ES2284975T3 - Procedimiento en instalacion de secado de una masa de ropa por compresion mecanica de aire muy humedo. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de secado de una masa de ropa (14), situada en una zona de secado (13), comprendiendo el citado procedimiento la etapa de: - ventilar (1), mediante un circuito de ventilación, a través de la masa de ropa (14) situada en la zona de secado (13), aire muy húmedo cuya tasa de humedad es inferior a la del interior de la zona de secado, a una presión próxima a la presión atmosférica y a una temperatura superior a la del material que hay que secar; - de modo que, así, es posible extraer de la masa de ropa, por evaporación, en forma de vapor de agua, la humedad que ésta contiene; el citado procedimiento está caracterizado, además, por la etapa: - de recuperar (22, 6) el calor de condensación del vapor de agua extraído de la masa de ropa para calentar el aire húmedo, - de regular fugas (9, 10, 36, 43) entre el aire ambiente exterior y el citado circuito de ventilación aguas arriba y aguas abajo de la zona de secado; permitiendo la citadas fugas (9, 10) situadas en la parte del circuitode ventilación aguas arriba de la zona de secado (13), en régimen permanente, un intercambio másico y térmico hacia el aire ambiente exterior; permitiendo las citadas fugas (36, 43) situadas en la parte del circuito de ventilación aguas abajo de la zona de secado (13), en régimen permanente, un intercambio másico por entrada de aire ambiente; de modo que, así, es posible asegurar los equilibrios térmicos y másicos sin lanzar hacia el aire ambiente cantidades sustanciales de aire húmedo; de modo que, así, es posible hacer intervenir, al menos en parte, las fugas naturales, especialmente a nivel de las piezas móviles, en el ciclo de funcionamiento normal del procedimiento de secado.
Description
Procedimiento e instalación de secado de una
masa de ropa por compresión mecánica de aire muy húmedo.
La presente invención concierne a un
procedimiento y a una instalación de secado de una masa de material
fibroso, especialmente ropa húmeda después del lavado.
La solicitud de patente Denis CLODIC registrada
a nombre de ARMINES, el 2 de noviembre de 1998, con el número 98
13902 y publicada con el número FR 2 785 372, describe un
procedimiento de secado por vapor de agua sobrecalentado (VES). El
vapor de agua sobrecalentado intercambia su calor con ropa cuya agua
se evapora a 100ºC y después esta agua es condensada en un
condensador para mantener la presión constante dentro del circuito y
al mismo tiempo permitir un nuevo sobrecalentamiento del vapor.
Este vapor es puesto en movimiento por un ventilador. En el
procedimiento de acuerdo con la técnica anterior, una fracción del
vapor de agua sobrecalentado (VES) es objeto de un proceso de
compresión con el fin de recuperar el calor de condensación para
sobrecalentar el vapor de agua a la entrada de la zona de secado.
Este procedimiento de secado por VES permite mejorar la eficacia
energética global aproximadamente en un 60% (paso de un consumo de
700 Wh/kg de algodón seco, consumo típico de las mejores secadoras
de ropa actuales, a menos de 330 Wh/kg de algodón seco). Sin
embargo, la realización de un circuito de vapor de agua a la
presión atmosférica y a una temperatura superior a 100ºC puede
plantear problemas de estanqueidad, especialmente, durante el paso
por las juntas rotatorias.
El preámbulo de las reivindicaciones 1 y 4 está
representado por este documento.
La presente invención tiene por objeto facilitar
la realización técnica del equipo de secado de la ropa manteniendo
al mismo tiempo las prestaciones energéticas de este procedimiento a
un nivel comparable con el procedimiento de acuerdo con la técnica
anterior.
Este objeto se realiza por las características
de la parte caracterizante de las reivindicaciones 1 y 4.
La condensación en el condensador de la fracción
de aire húmedo derivada suministra la energía calorífica necesaria
para calentar el aire húmedo antes de la entrada a la zona de
secado.
Preferentemente, de acuerdo con la invención, la
instalación es tal que el compresor comprime la fracción derivada
del aire húmedo a una presión tal que la temperatura de condensación
en el condensador está comprendida entre 95ºC y 135ºC. Se obtiene,
así, que el aire húmedo a la entrada de la zona de secado es
calentado en una gama de temperatura comprendida entre 95ºC y
135ºC.
