 60 through which the working medium flows is provided in the cleaning zone 91, 92 to supply heat from the working medium 15 to the cleaning zone 91, 92.
  • the heat exchanger 60 heats, for example, spray water for pre-cleaning in the pre-treatment zone 91.
  • a circuit of the working medium 81 is provided to absorb the heat at one point 10 and release it again at another point 60, without requiring direct contact between the working medium 81 and another fluid.
  • a heat exchanger 50 is provided, merely by way of example, which heats a fluid in the main cleaning zone 92 upstream of the working medium 81.
  • the temperature of the working medium 81 at the heat exchanger 50 is higher than at the downstream heat exchanger 60 because energy has already been extracted from the working medium 81.
  • a further heat exchanger 30 is provided to absorb thermal energy from the cooling zone 93 in the working medium 81. This leads to further energy recovery.
  • the absorbed heat can thus be supplied to heat at least one cleaning fluid in the cleaning zone 91, 92.
  • the absorbed heat can be supplied to a cleaning fluid in a pretreatment zone 91 or heating zone 91 for the containers in the cleaning zone 91, 92. This is advantageous because energy is required for heating at these locations.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the container cleaning device 200 according to the invention.
  • This second embodiment of the container cleaning device 200 essentially corresponds to the first embodiment of the container cleaning device 100, wherein the same reference numerals are used for the same elements.
  • the air flow 15 runs at least partially along a transport direction of the containers in the cooling zone and passes through the heat exchanger 10 due to the suction by the fan 20.
  • the containers are cooled along the transport direction from a first, higher temperature to a second, lower temperature.
  • the air stream 15, which has been cooled by the heat absorbed by the working medium 81, is then directed counter to the transport direction of the containers and supplied to the containers at the first temperature.
  • at least one channel 16 is provided for directing the cooled air stream 15 counter to the transport direction of the containers. In this way, cooled air is supplied to the containers to be cooled.
  • Fig. 3 shows a third embodiment of the container cleaning device 300 according to the invention.
  • This third embodiment of the container cleaning device 300 essentially corresponds to the second embodiment of the container cleaning device 200, wherein the same reference numerals are used for the same elements.
  • thermo energy from wastewater of the pre-treatment zone 91 is transferred to the working medium 81 and recovered.
  • the heat exchanger 50 of the first and second embodiments is omitted, and the working medium 81, at a temperature increased by the heat pump, is simply passed through the heat exchanger 60 of the pre-treatment zone 91 to transfer thermal energy to a pre-treatment fluid there.

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Abstract

Die erfindungsgemäße Behälterreinigungsvorrichtung (100, 200, 300) umfasst eine Reinigungszone (91, 92) zum Reinigen der Behälter; eine Abkühlzone (93) zum Abkühlen der Behälter, wobei ein mit Wasserdampf beladener Luftstrom (15) erzeugbar ist; und eine Wärmetransportvorrichtung (80) mit einem Arbeitsmedium (81) zum Aufnehmen von Wärme aus dem Wasserdampf des Luftstroms und zum Zuführen von aufgenommener Wärme in die Reinigungszone.

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Behälterreinigungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Reinigen von Behältern.
    • Stand der Technik
  • Für die Reinigung von Flaschen haben sich spezielle Behälterreinigungsanlagen etabliert. Für den Reinigungsprozess ist es erforderlich die Flaschen zunächst anzuwärmen und anschließend wieder abzukühlen. Dieser Prozess führt dazu, dass sich innerhalb der Anlage mit Feuchtigkeit gesättigte Luft befindet. Da die Luft durch den Kontakt mit der kühleren Außenluft kondensiert, befinden sich an den Öffnungen der Anlage Luftabsaugungen, um das Austreten der feuchten Luft in die Umgebung zu unterbinden. Bei der Absaugung geht jedoch die in der feuchten Luft gespeicherte Wärmeenergie verloren.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zumindest teilweise zu mildern oder zu beseitigen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Patentanspruch 1.
