CH244033A - Verfahren zur thermischen Behandlung feuchten Gutes mit Luft und Einrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens. - Google Patents

Description

  Verfahren zur thermischen Behandlung feuchten Gutes mit Luft  und Einrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.    Wird feuchtes Gut durch Zuführung von  Wärme getrocknet, so nimmt es eine verhält  nismässig hohe Temperatur an, was oft bei  der     weiteren        Verarbeitung    des Trockengutes  nachteilig ist: Ausserdem geht Wärme ver  loren.  



  Beide     Nachteile    werden     vermieden,    wenn  man     -gemäss    dem     Verfahren    nach der Erfin  dung eine thermische     Behandlung    feuchten  Gutes, d.

       h,    nicht nur seine     Beheizung,    son  dern auch seine Abkühlung unter Um  gebungstemperatur, mit     einer        Luft-Wärme-          pumpen@gruppe,    System     Kompression-aEgpan-          sion,    in der Weise vornimmt, dass die von .der       Wärmepumpengruppe    abgegebene Wärme zur       Beheizung    des Gutes     und    die von der Wärme  pumpend     uppe        aufgenommene    Umweltwärme  zur Abkühlung des getrockneten Gutes unter       Umgebungstemperatur    benützt wird.  



  Die Einrichtung zur     Ausübung        des        er-          findungsgemässen    Verfahrens     weist    einen mit  in     Wanderung,sTichtung    des     Gutes    hinterein  ander angeordneten Heiz- und Küh@lvorrich-    Lungen     versehenen        Behälter    als Trockner und  Kühler für das ihn     durchwandernde    Gut auf,  ferner einen Verdichter, der die Heizvorrich  tung mit warmer Luft versorgt,     eine    Ent  spannungsturbine, die dazu beiträgt, die  Kühlvorrichtung mit kalter Luft zu versor  gen,

       Wärmeaustauschapparate    zur Herab  setzung der     Temperatur,der        Kühlluft        für    das  erwärmte Gut und     Wärmeaustauschapparate     zur     Vorwärmumg    der Heizluft sowie Regu  lierorgane zur     Temperaturregelung,    zur Ver  teilung und zur     Umleitung    .der einzelnen       Sträme.     



  An Hand der Zeichnung, .die eine bei  spielsweise Einrichtung zur Durchführung  des Verfahrens mach der Erfindung darstellt,  wird auch das Verfahren beispielsweise er  läutert.  



  A ist ein Behälter zur     Aufnahme    des zu  behandelnden feuchten Gutes, z. B. Getreide,  <I>B, C, D</I> sind     WärmeaustauscheT,   <I>E, F,</I> G ist  eine     Wärmepumpengruppe    auf     gemeinsamer          Welle,    und zwar ist E ein     Verdichter,    Feine           Entspannungsturbine    und G ein Antriebs  motor, hier ein Elektromotor.  



  Das zu behandelnde Gut tritt oben bei 1 in  den Behälter A ein, wandert nach unten und  verlässt ihn bei 2. Dabei     wird    es zuerst beheizt  und nach Absenkung in den untern Teil des       Behälters    A .gekühlt. Heizung und Kühlung  erfolgen durch Luft. Die Heizluft wird durch  gelochte, von rechts kommende Rohre 3 im       obern        Teil    des Behälters A eingeführt, wäh  rend die entstehenden feuchten Schwaden  durch ebensolche Rohre 4 abziehen können.

    Die Kühlluft tritt im     untern    Teil des Behäl  ters A durch     ähnliche    Rohre 5 ein und wird  zwecks möglichst tiefer     Abkühlung    des Gutes  im Gegenstrom von unten nach oben durch  das Gut     getrieben;    sie verlässt zum Teil ,den  Behälter A durch die gelochten Rohre 6 und       wird,    wie nachher     beschrieben,    im Wärme  pumpenprozess wieder verwendet.

