DE102023108228A1 - heat exchanger of an adsorption dryer - Google Patents
heat exchanger of an adsorption dryer Download PDFInfo
- Publication number
- DE102023108228A1 DE102023108228A1 DE102023108228.0A DE102023108228A DE102023108228A1 DE 102023108228 A1 DE102023108228 A1 DE 102023108228A1 DE 102023108228 A DE102023108228 A DE 102023108228A DE 102023108228 A1 DE102023108228 A1 DE 102023108228A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- medium
- drying
- heat exchanger
- adsorption material
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims abstract description 176
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 133
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 130
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 94
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 55
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 78
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 78
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 24
- 239000010725 compressor oil Substances 0.000 claims description 22
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 claims description 13
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 66
- 239000003570 air Substances 0.000 description 45
- 238000013461 design Methods 0.000 description 33
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 24
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 206010013786 Dry skin Diseases 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 241000132179 Eurotium medium Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/04—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being spirally coiled
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B17/00—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
- F25B17/08—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B35/00—Boiler-absorbers, i.e. boilers usable for absorption or adsorption
- F25B35/04—Boiler-absorbers, i.e. boilers usable for absorption or adsorption using a solid as sorbent
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B37/00—Absorbers; Adsorbers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/08—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
- F28D7/082—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag with serpentine or zig-zag configuration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/08—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
- F28D7/082—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag with serpentine or zig-zag configuration
- F28D7/085—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag with serpentine or zig-zag configuration in the form of parallel conduits coupled by bent portions
- F28D7/087—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag with serpentine or zig-zag configuration in the form of parallel conduits coupled by bent portions assembled in arrays, each array being arranged in the same plane
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
- F28F1/022—Tubular elements of cross-section which is non-circular with multiple channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2255/00—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
- F28F2255/16—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes extruded
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Drying Of Gases (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher zum Anordnen in einem ein granulares Adsorptionsmaterial aufweisenden Druckbehälter eines zum Trocknen eines Druckgases, insbesondere Druckluft, vorgesehenen Adsorptionstrockners, und zum Übertragen von Wärme eines Wärmeträgermediums, insbesondere Öl, an das granulare Adsorptionsmaterial, mit einem Heizabschnitt zum Übertragen von Wärme aus dem Wärmeträgermedium an das Adsorptionsmaterial, und der Heizabschnitt umfasst mehrere, jeweils wenigstens einen Mediumkanal aufweisende Mediumleitungen (1202, 1402), zum Führen des Wärmeträgermediums in der Mediumleitung, wobei der Heizabschnitt im Wesentlichen eine zylindrische Form mit einer Längsachse aufweist, die Mediumleitungen in Richtung der Längsachse in mehreren Leitungsebenen angeordnet sind, die Mediumleitungen so ausgebildet und untereinander verbunden sind, dass das Wärmeträgermedium sie gemeinsam parallel und/oder in Reihe durchströmen kann, benachbarte Leitungsebenen und/oder Mediumleitungen benachbarter Leitungsebenen in Richtung der Längsachse zueinander beabstandet sind und die Mediumleitungen als Strangpressprofile ausgebildet sind. The invention relates to a heat exchanger for arrangement in a pressure vessel having a granular adsorption material of an adsorption dryer intended for drying a compressed gas, in particular compressed air, and for transferring heat from a heat transfer medium, in particular oil, to the granular adsorption material, with a heating section for transferring heat from the heat transfer medium to the adsorption material, and the heating section comprises a plurality of medium lines (1202, 1402), each having at least one medium channel, for guiding the heat transfer medium in the medium line, wherein the heating section has a substantially cylindrical shape with a longitudinal axis, the medium lines are arranged in the direction of the longitudinal axis in a plurality of line levels, the medium lines are designed and connected to one another in such a way that the heat transfer medium can flow through them together in parallel and/or in series, adjacent line levels and/or medium lines of adjacent line levels are spaced apart from one another in the direction of the longitudinal axis and the medium lines are designed as extruded profiles.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher zum Anordnen in einem Druckbehälter eines Adsorptionstrockners. Ebenfalls betrifft die vorliegende Erfindung einen entsprechenden Adsorptionstrockner. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Adsorptionstrockners mit Wärmetauscher.The present invention relates to a heat exchanger for arrangement in a pressure vessel of an adsorption dryer. The present invention also relates to a corresponding adsorption dryer. The present invention also relates to a method for operating an adsorption dryer with a heat exchanger.
