Przedmiotem wynalazku jest sposób i uklad do ogrzewania czynnika przeplywajacego, rózniacego sie od odparowywanego i nastepnie suszonego pro¬ duktu, który to czynnik sluzy przykladowo jako srodek grzejny, przenoszacy lub traktujacy dla te¬ go produktu w ukladzie, który zawiera zespól wy- parny majacy szereg stopni skraplania o zróznico¬ wanej temperaturze i suszarnie do odparowywania i/lub suszenia produktu.Z prospektu „Sprtitroeknung in der Milchindus- trie" firmy Niro Atomizer, Kopenhaga znana jest instalacja produkcyjna do wytwarzania sproszko¬ wanego mleka. W instalacji tej zastosowano mie¬ dzy innymi uklad wyparny polaczony z ukladem suszarni rozpryskowej. W ukladach tych zastoso¬ wano czynnik przeplywajacy w postaci powietrza grzejnego i powietrza przenoszacego przeznaczone¬ go dla odparowywanego produktu. Powietrze grzej¬ ne i powietrze przenoszace, przeznaczone dla pro¬ duktu odparowywanego w ukladzie wyparnym su¬ szarni rozpryskowej jest kierowane przez nagrze¬ wnice powietrza, zasilana para grzejna o wstepnej temperaturze okolo i2l00oC.Z czasopisma „The Milk Industry" styczen 1977 znaina jest instalacja wytwarzania serów, w któ¬ rej zastosowano miedzy innymi uklad wyparny po¬ laczony z ukladem ogrzewania glikolu, który jest polaczony z pomieszczeniem do dojrzewania serów.Z instalacji tej jest znane uzyskiwanie kondensatu z ostatniego stopnia skraplania ukladu wyparnego 10 15 20 30 i stosowanie go do wstepnego ogrzewania powie¬ trza grzejnego i powietrza przenoszacego, zanim po¬ wietrze to dotrze do nagrzewnicy powietrza. Przy¬ kladowo powietrze pobrane z otoczenia ma tempe¬ rature 15°C, po ogrzaniu wstepnym ma temperatu¬ re 315°C, a po wyjsciu z nagrzewnicy powietrza 180°C. Róznice temperatur miedzy czynnikiem (pa¬ ra grzejna lub kondensat) ogrzewajacym powietrze, , a ogrzewanym powietrzem sa przez dlugie prze¬ dzialy czasu stosunkowo duze, co powoduje wy¬ stepowanie znacznych skoków entropi i obniza eko¬ nomiczne efekty ogrzewania powietrza.Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu wstepnie wymienionego rodzaju o wyzszej spraw¬ nosci cieplnej, z 'mozliwie znacznym obnizeniu tych skoków entropii.Zadanie to w sposobie wedlug wynalazku roz¬ wiazano dzieki temu, ze przeplywajacy czynnik ogrzewa sie w co najmniej dwóch stopniach przy¬ najmniej czesciowo przez opary i/lub kondensat z co najmniej dwcóh tych stopni skraplania.Poniewaz te stopnie kondensacji ukladu wypar¬ nego maja zróznicowane temperatury, mozna dzieki temu zmniejszyc róznice temperatur pomiedzy opa¬ rami, w danym przypadku dodatkowo ogrzanymi i/lub kondensatem, a stopniami, w których czyn¬ nik przeplywajacy ogrzewa sie, co oznacza podwyz¬ szenie sprawnosci cieplnej.Aby opary mogly osiagnac zadana temperature przy korzystnej sprawnosci cieplnej, pierwotna pa- 119 530119 530 3 4 ra grzejna pod wplywem doprowadzenia oparów, uzyskanych z co najmniej jednego stopnia skrapla¬ nia, rozpreza sie, wykonuje prace, zageszcza opary i taka mieszanine doprowadza sie ido co najmniej nastepnego stopnia skraplania i potem wykorzystu¬ je sie jako pare grzejna dla czynnika przeplywa¬ jacego.Powoduje to podniesienie temperatury uzyska¬ nych oparów i odprowadzenie oparów do stopnia skraplania z wyzsza temperatura lub cisnieniem, w warunkach korzystnego wspólczynnika spraw¬ nosci cieplnej.Celowo z co najmniej jednego stopnia do ogrze¬ wania czynnika przeplywajacego odprowadza sie kondensat, korzystnie uzyskany dzieki calkowitemu skropleniu i doprowadza sie do co najmniej na¬ stepnego stopnia w kierunku przeplywu. W ten sposób cieplo odlotowe jednego stopnia do ogrze¬ wania czynnika przeplywajacego zostaje wykorzy¬ stane w