WO2015132197A1 - Trocknungsvorrichtung - Google Patents

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WO2015132197A1
WO2015132197A1 PCT/EP2015/054292 EP2015054292W WO2015132197A1 WO 2015132197 A1 WO2015132197 A1 WO 2015132197A1 EP 2015054292 W EP2015054292 W EP 2015054292W WO 2015132197 A1 WO2015132197 A1 WO 2015132197A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drying device
peltier element
infrared radiator
panel body
air
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/054292
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bertram Anderer
Original Assignee
Solramic 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 Solramic Ag filed Critical Solramic Ag
Publication of WO2015132197A1 publication Critical patent/WO2015132197A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/08—Humidity
    • F26B21/086—Humidity by condensing the moisture in the drying medium, which may be recycled, e.g. using a heat pump cycle
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/70—Drying or keeping dry, e.g. by air vents
    • E04B1/7069—Drying or keeping dry, e.g. by air vents by ventilating
    • E04B1/7092—Temporary mechanical ventilation of damp layers, e.g. insulation of a floating floor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • F26B3/283—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun in combination with convection

Definitions

  • the present invention relates to a drying device with an infrared strahier and a the effective range of the infrared radiator and the sphere of action of a cooling element traversing air circulation.
  • Such a drying device is already known from the German patent application DE 103 50 216 A1.
  • an infrared radiator is used, which is used more particularly for drying building walls and the like.
  • the infrared radiator is hereby hung as a flat panel in front of a wall to be dried and has around it a kind of housing, which forms a circulating air duct with the wall surface to be dried.
  • Peltier element as a possible cooling element, which is a semiconductor element which, when passing an electric current, causes cooling on one side, heating on the other side. This succeeds due to the so-called Peltier
  • DE 37 16 733 A1 discloses a method for drying a product with a drying gas
  • EP 2 388 543 A2 relates to a device for drying bulk material in at least one storage container.
  • Peltier elements are used for heating the respective treated goods.
  • the object of the present invention is to make better use of the possibilities of using a Peltier element in the described arrangement of the prior art and thus to create a more effective, easy-to-handle drying device.
  • a drying device according to the features of claim 1. Further, useful embodiments of such a drying device can be taken from the subclaims.
  • the invention provides in this context, also to use a Peltier element as a cooling element, which causes a cooling of the recirculated behind the infrared radiator air flow similar to the embodiment of the prior art and allows the condensation of the bound water in the air flow.
  • the hot side of the Peltier element is used here simultaneously as an infrared radiator, which is aligned in the direction of the body to be dried, for example, the wall to be dried. This makes it possible to construct a very thin, very light infrared radiator, which can be installed or hung in front of the wall to be dried or in front of the body to be dried in general with little installation effort.
  • the effectiveness of the Peltier element essentially increases because the cold side remains as unaffected by the hot side as possible. It is therefore important to separate the heat generated on the hot side from the cold created on the cold side. It is therefore intended to make the infrared radiator as a panel, wherein the panel is penetrated in its transverse direction by the Peltier elements. A front of the panel will thus include the hot side of the Peltier element while a back of the panel will pick up the cold side. Incidentally, those areas of the panel which are not traversed by a Peltier element contain insulation which prevents the heat from passing from one side to the other.
  • the invention provides, due to its effectiveness, an airgel which is a highly porous solid which consists essentially of air.
  • the air is included in numerous pores of the material, which is formed on silicate-based, plastic or carbon-based or metal oxide.
  • pores with diameters in the nanometer range are formed, whose internal surfaces can have up to 1, 000 m 2 / g.
  • the structure thus formed is an excellent insulator even with low material thicknesses and extremely low weights, which is also used in space as an insulator due to its favorable properties.
  • the use of the airgel in the infrared radiator makes it possible to effectively separate the hot side and the cold side of the Peltier element from each other and thus to isolate that the front of the infrared radiator can be used effectively for heating the body to be dried, while its back is suitable for the condensation of the liquid flow in the air stream passed on the front of the infrared radiator.
