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DE102022124978A1 - Adsorption dryer for drying air - Google Patents

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DE102022124978A1
DE102022124978A1 DE102022124978.6A DE102022124978A DE102022124978A1 DE 102022124978 A1 DE102022124978 A1 DE 102022124978A1 DE 102022124978 A DE102022124978 A DE 102022124978A DE 102022124978 A1 DE102022124978 A1 DE 102022124978A1
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DE
Germany
Prior art keywords
air
adsorption dryer
desiccant
regeneration air
regeneration
Prior art date
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Pending
Application number
DE102022124978.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Torsten Meier
Lukas Stankiewicz
Patrick Hohenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Grohe AG
Original Assignee
Grohe AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

Adsorptionstrockner (1) zum Trocknen von Luft (2), zumindest aufweisend:- einen Trockenmittelrotor (3) mit einem Trockenmittel (4);- eine Zirkulationsleitung (5) für Regenerationsluft (6) zum Regenerieren des Trockenmittels (4);- zumindest einen Kondensator (7, 8) zum Entfeuchten einer feuchten Regenerationsluft (10); und- einen Wärmetauscher (9) zum Übertragen von Wärmeenergie der feuchten Regenerationsluft (10) auf entfeuchtete Regenerationsluft (11).Adsorption dryer (1) for drying air (2), at least comprising: - a desiccant rotor (3) with a desiccant (4); - a circulation line (5) for regeneration air (6) for regenerating the desiccant (4); - at least one Condenser (7, 8) for dehumidifying moist regeneration air (10); and- a heat exchanger (9) for transferring thermal energy from the moist regeneration air (10) to dehumidified regeneration air (11).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Adsorptionstrockner zum Trocknen von Luft. Der Adsorptionstrockner ist beispielsweise zur Trinkwassergewinnung, Bautrocknung und/oder zum Trocknen von Luft für technische Anwendungen verwendbar.The present invention relates to an adsorption dryer for drying air. The adsorption dryer can be used, for example, for producing drinking water, drying buildings and/or for drying air for technical applications.

Adsorptionstrockner können Luft mit einem mit Trockenmittel beschichteten Trockenmittelrotor entfeuchten. Bei dem Trockenmittel kann es sich beispielsweise um Metallsilikat oder Silikagel handeln. Die zu entfeuchtende Luft wird durch den Trockenmittelrotor geleitet, der um eine Drehachse rotiert. Das Trockenmittel entzieht dabei der Luft Feuchtigkeit bzw. Wasserdampf. Um die entzogene Feuchtigkeit wieder aus dem Trockenmittel auszutreiben, kann der Trockenmittelrotor beispielsweise in Gegenrichtung mit heißer Luft durchströmt werden. Nachteilig an den bekannten Adsorptionstrocknern ist deren hoher Energiebedarf.Desiccant dryers can dehumidify air using a desiccant coated desiccant rotor. The desiccant can be, for example, metal silicate or silica gel. The air to be dehumidified is passed through the desiccant rotor, which rotates around an axis of rotation. The desiccant removes moisture or water vapor from the air. In order to drive the extracted moisture out of the desiccant again, the desiccant rotor can be flowed through with hot air in the opposite direction, for example. A disadvantage of the known adsorption dryers is their high energy requirement.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere einen Adsorptionstrockner zum Trocknen von Luft anzugeben, der sich durch einen geringeren Energiebedarf auszeichnet.The object of the invention is therefore to at least partially solve the problems described with reference to the prior art and in particular to provide an adsorption dryer for drying air which is characterized by a lower energy requirement.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Adsorptionstrockner gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.This task is solved with an adsorption dryer according to the features of the independent patent claim. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims. It should be noted that the features listed individually in the patent claims can be combined with one another in any technologically sensible manner and define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the patent claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred embodiments of the invention being presented.

Hierzu trägt ein Adsorptionstrockner zum Trocknen von Luft bei, der zumindest folgendes aufweist:

  • - einen Trockenmittelrotor mit einem Trockenmittel;
  • - eine Zirkulationsleitung für Regenerationsluft zum Regenerieren des Trockenmittels;
  • - zumindest einen Kondensator zum Entfeuchten einer feuchten Regenerationsluft; und
  • - einen Wärmetauscher zum Übertragen von Wärmeenergie der feuchten Regenerationsluft auf entfeuchtete Regenerationsluft.
An adsorption dryer contributes to this by drying air, which has at least the following:
  • - a desiccant rotor with a desiccant;
  • - a circulation line for regeneration air to regenerate the desiccant;
  • - at least one condenser for dehumidifying moist regeneration air; and
  • - a heat exchanger for transferring thermal energy from the moist regeneration air to dehumidified regeneration air.

