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Die Erfindung betrifft eine Druckmaschine mit Trocknereinrichtung und Abwärmenutzungssystem gemäß dem Oberbegriff des 1. Anspruchs und ein Verfahren zur Optimierung der Abwärmenutzung an einer Druckmaschine.
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Die Nutzung von Abwärmequellen durch Wärmerückgewinnung ist weitläufig bekannt und etabliert. Besonders der Einsatz von Wärmetauschern und Wärmepumpen ist bereits in der Klimatechnik weit verbreitet. In Druckmaschinen werden vor allem Kühlgeräte mit Wärmetauschern betrieben.
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Aus der
DE 200 08 740 U1 ist eine Heißluft-Trockeneinrichtung mit einem Wärmtauscher bekannt, wobei der Wärmetauscher auf seiner Einlaßseite einen Filter enthält, welcher Verunreinigungen aus der dem Wärmetauscher zugeführten Luft entfernt. Eine Überwachungseinrichtung ist nicht vorgesehen. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass das Bedienpersonal Austauschintervalle beachten muss und bei Versäumnissen Beschädigungen drohen.
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Aus der
DE 100 38 801 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Nutzung der Abwärme einer Saug- und Druckluftversorgung für den Infrarot- bzw. Heißlufttrockner an einer Druckmaschine bekannt. Hierbei wird ein Wärmetauscher verwendet, um die anfallende Abwärme für die Vorwärmung der Trocknerluft zu nutzen. Des Weiteren wird vorgeschlagen, nach dem Wärmetauscher einen Nacherhitzer einzusetzen, welcher die Luft weiter aufwärmt. Bei diesem Nacherhitzer kann es sich um eine Wärmepumpe handeln. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass eine Steuerung oder Regelung für die Wärmepumpe nicht vorgesehen ist.
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Aus der
DE 10 2008 042 122 A1 ist eine Thermoluft-Trocknungseinrichtung an Druckmaschinen bekannt, die die Möglichkeit der Nutzung der Trocknerabluft zur Energiegewinnung vorschlägt. Hiermit wird die Energieeffizienz der Druckmaschine schon gesteigert. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass die Nutzung der Abwärmeenergie nicht bei allen Druckaufträgen genutzt werden kann.
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Bei allen aus dem Stand der Technik bekannten Abwärmenutzungssystemen an Druckmaschinen wird die vom Wärmetauscher bzw. von der Wärmepumpe kommende, der Trocknereinrichtung zugeführte Lufttemperatur nicht geregelt. Der Wärmetauscher oder die Wärmepumpe sind entweder in Betrieb oder nicht. Die der Trocknereinrichtung zugeführte Luft kann durch die Heizregister der Trocknereinrichtung nur erwärmt werden, was dazu führt, dass der Wärmetauscher bzw. die Wärmepumpe abgeschalten werden muss, wenn die für die Trocknereinrichtung auftragsspezifisch vorgegebene Trocknertemperatur niedriger als die vom Abluftnutzungssystem vorerwärmte Luft ist.
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Bisher werden die Wärmetauscher und Wärmepumpen nach energetischen Gesichtspunkten optimiert, was unter Umständen zu Energieverlust bezogen auf das Gesamtsystem führt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Druckmaschine mit Trocknereinrichtung und Abwärmenutzungssystem und ein Verfahren zur Optimierung der Abwärmenutzung an einer Druckmaschine zu schaffen, die eine effektive Abluftnutzung sicherstellen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs und ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Energieeffizienz der Gesamtmaschine gesteigert wird, was im Endeffekt den Gesamtenergieverbrauch senkt. Weiter wird der Umfang der energieeffizient zu druckenden Aufträge erweitert. Die Wärmetauscher und/oder Wärmepumpen können auch noch bei niedrigeren Trocknertemperaturen eingesetzt werden.
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Unter Wärmetauscherprinzip wird hier eine Energieübertragung von einem Medium höherer Temperatur auf ein Medium niedrigerer Temperatur über eine Oberfläche, insbesondere über eine Metalloberfläche, verstanden. Eine Steuerung oder Regelung kann beispielsweise über die Aktivierung oder Deaktivierung einzelner Wärmetauscher erfolgen, wenn mehrere Wärmetauscher eingesetzt werden. Als Medium wird hier vorzugsweise Luft eingesetzt.