Für viele Anwendungen, z. B. in der Druckluftbranche, werden Wärmetauscher in rechteckiger Bauform verwendet. Hierfür gibt es verschiedene Ausführungen der Wärmeübertragungs-Elemente des Wärmetauschers. Ein bei Wärmetauschern weit verbreiteter Werkstoff ist Aluminium, bzw. legiertes Aluminium. Dieser Werkstoff ermöglicht es bei wirtschaftlich interessanten Konditionen, stranggepresste Profile herzustellen, die ein bis mehrere innere Kanäle aufweisen und ebenfalls eine verhältnismäßig große Oberfläche besitzen. Die Wandstärken können hier mitunter geringe Werte annehmen, die üblicherweise auch kleiner als ein Millimeter sind. Somit ergeben sich kurze Strecken der Wärmeleitung innerhalb des Materials. Solche Profile werden unter anderem als „Microchannel-Profile“ bezeichnet.Rectangular heat exchangers are used for many applications, e.g. in the compressed air industry. There are various designs of the heat transfer elements of the heat exchanger. A material that is widely used in heat exchangers is aluminum or aluminum alloy. This material makes it possible to produce extruded profiles that have one or more internal channels and also have a relatively large surface area under economically attractive conditions. The wall thicknesses can sometimes be small, usually less than one millimeter. This results in short distances of heat conduction within the material. Such profiles are also known as "microchannel profiles."
Eine bekannte Verwendung solcher Profile kann z. B. sein, einen Wärmetauscher mit mehreren nebeneinander parallel angeordneten solchen Microchannel-Profilen auszuführen, welche an den einen Enden gemeinsam mit einem Sammelrohr verbunden sind, wie auch an den anderen Enden gemeinsam mit einem Sammelrohr verbunden sind. Das eine Sammelrohr ist mit dem Fluid-Eintritt verbunden, das andere mit dem Fluid-Austritt.One known use of such profiles can be, for example, to design a heat exchanger with several such microchannel profiles arranged parallel to one another, which are connected together at one end to a manifold and also connected together at the other end to a manifold. One manifold is connected to the fluid inlet, the other to the fluid outlet.
Die einzelnen Microchannel-Profile sind in den Zwischenräumen mit Lamellen/Fins wärmeleitend verbunden. Durch die inneren Kanäle der Profile kann ein Fluid strömen, um die Profile samt Lamellen kann z. B. Umgebungsluft strömen. Solche Wärmetauscher werden z. B. in der Druckluftbranche eingesetzt, als Verflüssiger in Kältetrocknern.The individual microchannel profiles are connected in the gaps with fins in a heat-conducting manner. A fluid can flow through the inner channels of the profiles, and ambient air can flow around the profiles and fins. Such heat exchangers are used in the compressed air industry, for example, as condensers in refrigeration dryers.
Neben Wärmetauschern aus Microchannel-Profilen gibt es noch weitere bekannte Konzepte der Ausführung von Wärmetauschern, wie z. B. welche, die Lamellen verwenden. Hier sind Lamellen/Bleche in Abständen von z. B. wenigen Millimetern nebeneinander positioniert und werden gemeinsam von einem oder mehreren Rohren durchsetzt. Während das eine Fluid, z. B. Wasser, durch die Rohre strömt, umströmt das andere Fluid, z. B. Luft, die Oberfläche der Rohre samt den Lamellen. Aufgrund der großen Oberfläche der Lamellen ist hier ein guter Wärmeaustausch möglich. Bei solchen Wärmetauschern können verschiedene Werkstoffe zum Einsatz kommen.In addition to heat exchangers made from microchannel profiles, there are other well-known concepts for the design of heat exchangers, such as those that use fins. Here, fins/sheets are positioned next to each other at intervals of a few millimeters, for example, and are interspersed with one or more tubes. While one fluid, e.g. water, flows through the tubes, the other fluid, e.g. air, flows around the surface of the tubes and the fins. Due to the large surface area of the fins, good heat exchange is possible here. Various materials can be used for such heat exchangers.
Es gibt weiterhin Wärmetauscher-Ausführungen, die für einen runden Bauraum günstig sind, bzw. sich geeigneterweise als ein rundes Bauteil herstellen lassen. Solche bekannten Ausführungen sind z. B. Rohrwendel-Wärmetauscher, die es erlauben, eine lange Rohrstrecke in einem kompakten Bauraum zu platzieren.There are also heat exchanger designs that are suitable for a round installation space or can be suitably manufactured as a round component. Such well-known designs are, for example, coiled tube heat exchangers, which allow a long pipe section to be placed in a compact installation space.
Eine weitere bekannte runde Wärmetauscher-Ausführung ist z. B. ein Spiralwärmetauscher. Hier sind zwei konzentrische Strömungskanäle in Spiralform ausgeprägt, durch die zwei Medien z. B. im Gegen- oder Kreuzstromprinzip voneinander getrennt strömen können.Another well-known round heat exchanger design is a spiral heat exchanger. Here, two concentric flow channels are formed in a spiral shape, through which two media can flow separately from one another, for example in the countercurrent or crosscurrent principle.
Auch die weiter oben beschriebenen Lamellenwärmetauscher gibt es in runden Ausführungen, z. B. beim Einsatz im Zusammenhang mit Lüftern.The finned heat exchangers described above are also available in round versions, e.g. when used in conjunction with fans.
