Trochnungsanlage mit Wärmerückgewinnung. Trocknungsanlagen werden in den ver schiedensten Industrie- und Gewerbebetrie ben gebraucht. Neuerdings erstrebt man auch, die Trocknung von Vegetabilien, Gemüse, Obst, Gras, in grösserem Masse als bisher in Trocknungsanlagen durchzuführen. Jedoch steht dieser Anwendung der künstlichen Trocknung der grosse Energieverbrauch der bekannten Anlagen hindernd im Wege, ins besondere dann, wenn Elektrizität verwendet werden soll.
Die einfachste und älteste Trocknungs- anlage verwendet Luft als Wärmeträger und ist nach dem Schema beiliegender Fig. 1 auf gebaut. Aus der Umgebung der Anlage wird Luft entnommen, in einer Heizung 1 erwärmt und dann durch einen Raum 2 geleitet, in welchem die zu trocknenden Körper sich be finden. Während die heisse Luft an diesen vorbeistreicht, findet ein Wärmeaustausch statt, der die Verdunstung eines Teils des Wassergehaltes der zu trocknenden Körper zur Folge hat. Die Luft entweicht befeuchtet aus der Trocknungskammer 2 ins Freie. Nach einer gewissen Dauer des Vorganges ist die Trocknung beendet.
Der Wärmeverbrauch einer solchen einfachen Trocknungsanlage ist sehr gross, weil die Luft samt ihrem Feuch tigkeitsgehalt die Trocknungskammer mit hoher Temperatur verlässt und ausserdem eine im Verhältnis zur mitgeführten Feuchtigkeit sehr grosse Luftmenge miterwärmt werden muss. Es ist bekannt und naheliegend, den Wärmeverbrauch für die Trocknung dadurch zu vermindern, dass man zunächst den Feuch tigkeitsgehalt der entweichenden Luft mög lichst zu steigern anstrebt.
Dies wird er reicht, indem man die trocknende Luft mehr mals durch die Trocknungskammer führt, be vor sie ins Freie abströmt (Umwälzverfah- ren). In Fig. 1 ist die Umwälzleitung durch eine gestzzchelte Linie 3 angegeben. Auch der Ersatz der Heissluft durch überhitzten Dampf, welcher sich während dem Trock- nungsvargang sättigt, ist in diesem Zusam menhang mit einigem Erfolg versucht wor den.
Weiterhin ist bekannt die Forderung eines Rückgewinnes der aufgewendeten Wärme. z. B. so, dass die heisse Feuchtluft vor ihrem endgültigen Entweichen ins Freie mit der Frischluft in Wärmeaustausch ge bracht wird. Man kann sich aber leicht davon überzeugen, dass diese Art. der Feuelitluft- kühlung nur von ganz geringem Nutzen ist.
Die trockene Frischluft vermag wegen ilirei- geringen spezifischen Wärme innert der vor handenen Temperaturgrenzen nur einen ganz kleinen Bruchteil derjenigen Wärme aufzu nehmen, welche im Feuehtigl;eitsgehalt dc,r Luft enthalten ist; die Kühlung der Feucht luft bleibt unbedeutend und damit praktisch wirkungslos.
Um die aus der Trocknungskammer <B>21</B> austretende Feuchtluft in nützlichem Masse abzukühlen, kann man aber nach dem Schema. Fig. ? an Stelle der in die Heizung 1 eingeführten Luftmenge eine zweite, viel grössere Frischluftmenge durch einen Küh ler 4 hindurclischieken und mit der aus der Feuchtluft entzogenen Wärme aufheizen. Diese zweite grössere Luftmenge ist dann in einer zweiten Trocknungskammer 5 im Sinne der einfachsten Anlage verwendbar.
Die Anwendung von zwei Trocknungs- ka.mmern mit zwei verschiedenen Luftmengen als Wärmeträger vermindert den @Värmevei-- brauch für das Trocknen auf etwa die Hälfte derjenigen einer einfachen Anlage Fig. 1.
Man kann in derselben Weise der zweiten Trocknungskammer noch eine dritte, dieser eine vierte nachschalten. Die @Virl;sam- keit dieser Massnahme ist dadurch begrenzt, da.ss die erreichbare Heisslufttemperatur in jeder nachgeschalteten Trocknungskammer tiefer liegt als in der vorangehenden, weil für die Wärmeübertragung im Wärmeaus tauscher ein Teinperaturuntersehied notwen dig ist.
Infolgedessen vermindert sich für jede nachgeschaltete Luftmenge die Feuch- tigkeitsaufnahine beträchtlich. Zudem hat. wieder aus Gründen der Wärmeiibertragung. jede aus einem Wärmea.ustauscher entwei chende Feuchtluft höhere Temperatur als die eintretende Frischluft, womit der nach-
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gesebaltelen <SEP> Luftniengc <SEP> noch <SEP> ein <SEP> weiterer
<tb> Energiebetra-- <SEP> verlorengelit.