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Unter Wärmepumpenprinzip wird hier eine Energieübertragung von einem Medium höherer Temperatur auf ein Medium niedrigerer Temperatur über ein in einem Zwischenkreis zirkulierendes Übertragungsmedium verstanden. Dabei kann die Temperatur des Übertragungsmediums durch Zuheizen, insbesondere mittels elektrischer Energie, auf einen höheren Wert angehoben werden. Hierbei sind je nach eingesetzten Übertragungsmedien bestimmte Temperaturbereiche möglich. Die Steuerung oder Regelung kann hier insbesondere durch Einstellen der Temperatur des Übertragungsmediums erfolgen. Bevorzugt eingesetzte Wärmepumpen sind Luft-Wärmepumpen, die für große Luftmengen ausgelegt sind. Diese Luft-Wärmepumpen verfügen meist über eigene, die großen Luftvolumen bewegende Antriebe und können auch als Luft-Luft-Wärmepumpen bezeichnet werden.
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Alternativ oder zusätzlich zur Steuerung bzw. Regelung der Lufttemperatur kann die der Trocknereinrichtung zugeführte vorgewärmte Luft durch Steuerung oder Regelung des Luftvolumenstromes beeinflusst werden. Hier können Querschnittsänderungen im Luftführungssystem vorgesehen sein, die Transportgeschwindigkeit mittels Zwangsantrieben, insbesondere Ventilatoren, eingestellt werden, Bypassleitungen geöffnet bzw. geschlossen und/oder Frischluft zugemischt werden. Eine einfache Stellmöglichkeit besteht in der stufenweisen Aktivierung von im Luftführungssystem angeordneten Klappen. Es sind vorzugsweise aber stufenlos einstellbare Klappen im Luftführungssystem vorgesehen.
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Die Druckmaschine kann eine nach einem beliebigen Verfahren arbeitende Druckmaschine sein. Diese kann als Hochdruck-, Tiefdruck-, Offsetdruck- und/oder Siebdruckmaschine ausgebildet sein und entweder bahn- oder bogenförmiges Bedruckstoffmaterial bedrucken. Bevorzugt ist die Druckmaschine als Bogenoffsetrotationsdruckmaschine ausgebildet. Das Abwärmenutzungssystem ist der Druckmaschine über ein Luftführungssystem mit einer Mehrzahl von Luftführungskanälen zugeordnet und kann im Drucksaal oder auch außerhalb des Drucksaales angeordnet sein. Bevorzugt wird das Abwärmenutzungssystem der Druckmaschine als Abwärmenutzungsmodul direkt benachbart zugeordnet. Besonders bevorzugt ist das Abwärmenutzungsmodul im Bereich der Auslage, insbesondere oberhalb der Trockner, angeordnet. Alternativ kann eine Anordnung oberhalb der Druckmaschine an der Hallendecke erfolgen. Es können weiterhin mehrere Druckmaschinen mit einem gemeinsamen Abwärmenutzungssystem ausgerüstet sein.
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Durch das Abwärmenutzungssystem wird eine durch einen beliebigen Prozess an der Druckmaschine anfallende Wärme in der Abluft genutzt, um benötigte Frischluft zu erwärmen. Diese erwärmte Frischluft wird wieder dem oder einem anderen beliebigen Prozess zugeführt. Besonders bevorzugt wird die Abluftwärme der Trockner in der Auslage der Druckmaschine genutzt, um Frischluft zu erhitzen. Diese erhitzte Frischluft wird wieder einem Prozess an der Druckmaschine zugeführt, wobei diese Frischluft bevorzugt wieder dem Trocknungsprozess zugeführt wird. Die Trocknereinrichtung weist bevorzugt mehrere Trockneraggregate auf, an denen je nach Druckauftrag auch unterschiedliche Trocknertemperaturen vorgewählt werden können. Diese unterschiedlichen Trocknertemperaturen können von der Maschinensteuerung übernommen oder vom Bediener an der Trocknereinrichtung eingegeben und/oder bestätigt werden.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, ein Luftfiltersystem im Abwärmenutzungssystem zu integrieren. Das Luftfiltersystem enthält dabei einen Filter, der die von der Druckmaschine, insbesondere von der Trocknereinrichtung, abgegebene Abluft reinigt, was Ablagerungen verhindert und damit den Wirkungsgrad konstant hält. Der Filter ist derart angeordnet, dass die zugeführte Abluft vor Eintritt in die Wärmepumpe bzw. den Wärmetauscher gereinigt wird, um dieser Verunreinigungen durch Staub, Druckbestäubungspuder oder chemische Verunreinigungen aus Farben und Lacken zu entziehen. Hierdurch können die nachgeordneten Geräte, insbesondere die Wärmepumpe und Wärmetauscher, nicht mehr verunreinigt oder gar zerstört werden. Weiterhin muss keine aufwendige Reinigung der Geräte bzw. Luftführungskanäle durchgeführt werden. Gleichzeitig erhöht sich die Lebensdauer aller Geräte und damit des Abwärmenutzungssystems. In einer bevorzugten Weiterbildung ist dem Luftfiltersystem eine Sensoreinrichtung zur Überwachung des Verschmutzungsgrades des Filters zugeordnet. Mittels der Sensoreinrichtung kann der Filter permanent überwacht werden und bei Überschreitung eines vorgegebenen Verschmutzungsgrades ein Signal, insbesondere eine Warnmeldung, ausgegeben oder eine Information an die Maschinensteuerung der Druckmaschine übermitteln.