   Die Schwa  den ziehen durch die Leitung 7 über einen       Staubabscheider    H durch den     Vorwärmer    C  und geben dort ihre Wärme an     aus    dem Küh  ler B durch Leitung 8 kommende Kaltluft  ab, um durch Leitung 9 die Anlage zu ver  lassen. Diese Kaltluft kommt von der Expan  sionsturbine F, der sie durch Leitung 10  einen mit Wasserkühlung     versehenem    Kühler  D und Leitung 11 zuströmt.

   Von dieser     Lei-          tung    11 zweigt eine Leitung 12 ab, die Luft  vom Kühler D her     unmittelbar    zum Kühler  B führt, wo sie in     Wärmeaustausch    mit der  tiefgekühlten Abluft der Turbine F gerät  und dann durch Leitung 13 zur     Kühlvo.rrich-          tung    5 des Behälters A strömt. Eine Leitung  14 mit     Schaltorgan    15 gestattet die     Umschal-          tung    der im     Vorwärmer    C ausgenutzten  Schwaden nach     Leitung    11.

   Eine     Umfüh-          runbleiturig    16 mit Schaltorgan 17     gestattet     die Umgehung der Kühlvorrichtung 5 und  Führung der Kaltluft unmittelbar in die     Ab-          luftleitun:g    18, in die ein Ventilator J einge  baut ist. Dieser drückt sie je nach Stellung  des     Schaltorganes    19     entweder    in den Strahl  apparat     K        zwecks    Beimischung mit der       Wärmeipumpenluft    oder ins Freie. Die Zu  teilung dieser Luft kann von Hand oder       selbsttätig    erfolgen.

   Bei genügender Druck-         erzeugung    kann der     Stra.h,lapparat    entbehr  lich werden. Die Abluft kann auch zwecks       Wärmerückgewinnung    einer Vorstufe 20 des       Vorwärmers    C     zugedrückt        werden.     



  Die Wirkungsweise der Einrichtung ist  wie folgt:     Atmosphärische    Luft wird in dem  mit Wasser     beaufschlagten    Kühler D vorge  kühlt und     expandiert    hierauf in der     Turbine     F, z. B. auf 0,572     ata    und - 8  C. Mit dieser  kalten, unter     Unterdruck    stehenden Wärme  pumpenluft wird nun über den Kühler D ge  leitete, atmosphärische Luft, .die durch Lei  tung 12 unmittelbar zum Luftkühler B strömt,  auf z.

   B.     -I-    5  C abgekühlt und entfeuchtet       Siphonablauf    21 - und der Kühlvor  richtung 5 des Behälters A     zugeführt.    Damit  die in .der Turbine F zu Schnee gewordene       Feuchtigkeit    den Luftkühler     B    nicht ver  stopft, wird die Luftgeschwindigkeit auf  beiden Seiten der Rohre so     gewählt,    dass die       Rohroberfläche        selbst    auch am Kühlerende  mit - 8  C Eintritt und     -I-    5  C     Austritt     über<B>O' C</B> bleibt,

   so dass der anfallende Schnee       schmilzt    und als     Kondensat    bei 21' über  einen Siphon oder dergleichen dem System  entzogen werden kann. Bei .diesem Kühlvor  gang hat sich die Turbinenabluft von - 8  C  auf     -I-    9" C aufgewärmt. Eine weitere Erwär  mung auf 30  C erfolgt im     VoTwärmer    C  durch die den Behälter A     durch    die Rohre 4  verlassenden Schwaden von     40 C,    welche sich  dabei auf 25 C abkühlen.  



       Die    so in B und C vorgewärmte und unter  Unterdruck stehende     Wärm-epumpenluft    wird  nun vom Verdichter E     angesaugt    und wieder  auf     Atmosphärendruck        verdichtet,    wobei sie  sich z. B. auf     123     C erwärmt.

