DE3038275A1 - Reclaiming heat in metal cleaning or degreasing machines - where condensn. of solvent vapour is used in heat pump to heat liq. solvent - Google Patents

Abstract

The cleaning machine has a tank contg. a heated solvent; and the vapour from the solvent is drawn by suction through a duct into the top of a heat recovery plant, where the vapour is used to heat an evaporator connected to a heat pump. The vapour is thus condensed and is fed back to the tank. The solvent in the tank is also fed through at least one condenser in the heat pump circuit. The heat pump is pref. a conventional refrigerator used in conjunction with two heat exchangers. Heat in the vapour leaving the cleaning machine is reclaimed together with the condensed vapour.

Description

Einrichtung zur Wärmerückgewinnung an Device for heat recovery

Metallreinigungsmaschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Wårmerückgewinnung an MetallreinigungsmaschinenS , die mit einem Sammelbehälter für die Reinigungsflüssigkeit und mit einem einen Tropfenabscheider aufweisenden Kondensator zur Rückgewinnung der Reinigungsflüssigkeit aus den sich in der Maschine bildenden Schwaden versehen sind. Metal cleaning machines The invention relates to a device for heat recovery on metal cleaning machines with a collecting container for the cleaning liquid and with a mist eliminator Condenser to recover the cleaning fluid from the machine forming swaths are provided.

Es ist bereits bekannt, bei Metallreinigungsmaschinen die im Behandlungsraum entstehenden Schwaden abzuziehen und mit Hilfe von Tropfenabscheidern und/oder einem Berieselungskühler den Flüssigkeitsanteil aus den Schwaden auszusondern, oder mit Kühlwasser niederzuschlagen bevor die Schwadenluft ins Freie abgegeben wird. Da in den Metallreinigungsmaschinen mit erwärmter Flüssigkeit gearbeitet wird, wird mit den Schwaden auch ein beachtlicher Teil an Wärmeenergie abgezogen, der mit der austretenden erwärmten Schwadenluft der Einrichtung verlorengeht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung an Metallreinigungsmaschinen zu schaffen, mit welcher die Schwadenwärme sowie das Kondensat rückgewonnen werden können.It is already known in the case of metal cleaning machines in the treatment room and with the help of droplet separators and / or a Sprinkler cooler to separate the liquid fraction from the steam, or with To condense cooling water before the vapor air is released into the open air. There heated liquid is used in metal cleaning machines A considerable amount of thermal energy is also withdrawn along with the steam, which is associated with the Exiting heated vapor air from the facility is lost. The invention the task is to create a device for metal cleaning machines, with which the vapor heat and the condensate can be recovered.

Die gestellte Aufgabe wird mit einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Schwadenkondensator ein mit einer Wärmepumpe gekoppelter Verdampfer angeordnet ist und der Kreislauf der Wärmepumpe über mindestens einen von Reinigungsflüssigkeit durchströmten Wärmetauscher geführt ist. Als Wärmepumpe kann zweckmäßig eine auch an -sich bekannte Kältemaschine vorgesehen sein.The task set is with a facility of the aforementioned Art according to the invention solved in that a steam condenser with a heat pump coupled evaporator is arranged and the circuit of the heat pump via at least a heat exchanger through which cleaning fluid flows. As a heat pump a refrigerating machine which is also known per se can expediently be provided.

Durch den Einsatz einer Wärmepumpe in Form einer Kältemasöhine läßt sich bei einer gedrängten Bauweise der Einrichtung eine wesentlich wirksamere Rückgewinnung der Schwadenwärme bei hohem Temperaturniveau erreichen, als dies mit einfachen, beispielsweise mit Leitungswasser gekühlten Wärmetauschern, durch welche die Schwadenluft hindurch abgezogen wird, erzielbar wäre.By using a heat pump in the form of a refrigeration unit With a compact construction of the facility, a much more effective recovery the vapor heat at a high temperature level than with simple, for example, heat exchangers cooled with tap water through which the steam air is withdrawn through it, would be achievable.