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In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung enthält das Abwärmenutzungssystem neben der Wärmepumpe einen Wärmetauscher, der der Wärmepumpe bevorzugt nachgeordnet ist. Durch den Wärmetauscher wird die restliche, nach der Wärmpumpe in der Abluft verbleibende Wärme weiter genutzt, um kältere Frischluft zu erhitzen. Diese erhitzte Frischluft wird für weitere Prozesse, insbesondere als Trocknerluft, eingesetzt. Der Wärmetauscher ist speziell als Kreuzstrom-, als Kreuzgegenstromwärmeüberträger oder als ein Rotationswärmetauscher ausgebildet. Alternativ kann auch eine weitere Wärmepumpe eingesetzt werden.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist dem Abwärmenutzungssystem eine Mess- und Regeleinrichtung zugeordnet, mittels der die Temperatur der vom Abwärmenutzungssystem erhitzten Frischluft gemessen wird. Je nach gemessener Temperatur wird die Heizleistung der Heizregister eines oder mehrere Trockneraggregate in der Auslage der Druckmaschine geregelt. Bei einer höheren Temperatur der erhitzten Frischluft kann die Leistung der Heizregister über die Mess- und Regeleinrichtung minimiert werden, so dass eine gewünschte Trocknertemperatur stets eingeregelt wird. Der vom Heizregister benötigte Energieverbrauch wird so von der Mess- und Regeleinrichtung minimiert.
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In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Wärmepumpe mit einem Kältekreislauf der Druckmaschine verbunden. Die Wärmpumpe ist hierbei mit einer Kreislaufumkehr ausgerüstet, so dass mit der Wärmepumpe Kälte erzeugbar ist. Diese Kälte kann für die Druckmaschine oder andere Prozesse genutzt werden, um den Energieverbrauch der Druckmaschine zu senken. Die Kälte wird vorteilhaft in wärmeren Jahreszeiten oder in der Nähe von Heizquellen zur Kühlung oder Klimatisierung von Räumlichkeiten verwendet. Beispielsweise kann im Sommer Kühlwasser erzeugt und die Abwärme über den Verdampfer, der dann als Kondensator betrieben wird, an die Außenluft abgeben werden. Die Kühlleistung ist auch zur Kühlung bestimmter Arbeitsplatzbereiche an der Druckmaschine vorgesehen.
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Im Folgenden soll die Erfindung beispielhaft erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen stellen dabei schematisch dar:
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1: Abwärmenutzungssystem mit einer Wärmepumpe und einem der Wärmepumpe vorgeordneten Luftfilter;
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2: Abwärmenutzungssystem mit einer Wärmepumpe, einem der Wärmepumpe vorgeordneten Luftfilter und einem zusätzlichen Wärmetauscher;
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3: Trocknereinrichtung mit vier Trockneraggregaten in der Auslage einer Druckmaschine und Abwärmenutzungssystem gemäß der ersten Figur.