  • Die erfindungsgemäße Behälterreinigungsvorrichtung umfasst eine Reinigungszone zum Reinigen der Behälter; eine Abkühlzone zum Abkühlen der Behälter, wobei ein mit Wasserdampf beladener Luftstrom erzeugbar ist; und eine Wärmetransportvorrichtung mit einem Arbeitsmedium zum Aufnehmen von Wärme aus dem Wasserdampf des Luftstroms und zum Zuführen von aufgenommener Wärme in die Reinigungszone. Die Behälterreinigungsvorrichtung kann insbesondere eine Flaschenreinigungsvorrichtung sein.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass der mit Wasserdampf angereicherten oder gesättigten Luft Energie entzogen und der Reinigungszone zugeführt werden kann. Dadurch wird ein Energieverlust vermieden oder verringert.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann wie folgt weitergebildet werden.
  • Die Wärmetransportvorrichtung kann eine Wärmepumpe zum Erhöhen der Temperatur des Arbeitsmediums nach dem Aufnehmen von Wärme aus dem Wasserdampf des Luftstroms und vor dem Zuführen von aufgenommener Wärme in die Reinigungszone umfassen. Auf diese Weise kann die Effizienz der Übertragung der Energie auf ein Fluid in der Reinigungszone verbessert werden.
  • Das Arbeitsmedium kann Wärme aus Kondensationsenthalpie des Wasserdampfs aufnehmen. Die im Wasserdampf gespeicherte Energie (Verdampfungsenthalpie) ist vergleichsweise hoch und kann als Kondensationsenthalpie rückgewonnen werden.
  • Zum Aufnehmen der Wärme aus dem Luftstrom kann wenigstens ein erster vom Arbeitsmedium durchströmter Wärmetauscher in der Abkühlzone vorgesehen sein. Zudem kann zum Zuführen von Wärme aus dem Arbeitsmedium in die Reinigungszone wenigstens ein zweiter vom Arbeitsmedium durchströmter Wärmetauscher in der Reinigungszone vorgesehen sein. Dieses bietet den Vorteil, dass ein Kreislauf des Arbeitsmediums vorgesehen sein kann, um die Wärme an einer Stelle aufzunehmen und an anderer Stelle wieder abzugeben, ohne dass ein direkter Kontakt zwischen dem Arbeitsmedium und einem anderen Fluid erforderlich wäre.
  • Es kann wenigstens ein weiterer Wärmetauscher vorgesehen sein, um Wärmeenergie aus der Abkühlzone und/oder aus Abwasser der Reinigungszone im Arbeitsmedium aufzunehmen. Dies führt zu einer weiteren Energierückgewinnung.
  • In der Behälterreinigungsvorrichtung kann die aufgenommene Wärme zum Erwärmen wenigstens einer Reinigungsflüssigkeit in der Reinigungszone zuführbar sein.
  • Insbesondere kann die aufgenommene Wärme einer Reinigungsflüssigkeit in einer Vorbehandlungszone oder Aufwärmzone für die Behälter in der Reinigungszone zugeführt werden. Dies ist vorteilhaft, da an diesen Stellen Energie zum Erwärmen benötigt wird.
  • Der Luftstrom kann wenigstens teilweise entlang einer Transportrichtung der Behälter in der Abkühlzone verlaufen.
  • Dabei können die Behälter entlang der Transportrichtung von einer ersten, höheren zu einer zweiten, niedrigeren Temperatur abgekühlt werden, wobei der Luftstrom, der durch die vom Arbeitsmedium aufgenommene Wärme gekühlt wurde, entgegen der Transportrichtung der Behälter geleitet und Behältern mit der ersten Temperatur wieder zugeführt werden kann.
  • Dies kann dahingehend weitergebildet werden, dass dazu wenigstens ein Kanal zum Leiten des gekühlten Luftstroms entgegen der Transportrichtung der Behälter vorgesehen sein kann.
  • Die oben genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch das Verfahren nach Patentanspruch 10.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Reinigen von Behältern, insbesondere von Flaschen, umfasst die Schritte: Reinigen der Behälter in einer Reinigungszone; Abkühlen der Behälter in einer Abkühlzone, wobei ein mit Wasserdampf beladener Luftstrom erzeugt wird; und Aufnehmen von Wärme aus dem Wasserdampf des Luftstroms in ein Arbeitsmedium und Zuführen von aufgenommener Wärme aus dem Arbeitsmedium in die Reinigungszone mittels einer Wärmetransportvorrichtung, wobei die Wärme insbesondere aus Kondensationsenthalpie des Wasserdampfs aufgenommen wird.
  • Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen Weiterbildungen entsprechen jenen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren Weiterbildungen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann wie folgt weitergebildet werden.