Zur Verwendung in einem modernen Regenerationsbetrieb, besonders eines Adsorptionstrockners, können sich aber besondere Anforderungen ergeben. Ein solcher Adsorptionstrockner kann ein Druckgas in einem Druckbehälter, der mit Trockenmittel gefüllt ist, trocknen. Solches Trockenmittel ist zu regenerieren und dazu kann eine Wärmezufuhr mittels eines Wärmetauschers hilfreich sein. Die Wärmezufuhr durch den Wärmetauscher sollte somit innerhalb des Trockenmittels erfolgen. Es kann hinzukommen, dass erhitztes Kompressoröl eines Kompressors des Adsorptionstrockners, zur Wärmezufuhr verwendet wird, wie in
Für eine solche beschriebene Funktionsweise des Regenerationsbetriebes mit Wärmezufuhr innerhalb des Trockenmittels durch das erhitzte Kompressoröl bedarf es eines Wärmetauschers mit einer speziellen Bauform, um einen ausreichenden Wärmeeintrag in die Regenerationsluft sowie das Trockenmaterial zu ermöglichen. Hierbei ist es erforderlich, für den Wärmetauscher einen geeigneten Werkstoff wie auch Geometrie einzusetzen. Nebst einer großen Oberfläche ist unter anderem eine günstige Anströmung durch die Regenerationsluft wichtig.For the described regeneration mode with heat supply within the drying agent through the heated compressor oil, a heat exchanger with a special design is required to enable sufficient heat input into the regeneration air and the drying material. It is necessary to use a suitable material and geometry for the heat exchanger. In addition to a large surface area, a favorable flow through the regeneration air is also important.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, zumindest eines der vorstehend genannten Probleme zu adressieren. Insbesondere soll eine Lösung vorgeschlagen werden, bei der ein Wärmetauscher verwendet werden kann für eine beschriebene neuartige Funktionsweise des Regenerationsbetriebes mit Wärmezufuhr innerhalb des Trockenmittels insbesondere durch erhitztes Kompressoröl, um einen möglichst hohen Wärmeeintrag in die Regenerationsluft und das Trockenmittel zu ermöglichen. Zumindest soll zu bisher bekannten Lösungen eine alternative Lösung vorgeschlagen werden.The present invention is therefore based on the object of addressing at least one of the problems mentioned above. In particular, a solution is to be proposed in which a heat exchanger can be used for a described novel mode of operation of the regeneration operation with heat supply within the drying agent, in particular by heated compressor oil, in order to enable the highest possible heat input into the regeneration air and the drying agent. At least an alternative solution to previously known solutions is to be proposed.
Erfindungsgemäß wird ein Wärmetauscher gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Die Erfindung betrifft also einen Wärmetauscher zum Anordnen in einem Druckbehälter. Dieser weist ein granulares Adsorptionsmaterial auf, das auch als Trocknungsmittel bezeichnet werden kann, und ist zum Trocknen eines Druckgases vorgesehen, insbesondere Druckluft. Der Druckbehälter ist dabei Teil eines Adsorptionstrockners. Der Wärmetauscher ist somit in einem solchen Druckbehälter zum Übertragen von Wärme eines Trägermediums, insbesondere Öl, an das granulare Adsorptionsmaterial angeordnet. Dieses Übertragen von Wärme an das granulare Adsorptionsmaterial ist dabei in einem Regenerationsbetrieb vorgesehen.According to the invention, a heat exchanger according to claim 1 is proposed. The invention therefore relates to a heat exchanger for arrangement in a pressure vessel. This has a granular adsorption material, which can also be referred to as a drying agent, and is intended for drying a compressed gas, in particular compressed air. The pressure vessel is part of an adsorption dryer. The heat exchanger is thus arranged in such a pressure vessel for transferring heat from a carrier medium, in particular oil, to the granular adsorption material. This transfer of heat to the granular adsorption material is provided in a regeneration operation.
Der Adsorptionstrockner arbeitet insbesondere so, dass sich ein Trocknungsbetrieb und ein Regenerationsbetrieb abwechseln können. Der Wärmetauscher ist dann besonders im Regenerationsbetrieb aktiv und weist dazu einen Heizabschnitt zum Übertragen von Wärme aus dem Wärmeträgermedium an das Adsorptionsmaterial auf. Im Grunde kann der gesamte Heizabschnitt als Wärmetauscher bezeichnet werden, in der praktischen Umsetzung kommen allerdings zusätzlich zum eigentlichen Heizabschnitt, in dem die Wärmeübertragung stattfindet, noch Abschnitte zum Verbinden des Wärmetauschers und damit des Heizabschnitts mit Zu- oder Ableitungen hinzu. Auch Befestigungsabschnitte zum Befestigen oder zumindest Fixieren des Wärmetauschers bzw. des Heizabschnitts in dem Druckbehälter können hinzukommen.The adsorption dryer works in such a way that drying and regeneration operations can alternate. The heat exchanger is then particularly active in regeneration mode and has a heating section for transferring heat from the heat transfer medium to the adsorption material. Basically, the entire heating section can be referred to as a heat exchanger, but in practice, in addition to the actual heating section in which the heat transfer takes place, there are also sections for connecting the heat exchanger and thus the heating section to supply or discharge lines. Fastening sections for fastening or at least fixing the heat exchanger or the heating section in the pressure vessel can also be added.