  • an infrared radiator in the form of an infrared panel should be able to dry a certain wall surface with its power without gaps, it is not necessary to fill the entire surface of the infrared panel with Peltier elements.
  • the hot side of the panel body which includes the hot side of the Peltier element, overlapped by a radiating body, which is in heat-conducting contact with the hot sides of all Peltier elements.
  • the emission body preferably occupies more or less the entire area of the panel body and dissipates the heat radiated by the Peltier elements in the direction of the body to be dried.
  • a further improvement of the radiation of the radiating body is achieved by a ceramic coating which points towards the body to be dried.
  • the ceramic coating may be, for example, a coating of oxide ceramic which promotes infrared radiation from the coated material.
  • the drying device behind the radiating body ie between the Peltier elements and the radiating body or between the Peltier elements with simultaneous investment in the radiating body, be associated with a ventilation device which allows cooling of the radiating body.
  • This ventilation device can be traversed by an air circuit, which is preferably provided independently of the guided around the infrared radiator air circulation for receiving the leaked from the body to be dried water.
  • the loading of this ventilation device with a coolant, such as air, gas and the like more, allows additional isolation of Hot side opposite the cold side and also a faster cooling of the infrared radiator after the end of the operation.
  • a heat sink On the side of the infrared radiator, which includes the cold side of the Peltier element, however, a heat sink is arranged, which thermally conductively contacts the cold side of the Peltier element and thus forms an area at which the moisture from the previously passed on the front of the infrared radiator air flow can condense.
  • the heat sink By contacting the cold side of the Peltier element, the heat sink is cooled strongly, resulting in a significant decrease in the air temperature in this air flow, which reduces the ability to bind liquid.
  • a collecting device is additionally provided, in which the water condensed on the heat sink or, in general, the liquid condensed there can be collected and removed.
  • this heat sink may be a tube element or a tube system through which the air flow is passed. This makes it possible to increase the area of the heat sink acting on the air flow and at the same time to improve the discharge of the condensed liquid.
  • the tube element or tube system may be perforated material, whereby the dried air can be sucked out of the tube element or tube system and returned to the hot side of the infrared radiator.
  • an air guiding device can be provided in the region of an upper edge of the infrared radiator, which redirects the rising air from the front of the infrared radiator over the upper edge to the rear of the infrared radiator.
  • the air flow is offset before entering the sphere of action of the infrared radiator with a mildew removal agent.
  • the air stream circulating anyway in front of the wall to be dried directly brings an antibacterial layer wetting the wall, which prevents mold growth.
  • FIG. 1 shows an infrared radiator in the form of a panel body 1, which is shown in a cross-sectional view in front of a wall 5 to be dried.
  • the panel body 1 here consists essentially of a core in the form of a Peltier element 2, which is supplemented by an insulating layer of airgel 3 to form a complete panel.
  • a hot side 9 of the Peltier element 2 is in this case aligned in the direction of the wall 5 to be dried, so that the Peltier element 2 infrared radiation, ie heat radiation, can act on the wall 5.
  • the wall 5 is heated and it will come due to the capillary effect to leakage of liquids from the wall 5 to be dried. This liquid is bound in the rising upstream of the panel body 1, also heated by the infrared radiation of the Peltier element 2 air flow and dissipated upward.
  • the panel body 1 is between the Peltier element 2 and the wall 5 to be dried overlapped by a radiating element 1 1, which contacts the Peltier element 2 thermally conductive.
  • the uniformly heated material of the preferably metallic radiation body 1 1 then in turn radiates heat to the wall 5 to be heated and dried.
  • the emission of infrared radiation is improved here by a ceramic coating 4 made of an oxide ceramic, which transmits the radiation body 11 on its the drying wall 5 facing side covers.
  • the air stream ascending between the panel body 1 and the wall 5 to be dried and displaced on its way with the liquid to be dried out of the wall 5 to be dried is indicated in the area above the panel body 1 by an air guiding device 8 detected and directed to the back of the panel body 1.
