DE10355927A1

DE10355927A1 - Verfahren mit Kombinationstrockner zur Aufbereitung von Druckluft und Gasen

Info

Publication number: DE10355927A1
Application number: DE2003155927
Authority: DE
Inventors: Klaus Eimer
Original assignee: Tepcon Engineering Gesellschaft GmbH
Current assignee: Tepcon Engineering Gesellschaft GmbH
Priority date: 2003-11-29
Filing date: 2003-11-29
Publication date: 2005-06-30

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Trocknerkombination, bestehend aus jeweils einem in Reihe geschalteten Kältetrockner und kaltregenerierten Adsorptionstrockner sowie einem Kombinationstrockner zur Durchführung des Verfahrens. Der Kältetrockner wird im kostengünstigen EIN-AUS-Modus auch mit größeren Schwankungen des Drucktaupunktes an seinem Austritt betrieben, wobei der Adsorptionstrockner den gewünschten konstant niedrigen Drucktaupunkt von z. B. -40 DEG C am Austritt der Trocknerkombination gewährleistet. Eine gemeinsame elektronische Steuereinheit ermittelt mittels Temperaturmessung und/oder mit weiteren Messwertaufnehmern die Feuchtebelastung des Adsorptionstrockners und schaltet prozessorgesteuert den Kältekompressor sowie den Adsorptions- und Regenerationsbetrieb der beiden Adsorberbehälter so, dass sich insgesamt niedrigstmögliche Betriebs- und Wartungskosten ergeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Trocknerkombination bestehend aus jeweils einem in Reihe geschalteten Kältetrockner und kaltregeneriertem Adsorptionstrockner sowie einen Kombinationstrockner zur Durchführung des Verfahrens.

Kältetrockner und kaltregenerierte Adsorptionstrockner für die Trocknung von Druckluft und Gasen (beide Bezeichnungen Gas und Druckluft werden folgend mit derselben Bedeutung für die Erfindung benutzt) sind seit langem bekannt. Mit Kältetrocknern werden Drucktaupunkte von 1 °C bis 4 °C erreicht, die dicht über dem Gefrierpunkt von Wasser liegen, mit kaltregenerierten Adsorptionstrocknern je nach Auslegung sehr viel tiefere Drucktaupunkte, die in Stufen von –20°C, –40°C und –70°C genormt sind.

Kältetrockner haben im Volllastbetrieb einen relativ geringen Energieverbrauch. Im Teillastbetrieb muss die Kälteleistung des Kältekompressors gedrosselt werden, um ein Einfrieren des Kältetrockners zu vermeiden. Intervallbetrieb mit Ein-/Ausschalten des Kältekompressors lässt den Drucktaupunkt schwanken und ist ohne erhöhten Kompressorverschleiß nur bis zu einer Einschalthäufigkeit von etwa 8/Stunde möglich. Als Alternative bietet sich der Einsatz eines Heißgasreglers an, der einen Kältemittelrückfluss am Kältekompressor ermöglicht und einen sehr konstanten Drucktaupunkt ergibt, jedoch im Teillastbereich den spezifischen Energieverbrauch ganz beträchtlich erhöht. Energiesparender jedoch sehr viel aufwendiger in der Herstellung sind Kältetrockner mit thermischem Speicher zur Verringerung der Schalthäufigkeit im Intervallbetrieb oder mit drehzahlgeregeltem Antrieb des Kältekompressors.

Kaltregenerierte Adsorptionstrockner arbeiten mit zwei mit Trockenmittel gefüllten Adsorberbehältern, von denen der eine den Gasstrom durch Adsorption trocknet, während parallel im zweiten die Regeneration des Trockenmittels mit einem Regenerationsgasstrom erfolgt, der ein annähernd auf Umgebungsdruck entspannter Teilstrom des getrockneten Gasstromes ist. Die Dauer der Regenerationsphase ist ungefähr gleich der Dauer der Adsorptionsphase, jedoch gegliedert in eine aktive Regenerationsphase mit Strömung der Regenerationsluft, und eine passive Regenerationsphase ohne Strömung der Regenerationsluft. Vor Erreichen der Aufnahmekapazität des Trockenmittels erfolgt ein Umschalten, und beide Behälter wechseln zwischen Adsorption/Regeneration und dazu auch zwischen Betriebsdruck/Umgebungsdruck (daher Bezeichnung auch: Druckwechseladsorber). Die Entspannung des Teilstroms vom Betriebsdruck auf nahezu Umgebungsdruck erhöht dessen Feuchteaufnahmefähigkeit ganz beträchtlich, so dass je nach Betriebsdruck der Regenerationsluftstromstrom nur einen Bruchteil des Hauptstromes beträgt, bei einem Betriebsüberdruck von 7 bar theoretisch 1/(1+7) = 12;5%, in der Praxis 15% bis 20%, über die gesamte Adsorptionsphase gemittelt. Die Herstellkosten dieser kaltregenerierten Adsorptionstrockner sind zwar sehr gering, jedoch fallen zusätzlich ganz beträchtliche Investitions- und Betriebskosten am Kompressor der Gesamtanlage zur Erzeugung des Regenerationsluftstromes an.

Es gab daher Bestrebungen, zur Erzielung von Drucktaupunkten unter 0 °C die Druckluft bzw. das Gas in einem Kältetrockner vorzutrocknen und in einem nachgeschalteten kaltregenerierte Adsorptionstrockner auf den erwünschten Trocknungsgrad zu bringen. Trocknerkombinationen dieser Art sind in dem Fachbuch „Werner Straus-Zunker: Filtern und Trocknen" (ISBN 3-00-000388-6) 1. Auflage (1996) ab Seite 361 beschrieben. Dieses Verfahren reduziert zwar den erforderlichen Regenerationsgasstrom ganz beträchtlich, z.B. auf 1/5 der ohne vorgeschalteten Kältetrockner benötigten Menge, beseitigt jedoch nicht die zuvor beschriebenen Nachteile des Kältetrockners bei Teillast und führt zu beträchtlich höheren Herstellkosten, wenn Kältetrockner und kaltregenerierter Adsorptionstrockner jeder für sich funktionsfähig ausgerüstet hintereinander geschaltet werden. Zu Anpassung des Adsorptionstrockners bei Teillastbetrieb und Ausfall des Kältetrockners wird eine lastabhängige Steuerung mit Messung des Taupunktes am Austritt des Adsorptionstrockners empfohlen (siehe Seiten 363 und 350 der o.g. Druckschrift).