  • Das Verfahren kann den folgenden weiteren Schritt aufweisen: Erhöhen der Temperatur des Arbeitsmediums nach dem Aufnehmen von Wärme aus dem Wasserdampf des Luftstroms und vor dem Zuführen von aufgenommener Wärme in die Reinigungszone mit einer Wärmepumpe.
  • Es kann der weitere Schritt des Abkühlens der Behälter entlang einer Transportrichtung der Behälter von einer ersten, höheren zu einer zweiten, niedrigeren Temperatur vorgesehen sein.
  • Dabei können die folgenden weiteren Schritte durchgeführt werden: Leiten des Luftstroms, der durch die vom Arbeitsmedium aufgenommene Wärme gekühlt wurde, entgegen der Transportrichtung der Behälter; und Zuführen des gekühlten Luftstroms zu den Behältern mit der ersten Temperatur.
  • Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es versteht sich, dass diese Ausführungsform nicht den gesamten Bereich der vorliegenden Erfindung erschöpfen kann. Es versteht sich weiterhin, dass einige oder sämtliche der im Weiteren beschriebenen Merkmale auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können.
  • Das Prinzip der Erfindung lässt sich in ähnlicher und einfacher Weise auf Behälterbehandlungsmaschinen wie Tunnelpasteure oder Tunnelkühler übertragen. Auch in diesen Maschinen entstehen während des Betriebs große Mengen an wasserdampfhaltiger Luft, deren Energiegehalt in Prozessschritten der Vorrichtung selbst oder auch an anderen Stellen genutzt werden kann.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
    • Fig. 1
    zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Behälterreinigungsvorrichtung.
    Fig. 2
    zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Behälterreinigungsvorrichtung.
    Fig. 3
    zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Behälterreinigungsvorrichtung.
    Beschreibung der Ausführungsformen Vorbemerkungen
  • Der Reinigungsprozess führt dazu, dass sich innerhalb der Behälterreinigungsvorrichtung mit Feuchtigkeit angereicherte oder gesättigte Luft befindet. Auf Grund der Verdampfungsenthalpie von Wasser enthält diese Luft sehr viel Energie. Wird diese Energie abgesaugt und über einen Kamin in die Umwelt geleitet, so muss die gleiche Energiemenge der Behälterreinigungsvorrichtung über eine Heizung wieder zugeführt werden, um diese auf konstanter Reinigungstemperatur halten zu können. Gleichzeitig ist der warme Luftstrom am Auslauf so gerichtet, dass er von den wärmeren Bädern in Richtung kälterer Auslaufzone (Abkühlzone) strömt. Dies hat zur Folge, dass sich in der Auslaufzone Kondenswasser bildet, welches als Nährboden für Keime fungiert und beim Abtropfen in die gereinigten Behälter (Flaschen) zu einer Kontamination mit dem Kondenswasser führen kann. Zum anderen werden die Behälter (Flaschen) durch den warmen Luftstrom erwärmt, obwohl diese abgekühlt werden sollten, um nicht durch eine höhere Behältertemperatur (Flaschentemperatur) weitere Energie aus dem System zu verlieren.
  • Die Erfindung sieht in einer Ausführungsform vor, den Abluftvolumenstrom über einen Wärmetauscher zu führen. Durch die kühle Oberflächentemperatur im Wärmetauscher kondensiert das Wasser in dem Luftstrom und die Energie der Verdampfungsenthalpie wird freigesetzt. Dadurch kann das Fluid (Arbeitsmedium), welches den Wärmetauscher durchströmt, erwärmt werden. Koppelt man den Fluidstrom des Wärmetauschers mit einer Wärmepumpe, so kann Energie auf einem Temperaturniveau bereitgestellt werden, welches zum Heizen der Reinigungsmaschine verwendet werden kann, z.B. zum Heizen der Vorbehandlungszone.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, den Luftvolumenstrom innerhalb der Reinigungsvorrichtung umzukehren, d.h. entgegen der Behälterbewegungsrichtung strömen zu lassen. Hierbei wird die Ansaugöffnung der Absaugung weiter ins Innere der Maschine verlagert, z.B. in den Bereich des Beginns der Abkühlzone der Flaschen. Die abgesaugte Luft wird über den Wärmetauscher geführt. Die gekühlte Luft kann anschließend, geleitet über ein Kanalsystem, der Reinigungsvorrichtung an der Behälter- (Flaschen)-abgabe, bzw. an der Stelle wo sich die Absaugung befindet, wieder zugeführt werden. Dies verhindert die Bildung von Kondensat am Auslauf der Behälter (Flaschen) und unterstützt die Trocknung und Abkühlung der Behälter.