  • the air flow can be additionally driven by an air conveyor, not shown here, for example, a blower or a fan.
  • On the back of the panel body 1 is a cold side 10 of the Peltier element 2, which in turn contacted a tube system 6 thermally conductive.
  • the spent by the louver 8 on the back of the panel body 1 air flow is introduced into the tube system 6 and sweeps there over the cooled by the contact with the Peltier element 2 on its cold side 10 tube walls.
  • the air flow cools significantly and loses this absorption capacity for liquid which condenses on the walls of the tube system 6.
  • the condensed liquid will be directed by gravity towards a catcher 7 below the tube system 6 in which the liquid can be collected and from where the liquid can be discharged.
  • the extracted from the tube system 6 air flow is in turn passed to the front of the panel body 1 to be reheated there and to receive more from the wall to be dried 5 exiting moisture.

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Abstract

Es sind Trocknungsvorrichtungen insbesondere zur Bautrocknung bekannt, welche einen Infrarotstrahler umfassen, der Wärme auf die zu trocknende Wand, allgemein auf einen zu trocknenden Körper, abstrahlt. Hierbei werden separate Heizeinrichtungen und Kühleinrichtungen vorgesehen, letztere um die Feuchtigkeit tragende, erwärmte Luft abzukühlen und das hierbei anfallende Kondensat der Luft zu entziehen. Die Erfindung sieht abweichend hiervon vor, die Wärmeerzeugung für die Infrarotabstrahlung und gleichzeitig die Kälteerzeugung für die Kondensation über ein Peltier-Element (2) zu leisten. Hierdurch ergibt sich eine effektive und raumsparende Lösung, bei welcher beide Effekte des Peltier-Elements genutzt werden.

Description

T R O C K N U N G S V O R R I C H T U N G
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trocknungsvorrichtung mit einem Infrarot- strahier sowie einem den Wirkungsbereich des Infrarotstrahlers sowie den Wirkungsbereich eines Kühlelements durchquerenden Luftkreislauf.
Eine derartige Trocknungsvorrichtung ist bereits aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 103 50 216 A1 vorbekannt. Dort wird ein Infrarotstrahler eingesetzt, wel- eher insbesondere zum Trocknen von Gebäudewänden und dergleichen Verwendung findet. Der Infrarotstrahler wird hierbei als flächiges Paneel vor eine zu trocknende Wand gehängt und weist um sich herum eine Art Gehäuse auf, welche mit der zu trocknenden Wandfläche einen umlaufenden Luftkanal ausbildet.
Hierbei ist vorgesehen, dass ein Luftstrom vor dem Infrarotstrahler, also in dessen
Wirkbereich, aufsteigt und aus der zu trocknenden Wand austretende Feuchtigkeit aufnimmt. Die Luft wird hierbei weiter nach oben abgesaugt und oberhalb des Infrarotstrahlers auf dessen Rückseite gelenkt. An der Rückseite des Infrarotstrahlers befinden sich im Bereich der Umlenkung Kühlelemente, welche den Luftstrom abkühlen und in diesem Bereich gleichzeitig Flächen bilden, an denen eine Kondensation des in dem Luftstrom aufgenommenen Wassers ermöglicht ist. Das kondensierte Wasser wird aufgefangen und damit dem Luftstrom entzogen, der möglichst weitgehend getrocknet wieder um die untere Kante des Infrarotstrahlers herum gelenkt wird und von dort aus erneut vor dem Infrarotstrahler in dessen Wirkungsbereich aufsteigen kann.