Der Heizabschnitt und damit natürlich auch der Wärmetauscher umfasst mehrere jeweils wenigstens einen Mediumkanal aufweisende Mediumleitungen zum Führen des Wärmeträgermediums in der Mediumleitung, wobei der Heizabschnitt im Wesentlichen eine zylindrische Form mit einer Längsachse aufweist. Der Heizabschnitt umfasst also nicht nur einen, sondern mehrere Mediumleitungen, in denen das Wärmeträgermedium geführt wird. Insbesondere kann darin Öl, insbesondere Öl von einem Druckkompressor, also Kompressoröl, geführt werden.The heating section and thus of course also the heat exchanger comprises several medium lines, each having at least one medium channel, for guiding the heat transfer medium in the medium line, wherein the heating section essentially has a cylindrical shape with a longitudinal axis. The heating section therefore comprises not just one, but several medium lines in which the heat transfer medium is guided. In particular, oil, in particular oil from a pressure compressor, i.e. compressor oil, can be guided therein.
Unter der zylindrischen Form ist insbesondere eine kreiszylindrische Form zu verstehen. Natürlich kommen geringe Abweichungen von einer idealen Kreisform in Betracht. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass sich die zylindrische Form des Heizabschnitts an der Form des Druckbehälters orientiert, um in Richtung der Längsachse in den Druckbehälter eingeschoben werden zu können, oder herausgezogen werden zu können.The cylindrical shape is understood to mean, in particular, a circular cylindrical shape. Naturally, slight deviations from an ideal circular shape are possible. In particular, it is proposed that the cylindrical shape of the heating section is based on the shape of the pressure vessel in order to be able to be pushed into or pulled out of the pressure vessel in the direction of the longitudinal axis.
Die Mediumleitungen sind in Richtung der Längsachse in mehreren Leitungsebenen angeordnet. Bei senkrechter Anordnung der Längsachse sind also mehrere Leitungsebenen übereinander angeordnet. Dadurch kann eine Beheizung in diesen mehreren Leitungsebenen erfolgen und dadurch eine möglichst gleichmäßige Beheizung innerhalb des Druckbehälters erreicht werden.The medium lines are arranged in several levels in the direction of the longitudinal axis. If the longitudinal axis is arranged vertically, several levels of lines are arranged one above the other. This means that heating can take place in these several levels of lines, thus achieving the most uniform possible heating within the pressure vessel.
Die Mediumleitungen sind so ausgebildet und untereinander verbunden, dass das Wärmeträgermedium sie gemeinsam parallel und/oder in Reihe durchströmen kann. Beispielsweise können die Mediumleitungen zwischen zwei gemeinsamen Sammelleitungen angeordnet sein und dadurch parallelgeschaltet sein, wenn das Wärmeträgermedium durch die eine Sammelleitung einströmt, dann sämtliche Mediumleitungen durchströmt und an der anderen Sammelleitung wieder ausströmt. Die Mediumleitungen können aber auch so ausgebildet und untereinander verbunden sein, dass das Wärmeträgermedium erst durch eine Mediumleitung strömt, und von seinem Ausgang dann durch die nächste Mediumleitung, und so weiter. Es kann auch eine Kombination vorgesehen sein, indem beispielsweise zwei Mediumleitungen parallel durchströmt werden, und von ihrem gemeinsamen Ausgang dann die nächsten beiden Mediumleitungen durchströmt werden.The medium lines are designed and connected to one another in such a way that the heat transfer medium can flow through them in parallel and/or in series. For example, the medium lines can be arranged between two common manifolds and thus connected in parallel, with the heat transfer medium flowing in through one manifold, then flowing through all the medium lines and flowing out again at the other manifold. However, the medium lines can also be designed and connected to one another in such a way that the heat transfer medium first flows through one medium line and then from its outlet through the next medium line, and so on. A combination can also be provided, for example by flowing through two medium lines in parallel and then from their common outlet through the next two medium lines.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass benachbarte Leitungsebenen und/oder Mediumleitungen benachbarter Leitungsebenen in Richtung der Längsachse zueinander beabstandet sind. Besonders können sie so zueinander beabstandet sein, dass sie im Wesentlichen vollständig von dem Adsorptionsmaterial umgeben sind. Das Adsorptionsmaterial kann besonders als Schüttgut ausgebildet sein und es kann dann in den Druckbehälter eingeschüttet werden, in dem dann der Wärmetauscher bzw. sein Heizabschnitt bereits angeordnet sind. Das Adsorptionsmaterial wird dann auch in diese Zwischenräume zwischen in Längsrichtung benachbarter Mediumleitungen geschüttet. Es kann dann Wärme von den Mediumleitungen gleichmäßig an das sie umgebende Adsorptionsmaterial abgegeben werden.It is further proposed that adjacent line levels and/or medium lines of adjacent line levels are spaced apart from one another in the direction of the longitudinal axis. In particular, they can be spaced apart from one another in such a way that they are essentially completely surrounded by the adsorption material. The adsorption material can in particular be designed as a bulk material and can then be poured into the pressure vessel in which the heat exchanger or its heating section is already arranged. The adsorption material is then also poured into these gaps between medium lines that are adjacent in the longitudinal direction. Heat can then be evenly released from the medium lines to the adsorption material surrounding them.