<tb>
Ein <SEP> Mittel. <SEP> das <SEP> bei <SEP> Problemen <SEP> der
<tb> @Värm@@rücl;gewinnung <SEP> neuerdings <SEP> zu <SEP> Stei nIender <SEP> Bedeutung- <SEP> gelaugt, <SEP> ist <SEP> die <SEP> Wärme pumpe. <SEP> Diese <SEP> ist <SEP> bei <SEP> Eindampfungsanlagen
<tb> in <SEP> der <SEP> Form <SEP> des <SEP> Thermokompressors <SEP> mit <SEP> E <SEP> r folg <SEP> angewendet <SEP> worden. <SEP> Das <SEP> Schema. <SEP> einer
<tb> Eindampfiingsanlag-e <SEP> zeigt <SEP> Fig. <SEP> 3. <SEP> Die <SEP> einzu danipfende <SEP> wiis;
erige <SEP> Lösung <SEP> befindet <SEP> sieh
<tb> im <SEP> Eindampfgefäss <SEP> 6. <SEP> wo <SEP> sie <SEP> durch <SEP> Dampf.
<tb> -%i-elclier <SEP> dureh <SEP> die <SEP> Robi-scblange <SEP> 7 <SEP> arömt, <SEP> bis
<tb> zum <SEP> hoehen <SEP> erhitzt <SEP> wird. <SEP> Der <SEP> aus <SEP> der
<tb> kochenden <SEP> Lösiuig <SEP> entweichende <SEP> Sattdampf
<tb> fliesst <SEP> einer <SEP> -#Värmepunipe <SEP> 8 <SEP> zii, <SEP> wird <SEP> hier
<tb> durch <SEP> Verdichlun-- <SEP> überbitzt <SEP> und <SEP> tritt <SEP> dann
<tb> <B>i <SEP> itl</B> <SEP> s <SEP> 11.eizd-#inipf <SEP> in <SEP> 'die <SEP> Rohrschlange <SEP> L, <SEP> <B>7.</B> <SEP> Hier
<tb> kondensiert <SEP> der <SEP> Heizdampf <SEP> und <SEP> gibt <SEP> so <SEP> seine
<tb> Verda.mpfungswärme <SEP> an <SEP> die <SEP> einzudampfende
<tb> Lösung <SEP> ab.
<SEP> Nur <SEP> das <SEP> Kondensat <SEP> entweicht
<tb> durch <SEP> ein <SEP> Drosselventil. <SEP> Der <SEP> Wärmerück @,ewinn <SEP> ia <SEP> in <SEP> dieser <SEP> Anlage <SEP> .ehr <SEP> weitgehend.
<tb> denn <SEP> von <SEP> der <SEP> @esamtcn <SEP> der <SEP> Wärniepunipe
<tb> zugeführten <SEP> Energie <SEP> entweicht <SEP> einzig <SEP> die <SEP> iin
<tb> Kondensal <SEP> imlhaltene <SEP> Wärme <SEP> ins <SEP> Freie. <SEP> Die
<tb> Verdiclitun", <SEP> erfolgt <SEP> aus <SEP> zwei <SEP> G=ründen:
<tb> erstens <SEP> zwecks <SEP> Energiezufuhr <SEP> an <SEP> den <SEP> Satt dainpf <SEP> und <SEP> Temperatursteigerung <SEP> desselben.
<tb> zweitens <SEP> zur <SEP> Herstellung <SEP> des <SEP> für <SEP> den
<tb> Wärineaustauseh <SEP> in <SEP> der <SEP> Rohrschlange <SEP> dauernd
<tb> notwendigen <SEP> Ternpera.turunterschiedes. <SEP> Die
<tb> Temperatur <SEP> des <SEP> kondensierenden <SEP> Dampfe
<tb> höheren <SEP> Druekes <SEP> in <SEP> der <SEP> Rohrschlange <SEP> bleibt
<tb> dauernd <SEP> höher <SEP> als <SEP> die <SEP> Temperatur <SEP> der <SEP> ver dampfenden <SEP> Flüssigkeit <SEP> im <SEP> Einda.nipf;efäss.
Bei einer Troeknungsanlage sind jedoch die Vorgänge nicht so einfach \vie in der be- schriehenen Eindainpfungsanlage. Es ist nicht möglich. das atis den zu trocknenden Körpern au-:zutreibendcWasser in unmittel bare Beriihrinia mit dir Heizschlange zii bringen.
Dasselbe eilt in den meisten Fällen für die zu trocknenden Ii;irper selbst. Ausser- dem kann nicht: immer Wasserdampf als Wärmetriiger benutzt werden. Die Eindampf anlage Fig. 3 ist deshalb nur ausnahmsweise unverändert als Trocknungsanlage benutz- bar; in der Regel löst sie das Problem der Trocknung nicht.