Preferentemente, de acuerdo con la invención, la
instalación es tal que el circuito de enfriamiento del condensador
es, preferentemente, de corriente cruzada con tendencia
contra-corriente.
Preferentemente, de acuerdo con la invención, la
instalación es tal que comprende una válvula de cinco vías que
comprende una vía de puesta al aire.
El procedimiento de secado de acuerdo con la
invención, por compresión mecánica de aire muy húmedo, permite
reducir el consumo de energía de las secadoras domésticas. El
consumo es del orden de 700 Wh/kg de ropa, el procedimiento de
acuerdo con la invención permite reducir éste aproximadamente a 350
Wh/kg de ropa seca.
La puesta en práctica del procedimiento es
simple, las razones se comprenderán más adelante. El procedimiento
permite utilizar tecnologías disponibles para realizar secadoras
domésticas, comerciales o industriales.
El interés energético del procedimiento y la
facilidad de realización del equipo de secado se caracteriza porque
el procedimiento pone en práctica una compresión mecánica de aire
muy húmedo. Por aire muy húmedo, en el sentido de la presente
invención, se entiende aire que contiene entre el 85% y el 95% de
humedad para temperaturas variables entre 80ºC y 90ºC, o sea
humedades absolutas que se sitúan entre 400 y 1200 g de agua/kg de
aire seco. Se recuerda que el aire ambiente a 25ºC presenta una
humedad absoluta que se sitúa entre 8 y 200 g de agua/kg de aire
seco.
La utilización del aire muy húmedo presenta
varias ventajas como se mostrará en la descripción que sigue, en
particular el aire muy húmedo permite utilizar sistemas cuya
estanqueidad es, así, fácil de realizar y de concebir, tanto
sistemas cerrados para el secado por lotes discontinuos, como
sistemas de secado al paso y, por tanto, continuos.
El secado se efectúa a presión atmosférica, el
agua se evapora gracias a la diferencia de presión parcial del
vapor del agua contenido en la masa de material fibroso y la del
vapor de agua contenido en el aire caliente. La presión del vapor
de agua contenido en el aire caliente es inferior a la del vapor de
agua contenido en la masa de material fibroso.
Otras características y ventajas de la invención
se pondrán de manifiesto con la lectura de la descripción de
variantes de realización de la invención dadas a título de ejemplo
indicativo y no limitativo. El esquema de principio de la
instalación se presenta con sus variantes de realización:
- la figura 1 representa una variante de
realización de una instalación de secado por lotes,
- la figura 2 representa una segunda variante
de realización de una instalación de secado por lotes,
- la figura 3 representa la posición de la
válvula de cinco vías durante la fase de calentamiento y la fase de
secado,
- la figura 4 representa la posición de la
válvula de cinco vías durante la fase de enfriamiento,
- la figura 5 es una representación gráfica de
tres niveles de potencia de condensación.
Se va a describir ahora la figura 1 que
representa una variante de realización de una secadora por lotes
(por ejemplo una secadora de ropa). Todos los caudales indicados,
salvo indicación en contrario, son caudales de masa cuya unidad SI
(Sistema Internacional) es el kg/s. El material húmedo 14 que hay
que secar está situado dentro del recinto de secado 13. El caudal de
aire caliente en la entrada 12 del recinto de secado es designado
por la sigla MVEe (Caudal Ventilado Entrada recinto). El aire
caliente penetra en el recinto de secado 13 por la canalización de
entrada 11. La temperatura típica del aire caliente entrante se
sitúa entre 120ºC y 130ºC. La humedad absoluta del aire caliente
entrante está comprendida entre 360 y 1100 g/kg de aire seco, o sea
inferior en un 8% a un 10% a la humedad absoluta del aire húmedo a
la salida 15 del recinto de secado 13. El material húmedo 14 cuya
humedad debe ser extraída está a una temperatura que varía entre
60ºC y 90ºC. A la salida 15 del recinto de secado 13, el caudal de
aire húmedo saliente es designado por la sigla MVSe (Caudal
Ventilado Salida recinto). El aire húmedo sale del recinto de
secado 13 por la canalización de salida 16. La temperatura del aire
húmedo a la salida 15 del recinto de secado 13 es variable entre
80ºC y 95ºC. El aire húmedo a la salida 15 del recinto de secado 13
presenta una humedad absoluta que se sitúa entre 400 y 1200 g/kg de
aire seco. El caudal del aire húmedo saliente MVSe es la suma del
caudal de aire caliente entrante MVEe y del caudal de aire evaporado
Me que proviene del material húmedo que hay que secar 14.