   Da das Druck  verhältnis der     Wärmepumpengruppe    durch  die gewünschte     Kühllufttemperatur    in Lei  tung     13:    festgelegt wird, erfordert die Anpas  sung :der     Heizluft    beim     Eintritt    in die     Heiz-          vorrichtung    3 eine besondere Massnahme, die  in der Anordnung des     Strahlappa-rates        K    be  steht. Wenn z.

   B. die Heiztemperatur von       123 C    zu hoch ist,     saugt    der     Strahlapparat     die Abluft von 2'7  C des Gutkühlers aus     Lei-          tu@ng    18 ab und mischt sie der vom Verdich  ter E kommenden     Wärmepumpenluft    mit      Hilfe des Schaltorganes 19     selbsttätig    oder  von Hand in einer solchen Menge bei,     dass    die       3'lischtemperatur    beim Eintritt in die Heiz  vorriohtung 3     ,die        gewünschte    Höhe, z. B.       85     C, hat.

   Die Überschüssige Luft wird bei  22 durch den     Ventilator    J ins Freie     ausge-          stossen    oder zwecks     Wärmerückgewinnung     über Leitung 23 der Vorstufe     20,des        Vorwär-          rners    C zugedrückt.  



  Wird die Gutkühlung nicht gebraucht, so  wird mittels des Umschaltorganes 17 und der       TTmführüngsleitung    16     die        Kühlluft    am Be  hälter A vorbeigeleitet.  



  Ein weiteres Regelorgan 15     ermöglicht     die Umstellung des     "offenen"        Wärmepum-          penbetriebes    in einen     "geschlossenen"    oder in  beliebige Zwischenstellungen, wobei die Um  laufluf t über     Leitung    14     wieder    der     Turbine     F     zugeleitet    wird. Diese     Schaltung        kann-dann          erwünscht    sein, wenn das Gut nur beheizt  und nicht getrocknet oder nur     teilweise    ge  trocknet werden muss.  



  Der     Wärmepumpenprozess    kann auch, statt  mit Unterdruck, mit Überdruck durchgeführt  werden. Die bei     atmosphärisch    betriebenem       Behälter    A unter     Überdruck    stehende     Heiz-          Luft    vom     Verdichter    E überträgt dann ihre  Heizwärme über einen     Wärmeaustaueeher    auf  atmosphärische Luft, welche     nun    dem Behäl  ter A zugedrückt wird. Anderseits kann die  auf     Atmosphäre        entspannte    Heizluft nun in  unmittelbarem Kontakt der Kühlvorrichtung  5 zuströmen.

   Am Prinzip ist damit nichts ge  ändert; an Stelle der Kälteübertragung     nach     der     Turbine    auf     atmosphärischeIntft    tritt die       Heizwämmeübertragung    nach der     Verdichtung     auf atmosphärische     Luft.     



  Bei der     "offenen"        Wärmepumpe        ,sind     keine besonderen     Elüssigkeitsabscheider        nötig          wie    bei der     geschlossenen    Ausführung, und  es wird die     Schwa & nwärme        wenigstens        teil-          weise    doch wieder nützlich dem     Pro.zess    zuge  führt.  



       Man    hat also mit dieser     Einrichtung    die       Möglichkeit,    mittels Wärmepumpe Gut zu  trocknen und     unter        Umgehungstemperatur    zu  kühlen oder auch das Gut nur zu beheizen,  wobei in allen Fällen der     Vomteil    der Wärme-         pumpe,    Umweltwärme dem System zuzufüh  ren, günstig zur     Auswirkung    kommt.  



  Der     Antriebsmotor        G,der    W'ärmepumpen  gruppe weist eine     Drehzahlverstellmöglich-          keit    auf.

Claims (1)

1. PATENTANSPRüCHE: I. Vemfahren zur thermischen Behandlung feuchten Gutes mit Luft, dadurch gekenn zeichnet, dass die von einer Luftwärmepum- pengruppe, System Kompression-Expansion, abgegebene Wärme zur Beheizung .des Gutes und die von der Wärmepumpengruppe aufge nommene Umweltwärme zur Abkühlung des getrockneten Gutes unter Umgebungstempe ratur benützt wird.