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Die 1 zeigt in einer Ausführungsform der Erfindung ein Abwärmenutzungssystem 1 mit einer Wärmepumpe 2. Das Abwärmenutzungssystem 1 enthält weiterhin ein mehrere Luftführungskanäle aufweisendes Luftführungssystem. In den Luftführungskanälen wird Luft entsprechend den eingezeichneten Pfeilen dem Abwärmenutzungssystem 1 zuführt oder vom Abwärmenutzungssystem 1 abgeführt. Über einen Abluftzufuhrkanal 3.1 wird erwärmte Luft von außerhalb des Abwärmenutzungssystems 1 der Wärmepumpe 2 zugeführt. Über einen Fortluftkanal 3.2 wird die Abluft, die die Wärmepumpe 2 verlässt, aus dem Abwärmenutzungssystem 1 abgeführt. Über einen Frischluftzufuhrkanal 3.3 wird dem Abwärmenutzungssystem 1 Frischluft zugeführt. Ein Frischluftrückfuhrkanal 3.4 leitet die von der Wärmepumpe 2 vorerwärmte Luft wieder der Druckmaschine zu.
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Der Aufbau der Wärmepumpe 2 ist nur schematisch dargestellt, wobei nur der Verdampfer 2.1 und Kondensator 2.2 dargestellt wurden. Der Verdampfer 2.1 entzieht der Umgebung Wärme, hier der Abluft. Der Kondensator 2.2 führt der Umgebung Wärme zu, hier der Frischluft. Die Wärmepumpe 2 benötigt weiterhin einen nicht dargestellten separaten Antrieb zum Antreiben eines zwischen Verdampfer 2.1 und Kondensator 2.2 in einem Kreislauf 2.3 strömenden Mediums. Der Antrieb dient der Zwangskonvektion des zwischen Verdampfer 2.1 und Kondensator 2.2 strömenden Mediums. Das Abwärmenutzungssystem 1 enthält weiterhin ein Luftfiltersystem, welches dem Abluftzufuhrkanal 3.1 zugeordnet ist. Das Luftfiltersystem ist der Wärmepumpe 2 bezüglich der Luftbewegungsrichtung vorgeordnet.
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Die warme Abluft der Druckmaschine wird vom Abluftzufuhrkanal 3.1 dem Luftfiltersystem zugeleitet und dabei von einer Luftfilteranordnung gereinigt. Das Luftfiltersystem enthält dafür einen Luftfilter 3.5, welcher aus einem einzelnen mechanischen oder chemischen Filter oder aus einer Kombination von mechanischem Filter, z. B. einem Taschenfilter, und chemischem Filter besteht. Als chemischer Filter wird bevorzugt ein Aktivkohlefilter eingesetzt. In einer nicht dargestellten Weiterbildung der Erfindung ist dem Luftfiltersystem eine Sensoreinrichtung zur Kontrolle des Filterzustandes, insbesondere des Verschmutzungsgrades, zugeordnet.
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Nach dem Luftfilter 3.5 wird die Abluft vom Abluftzufuhrkanal 3.1 der Wärmepumpe 2, insbesondere dem Verdampfer 2.1 der Wärmepumpe 2, zugeführt, um der Abluft Energie in Form von Wärme zu entziehen. Diese Energie wird mittels der Wärmepumpe 2 intern dem Kondensator 2.2 zugeführt, welcher einen Frischluftstrom des Frischluftzufuhrkanals 3.3 aufwärmt. Der Frischluftstrom kann dabei Luft aus der Umgebung, insbesondere aus der Halle, Außenluft oder auch andere saubere Prozessluft sein. Die durch den Kondensator 2.2 der Wärmepumpe 2 aufgewärmte Luft wird dann vom Frischluftrückfuhrkanal 3.4 zu Prozessen der Druckmaschine geführt.
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Die 2 zeigt eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung mit einem nach dem Verdampfer 2.1 der Wärmepumpe 2 angeordneten Wärmetauscher 4. Dieser zusätzliche Wärmetauscher 4 entzieht der Abluft nach dem Verdampfer 2.1 noch weiter Energie, um diese auf den Frischluftstrom des Frischluftzufuhrkanals 3.3 oder einen anderen Prozess zu übertragen. Die durch den Wärmetauscher 4 aufgewärmte Frischluft steht dann entweder zur Beheizung anderer Objekte zur Verfügung oder wird mit dem Frischluftstrom zum Kondensator 2.2 der Wärmepumpe 2 vereint. Die Anteilsverhältnisse der Luftströmungen werden über eine Mischklappe 5 eingestellt. Die Fortluft im Fortluftkanal 3.2 nach der Wärmepumpe 2 oder Wärmetauscher 4 kann bevorzugt weiterverwendet werden, da diese vorteilhafterweise gefiltert ist und auch noch eine gewisse Resttemperatur aufweisen kann.