En la figura 1 se ha representado de manera
ficticia en la canalización de entrada 11 del recinto de secado 13
el punto de salida 9 de las fugas naturales o reguladas hacia el
exterior 10. Las fugas naturales o reguladas hacia el exterior
están situadas aguas arriba del recinto de secado 13, después del
ventilador de circulación de aire 1. En efecto, en esta parte del
circuito, el ventilador de circulación de aire 1 crea una ligera
sobrepresión con respecto a la presión atmosférica. El aire
saliente en el punto de salida 9 está en las condiciones de
presión, de temperatura y de humedad del circuito a la entrada 12
del recinto de secado 13. Se designa por la sigla MF el caudal de
aire húmedo de fugas naturales o reguladas hacia el exterior, aguas
arriba del recinto de secado 13. Las fugas naturales aparecen,
principalmente, en las juntas de estanqueidad del plato o de los
platos del tambor de una secadora de ropa.
El caudal de aire húmedo MF de las fugas
naturales o reguladas hacia el exterior es compensado por
infiltraciones de aire naturales o reguladas. Se designa por la
sigla MI el caudal de aire entrante 36 debido a las infiltraciones
naturales o reguladas por la válvula de cinco vías 19. El caudal de
aire entrante MI es tal que MI = MF. El caudal MI está en las
condiciones de presión, de temperatura y de humedad de la habitación
en la que está situado el recinto de secado.
El caudal de aire húmedo MVEs circulante en la
circulación de salida 16 del recinto 13 se divide en dos caudales,
respectivamente, en las canalizaciones 17 y 18.
Un primer caudal, designado en lo que sigue por
la sigla MV1, circula hacia el ventilador 1 por la canalización 18.
Un segundo caudal, designado en lo que sigue por la sigla MC,
circula hacia el compresor 22 a través de las canalizaciones 17 y
21. La relación entre los caudales MV1 y MC está fijada,
respectivamente, por el ventilador 1 para MV1 y por el compresor 22
para MC. La relación de los caudales, designada en lo que sigue por
RD (RD = MC / MV1), varía entre el 5% y el 10%.
La canalización de impulsión 2 del ventilador se
divide en una canalización principal 3 y una canalización derivada
4. Un tercer caudal, designado en lo que sigue por la sigla MVp
(caudal de ventilación principal), circula por la canalización
principal 3. Un cuarto caudal, designado en lo que sigue por la
sigla MVd (caudal de ventilación derivado) circula por la
canalización derivada 4. El caudal MVd en la canalización derivada
4 representa del 10% al 15% del caudal ventilado MV1.
El segundo caudal de aire húmedo MC, que circula
por la canalización 21, es comprimido por un compresor 22 hasta una
presión que varía típicamente entre 4 y 7 bares absolutos. A la
salida del compresor 22 la temperatura de impulsión del aire húmedo
es del orden de 250ºC si no hay colocados dispositivos de
enfriamiento. Es necesario enfriar la placa de válvula o el volumen
de impulsión 23. El enfriamiento de la placa de válvula o del
volumen de impulsión se efectúa realizando una placa de válvula o
un volumen de impulsión con superficie que comprende aletas (no
representadas).
Las aletas de enfriamiento de la placa de
válvula o del volumen de impulsión 23 están dispuestas en la
canalización derivada 4 recorrida por el caudal de ventilación
derivado MVd. Se obtiene así un recalentamiento del caudal MVd.
Las aletas de enfriamiento de la placa de
válvula o del volumen de impulsión 23 permiten mantener la
temperatura de equilibrio de la placa de válvula o del volumen de
impulsión a una temperatura inferior a 160ºC.
Se va a continuar ahora la descripción de la
variante de realización representada en la figura 1.