  • Eine Erweiterung der Ausführungsform sieht vor, den Luftwärmetauscher (mit dem Energie der Verdampfungsenthalpie aus dem Luftstrom auf das Arbeitsmedium übertragen wird) mit einem oder mehreren weiteren Wärmetauscher/n zu koppeln. Dies bietet den Vorteil, dass mit nur einer Wärmepumpe noch mehr Energie der Reinigungsvorrichtung zurückgewonnen werden kann. Bei den weiteren Wärmetauschern kann es sich um Fluidwärmetauscher (also insbesondere Flüssigkeitswärmetauscher) handeln, so dass beispielsweise weitere Energie aus der Rückkühlzone und/oder Abwasser zurückgewonnen werden kann.
    • Vorteile der Erfindung
    • Energierückgewinnung der Verdampfungsenthalpie aus dem Abluftstrom
    • Reinigungsmaschinen mit weniger Energieverbrauch
    • Bessere TCO-Kostenrechnung für Kunden
    • Geringere Kondensatbildung an der Flaschenabgabe
    • Geringere Rekontamination der Behälter
    • Bessere Abtrocknung der Flaschen
    • Bessere Abkühlung der Flaschen und dadurch weitere Energieeinsparung
    Ausführungsformen der Zeichnungen
  • Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Behälterreinigungsvorrichtung 100.
  • Die Behälterreinigungsvorrichtung 100 umfasst eine Reinigungszone 91, 92 zum Reinigen von Behältern (nicht dargestellt), wobei die Behälter z.B. Flaschen sind. Die Reinigungszone 91, 92 umfasst hier eine Vorbehandlungszone 91, in der die Behälter vorgewärmt und/oder vorgereinigt und/oder Rückstände darauf eingeweicht werden, z.B. durch Bespritzen mit warmem Wasser. Die Reinigungszone umfasst weiterhin eine im Prozessablauf der Vorbehandlungszone 91 nachfolgende Hauptreinigungszone 92, in der die Behälter vollständig gesäubert werden.
  • Zudem ist eine Abkühlzone 93 zum Abkühlen der Behälter vorgesehen. Dort werden die Behälter allmählich abgekühlt und laufen anschließend aus der Behälterreinigungsvorrichtung 100 aus. In der Abkühlzone 93 wird ein mit Wasserdampf angereicherter Luftstrom 15 erzeugt, indem diese feuchte Luft mit einem Ventilator 20 abgesaugt wird.
  • Die Behälterreinigungsvorrichtung 100 umfasst weiterhin eine Wärmetransportvorrichtung 80 mit einem Arbeitsmedium 81 zum Aufnehmen von Wärme aus dem Wasserdampf des Luftstroms 15 und zum Zuführen von aufgenommener Wärme in die Reinigungszone 91, 92. Der mit Wasserdampf angereicherten oder gesättigten Luft wird Energie entzogen und der Reinigungszone (Vorbehandlungszone 91 und/oder Hauptreinigungszone 92) zugeführt. Dadurch wird ein Energieverlust vermieden oder reduziert. Das Arbeitsmedium ist ein Fluid in einer Rohrleitung, das Wärme aufnehmen kann. Zum Transport des Arbeitsmediums 81 ist eine Pumpe 70 vorgesehen. Das Arbeitsmedium 81 wird in einem Kreislauf mit einer Verrohrung geführt.
  • Die Wärmetransportvorrichtung 80 umfasst in dieser Ausführungsform eine Wärmepumpe 40 zum Erhöhen der Temperatur des Arbeitsmediums 81 nach dem Aufnehmen von Wärme aus dem Wasserdampf des Luftstroms 15 und vor dem Zuführen von aufgenommener Wärme in die Reinigungszone 91, 92. Dadurch kann das Arbeitsmedium mit einer erhöhten Temperatur in die Reinigungszone 91, 92 gelangen. Die Effizienz der Übertragung der Energie auf ein Fluid in der Reinigungszone 91, 92 wird durch die erhöhte Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des Arbeitsmediums 81 und der Temperatur des Fluides in der Reinigungszone 91, 92 verbessert. Die Wärmepumpe 40 weist beispielsweise einen Kompressor 41, ein Drosselventil 42 und ein Entspannungsventil 43 auf.