Die vorliegende Erfindung betrifft: nun eine Trocknungsanlage mit Wärmerück- gewinnung vermittels Wärmepumpe. Erfin- dungagemäss wird der Wärmeträger der An lage nach erfolgter Vergrösserung seines Feuchtigkeitsgehaltes in mindestens zwei Teile geteilt, wovon der eine Teil durch eine Wärmepumpe fliesst und mit einem andern Teil in Wärmeaustausch tritt.
Das Schema Fig.4 zeigt ein erstes Bei spiel einer Trocknungsanlage gemäss vorlie gender Erfindung. Der benutzte Wärme träger sei Dampf. Die Anlage enthält eine Trocknungskammer 9, eine Wärmepumpe 10, einen Wärmeaustauscher 11, eine Leitung 12 für den gesättigten Dampf, welche sich in die zwei Äste 12a und 12b teilt, und eine Drosselstelle 13. Der Wärmeträger der An lage wird überhitzt in die Trocknungskatn- mer 9 eingeführt. Hier gibt. er Wärme an den zu trocknenden Körper ab, wodurch ein Teil des Wassers verdampft.
Es entsteht ins gesamt Wasserdampf von mindestens an genähert gesättigtem Zustand. Der gesättigte Dampf verlässt die Trocknungskammer 9 durch die Leitung 12 und fliesst zu einem Teil durch den Leitungsast 12a nach der Wärmepumpe 1.0, zum andern Teil durch den Leitungsast 12b nach dem Wärmeaustauscher 11. Der erste Teil wird in der Wärmepumpe 1.0 verdichtet und dadurch erwärmt. Danach fliesst er durch eine Rohrschlange im Wärmeausta.uscher 11 und gibt hier Wärme an den andern Teil ab. Infolge des Wärme austausches entsteht in der Rohrschlange Kondensat, das durch die Drosselstelle 13 ins Freie abfliesst.
Der zweite Teil des Wärmeträgers dagegen wird durch den Wärtneaustausch überhitzt und fliesst dann durch die Fortsetzung des Leitungsastes 121) ,wieder in den Trocknungsraum 9. Der Wärmeverbrauch dieser Trocknungsa.nlage Fig.4 fällt deshalb bedeutend geringer aus als derjeniger der einfachen Anlage Fig.L weil nur das Kondensat der ausgetriebenen Feuchtigkeit die A nlage verlässt und die an Grösse weitaus überwiegende Verdampfungs- wärme wieder in den
Troclznungsvorgang zu rückgeführt wird.
Werden die zu trocknenden Körper in der Trocknungskammer 9 geschichtet und dann die Kammer verschlossen, bevor die Trocknung beginnt, so ist es vorteilhaft, die Körper samt ihrem Wassergehalt auf Siede temperatur aufzuheizen, bevor man konden sierte Feuchtigkeit ins Freie austreten lässt. Zu diesem Zwecke bedient man sich der in Fig. 4 gestrichelt eingezeichneten Verbin dungsleitung 14, durch welche dem trocknen den Dampf der verdichtete Dampf so lange beigemischt wird, bis die Siedetemperatur in der Trocknungskammer vorhanden ist. Das Auslassventil 15 bleibt so lange geschlossen.
Wandert das Trockengut in stetiger Be wegung durch die Trocknungskammer hin durch, so kann es vorkommen, dasseine sehr starke Verdichtung in der Wärmepumpe stattfinden muss, um genügend Trocknungs- wärme in die Anlage hineinzupumpen. Starke Verdichtungen sind aber praktisch schwer durchzuführen. In solchen Fällen kann eine zusätzliche Heizung 16 in die Lei tung 12b eingeschaltet werden, welche die Wärmezufuhr ergänzt. Diese zusätzliche Heizung 16 ist in Fig. 4 ebenfalls gestrichelt eingezeichnet.
Ein weiteres Beispiel einer Trocknungs- anlage zeigt das Schema Fig. 5. Diese An lage ist für Luft als Wärmeträger vor gesehen. Sie enthält eine Trocknungskam- mor 9, einen Wärmeaustauscher 11, eine Wärmepumpe 10 und eine Turbine 20, nebst den notwendigen Verbindungsleitungen. Bei tritt trockene Frischluft in die Trock- nungskammer 9 ein; bei A verlässt Feucht luft die Anlage.
Die heisse Feuchtluft, wel che aus der Trocknungskammer austritt, wird in zwei Teile geteilt, deren erster in der Wärmepumpe 10 verdichtet, im 'V#Tärmeaus- tauscher 11 gekühlt und dann in der Tur bine 20 entspannt wird. Der andere Teil strömt nach dem Wärmeaustauscher 11, wird hier erhitzt und gelangt dann zurück in die Trocknungskammer, um hier die zur Ver- dampfung von -Wasser notwendige Wärnie abzugeben. Sehr wesentlich ist. für diese mit.
