CH221668A - Verfahren und Anlage zum Trocknen von feuchtem Gut. - Google Patents

Description

  Verfahren und Anlage zum Trocknen von feuchtem Gut.    Die Aufgabe der Trocknung von feuch  tem Gut ist in der letzten Zeit stark in den  Vordergrund getreten. Die Trocknung spielt       insbesondere    eine Rolle bei der Behandlung  von     Massengütern,    wie     Getreide,    Holz, Kohle,  Torf, Früchte, sowie auch bei der Behand  lung von     Edelgütern,    wie Gewebe und     lak-          kierten    Gegenständen.  



  Mehr und mehr ist die Elektrowärme  zum Trocknen     verwendet    worden, da man  die Vorteile, wie leichte     Regelbarken,    Er  zeugung der Wärme an Ort und     Stelle    und  dadurch Vermeidung langer Wege für die  Zufuhr schätzen     :gelernt    hat.  



  Die Elektrowärme ist aber in der Er  zeugung verhältnismässig teuer und hat  daher frühzeitig .den Blick der     Trocknungs-          techniker    auf die Wärmebilanz des     Trock-          nungsvorganges    gelenkt. Eine     Durchrech-          nung    solcher Wärmebilanzen ergibt, dass die       unvermeidlichen        Verluste    durch Abstrahlen  des     Trockners    und die der     Erwärmung    des  Gutes verhältnismässig     niedrig    sind.

   Der    Hauptteil der     Verluste    entfällt auf jene       Wärme,    die     mit    der Abluft abgeht und die  sich zusammensetzt aus der     Verdunetungs-          wärme    des aufzutrocknenden     Mittels,    z. B.

    Wasser, und der der Abluft zugeführten       Wärme.    Auch dann     ist        dieser    Wärmeverlust  noch gross, wenn man, um die     Erwärmung     der Luft zu     vermeiden,    die     Verdampfung     allenfalls im Vakuum     durchführt,    da die       Verdampfungswärme    in der     Abluft,den    grö  sseren Teil der     Verluste,darstellt.     



  Um ein ziffernmässiges Beispiel zu geben,  kann man sagen, dass     selbst    bei gut     ausge-          führten        Trocknungsanlagen    je     Kilogramm          wegzutrocknenden    Wassers 1,5 bis 1,7     kWh     benötigt werden.  



  Unter     Berücksichtigung    der     derzeitigen     Preisverhältnisse für die     Kilowattstunde          kommt    eine     Trocknungsanlage    unter den  obigen Gesichtspunkten viel zu teuer, ab  gesehen davon, dass es eine Verschwendung       bedeutet,        beträchtliche    Wärmemengen mit      der mit Wasser gesättigten Luft ins Freie  fliessen zu lassen.  



  Es ist nun aus der Literatur bekannt,  dass man es -schon mehrfach     versucht    hat,  den hohen Energieverbrauch für die Trock  nung und damit die Verluste dadurch herab  zusetzen, dass man die mit der Luft aus dem  Trockner entweichende Wärme, die insbeson  dere     die        Verdampfungswärme    des     Wassers     enthält,     zurückzuge-#v    innen     versucht.     



  Bisher haben     _sich    im wesentlichen zwei       Vorschläge    mit     -dieser        Rückgewinnung        be-          fasst:     Der eine dieser Vorschläge bebt dahin,  die Abluft zu verdichten. Bei dieser Ver  dichtung der mit Wasser angereicherten Ab  luft entsteht eine     Envärmuiig.    Es wird also  die Luft auf eine höhere Temperaturstufe  gebracht und bei der darauffolgenden Ab  kühlung der     komprimierten    Abluft     durch        ein     Kühlmittel, z.

   B.     Frischluft,    bei welcher die  letztere ,ich erwärmt, fällt ein Grossteil des  in der komprimierten Abluft enthaltenen  Wassers aus und die     Verdampfungswärnie     wird durch den zum grössten Teil auf die  Frischluft erfolgten Übergang auf diese Art  und Weise     zurizcl@ge;voiinen.     



  Der zweite     Vorschlag    findet sich in dein  Werke von     Prof.        Bornjakovic,        "Technische          Thermo-Dynamil@".    Gemäss     diesemVoischlag     wird der Druck der Abluft mittels einer  Luftpumpe herabgesetzt. Durch diese Mass  nahme     kondensiert    ein Teil des     )\'assers    und  die     Verdampfungswärme    verbleibt in der  getrockneten Luft,     die    nachher komprimiert  wird.