El circuito de condensación del condensador 6
recibe la canalización de impulsión 24 del compresor 22 aguas abajo
de éste. El circuito externo de enfriamiento del condensador 6
recibe la canalización 3 en la que se recalienta el caudal
ventilado principal MVp. El condensador 6 es un condensador parcial:
en éste se condensa una gran parte (del orden del 90% en masa) del
vapor de agua del caudal de aire muy húmedo MC que sale del
compresor 22. El caudal MC es difásico a la salida del condensador
6. Éste está compuesto por un caudal de aire poco húmedo denominado
MAC 35 y por un caudal de agua líquida denominado MEC (MC = MEC +
MAC). Este caudal difásico MC es expandido hasta una presión
ligeramente superior a la presión atmosférica por el descompresor
descargador 26. Un descompresor descargador es un descompresor que
mantiene la presión aguas arriba constante y que suministra un
caudal variable para mantenerla.
En la variante de realización representada en la
figura 2, el descompresor descargador 26 está reemplazado por una
turbina de expansión volumétrica 37. Ésta permite también mantener
una presión aguas arriba constante por modulación del caudal que la
atraviesa. El caudal difásico MC es admitido a través de la
canalización 25 en la turbina volumétrica de expansión 37 en la que
se expansiona hasta una presión ligeramente superior a la presión
atmosférica. El árbol de la turbina de expansión 37 puede estar
acoplado al árbol del motor de accionamiento del compresor 38.
En el caso de la variante del descompresor
descargador 26 (véase la figura 1) o en el caso de la variante de
la turbina de expansión 37 (véase la figura 2), el caudal difásico
expandido MC (MC = MAC + MEC) es admitido en el separador 28 a
través de la canalización 27. El caudal de agua líquida MEC es
separado del caudal de aire MAC en el separador 28. El caudal de
agua líquida MEC es reintegrado por la diferencia de presión al
depósito 34 a través de la canalización 33. El caudal de aire MAC
35, también expandido, es aspirado por el ventilador 1 por la
canalización de salida 29 del separador 28 y la válvula de cinco
vías 19. El caudal MAC 35 que proviene de la canalización 29 es así
mezclado con el caudal de aire húmedo MV1 180 que proviene de la
canalización 18. El caudal de infiltración de aire MI 36 es mezclado
con los caudales MAC 35 y MV1 180. El caudal denominado MV,
aspirado por el ventilador 1 a través de la canalización 20 y la
válvula de cinco vías 19, es tal que MV = MAC + MI + MV1.
Como se indicó anteriormente, el caudal MV es
dividido en caudal principal MVp en la canalización 3 y caudal
derivado MVd en la canalización 4.
El caudal MVp penetra a través de la
canalización intermedia 3 en el condensador 6 y es recalentado en
éste, de la temperatura típica de salida del recinto de secado 13,
del orden de 80ºC a 95ºC, a la temperatura típica de entrada del
recinto de secado 13, que varía entre 120ºC y 130ºC. Habida cuenta
del hecho de que la condensación del vapor del caudal MC en el
interior de los tubos del condensador 6 se efectúa a temperatura
que desliza típicamente de 135ºC a 95ºC, es ventajoso realizar el
condensador 6 en forma de un intercambiador de tubos que comprenden
aletas. Los tubos están dispuestos en filas sucesivas. Un número
típico de filas de tubos donde MC se condensa parcialmente en el
interior de los tubos es de 4 a 8. La disposición de los tubos
permite una circulación global de los caudales MC y MVp que es a la
vez de corriente cruzada y de tendencia contra corriente, el caudal
MVp, encuentra zonas cada vez más calientes que corresponden al
enfriamiento progresivo del caudal MC. Esta circulación en
corriente cruzada y de tendencia contra corriente minimiza las
diferencias de temperatura entre el caudal MVp que se recalienta y
el caudal MC que se condensa parcialmente.
La potencia PC intercambiada en el condensador 6
comprende a la vez la potencia de dessobrecalentamiento del caudal
de aire húmedo MC y la potencia de condensación del agua MEC
contenida en este caudal MC.