Die rückgewonnene Schwadenwärme läßt sich in erster Linie zum Aufheizen der Reinigungsflüssigkeit direkt verwenden, kann aber auch zum Vorwärmen von Zusatzflüssigkeit, zum Betrieb von Flüssigkeitsabscheidern im System oder zur Vorwärmung der in die Reinigungsmaschine eintretenden Luft verwerten werden. So kann beispielsweise der Kältemittelkreislauf einer erfindungsgemäß mit einer Kältemaschine ausgerüsteten Einrichtung über einen von der Reinigungsflüssigkeit durchströmten ersten Wärmetauscher, einen von Ergänzung-Reinigungsflüssigkeit durchflossenen zweiten Wärmetauscher, einen Flüssigkeitsabscheider, einen Kältemitteltrockner und den Verdampfer im Schwadenkondensator geführt sein Eine erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtung läßt sich vorteilhafterweise als Zusatzeinrichtung mit einem gesonderten Gehäuse ausbilden. Diese Zusatz einrichtung kann auf oder neben einer Metallreinigungsmaschine angeordnet werden Der Anschluß an die Metallreinigungsmaschine erfolgt dann über eine Anschlußöffnung für einen von der Metallreinigungsmaschine kommenden Schwadenabzugskanal, und es sind eine Luftaustrittsöffnung sowie äußere Rohranschlüsse fürm Reinigungsflüssigkeitsleitungen vorgesehen. Die Einrichtung eignet sich auch für andere Anlagen, wo eine Schwadenbildung auftritt0 Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Wärmerückgewinnungseinrichtung für Metallreinigungsmaschinen anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.The recovered steam heat can primarily be used for heating the cleaning liquid, but can also be used to preheat additional liquid, to operate liquid separators in the system or to preheat the in the The air entering the cleaning machine. For example, the A refrigerant circuit equipped according to the invention with a refrigerating machine Device via a first heat exchanger through which the cleaning fluid flows, a second heat exchanger through which supplementary cleaning fluid flows, a liquid separator, a refrigerant dryer and the evaporator in the vent condenser A device designed according to the invention can advantageously as an additional device with a separate housing. This additional facility can be placed on or next to a metal cleaning machine The connection to the metal cleaning machine then takes place via a connection opening for one Steam exhaust duct coming from the metal cleaning machine, and there is one Air outlet opening and external pipe connections for cleaning fluid lines intended. The device is also suitable for other systems where plumes are formed occurs0 The following is an embodiment of one according to the invention trained heat recovery device for metal cleaning machines based on explained in more detail in the accompanying drawing.

Im einzelnen zeigen: Fig. 1 eine als Zusatzgerät ausgebildete und neben einer Metallreinigungsmaschine anordenbare Einrichtung zur Rückgewinnung der Schwadenwärme mit einem schematisierten Längsschnitt durch das Einrichtungsgehäuse; Fig. 2 ein Funktionsschema der Einrichtung, in welchem die einzelnen Einrichtungsteile in ihrer Beziehung zueinander dargestellt sind.In detail: Fig. 1 shows a trained as an additional device and next to a metal cleaning machine can be arranged device for the recovery of Steam heat with a schematic longitudinal section through the equipment housing; Fig. 2 is a functional diagram of the device, in which the individual parts of the device are shown in their relationship to each other.