Es wird zudem vorgeschlagen, dass die Mediumleitungen als Strangpressprofile ausgebildet sind. Durch die Verwendung von Strangpressprofilen kann eine im Wesentlichen beliebige Form der Mediumleitungen geschaffen und damit auch vorgegeben werden. Die Mediumleitungen können somit den jeweils wenigstens einen Mediumkanal zum Führen des Wärmeträgermediums im Wesentlichen unabhängig von der Außenform der Mediumleitung ausbilden. Der Mediumkanal kann also so vorgegeben werden, wie er für das Führen des Wärmeträgermediums, insbesondere nämlich zum Führen eines entsprechenden Öls, gut geeignet ist. Davon unabhängig kann die Außenform der Mediumleitung so vorgegeben werden, dass eine gute und gleichmäßige Abgabe der Wärme an das Adsorptionsmaterial und auch an ein zur Regeneration des Adsorptionsmaterials verwendetes Regenerationsgas, insbesondere Regenerationsluft, erreicht werden kann. Somit kann ein insgesamt geeigneter Querschnitt vorgegeben werden, der auch eine erforderliche Stabilität der Mediumleitungen erreicht. Die so vorgegebenen Formen können durch ein Strangpressverfahren gut realisiert werden, wobei ein geeignetes Material wie Aluminium oder eine Aluminiumlegierung verwendet werden kann, die eine gute Stabilität bei guter Wärmeleitfähigkeit erreicht.It is also proposed that the medium lines are designed as extruded profiles. By using extruded profiles, a substantially arbitrary shape of the medium lines can be created and thus also specified. The medium lines can thus form at least one medium channel for guiding the heat transfer medium essentially independently of the external shape of the medium line. The medium channel can therefore be specified in such a way that it is well suited for guiding the heat transfer medium, in particular for guiding a corresponding oil. Independently of this, the external shape of the medium line can be specified in such a way that a good and uniform A complete transfer of heat to the adsorption material and also to a regeneration gas used to regenerate the adsorption material, in particular regeneration air, can be achieved. In this way, an overall suitable cross-section can be specified, which also achieves the required stability of the medium lines. The shapes specified in this way can be easily realized by an extrusion process, whereby a suitable material such as aluminum or an aluminum alloy can be used, which achieves good stability with good thermal conductivity.
Durch das Verwenden von Strangpressprofilen kann beispielsweise bei rundem Querschnitt der Mediumkanäle, oder des einen Mediumkanals, ein abschnittsweise gerades Außenprofil geschaffen werden, um daran gut Wärmeleitbleche bzw. Lamellen anbringen zu können.By using extruded profiles, for example, with a round cross-section of the medium channels, or of one of the medium channels, a partially straight outer profile can be created in order to be able to easily attach heat conducting plates or fins to it.
Ebenfalls kann durch die Verwendung eines Strangpressprofils ein geeigneter Querschnitt geschaffen werden, der auch einem auftretenden Druckunterschied bzw. einer Druckdifferenz standhält, die insbesondere als Druckdifferenz im Druckbehälter auftritt. Es kann dabei in der Regenerationsphase auch ein Überdruck im Wärmetauscher gegenüber einem Druck im Druckbehälter auftreten, z.B. 11 bar als absoluter Druck im Wärmetauscher gegenüber einem absoluten Druck von z.B. 1 bar oder sogar 0,3 bar im Druckbehälter.Likewise, the use of an extruded profile can create a suitable cross-section that can withstand a pressure difference that occurs, particularly as a pressure difference in the pressure vessel. In the regeneration phase, an overpressure in the heat exchanger can also occur compared to a pressure in the pressure vessel, e.g. 11 bar as absolute pressure in the heat exchanger compared to an absolute pressure of e.g. 1 bar or even 0.3 bar in the pressure vessel.