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Die 3 zeigt in einer Ausführungsform der Erfindung einen Auslagetrockner 6, insbesondere einen IR-Heißlufttrockner, mit einem Abwärmenutzungssystem 1. Der Auslagetrockner 6 enthält vier Trockneraggregate, in denen die gewünschten Trocknertemperaturen separat vorwählbar sind. In den Trockneraggregaten sind Heizregister 7 zur Erzeugung der Heißluft angeordnet, wobei hier vier Heizregister 7 dargestellt aber jeweils nur ein Heizregister 7 mit zugehörigen Teilen bezeichnet ist. Die von den Heizregistern 7 erzeugte Heißluft wird als Trocknerluft den in der Auslage transportierten Bogen zugeführt, um die in der Druckmaschine aufgebrachten Druck- und Lackschichten vor dem Ablegen auf einem Auslagestapel zu trocknen. Vom Heizregister 7 wird die zugeführte Luft beispielsweise auf bis zu 80°C erwärmt. Die Erwärmung erfolgt im Heizregister 7 elektrisch. Der Stromverbrauch hierfür ist erheblich. Durch eine Vorwärmung der den Heizregistern 7 zugeführten Luft kann dieser Energiebedarf gesenkt werden. Die vom Abwärmenutzungssystem 1 bereitgestellte vorerwärmte Luft kann ganz oder nur teilweise den Heizregistern 7 zugeführt werden, wobei auch noch andere Prozesse versorgt werden können.
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Die vom Abwärmenutzungssystem 1 vorerwärmte Luft wird vom Frischluftrückfuhrkanal 3.4 in einer gemeinsamen Leitung den einzelnen Trockneraggregaten in der Auslage zugeführt. Jedem Heizregister 7 ist die vorerwärmte Luft über eine separat steuerbare Zuluftklappe 8 zuführbar, so dass bei deaktiviertem Heizregister 7 auch dessen Luftzufuhr durch die Zuluftklappe 8 abstellbar ist. Über einen dem Heizregister 7 jeweils zugeordneten Zuluftventilator 9 kann die vorerwärmte Luft dem Heizregister 7 zwangsweise zugeführt werden. Weiterhin sind jedem Heizregister 7 vorzugsweise auch ein Abluftventilator 10 und eine Abluftklappe 11 zugeordnet. Die Heizregister 7 sind hier entsprechend separat ansteuerbar. Alternativ könnten auch Gruppen von Heizregistern 7 einem gemeinsamen Zuluft- und/oder Abluftstrang zugeordnet werden.
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In Abhängigkeit von der jeweiligen Maschinenkonfiguration werden die Abluftstränge der Heizregister 7 bzw. Trockner über die Abluftklappen 11 an einen gemeinsamen Sammelkanal 12 angeschlossen oder alternativ einzeln dem Abwärmenutzungssystem 1 zugeführt. Bei ungenutzten Trockneraggregaten wird die entsprechende Abluftklappe 11 des Heizregisters 7 geschlossen, so dass keine Luft in den Sammelkanal 12 strömt. Die Abluftklappen 11 aktiver Trockneraggregate werden geöffnet, so dass die warme Abluft der Trockneraggregate durch den Sammelkanal 12 später vorzugsweise im Abluftzufuhrkanal 3.1 vereint zum Abwärmenutzungssystem 1 strömt. Die Strömung der Abluft wird durch Abluftventilatoren 10 aktiv gesteuert. Bevorzugt wird der Volumenstrom der Abluft durch die Abluftventilatoren 10 derart geregelt, dass im Sammelkanal 12 der Abluft ein geringer positiver Differenzdruck zur Umgebung besteht. In einer nicht dargestellten Weiterbildung können auch unterschiedliche Abwärmequellen gleichzeitig genutzt werden. So können verschiedene Wärmequellen der Druckmaschine mit dem Abwärmenutzungssystem 1 verbunden sein. In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird die Wärmepumpe 2 des Abwärmenutzungssystems 1 zusätzlich nach der Anzahl der aktiven Heizregister 7 geregelt. Dabei wird der Volumen- und Wärmestrom zum und vom Abwärmenutzungssystem 1 durch entsprechende Aktoren, z. B. Klappen und/oder Ventilatoren, eingestellt.