  • Das Arbeitsmedium 81 nimmt Wärme aus der Kondensationsenthalpie des Wasserdampfs auf. Die im Wasserdampf gespeicherte Energie (Verdampfungsenthalpie) ist relativ hoch und kann als Kondensationsenthalpie rückgewonnen werden.
  • Zum Aufnehmen der Wärme aus dem Luftstrom 15 ist ein erster vom Arbeitsmedium 81 durchströmter Wärmetauscher 10 in der Abkühlzone 93 vorgesehen. Hier ist ein weiterer Wärmetauscher 30 vorgesehen, um Wärmeenergie aus der Luft oder aus Flüssigkeit in einem weiter innen liegenden Bereich der Abkühlzone 93 in der Nähe von noch heißen Behältern aufzunehmen.
  • Zudem ist zum Zuführen von Wärme aus dem Arbeitsmedium 15 in die Reinigungszone 91, 92 wenigstens ein zweiter vom Arbeitsmedium durchströmter Wärmetauscher 60 in der Reinigungszone 91, 92 vorgesehen. Der Wärmetauscher 60 erwärmt z.B. Spritzwasser für die Vorreinigung in der Vorbehandlungszone 91. Somit wird ein Kreislauf des Arbeitsmediums 81 bereitgestellt, um die Wärme an einer Stelle 10 aufzunehmen und an anderer Stelle 60 wieder abzugeben, ohne dass ein direkter Kontakt zwischen dem Arbeitsmedium 81 und einem anderen Fluid erforderlich wäre.
  • In dieser Ausführungsform ist nur beispielhaft ein Wärmetauscher 50 vorgesehen, der stromaufwärts des Arbeitsmediums 81 ein Fluid in der Hauptreinigungszone 92 aufheizt. Dabei ist die Temperatur des Arbeitsmediums 81 am Wärmetauscher 50 höher als am dazu stromabwärts gelegenen Wärmetauscher 60, weil dem Arbeitsmedium 81 bereits Energie entnommen wurde.
  • Es ist hier, ebenfalls lediglich beispielhaft, ein weiterer Wärmetauscher 30 vorgesehen, um Wärmeenergie aus der Abkühlzone 93 im Arbeitsmedium 81 aufzunehmen. Dies führt zu einer weiteren Energierückgewinnung.
  • In der Behälterreinigungsvorrichtung 100 kann also die aufgenommene Wärme zum Erwärmen wenigstens einer Reinigungsflüssigkeit in der Reinigungszone 91, 92 zuführbar sein. Insbesondere kann die aufgenommene Wärme einer Reinigungsflüssigkeit in einer Vorbehandlungszone 91 bzw. Aufwärmzone 91 für die Behälter in der Reinigungszone 91, 92 zugeführt werden. Dies ist vorteilhaft, da an diesen Stellen Energie zum Erwärmen benötigt wird.
  • Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Behälterreinigungsvorrichtung 200.
  • Diese zweite Ausführungsform der Behälterreinigungsvorrichtung 200 entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform der Behälterreinigungsvorrichtung 100, wobei für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
  • Der Luftstrom 15 verläuft dabei wenigstens teilweise entlang einer Transportrichtung der Behälter in der Abkühlzone und durchläuft den Wärmetauscher 10 aufgrund der Absaugung durch den Ventilator 20.
  • Dabei werden die Behälter entlang der Transportrichtung von einer ersten, höheren zu einer zweiten, niedrigeren Temperatur abgekühlt. Der Luftstrom 15, der durch die vom Arbeitsmedium 81 aufgenommene Wärme gekühlt wurde, wird danach entgegen der Transportrichtung der Behälter geleitet und den Behältern mit der ersten Temperatur zugeführt. Dazu ist wenigstens ein Kanal 16 zum Leiten des gekühlten Luftstroms 15 entgegen der Transportrichtung der Behälter vorgesehen. Auf diese Weise wird den abzukühlenden Behältern gekühlte Luft zugeführt.
  • Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Behälterreinigungsvorrichtung 300.