Die genannte Schrift sieht hierbei als ein mögliches Kühlelement ein sogenanntes Peltier-Element vor, wobei es sich um ein Halbleiterelement handelt, welches beim Durchleiten eines elektrischen Stromes eine Kühlung auf einer Seite, eine Erwär- mung auf der anderen Seite bewirkt. Dies gelingt aufgrund des sogenannten Peltier-
Effekts, bei dem ein Elektronenstrom abwechselnd durch Halbleiter hindurchgeleitet wird, welche unterschiedliche Energieniveaus besitzen. Hierdurch wird der Elektro- nenstrom abwechselnd auf höhere und niedrigere Energieniveaus gebracht, sodass beim Aufsteigen in ein höheres Energieniveau Energie aufgenommen und beim Zurückfallen in das niedrigere Energieniveau Energie abgegeben wird. Dies wird in Form von Wärme realisiert, sodass die Kontakte der benachbarten Halbleiter jeweils abwechselnd erwärmt und abgekühlt werden. Durch ein Zusammenfassen der jeweils abzukühlenden Kontakte und der jeweils zu erwärmenden Kontakte der Konstruktion kann durch eine mäanderförmige Anordnung der Halbleiterelemente ein Peltier-Element realisiert werden, dessen eine Seite sich abkühlt, während die andere Seite sich erwärmt, wenn ein Strom fließt.
Problematisch ist hierbei jedoch regelmäßig, dass die entstehende Wärme im Fall des Einsatzes des Peltier-Elements als Kühlelement in geeigneter Art und Weise abgeführt werden muss, um die eintretende Abkühlung hierdurch nicht wieder auszugleichen. Der hierfür zu betreibende Aufwand senkt deutlich die Effektivität des Peltier-Elements als Kühlelement, sodass häufig andere Wege zur Kühlung genutzt werden.
Im Bereich der Trocknungstechnik sind ebenfalls weitere Verfahren bekannt. So offenbart die DE 37 16 733 A1 ein Verfahren zum Trocknen eines Gutes mit einem Trocknungsgas, während die EP 2 388 543 A2 eine Vorrichtung zum Trocknen von Schüttgut in wenigstens einem Vorratsbehälter betrifft. Hier werden Peltierelemente zum Erwärmen der jeweils behandelten Güter eingesetzt.
Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Möglichkeiten des Einsatzes eines Peltier-Elements in der beschriebenen Anordnung des Standes der Technik besser auszunutzen und damit eine effektivere, leicht handhabbare Trocknungsvorrichtung zu schaffen.
Gelöst wird dies durch eine Trocknungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 . Weitere, sinnvolle Ausgestaltungen einer derartigen Trocknungsvorrichtung können den Unteransprüchen entnommen werden. Die Erfindung sieht in diesem Zusammenhang vor, ebenfalls ein Peltier-Element als Kühlelement einzusetzen, welches ähnlich der Ausgestaltung im Stand der Technik eine Abkühlung des hinter den Infrarotstrahler zurückgeführten Luftstromes bewirkt und die Kondensation des in dem Luftstrom gebundenen Wassers ermöglicht. Allerdings wird die Heißseite des Peltier-Elements hierbei gleichzeitig als Infrarotstrahler eingesetzt, welcher in Richtung des zu trocknenden Körpers, beispielsweise der zu trocknenden Wand, ausgerichtet wird. Hierdurch wird es möglich, einen sehr dünnen, sehr leichten Infrarotstrahler zu konstruieren, welcher mit geringem Installationsaufwand vor der zu trocknenden Wand bzw. vor dem zu trocknenden Körper im Allgemeinen aufgestellt oder aufgehängt werden kann.
Wie bereits ausgeführt, steigt die Effektivität des Peltier-Elements im Wesentlichen dadurch, dass die Kaltseite von der Heißseite möglichst unbeeinflusst bleibt. Es ist also wichtig, die auf der Heißseite entstehende Wärme von der auf der Kaltseite entstehenden Kälte zu trennen. Es ist daher vorgesehen, den Infrarotstrahler als Paneel zu gestalten, wobei das Paneel in seiner Querrichtung von den Peltier-Elementen durchgriffen wird. Eine Vorderseite des Paneels wird also die Heißseite des Peltier- Elements mit einschließen, während eine Rückseite des Paneels die Kaltseite aufnimmt. Diejenigen Bereiche des Paneels, welche nicht von einem Peltier-Element durchquert werden, enthalten im Übrigen eine Isolierung, welche den Übergang der Wärme von der einen zur anderen Seite verhindert.