Bei der zu trocknenden Luft handelt es sich insbesondere um einen gasförmigen Stoff, der beispielsweise in der Erdatmosphäre anzutreffen ist und/oder hauptsächlich Stickstoff sowie Sauerstoff umfasst. Der Adsorptionstrockner kann ein Gehäuse, beispielsweise mit einer Gehäusehöhe von bis zu 2 m [Meter], einer Gehäusebreite von bis zu 1 m und/oder einer Gehäusetiefe von bis zu 1 m, aufweisen.The air to be dried is in particular a gaseous substance which is found, for example, in the earth's atmosphere and/or mainly comprises nitrogen and oxygen. The adsorption dryer can have a housing, for example with a housing height of up to 2 m [meters], a housing width of up to 1 m and/or a housing depth of up to 1 m.

Bei dem Adsorptionstrockner handelt es sich um einen Luftentfeuchter, der der Luft unter Nutzung der Eigenschaften eines hygroskopischen Trockenmittels bzw. Sorptionsmittels Feuchtigkeit bzw. Wasserdampf entzieht. Bei dem Trockenmittel kann es sich beispielsweise um Metallsilikat und/oder Silikagel handeln. Der Adsorptionstrockner weist einen Trockenmittelrotor auf, in dem das Trockenmittel angeordnet und/oder der zumindest teilweise mit dem Trockenmittel beschichtet ist. Beispielsweise kann der Trockenmittelrotor eine von der Luft durchströmbare Wabenstruktur aufweisen, die mit dem Trockenmittel zumindest teilweise beschichtet ist. Der Trockenmittelrotor kann mit einem, insbesondere elektrischen, Antrieb um eine Drehachse antreibbar sein. Hierzu kann der Trockenmittelrotor in dem Gehäuse des Adsorptionstrockners drehbar gelagert sein. Der Trockenmittelrotor kann (insbesondere parallel zu der Drehachse) eine Rotorlänge von beispielsweise 50 mm [Millimeter] bis 600 mm und/oder (insbesondere orthogonal zu der Drehachse) einen Rotordurchmesser von beispielsweise 200 mm bis 2000 mm aufweisen. Der Trockenmittelrotor kann nach Art einer Adsorptionseinheit ausgebildet und/oder Teil einer Adsorptionseinheit sein. DerTrockenmittelrotor durchläuft bei seiner Drehung um die Drehachse einen Trocknungsabschnitt des Adsorptionstrockners, in dem der Trockenmittelrotor (insbesondere parallel zu der Drehachse) mit der zu trocknenden Luft durchströmbar ist. Der Trocknungsabschnitt kann sich beispielsweise um 30° bis 270° um die Drehachse erstrecken. Dies kann bedeuten, dass der Trockenmittelrotor nur in einem Bereich mit der zu trocknenden Luft durchströmbar ist, der sich in dem Trocknungsabschnitt des Adsorptionstrockners befindet. Der Trocknungsabschnitt ist in dem Adsorptionstrockner insbesondere ortsfest ausgebildet bzw. dreht sich nicht mit dem Trockenmittelrotor mit.The adsorption dryer is a dehumidifier that removes moisture or water vapor from the air using the properties of a hygroscopic desiccant or sorbent. The desiccant can be, for example, metal silicate and/or silica gel. The adsorption dryer has a desiccant rotor in which the desiccant is arranged and/or which is at least partially coated with the desiccant. For example, the desiccant rotor can have a honeycomb structure through which air can flow and which is at least partially coated with the desiccant. The desiccant rotor can be driven about an axis of rotation by a drive, in particular an electric one. For this purpose, the desiccant rotor can be rotatably mounted in the housing of the adsorption dryer. The desiccant rotor can have a rotor length of, for example, 50 mm [millimeters] to 600 mm (in particular parallel to the axis of rotation) and/or (in particular orthogonal to the axis of rotation) a rotor diameter of, for example, 200 mm to 2000 mm. The desiccant rotor can be designed in the manner of an adsorption unit and/or be part of an adsorption unit. As it rotates about the axis of rotation, the desiccant rotor passes through a drying section of the adsorption dryer, in which the air to be dried can flow through the desiccant rotor (in particular parallel to the axis of rotation). The drying section can extend, for example, by 30° to 270° around the axis of rotation. This can mean that the air to be dried can only flow through the desiccant rotor in an area that is located in the drying section of the adsorption dryer. The drying section in the adsorption dryer is designed to be particularly stationary or does not rotate with the desiccant rotor.