  • Diese dritte Ausführungsform der Behälterreinigungsvorrichtung 300 entspricht im Wesentlichen der zweiten Ausführungsform der Behälterreinigungsvorrichtung 200, wobei für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
  • Der Unterschied besteht hier darin, dass stromabwärts des Wärmetauschers 10 und stromaufwärts des Wärmetauschers 30 noch ein weiterer Wärmetauscher 51 vorgesehen ist, mit dem Wärmeenergie aus Abwasser der Vorreinigungszone 91 auf das Arbeitsmedium 81 übertragen und rückgewonnen wird. In dieser Ausführungsform fehlt beispielhaft der Wärmetauscher 50 der ersten und zweiten Ausführungsform und das Arbeitsmedium 81 wird mit durch die Wärmepumpe erhöhter Temperatur lediglich durch den Wärmetauscher 60 der Vorreinigungszone 91 geführt, um dort Wärmeenergie an eine Vorreinigungsflüssigkeit zu übertragen.
  • Die dargestellten Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft und der vollständige Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die beigefügten Patentansprüche definiert.

Claims (13)

  1. Behälterreinigungsvorrichtung (100, 200, 300), wobei die Behälter insbesondere Flaschen sind, umfassend:
    eine Reinigungszone (91, 92) zum Reinigen der Behälter;
    eine Abkühlzone (93) zum Abkühlen der Behälter, wobei ein mit Wasserdampf beladener Luftstrom (15) erzeugbar ist; und
    eine Wärmetransportvorrichtung (80) mit einem Arbeitsmedium (81) zum Aufnehmen von Wärme aus dem Wasserdampf des Luftstroms (15) und zum Zuführen von aufgenommener Wärme in die Reinigungszone (91, 92).
  2. Behälterreinigungsvorrichtung (100, 200, 300) nach Anspruch 1, wobei die Wärmetransportvorrichtung (80) eine Wärmepumpe (40) zum Erhöhen der Temperatur des Arbeitsmediums (81) nach dem Aufnehmen von Wärme aus dem Wasserdampf des Luftstroms (15) und vor dem Zuführen von aufgenommener Wärme in die Reinigungszone (91, 92) umfasst.
  3. Behälterreinigungsvorrichtung (100, 200, 300) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Arbeitsmedium (81) Wärme aus Kondensationsenthalpie des Wasserdampfs aufnimmt.
  4. Behälterreinigungsvorrichtung (100, 200, 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zum Aufnehmen der Wärme aus dem Luftstrom (15) wenigstens ein erster vom Arbeitsmedium (81) durchströmter Wärmetauscher (10) in der Abkühlzone (93) vorgesehen ist, und wobei zum Zuführen von Wärme aus dem Arbeitsmedium (81) in die Reinigungszone (91, 92) wenigstens ein zweiter vom Arbeitsmedium (81) durchströmter Wärmetauscher (50, 60) in der Reinigungszone (91, 92) vorgesehen ist.
  5. Behälterreinigungsvorrichtung (100, 200, 300) nach Anspruch 4, wobei wenigstens ein weiterer Wärmetauscher (30, 51) vorgesehen ist, um Wärmeenergie aus der Abkühlzone (93) und/oder aus Abwasser der Reinigungszone (91, 92) im Arbeitsmedium (81) aufzunehmen.
  6. Behälterreinigungsvorrichtung (100, 200, 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei aufgenommene Wärme zum Erwärmen wenigstens einer Reinigungsflüssigkeit in der Reinigungszone (91, 92), insbesondere in einer Vorbehandlungszone (91) oder Aufwärmzone (91) für die Behälter in der Reinigungszone (91, 92), zuführbar ist.
  7. Behälterreinigungsvorrichtung (100, 200, 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Luftstrom (15) wenigstens teilweise entlang einer Transportrichtung der Behälter in der Abkühlzone (93) verläuft.
  8. Behälterreinigungsvorrichtung (100, 200, 300) nach Anspruch 7, wobei die Behälter entlang der Transportrichtung von einer ersten, höheren zu einer zweiten, niedrigeren Temperatur abkühlbar sind, und wobei der Luftstrom (15), der durch die vom Arbeitsmedium (81) aufgenommene Wärme gekühlt wurde, entgegen der Transportrichtung der Behälter leitbar und den Behältern mit der ersten Temperatur zuführbar ist.