Luft betriebene Anlage, dass der -'@Tärnxe- austausch zwischen Luftmengen dessellie:i Feuchtigkeitsgrades und damit angenälieri derselben spezifischen Wärme stattfindet. Infolgedessen kann eine wirksame Kühlung der verdichteten Feuchtluft stattfinden, ganz im Gegensatz zu dem früher beschriebenen gänzlich unbrauchbaren Versuch, Feuchtluft mit Frischluft zu kühlen. In der Turbine leistet die verdichtete, aber gekühlte Luft Arbeit, so dass sie mit niedriger Temperatur austritt.
Da. der -Wärmeverbrauch allein durch den Tempera turunterschied zwischen Zufluss und Abfluss des Wärmeträgers bestimmt wird, so ist ohne weiteres verständlich, dass der Wärmever brauch dieser Anlage Fig. 5 klein ausfallen muss. Auch hier kann, ähnlich wie beim Bei spiel Fig. 4, eine zusätzliche Erwärmung der jenigen Luftmenge notwendig sein, welche in die Trocknungskammer zurückfliesst. Dies kann einfach dadurch geschehen. dass ihr ver dichtete heisse Luft zugesetzt wird. Die dazu notwendige Verbindungsleitung ist in Fiz..'@ gestrichelt eingezeichnet.
Ein weiteres Ausführungsheispiel des Er findungsgegenstandes zeigt das Schema Fig. 6. Als Wärmeträger kann hier Luft oder Dampf verwendet werden. Die Hauptbestand teile dieser Troeknixngsanlage sind dieselben wie beim Beispiel Fig. 5.
Im Gegensatz zii Fig.5 aber wird von den beiden Teilen. in welche der MTärmetriiger nach Befeuclitung- geteilt wird, nicht der nach aussen ab fliessende Teil durch die Wärmepumpe ;e leitet, sondern der wieder in die Trock- nungskaminer zurücklzehrende Teil. Der Wärmeträger verlässt nach Befeuchtung durch die verdampfte Wassermenge die Trocknungskammer 9, wird dann in zwei Teile geteilt, wovon der erste durch den -#'rärmeaustauscher ins Freie abfliesst.
Der andere Teil dagegen gelangt zuerst in die Turbine ?0, wo er durch Expansion Arb\it
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strömt <SEP> er <SEP> durch <SEP> den <SEP> Wäxnxeaustauscher <SEP> 17,
<tb> -o <SEP> er <SEP> die <SEP> Wärme <SEP> aufnimmt, <SEP> welche <SEP> der <SEP> er.ae
<tb> Teil <SEP> des <SEP> @@'ärmetrügers <SEP> abgibt;
<SEP> sehliesslieh
<tb> wird <SEP> der <SEP> zweite <SEP> Teil <SEP> wieder <SEP> verdichtet <SEP> und
<tb> dadurch <SEP> erhitzt, <SEP> worauf <SEP> er <SEP> wieder <SEP> der
<tb> Troeknun-skammer <SEP> J <SEP> zuströmt, <SEP> um <SEP> hier
<tb> Wärme <SEP> für <SEP> den <SEP> Verdanipfungsvorgang <SEP> abzu L#eben. <SEP> Dureli <SEP> rleix <SEP> Wärmeaustausch <SEP> wird
<tb> abfliessende <SEP> Tril <SEP> des <SEP> @@Tärmeträg@rs <SEP> gekühli.
<tb> und <SEP> zwar <SEP> auf <SEP> tiefe:e <SEP> Temperatur <SEP> als <SEP> beim
<tb> Beispiel <SEP> Fig. <SEP> .i: <SEP> es <SEP> wird <SEP> also <SEP> ein <SEP> noch
<tb> grösserer <SEP> Betrag <SEP> von <SEP> der <SEP> zur <SEP> Verdampfun -ewendeten <SEP> Wärme <SEP> für <SEP> den <SEP> Troeknungs <B>i <SEP> <I>-tttfn</I></B>
<tb> vorgang <SEP> wiedergewonnen.
<tb>
Vom <SEP> unterteilten <SEP> -Viirmeträger <SEP> fliesst
<tb> naturgemäss <SEP> der <SEP> weitaus <SEP> kleinere <SEP> Teil <SEP> ins
<tb> Freie <SEP> ab, <SEP> deshalb <SEP> muss <SEP> bei <SEP> der <SEP> Anlage <SEP> Fig. <SEP> 6
<tb> der <SEP> grössere <SEP> Anteil <SEP> durch <SEP> Turbine <SEP> und <SEP> Ver dichter <SEP> strömen. <SEP> Dies <SEP> kann <SEP> sich <SEP> aber <SEP> unter
<tb> g!_'@S-IS.-zen <SEP> Büdingnngen <SEP> xuig'instig <SEP> auswirken.