Es gab auch Bestrebungen, Kältetrockner und Adsorptionstrockner zu kombinieren. Das deutsche Gebrauchsmuster G 92 01 713.4 betrifft eine Trocknerkombination von Kältetrockner und warmregeneriertem Adsorptionstrockner, der in den Kältetrockner integriert ist. In der praktischen Ausführung der für große Durchsatzleistungen ausgelegten Trocknerkombination zeigt der Katalog DBD-500-EX des Herstellers HANKISON INTERNATIONAL jedoch eine weitgehend getrennte Ausführung. Generell sind warmregenerierte Adsorptionstrockner wegen der hohen Komplexität und entsprechenden Herstell- und Betriebsaufwandes großen Durchsatzleistungen vorbehalten, während kaltregenerierte Adsorptionstrockner eher für kleine Durchsatzleistungen geeignet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betrieb einer Trocknerkombination bestehend aus jeweils einem in Reihe geschalteten Kältetrockner und kaltregeneriertem Adsorptionstrockner sowie einen integrierten Kombinationstrockner zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, der die oben beschriebenen Nachteile des Kältetrockners und des Adsorp tionstrockner beseitigt und eine für Herstellaufwand und Betriebskosten insgesamt günstige Lösung schafft.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst, in verbesserter Form in weiterer Ausgestaltung der Erfindung durch Merkmale der Unteransprüche.

Dazu lehrt die Erfindung, für den Kältetrockner auch größere Schwankungen des Drucktaupunktes des Gasstromes an seinem Austritt zuzulassen und zur Einhaltung eines gewünschten konstanten Drucktaupunktes am Austritt der gesamten Trocknerkombination den Adsorptionstrockner zeitweise höher mit Feuchte zu belasten und dazu die Dauer der Adsorptionsphasen und der aktiven Regenerationsphasen laufend und prozessorgesteuert anzupassen. Dadurch wird für die einfachste Ausführung des Kältetrockners – ohne Heißgasregler, ohne thermischen Speicher, ohne Drehzahlregelung des Kältekompressors, ohne andere aufwendige Maßnahmen – auch bei sonst kritischen Teillasten ein Ein-Aus-Betrieb mit einer ausreichend geringen Einschalthäufigkeit möglich. Dabei ist die Einfriergefahr bei unter 0 °C zu beachten. Durch die höhere Feuchtebelastung des Adsorptionstrockners steigt prozessorgesteuert die erforderliche Regenerationsgasmenge in Perioden höheren Drucktaupunktes am Austritt des Kältetrockners zwar geringfügig an; dieser Nachteil ist jedoch sehr gering im Vergleich zu den Energieverlusten bei Einsatz eines Heißgasreglers oder den Herstellkosten, die für die Durchführung der anderen genannten Maßnahmen, wie thermischer Speicher oder Drehzahlregelung, erforderlich wären. Insgesamt wird ein Verfahren zum Betrieb einer Trocknerkombination und ein integrierter Kombinationstrockner zur Durchführung des Verfahrens geschaffen mit folgenden Vorteilen:

– Im Vergleich mit einem Adsorptionstrockner ohne vorgeschalteten Kältetrockner: Erzielung eines Drucktaupunktespunktes von z.B. –40 °C mit wesentlich geringerem Regenerationsluftverbrauches von z.B. nur 1/5 des reinen Adsorptionstrockners und entsprechend niedrigeren Energieverbrauch; zusätzlich Einsparung eines größeren Kompressors zur Erzeugung des Regenerationsgasstromes.
– Im Vergleich zu einem Kältetrockner mit nachgeschaltetem Adsorptionstrockner nach dem Stand der Technik: Einfachster Aufbau des Kältetrockners ohne Heißgasregler, ohne thermischen Speicher, ohne Drehzahlregelung des Kältekompressors mit einfachem Ein-Aus-Betrieb; kostenoptimaler Betrieb des Kombinationstrockners auch im kritischen Teillastbereich (z.B. bei 90 % Last) mit geringem Energieverbrauch bei geringer Schalthäufigkeit und kostengünstige Herstellung durch Integration beider Trockner und gemeinsame Steuerung.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird als Messgröße die Temperatur T1 des Gasstromes an der kältesten Stelle am Austritt des Verdampfers des Kältetrockners in Messintervallen Dt1 als Messwert aufgenommen. Diese Temperatur T1 beschreibt den Wassergehalt des gesättigten Gasstromes am Eintritt in den Adsorptionstrockner. Die Größe des Gasstromes lässt sich aus dem zeitlichen Verlauf der Temperatur T1 in Kenntnis des Schaltzustandes des Kältekompressors Ein oder Aus berechnen und mit der Feuchte und dem Gasmassenstrom die augenblickliche Feuchtebelastung des Adsorptionstrockners zur Anpassung der Dauer der Adsorptionsphase ermitteln. In der Steuereinheit des Kombinationstrockners werden die seit Beginn der laufenden Adsorptionsphase für die aufeinander folgenden Messintervalle Dt1 ermittelten augenblicklichen Feuchtebelastungen in einem Speicher zur Gesamtfeuchtebelastung aufsummiert und bei Erreichen eines Grenzwertes die laufende Adsorptionsphase beendet und auf den anderen Adsorberbehälter umgeschaltet.

Der Kältekompressor wird ausgeschaltet, sobald die Gefahr des Einfrierens besteht, wenn also in einer besonderen Ausführungsform die Temperatur T1 sich 0 °C nähert, also z.B. bei +1°C. Bei folgendem Anstieg von T1 wird der Kältekompressor in einer Ausführungsform der Erfindung zu dem Zeitpunkt wieder eingeschaltet wird, wenn unter Beachtung technischer Grenzen ein Betriebskostenvergleich zwischen Energie- und Wartungsaufwendungen für den Kältekompressor in Abhängigkeit zumindest von der Schaltweise EIN/AUS/EIN einerseits und den Energie- und Wartungsaufwendungen für den Adsorptionstrockner in Abhängigkeit zumindest vom Verbrauch an Regenerationsluft und Ersatz-Trockenmittelfüllung der Adsorberbehälter andererseits den Zeitpunkt als optimal ausweist.

In einer anderen Ausführungsform wird der Kältekompressor dann wieder eingeschaltet, wenn ein erster oberer Grenzwert für T1 erreicht wird, jedoch nur, wenn seine über einen eingespeicherten Zeitraum Dt2 aufsummierte Anzahl von Schaltungen einen eingespeicherten Grenzwert nicht übersteigt. Spätestens bei Erreichen eines zweiten oberen Grenzwertes von T1 wird wieder eingeschaltet.

Bei stark schwankenden Gastemperaturen am Eintritt in den Kältetrockner wird in einer bevorzugten Ausführungsform zusätzlich die Temperatur T2 an einer zweiten Stelle des Gasstromes, bevorzugt am Eintritt in den Kältetrockner gemessen und zur Bestimmung der Größe des Gasstromes und damit der Feuchtebelastung des Adsorptionstrockners herangezogen.

