ES2349096B1 - Metodo de secado. - Google Patents

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Abstract

Método de secado, que consiste en secar el aire de proceso húmedo procedente del·secado de los elementos a secar, por contacto con una solución acuosa concentrada absorbente, utilizándose el calor que se genera en el proceso de absorción para calentamiento del aire de proceso destinado para el secado de los elementos a secar.

Description

Método de secado.
Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con el proceso funcional de las máquinas secadoras, como por ejemplo las máquinas secadoras de ropa o secaderos, proponiendo un nuevo sistema de secado energéticamente eficiente. Estado de la técnica
El sistema de secado que utilizan convencionalmente las máquinas secadoras consiste en la eliminación de la humedad de los elementos a secar mediante la circulación del aire de proceso con baja humedad relativa (no saturado de humedad) a través de la cuba de secado donde se disponen los citados elementos a secar (como en las secadoras de condensación).
Normalmente el aire de proceso se calienta, haciéndolo circular sobre un elemento calefactor, previamente a su entrada en la cuba de secado, lo cual disminuye la humedad relativa del aire, confiriéndole la capacidad de sustraer humedad de los elementos a secar cuando discurre sobre ellos en la cuba de secado.
El aire de proceso, después de pasar por la cuba de secado, aumenta su humedad relativa con la humedad sustraída a los elementos a secar. El aire de proceso al salir de la cuba es enfriado, haciéndolo circular por un enfriador (normalmente un intercambiador de calor que permite la cesión de calor a un fluido más frío), lo que produce la condensación de parte de su humedad en forma de agua, que es extraída por un desagüe.
A la salida del enfriador, el aire de proceso vuelve a repetir el ciclo, conduciéndose nuevamente al elemento calefactor, para luego pasar nuevamente a la cuba de secado y volver a ser enfriado, mientras se elimina el agua por el desagüe, proceso que se repite hasta que se alcanza el grado de sequedad deseado en los elementos a secar.
En la realización más frecuente en secadoras de ropa, el elemento calefactor es una resistencia eléctrica, mientras que el elemento enfriador es un intercambiador de calor entre el aire de proceso y el aire de ambiente, lo cual requiere un consumo energético elevado.
En el caso de secadoras y secaderos más avanzados se utiliza una bomba de calor, cuyo foco caliente se utiliza como elemento calefactor, mientras su foco frío se utiliza como elemento enfriador, lo que aumenta la eficiencia energética del proceso de secado. Objeto de la invención
De acuerdo con la invención se propone un método de secado que hace circular el aire de proceso húmedo a la salida de la cuba sobre un absorbedor, en el cual se pone en contacto el aire de proceso húmedo con una solución acuosa concentrada. Por ejemplo, una posible realización del absorbedor seria un recipiente en el que una ducha de la solución acuosa es atravesada por el aire de proceso.
La humedad relativa en la superficie de la disolución es más baja que en el aire húmedo, lo que produce la absorción de la humedad del aire por parte de la solución acuosa concentrada. Así el aire de proceso a la salida del absorbedor está más seco que a la entrada, y la disolución concentrada disminuye su concentración debido a la absorción de agua y por tanto su capacidad de absorber la humedad del aire.
La realización de secado de forma continua requiere la regeneración (reconcentración) de la solución acuosa de forma que se mantenga su capacidad para la absorción de humedad. Para ello se hace circular una parte de la solución acuosa por un regenerador, que se puede realizar por cualquier método convencional como: destilación por membrana, electro diálisis, ósmosis inversa, destilación, etc, o por combinación de los métodos anteriores.
El sistema propuesto tiene una ventaja energética frente al convencional, ya que en el proceso de absorción de la humedad del aire en el absorbedor se libera una cantidad de calor importante, que con un diseño adecuado del absorbedor (por ejemplo añadiendo un intercambiador de calor solución concentradaaire de proceso, o haciendo que el absorbedor juegue además el papel de intercambiador de calor solución concentrada-aire de proceso), puede ser aprovechado para disminuir el aporte de calor en el calentador en comparación con las secadoras convencionales. Descripción de las figuras
La figura 1 representa un esquema del sistema convencional en las máquinas secadoras o secaderos.
La figura 2 representa un esquema del sistema de secado propuesto según la invención. Descripción detallada de la invención
El objeto de la invención se refiere a un método de secado en el que la humedad del aire de proceso es eliminada mediante su circulación sobre una solución concentrada, y en el que el calor generado en la absorción es aprovechado para el calentamiento del aire de proceso, disminuyendo el aporte energético necesario para el secado, y que regenera la solución saturada mediante un proceso de regeneración energéticamente eficiente o combinación de varios procesos de regeneración.
Como se muestra en la figura 1, el sistema convencional de las secadoras por condensación consiste en un circuito cerrado (1) por el que circula el aire del proceso, que pasa por un calentador (2) donde disminuye su humedad relativa, para pasar a continuación por una cuba de secado (3) discurriendo entre los elementos a secar y produciendo su secado, y finalmente el aire de proceso pasa por un enfriador (5), por el cual pasa una conducción (6) de agua fría, de forma que en dicho enfriador (5) se produce la condensación de parte de la humedad que es extraída del sistema en forma de agua liquida por el desagüe (7). A la salida del enfriador (5) el aire de proceso se dirige nuevamente al calentador (2) volviéndose a repetir el ciclo. Para lograr la circulación del aire de proceso se utiliza un ventilador (4) que puede disponerse en cualquier punto del circuito cerrado (1).
A modo de ejemplo en la figura 1, el calentador
(2) es representado como una resistencia eléctrica, y el enfriador como un intercambiador de calor (5) que cede su calor a un fluido más frío (por ejemplo aire de ambiente), realización más frecuente en las secadoras de condensación de ropa doméstica. No obstante, en las realizaciones basadas en bomba de calor, el calentador (2) lo constituye el foco caliente de la citada bomba de calor, mientras que el enfriador lo constituye el foco frío de dicha bomba de calor.
El sistema de la invención, representado en la figura 2, consiste en un circuito cerrado (1) por el que circula el aire de proceso, que es secado en el absorbedor (8) por la absorción de la humedad del aire de proceso por parte de una solución concentrada, ade
más en el absorbedor (8) se produce un calentamiento del aire de proceso a partir del calor generado en el proceso de absorción, y a continuación el aire de proceso es calentado en un intercambiador (14) a partir del calor generado en el regenerador de la solución (11), pudiendo ser adicionalmente calentado en el calentador (2) auxiliar, si el calentamiento producido en el absorbedor (8) y en el intercambiador (14) no fuese suficiente.
El aire de proceso, con baja humedad relativa producida por el secado y calentamiento en el absorbedor
(8) y los calentamientos en el intercambiador (14) y en el calentador (2), es dirigido a la cuba de secado (3), en donde discurre sobre los elementos a secar colocados en dicha cuba de secado (3), produciéndose el secado de estos elementos debido a la absorción de la humedad por parte del aire de proceso. A la salida de la cuba de secado (3) el aire de proceso vuelve a dirigirse al absorbedor (8) volviéndose a repetir el ciclo. Para lograr la circulación del aire de proceso se utiliza un ventilador (4) que igualmente puede disponerse en cualquier punto del circuito cerrado (1).
Mientras se repite el ciclo de secado en el circuito cerrado (1), la disolución concentrada (10) va disminuyendo su concentración y consecuentemente su capacidad de absorción de la humedad del aire de proceso, por lo que es preciso la regeneración (reconcentración) de la disolución.
Para ello un segundo circuito cerrado (9) es utilizado para la circulación de la solución concentrada
(10) por el regenerador de la solución (11). Inicialmente la solución concentrada es introducida en el absorbedor (8) donde disminuye su concentración debido a la absorción de humedad del aire de proceso, y a la salida del absorbedor (8) la solución concentrada se dirige al regenerador de la solución (11) donde se produce un aumento de su concentración y la evacuación de agua prácticamente pura por el desagüe (12). El proceso de regeneración puede producir el calentamiento de la solución concentrada, estando previsto recuperar este calor haciendo circular la solución concentrada por el intercambiador de calor (14), lo que produce la cesión de parte del calor al aire de proceso. La circulación de la solución concentrada se consigue mediante una bomba (13) que puede disponerse en cualquier punto del circuito cerrado (9).
Con el proceso de secado propuesto en esta invención se produce un ahorro energético debido a la disminución del calor que debe aportar el calentador (2), ya que buena parte del calor necesario para calentar el aire de proceso se genera en la propia absorción de la humedad del aire de proceso en el absorbedor (8), y además existe la posibilidad de calentar adicionalmente el aire de proceso utilizando el calor generado en el regenerador de la solución (11), mediante el intercambio de calor solución concentrada-aire de proceso en el intercambiador (14).