Beim Trocknen der Luft wird die Luft durch den Trocknungsabschnitt des Adsorptionstrockners geleitet. Dabei strömt die zu trocknende Luft, insbesondere (im Wesentlichen) parallel zu der Drehachse, von einer ersten Stirnseite des Trockenmittelrotors zu einer zweiten Stirnseite des Trockenmittelrotors und/oder laminar, durch den Teil des Trockenmittelrotors, der sich in dem Trocknungsabschnitt des Adsorptionstrockners befindet, wodurch die Luft mit dem Trockenmittel in Kontakt kommt und die Feuchtigkeit der Luft durch das Trockenmittel zumindest teilweise adsorbiert wird. Hierbei kann eine relative Feuchte der Luft beispielsweise auf bis zu 5 % gesenkt werden.When drying the air, the air is passed through the drying section of the adsorption dryer. The air to be dried flows, in particular (essentially) parallel to the axis of rotation, from a first end face of the desiccant rotor to a second end face of the desiccant rotor and/or laminarly, through the part of the desiccant rotor that is located in the drying section of the adsorption dryer, whereby the air comes into contact with the desiccant and the moisture in the air passes through the dryer quenching agent is at least partially adsorbed. The relative humidity of the air can be reduced to up to 5%, for example.

Der Trockenmittelrotor ist in einem Regenerationsabschnitt des Adsorptionstrockners regenerierbar. Der Trockenmittelrotor durchläuft bei seiner Drehung um die Drehachse den Regenerationsabschnitt des Adsorptionstrockners. Der Regenerationsabschnitt kann sich beispielsweise um 45° bis 330° um die Drehachse des Trockenmittelrotors erstrecken. Dies kann bedeuten, dass der Trockenmittelrotor nur in einem Bereich mit der Regenerationsluft durchströmbar ist, der sich in dem Regenerationsabschnitt des Adsorptionstrockners befindet. Der Regenerationsabschnitt ist in dem Adsorptionstrockner insbesondere ortsfest ausgebildet bzw. dreht sich nicht mit dem Trockenmittelrotor mit. Beim Regenerieren wird die adsorptiv im Trockenmittel gebundene Feuchtigkeit ausgetrieben bzw. abgeführt. Das Trockenmittel des Trockenmittelrotors kann anschließend in dem Trocknungsabschnitt des Adsorptionstrockners wieder Feuchtigkeit der Luft adsorbieren. Das Regenerieren erfolgt mittels Regenerationsluft, mit der der Trockenmittelrotor in dem Regenerationsabschnitt durchströmbar ist. Das Durchströmen des Trockenmittelrotors mit der Regenerationsluft kann insbesondere (im Wesentlichen) parallel zu der Drehachse des Trockenmittelrotors, (im Wesentlichen) laminar, von der zweiten Stirnseite des Trockenmittelrotors zu der ersten Stirnseite des Trockenmittelrotors und/oder im Vergleich zur zu entfeuchtenden Luft in eine entgegengesetzte Richtung erfolgen. Die Regenerationsluft zirkuliert durch eine Zirkulationsleitung. Dies kann insbesondere bedeuten, dass die Regenerationsluft in der Zirkulationsleitung umläuft. Weiterhin kann dies bedeuten, dass die Regenerationsluft nicht aus einer Umgebung angesaugt und nach dem Regenerieren des Trockenmittelrotors bzw. des Trockenmittels wieder an die Umgebung abgegeben wird. Die Regenerationsluft kann in einem Kreislauf strömen. Die Zirkulationsleitung kann im Bereich des Trockenmittelrotors unterbrochen sein. Die Zirkulationsleitung kann zumindest teilweise als Rohrleitung und/oder Kanal ausgebildet sein.The desiccant rotor can be regenerated in a regeneration section of the adsorption dryer. As the desiccant rotor rotates around the axis of rotation, it passes through the regeneration section of the adsorption dryer. The regeneration section can extend, for example, by 45° to 330° around the axis of rotation of the desiccant rotor. This can mean that the regeneration air can only flow through the desiccant rotor in an area that is located in the regeneration section of the adsorption dryer. The regeneration section is designed to be stationary in the adsorption dryer or does not rotate with the desiccant rotor. During regeneration, the adsorptively bound moisture in the desiccant is expelled or removed. The desiccant of the desiccant rotor can then adsorb moisture in the air again in the drying section of the adsorption dryer. The regeneration is carried out using regeneration air, which can flow through the desiccant rotor in the regeneration section. The regeneration air can flow through the desiccant rotor in particular (essentially) parallel to the axis of rotation of the desiccant rotor, (essentially) laminar, from the second end face of the desiccant rotor to the first end face of the desiccant rotor and/or in an opposite direction compared to the air to be dehumidified direction. The regeneration air circulates through a circulation line. This can mean in particular that the regeneration air circulates in the circulation line. Furthermore, this can mean that the regeneration air is not sucked in from an environment and is released back into the environment after the desiccant rotor or the desiccant has been regenerated. The regeneration air can flow in a circuit. The circulation line can be interrupted in the area of the desiccant rotor. The circulation line can be at least partially designed as a pipeline and/or channel.

Zum Regenerieren des Trockenmittelrotors bzw. des Trockenmittels muss die Regenerationsluft auf eine zum Regenerieren geeignete Temperatur (beispielsweise mindestens 100 °C [Celsius]) erwärmt werden. Die Regenerationsluft verlässt den Trockenmittelrotor als feuchte Regenerationsluft.To regenerate the desiccant rotor or the desiccant, the regeneration air must be heated to a temperature suitable for regeneration (for example, at least 100 °C [Celsius]). The regeneration air leaves the desiccant rotor as moist regeneration air.