Am Ende der Adsorptionsphase des einen Adsorberbehälters wird dieser in die Regenerationsphase und der zweite Adsorberbehälter in die Adsorptionsphase umgeschaltet. Die Dauer der Adsorptionsphase bestimmt sich aus der aufsummierten Feuchtebelastung des Ad sorptionstrockners. Für die Regeneration wird eine bestimmte Regenerationsluftmenge benötigt, wobei nach Einschalten des Regenerationsluftstromes je nach Systemdruck und Drosselung in der Regenerationsluftleitung ein bestimmter Massenstrom strömt. Bei geringer aktueller Feuchtebelastung und damit langer Adsorptionsphase muss dieser Regenerationsluftstrom nicht über die gesamte Zeitdauer strömen, sondern nur für die Dauer der aktiven Phase der Renerationsphase, während der passiven Phase strömt kein Renerationsluftstrom. In einer besonderen Ausführungsform lösen sich kurze passive und aktive Phasen miteinander ab. Dies hat den Vorteil, dass die zur Regeneration des Trockenmittels erforderliche Masse an Regenerationsluft über einen längeren Zeitraum verteilt wird, also z.B. über die gesamte Länge der Adsorptionsphase des anderen Adsorberbehälters, und damit einen geringeren Mittelwert annimmt

Bei stark schwankenden Systemdrücken kann es weiterhin vorteilhaft sein, einen weiteren Messwert aufzunehmen und daraus prozessorgesteuert den augenblicklichen Druck P des Gasstromes zu ermitteln und diesen zur Bestimmung der Gesamtdauer der aktiven Phase oder der aktiven Phasen bis zum Beginn der nächsten Adsorptionsphase des betreffenden Adsorberbehälters heranzuziehen.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, den Adsorptionstrockner umgebar zu machen, um ihn abzuschalten, wenn der Drucktaupunkt am Austritt des Kältetrockners ausreichend ist.

Die Erfindung beinhaltet auch die Schaffung eines Kombinationstrockners zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehend aus einem Kältetrockner und einem kaltregenerierten Adsorptionstrockner, wobei alle Umschaltorgane am Kältetrockner und am kaltregenerierten Adsorptionstrockner sowie alle Messwertaufnehmer mit einer gemeinsamen elektronischen Steuereinheit verbunden sind und von dieser gesteuert werden. Bevorzugt hat diese eine Eingabeschnittstelle oder Eingabeeinheit zur Eingabe anlagenspezifischer Daten, einen Prozessor zur Durchführung von Messungen, Berechnungen und Steuerungen sowie einen Speicher zur Speicherung eingegebener Daten, fester verfahrenstechnischer Daten, Programme, Messwerte und Rechenwerte. Die elektronische Steuereinheit schaltet zumindest den Kältekompressor ein und aus sowie die zwei miteinander verschalteten Adsorberbehältern abwechselnd jeweils von einer Adsorptionsphase in eine Regenerationsphase und umgekehrt und zwischen aktiver Regenerationsphase und passiver Regenrationsphase mit und ohne Regenerationsstrom.

Die Umschaltung der Adsorberbehältern erfolgt in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung mit zwei elektrisch gesteuerten Ablassventilen und zwei Wechselventilen, in einer anderen Ausführungsform mit insgesamt sechs elektrisch vorgesteuerten Membranventilen.

Auch die Ablassventile sind bevorzugt als vorgesteuerte Membranventile ausgeführt, wobei deren Betätigung- wie üblich – bevorzugt durch Magnetventile erfolgt. In einer besonderen Ausführungsform werden insgesamt sechs Membranventile von zusammen zwei Magnetventilen gesteuert, wobei jeweils drei Membranventile – und zwar jeweils eins am Eintritt und am Austritt jedes der beiden Adsorberbehältern sowie das Ablassventil am jeweils anderen Adsorberbehältern – von einem gemeinsamen Magnetventil gesteuert werden.

Die Größe des Regenerationsluftstroms ist durch eine austauschbar in einer Verbindungsleitung zwischen den beiden Adsorberbehältern angeordnete Drossel bestimmbar. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Verbindungsleitung durch ein von der Steuereinheit betätigbares Ventil zu öffnen und zu verschließen. Dieses Ventil ermöglicht es, mehrere aktive und passive Regenerationsphasen aufeinander folgen zu lassen.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Temperatursensor am Austritt des Verdampfers des Kältetrockners angeordnet, über den die Temperatur T1 des Gasstromes und damit dessen Drucktaupunkt bzw. Feuchte sowie dessen Größe über den Anstieg oder Abfall des Messwertes nach Aus- oder Einschalten des Kältekompressors messbar sind. Der Zusammenhang zwischen der Größe des Gasstromes und dem Anstieg oder Abfall des Messwertes T1 nach Aus- oder Einschalten des Kältekompressors wird über Berechnungen und Versuche ermittelt und in die Steuereinheit eingespeichert. In einer weiteren Ausführungsform wird ein zweiter Temperatursensor zur Messung einer Temperatur T2 des Gasstromes an einer anderen Stelle des Kältetrockners, bevorzugt am Eintritt in den Kältetrockner angeordnet, dessen Messwerte für die Bestimmung der Größe des Gasstromes aus dem zeitlichen Verlauf der Temperatur T1 herangezogen werden. Die Bestimmung der Größe des Gasstromes ist jedoch auch mit einem Durchflusssensor möglich. Wird dieser am Ausgang des Verdampfers des Kältetrockners angeordnet und als thermodynamisch messender Sensor ausgeführt, dient er auch der Bestimmung der Temperatur T1.

Die Wärmeabfuhr aus dem Kondensator des Kältetrockners ist über ein Gebläse zur Umgebungsluft vorgesehen, in einer anderen Ausführungsform jedoch über einen mit dem Kondensator zusammenwirkenden Wärmetauscher, der zumindest von einem dem Gasstrom am Austritt des Kältetrockners entnommenen Teilstrom gekühlt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zumindest Kältetrockner, Adsorptionstrockner und Steuereinheit in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren zeigen folgende Schaltschemata:

1 Kältetrockner nach dem bekannten Stand der Technik
2 Adsorptionstrockner nach dem bekannten Stand der Technik
3 Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kombinationstrockners
4 anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kombinationstrockners
5 weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kombinationstrockners
6 Ausführungsbeispiel für zeitlichen Ablauf von Messungen und Schaltungen
1 zeigt einen Kältetrockner (2) nach dem bekannten Stand der Technik. Das zu trocknende Gas mit Pfeil (5) dargestellt, z.B. Druckluft, strömt über den Eintritt (3) in den Luft-Luft-Wärmeaustauscher (10), in dem es im Gegenstrom vom dem den Kältetrockner (2) über dessen Austritt (4) verlassenden Gasstrom – mit Pfeil (6) bezeichnet – vorgekühlt wird. Im folgenden Verdampfer (8) wird es auf die niedrigste Temperatur T1 (34) – z.B. 3 °C – abgekühlt, die über den Temperatursensor T1 (35) gemessen wird, und dabei auf den entsprechenden Drucktaupunkt entfeuchtet. Danach strömt das Gas über Kondensatabscheider (11) und Luft-Luft-Wärmeaustauscher (10) dem Austritt (4) zu. Das anfallende Kondensat wird im Kondensatabscheider (11) abgeschieden und über den Kondensatableiter (12) abgeleitet.
Die Kühlleistung erzeugt der von einem Elektromotor angetriebene Kältekompressor (7), der das verdampfte Kältemittel dem Kondensator (9) zutreibt, wo es wieder kondensiert und über das Expansionsventil (15) geregelt wieder dem Verdampfer (8) zuströmt. Der Regelmechanismus ist bekannt und wird nicht weiter erläutert. Bei Teillast, also bei geringerem Gasstrom (5, 6), sinkt die Temperatur T1 (34) und es kommt zum Einfrieren des Kondensates. Eine bekannte Technik, dies zu verhindern, ist das zeitweise Abschalten des Kältekompressors (7), sobald eine Temperaturgrenze unterschritten wird. Im hohen Teillastbereich (z.B. bei 90 % Last, bzw. Gasstrom) muss der Kältekompressors (7) sofort wieder eingeschaltet werden, um einen unzulässig hohen Anstieg von T1 (34) zu vermeiden. Dies würde jedoch zu so häufigem An-Aus-An-Schalten führen, das z.B. wegen mangelhafter Schmierung die Lebensdauer des Kältekompressors (7) beträchtlich sinkt. Daher ist es Praxis, im Teillastbetrieb über das Heißgasregelventil (16) Kühlleistung abzubauen, was hohe Energieverluste und damit unnötige Betriebskosten verursacht. An die Steuereinheit (17) sind in diesem Ausführungsbeispiel der bekannten Technik der mit „M" gekennzeichnete Motor des Kältekompressors (7), das Heißgasregelventil (16) und der Temperatursensor T1 (35) über Steuer- und Messleitungen (18) angeschlossen
2 zeigt einen kaltregenerierten Adsorptionstrockner (19) nach dem Stand der Technik. Das zu trocknende Gas, mit Pfeil (22) dargestellt, z.B. Druckluft, strömt über den Eintritt (20) dem Adsorptionstrockner (19) zu und über das Wechselventil (49) in den ersten Adsorberbehälter (25), der mit Trockenmittel gefüllt ist, von dort über das zweite Wechselventil (49) zum Austritt (21) des Adsorptionstrockner (19), den der durch Pfeil (23) gekennzeichnete auf einen Drucktaupunkt von z.B. –40°C getrocknete Gastrom verlässt. Ein Teilstrom (je nach Betriebsdruck z.B. 17 %) des getrockneten Gases strömt über die Verbindungsleitung (57) und die Drossel (58) als Regenerationsgasstrom (27) durch den zweiten Adsorberbehälter (26), regeneriert bei einem nur geringfügig über Umgebungsdruck liegenden Behälterdruck das darin enthaltene Trockenmittel und verlasst das System über das dem zweiten Adsorberbehälter (26) zugeordnete Ablassventil (48). Das dem ersten Adsorberbehälter (25) zugeordnete Ablassventil (48) ist geschlossen und daher schwarz dargestellt.
Nach ausreichender Regeneration, nach Abschluss der aktiven Regenerationsphase (73), wird das dem zweiten Adsorberbehälter (26) zugeordnete Ablassventil (48) geschlossen, der Behälterdruck steigt durch die Strömung (27) wieder auf Betriebsdruck an (Beginn der passiven Regenerationsphase (74)) und der zweite Adsorberbehälter (26) steht für seine nächste Adsorptionsphase (71) bereit. Sobald das Feuchtespeichervermögen des Trockenmittels im ersten Adsorberbehälter (25) erreicht ist, wird das dem ersten Adsorberbehälter (25) zugeordnete Ablassventil (48) geöffnet. Durch den schnellen Druckabfall und die damit verbundene Strömung werden die Kugeln (51) in den Gehäusen (50) der beiden Wechselventile (49) in die zur bisherigen Lage entgegengesetzte Lage bewegt, und damit jetzt der zweite Adsorberbehälter (26) von zu trocknendem Gas (24) durchströmt, während die aktive Regenerationsphase (73) des ersten Adsorberbehälters (25) beginnt. Die beiden Ablassventile (48) werden von der Steuereinheit (29) gesteuert, wobei z.B. jeweils eine fest eingestellte Dauer für Adsorptionsphase (71) und aktive Regenerationsphase (73) abgefahren werden. Diese Zeiten sind anlagenspezifisch z.B. in Abhängigkeit von Betriebsdruck und Betriebstemperatur einzustellen. Bekannt, jedoch sehr kostenaufwendig ist es auch, die Feuchte des getrockneten Gasstromes zu messen und bei deren Ansteigen die Umschaltungen vorzunehmen.
Kaltregenerierte Adsorptionstrockner (19) dieser Art sind einfach aufgebaut, verursachen jedoch durch den hohen Regenerationsluftverbrauch hohe Betriebskosten und machen die Anschaffung eines größeren Kompressors zur Erzeugung des Regenerationsgasstromes (27) erforderlich.
3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Trocknerkombination (1), die bevorzugt als integrierter Kombinationstrockner (1) ausgeführt ist. Dabei sind ein Kältetrockner (2) mit einem zur Anpassung an die aktuelle Belastung mit zu trocknendem Gasstrom (5) ein- und ausschaltbaren Kältekompressor (7), und einem stromabwärts des Kältetrockners (2) angeordneten kaltregenerierten Adsorptionstrockner (19) mit zwei betätigbaren Ablassventilen (48) hintereinander geschaltet. Dies ist noch bekannte Technik, wie auch zum Stand der Technik oben beschrieben. Kältetrockner (2) und Adsorptionstrockner (19) sind genau wie in 1 und 2 dargestellt aufgebaut. Daher wird hier auf deren erneute Beschreibung verzichtet. Im Unterschied zu 1 besitzt der Kältetrockner (2) jedoch keinen Heißgasregler (16).
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb der Trocknerkombination ist wie folgt:

– am Kältetrockner (2) wird kontinuierlich oder in Messintervallen Dt1 (33) die Temperatur T1 (34) an der kältesten stelle am Austritt des Verdampfers (8) aufgenommen, die über den Messwert T1 den Drucktaupunkt des Gasstromes (5) und über den zeitlichen Verlauf von T1 (34) die Größe des Gasstromes (5) und damit die Belastung des Adsorptionstrockners (19) mit zu trocknendem Gasstrom (5, 22) auswertbar machen;
– es erfolgt eine prozessorgesteuerte Bewertung anhand gespeicherter Daten, welche Auswirkungen die aufgenommenen Messwerte (34) und deren zeitlicher Verlauf zur Erzielung einer insgesamt optimalen Betriebsweise der Trocknerkombination (1) auf die einzustellende Dauer der Adsorptionsphasen (71) und aktiven Regenerationsphasen (73) des Adsorptionstrockners (19) sowie auf die Dauer der Ein- und Ausschaltphasen des Kältekompressors (7) haben, wobei auch größere Schwankungen des Drucktaupunktes am Austritt (4) des Kältetrockners (2) unter Beachtung der Einfriergefahr bei etwa 0 °C erlaubt sind und zur Einhaltung eines gewünschten Drucktaupunktes am Austritt (21) der Trocknerkombination (1) durch die einstellbare Dauer der Adsorptionsphasen (71) und der aktiven Regenerationsphasen (73) des Adsorptionstrockners (19) prozessorgesteuert ausgeglichen werden;
– die Dauer der laufenden und/oder Beginn und Dauer der unmittelbar bevorstehenden Adsorptions- und aktiven Regenerationsphasen (71, 72, 73) sowie die Ein- und Ausschaltphasen des Kältekompressors (7) werden bestimmt und/oder zuvor bestimmte Werte überprüft und korrigiert;
– die Adsorberbehältern (25, 26) werden zu den dafür berechneten jeweiligen Zeitpunkten von einer Adsorptionsphase (71) in eine Regenerationsphase (72) und umgekehrt umge schaltet und die aktive Regenerationsphase (73) eingeleitet oder beendet;
– der Kältekompressor (7) wird zu dafür berechneten Zeitpunkten ein- oder ausgeschaltet