Somit wird ein Wärmetauscher vorgeschlagen, der sehr gut geeignet ist für die Verwendung in einem Druckbehälter einer Adsorptionstrocknungsvorrichtung, wobei der Wärmetauscher in einem Regenerationsbetrieb, in dem das Adsorptionsmaterial getrocknet wird, das Adsorptionsmaterial also regeneriert wird, Wärme an das Adsorptionsmaterial und an zur Regeneration durchströmendes Regenerationsgas, insbesondere Regenerationsluft, gut abgeben kann. Als Regenerationsgas kann, ganz oder teilweise, bereits getrocknetes Druckgas, insbesondere bereits getrocknete Druckluft, verwendet werden. Die entsprechende Wärme kann dabei durch ein Öl, insbesondere Kompressoröl, zugeführt werden.A heat exchanger is therefore proposed which is very well suited for use in a pressure vessel of an adsorption drying device, wherein the heat exchanger can easily release heat to the adsorption material and to the regeneration gas flowing through for regeneration, in particular regeneration air, in a regeneration operation in which the adsorption material is dried, i.e. the adsorption material is regenerated. Already dried compressed gas, in particular already dried compressed air, can be used as the regeneration gas, in whole or in part. The corresponding heat can be supplied by an oil, in particular compressor oil.
Erfindungsgemäß wird auch ein Wärmetauscher gemäß Anspruch 2 vorgeschlagen. Für diesen ist vorgesehen, dass die Mediumleitungen mit Wärmeleitblechen versehen sind. Dadurch kann die Wärme von den Mediumleitungen besser an das Adsorptionsmaterial und das zum Trocknen des Adsorptionsmaterials vorgesehene Regenerationsgas, insbesondere Regenerationsluft, abgegeben werden.According to the invention, a heat exchanger according to
Dazu wird weiter vorgeschlagen, dass die Wärmeleitbleche einen solchen Abstand zueinander aufweisen, dass zwischen zwei benachbarten Wärmeleitblechen derselben Mediumleitung eine Schüttung von granularem Adsorptionsmaterial mit einer maximalen Korngröße von bis zu 12 mm, vorzugsweise bis zu 8 mm und insbesondere bis zu 5 mm möglich ist. Somit kann zumindest ein Adsorptionsmaterial, also Trocknungsmittel, gewählt werden, das eine maximale Korngröße von 5 mm aufweist. Vereinfacht ausgedrückt kann das größte Korn des Adsorptionsmaterials einen Durchmesser von 5 mm haben. Die Korngröße kann über den Äquivalentdurchmesser definiert werden, nämlich den volumenäquivalenten Kugeldurchmesser. Die genannte Korngröße bezeichnet dann den Durchmesser, den eine Kugel mit demselben Volumen des nicht kugelförmigen Korns hätte. Hier wird jedoch eine andere, dabei aber ganz ähnliche Definition zu Grunde gelegt, bei der die größte Diagonale bzw. der größte Durchmesser als Korngröße verwendet wird. Das Trockenmittel kann nahezu kugelförmig ausgebildet sein, weshalb sich die verschiedenen Definitionen nicht stark unterscheiden.For this purpose, it is further proposed that the heat conducting plates are spaced apart such that a bed of granular adsorption material with a maximum grain size of up to 12 mm, preferably up to 8 mm and in particular up to 5 mm is possible between two adjacent heat conducting plates of the same medium line. This means that at least one adsorption material, i.e. drying agent, can be selected that has a maximum grain size of 5 mm. In simple terms, the largest grain of the adsorption material can have a diameter of 5 mm. The grain size can be defined by the equivalent diameter, namely the volume-equivalent sphere diameter. The grain size mentioned then refers to the diameter that a sphere with the same volume of the non-spherical grain would have. However, a different, but very similar definition is used here, in which the largest diagonal or the largest diameter is used as the grain size. The drying agent can be almost spherical, which is why the various definitions do not differ greatly.
Es sind Wärmetauscher mit Lamellen bekannt, die einen sehr guten Wärmeübergang zu umgebender Luft erreichen, oder zu einem anderen flüssigen oder gasförmigen Medium. Hier wurde aber erkannt, dass sehr viel Wärme auch direkt an das Adsorptionsmaterial abgegeben werden sollte. Daher sind bekannte filigrane Lamellen nicht geeignet. Hinzu kommt, dass solche filigranen Lamellen auch Gefahr laufen, durch das Adsorptionsmaterial, das als Schüttgut bereitgestellt wird, beschädigt zu werden.Heat exchangers with fins are known that achieve very good heat transfer to the surrounding air or to another liquid or gaseous medium. However, it was recognized that a lot of heat should also be transferred directly to the adsorption material. Therefore, known filigree fins are not suitable. In addition, such filigree fins also run the risk of being damaged by the adsorption material, which is provided as bulk material.