<tb>
entweder <SEP> dadurch. <SEP> dass <SEP> die <SEP> Turbine <SEP> ?0 <SEP> und
<tb> der <SEP> Verdichter <SEP> 10 <SEP> praktisch <SEP> zu <SEP> gross <SEP> sein
<tb> müssten <SEP> oder <SEP> dass <SEP> wegen <SEP> geringen <SEP> Verdicliter wirhungsgrades <SEP> zuviel <SEP> Wärme <SEP> in <SEP> den <SEP> Prozess
<tb> eingefiilirl <SEP> würde. <SEP> In <SEP> solchen <SEP> Fällen <SEP> kann
<tb> eint' <SEP> weitere <SEP> 1'nte:leilung <SEP> de:
<SEP> -Z'irmeträger@
<tb> nülzlich <SEP> sein, <SEP> indem <SEP> durch <SEP> eine <SEP> zusätzliche
<tb> Verbindungsleitung <SEP> '?5 <SEP> ein <SEP> gewisser <SEP> Teil <SEP> des
<tb> V'ärmeträ^-er <SEP> s. <SEP> sowohl <SEP> neben <SEP> der <SEP> Wärme pumpe <SEP> ?0 <SEP> als <SEP> aueli <SEP> neben <SEP> dem <SEP> Wärmeaus ta.uscher <SEP> 1l <SEP> vorbei <SEP> wieder <SEP> zur <SEP> Trocknungs kanimer <SEP> 9 <SEP> zurciekströmt.
Bei den mit Luft arbeitenden Trock- nungsanlagen F;-..-) und Fig.6 wird in der Regel eine bestimmte Luftmenge als Frisch luft in die Anlage eintreten und als gel#,iihlte Feuchtluft aus der Turbine (bei Fig. 5) oder aus dem -@t';
irmeaustauseher (bei Fi(r.6) ins Freie abströmen. Es ist iiaheliegend, einen zusätzlichen Wärxneaustauseh zwischen der einl.retenden Frischluft und der austretenden Feitchtluft vorzunehmen. sei es in einem Oberfläehen-Wärineaustauscher oder durch -Mischung.
Hinsielitlicli allfälliger Strahlungsver luste usw. wird es von Vorteil sein, den Wärmeaustauscher wo immer möglich in die Trocknungskammer hinein zu verlegen, sei es in Form eines Rohrbündels oder sei es in Form eines Heizmantels. Die Trocknungs- kammer wird man selbstverständlich mit einer Isolation umgeben.
Bei der mit Luft betriebenen Anlage Fig. 5 wird man unter Umständen die Tur bine durch ein reines Drosselorgan ersetzen. Der Energieverbrauch der Anlage wird da durch zwar etwas grösser, aber die Anlage in ihrem Aufbau einfacher.
Wärmewirtschaftlich wird es immer von Vorteil sein, geschlossene Kreisläufe einzu richten. Bei den beschriebenen Anlagen kann dies sowohl bei Verwendung von Luft als auch bei Verwendung von Dampf immer durchgeführt werden, sofern nur eine Ab laufleitung für ausgeschiedene Feuchtig keit an zweckmässiger Stelle vorgesehen wird.
In den Schemata -Fig.4, 5 und 6 wurden Turboverdichter und Turbinen eingezeichnet; an deren Stelle können natürlich auch Kol benmaschinen treten.
Drying system with heat recovery. Drying systems are used in a wide variety of industrial and commercial operations. Recently, efforts have also been made to dry vegetables, vegetables, fruits and grass to a greater extent than before in drying systems. However, the high energy consumption of the known systems hinders this application of artificial drying, especially when electricity is to be used.
The simplest and oldest drying system uses air as a heat transfer medium and is built according to the diagram in FIG. 1 attached. Air is taken from the vicinity of the system, heated in a heater 1 and then passed through a room 2 in which the body to be dried can be found. While the hot air sweeps past these, an exchange of heat takes place, which results in the evaporation of part of the water content of the body to be dried. The humidified air escapes from the drying chamber 2 to the outside. After a certain duration of the process, the drying is finished.
The heat consumption of such a simple drying system is very high because the air including its moisture content leaves the drying chamber at a high temperature and, in addition, a very large amount of air has to be heated in relation to the moisture carried along. It is known and obvious to reduce the heat consumption for drying by first attempting to increase the moisture content of the escaping air as possible.
This is achieved by leading the drying air several times through the drying chamber before it flows out into the open (circulation method). In FIG. 1 the circulation line is indicated by a broken line 3. The replacement of the hot air with superheated steam, which becomes saturated during the drying process, has also been attempted with some success in this context.