Der Adsorptionstrockner umfasst zumindest einen Kondensator zum Entfeuchten der feuchten Regenerationsluft. Durch den zumindest einen Kondensator ist die feuchte Regenerationsluft insbesondere abkühlbar, sodass die in der Regenerationsluft mitgeführte (gasförmige) Feuchtigkeit zu einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, kondensierbar ist. Der zumindest eine Kondensator kann insbesondere nach Art eines (passiven) Kühlers und/oder einer Wärmepumpe ausgebildet sein. Der zumindest eine Kondensator kann zumindest teilweise in und/oder an der Zirkulationsleitung angeordnet sein. Der zumindest eine Kondensator kann nach Art zumindest einer Kondensationseinheit ausgebildet sein. Die Adsorptionseinheit und die zumindest eine Kondensationseinheit können, insbesondere entlang der Zirkulationsleitung, in Reihe angeordnet und/oder geschaltet sein. Die feuchte Regenerationsluft verlässt den zumindest einen Kondensator als entfeuchtete Regenerationsluft. Die entfeuchtete Regenerationsluft weist eine geringere Wasserbeladung und/oder geringere absolute Feuchte auf als die feuchte Regenerationsluft.The adsorption dryer includes at least one condenser for dehumidifying the moist regeneration air. The moist regeneration air can in particular be cooled by the at least one condenser, so that the (gaseous) moisture carried in the regeneration air can be condensed into a liquid, in particular water. The at least one capacitor can in particular be designed in the manner of a (passive) cooler and/or a heat pump. The at least one capacitor can be arranged at least partially in and/or on the circulation line. The at least one capacitor can be designed in the manner of at least one condensation unit. The adsorption unit and the at least one condensation unit can be arranged and/or connected in series, in particular along the circulation line. The moist regeneration air leaves the at least one condenser as dehumidified regeneration air. The dehumidified regeneration air has a lower water load and/or lower absolute humidity than the moist regeneration air.

Der Adsorptionstrockner umfasst einen Wärmetauscher zum Übertragen von Wärmeenergie der feuchten Regenerationsluft auf die entfeuchtete Regenerationsluft. Durch das Übertragen der Wärmeenergie kann eine Temperatur der feuchten Regenerationsluft sinken und eine Temperatur der entfeuchteten Regenerationsluft steigen. Bei dem Wärmetauscher kann es sich um einen Wärmeübertrager handeln. Durch den Wärmetauscher kann die entfeuchtete Regenerationsluft vorgewärmten werden, beispielsweise auf eine erste Temperatur. Hierdurch sinkt die für das Erhitzen der entfeuchteten Luft auf die zum Regenerieren geeignete Temperatur erforderliche Energie. Weiterhin kann ein Energiebedarf zum Kühlen der feuchten Regenerationsluft mit dem zumindest einen Kondensator sinken.The adsorption dryer includes a heat exchanger for transferring thermal energy from the moist regeneration air to the dehumidified regeneration air. By transferring the heat energy, a temperature of the moist regeneration air can decrease and a temperature of the dehumidified regeneration air can increase. The heat exchanger can be a heat exchanger. The dehumidified regeneration air can be preheated by the heat exchanger, for example to a first temperature. This reduces the energy required to heat the dehumidified air to the temperature suitable for regeneration. Furthermore, the energy requirement for cooling the moist regeneration air can be reduced with the at least one capacitor.

Der Wärmetauscher kann zwischen dem Trockenmittelrotor und dem zumindest einen Kondensator angeordnet sein. Insbesondere kann der Wärmetauscher entlang der Zirkulationsleitung zwischen dem Trockenmittelrotor und dem zumindest einen Kondensator angeordnet sein. Zwischen dem Wärmetauscher und dem Trockenmittelrotor und/oder dem Wärmetauscher und dem zumindest einen Kondensator können weitere Aggregate, wie z. B. zumindest ein Erhitzer und/oder zumindest ein Gebläse, angeordnet sein.The heat exchanger can be arranged between the desiccant rotor and the at least one condenser. In particular, the heat exchanger can be arranged along the circulation line between the desiccant rotor and the at least one condenser. Additional units, such as at least one heater and/or at least one fan, can be arranged between the heat exchanger and the desiccant rotor and/or the heat exchanger and the at least one condenser.