Deswegen wird vorgeschlagen, Wärmeleitbleche anzuordnen, die einen solchen Abstand zueinander aufweisen, dass auch zwischen diese Wärmeleitbleche das Granulat, also das Adsorptionsmaterial, geschüttet werden kann. Insbesondere wird dazu vorgeschlagen, dass die Wärmeleitbleche senkrecht ausgerichtet sind, bezogen auf eine Anordnung mit senkrechter Längsachse. Die Wärmeleitbleche sind also insbesondere parallel zur Längsachse ausgerichtet.It is therefore proposed to arrange heat conducting plates that are spaced apart from one another so that the granulate, i.e. the adsorption material, can also be poured between these heat conducting plates. In particular, it is proposed that the heat conducting plates are aligned vertically, relative to an arrangement with a vertical longitudinal axis. The heat conducting plates are therefore aligned parallel to the longitudinal axis.
Vorzugsweise weisen die Wärmeleitbleche wenigstens eine Dicke von 0,08 mm, insbesondere wenigstens 0,1 mm auf, um dadurch nicht nur gut Wärme zu leiten, sondern auch ausreichend stabil zu sein, um nicht durch eine Schüttung des Adsorptionsmaterials beschädigt zu werden.Preferably, the heat conducting plates have a thickness of at least 0.08 mm, in particular at least 0.1 mm, in order not only to conduct heat well, but also to be sufficiently stable so as not to be damaged by a pouring of the adsorption material.
Außerdem oder alternativ wird vorgeschlagen, dass benachbarte Wärmeleitbleche derselben Mediumleitung einen Abstand von wenigstens 6 mm, vorzugsweise wenigstens 9 mm und insbesondere wenigstens 15 mm zueinander aufweisen. Durch einen solchen Abstand kann gewährleistet werden, dass ein granulares Adsorptionsmaterial mit den genannten Korngrößen auch zwischen die Wärmeleitbleche geschüttet werden kann.In addition or alternatively, it is proposed that adjacent heat conducting plates of the same medium line have a distance of at least 6 mm, preferably at least 9 mm and in particular at least 15 mm from each other. Such a distance can ensure that a granular adsorption material with the mentioned grain sizes can also be poured between the heat conducting plates.
Der Wärmetauscher, insbesondere der Heizabschnitt, sind somit gut an die Verwendung in einem Druckbehälter zur Regeneration eines Adsorptionsmaterials eines Adsorptionstrockneres angepasst.The heat exchanger, in particular the heating section, is thus well adapted for use in a pressure vessel for the regeneration of an adsorption material of an adsorption dryer.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass jeweils in einer der Leitungsebenen genau ein zumindest teilweise umlaufender Leitungsabschnitt einer Mediumleitung vorgesehen ist, oder wenigstens zwei Leitungsabschnitte einer Mediumleitung parallel zueinander angeordnet sind, mit einem Zwischenabstand zwischen den Leitungsabschnitten, derwenigstens 6 mm, vorzugsweise wenigstens 9 mm, insbesondere wenigstens 15 mm beträgt und/oder der eine Schüttung von granularem Adsorptionsmaterial mit einer maximalen Korngröße von bis zu 12 mm, vorzugsweise bis zu 8 mm, insbesondere bis zu 5 mm in dem Zwischenabstand zulässt. Es wird also entweder eine einzige Mediumleitung pro Ebene vorgesehen, oder mehrere, zwischen die aber das Adsorptionsmaterial geschüttet werden kann.According to one aspect, it is proposed that in each of the line levels, exactly one at least partially circumferential line section of a medium line is provided, or at least two line sections of a medium line are arranged parallel to one another, with an intermediate distance between the line sections that is at least 6 mm, preferably at least 9 mm, in particular at least 15 mm and/or that allows a filling of granular adsorption material with a maximum grain size of up to 12 mm, preferably up to 8 mm, in particular up to 5 mm in the intermediate distance. Thus, either a single medium line is provided per level, or several, between which the adsorption material can be poured.
Dabei wird weiter vorgeschlagen, dass der Heizabschnitt jeweils in einer der Leitungsebenen eine kreisförmige Form und/oder eine kreisförmige Außenkontur und/oder zumindest abschnittsweise eine Spiralform aufweist.It is further proposed that the heating section has a circular shape and/or a circular outer contour and/or at least in sections a spiral shape in one of the line levels.