It is also known that the heat expended must be recovered. z. B. so that the hot humid air is brought into heat exchange ge with the fresh air before its final escape into the open. But you can easily convince yourself that this type of Feuelit air cooling is of very little use.
Because of its low specific heat within the existing temperature limits, the dry fresh air can only absorb a very small fraction of that heat which is contained in the fire content dc, r air; the cooling of the moist air remains insignificant and thus practically ineffective.
In order to cool the moist air emerging from the drying chamber <B> 21 </B> to a useful extent, one can use the following scheme. Fig.? Instead of the amount of air introduced into the heater 1, a second, much larger amount of fresh air is prevented by a cooler 4 and heated with the heat extracted from the moist air. This second larger amount of air can then be used in a second drying chamber 5 in the sense of the simplest system.
The use of two drying chambers with two different amounts of air as a heat transfer medium reduces the @ Värmevei-- consumption for drying to about half that of a simple system Fig. 1.
In the same way, a third drying chamber can be connected after the second drying chamber, followed by a fourth one. The @Virl; range of this measure is limited by the fact that the achievable hot air temperature in each downstream drying chamber is lower than in the previous one, because a temperature difference is necessary for the heat transfer in the heat exchanger.
As a result, the moisture absorption is reduced considerably for each downstream volume of air. Also has. again for reasons of heat transfer. any moist air escaping from a heat exchanger is at a higher temperature than the incoming fresh air, which means that the subsequent
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gesebaltelen <SEP> Luftniengc <SEP> nor <SEP> another <SEP>
<tb> Energiebetra-- <SEP> lost.
<tb>
A <SEP> means. <SEP> the <SEP> for <SEP> problems <SEP> the
<tb> @ Värm @@ rücl; recovery <SEP> recently <SEP> to <SEP> stone nIender <SEP> meaning- <SEP> leached, <SEP> is <SEP> the <SEP> heat pump. <SEP> This <SEP> is <SEP> for <SEP> evaporation systems
<tb> in <SEP> the <SEP> form <SEP> of the <SEP> thermocompressor <SEP> with <SEP> E <SEP> r followed <SEP> has been used <SEP>. <SEP> The <SEP> scheme. <SEP> one
<tb> Evaporation plant <SEP> shows <SEP> Fig. <SEP> 3. <SEP> The <SEP> to be used <SEP> wiis;
erige <SEP> solution <SEP> is located <SEP> see
<tb> in the <SEP> evaporation vessel <SEP> 6. <SEP> where <SEP> you <SEP> through <SEP> steam.
<tb> -% i-elclier <SEP> by <SEP> the <SEP> Robi-scblange <SEP> 7 <SEP> arömt, <SEP> to
<tb> to raise <SEP> <SEP> is heated <SEP>. <SEP> The <SEP> from <SEP> the
<tb> boiling <SEP> solution <SEP> escaping <SEP> saturated steam
<tb> flows <SEP> one <SEP> - # Värmepunipe <SEP> 8 <SEP> zii, <SEP> becomes <SEP> here
<tb> through <SEP> Verdichlun - <SEP> overbeats <SEP> and <SEP> then occurs <SEP>
<tb> <B> i <SEP> itl </B> <SEP> s <SEP> 11.eizd- # inipf <SEP> in <SEP> 'the <SEP> pipe coil <SEP> L, <SEP> < B> 7. </B> <SEP> Here
<tb> condenses <SEP> the <SEP> heating steam <SEP> and <SEP> gives <SEP> so <SEP> its
<tb> Evaporation heat <SEP> at <SEP> the <SEP> to be evaporated
<tb> Solution <SEP> from.
<SEP> Only <SEP> the <SEP> condensate <SEP> escapes
<tb> through <SEP> a <SEP> throttle valve. <SEP> The <SEP> heat return @, ewinn <SEP> ia <SEP> in <SEP> of this <SEP> system <SEP> .ehr <SEP> largely.
<tb> because <SEP> from <SEP> the <SEP> @esamtcn <SEP> the <SEP> Wärniepunipe
<tb> supplied <SEP> energy <SEP> escapes <SEP> only <SEP> the <SEP> iin
<tb> Condensal <SEP> in the contained <SEP> heat <SEP> into the <SEP> outside. <SEP> The
<tb> Verdiclitun ", <SEP> takes place <SEP> from <SEP> two <SEP> G = reasons:
<tb> firstly <SEP> for the purpose of <SEP> energy supply <SEP> to <SEP> the <SEP> Satt dainpf <SEP> and <SEP> temperature increase <SEP> of the same.