Der Wärmetauscher kann nach Art eines Kreuzstromwärmetauschers ausgebildet sein. Dies kann bedeuten, dass die feuchte Regenerationsluft und die entfeuchtete Regenerationsluft sich in dem Wärmetauscher kreuzen. In dem Kreuzstromwärmetauscher können die feuchte Regenerationsluft und die entfeuchtete Regenerationsluft zumindest teilweise quer zueinander und/oder zumindest teilweise parallel gegeneinander strömen. Die Regenerationsluft kann über den Kreuzstromwärmetauscher insbesondere in Form einer „8“ durch die Zirkulationsleitung strömen.The heat exchanger can be designed in the manner of a cross-flow heat exchanger. This can mean that the moist regeneration air and the dehumidified regeneration air cross each other in the heat exchanger. In the cross-flow heat exchanger, the moist regeneration air and the dehumidified regeneration air can flow at least partially transversely to one another and/or at least partially parallel to one another. The regeneration air can flow through the circulation line via the cross-flow heat exchanger, particularly in the shape of an “8”.

Der Adsorptionstrockner kann zumindest einen Erhitzer für die entfeuchtete Regenerationsluft aufweisen. Der zumindest eine Erhitzer kann in einer Strömungsrichtung der Regenerationsluft in der Zirkulationsleitung stromabwärts zu dem Wärmetauscher und/oder stromaufwärts zu dem Trockenmittelrotor angeordnet sein. Der zumindest eine Erhitzer kann zumindest teilweise in und/oder an der Zirkulationsleitung angeordnet sein. Der zumindest eine Erhitzer kann die Regenerationsluft beispielsweise elektrisch oder mit Gas erhitzen und/oder nach Art eines Solarabsorbers ausgebildet sein. Die entfeuchtete Regenerationsluft ist durch den zumindest einen Erhitzer insbesondere auf die für das Regenerieren des Trockenmittelrotors bzw. des Trockenmittels geeignete bzw. erforderliche Temperatur erhitzbar.The adsorption dryer can have at least one heater for the dehumidified regeneration air. The at least one heater can be arranged in a flow direction of the regeneration air in the circulation line downstream of the heat exchanger and/or upstream of the desiccant rotor. The at least one heater can be arranged at least partially in and/or on the circulation line. The at least one heater can heat the regeneration air, for example electrically or with gas, and/or can be designed in the manner of a solar absorber. The dehumidified regeneration air can be heated by the at least one heater, in particular to the temperature suitable or required for regenerating the desiccant rotor or the desiccant.

Der Adsorptionstrockner kann einen Speicher für die Flüssigkeit aufweisen. Der Speicher kann nach Art eines Flüssigkeitsbehälters ausgebildet sein. Die Feuchte derfeuchten Regenerationsluft kann zumindest teilweise in dem Wärmetauscher zu der Flüssigkeit kondensieren. Durch den Speicher ist insbesondere die in dem zumindest einen Kondensator und/oder dem Wärmetauscher zu der Flüssigkeit kondensierte Feuchte der feuchten Regenerationsluft aufnehmbar. Der Speicher kann über zumindest eine Flüssigkeitsleitung mit dem zumindest einen Kondensator und/oder dem Wärmetauscher (flüssigkeitsleitend) verbunden sein.The adsorption dryer can have a storage facility for the liquid. The memory can be designed in the manner of a liquid container. The moisture of the moist regeneration air can at least partially condense into the liquid in the heat exchanger. In particular, the moisture of the moist regeneration air that has condensed into the liquid in the at least one capacitor and/or the heat exchanger can be absorbed by the memory. The memory can be connected to the at least one capacitor and/or the heat exchanger (liquid-conducting) via at least one liquid line.

Der Adsorptionstrockner kann in einem Gebäude angeordnet sein. Der Adsorptionstrockner kann in einem (Wohn-)Gebäude bzw. einem Technikraum des (Wohn-)Gebäudes mobil aufgestellt oder fest installiert sein.The adsorption dryer can be arranged in a building. The adsorption dryer can be mobile or permanently installed in a (residential) building or a technical room of the (residential) building.

Die Luft kann dem Adsorptionstrockner von außerhalb des Gebäudes oder von innerhalb des Gebäudes zuführbar sein. Die Luft kann dem Adsorptionstrockner beispielsweise aus zumindest einem Innenraum des Gebäudes und/oder von außerhalb des Gebäudes zuführbar sein. Hierzu kann der Adsorptionstrockner mit zumindest einem Zuführkanal verbunden sein, der von dem zumindest einen Innenraum des Gebäudes und/oder von außerhalb des Gebäudes zu dem Adsorptionstrockner führt. Die getrocknete Luft kann beispielsweise in den zumindest einen Innenraum des Gebäudes und/oder nach außerhalb des Gebäudes geleitet werden. Der Adsorptionstrockner kann mit zumindest einer Abluftleitung verbunden sein.The air can be supplied to the adsorption dryer from outside the building or from inside the building. The air can be supplied to the adsorption dryer, for example, from at least one interior space of the building and/or from outside the building. For this purpose, the adsorption dryer can be connected to at least one supply channel that leads from the at least one interior space of the building and/or from outside the building to the adsorption dryer. The dried air can, for example, be directed into the at least one interior space of the building and/or outside the building. The adsorption dryer can be connected to at least one exhaust air line.