Als Isolierung sieht die Erfindung aufgrund seiner Effektivität ein Aerogel vor, bei dem es sich um einen hochporösen Festkörper handelt, der im Wesentlichen aus Luft besteht. Die Luft ist hierbei eingeschlossen in zahlreichen Poren des Materials, welches auf Silikatbasis, Kunststoff- oder Kohlenstoffbasis oder Metalloxidbasis gebildet ist. In Aerogelen sind Poren mit Durchmessern im Nanometerbereich gebildet, deren innere Oberflächen bis zu 1 .000 m2/g aufweisen können. Die solchermaßen gebildete Struktur stellt auch bei geringen Materialstärken und extrem niedrigen Gewichten einen hervorragenden Isolator dar, welcher aufgrund seiner günstigen Eigenschaften auch in der Raumfahrt als Isolator verwendet wird. Durch die Verwendung des Aerogels in dem Infrarotstrahler wird es ermöglicht, die Heißseite und die Kaltseite des Peltier-Elements effektiv voneinander zu trennen und so gegeneinan- der zu isolieren, dass die Vorderseite des Infrarotstrahlers effektiv zum Erwärmen des zu trocknenden Körpers eingesetzt werden kann, während seine Rückseite zur Kondensation der auf der Vorderseite des Infrarotstrahlers vorbeigeführten, in dem Luftstrom gebundenen Flüssigkeit geeignet ist.
Trotzdem ein Infrarotstrahler in Form eines Infrarotpaneels eine gewisse Wandfläche mit seiner Leistung lückenlos trocknen können soll, ist es nicht erforderlich, die gesamte Fläche des Infrarotpanels mit Peltier-Elementen zu füllen. Um dennoch eine gleichmäßige Wärmeabstrahlung des Infrarotstrahlers zu erreichen, ist die Heißseite des Paneel körpers, welche die Heißseite des Peltier-Elements einschließt, von einem Abstrahlkörper übergriffen, welcher mit den Heißseiten sämtlicher Peltier- Elemente in wärmeleitendem Kontakt steht. Der Abstrahlkörper nimmt hierbei vorzugsweise mehr oder weniger die gesamte Fläche des Paneelkörpers ein und führt die von den Peltier-Elementen abgestrahlte Wärme in Richtung des zu trocknenden Körpers ab.
Eine weitere Verbesserung der Abstrahlung des Abstrahl körpers, welcher beispielsweise in Form eines Kühlkörpers gebildet sein kann, wird durch eine Keramikbe- schichtung, die zum zu trocknenden Körper hin zeigt, erreicht. Bei der Keramikbe- schichtung kann es sich beispielsweise um eine Beschichtung aus Oxid-Keramik handeln, welche eine Infrarotabstrahlung aus dem beschichteten Material heraus fördert.
Bedarfsweise kann der Trocknungsvorrichtung hinter dem Abstrahl körper, also zwischen den Peltier-Elementen und dem Abstrahl körper oder zwischen den Peltier- Elementen bei gleichzeitiger Anlage am Abstrahl körper, eine Belüftungseinrichtung zugeordnet sein, welche eine Kühlung des Abstrahl körpers ermöglicht. Diese Belüftungseinrichtung kann von einem Luftkreislauf durchströmt werden, welcher vorzugsweise unabhängig von dem um den Infrarotstrahler herumgeführten Luftkreislauf zur Aufnahme des aus dem zu trocknenden Körper ausgetretenen Wassers vorgesehen ist. Die Beschickung dieser Belüftungseinrichtung mit einem Kühlmittel, beispielsweise Luft, Gas und dergleichen mehr, erlaubt eine zusätzliche Isolierung der Heißseite gegenüber der Kaltseite und ferner eine schnellere Abkühlung des Infrarotstrahlers nach dem Ende des Betriebs.