   Durch eine entsprechende     Verbindung     von Luftpumpe und Kompressor lässt sich  ein Grossteil der aufgewendeten mechanischen  Energie     zurückgewinnen.     



  Rein theoretisch     betrachtet,    arbeiten     beide     Verfahren richtig. Es werden hierbei die  unvermeidlichen Temperatursprünge beim  Wärmeaustausch auf ein     Mindestmass    herab  gedrückt. Das     Entropiediagramm        zeigt    einen  durchaus günstigen Verlauf.  



  Beiden genannten Verfahren haftet aber  der wesentliche Nachteil an, dass man die ge  samte Abluft des     Trocknungsvor5angcs    durch    einen Kompressor     hindurehschicken    muss. Ist  die sekundliche Luftmenge gross, wie es ja  vielfach der Fall ist. so ist dadurch eine  ausserordentlich grosse und damit kostspielige  Anlage     bedingt,    die neben diesem Nachteil  noch den bedeutender Betriebsverluste in  sich schliesst.. Daher sind bisher praktische  Ausführungen von nach diesem Verfahren  arbeitenden     Trocknungsanlagen    nicht be  kannt geworden.  



  Man hat allerdings schon vorgeschlagen,  den     Wirkungsgrad    von Kältemaschinen da  durch zu verbessern, dass     man    das an sieh  bekannte     Verfahren    des     Trocknens        feuchter     Luft mittels Kälte in Kombination mit einer       Kompressionskältemasehine    und die tiefe  Temperatur der     Troeknungsluft    noch dazu       I-xe.nützt,    um den Kondensator der Kälte  maschine zu kühlen.     Dieser    Vorschlag geht.

    aber nicht     über    die     Verbesserung    des     Wir-          hiing#";rades    der Kältemaschine und über die  Einsparung an Kühlwasser hinaus. Die auch  noch     bekannten        sogenannten        Klimaanlagen     können     hier    ausser Betracht bleiben, da sie  lediglich zur Gleichhaltung einer bestimmten  Temperatur und Feuchtigkeit in Räumen       dienen,    für welche sie     eigen"    gebaut sind.  



  Die Erfindung     liezielit    sich nun auf     ein     Verfahren     zum    Trocknen von feuchtem     CTut,     bei     welchem        über    das Gut ein erwärmter       trockener    Gasstrom geleitet wird, der die  Feuchtigkeit vom Gut aufnimmt und nach  aussen abführt,      Tonach    das mit Feuchtigkeit  angereicherte Gas     zwecks    Energierückgewin  nung abgekühlt und entfeuchtet wird.

   Die  Nachteile der oben geschilderten bekannten       Verfahren    sollen erfindungsgemäss dadurch  vermieden werden, dass die Wärmeenergie  des     Abgases    im     Austausch    dem Verdampfer       einerKälteinaschine,        zweckmässig        einerKom-          pressionskältemaschine,    zugeführt     wird,

      bei  welcher der     Verdampferinhalt    im Kreislauf  einem im     Frisebgasstrom    gelegenen Konden  sator zur     Übertragung    der aufgenommenen  Wärme an den ersteren zufliesst und von da  wieder in den Verdampfer     zuriickkehrt.    Die       Energieriickgewinnung    vollzieht sich also       kontinuierlich    und durch einen besonderen           Kreislauf,    der vor allem den wesentlichen       Vorteil    der kleinen Apparaturen aufweist.  Der     Wärmeaustausch    kann dabei entweder       naoh    .dem Gleichstromprinzip oder nach dem  Gegenstromprinzip erfolgen.  



  Die Zeichnung zeigt     ein,        Auoführungsbei-          spiel    einer     Trocknungsanlage    gemäss der Er  findung in     vereinfachter        Darstellung,    und  zwar     stellt    die     Fig.    1 eine Ansicht der Ge  samtanlage dar, während die     Fig.    2 und 3       Einzelheiten    der Anlage gemäss der     Fig.    1  veranschaulichen.  



  Mit 1 sind die Kammern     eines        Trockners     2, z. B. für Getreide, bezeichnet, wobei an  dieser     :Stelle    vorweggenommen werden soll,       da.ss    in dem Trockner auch nur eine oder  mehr als zwei Kammern vorgesehen sein  können. Es sei ferner darauf hingewiesen,  dass die Erfindung nicht auf das Trocknen  von Getreide beschränkt ist.  