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In einer nicht dargestellten bevorzugten Weiterbildung der Erfindung enthält das Abwärmenutzungssystem 1 eine Mess- und Regeleinrichtung, welche der Wärmepumpe 2 zuordenbar ist. Mit dieser Mess- und Regeleinrichtung werden entsprechende Temperaturwerte der vorgewärmten Frischluft nach der Wärmepumpe 2 erfasst und an die Maschinensteuerung weitergeleitet. Die von der Mess- und Regeleinrichtung gelieferten Temperaturwerte werden von der Maschinensteuerung mit Vorgabewerten, insbesondere mit den an den einzelnen Trockneraggregaten vorgewählten Trocknertemperaturen, verglichen. In Auswertung dieser Daten erfolgt durch die Mess- und Regeleinrichtung eine Beeinflussung des Wärmetauschers 4 und/oder der Wärmepumpe 2 derart, dass die von diesen bereitgestellte Lufttemperatur auf die am jeweiligen Trockneraggregat vorgewählten Trocknertemperaturen optimiert wird. Die Beeinflussung des Wärmetauschers 4 und/oder Wärmepumpe 2 erfolgt durch direktes Steuern oder Regeln dieser, wobei dies alle möglichen Parameter umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann der vom Wärmetauscher 4 und/oder der Wärmepumpe 2 bereitgestellte Volumenstrom zur Optimierung beeinflusst werden. Dies kann durch einen einstellbaren Antrieb des Volumenstromes, durch einstellbare Klappen usw. erfolgen. In Folge der Beeinflussung der Lufttemperatur und/oder des Volumenstromes der Frischluft wird die Heizleistung der Heizregister 7 entsprechend optimiert eingestellt, insbesondere eingeregelt, so dass die vorgewählte Trocknertemperatur in den Trockneraggregaten konstant bleibt. Es erfolgt erfindungsgemäß primär eine Steuerung bzw. Regelung des Abwärmenutzungssystems 1 und sekundär des Heizregisters 7, was einen stets minimalen Energiebedarf der Gesamtmaschine sicherstellt.
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Die Steuerung bzw. Regelung der Lufttemperatur kann beispielsweise derart erfolgen: Die vom Abwärmenutzungssystem 1 abgegebene Frischlufttemperatur (Zulufttemperatur zu den Heizregistern 7) wird über einen Temperatursensor der Mess- und Regeleinrichtung erfasst und stellt die zu regelnde Größe dar. In der Wärmepumpe 2 wird anschließend intern die Heizanforderung an die Wärmepumpe 2 eingestellt. Beispielsweise über die Zuheizung des Übertragungsmediums. Dieser lässt sich über ein externes Signal verschieben, welches beispielsweise von der Druckmaschine kommt. Die Maschinensteuerung liefert somit ein Signal für die gewünschte (vorgewählte) Trocknertemperatur an die Wärmepumpe 2 und diese stellt daraufhin den Wert für die gewünschte, der Trocknereinrichtung bereitzustellende Lufttemperatur ein. Werden mehrere Trockneraggregate mit unterschiedlich hohen (vorgewählten) Trocknertemperaturen betrieben, so erfolgt eine automatische Auswahl zwischen den einzelnen Trocknertemperaturen. Hierbei wird der kleinste aller (vorgewählten) Trocknertemperatur-Sollwerte an die Wärmepumpe 2 übergeben. Diese Auswahl erfolgt bevorzugt von der Mess- und Regeleinrichtung. Eine aktive Kühlung der Frischluft durch die Wärmepumpe 2 ist dabei nicht möglich. Sollte die geringste vorgewählte Trocknertemperatur kleiner sein als die geringste von der Wärmepumpe 2 lieferbare Temperatur, wird bei reiner Temperaturregelung die Wärmepumpe 2 in Standby versetzt und es wird nur kalte Frischluft zur Trocknereinrichtung geführt, welcher diese dann mittels der Heizregister 7 auf die vorgewählte Trocknertemperatur erwärmt. Bevorzugt wird aber hier die Volumenstrombeeinflussung hinzugezogen.