In Fig.1 ist die Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung 10 als gesondertes Zusatzgerät neben dem eine Reinigungskammer 12 aufweisende, mit strichpunktierten Linien angedeuteten Teil einer Metallreinigungsmaschine 11 dargestellt. In dem mit einer wärmeisolierten Außenwandung 13 versehenen Gehäuse der Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung 10 sind im oberen Teil eine Anschlußöffnung 14 für einen mit strichpunktierten Linen angedeuteten Schwadenabzugskanal 15 ausgebildet, über welchen von einer Schwadenabzugsöffnung 16 der Metallreinigungsmaschine 11 in Richtung der eingezeichneten Pfeile 10 die in der Reinigungskammer 12 entstehenden Dampfschwaden zur Rückgewinnungseinrichtung geleitet werden. Der hierzu benötigte Saugluftstr6m wird mittels eines im oberen Teil des Gehäuses der Rück gewianungseinrichtung 10 angeorineten Ventilators 18 erzielt, der die Abluft in Richtung des eingetragenen Pfeiles 19 durch eine obere Öffnung 20 der Rückgewinnungseinrrchtung 10 ins Freie fördert. Die angesaugten Schwadendämpfe gelangen von der Anschlußöffnung 14 in den Bereich eines im Kreislauf einer im unteren Teil des Gehäuses der RückgelJinnungseRarichtung 10 angeordneten Kältemaschine 22 liegenden Verdampfers 21, der eine Kondensation der in den Dampfschwaden enthaltenen Flüssigkeit bewirkt. In dem darunter befindlichen Kondensatsammelraum 23 erfolgt eine Umlenkung des Luftstromes nach oben. Der Luftstrom passiert dann zwei hintereinander geschaltete Tropfenabscheider 24, bevor er vom Ventilator 18 erfaS3t wird und durch die Öffnung 20 ins Freie gelangt. Die kondensierte Flüssigkeit fließt aus dem Kondensatraum 23 uber eine Rücklaufleitung 25 in einen in der Metallreinigungsmaschine 11 angeordneten Reinigungsflüssigkeits-Sammeltank 26.In Figure 1, the steam heat recovery device 10 is as a separate Additional device next to the one having a cleaning chamber 12, with dash-dotted lines Lines indicated part of a metal cleaning machine 11 is shown. In the with a heat-insulated outer wall 13 provided housing of the steam heat recovery device 10 are a connection opening 14 in the upper part for one with a dash-dotted line Linen indicated steam extraction channel 15 formed, via which a steam extraction opening 16 of the metal cleaning machine 11 in the direction of the arrows 10 the Steam plumes generated in the cleaning chamber 12 for the recovery device be directed. The suction air flow required for this is achieved by means of an in the upper Part of the housing of the recovery device 10, fan 18 arranged achieved, the exhaust air in the direction of arrow 19 through an upper Opening 20 of the recovery device 10 promotes to the outside. The sucked in vapor get from the connection opening 14 in the area of one in the circuit one in the lower Part of the housing of the refrigerating machine 22, which is arranged in the return device 10 lying evaporator 21, the condensation contained in the steam plumes Liquid causes. In the condensate collecting chamber 23 located below it takes place a deflection of the air flow upwards. The air flow then passes two in a row switched droplet separator 24 before it is detected by the fan 18 and through the opening 20 reaches the outside. The condensed liquid flows out of the condensate space 23 via a return line 25 into one arranged in the metal cleaning machine 11 Cleaning liquid collection tank 26.

Tm unteren Teil des Gehäuses der Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung 10 befindet sich neben der Kältemaschine 22 noch eine Reinigungsmittel-Umwälzpumpe 27. Mit ihr wird über eine Tberbindungsleitung 28 und einen Rohranschluß 29 des Gehäuses aus dem Sammeltank 26 Reinigungsflüssigkeit entnommen und in einen im mittleren Teil des Gehäuses der Rückgewinnungseinrichtung 10 angeordneten ersten Wärmetauscher 30 gefördert, aus welchem sie über eine Rückflußleitung 31 in den Sammeltank 26 zurückgeführt wird. Das Zusammenwirken der einzelnen Einrichtungsteile wird nachfolgend anhand der Fig.2 näher erläutert.In the lower part of the housing of the steam heat recovery device 10 is next to the Refrigeration machine 22 still has a detergent circulation pump 27. With her is a Tberbindungsleitung 28 and a pipe connection 29 of the Housing taken from the collection tank 26 and cleaning fluid in a middle Part of the housing of the recovery device 10 arranged first heat exchanger 30 promoted, from which it is fed via a return line 31 into the collecting tank 26 is returned. The interaction of the individual parts of the facility is shown below explained in more detail with reference to FIG.

Im mittleren Teil des Gehäuses der Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung 10 befindet sich nach ein zweiter Wärmetauscher 32, der in eine mittels eines Hahnes 33 verschließbare Reinigungsmittel-Ergänzungsleitung 34 gelegt ist, die über ein schwimmergesteuertes Ventil 35 in den Sammeltank 26 führt.In the middle part of the housing of the steam heat recovery device 10 is after a second heat exchanger 32, which is in a by means of a tap 33 closable detergent supplement line 34 is placed over a float-controlled valve 35 leads into the collecting tank 26.

Im Gehäuse der Rückgewinnungseinrichtung 10 ist auch der gesamte elektrische Versorgungs- und Steuerteil der Einrichtung untergebracht, wie in Fig.1 durch ein Innengehäuse 36 angedeutet ist.In the housing of the recovery device 10 is also the entire electrical Housed supply and control part of the device, as in Fig.1 by a Inner housing 36 is indicated.

Fig. 2 zeigt den Funktionszusammenhang der einzelnen Teile der Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung 10.Fig. 2 shows the functional relationship of the individual parts of the steam heat recovery device 10.