Der Adsorptionstrockner kann der Trinkwassergewinnung dienen.The adsorption dryer can be used to produce drinking water.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen beispielhaft und schematisch:

  • 1: einen Adsorptionstrockner; und
  • 2: der Adsorptionstrockner in einem Gebäude.
The invention and the technical environment are explained in more detail below using the figures. It should be noted that the figures show a particularly preferred embodiment variant of the invention, but this is not limited to this. The same components in the figures are given the same reference numbers. They show by way of example and schematically:
  • 1 : an adsorption dryer; and
  • 2 : the adsorption dryer in a building.

Die 1 zeigt einen Adsorptionstrockner 1 zum Trocknen von Luft 2. Der Adsorptionstrockner 1 weist einen Trockenmittelrotor 3 auf, der mit einem Antrieb 17 um eine Drehachse 18 drehbar ist. Hierzu ist der Antrieb 17 über einen Antriebsriemen 19 mit dem Trockenmittelrotor 3 verbunden. Der Trockenmittelrotor 3 weist Trockenmittel 4 auf, das in einem Trocknungsabschnitt 20 des Adsorptionstrockners 1 mit zu trocknender Luft 2 durchströmbar ist. Der Trocknungsabschnitt 20 erstreckt sich hier beispielhaft um 270° um die Drehachse 18.The 1 shows an adsorption dryer 1 for drying air 2. The adsorption dryer 1 has a desiccant rotor 3, which can be rotated about an axis of rotation 18 with a drive 17. For this purpose, the drive 17 is connected to the desiccant rotor 3 via a drive belt 19. The desiccant rotor 3 has desiccant 4 through which air 2 to be dried can flow through in a drying section 20 of the adsorption dryer 1. The drying section 20 extends here, for example, by 270° around the axis of rotation 18.

Beim Trocknen der Luft 2 wird die Luft 2 mit einem ersten Gebläse 21 über einen Zuführkanal 23 angesaugt und in dem Trocknungsabschnitt 20 des Adsorptionstrockners 1 durch das Trockenmittel 4 des Trockenmittelrotors 3 geleitet. Dabei wird Feuchtigkeit der Luft 2 durch das Trockenmittel 4 entzogen, sodass die Luft 2 getrocknet wird. Die getrocknete Luft 2 wird anschließend über einen Abluftkanal 24 abgeführt.When drying the air 2, the air 2 is sucked in with a first fan 21 via a feed channel 23 and passed through the desiccant 4 of the desiccant rotor 3 in the drying section 20 of the adsorption dryer 1. Moisture is removed from the air 2 by the desiccant 4, so that the air 2 is dried. The dried air 2 is then discharged via an exhaust air duct 24.

Der Adsorptionstrockner 1 umfasst einen Regenerationsabschnitt 25, der sich hier beispielhaft um 90° um die Drehachse 18 erstreckt. In dem Regenerationsabschnitt 25 ist das Trockenmittel 4 des Trockenmittelrotors 3 regenerierbar, indem in dem Regenerationsabschnitt 25 Regenerationsluft 6 mithilfe eines zweiten Gebläses 22 durch das Trockenmittel 4 des Trockenmittelrotors 3 geleitet wird.The adsorption dryer 1 includes a regeneration section 25, which here extends by 90° around the axis of rotation 18, for example. In the regeneration section 25, the desiccant 4 of the desiccant rotor 3 can be regenerated by passing regeneration air 6 through the desiccant 4 of the desiccant rotor 3 in the regeneration section 25 using a second blower 22.

Die 2 zeigt den Adsorptionstrockner 1 mit einem Gehäuse 26 in einem Gebäude 16. Die Luft 2 ist dem Trockenmittelrotor 3 durch das erste Gebläse 21 über den Zuführkanal 23 von innerhalb des Gebäudes 16 und/oder außerhalb des Gebäudes 16 zuführbar. Hierzu weist der Zuführkanal 23 innerhalb des Gebäudes 16 zumindest einen ersten Einlass 27 und/oder außerhalb des Gebäudes 16 zumindest einen zweiten Einlass 28 auf. Der Trockenmittelrotor 3 des Adsorptionstrockners 1 wird beim Trocknen bzw. Entfeuchten der Luft 2 durch den Trocknungsabschnitt 20 um die Drehachse 18 gedreht, sodass das zuvor mit Feuchtigkeit zumindest teilweise gesättigte Trockenmittel 4 in den Regenerationsabschnitt 25 bewegt wird.The 2 shows the adsorption dryer 1 with a housing 26 in a building 16. The air 2 can be supplied to the desiccant rotor 3 by the first blower 21 via the feed channel 23 from inside the building 16 and / or outside the building 16. For this purpose, the feed channel 23 has at least one first inlet 27 inside the building 16 and/or at least one second inlet 28 outside the building 16. The desiccant rotor 3 of the adsorption dryer 1 is rotated about the axis of rotation 18 when the air 2 is dried or dehumidified by the drying section 20, so that the desiccant 4, which was previously at least partially saturated with moisture, is moved into the regeneration section 25.