In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet die gemeinsame elektronische Steuereinheit (60) eine Eingabeschnittstelle (61), an die eine Eingabeeinheit (62) z.B. zur Eingabe anlagenspezifischer Daten angeschlossen ist, einen Prozessor (63) zur Durchführung von Messungen, Berechnungen und Steuerungen sowie einen Speicher (64) zur Speicherung eingegebener Daten, fester verfahrenstechnischer Daten, Programme, Messwerte und Rechenwerte, eine Anzeigeeinheit (65) und eine Ausgabeeinheit (66) für Daten und Meldungen, z.B. für Fehlermeldungen. In diesem Ausführungsbeispiel bestehen die Umschaltorgane (46) aus zwei Wechselventilen (49) und zwei als Membranventile (52) ausgeführten Ablassventilen (48), die über pneumatische Steuerleitungen (55) von zwei Magnetventilen (53) gesteuert werden, die in der elektronischen Steuereinheit (60) angeordnet sind. Zum Verständnis des Funktionsablaufes wird auf 6 verwiesen.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit folgenden Unterschieden zu 3, wobei bei identischer Ausführung auch auf die Kennzeichnungen dieser 3 verwiesen wird: Zusätzlich zur Temperatur T1 (34) mit Temperatursensor T1 (35) werden die Temperatur T2 (39) mit Temperatursensor T2 (40) und der Druck P (43) mit Drucksensor (44) als Messwerte (31) aufgenommen und in der gemeinsamen elektronischen Steuereinheit (60) ausgewertet. Dies erhöht bei stark schwankenden Betriebsdrücken und Betriebstemperaturen die Regelgenauigkeit und senkt damit die Betriebskosten. Insbesondere wird eine genaue Ermittlung der erforderlichen Regenerationsluftmenge möglich. In der Verbindungsleitung (57) ist ein Regenerationsgasventil (59) eingebaut, das eine Einspeisung der Regenerationsluft (27) in mehreren kurzen aktiven Phasen (73) ermöglicht.
Ein zusätzlicher Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach 3 ist die Möglichkeit, den Adsorptionstrockner (19) über den Bypass (28) mittels der ohne Ansteuerung dargestellten Ventile (46, 47) zu umgehen. Dies ist vorteilhaft, wenn zeitweise (z.B. im Sommer) Gas mit weniger niedrigem Drucktaupunkt benötigt oder der Adsorptionstrockner (19) gewartet wird.
5 zeigt ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit folgenden Unterschieden zu 3 und 4, wobei bei identischer Ausführung auch auf die Kennzeichnungen dieser 3 oder 4 verwiesen wird:
Es kommen ein Durchflusssensor (45) und ein Temperatursensor T1 (35) zum Einsatz, die beide bevorzugt in einem thermisch messenden Durchflusssensor vereint sind. Am Adsorp tionstrockner (19) sind insgesamt sechs Membranventile (52) installiert, an jedem der beiden Adsorberbehälter (25, 26) jeweils insgesamt drei, davon zwei zum Absperren des Adsorberbehälters (25, 26) und eines als Ablassventil (48). Jeweils drei der Membranventile (52) sind gemeinsam über pneumatische Steuerleitungen (55) mit einem in der elektronischen Steuereinheit (60) angeordneten Magnetventil (53) verbunden und von diesem gemeinsam ansteuerbar, wobei die im geschlossenen Zustand schwarz dargestellten drei Membranventile (52) mit dem schwarz dargestellten Magnetventil (53) und die im offenen Zustand weiß dargestellten drei Membranventile (52) mit dem weiß dargestellten Magnetventil (53) verbunden sind.
Stromabwärts des Kondensatabscheiders (11) ist ein Koaleszenzfilter (68) installiert, das Wassertröpfchen aus dem Gasstrom abscheidet. Das anfallende Kondensat wird wie beim Kondensatabscheider (11) über ein als Membranventil (52) ausgeführten Abschlämmventil (70) abgeführt, das über ein in der elektronischen Steuereinheit (60) angeordnetes Magnetventil (53) pneumatisch schaltbar ist. Am Austritt (21) des Adsorptionstrockners (19) ist ein Staubfilter (69) zur Abscheidung eventuell anfallenden Trockenmittelabriebs eingebaut.
In 6 ist ein Ausführungsbeispiel für das Verfahren zur Steuerung des Kombinationstrockners (1) dargestellt. In der Reihenfolge von oben nach unten zeigen die schematischen Diagramme mit dem Zeitablauf als Abszisse

– den Schaltzustand des Kältekompressors AN/AUS
– einen typischen Verlauf des Temperaturmesswertes (34) mit Darstellung des Gefrierpunktes bei 0°C, des unteren Grenzwertes (36), des ersten oberen Grenzwertes (37) und des zweiten oberen Grenzwertes (38)
– den Schaltzustand der beiden Absorberbehälter (25, 26) mit Adsorptionsphase (71) und Regenerationsphase (72) aufgeteilt in aktive Regenerationsphase (73) und passive Regenerationsphase (74).