<tb> second <SEP> for <SEP> production <SEP> of <SEP> for <SEP> den
<tb> Heat exchange <SEP> in <SEP> of the <SEP> pipe coil <SEP> continuously
<tb> necessary <SEP> Ternpera.tur difference. <SEP> The
<tb> Temperature <SEP> of the <SEP> condensing <SEP> vapor
<tb> higher <SEP> pressure <SEP> in <SEP> the <SEP> pipe coil <SEP> remains
<tb> continuously <SEP> higher <SEP> than <SEP> the <SEP> temperature <SEP> of the <SEP> evaporating <SEP> liquid <SEP> in the <SEP> nipple;
In the case of a drying plant, however, the processes are not as simple as in the described evaporation plant. It is not possible. Bring the water to the bodies to be dried into direct contact with the heating coil.
The same thing happens in most cases for the liquids to be dried themselves. Furthermore, water vapor cannot always be used as a heat transfer medium. The evaporation plant in FIG. 3 can therefore only be used as a drying plant unchanged in exceptional cases; usually it does not solve the problem of drying.
The present invention relates to: a drying system with heat recovery by means of a heat pump. According to the invention, after its moisture content has been increased, the heat transfer medium of the system is divided into at least two parts, one part of which flows through a heat pump and exchanges heat with another part.
The scheme Fig.4 shows a first example of a drying system according to the present invention. The heat carrier used is steam. The system contains a drying chamber 9, a heat pump 10, a heat exchanger 11, a line 12 for the saturated steam, which divides into the two branches 12a and 12b, and a throttle point 13. The heat carrier of the system is overheated in the drying cat. mer 9 introduced. Here there. He transfers heat to the body to be dried, whereby part of the water evaporates.
Overall, water vapor of at least an approximately saturated state is created. The saturated steam leaves the drying chamber 9 through the line 12 and flows in part through the line branch 12a to the heat pump 1.0, and to the other part through the line branch 12b after the heat exchanger 11. The first part is compressed in the heat pump 1.0 and thus heated. Then it flows through a coil in the heat exchanger 11 and gives off heat to the other part. As a result of the heat exchange, condensate is formed in the pipe coil, which flows through the throttle point 13 into the open.
The second part of the heat transfer medium, on the other hand, is overheated by the exchange of water and then flows through the continuation of the line branch 121) again into the drying room 9. The heat consumption of this drying system Fig. 4 is therefore significantly lower than that of the simple system Fig.L because only the condensate of the expelled moisture leaves the system and the evaporation heat, which by far predominates in size, returns to the
Drying process is returned.
If the body to be dried is layered in the drying chamber 9 and then the chamber is closed before drying begins, it is advantageous to heat the body and its water content to boiling temperature before condensing moisture can escape into the open. For this purpose, the connection line 14, shown in dashed lines in FIG. 4, is used, through which the compressed steam is mixed with the dry steam until the boiling temperature is present in the drying chamber. The outlet valve 15 remains closed for so long.
If the material to be dried moves through the drying chamber in constant motion, it can happen that a very strong compression must take place in the heat pump in order to pump sufficient drying heat into the system. Strong compaction is, however, difficult in practice. In such cases, an additional heater 16 can be switched on in the line 12b, which supplements the heat supply. This additional heater 16 is also shown in dashed lines in FIG.
Another example of a drying system is shown in the diagram in FIG. 5. This system is intended for air as a heat transfer medium. It contains a drying chamber 9, a heat exchanger 11, a heat pump 10 and a turbine 20, together with the necessary connecting lines. At, dry fresh air enters the drying chamber 9; at A moist air leaves the system.
The hot humid air exiting the drying chamber is divided into two parts, the first of which is compressed in the heat pump 10, cooled in the heat exchanger 11 and then expanded in the turbine 20. The other part flows to the heat exchanger 11, is heated here and then returns to the drying chamber in order to give off the heat necessary for the evaporation of water here. Is very essential. for this with.
Air-operated system that the - '@ Tärnxe exchange takes place between quantities of air dessellie: i degree of humidity and thus approximate the same specific heat. As a result, the compressed moist air can be effectively cooled, in contrast to the previously described completely unusable attempt to cool moist air with fresh air. The compressed but cooled air does work in the turbine, so that it exits at a low temperature.
There. The heat consumption is determined solely by the temperature difference between the inflow and outflow of the heat transfer medium, so it is easy to understand that the heat consumption of this system Fig. 5 must be small. Here, too, as in the case of FIG. 4, additional heating of the amount of air that flows back into the drying chamber may be necessary. This can be done simply by doing this. that compressed hot air is added to it. The connecting line required for this is shown in dashed lines in Fiz .. '@.
Another exemplary embodiment of the subject of the invention is shown in the diagram in FIG. 6. Air or steam can be used as the heat carrier. The main components of this Troeknixngsanlage are the same as in the example of FIG.
In contrast to Fig. 5, however, the two parts. into which the heat-transfer fluid is divided after the heating, not the part flowing outwards through the heat pump, but the part that consumes back into the drying chimney. The heat transfer medium leaves the drying chamber 9 after being humidified by the amount of evaporated water and is then divided into two parts, the first of which flows through the heat exchanger to the outside.