Der Adsorptionstrockner 1 weist eine Zirkulationsleitung 5 auf, durch die die Regenerationsluft 6 mithilfe des zweiten Gebläses 22 zirkulieren kann. In der Zirkulationsleitung 5 ist ein erster Erhitzer 12 und/oder ein zweiter Erhitzer 13 angeordnet, durch den bzw. die die Regenerationsluft 6 auf eine für die Regeneration geeignete Temperatur erwärmbar ist. Die Regenerationsluft 6 kann mithilfe des zweiten Gebläses 22 von dem ersten Erhitzer 12 und/oder dem zweiten Erhitzer 13 über die Zirkulationsleitung 5 in Richtung des Trockenmittelrotors 3 strömen. Der Trockenmittelrotor 3 ist durch die Regenerationsluft 6 in dem Regenerationsabschnitt 25 mit der Regenerationsluft 6 durchströmbar. Hierbei kann die Regenerationsluft 6 die durch das Trockenmittel 4 aufgenommene Feuchtigkeit aufnehmen und anschließend als feuchte Regenerationsluft 10 über einen Wärmetauscher 9 zu einem ersten Kondensator 7 und/oder einem zweiten Kondensator 8 strömen. Der Wärmetauscher 9 ist nach Art eines Kreuzstromwärmetauschers ausgebildet und entlang der Zirkulationsleitung 5 zwischen dem Trockenmittelrotor 3 und den Kondensatoren 7, 8 angeordnet. In den Kondensatoren 7, 8 wird die feuchte Regenerationsluft 10 abgekühlt, sodass die Feuchtigkeit kondensiert und als Flüssigkeit 15 in einem Speicher 14 speicherbar ist. Die Flüssigkeit 15 kann dabei durch einen zweiten Wärmetauscher 29 strömen, sodass die Flüssigkeit 15 der Kühlung des Gebäudes 16 und/oder der Kühlung einer Einrichtung des Gebäudes 16 dienen kann.The adsorption dryer 1 has a circulation line 5 through which the regeneration air 6 can circulate using the second blower 22. There is a first heater 12 in the circulation line 5 and/or a second heater 13 is arranged, through which the regeneration air 6 can be heated to a temperature suitable for the regeneration. The regeneration air 6 can flow from the first heater 12 and/or the second heater 13 via the circulation line 5 in the direction of the desiccant rotor 3 using the second blower 22. The desiccant rotor 3 can be flowed through by the regeneration air 6 in the regeneration section 25 with the regeneration air 6. Here, the regeneration air 6 can absorb the moisture absorbed by the desiccant 4 and then flow as moist regeneration air 10 via a heat exchanger 9 to a first capacitor 7 and/or a second capacitor 8. The heat exchanger 9 is designed in the manner of a cross-flow heat exchanger and is arranged along the circulation line 5 between the desiccant rotor 3 and the capacitors 7, 8. The moist regeneration air 10 is cooled in the capacitors 7, 8 so that the moisture condenses and can be stored as a liquid 15 in a memory 14. The liquid 15 can flow through a second heat exchanger 29, so that the liquid 15 can be used to cool the building 16 and/or to cool a facility in the building 16.