kolejnym stopniu. iW odmianie sposobu opary z co najmniej jed¬ nego stopnia skraplania wprowadza sie do pierwot¬ nej pary grzejnej rozprezajacej sie, wykonujacej prace i zageszczajacej przy tym opary i taka mie¬ szanine doprowadza sie do co najmniej jednego stopnia w celu ogrzania czynnika przeplywajace¬ go. iDzeki temu zostaje podwyzszona temperatura lub cisnienie oparów, sluzacych do ogrzania czynnika przeplywajacego, równiez przy korzystnym wspól¬ czynniku sprawnosci cieplnej.Inna mozliwosc wykorzystania ciepla odlotowe¬ go z jednego ze stopni do ogrzewania czynnika przeplywajacego polega na tym, ze z co najmniej jednego stopnia do ogrzewania czynnika przeply¬ wajacego odprowadza sie kondensat, uzyskany ko¬ rzystnie na drodze calkowitego skroplenia i dopro¬ wadza sie ponownie do obiegu przyporzadkowane¬ go stopnia skraplania. iZadaniem wynalazku jest równiez opracowanie ukladu umozliwiajacego ogrzewanie czynnika z ko¬ rzystnym wspólczynnikiem sprawnosci cieplnej. iTJklad wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze do sprezarki jest doprowadzony przewód pro¬ wadzacy opary z co najmniej jednego stopnia skra¬ plania odparowywanego produktu, z przyporzad¬ kowanym oddzielaczem, a dna kolejnych stopni skraplania sa polaczone kolejno ze soba przewodem odprowadzajacym kondensat, a ostatni stopien skraplania jest polaczony przewodem z przewodem, do którego jest przylaczony przewód prowadzacy kondensat z ogrzewacza wstepnego odparowywa¬ nego produktu, a przewód prowadzi ido pierwszego ogrzewacza wstepnego powietrza z tym, ze kolej¬ ne stopnie skraplania sa polaczone przewodami pro¬ wadzacymi opary z nastepnymi stopniami ogrze¬ wacza wstepnego powietrza grzejnego i przenosza¬ cego produkt.W innej korzystnej postaci wykonania ukladu, do sprezarki jest doprowadzony przewód prowadzacy opary z oddzielacza i ogrzewacza wstepnego pro¬ duktu, a sprezarka jest polaczona przewodem ze stopniem ogrzewacza wstepnego powietrza grzej¬ nego i przenoszacego produkt.W jeszcze innej postaci wykonania ukladu sto¬ pien skraplania zawiera przewód prowadzacy kon¬ densat do ogrzewania powietrza grzejnego i prze¬ noszacego produkt, przesylanego przewodem pola¬ czonym z przewodem do tego stopnia skraplania.Zaleta wynalazków jest uzyskanie ekonomiczne¬ go ogrzewania czynnika przeplywowego, wykorzy¬ stujac do tego celu jedynie cieplo zawarte w ukla¬ dzie.Uklad wedlug wynalazku jest przedstawiony w przykladach wykonania na rysunku, na -którym fig. 1 przedstawia wykres porównania efektów dzialania sposobu wedlug wynalazku z efektami dzailania znanych sposobów, fig. '2 — pierwsza po¬ stac wykonania ukladu, fig. 3 — wycinek ukladu wedlug fig. i2 w odmiennym wykonaniu, fig. 4 — wycinek ukladu podobnego do przedstawionego na fiig. 2 w odmiennym wykonaniu, fig. 5 — czesc in¬ nej postaci wykonania ukladu. iNa figurze 1 prosta 10 przedstawia optymalnie ogrzewane powietrze, niezbedne do suszenia odpa¬ rowywanego produktu, z uwzglednieniem ciepla do¬ prowadzonego do powietrza.Na odcietej zaznaczona jest temperatura w sto¬ pniach Celsjusza, a na rzednej — doprowadzone cieplo w watach. Naniesione isa temperatury 15, 35, 75 i 1'80°C.Wedlug stanu techniki do nagrzewnicy powietrza doprowadzana jest para grzejna o temperaturze 20'0°C. Przy temperaturze ogrzanego powietrza np. 60°C, para grzejna ulegla calkowicie skropleniu (punkt a na fig. 1) i przy wlasnej temperaturze l'0Oo,C zostala ponownie zawrócona w postaci wody (punkt b na fig. 1) do wytwornicy pary grzejnej.Stan ten jest zaznaczony przez zalamanie prostej 12. Odleglosc pomiedzy prostymi 10 i 12 przedstawia duzy skok entropii, a przez to stosunkowo nieko¬ rzystny