La presión de condensación del vapor de agua es
elegida en función de la relación entre el caudal RD y la potencia
PC que hay que intercambiar en el condensador 6. La ecuación de
balance energético del dispositivo de secado se escribe,
entonces:
Ecuación (1)PC
= Pe + Pth +
PF
La potencia térmica Pe es el producto del caudal
de vapor Me evaporado del material húmedo que hay que secar 14 por
el calor latente de vaporización del agua Lv a la presión parcial
correspondiente. Pe = Lv. Me.
Las pérdidas térmicas Pth provienen de las
pérdidas de calor del recinto 13 y de las diferentes canalizaciones
del circuito. Éstas son las pérdidas por convección, radiación y
conducción de la secadora con respecto a la habitación en la cual
está situada.
PF es la potencia térmica perdida por el caudal
de fuga MF con una entalpía Hf, menos el caudal de infiltración de
aire MI con una entalpía HI. La potencia térmica perdida por fuga PF
es tal que:
PF = (MF
\cdot Hf) - (MI \cdot
Hi)
Hf y Hi se calculan conociendo las temperaturas,
las presiones y las humedades absolutas de los caudales MF y MI.
Considerando que el caudal de agua evaporado Me
es equivalente al caudal condensado MEC, la potencia de condensación
PC puede expresarse, entonces, por:
Ecuación (2)PC
= Pe +
W_{comp}
Donde W_{comp} es la potencia de compresión
transmitida al caudal comprimido MC
La ecuación (2) es la aplicación de la
conservación de la energía al circuito del caudal comprimido MC.
Aproximando las ecuaciones 1 y 2, se constata
que la potencia de compresión W_{comp} transmitida al caudal MC
es compensada, en régimen permanente, por las perdidas térmicas Pth
y por las pérdidas por fugas PF, esta constatación permite, fijando
la potencia de condensación PC y la eficacia energética del ciclo de
compresión, definir las pérdidas térmicas directas y por fugas que
permiten el equilibrio del sistema. El equilibrio térmico del
sistema se consigue, entonces, cuando la potencia de compresión
W_{comp} es igual a la suma de las pérdidas térmicas Pth y de las
pérdidas por fugas PF. La potencia excedente es entonces nula. La
potencia excedente designada por la sigla Pexc es tal
que:
que:
Pexc =
W_{comp} - Pth -
PF
La figura 5 presenta para tres niveles de
potencia de condensación PC, PC1 que es una potencia de condensación
de referencia unitaria, PC2 = 1,5 PC1 y PC3 = 2PC1. El eje vertical
representa la potencia excedente Pexc en porcentaje de PC, el eje
horizontal la temperatura de evaporación del material húmedo. La
figura 5 presenta, así, la variación de la potencia excedente Pexc
en función de la temperatura de secado y para 3 niveles de potencia
de condensación, respectivamente, PC1, PC2 y PC3.
El nivel 0% indica que el calor producido por el
trabajo de compresión W_{comp} es compensado completamente por
las pérdidas por pérdidas térmicas Pth y las pérdidas por fugas PF.
El excedente térmico Pexc anteriormente definido es, entonces,
nulo. Cuando Pexc es negativo, las pérdidas por pérdidas térmicas
Pth y por fugas PF son demasiado elevadas y el equilibrio del
sistema a la temperatura de secado correspondiente no es posible.
Asimismo, cuando Pexc es positivo, las pérdidas por pérdidas
térmicas Pth y por fugas PF son demasiado pequeñas para compensar
el calor producido por el trabajo de compresión W_{comp}, el
equilibrio del sistema a la temperatura de secado correspondiente
no es posible.
Para un caudal de fuga MF y un caudal de
infiltración MI constantes, el desprendimiento de calor PF es tanto
mayor cuanto más elevada es la temperatura de secado del material
húmedo 14 y mayor es la humedad específica del aire húmedo dentro
del recinto de secado 13.
Para un caudal de fuga MF y un caudal de
infiltración MI constantes, el desprendimiento de calor PF tiende
hacia un valor máximo cuando la temperatura de secado del material
húmedo 14 es de 100ºC y cuando el aire húmedo dentro del recinto de
secado 13 es reemplazado completamente por el vapor de agua.