Neben den bereits in Fig.1 bezeichneten Einrichtungsteilen, dem Schwadenabzugskanal 15, dem mittels eines Elektromotor 37 betriebenen Ventilator 18, dem Verdampfer 21, dem Tropfenabscheider 24, dem Sammeltank 26 für die Reinigungsflüssigkeit, der Kältemaschine 22, dem ersten Wärmetauscher 30 mit der zugehörigen Umwälzpumpe 27 und dem zweiten Wärmetauscher 32 sind als weitere Einrichtungsteile ein Kühlmittelsammler 38, ein mit einem Wärmetauscher gekoppelter Flüssigkeitsabscheider 39, ein KEltemitteltrockner 40, ein Expansionsventil 41, ein elektrisch gesteuertes Ventil 42 und ein Schauglas 43 sowie ein Kondensatorthermostat 44 dargestellt. Außerdem ist im Reinigungsflüssigkeits-Sammeltank 26 eine Grundlastheizung 45 mit zugehörigem Stromversorungsteil 46 dargestellt.In addition to the device parts already designated in FIG. 1, the steam extraction duct 15, which by means of a Electric motor 37 operated fan 18, the evaporator 21, the droplet separator 24, the collecting tank 26 for the cleaning liquid, the refrigerating machine 22, the first heat exchanger 30 with the associated circulation pump 27 and the second heat exchanger 32 are a coolant collector as further device parts 38, a liquid separator 39 coupled to a heat exchanger, a refrigerant dryer 40, an expansion valve 41, an electrically controlled valve 42 and a sight glass 43 and a capacitor thermostat 44 are shown. It is also in the cleaning liquid collection tank 26 shows a base load heater 45 with an associated power supply part 46.

Die Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Einrichtungsteilen sind nur teilweise bezeichnet. Der Kältemittelkreislauf der als Wärmepumpe wirkenden Kältemaschine 22 ist zur Unterscheidung von den Reinigungsflüssigkeit führenden Leitungen mit einer relativ dicken gestrichelten Linie eingezeichnet. Er führt in Richtung der eingetragenen Pfeile von der Kältemaschine 22 über den ersten Wärmetauscher 30, den Kältemittelsammler 38, den zweiten Wärmetauscher 32, den mit einem Wärmetauscher gekoppelten Flüssigkeitsabscheider 39, den Kältemitteltrockner 40, das Ventil 42, das Schauglas 43 und das Expansionsventil 41 inden Verdampfer 21 und zurUck über den kombinierten Wärmetauscher-Flüssigkeitsabscheider 39 wieder zur Kältemaschine 22. Die bei der Kondensation der Reinigungsflüssigkeit aus den Schwaden im Verdampfer 21 entzogene Wärme wird über den ersten Wärmetauscher 50 der durch die Pumpe 27 umgewälzten, im Sammeltank 26 enthaltenen Reinigungsflüssigkeit und über den zweiten Wärmetauscher 32 auch der über die Leitung 34 dem Sammeltank 26 zugeführten Ergänzungsflüssigkeit zu deren Aufwärmung zugeführt, so daß die aus der Öffnung 20 austretende Umluft etwa auf Raumtemperatur abgekühlt ist. Entsprechend weniger Energie muß der Grundlastheizung 45 zum Aufheizen der Reinigungsflüssigkeit auf ihre Behandlungstemperatur zugeführt werden.The connecting lines between the individual parts of the facility are only partially indicated. The refrigerant circuit that acts as a heat pump Refrigeration machine 22 is leading to the distinction from the cleaning fluid Lines drawn with a relatively thick dashed line. He leads in Direction of the arrows entered from the refrigeration machine 22 via the first heat exchanger 30, the refrigerant collector 38, the second heat exchanger 32, the one with a heat exchanger coupled liquid separator 39, the refrigerant dryer 40, the valve 42, the Sight glass 43 and the expansion valve 41 into the evaporator 21 and back via the combined heat exchanger-liquid separator 39 back to refrigeration machine 22. The result of the condensation of the cleaning liquid from the vapor in the evaporator The heat extracted from 21 is converted to that by the pump 27 via the first heat exchanger 50 circulated cleaning liquid contained in the collection tank 26 and over the second Heat exchanger 32 also for the supplementary liquid fed via line 34 to the collecting tank 26 fed to their heating, so that the circulating air emerging from the opening 20 has cooled to about room temperature. The base load heating needs correspondingly less energy 45 supplied for heating the cleaning liquid to its treatment temperature will.