wspólczynnik sprawnosci cieplnej. Wielo¬ krotnie zalamana prosta 14 przedstawia sposób we¬ dlug wynalazku w jednym z przykladów.Skraplanie pary grzejnej zakonczone jest juz przy temperaturze i^p. 10iOoC ogrzewanego powietrza (punkt c na fig. 1). Nastepnie schladza sie ja z tem¬ peratury np. 2K)0°C do lOOfiC. Po tym nastepuje ogrzanie powietrza przez skraplanie pary na szes¬ ciu stopniach skraplania od I do VI. Temperatura pary nasyconej tych par czyli par pobieranych ze stopni skraplania lezy w poblizu temperatur ogrze¬ wanego powietrza. Odstep pomiedzy prosta 10 a wielokrotnie zalamana prosta 14 oznacza, w od¬ róznieniu od odpowiedniego odstepu zalamanej pro¬ stej 12, znacznie polepszony wspólczynnik spraw¬ nosci cieplnej.W przykladzie wykonania wedlug fig. 2 szesc sto¬ pni parowania lub skraplania od I do VI polaczo¬ nych jest szeregowo. Kazdemu parownikowi Vr przyporzadkowany jest oddzielacz A który od pro¬ duktu opuszczajacego kazdy parownik, oddziela opary i doprowadza je jako pare grzejna do na¬ stepnego stopnia skraplania. Odparowany produkt, wychodzacy z oddzielacza A jest doprowadzany przez pompe P do nastepnego stopnia skraplania.Dane liczbowe podane w parownikach Vr i oddzie¬ laczach A oznaczaja temperature w °C.(Odparowywany produkt dociera przewodem 20 do zbiornika 22, a stamtad iza posrednictwem pom- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60119 530 5 6 py 24 poprzez ogrzewacz wstepny 26 i przewód 30 jest prowadzony po kolei, przez poszczególne sto¬ pnie skraplania, poczynajac od stopnia VI, a kon¬ czac na stopniu I. Produkt uzyskany w stopniu I jest kierowany do rur spustowych stopnia I, skad dociera do oddzielacza A, przyporzadkowanego sto¬ pniu I, stamtad za posrednictwem pompy P do rur spustowych nastepnego stopnia II i tak dalej az do stopnia VI. Z oddzielacza stopnia VI odparo¬ wywany produkt dociera do zbiornika 32 i stamtad za posrednictwem pompy 34 i przewodu 36 do u- rzadzenia rozpryskujacego 38, nie opisanej blizej, znanej suszarni 40.Jako srodek grzejny jest doprowadzana do stop¬ nia I przez przewód 42 para grzejna. Pare te uzy¬ skuje sie w ten sposób, ze pierwotna para grzejna, o temperaturze mp. ,20O°C i cisnieniu 15-lO*5 Pa jest doprowadzana jako para robocza do sprezarki 44, a której ta pierwotna para grzejna rozszerza sie, wykonuje prace, a przy tym zageszcza opary, któ¬ re, w tym przykladzie wykonania, doprowadzone przewodem 46 ze stopnia IV maja temperature 62°C i cisnienia 0,2:181-lO^5 Pa. Kondensat pary grzejnej, zalegajacy dno 48 stopnia I jest odprowadzony przez przewód 50 na dno 48 stopnia II i tak dalej az do dna stopnia VI a z dna stopnia VI jest odprowa¬ dzany przez przewód 52. Przewód 52 laczy sie da¬ lej z przewodem 54, który odprowadza kondensat z ogrzewacza wstepnego 26.Za posrednictwem pompy 56, kondensat dociera przez przewód 58 do ogrzewacza wstepnego 60 po¬ wietrza grzejnego i powietrza przenoszacego, prze¬ znaczonego dla suszarni 40. Kondensat z ogrzewa¬ cza wstepnego 60 jest odprowadzany zgodnie z kie¬ runkiem strzalki.Z parowników Vr stopni I do VI opary przez przewody 62 sa doprowadzane do poszczególnych stopni drugiego ogrzewacza wstepnego 64. Tempe¬ ratura i cisnienie tych oparów sa dostosowane do wzrastajacej w ogrzewaczu wstepnym 64 tempera¬ tury powietrza grzejnego i przenoszacego. W po¬ szczególnych stopniach ogrzewacza wstepnego 64 podane sa temperatury, które uzyskuje — w ni¬ niejszym przykladzie — powietrze grzejne i powie¬ trze przenoszace. W poszczególnych stopniach o- grzewacza wstepnego 64 opary skraplaja sie i kon¬ densat odprowadza sie z zaznaczona temperatura w kierunku strzalek.Po przejsciu przez drugi