Bei Erreichen des unteren Grenzwertes (36) wird der Kältekompressor (7) auf AUS geschaltet und die Temperatur T1 (34) beginnt zu steigen, wobei die Geschwindigkeit des Anstiegs im Zustand „AUS" und des Abfalls im Zustand „AN", also die jeweilige aktuelle Steigung der Kurve, neben festen Parametern vom aktuellen Gasmengenstrom bestimmt wird. Der Messwert wird in Abständen Dt1 (38) aufgenommen und aus seiner aktuellen Größe und der aktuellen Steigung die aktuelle Feuchtebelastung des Adsorptionstrockners im aktuellen Zeitintervall Dt1 (38) berechnet. Die aktuellen Feuchtebelastungen in allen Zeitintervallen Dt1 (38) seit Beginn der aktuellen Adsorptionsphase (71) werden aufsummiert und die Summe mit der zulässigen Feuchtebelastung des Absorberbehälters (25, 26) verglichen. Ist dieser vorgegebene Grenzwert erreicht, so werden die Absorberbehälter (25, 26) von der Adsorptionsphase (71) in die Regenerationsphase (72) und umgekehrt umgeschaltet. Die Länge der aktiven Regenerationsphase (73) wird von der elektronischen Steuereinheit (60) nach eingegebenen und berechneten Daten vorgegeben, wozu bevorzugt weitere Messwerte wie der aktueller Druck P (42) herangezogen werden.
Der Umfang der Erfindung ist nicht auf die in den Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Insgesamt bietet die als Kombinationsfilter (1) ausgeführte Trocknerkombination beträchtliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik, die besonders in bevorzugten Ausgestaltungsformen zum Tragen kommen:

– Der Regenerationsluftverbrauch beträgt z.B. für einen genormten Drucktaupunkt von –20°C oder –40°C im Vergleich zum kaltregenerierten Adsorptionstrockners nur etwa 1/5, wozu noch Minderaufwendungen für eingesparte Investitionen für den Druckgaskompressor und geringere Betriebskosten durch geringere Trockenmittelfüllung kommen. Entsprechend gering ist der Energieverbrauch, da der Kältetrockner im Ein-Aus-Betriebsmodus vergleichsweise sehr wenig Energie verbraucht.
– Im Vergleich zur bekannten Hintereinanderschaltung von Kältetrockner und Adsorptionstrockner ermöglicht die integrierte Ausführung als Kombinationstrockner und die kombinierte Betriebsweise den Ein-Aus-Betriebsmodus des Kältetrockners ohne Lebensdauerprobleme durch zu hohe Schaltfrequenzen und ohne energieaufwendigen Heißgasregler oder aufwendigen thermischen Speicher, Drehzahlregelunge etc., da der Adsorptionstrockner zur Optimierung der Gesamtbetriebsweise nach Kostengesichtspunkten zeitweise einen Anteil der Entfeuchtungsleistung des Kältetrockners übernehmen kann, ohne dass der Regenerationsluftverbrauch merklich ansteigt.
– Die gewählte Methode zur Bestimmung der erforderlichen Entfeuchtungsleistung des Adsorptionstrockners macht auch den beim Stand der Technik bei der „lastabhängigen Steuerung" üblichen aufwendigen Feuchtesensor am Adsorptionstrockner überflüssig.
– Der integrierte Aufbau der Kombinationstrockners reduziert je nach Ausführungsform den Herstellaufwand ganz beträchtlich durch gemeinsame Steuerung, gemeinsame Messwertaufnehmer, Verzicht auf den Heißgasregler, gemeinsamen Kondensatableiter, gemeinsames Gehäuse usw.
– In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sinkt der Herstellaufwand weiter durch in die gemeinsame Steuerung integrierte Magnetventile zur pneumatischen Steuerung von Membranventilen zur Schaltung der Adsorberbehälter und der Kondensatablei tung.

Die weitere beschriebene Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kombinationstrockners bietet zusätzliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik.

1: Trocknerkombination, Kombinationstrockner
2: Kältetrockner
3: Eintritt Kältetrockner
4: Austritt Kältetrockner
5: Pfeil Gasstrom Eintritt
6: Pfeil Gasstrom Austritt
7: Kältekompressor
8: Verdampfer
9: Kondensator
10: Luft-Luft-Wärmeaustauscher
11: Kondensatabscheider
12: Kondensatableiter
13: Gebläse am Kondensator
14: Wärmetauscher am Kondensator
15: Expansionsventil
16: Heißgasregler
17: Steuereinheit Kältetrockner
18: Steuer- und Messleitungen Kältetrockner
19: kaltregenerierter Adsorptionstrockner
20: Eintritt Adsorptionstrockner
21: Austritt Adsorptionstrockner
22: Pfeil Gasstrom Eintritt
23: Pfeil Gasstrom Austritt
24: Pfeil Adsorptionsgasstrom
25: erster Adsorberbehälter
26: zweiter Adsorberbehälter
27: Pfeil Regenerationsgasstrom
28: Bypass um Adsorptionstrockner
29: Steuereinheit Adsorptionstrockner
30: Steuerleitungen Adsorptionstrockner
31: Messwert allgemein
32: Messwertaufnehmer allgemein
33: Messintervall Dt1
34: Temperatur T1
35: Temperatursensor T1
36: unterer Grenzwert für T1
37: erster oberer Grenzwert für T1
38: zweiter oberer Grenzwert für T1
39: Temperatur T2
40: Temperatursensor T2
41: Zeitraum Dt2
42: Messwert für P
43: Druck P
44: Drucksensor
45: Durchflusssensor/Durchflussmesswert
46: Umschaltorgan allgemein
47: gesteuertes Ventil
48: Ablassventil
49: Wechselventil
50: Gehäuse Wechselventil
51: Kugel Wechselventil
52: Membranventil
53: Magnetventil
54: elektrische Steuerleitung
55: pneumatische Steuerleitung
56: Mess- und Steuerleitungen Kombinationstrockner
57: Verbindungsleitung zwischen Adsorberbehältern
58: Drossel
59: Regenerationsluftventil
60: elektronische Steuereinheit
61: Eingabeschnittstelle
62: Eingabeeinheit
63: Prozessor
64: Speicher
65: Anzeigeeinheit
66: Ausgabeeinheit
67: Gehäuse Kombinationstrockner
68: Koaleszenzfilter
69: Staubfilter
70: Abschlämmventil
71: Adsorptionsphase
72: Regenerationsphase
73: aktive Regenerationsphase
74: passiven Regenerationsphase
75: Temperatur T3
76: Temperatursensor T3