El procedimiento de secado de acuerdo con la
invención, en aire muy húmedo, integra las limitaciones de caudal
de fuga en la concepción misma del procedimiento y del dispositivo
que pone en práctica el procedimiento.
En una secadora doméstica, la tasa de fuga
típica MF se sitúa entre el 1% y el 2%, es decir que del 1% al 2%
del caudal de circulación MV1 es lanzado fuera del circuito. El
procedimiento de secado por compresión mecánica de aire muy húmedo,
de acuerdo con la invención, es comparable con la tasa de fugas
típica MF definida y constituye en esto un interés particular.
La invención permite realizar un sistema de
secado con un solo intercambiador en el caudal de aire MVp, lo que
distingue especialmente la invención de los sistemas que utilizan
una bomba de calor que necesita 2 intercambiadores: un evaporador y
un condensador.
En el caso de un sistema de secado por lotes, la
operación de secado se desarrolla en tres fases. En el caso de un
sistema de secado al paso, estas tres fases se suceden en el
espacio.
Para decidir la sucesión de las tres fases, el
funcionamiento de la válvula de cinco vías 19 se detalla a
continuación refiriéndose a las figuras 3, 4 y 5.
\newpage
La válvula de cinco vías 19 tiene cinco vías a
las cuales se empalman diferentes canalizaciones. Una mariposa
móvil 39 tiene un eje de rotación 46 alrededor del cual puede girar
mandada por un accionador (no representado) solidario del eje de
rotación 46.
La vía 40 está empalmada a través de las
canalizaciones 18 y 16 aguas abajo del recinto de secado 13. La vía
41 está empalmada a través de la canalización 29 aguas abajo del
separador 28. La vía 42 es una vía de puesta al aire para purgar el
circuito. La vía 43 es una vía de admisión de aire nuevo. La vía 44
está empalmada a la canalización 20 aguas arriba del ventilador 1.
Entre la vía 43 y la vía 44 existe un orificio de comunicación 45
que permite al caudal de fuga MI 36 entrar en la canalización 20 a
través de la vía 44. La depresión creada en la canalización 20 por
la aspiración del ventilador 1 permite introducir el caudal de aire
entrante 36 MI.
Durante la fase de calentamiento I, una cantidad
de agua residente en el separador 28 es transferida a través de la
canalización 30 al hervidor eléctrico 31 conectado a la corriente.
El caudal de vapor de agua evaporado en el hervidor 31,
representado por la sigla Meb, es aspirado por el compresor 22, a
través de la canalización 32. El caudal Meb es mezclado aguas
arriba del compresor 22 con el caudal MC1 que proviene del recinto
de secado 13, a través de las canalizaciones 16 y 17. La suma de
los caudales Meb y MC1 compone el caudal MC aspirado y comprimido
por el compresor 22. El caudal MC es una mezcla de aire muy húmedo.
Éste es condensado en el condensador 6, permitiendo, así, el
recalentamiento del caudal MVp que proviene del recinto de secado
13, a través de la canalización 16, la válvula de cinco vías 19, el
ventilador 1 y la canalización de entrada 3 del condensador 6.
Durante la fase I de calentamiento, la mariposa 39 (véase la figura
3) pone en comunicación la canalización 20 (vía 44), la
canalización 18 (vía 40), la canalización 29 (vía 41) y, a través de
la comunicación 45, la vía 43 por la cual penetra el caudal de fuga
MI 36. Se obtiene, así, que el ventilador 1 aspira los caudales MV1
que provienen del recinto 13, MAC 35 que provienen del separador 28
y MI 36 que provienen de la habitación, e impulsa el caudal MV
hacia el condensador 6.
La diferencia de temperatura medida entre la
entrada 12 del recinto de secado 13 y la salida 15 del recinto de
secado 13 se utiliza para la regulación del sistema, permitiendo
pasar de la fase de calentamiento I a la fase de secado II. Cuando
la diferencia de temperatura es típicamente superior a 30 K y cuando
en la entrada 12 del recinto 13 se consigue el nivel de temperatura
deseado, cesa la alimentación eléctrica de la resistencia eléctrica
del hervidor 31, la fase de secado II puede comenzar. Durante la
fase de secado II, la mariposa 39 ocupa la misma posición que la
que ocupaba durante la fase de calentamiento y pone en comunicación
las mimas vías y las mismas canalizaciones. El secado de la masa
fibrosa 14 dentro del recinto de secado 13 se efectúa a caudal de
evaporación constante hasta que se alcance el umbral de sequedad.