Die feuchte Regenerationsluft 10 kann nach dem Entfeuchten in den Kondensatoren 7, 8 durch die Zirkulationsleitung 5 als entfeuchtete Regenerationsluft 11 über den Wärmetauscher 9 zurück zu den Erhitzern 12, 13 strömen. Die entfeuchtete Regenerationsluft 11 kreuzt in dem Wärmetauscher 9 die feuchte Regenerationsluft 10. Dabei wird Wärmeenergie der feuchten Regenerationsluft 10 auf die kalte entfeuchtete Regenerationsluft 11 übertragen, sodass die entfeuchtete Regenerationsluft 11 vorgewärmt wird. Die Erhitzer 12, 13 können die vorgewärmte entfeuchtete Regenerationsluft 11 weiter auf die zur Regeneration des Trockenmittels 4 erforderliche Temperatur erhitzen. Entgegen den Darstellungen in der 1 und 2 kann die Regenerationsluft 6 im Gegenstrom zur Luft 2 strömen. Die Zirkulationsleitung kann zumindest teilweise in Form einer „8“ verlaufen.After dehumidification in the capacitors 7, 8, the moist regeneration air 10 can flow through the circulation line 5 as dehumidified regeneration air 11 via the heat exchanger 9 back to the heaters 12, 13. The dehumidified regeneration air 11 crosses the moist regeneration air 10 in the heat exchanger 9. Thermal energy from the moist regeneration air 10 is transferred to the cold dehumidified regeneration air 11, so that the dehumidified regeneration air 11 is preheated. The heaters 12, 13 can further heat the preheated, dehumidified regeneration air 11 to the temperature required to regenerate the desiccant 4. Contrary to the representations in the 1 and 2 The regeneration air 6 can flow in countercurrent to the air 2. The circulation line can at least partially run in the shape of an “8”.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere durch eine hohe Energieeffizienz aus.The invention is particularly characterized by high energy efficiency.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
AdsorptionstrocknerAdsorption dryer
22
LuftAir
33
TrockenmittelrotorDesiccant rotor
44
Trockenmitteldesiccant
55
ZirkulationsleitungCirculation line
66
Regenerationsluftregeneration air
77
erster Kondensatorfirst capacitor
88th
zweiter Kondensatorsecond capacitor
99
WärmetauscherHeat exchanger
1010
feuchte Regenerationsluftmoist regeneration air
1111
entfeuchtete Regenerationsluftdehumidified regeneration air
1212
erster Erhitzerfirst heater
1313
zweiter Erhitzersecond heater
1414
SpeicherStorage
1515
Flüssigkeitliquid
1616
GebäudeBuilding
1717
Antriebdrive
1818
DrehachseAxis of rotation
1919
Antriebsriemendrive belt
2020
Trocknungsabschnittdrying section
2121
erstes Gebläsefirst blower
2222
zweites Gebläsesecond fan
2323
Zuführkanalfeed channel
2424
Abluftkanalexhaust duct
2525
RegenerationsabschnittRegeneration section
2626
GehäuseHousing
2727
erster Einlassfirst entrance
2828
zweiter Einlasssecond entrance
2929
zweiter Wärmetauschersecond heat exchanger

Claims (8)

Adsorptionstrockner (1) zum Trocknen von Luft (2), zumindest aufweisend: - einen Trockenmittelrotor (3) mit einem Trockenmittel (4); - eine Zirkulationsleitung (5) für Regenerationsluft (6) zum Regenerieren des Trockenmittels (4); - zumindest einen Kondensator (7, 8) zum Entfeuchten einer feuchten Regenerationsluft (10); und - einen Wärmetauscher (9) zum Übertragen von Wärmeenergie der feuchten Regenerationsluft (10) auf entfeuchtete Regenerationsluft (11).Adsorption dryer (1) for drying air (2), at least comprising: - a desiccant rotor (3) with a desiccant (4); - a circulation line (5) for regeneration air (6) for regenerating the desiccant (4); - at least one condenser (7, 8) for dehumidifying moist regeneration air (10); and - a heat exchanger (9) for transferring thermal energy of the moist regeneration air (10) to dehumidified regeneration air (11). Adsorptionstrockner (1) nach Patentanspruch 1, wobei der Wärmetauscher (9) zwischen dem Trockenmittelrotor (3) und dem zumindest einen Kondensator (7, 8) angeordnet ist.Adsorption dryer (1). Patent claim 1 , wherein the heat exchanger (9) is arranged between the desiccant rotor (3) and the at least one capacitor (7, 8). Adsorptionstrockner (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Wärmetauscher (9) nach Art eines Kreuzstromwärmetauschers ausgebildet ist.Adsorption dryer (1) according to one of the preceding claims, wherein the heat exchanger (9) is designed in the manner of a cross-flow heat exchanger. Adsorptionstrockner (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, aufweisend zumindest einen Erhitzer (12, 13) für die entfeuchtete Regenerationsluft (11).Adsorption dryer (1) according to one of the preceding claims, comprising at least one heater (12, 13) for the dehumidified regeneration air (11). Adsorptionstrockner (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, aufweisend einen Speicher (14) für eine Flüssigkeit (15).Adsorption dryer (1) according to one of the preceding claims, having a storage (14) for a liquid (15). Adsorptionstrockner (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Adsorptionstrockner (1) in einem Gebäude (16) angeordnet ist.Adsorption dryer (1) according to one of the preceding claims, wherein the adsorption dryer (1) is arranged in a building (16). Verfahren nach Patentanspruch 6, wobei die Luft (2) dem Adsorptionstrockner (1) von außerhalb des Gebäudes (16) oder von innerhalb des Gebäudes (16) zuführbar ist.Procedure according to Patent claim 6 , wherein the air (2) can be supplied to the adsorption dryer (1) from outside the building (16) or from inside the building (16). Adsorptionstrockner (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Adsorptionstrockner (1) der Trinkwassergewinnung dient.Adsorption dryer (1) according to one of the preceding claims, wherein the adsorption dryer (1) is used to produce drinking water.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070028769A1 (en) * 2005-08-05 2007-02-08 Eplee Dustin M Method and apparatus for producing potable water from air including severely arid and hot climates
US20210106946A1 (en) * 2014-11-20 2021-04-15 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Systems and methods for generating liquid water from air

Patent Citations (2)

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