  Zwei     entsprechend        weite    Rohrleitungen  3 und 4 sind mit den Kammern 1 in der im  gezeichneten     Ausführungsbeispiel    ersicht  lichen Weise verbunden. Die Kammern 1  sind durch eine Wand 5 so voneinander ge  trennt,     da.ss    ein Luftstrom z. B.     zuerst    die  obere Kammer und dann die untere Kammer       durchströmt.    Die Rohrleitung 3 mit der     Er-          weiterung    6 ist an     einen    Ventilator 7 ange  schlossen, der die Frischluft ansaugt und in  den     Trockner    drückt.

   Die Rohrleitung 4 mit  der Erweiterung 8 führt zweckmässig die  Abluft durch ihren Endstutzen ins Freie.  Sie kann aber die Abluft auch durch eine  in der Zeichnung striehliert dargestellte An.       schlussrohrleitung    dem Saugstutzen des Ven  tilators zuführen.  



  Mit den     Rohrleitungen    für die     Trock-          nungsluft    ist     nun    thermisch eine Kälte  maschine in der folgenden Weise gekuppelt:  In der Erweiterung 8 der Rohrleitung 4  ist der Verdampfer 9 der Kältemaschine,  hier einer     Kompressionskältemaschine,    ange  ordnet, wobei der Verdampfer 9 als     Wärme-          a.ustauschgefäss    ausgebildet sein kann. Die  mit Wasser angereicherte Abluft kühlt sich  beim     Vorbeiströmen    an dem Verdampfer ab,  wobei der Grossteil des darin befindlichen    Wassers kondensiert     und.    dabei seine Wärme  ebenfalls an den Verdampfer abgibt.

   Die  darin     befindlicheVerdampferflüssigkeit,        z.B.          NH3    oder     @SO,    oder     dergl.,    wird verdampft  und     hierauf    in bekannter     Weise    durch einen       Kompressor        1'0        angesaugt,    verdichtet und  einem Kondensator 11 zugeführt, der in der       Erweiterung    6 der Rohrleitung 3 angeordnet  ist.

   In dem Kondensator 11 wird die höhere  Temperatur der     Kühlflüssigkeit        durch    den  Frischluftstrom derart     herabgesetzt,        dass          Verflüssigung    eintritt. Über ein Reduzier  ventil 12 wird von dem Kondensator 11 die  Kühlflüssigkeit wieder in den Verdampfer  zurückgeführt. Die Kühlung im     Kondensator     erfolgt, wie erwähnt wurde, durch Frisch  luft, die dadurch eine     Erwärmung    erfährt,  wonach die     erwärmte    Frischluft dem eigent  lichen Trockner zugeführt wird. Dies .ge  schieht eben durch die Rohrleitung 3.

   Im  Trockner reichert sich diese Luft unter     Ab-          küh#lung    mit Wasser an. Diese mit Wasser  angereicherte Luft strömt, wie     oben,    ausge  führt wurde, dem Verdampfer der Kälte  maschine zu und kann entweder ins Freie  ausströmen oder nach Wasserabgabe wieder  dem Luftkreislauf zugeführt werden. durch       einen        Rohrstutzen    7a, wie dies in     Fig.    1       strichliert    dargestellt ist.  



  Um Wärmeverluste zusätzlich zu vermei  den, können mit dem Kondensator 11 auch  der     Kompressor    10 und das     Entspannungs-          ventil    12 im     Frischluftstrom    liegen.  



  Zur Deckung der     Verluste    im Trockner  und der unvermeidlichen, durch die     Tempe-          ratursprünge        hervorgerufenen;    Verluste dient       teilweise    die der     Kältemaschine    zugeführte  und in Wärme     verwandelte    mechanische  Energie.     Diese    Energiezufuhr wird aber in  den meisten Fällen     noch    nicht ausreichen,  um alle auftretenden     Verluste    zu decken.

   Es  wird also die Frischluft noch eine     zusätz-          liche    Erwärmung erfahren müssen, was  ohne     weiteres    auf elektrischem Wege mög  lich ist, wie     dies    in den     F'ig.    2 und 3 dar  gestellt ist.  