ogrzewacz wstepny 64, ogrzane powietrze grzejne i powietrze przenoszace dociera przez znany ogrzewacz 66 do suszarni 40, w której odbywa sie wlasciwe suszenie odparowy¬ wanego produktu. W suszarni 40 uzyskuje sie pro¬ dukt w postaci proszku.W przkyladzie wykonania wedlug fig. 3, opary z poszczególnych stopni skraplania I do VI docie¬ raja z zaznaczona temperatura przez przewody 62, do poszczególnych stopni ogrzewacza wstepnego 64, wykonanych z równoleglych przewodów 68, a kon¬ densat z poszczególnych stopni ogrzewacza wstep¬ nego 64 jest doprowadzany przez przewody 70 z po¬ wrotem do kolejnych stopni ogrzewacza wstepne¬ go 64. Powietrze grzejne i powietrze przenoszace opuszcza poszczególne stopnie ogrzewacza wstepne¬ go 64 z podana temperatura.W przykladzie wykonania wedlug fig. 4 z nad dna 48 parownika Vr odprowadzane sa nie opary lecz kondensat, który jest przesylany za posredni¬ ctwem pompy 72 przez przewód 74, umieszczony w przewodzie 76, przez który przeplywa powietrze grzejne i powietrze przenoszace, w kierunku prze¬ plywu lub przewód 74 jest owiniety wielokrotnie wokól przewodu 76. Nastepnie kondensat jest za¬ wracany ponownie przez przewód 78 do parowni¬ ka Vr. W niniejszym przykladzie przyjeto, ze pa¬ rownik nalezy do stopnia III wedlug fig. 2. Na fig. 4 sa równiez podane temperatury panujace w po¬ szczególnych elementach.Wazne jest przy tym, aby znajdujaca sie w obie¬ gu ilosc kondensatu na jednostke czasu byla nie¬ zalezna od ilosci kondensatu, przypadajacego na ten stopien skraplania. W ten sposób umozliwiony jest dowolny pobór ciepla.Zaklada sie przy tym, ze na odpowiednim sto¬ pniu skraplania III mozna zgromadzic odpowied¬ nio duza ilosc kondensatu, aby wypelnic przez nrze- wód 78 uklad przewodów tego obiegu kondensatu.W przykladzie wykonania wedlug fig. 5, którego uklad wyparny zasadniczo odpowiada ukladowi z fig. 2„ opary z oddzielacza A, polaczonego z ogrze¬ waczem wstepnym 26, sa kierowane do przewodu 80, przykladowo w ilosci 3O0 kg/godz, o tempera¬ turze 42°C i cisnieniu 0,082-105 Pa. Opary te do¬ cieraja do sprezarki 82, która jest napedzana para pierwotna w ilosci 3iOiO kg/godz o temperaturze 2iO'0°C i cisnieniu 16-105 Pa, doprowadzona przez przewód 84. Para robocza, to znaczy opary z para pierwotna, rozpreza sie w sprezarce 82, wykonujac prace i przez przewód 86, para ta o temperaturze 54°C pod cisnieniem 0,15-105 Pa jest kierowana do stopnia 88 ogrzewacza wstepnego powietrza grzej¬ nego i powietrza przenoszacego. Ze stopnia 88 kon¬ densat pary jest odprowadzany w kierunku strzal¬ ki.Z dna 48 parownika Vr kondensat jest doprowa¬ dzany przewodem 90 do stopnia 92 ogrzewacza wste¬ pnego i stamtad jest odprowadzany w kierunku strzalki. Poszczególne dane liczbowe wzdluz prze¬ wodu, przez który przeplywa powietrze grzejne i powietrze przenoszace, oznaczaja temperatury w stopniach Celsjusza.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób ogrzewania czynnika przeplywajacego rózniacego sie od odparowywanego i nastepnie su¬ szonego produktu, który to czynnik sluzy przykla¬ dowo jako srodek grzejny, przenoszacy lub traktu¬ jacy dla tego produktu w ukladzie, który zawiera zespól wyparny majacy szereg stopni skraplania o zróznicowanej temepraturze i suszarnia do odpa¬ rowywania i/lub suszenia produktu, znamienny tym, ze czynnik przeplywajacy ogrzewa sie na co najmniej dwu stopniach, czesciowo przez opary i/lub kondensat z co najmniej dwóch tych stopni skra¬ plania. '2,. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze opary, uzyskane z co najmniej jednego stopnia skraplania, wprowadza sie do pierwotnej pary grzejnej rozprezajacej sie, wykonujacej prace i za¬ geszczajacej przy tym opary i taka 'mieszanine do- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60119 530 7 8 prowadza sie do co najmniej nastepnego stopnia skraplania i potem wykorzystuje sie jako pare grzejna dla czynnika przeplywajacego. i3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze z co najmniej jednego stopnia do ogrzewania czyn¬ nika przeplywajacego odprowadza sie kondensat uzyskany korzystnie na drodze calkowitego skro¬ plenia i doprowadza sie do nastepnego stopnia w kierunku przeplywu. 4. Sposób wedlug zastrz. T, znamienny tym, ze opary, uzyskane z co najmniej jednego stopnia skraplania wprowadza sie do pierwotnej pary grze¬ jnej rozprezajacej sie, wykonujacej prace i zage¬ szczajacej przy tym opary i taika mieszanine do¬ prowadza sie do co najmniej jednego stopnia do ogrzewania czynnika przeplywajacego. 5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze z co najmniej jednego stopnia do ogrzewania czyn¬ nika przeplywajacego odprowadza sie kondensat, uzyskany korzystnie na drodze calkowitego skro¬ plenia i doprowadza sie ponownie do obiegu przy¬ porzadkowanego stopnia skraplania. 6. Uklad do 'Ogrzewania czynnika przeplywowego, rózniacego sie od odparowywanego i nastepnie su¬ szonego produktu zawierajace sprezarke zasilana para grzejna polaczona z kolejnymi stopniami skra¬ plania z oddzielaczami, oraz ogrzewacz wstepny powietrza grzejnego i przenoszacego, znamienny tym, ze do sprezarki (44, 82) jest doprowadzony przewód (46), prowadzacy opary z co najmniej je¬ dnego stopnia skraplania, kolejnych stopni skra¬ plania porzadkowanym oddzielaczem (A), a dna (48) ko- 5 lejnych stopni skraplania (I, II ...) sa polaczone ko¬ lejno ze soba przewodem (50) odprowadzajacym kondensat a ostatni stopien skraplania (np. VI) jest polaczony przewodem (52) z przewodem (58), do któ¬ rego jest przylaczony przewód (54), prowadzacy io kondensat z ogrzewacza wstepnego (26) odparowy¬ wanego produktu, a przewód (58) prowadzi do pier¬ wszego ogrzewacza wstepnego (60) powietrza z tym, ze kolejne stopnie skraplania (I ...) sa polaczone przewodami (62) prowadzacymi opary z nastepny- 15 mi stopniami ogrzewacza wstepnego (64) powietrza grzejnego i przenoszacego produkt. 17. Uklad wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze do sprezarki (82) jest doprowadzony przewód (80) prowadzacy opary z oddzielacza (A) i ogrzewacza 20 wstepnego (26) produktu, a sprezarka (82) jest po¬ laczona przewodem (86) ze stopniem ogrzewacza wstepnego (88) powietrza grzejnego i przenoszace¬ go produkt.S. Uklad wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze 25 stopien skraplania (I ...) zawiera przewód (74) pro¬ wadzacy kondensat do ogrzewania powietrza grzej¬ nego i przenoszacego produkt przesylanego prze¬ wodem (76), polaczony z przewodem (78) do tego stopnia skraplania.119 530 Q W Fig.1 w 2«r ogrzana powietrze / J para grzejna Fig.2 Pierwotna para gnejna I Iw I (U [i rniM raJr rSrSvr LJ A -1J7H 7 LJBffl Vr ?30 \ rA O-" j U! 0JiWi O-" r«S 0^: %B, 0Ji W Ó 50 i P^ fj | pTlj jp/ || } pT || j pT 4 j]lp ! [ 150/" 1 50 i 50 "J| 50 ""' 32 t :J 1 u I 1 Jhi ~36 =^ r r—'¦ <36 J * t 51 KH J 62 | 162 H 162 I k-62 rN I |H I ^ J l I I ! ' "d-1 t , t , . , r I t 66;l |ai»|TC°|69« l58 <5T 2iA~?22 | Produkt odparowywany l U) rrrrrrM 75° 69° 63° 56° 50° 40° l Proszek 15° ^60 Powietrze grzejne i przenoszace119 530 Fig.3 75° U-62 69° 62 62* 62 r__j / Rowletne grzane i T i nr7»nn*-»nro U 76- r"-4lBiL i L t I— 69» Fig.U 62< '163° i n [": fi _ PCMNietrie qr»jna 63° j l ti ii i *• 7/LJ L-J LJ LJ 56° ^76 Fig.5 n — ki"^26 -UW 90- u1_RJ (6 .50 H"^ r» M. 48c 5*! Ppwietrli gri^m ZGK Có^S/llOO/fl© — 95 egz.Cena zl 100,— PL PL