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Trocknerkombination (1) bestehend aus jeweils einem Kältetrockner (2) mit einem zur Anpassung an die aktuelle Belastung mit zu trocknendem Gasstrom (5) ein- und ausschaltbaren Kältekompressor (7), und einem stromabwärts des Kältetrockners (2) angeordneten kaltregenerierten Adsorptionstrockner (19) mit zwei miteinander verschalteten Adsorberbehältern (25, 26), die abwechselnd jeweils von einer Adsorptionsphase (71) in eine Regenerationsphase (72) und umgekehrt umschaltbar sind, wobei die Regeneration während der aktiven Phase (73) der Regenerationsphase über einen annähernd auf Umgebungsdruck entspannten Regenerationsgasstrom (27) als Teilstrom des getrockneten Gasstromes (23) erfolgt, mit folgenden Schritten – am Kältetrockner (2) werden mit einem oder mehreren Messwertaufnehmern (32, 35, 40, 44, 45, 76) kontinuierlich oder in Messintervallen Dt1 (33) ein oder mehrere Messwerte (31, 34, 39, 42, 45, 75) aufgenommen, die über die jeweilige Messwertgröße und/oder über deren zeitlichen Verlauf zumindest den Drucktaupunkt am Austritt des Kältetrockners (2) und/oder die Feuchtebelastung des Adsorptionstrockners (19) aus dem ihm zufließenden zu trocknendem Gasstrom (22) auswertbar machen; – es erfolgt eine prozessorgesteuerte Bewertung anhand gespeicherter Daten, welche Auswirkungen die aufgenommenen Messwerte (31, 34, 39, 42, 45, 75) und/oder deren zeitlicher Verlauf zur Erzielung einer insgesamt optimalen Betriebsweise der Trocknerkombination (1) auf die einzustellende Dauer der Adsorptionsphase (71) und aktiven Regenerationsphase (73) des Adsorptionstrockners (19) sowie auf die Dauer der Ein- und Ausschaltphasen des Kältekompressors (7) haben, wobei auch größere Schwankungen des Drucktaupunktes des Gasstromes (6) am Austritt (4) des Kältetrockners (2) unter Beachtung der Einfriergefahr bei etwa 0°C erlaubt sind und zur Einhaltung eines gewünschten Drucktaupunktes am Austritt der Trocknerkombination (1) durch die einstellbare Dauer der Adsorptionsphasen (71) und der aktiven Regenerationsphasen (73) des Adsorptionstrockners (19) prozessorgesteuert ausgeglichen werden; – die Dauer der laufenden und Beginn und/oder Dauer der unmittelbar bevorstehenden Adsorptions- und aktiven Regenerationsphasen (71, 72, 73) des Adsorptionstrockners (19) sowie die Ein- und Ausschaltphasen des Kältekompressors (7) werden bestimmt und/oder zuvor bestimmte Werte überprüft und korrigiert; – die Adsorberbehältern (25, 26) werden zu den dafür berechneten jeweiligen Zeitpunkten von einer Adsorptionsphase (71) in eine Regenerationsphase (72) und umgekehrt umgeschaltet und die aktive Regenerationsphase (73) eingeleitet oder beendet; – der Kältekompressor (7) wird zu den dafür berechneten Zeitpunkten ein- oder ausgeschaltet
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Temperatur T1 (34) des Gasstromes (6) am Austritt des Verdampfers (8) des Kältetrockners (2) als Messwert (31) aufgenommen und daraus der aktuelle Drucktaupunkt des Gasstromes (6, 22) berechnet und aus mindestens einem weiteren Mess- und/oder Rechenwert (31, 34, 39, 42, 45, 75) die Größe des Gasstromes (6, 22) bestimmt wird, und aus dem berechenbaren Zusammenwirken von aktuellem Drucktaupunkt und aktueller Größe des Gasstromes (6, 22) die aktuelle Feuchtebelastung des Adsorptionstrockners (19).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle zeitliche Verlauf der Temperatur T1 (34) in Kenntnis des Schaltzustandes des Kältekompressors (7) EIN oder AUS zusammen mit gespeicherten Daten zur Bestimmung der aktuellen Größe des Gasstromes (6, 22) herangezogen wird, wobei bevorzugt aus der Differenz der Messwerte T1 (34) zu Beginn und Ende eines Messintervalls Dt1 (33) auf die Größe des Gasstromes (6, 22) geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Temperatur T2 (39) an einer anderen Stelle des Gasstromes (5, 6) als aktueller Messwert aufgenommen wird, bevorzugt am Eintritt (3) in den Kältetrockner (2), und dass der aktuelle zeitliche Verlauf der Temperatur T1 (34) unter Berücksichtigung der aktuellen Temperatur T2 (39) zur Bestimmung der aktuellen Feuchtebelastung des Adsorptionstrockners (19) herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Größe des Gasstromes (6, 22) aus einer Durchflussmessung (45) bestimmt wird, wobei bevorzugt ein thermisches Messverfahren zum Einsatz kommt, das auch die Bestimmung der Temperatur T1 (34) ermöglicht.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass prozessorgesteuert aus mindestens einem in Messintervallen Dt1 (33) ermittelten Messwert (31, 34, 39, 42, 45) zusammen mit eingespeicherten Daten die augenblickliche Feuchtebelastung des sich in der Adsorptionsphase (71) befindenden Absorberbehälters (25, 26) für das jeweilige aktuelle Messintervall Dt1 (33) berechnet und die laufende Adsorptionsphase (71) beendet wird, sobald die über alle Messintervalle Dt1 (33) seit Beginn der laufenden Adsorptionsphase (71) aufsummierten augenblicklichen Feuchtebelastungen einen eingespeicherten Grenzwert erreichen.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältekompressor (7) bei Erreichen eines unteren Grenzwertes (36) für T1 (34) nahe 0 °C ausgeschaltet und bei folgendem Anstieg von T1 (34) zu dem Zeitpunkt wieder eingeschaltet wird, wenn unter Beachtung technischer Grenzen ein Betriebskostenvergleich zwischen Energie- und Wartungsaufwendungen für den Kältekompressor (7) in Abhängigkeit zumindest von der Schaltweise EIN/AUS/EIN einerseits und den Energie- und Wartungsaufwendungen für den Adsorptionstrockner (19) in Abhängigkeit zumindest vom Verbrauch an Regenerationsluft (27) und Ersatz-Trockenmittelfüllung der Adsorberbehälter (25, 26) andererseits den Zeitpunkt als optimal ausweist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältekompressor (7) bei Erreichen eines unteren Grenzwertes (36) für T1 (34) nahe 0 °C ausgeschaltet und bei folgendem Anstieg über einen ersten oberen Grenzwert (37) für T1 (34) dann wieder eingeschaltet wird, wenn seine über mindestens einen eingespeicherten Zeitraum Dt2 (41) aufsummierte Anzahl von Schaltungen einen eingespeicherten Grenzwert nicht übersteigt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unabhängig von sonstigen Optimierungskriterien der Kältekompressor (7) bei Erreichen eines zweiten oberen Grenzwertes (38) für T1 (34) eingeschaltet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regenerationsphase (72) aus mindestens einer aktiven Phase (73) mit Strömung des Regenerationsgasstromes (27) und mindestens einer passiven Phase (74) ohne Strömung des Regenerationsgasstromes (27) besteht, deren aufsummierte Zeitdauer annähernd der Dauer der parallel ablaufenden Adsorptionsphase (71) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl aktiver und passiver Phasen (73, 74) mit einander abwechseln.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass kontinuierlich oder in Messintervallen ein Messwert (42) aufgenommen und daraus prozessorgesteuert der augenblickliche Druck P (43) des Gasstromes (5, 6, 22) ermittelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf den Messwerten für den Druck P (43) und mindestens einem Temperaturmesswert (39, 75), bevorzugt der Temperatur T3 (75), sowie gespeicherten Daten die Gesamtdauer aller aktiven Phasen (73) bis zum Beginn der nächsten Adsorptionsphase (71) des betreffenden Adsorberbehälters (25, 26) bestimmt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensatableiter (12) ohne elektrische oder mechanische Steuerung über den Füllstand des angesammelten Kondensates allein von der elektronischen Steuereinheit (60) zum Ableiten geöffnet und wieder geschlossen wird, wobei aus Messwerten (31, 34, 39, 42, 45, 75) in der elektronischen Steuereinheit (60) vorliegende Daten über die Feuchtebelastung eine berechnete Kondensatmenge zur Bestimmung der Öffnungsfrequenz herangezogen werden.