  In der Rohrleitung 3 ist gemäss     Fig.    2  oberhalb der     Erweiterung    6 eine Erweite-           rung    3a vorgesehen, in welcher ein     elekt.ri-          scher    Heizkörper 14 angeordnet ist. Dieser  elektrische     Heizkörper    14 wird über einen  Reg     lierwiderstand    18 von einer Stromquelle  15 gespeist, wobei die     benötigte    zusätzliche  Wärmemenge durch den     Regulierwiderstand     18 von Hand eingestellt werden kann.

   Ge  mäss     Fig.    3 kann     diese    zusätzliche     Wärme-          abgabestelle    auch vollautomatisch ausgebil  det sein. In diesem Falle ist an Stelle des       Handregulierwiderstandes    ein automatischer       Regulierwiderstand    17 mit einem Thermo  staten 16 vorgesehen. Allerdings kann diese  automatische Regulierung auch mit einer  Handregulierung verbunden sein, um beide  Regelungsarten zur Anwendung bringen zu  können.  



  Es können ferner Vorkehren getroffen  sein, um für     den.    Fall, dass die Aussenluft  eine höhere Temperatur als die Abluft be  sitzt, die auf     natürlichem    Wege     vorge-          wärmte    Luft anzusaugen und die Abluft ab  seits von der Ansaugstelle auszublasen. Man  kann dadurch an zuzuführender Wärme  energie sparen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRtrCHE I. Verfahren zum Trocknen von feuchtem Gut, bei welchem über das Gut ein erwärm ter trockener Gasstrom geleitet wird, der die Feuchtigkeit vom Gut aufnimmt und nach aussen abführt, wonach das mit Feuchtigkeit angereicherte Gas zwecks Energierückb win- nung abgekühlt ,und entfeuchtet wird, da durch gekennzeichnet, dass die Wärmeenergie des Abgases im Austausch dem Verdampfer einer Kältemaschine zugeführt wird,

   bei welcher der Verdampferinhalt im Kreislauf einem im Frischgasstrom gelegenen Konden sator zur Übertragung der Wärme an den ersteren zufliesst und von dort wieder in den Verdampfer zurückkehrt. Il. Trocknungsanlage, eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach Patent- arrspruch I.

   <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Troeknungsverfah,ren nach Patentan- spruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zum Trocknen des Gutes ein Luftstrom verwendet wird.

   2. Trocknungsanlage nach Patentan spruch II, dadurch gekennzeichnet, dass als Kältemaschine eine Kompressionskältema- sehine verwendet ist. 3.

   Trocknungsanlage nach Patentan spruch 1I und Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass dem im Frischluftstrom angeordneten Kondensator der Kompressions- kältemaschine vom Kompressor der Maschine das Kältemittel aus dem Verdampfer, der im Abluftstrom liegt, zugeführt wird, wobei an der zweiten Verbindungsstelle zwischen Ver dampfer und Kondensator ein Entspannungs ventil eingeschaltet ist.

   4. Trocknungsanlage nach Patentan spruch II und den Unteransprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Kon densator auch der Kompressor und das Ent- spa.nnungsventil im Frischluftstrom liegen. 5. Trocknungsanlage nach Patentan spruch 1I und den Unteransprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Frisch luftstutzen ein Ventilator angeschlossen ist, dessen Ansaugseite an den Abluftstutzen an schliesst, damit zwecks Vermeidung von Ver lusten die Trocknungsluft einen Kreislauf vollführt.

   6. Trocknungsanlage nach Patentan spruch II und den Unteransprüchen 2, 3 und 5, dadurch .gekennzeichnet, dass ein elektri scher Heizkörper zwecks zusätzlicher Erwär mung des Frischluftstromes vorgesehen ist. 7. Trocknungsanlage nach Patentan spruch 1I und den Unteranspriiehen 2, 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elek trische Heizkörper mit einer Regelungsein richtung verbunden ist, mittels welcher die Temperatur des Frischluftstromes geregelt werden kann.

   B. Trocknungsanlage nach Patentan spruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass Vor kehren getroffen sind, um bei höherer Tem peratur der Aussenluft als der Abluft die auf natürlichem Wege vorgewärmte Luft anzu saugen und die Abluft abseits von der An- saugstelle auszublasen, damit s2-ch die bei den Luftströme nicht mischen.

   9. Troeknungs.anlage nach Patentan- spruch II und den Unteransprüchen .2, 3, 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daB .die Regelungseinrichtung für den Heizkörper mit einem Thermostaten zwecks vollautoma- tischem Betrieb verbunden ist.