Auf der Seite des Infrarotstrahlers, welche die Kaltseite des Peltier-Elements einschließt, ist hingegen ein Kühlkörper angeordnet, welcher die Kaltseite des Peltier- Elements wärmeleitend kontaktiert und damit eine Fläche bildet, an der die Feuchtigkeit aus dem zuvor auf der Vorderseite des Infrarotstrahlers vorbeigeführten Luftstrom kondensieren kann. Durch die Kontaktierung mit der Kaltseite des Peltier- Elements wird der Kühlkörper stark gekühlt, sodass eine deutliche Absenkung der Lufttemperatur in diesem Luftstrom stattfindet, was die Fähigkeit zur Bindung von Flüssigkeit verringert. Im Bereich des Kühlkörpers ist zudem eine Auffangvorrichtung vorgesehen, in welcher das an dem Kühlkörper kondensierte Wasser bzw. allgemein die dort kondensierte Flüssigkeit aufgefangen und abgeführt werden kann.
Im Einzelnen kann es sich bei diesem Kühlkörper um ein Röhrenelement oder ein Röhrensystem handeln, durch welches der Luftstrom hindurchgeführt wird. Hierdurch ist es möglich, die auf den Luftstrom einwirkende Fläche des Kühlkörpers zu vergrößern und gleichzeitig die Abführung der kondensierten Flüssigkeit zu verbessern.
Mit Vorteil kann es sich bei dem Röhrenelement oder Röhrensystem um perforiertes Material handeln, wodurch die getrocknete Luft aus dem Röhrenelement bzw. Röhrensystem abgesaugt und auf die Heißseite des Infrarotstrahlers zurückgeführt werden kann.
Zur Komplettierung des Luftkreislaufs kann im Bereich einer oberen Kante des Infrarotstrahlers eine Luftleiteinrichtung vorgesehen sein, welche die aufsteigende Luft von der Vorderseite des Infrarotstrahlers über die Oberkante hinweg zur Rückseite des Infrarotstrahlers umlenkt. Durch weitere Luftleitelemente und Verschlüsse im Bereich vor und hinter dem Infrarotstrahler bzw. Paneelkörper kann ein abgeschlossener Luftkreislauf geschaffen werden, wobei es nicht erforderlich ist, dass ein solcher Luftkreislauf hermetisch dicht ist. Es ist vollkommen ausreichend, wenn der Luftstrom weitgehend geschlossen ist. In sinnvoller Weiterbildung der Trocknungsvorrichtung weist diese eine Regeleinheit auf, mit welcher die Heizleistung bzw. Kühlleistung des Peltier-Elements geregelt werden kann. Hierzu ist es erforderlich, Sensoren zur Messung der Feuchtigkeit und/oder zur Messung der Temperatur in dem Bereich zwischen dem zu trocknenden Körper und dem Infrarotstrahler zu positionieren, sodass die Wirkung des Infrarotstrahlers auf den zu trocknenden Körper erfasst werden kann. Durchaus ist es auch möglich und sinnvoll, weitere Sensoren in anderen betroffenen Bereichen, so beispielsweise im Bereich vor dem Kühlelement oder in dem zu trocknenden Körper, anzuordnen. Die Position der genannten Sensoren ist insoweit als nicht abschließende, beispielhafte Aufzählung zu verstehen.
Insbesondere im Bereich der Trocknung von Gebäudewänden kann es zudem sinnvoll sein, wenn der Luftstrom vor dem Eintritt in den Wirkungsbereich des Infrarotstrahlers mit einem Schimmelbeseitigungsmittel versetzt wird. So bringt der ohnehin vor der zu trocknenden Wand zirkulierende Luftstrom direkt eine die Wand benetzende antibakterielle Schicht auf, welche eine Schimmelbildung verhindert.
Die vorstehend beschriebene Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Figur 1 zeigt hierzu einen Infrarotstrahler in Form eines Paneelkörpers 1 , welcher in einer Querschnittsdarstellung vor einer zu trocknenden Wand 5 abgebildet ist.