Cuando se llega a este umbral de sequedad, el caudal evaporado
disminuye porque la alimentación capilar en el material ya no está
asegurada. Este umbral es identificado y detectado por una
disminución de la diferencia de temperatura entre la entrada 12 del
recinto de secado 13 y la salida 15 del recinto de secado 13. La
temperatura de salida del recinto de secado 13 aumenta. Para cada
material que hay que secar se determina de manera experimental la
diferencia apropiada y, correlativamente, el momento en que puede
detenerse el secado.
La fase de enfriamiento III es una fase en el
transcurso de la cual se lleva el material fibroso a una temperatura
próxima a la temperatura ambiente. A tal efecto, el compresor 22 es
parado, el ventilador 1 está siempre en funcionamiento. Durante la
fase III de enfriamiento, la mariposa 39 (véase la figura 4) pone en
comunicación:
- -
- por una parte, la vía 43 por la cual penetra el aire exterior y la canalización 20 (vía 44).
- -
- por otra, la canalización 18 (vía 40), la canalización 29 (vía 41) y la vía 42 de puesta al aire.
Se obtiene, así, que:
- -
- el ventilador 1 aspira un caudal de aire exterior a través de la vías 43 y 44, y le impulsa hacia el recinto 13, enfriando, así, el material fibroso 14,
- -
- el aire MV1 que proviene del recinto 13 es impulsado al exterior a través de la vía 42.
Cuando la temperatura del caudal a la salida 15
del recinto 13 es del orden de 40ºC, el ventilador 1 se para y el
ciclo de secado termina.
\newpage
(Continuación)
Claims (9)
1. Procedimiento de secado de una masa de ropa
(14), situada en una zona de secado (13), comprendiendo el citado
procedimiento la etapa de:
- ventilar (1), mediante un circuito de
ventilación, a través de la masa de ropa (14) situada en la zona de
secado (13), aire muy húmedo cuya tasa de humedad es inferior a la
del interior de la zona de secado, a una presión próxima a la
presión atmosférica y a una temperatura superior a la del material
que hay que secar;
- de modo que, así, es posible extraer de la
masa de ropa, por evaporación, en forma de vapor de agua, la
humedad que ésta contiene;
el citado procedimiento está
caracterizado, además, por la etapa:
- de recuperar (22, 6) el calor de condensación
del vapor de agua extraído de la masa de ropa para calentar el aire
húmedo,
- de regular fugas (9, 10, 36, 43) entre el aire
ambiente exterior y el citado circuito de ventilación aguas arriba
y aguas abajo de la zona de secado;
permitiendo la citadas fugas (9, 10) situadas en
la parte del circuito de ventilación aguas arriba de la zona de
secado (13), en régimen permanente, un intercambio másico y térmico
hacia el aire ambiente exterior;
permitiendo las citadas fugas (36, 43) situadas
en la parte del circuito de ventilación aguas abajo de la zona de
secado (13), en régimen permanente, un intercambio másico por
entrada de aire ambiente;
de modo que, así, es posible asegurar los
equilibrios térmicos y másicos sin lanzar hacia el aire ambiente
cantidades sustanciales de aire húmedo;
de modo que, así, es posible hacer intervenir,
al menos en parte, las fugas naturales, especialmente a nivel de
las piezas móviles, en el ciclo de funcionamiento normal del
procedimiento de secado.
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1; siendo el citado procedimiento tal que, para
recuperar el calor de condensación del vapor de agua extraído del
material fibroso:
- se extrae (17) una fracción del aire húmedo de
la salida de la zona de secado (13),
- se comprime (22) la citada fracción extraída
antes de introducirla en un condensador (6) situado en una
canalización (11) a la entrada de la zona de secado (13),
de modo que la condensación en el citado
condensador de la citada fracción extraída suministra la energía
calorífica necesaria para calentar el aire húmedo a la entrada de la
zona de secado.
3. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 2; siendo el citado procedimiento tal que:
- la fracción extraída se comprime (22) a una
presión tal que la temperatura de condensación en el condensador
(6) está comprendida entre 95ºC y 135ºC; de modo que el aire húmedo
a la entrada de la zona de secado es calentado en una gama de
temperatura comprendida entre 120ºC y 130ºC.
4. Instalación de secado de una masa de material
fibroso húmedo (14), especialmente de una masa de ropa; estando
situada la citada masa de material fibroso en una zona de secado
(13),
comprendiendo la citada instalación:
- un circuito de ventilación (16, 18, 20, 1, 2,
3, 4, 11) que alimenta la zona de secado (13) de aire muy húmedo
con una tasa de humedad inferior a la situada en el interior de la
zona de secado, a una presión próxima a la presión atmosférica y a
una temperatura superior a la del material que hay que secar,
de modo que, así, es posible extraer del
material fibroso, por evaporación, en forma de vapor de agua, la
humedad que contiene,
estando caracterizada la citada
instalación por:
- un circuito de recuperación (17, 21, 22, 24,
6) del calor de condensación del vapor de agua extraído del
material fibroso, estando destinado el circuito de recuperación a
calentar el aire húmedo;
\newpage
- fugas (9, 10, 43, 36) apropiadas entre el aire
ambiente exterior y el citado circuito de ventilación, situadas
aguas arriba y aguas abajo de la zona de secado;
permitiendo las citadas fugas (9, 10) situadas
en la parte del circuito de ventilación aguas arriba de la zona de
secado (13) un intercambio másico y térmico hacia el aire ambiente
exterior;
permitiendo las citadas fugas (36, 43) situadas
en la parte del circuito de ventilación aguas abajo de la zona de
secado (13) un intercambio másico por entrada de aire ambiente;
de modo que, así, es posible asegurar los
equilibrios térmicos y másicos sin lanzar hacia el aire ambiente
cantidades sustanciales de aire húmedo;
de modo que, así, es posible hacer intervenir,
al menos en parte, las fugas naturales, especialmente a nivel de
las piezas móviles, en el ciclo de funcionamiento de la instalación
de secado.
5. Instalación de secado de acuerdo con la
reivindicación 4; siendo la citada instalación tal que el circuito
de ventilación comprende:
- un ventilador (1) situado aguas abajo de la
zona de secado,
- un condensador (6) que comprende un circuito
de enfriamiento;
estando situado el circuito de enfriamiento
aguas abajo del ventilador (1) y aguas arriba de la zona de secado
(13).
6. Instalación de secado de acuerdo con la
reivindicación 5; siendo la citada instalación tal que el circuito
de recuperación destinado a recuperar el calor de condensación del
vapor de agua extraído del material fibroso, comprende:
- una canalización (17) que permite derivar, a
la salida de la zona de secado (13), una fracción del aire húmedo
hacia un compresor (22) situado aguas arriba del citado condensador
(6),
- un descompresor descargador (26) o una turbina
volumétrica (37) situados aguas abajo del compresor (22) que
permiten mantener una presión de condensación constante,
- un separador de fase (28) situado aguas abajo
del descompresor descargador (26) o de la turbina volumétrica (37)
que permite separar el agua líquida condensada del aire;
de modo que la condensación en el citado
condensador de la citada fracción de aire húmedo derivada suministra
la energía calorífica necesaria para calentar el aire húmedo antes
de la entrada de la zona de secado.
7. Instalación de secado de acuerdo con la
reivindicación 6; siendo la citada instalación tal que el citado
compresor (22) comprime la fracción derivada del aire húmedo a una
presión tal que la temperatura de condensación en el condensador
(6) está comprendida entre 95ºC y 135ºC;
de modo que el aire húmedo a la entrada de la
zona de secado es calentado en una gama de temperatura comprendida
entre 95ºC y 135ºC.
8. Instalación de secado de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7; siendo la citada
instalación tal que el citado circuito de enfriamiento del
condensador (6) es, preferentemente, de corriente cruzada con
tendencia contra corriente.
9. Instalación de secado de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8; siendo la citada
instalación tal que comprende una válvula de cinco vías (19) que
comprende una vía de puesta al aire.
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