Kombinationstrockner zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle eingesetzten Umschaltorgane (46) am Kältetrockner (7) und am kaltregenerierten Adsorptionstrockner (19), der Antriebsmotor des Kältekompressors (7) sowie alle eingesetzten Messwertaufnehmer (32) über Mess- und Steuerleitungen (56) mit einer gemeinsamen elektronischen Steuereinheit (60) verbunden sind und von dieser gesteuert werden.
Kombinationstrockner nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (60) zumindest einen Prozessor (63) zur Durchführung von Berechnungen und Steuerungen sowie einen Speicher (64) zur Speicherung eingegebener Daten, fester verfahrenstechnischer Daten, Programme, Messwerte und Re chenwerte besitzt und bevorzugt zusätzlich eine Eingabeschnittstelle (61) oder Eingabeeinheit (62) zur Eingabe anlagenspezifischer Daten, eine Anzeigeeinheit (65) zur Anzeige zumindest des aktuellen Betriebszustandes und eine Ausgabeeinheit (66) zumindest zur Ausgabe von Meldungen.
Kombinationstrockner nach mindestens einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (60) zumindest den Kältekompressor (7) ein- und ausschaltbar und die zwei miteinander verschalteten Adsorberbehältern (25, 26) zumindest abwechselnd jeweils von einer Adsorptionsphase (71) in eine Regenerationsphase (72) und umgekehrt sowie zwischen aktiver (72) und passiver (73) Regenerationsphase und umgekehrt umschaltbar macht.
Kombinationstrockner nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltorgane (46) des Adsorptionstrockners (19) mindestens aus zwei als gesteuerte Ventile (47) ausgeführten Ablassventilen (48) und zwei Wechselventilen (49) bestehen.
Kombinationstrockner nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltorgane (46) des Adsorptionstrockners (19) mindestens aus insgesamt sechs gesteuerten Ventilen (47) bestehen, wobei an jedem der beiden Adsorberbehälter (25, 26) jeweils ein Ventil (47) am Eintritt (20) und am Austritt (21) sowie ein als Ablassventil (48) ausgeführtes Ventil (47) angeordnet sind.
Kombinationstrockner nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die gesteuerten Ventile (47) Membranventile (52) sind, die von Magnetventilen (53) vorgesteuert werden.
Kombinationstrockner nach einem oder mehreren des Anspruchs 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetventile (53) in der Steuereinheit (60) angeordnet sind und eine pneumatische Steuerleitung (55) zwischen Steuereinheit (60) und Membranventilen (52) besteht.
Kombinationstrockner nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils drei Membranventile (52), und zwar jeweils eins am Eintritt (20) und am Austritt (21) jedes der beiden Adsorberbehälter (25, 26) sowie das Ablassventil (48) am jeweils anderen Adsorberbehälter (25, 26) – durch ein gemeinsames Magnetventil (53) pneumatisch betätigbar sind.
Kombinationstrockner nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Regenerationsluftstroms (27) durch eine austauschbar in einer Verbindungsleitung (57) zwischen den beiden Adsorberbehältern (25, 26) angeordnete Drossel (58) bestimmbar ist.
Kombinationstrockner nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (57) durch ein von der Steuereinheit (60) betätigbares Regenerationsluftventil (59) zu öfnen und zu schließen ist, mit dessen Hilfe die aktive Regenerationsphase (73) zur Erzielung eines ausgeglicheneren Regenerationsluftstromes (27) in mehrere Abschnitte mit dazwischen liegenden Abschnitten der passiven Regenerationsphase (74) aufteilbar ist.
Kombinationstrockner nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (35) am Austritt des Verdampfers (8) des Kältetrockners (2) angeordnet ist, über den die Temperatur T1 (34) des Gasstromes (6) messbar ist.
Kombinationstrockner nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (40) zur Messung einer Temperatur T2 (39) des Gasstromes (5, 6) an einer anderen Stelle des Kältetrockners (2), bevorzugt an seinem Eintritt (3) angeordnet ist, dessen Messwerte (39) für die Bestimmung der Größe des Gasstromes (6) aus dem zeitliche Verlauf der Temperatur T1 (34) nutzbar sind.
Kombinationstrockner nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchflusssensor (45) im Verlauf des Gasstromes (5, 6) angeordnet ist, mit dem dessen Größe messbar ist.
Kombinationstrockner nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflusssensor (45) am Austritt des Verdampfers (8) des Kältetrockners (2) angeordnet und ein thermodynamisch messender Sensor ist, der auch zur Bestimmung der Temperatur T1 (34) nutzbar ist.
Kombinationstrockner nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass am Kondensator (9) ein Gebläse (13) angeordnet ist, das die Wärmeabfuhr mittels Umgebungsluft ermöglicht.
Kombinationstrockner nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass am Kondensator (9) ein Wärmetauscher (14) angeordnet ist, der zumindest von einem dem Gasstrom (6) am Austritt (4) des Kältetrockners (2) entnommenen Teilstrom durchströmt wird und die Wärmeabfuhr aus dem Kondensator (9) ermöglicht.
Kombinationstrockner nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Kältetrockner (2), Adsorptionstrockner (19), Steuereinheit (60), Umschaltorgane (46) und Messwertaufnehmer (32) in einem gemeinsamen Gehäuse (67) angeordnet sind.
Kombinationstrockner nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des Kondensatabscheiders (11) ein Koaleszenzfilter (68) angeordnet ist.
Kombinationstrockner nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensatableiter des Koaleszenzfilters (68) ein als Membranventil (52) ausgeführtes Abschlämmventil (70) ist, das über eine pneumatische Steuerleitung (55) von einem in der Steuereinheit (60) angeordnetes Magnetventil (53) gesteuert wird.
Kombinationstrockner nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der beiden Adsorberbehälter (25, 26) ein oder im Austrittsbereich jedes der beiden insgesamt zwei Staubfilter (69) zur Abscheidung von Trockenmittelabrieb angeordnet sind.
Kombinationstrockner nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Staubfilter (69) in die Adsorberbehälter (25, 26) integriert sind.
Kombinationstrockner nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des Kältetrockners (7) bevorzugt im Gasstrom (2) am Eintritt (20) des Adsorptionstrockners (19) oder im Gastrom (6) an dessen Austritt (21) ein Temperatursensor (76) zur Messung der Gastemperatur T3 (75) angeordnet ist, dessen Messwert zur Bestimmung der erforderlichen Dauer der aktiven Regenerationsphase (73) nutzbar ist.
Kombinationstrockner nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bypass (28) vom Austritt (4) des Kältetrockners (2) zum Austritt (21) des Kombinationstrockners (2) geführt ist, über den der Adsorptionstrockner (19) mit Umschaltventilen (46) umgehbar ist.