   II. Einrichtung zur Ausübung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, gekennzeich net durch einen mit in Wanderungsrichtung des Gutes hintereinander angeordneten Heiz- und Kühlvorrichtungen (3 bezw. 5) versehe- nen Behälter (A) als Trockner und Kühler für das ihn durchwandernde Gut, mit einem Verdichter (E), der -die Heizvorrichtung (3) mit warmer Luft versorgt, einer Entspan nungsturbine (F), die dazu beiträgt,

   die Kühl vorrichtung mit Kühlluft zu versorgen, WäTmeaustauschapparaten (B, D) zur Herab setzung der Temperatur der Kühlluft für das erwärmte Gut und Wärmeaustausehappara- ten (C) zur Vorwärmung der Heizluft, sowie mit Regtülierorganen (15, 17, 19, K) zur Tem peraturregelung, zur Verteilung und zur Um leitung der einzelnen Ströme. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, .da durch gekennzeichnet, dass die Kühlung des Gutes mittels atmosphärischer, von der Wärmepumpengruppe gekühlter Luft erfolgt. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, -da durch gekennzeichnet, dass die die Trocken zone verlassenden.Schwaden zur Vorwämmung der Wärmepumpenluft vor dem Verdichter (E) ausgenützt werden.

   3,. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch .gekennzeichnet, dass die Kühlluft nach Abkühlung des Gutes .dem vom Verdichter (E) auf Atmosphärendruck gebrachten Wärme- pumpenduft mindestens teilweise beigemischt %v ird. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I und U nteransprueh 3-, dadurch gekennzeichnet, dass die Beimischung selbsttätig auf gleich bleibende Heiztemperatur geTegelt wird. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet"dass .die RohroberflIehe des Kühlluftkühlers (B) an der Austritts- seite durch entsprechende Wahl der Luft- geschwin.digkeiten innerhalb und ausserhalb der Kühlrohre und damit der Wärmeüber- gangszahlen über null Grad Celsius gehalten wird, trotz unter null Grad Celsius von der Entspannungsturbine (F)

   anfallender Wärme- pumpenluft. 6. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass,der Wärmepum- penprozess ein "offener" ist. 7. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Umlaufleitung (14) und eines Regulier- organes (15) mindestens ein Teil der Schwa den zur Entspannungsturbine (F) zurück geführt werden kann.

   B. Einrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Strahlapparates (K) in der vom Verdichter (E) der Wärmepumpengruppe zur Heizvor- riGhtung (3) des Behälters (A) fühmenden Leitung mit Zuführungssaugleitung für die Abluft der Kühlvorrichtung (5) des Behäl ters zwecks Mischung der beiden Luftströme. 9.

   Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 8, gekennzeichnet durch ein Regulierorgan (19) in der von der Kühl vorrichtung des Behälters (A) zum Strahl- appaTat (Ii) führenden Leitung (18). 7.0.

   Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 8 und 9, gekennzeich- net durch eine zu einer Vorstufe (20) eines von den Schwaden beheizten V orwärmers (C) führende Leitung (23), welche mittels des Regulierorganes (19) mit der Abluftleitung (18) in Verbindung gebracht werden kann. 11. Einrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch ein Regulierorgan (17) mit Umgehungsleitung (16) zur unmittel baren Verbindung der Kühlluftzuleitung (13) mit der Kühlluftableitung (18).

   12. Einrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Ventilators (.I) in der Abluftleitung (18) der Kühlvorrichtung (5) des Behälters (A). 13. Einrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Staubabscheiders (H) in -der Schwadenabzugs- leitung (7) vor dem Vorwärmer (C).

   14. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebs motor (G) der Wärmepumpengruppe Dreh- zahlversteldmöglichkeit hat.