Der Paneelkörper 1 besteht hierbei im Wesentlichen aus einem Kern in Form eines Peltier-Elements 2, welches durch eine Isolationsschicht aus Aerogel 3 zu einem vollständigen Paneel ergänzt wird. Eine Heißseite 9 des Peltier-Elements 2 ist hierbei in Richtung der zu trocknenden Wand 5 ausgerichtet, sodass das Peltier-Element 2 Infrarotstrahlung, also Wärmestrahlung, auf die Wand 5 einwirken lässt. Die Wand 5 erwärmt sich und es wird aufgrund des Kapillareffekts zu einem Austreten von Flüssigkeiten aus der zu trocknenden Wand 5 kommen. Diese Flüssigkeit wird in dem vor dem Paneelkörper 1 aufsteigenden, ebenfalls durch die Infrarotstrahlung des Peltier- Elements 2 erwärmten Luftstrom gebunden und nach oben hin abgeführt. Zur Verbesserung und Vergleichmäßigung der Abstrahlung durch das Peltier-Element 2 ist der Paneelkörper 1 zwischen dem Peltier-Element 2 und der zu trocknenden Wand 5 von einem Abstrahlkörper 1 1 übergriffen, welcher das Peltier-Element 2 wärmeleitend kontaktiert. Das gleichmäßig erwärmte Material des vorzugsweise metallischen Abstrahlkörpers 1 1 strahlt dann seinerseits Wärme auf die zu erwärmende und zu trocknende Wand 5. Die Abgabe von Infrarot-Strahlung wird hierbei durch eine Ke- ramikbeschichtung 4 aus einer Oxid-Keramik verbessert, welche den Abstrahlkörper 1 1 auf seine der zu trocknenden Wand 5 zugewandten Seite überzieht.
Der zwischen dem Paneelkörper 1 und der zu trocknenden Wand 5 aufsteigende und auf seinem Weg mit der aus der zu trocknenden Wand 5 ausgetretenen Flüssigkeit versetzte Luftstrom, welcher durch Pfeile in der Figur 1 angedeutet ist, wird im Bereich oberhalb des Paneelkörpers 1 von einer Luftleiteinrichtung 8 erfasst und auf die Rückseite des Paneelkörpers 1 gelenkt. Hierbei kann der Luftstrom ergänzend durch einen hier nicht näher dargestellten Luftförderer, beispielsweise ein Gebläse oder einen Ventilator, angetrieben werden. Auf der Rückseite des Paneelkörpers 1 befindet sich eine Kaltseite 10 des Peltier-Elements 2, welches ein Röhrensystem 6 wiederum wärmeleitend kontaktiert. Der von der Luftleiteinrichtung 8 auf die Rückseite des Paneel körpers 1 verbrachte Luftstrom wird in das Röhrensystem 6 eingeleitet und streicht dort über die durch den Kontakt mit dem Peltier-Element 2 auf seiner Kaltseite 10 abgekühlten Röhrenwände. An diesen Röhrenwänden kühlt sich der Luftstrom deutlich ab und verliert hierbei Aufnahmekapazität für Flüssigkeit, welche an den Wänden des Röhrensystems 6 kondensiert. Die kondensierte Flüssigkeit wird aufgrund der Schwerkraft in Richtung einer Auffangvorrichtung 7 unterhalb des Röhrensystems 6 geleitet werden, in der die Flüssigkeit aufgefangen und von wo aus die Flüssigkeit abgeleitet werden kann. Der aus dem Röhrensystem 6 abgesaugte Luftstrom wird wiederum auf die Vorderseite des Paneelkörpers 1 geleitet, um dort wieder erwärmt zu werden und weitere aus der zu trocknenden Wand 5 austretende Feuchtigkeit aufzunehmen.