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Die Steuerung bzw. Regelung des Luftvolumenstromes kann beispielsweise derart erfolgen: Je nachdem welche Trockneraggregate in Betrieb sind werden durch die Maschinensteuerung die entsprechenden Abluftklappen 11 angesteuert, welche die Abluft von der Trocknereinrichtung in den gemeinsamen Sammelkanal 12 führen. Alternativ kann nur eine zu aktivierende Lüftungsklappe dem Abluftzufuhrkanal 3.1 zugeordnet sein, wenn es keinen gemeinsamen Sammelkanal 12 geben sollte. Immer wenn die Abluft des entsprechenden Trockneraggregates in Betrieb ist, wird die dazugehörige Abluftklappe 11 durch die Maschinensteuerung geöffnet. Wird die Heißluft eines Trockneraggregates in Betrieb genommen, wird die entsprechende Zuluftklappe 8 ebenfalls durch die Maschinensteuerung geöffnet.
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In einer Weiterbildung ist vorgesehen, an mindestens einem bevorzugt aber jedem Trockneraggregat eine zweite Zuluftklappe 13 anzuordnen, welche von der Maschinensteuerung gesteuert wird. Je nachdem wie der Drucker die Parameter einstellt ist diese zweite Zuluftklappe 13 entweder zu (Zuluft für entsprechendes Heizregister 7 ausschließlich von der Wärmepumpe 2 oder Trockneraggregat ist inaktiv) oder, bevorzugt graduell, geöffnet (Heizregister 7 bezieht anteilig Umgebungsluft wenn die vorgewählte Trocknertemperatur kleiner als die Zulufttemperatur der Wärmepumpe 2 ist). Durch diese Steuerung bzw. Regelung ist es möglich, alle Trockneraggregate individuell mit der benötigten Temperatur zu versorgen. Dies steht im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik, bei dem jeder Trockner die gleiche Menge an Luft und Wärme bekommt, egal ob er sie braucht oder nicht. In dieser Weiterbildung können der Wärmetauscher 4 und/oder die Wärmepumpe 2 auch die maximale vorgewählte Trocknertemperatur liefern, wobei durch Zufuhr von kalter Umgebungsluft die jeweils am Trockneraggregat gewünschte Temperatur durch die zweite Zuluftklappe 13 eingestellt wird.
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Zur Wirkungsweise: Erfindungsgemäß kann jedes Trockneraggregat individuell mit Wärme versorgen werden. Beispielsweise kann die Wärmepumpe 2 eine Lufttemperatur zwischen 40°C und 70°C zur Verfügung stellen. Dabei kann die Trocknereinrichtung auftragsspezifisch mit einer Mehrzahl vorgewählter Trocknertemperaturen betrieben werden. Werden drei Trockneraggregate mit 30°C, 40°C und 60°C betrieben, regelt die Maschinensteuerung die Wärmepumpe 2 beispielsweise auf 40°C. Das heißt, dass dem ersten Trockneraggregat Umgebungsluft zugemischt wird, das zweite Trockneraggregat ausschließlich Zuluft der Wärmepumpe 2 nutzt und im dritten Trockneraggregat das Heizregister 7 die Zuluft der Wärmepumpe um weitere 20°C erhitzen muss. Durch die erfindungsgemäße Steuerung bzw. Regelung der Lufttemperatur bzw. des Volumenstromes wird damit der Energiebedarf des Gesamtsystems optimiert, d. h. minimiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abwärmenutzungssystem
- 2
- Wärmepumpe
- 2.1
- Verdampfer
- 2.2
- Kondensator
- 2.3
- Kreislauf
- 3.1
- Abluftzufuhrkanal
- 3.2
- Fortluftkanal
- 3.3
- Frischluftzufuhrkanal
- 3.4
- Frischluftrückfuhrkanal
- 3.5
- Luftfilter
- 4
- Wärmetauscher
- 5
- Mischklappe
- 6
- Auslagetrockner
- 7
- Heizregister
- 8
- Zuluftklappe
- 9
- Zuluftventilator
- 10
- Abluftventilator
- 11
- Abluftklappe
- 12
- Sammelkanal
- 13
- zweite Zuluftklappe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 20008740 U1 [0003]
- DE 10038801 A1 [0004]
- DE 102008042122 A1 [0005]