The other part, on the other hand, first enters the turbine? 0, where it expands Arb \ it
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if <SEP> he <SEP> flows through <SEP> the <SEP> wax exchanger <SEP> 17,
<tb> -o <SEP> he <SEP> absorbs the <SEP> heat <SEP>, <SEP> which <SEP> the <SEP> er.ae
<tb> part <SEP> of <SEP> @@ 'ärmetrügers <SEP> gives;
<SEP> finally
<tb> is <SEP> the <SEP> second <SEP> part <SEP> again <SEP> condensed <SEP> and
<tb> thereby <SEP> heated, <SEP> whereupon <SEP> he <SEP> again <SEP> the
<tb> Troeknun-skammer <SEP> J <SEP> is flowing, <SEP> at <SEP> here
<tb> Heat <SEP> for <SEP> the <SEP> evaporation process <SEP> to L # even. <SEP> Dureli <SEP> rleix <SEP> heat exchange <SEP> becomes
<tb> outflowing <SEP> tril <SEP> of the <SEP> @@ Tärmeträg @ rs <SEP> cooled.
<tb> and <SEP> although <SEP> to <SEP> depth: e <SEP> temperature <SEP> as <SEP> at
<tb> Example <SEP> Fig. <SEP> .i: <SEP> it <SEP> becomes <SEP> thus <SEP> a <SEP> yet
<tb> greater <SEP> amount <SEP> from <SEP> the <SEP> to the <SEP> evaporation unused <SEP> heat <SEP> for <SEP> the <SEP> drying <B> i <SEP> < I> -tttfn </I> </B>
<tb> operation <SEP> recovered.
<tb>
From the <SEP> subdivided <SEP> screen carrier <SEP> flows
<tb> of course <SEP> the <SEP> much <SEP> smaller <SEP> part <SEP> ins
<tb> Free <SEP> from, <SEP> therefore <SEP> must <SEP> with <SEP> of the <SEP> system <SEP> Fig. <SEP> 6
<tb> the <SEP> larger <SEP> portion <SEP> flow through the <SEP> turbine <SEP> and <SEP> compressor <SEP>. <SEP> This <SEP> can be <SEP> but <SEP> under
<tb> g!_'@S-IS.-zen <SEP> Büdingnngen <SEP> xuig'instig <SEP>.
<tb>
either <SEP> thereby. <SEP> that <SEP> the <SEP> turbine <SEP>? 0 <SEP> and
<tb> the <SEP> compressor <SEP> 10 <SEP> practically <SEP> to <SEP> large <SEP> be
<tb> should <SEP> or <SEP> that <SEP> because of <SEP> low <SEP> Verdicliter efficiency <SEP> too much <SEP> heat <SEP> in <SEP> the <SEP> process
<tb> eingiilirl <SEP> would. <SEP> In <SEP> such <SEP> cases <SEP> can
<tb> eint '<SEP> further <SEP> 1'nte: leil <SEP> de:
<SEP> -Z'irmeträger @
<tb> can be used <SEP>, <SEP> by <SEP> through <SEP> an <SEP> additional
<tb> connecting line <SEP> '? 5 <SEP> a <SEP> certain <SEP> part <SEP> of the
<tb> V'ärmeträ ^ -er <SEP> s. <SEP> both <SEP> next to <SEP> the <SEP> heat pump <SEP>? 0 <SEP> as <SEP> aueli <SEP> next to <SEP> the <SEP> heat exchanger <SEP> 1l < SEP> past <SEP> again <SEP> flows back to the <SEP> drying canister <SEP> 9 <SEP>.
In the drying systems F; -..-) and FIG. 6 that work with air, a certain amount of air will generally enter the system as fresh air and as gel, cooled moist air from the turbine (in FIG. 5) or from the - @ t ';
Exchangers (at Fi (r.6) flow out into the open. It is advisable to carry out an additional heat exchange between the incoming fresh air and the exiting air, be it in a surface heat exchanger or by mixing.
Regardless of any radiation losses, etc., it will be advantageous to move the heat exchanger into the drying chamber wherever possible, be it in the form of a tube bundle or in the form of a heating jacket. The drying chamber is of course surrounded by insulation.
In the air-operated system Fig. 5 you will possibly replace the turbine by a pure throttle body. This increases the energy consumption of the system, but the structure of the system is simpler.
In terms of heat management, it will always be advantageous to set up closed circuits. In the systems described, this can always be done both when using air and when using steam, provided that only one drain line for excreted moisture is provided at an appropriate point.
In the schemes -Fig. 4, 5 and 6 turbo compressors and turbines are drawn; in their place, of course, Kol benmaschinen can also occur.