Vorstehend beschrieben ist somit eine Trocknungsvorrichtung mit einem Infrarotstrahler, wobei die Heißseite eines Peltier-Elements als Infrarotstrahler und dessen Kaltseite zur Kondensierung der anfallenden, abzuführenden Flüssigkeit dient. BEZUGSZEICH EN LISTE
Paneelkörper
Peltier-Element
Aerogel
Keramikbeschichtung
Wand
Röhrensystem
Auffangvorrichtung
Luftleiteinrichtung
Heißseite
Kaltseite
Abstrahlkörper

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1 . Trocknungsvornchtung mit einem Infrarotstrahler sowie einem den Wirkungsbereich des Infrarotstrahlers sowie den Wirkungsbereich eines Kühlelements durchquerenden Luftkreislauf,
dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarotstrahler als Heißseite (9) wenigstens eines Peltier-Elements (2) ausgebildet ist, dessen Kaltseite (10) gleichzeitig das Kühlelement bildet.
2. Trocknungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 , in Form eines Paneelkörpers (1 ), welcher wenigstens ein Peltier-Element (2) umfasst, wobei das neben dem wenigstens einen Peltier-Element (2) verbleibende Volumen des Paneelkörpers (1 ) zumindest weitgehend mit einer Isolierung gefüllt ist.
3. Trocknungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Isolierung um ein Aerogel (3) handelt.
4. Trocknungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heißseite des Paneelkörpers (1 ), welche die Heißseite (9) des Peltier-Elements (2) einschließt, von einem flächigen, das wenigstens eine Peltier-Element (2) auf seiner Heißseite (9) wärmeleitend zumindest mittelbar kontaktierenden Abstrahlkörper (1 1 ) zur flächigen Wärmeabstrahlung übergriffen ist.
5. Trocknungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstrahlkörper (1 1 ) mit einer Keramikbeschichtung (4) zur Verbesserung der Wärmeabstrahlung versehen ist.
6. Trocknungsvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Keramikbeschichtung (4) um eine Beschichtung aus Oxidkeramik handelt.
7. Trocknungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstrahlkörper (1 1 ) von einer Belüftungseinrichtung hintergriffen ist, welche mit einem von dem Luftkreislauf unabhängigen Kühlmittel durchströmbar ist.
8. Trocknungsvornchtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kaltseite des Paneelkörpers (1 ), welche die Kaltseite (10) des wenigstens einen Peltier-Elements (2) einschließt, von einem das wenigstens eine Peltier-Element (2) auf seiner Kaltseite (10) wärmeleitend zumindest mittelbar kontaktierenden Kühlkörper übergriffen ist.
9. Trocknungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper als in dem Luftkreislauf angeordnetes Röhrenelement oder Röhrensystem (6) ausgebildet ist.
10. Trocknungsvorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Röhrenelement oder Röhrensystem (6) perforiert ist, wobei die getrocknete Luft aus dem Röhrenelement oder Röhrensystem (6) abgesaugt und auf eine Heißseite des Paneelkörpers (1 ) zurückgeführt wird.
1 1 . Trocknungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kühlkörper eine Auffangvorrichtung (7) zur Entnahme von an dem Kühlkörper kondensierter Flüssigkeit zugeordnet ist.
12. Trocknungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dem Paneelkörper (1 ) wenigstens an einer oberen Kante eine Luftleiteinrichtung (8) zugeordnet ist, welche an einer Heißseite des Paneelkörpers (1 ) aufsteigende Luft an eine Kaltseite des Paneelkörpers (1 ) umlenkt.
13. Trocknungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Luftkreislauf um einen geschlossenen Luftkreislauf handelt.
14. Trocknungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wirkungsbereich des Infrarotstrahlers Sensoren zur Messung der Feuchtigkeit angeordnet und mit einer Regeleinheit zur Regelung der Heizleistung bzw. Kühlleistung des Peltier-Elements (2) datenverbunden sind.
15. Trocknungsvornchtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Luftkreislauf vor Eintritt in den Wirkungsbereich des Infrarotstrahlers Zuführmittel zur Zuführung eines Schimmelbeseitigungsmittels zugeordnet sind.
PCT/EP2015/054292 2014-03-04 2015-03-02 Trocknungsvorrichtung WO2015132197A1 (de)

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DE102014102833.3 2014-03-04
DE102014102833.3A DE102014102833B3 (de) 2014-03-04 2014-03-04 Trocknungsvorrichtung

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