Claims (3)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Método de secado, caracterizado porque el aire de proceso húmedo procedente del secado de los elementos a secar es secado en un absorbedor (8), por contacto con una solución acuosa concentrada absorbente, y en el que el calor generado en el proceso de absorción es utilizado para el calentamiento del aire de proceso destinado para el secado de los elementos a secar.
  2. 2. Método de secado, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque la solución acuosa es regenerada mediante un regenerador
    (11) basado en destilación por membrana, electro diálisis, ósmosis inversa, destilación, o una combinación en serie de varios de regeneradores de estos tipos.
  3. 3. Método de secado, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el calor residual que se produce en la regeneración es aprovechado para el calentamiento del aire de proceso, mediante un intercambiador de calor (14) aire de proceso-solución concentrada.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud:200700998
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 16.04.2007
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : D06F58/00 (2006.01) D06F58/24 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    X
    EP 0777998 A1 (WHIRLPOOL EUROP) 11.06.1997, página 2, línea 55 -página 3, línea 51; figuras. 1-3
    X
    JP 11076696 A (SHARP KK) 23.03.1999, figuras & JP 11076696 A (SHARP KK) Resumen de la base de datos EPODOC [en línea]. Recuperado de EPOQUE. 1-3
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    JP 2000304448 A (MATSUSHITA ELECTRIC IND CO LTD) 02.11.2000, figuras & JP 2000304448 A (MATSUSHITA ELECTRIC IND CO LTD) Resumen de la base de datos EPODOC [en línea]. Recuperado de EPOQUE. 1-3
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    JP 2005344987 A (MATSUSHITA ELECTRIC IND CO LTD) 15.12.2005, figuras & JP 2005344987 A (MATSUSHITA ELECTRIC IND CO LTD) Resumen de la base de datos EPODOC [en línea]. Recuperado de EPOQUE. 1-3
    A
    JP 2001178997 A (SHARP KK) 03.07.2001, figuras & JP 2001178997 A (SHARP KK) Resumen de la base de datos EPODOC [en línea]. Recuperado de EPOQUE. 1-3
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro.s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 22.11.2010
    Examinador A. Ezcurra Martínez Página 1/2
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud:200700998
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) D06F, B01D, F24F Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/2
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