Auch muß durch die Rückführung 25 des Schwaden-Kondensats in den Reinigungsflüssigkeits-Sammeltank weniger Ergänzungswasser zugeführt werden.Also must through the return 25 of the vapor condensate in the cleaning liquid collection tank less top-up water is added.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (1)

P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Einrichtung zur Wärmerückgewinnung an Metallreinigungsmaschinen, die mit einem Sammelbehälter für die Reinigungsflüssigkeit und mit einem einen Tropfenabscheider aufweisenden Kondensator zur Rückgewinnung der Reinigungsflüssigkeit aus den sich in der Maschine bildenden Schwaden versehen sind dadurch gekennzeichnet 9 daß im Schwaden-Kondensator ein mit einer Wärmepumpe (22) gekoppelter Verdampfer (21) angeordnet ist und der Kreislauf der Wärmepumpe (22) über mindestens einen von Reinigungsflüssigkeit durchströmten Wärmetauscher (30) geführt ist0 2. Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmepumpe eine auch an sich bekannte Kältemaschine (22) vorgesehen ist. P a t e n t a n s p r ü c h e: 1. Device for heat recovery on metal cleaning machines that have a collecting container for the cleaning liquid and with a condenser having a droplet separator for recovery the cleaning fluid from the steam that forms in the machine are characterized 9 that in the vapor condenser with a heat pump (22) coupled evaporator (21) is arranged and the circuit of the heat pump (22) via at least one heat exchanger through which cleaning fluid flows (30) guided ist0 2. steam heat recovery device according to claim 1 thereby characterized in that a known refrigeration machine (22) is used as the heat pump is provided. 3. Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet9 daß der Kältemittelkreislauf über einen von der Reinigungsflüssigkeit durchströmten ersten WSrmetauscher (30), einen von Ergänzungs-Reinigungsflüssigkeit durchflossenen zweiten Wärmetauscher (32), einen Flüssigkeitsabscheider (39)7 einen Kältemitteitrockner (40) und den Verdampfer (21) im Schwadenkondensator geführt ist.3. Steam heat recovery device according to claim 1 and 2, characterized9 that the refrigerant circuit via one of the cleaning liquid flowed through first heat exchanger (30), one through which supplementary cleaning fluid flows second heat exchanger (32), a liquid separator (39) 7 a refrigerant dryer (40) and the evaporator (21) is guided in the vapor condenser. 4. Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Zusatzeinrichtung mit einem gesonderten Gehäuse ausgebildet ist, das eine Anschlußöffnung (14) für einen von der Metallreinigungsmaschine (11) kommenden Schwadenabzugskanal (15) und ene Luftaustrittsöffnung (20) sowie äußere Rohranschlüsse (z.B. 29) für Reinigungsflüssigkeitsleitungen (z.B. 28, 31, 34, 25) aufweist.4. Steam heat recovery device according to one of the claims 1 to 3, characterized in that it is used as an additional device with a separate Housing is formed which has a connection opening (14) for one of the metal cleaning machine (11) coming vent duct (15) and ene air outlet opening (20) as well external pipe connections (e.g. 29) for cleaning fluid lines (e.g. 28, 31, 34, 25). 5. Schwadenwärme-Rückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein neben oder auf der Metallreinigungsmaschine (11) angeordnetes Gehäuse (10) aufweist, das in einem oberen Teil den Verdampfer-bestückten Kondensator (Teile 21, 24,- 18), in seinem unteren Teil die Wärmepumpe (Kältemaschine 22) und in seinem mittleren Teil die von Reinigungsflüssigkeit durchströmten Wärmetauscher (30, 32)- aufweist.5. steam heat recovery device according to claim 4, characterized characterized in that they have a next to or on the metal cleaning machine (11) Has housing (10), the evaporator-equipped condenser in an upper part (Parts 21, 24, - 18), in its lower part the heat pump (refrigeration machine 22) and in its middle part the heat exchanger through which cleaning fluid flows (30, 32) - has. 6. Schwadenwärme-Rückgewinnungseierichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine in Reihe mit einem Wärmetauscher (30) geschaltete UmwSlzpumpe (27) für die Reinigungsflüssigkeit aufweist.6. Steam heat recovery device according to one of the claims 1 to 5, characterized in that they have one in series with a heat exchanger (30) has switched circulation pump (27) for the cleaning liquid.