  9. Behälterreinigungsvorrichtung (100, 200, 300) nach Anspruch 8, wobei wenigstens ein Kanal (16) zum Leiten des gekühlten Luftstroms (15) entgegen der Transportrichtung der Behälter vorgesehen ist.
  10. Verfahren zum Reinigen von Behältern, insbesondere von Flaschen, umfassend die Schritte:
    Reinigen der Behälter in einer Reinigungszone (91, 92);
    Abkühlen der Behälter in einer Abkühlzone (93), wobei ein mit Wasserdampf beladener Luftstrom (15) erzeugt wird; und
    Aufnehmen von Wärme aus dem Wasserdampf des Luftstroms (15) in ein Arbeitsmedium (81) und Zuführen von aufgenommener Wärme aus dem Arbeitsmedium (81) in die Reinigungszone (91, 92) mittels einer Wärmetransportvorrichtung (80), wobei die Wärme insbesondere aus Kondensationsenthalpie des Wasserdampfs aufgenommen wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, mit dem weiteren Schritt:
    Erhöhen der Temperatur des Arbeitsmediums nach dem Aufnehmen von Wärme aus dem Wasserdampf des Luftstroms (15) und vor dem Zuführen von aufgenommener Wärme in die Reinigungszone (91, 92) mit einer Wärmepumpe (40).
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, mit dem weiteren Schritt:
    Abkühlen der Behälter entlang einer Transportrichtung der Behälter von einer ersten, höheren zu einer zweiten, niedrigeren Temperatur.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, mit den weiteren Schritten:
    Leiten des Luftstroms (15), der durch die vom Arbeitsmedium (81) aufgenommene Wärme gekühlt wurde, entgegen der Transportrichtung der Behälter; und
    Zuführen des gekühlten Luftstroms (15) zu den Behältern mit der ersten Temperatur.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007108216A1 (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Takahashi Metal Industries Co., Ltd. 水系洗浄液を用いる洗浄装置
DE102008039747A1 (de) * 2008-08-26 2010-03-18 Zippel Gmbh & Co. Kg Maschinenfabrik Rückgewinnung von Wärmeenergie bei Reinigungs- und Trocknungsanlagen für industrielle Teile, Werkstücke und dgl.
DE102008018105B4 (de) * 2008-04-09 2010-05-20 Khs Ag Reinigungsmaschine zum Reinigen von Flaschen oder dergleichen Behältern
DE102014102655A1 (de) * 2014-02-28 2015-09-03 Fuco-Heg Maschinenbau Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Rückführung von Schwaden mit gleichzeitiger Rückgewinnung von Wärmeenergie
CN211660673U (zh) * 2019-12-31 2020-10-13 河北立多生物科技有限公司 一种饮料瓶一次清洗工装

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3914412A1 (de) 1989-04-29 1990-10-31 Seitz Enzinger Noll Masch System zur nutzung der abwaerme einer flaschenreinigungsmaschine
KR100724722B1 (ko) 2006-01-21 2007-06-04 오승환 유리제품의 대기압 유기열분해 연소장치
DE102017112532A1 (de) 2017-06-07 2018-12-13 Wolfgang Jaske und Dr. Peter Wolf GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Wolfgang Jaske, 49811 Lingen; Dr. Peter Wolf, 26209 Hatten) Verfahren zur Behandlung von Flaschen in einer Flaschenwaschanlage und Flaschenwaschanlage

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007108216A1 (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Takahashi Metal Industries Co., Ltd. 水系洗浄液を用いる洗浄装置
DE102008018105B4 (de) * 2008-04-09 2010-05-20 Khs Ag Reinigungsmaschine zum Reinigen von Flaschen oder dergleichen Behältern
DE102008039747A1 (de) * 2008-08-26 2010-03-18 Zippel Gmbh & Co. Kg Maschinenfabrik Rückgewinnung von Wärmeenergie bei Reinigungs- und Trocknungsanlagen für industrielle Teile, Werkstücke und dgl.
DE102014102655A1 (de) * 2014-02-28 2015-09-03 Fuco-Heg Maschinenbau Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Rückführung von Schwaden mit gleichzeitiger Rückgewinnung von Wärmeenergie
CN211660673U (zh) * 2019-12-31 2020-10-13 河北立多生物科技有限公司 一种饮料瓶一次清洗工装

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