Hier wurde besonders erkannt, dass der Druckbehälter, in den der Heizabschnitt einzusetzen ist, eine kreiszylindrische Form aufweisen sollte, um entsprechendem Druck gut standhalten zu können. Daran ist die Form des Heizabschnitts in den Leitungsebenen angepasst. Es wird also eine kreisförmige Form und/oder Außenkontur vorgeschlagen. Auch die Verwendung einer Spiralform ist einer solchen kreisförmigen Form sehr ähnlich. Sie weicht davon zwar etwas ab und ist insoweit nicht ideal, führt aber zu dem Vorteil, dass der Mediumstrom durch die Mediumleitungen auf einfache Art und Weise in einer solchen Spiralform geführt werden kann, während gleichzeitig mehrere Abschnitte einer Leitungsebene im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen können. Besonders durch eine solche Spiralform kann somit der Druckbehälter gut ausgefüllt werden und gleichzeitig ein guter Mediumstrom gewährleistet werden, bei gleichzeitig guter Wärmeabgabe von dem Heizabschnitt an das granulare Adsorptionsmaterial.It was particularly recognized here that the pressure vessel into which the heating section is to be inserted should have a circular cylindrical shape in order to be able to withstand the corresponding pressure well. The shape of the heating section in the line levels is adapted to this. A circular shape and/or outer contour is therefore proposed. The use of a spiral shape is also very similar to such a circular shape. Although it deviates slightly from this and is not ideal in this respect, it does have the advantage that the medium flow through the medium lines can be guided in a simple manner in such a spiral shape, while at the same time several sections of a line level can run essentially parallel to one another. In particular, such a spiral shape can therefore fill the pressure vessel well and at the same time ensure a good medium flow, while at the same time good heat transfer from the heating section to the granular adsorption material.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der Heizabschnitt zum Anordnen in einem Druckbehälter mit kreiszylindrischem oder ringspaltförmigem Innenraum jeweils in einer der Leitungsebenen eine an den Innenraum angepasste, gebogene Außenkontur aufweist.According to one aspect, it is proposed that the heating section for arrangement in a pressure vessel with a circular cylindrical or annular gap-shaped interior has a curved outer contour adapted to the interior in each of the line levels.
Auch hier wird zur guten Druckaufnahme ein kreiszylindrischer Druckbehälter vorgeschlagen. Er kann aber auch in seinem Inneren eine kreiszylindrische Aufteilung aufweisen, sodass sich ein kreiszylindrischer Ringspalt ergibt. Dazu wird vorgeschlagen, dass der Heizabschnitt an diese innere Form des Druckbehälters angepasst ist. Besonders die Außenkontur des Heizabschnitts ist daran angepasst und weist vorzugsweise eine gebogene Außenkontur auf. Dadurch ist er gut angepasst und kann gleichzeitig eine gute Strömung des Wärmeträgermediums erreichen.Here too, a circular-cylindrical pressure vessel is proposed for good pressure absorption. However, it can also have a circular-cylindrical division inside, resulting in a circular-cylindrical annular gap. For this purpose, it is proposed that the heating section is adapted to this inner shape of the pressure vessel. The outer contour of the heating section in particular is adapted to this and preferably has a curved outer contour. This means that it is well adapted and can simultaneously achieve good flow of the heat transfer medium.
Wird somit ein ringspaltförmiger Innenraum vorgesehen, wird der Heizabschnitt an diesen angepasst und weist somit eine Zylindermantelform eines Kreiszylinders auf, die in einen solchen Ringspalt eingesetzt werden kann. Aber auch in diesem Fall ist der Heizabschnitt so ausgebildet, dass zwischen die einzelnen Mediumleitungen und/oder Wärmeleitbleche das granulare Adsorptionsmaterial geschüttet werden kann.If an annular gap-shaped interior is provided, the heating section is adapted to this and thus has a cylindrical shell shape of a circular cylinder that can be inserted into such an annular gap. But even in this case, the heating section is designed in such a way that the granular adsorption material can be poured between the individual medium lines and/or heat conducting plates.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der wenigstens eine Mediumkanal einen mittleren Durchmesser aufweist und die Mediumleitung zum Mediumkanal eine Wandstärke aufweist und ein Verhältnis zwischen mittlerem Durchmesser des Mediumkanals und Wandstärke im Bereich von 2 bis 50, insbesondere 5 bis 25 liegt, und/oder die Wandstärke eine Dicke von 0,15 mm bis 2 mm, insbesondere 0,15 mm bis 1,5 mm aufweist.According to one aspect, it is proposed that the at least one medium channel has an average diameter and the medium line to the medium channel has a wall thickness and a ratio between the average diameter of the medium channel and the wall thickness is in the range of 2 to 50, in particular 5 to 25, and/or the wall thickness has a thickness of 0.15 mm to 2 mm, in particular 0.15 mm to 1.5 mm.
Besonders kann hier von einem kreisrunden Mediumkanal ausgegangen werden, sodass sein Durchmesser dem mittleren Durchmesser entspricht. Er kann sich, wenn keine kreisrunde Form vorliegt, aus einem Mittelwert zwischen größtem und kleinstem Durchmesser ergeben. Die Wandstärke ist somit die Dicke der Wandung zwischen Mediumkanal und Außenkontur der Mediumleitung. Hier kann besonders die geringste Wandstärke zugrunde gelegt werden.In particular, a circular medium channel can be assumed here, so that its diameter corresponds to the average diameter. If the shape is not circular, it can be the average between the largest and smallest diameter. The wall thickness is therefore the thickness of the wall between the medium channel and the outer contour of the medium line. In this case, the smallest wall thickness can be used as a basis.
Hier wurde besonders erkannt, dass der mittlere Durchmesser deutlich größer als die Wandstärke sein sollte und dass ein solches Profil auch ausreichend Stabilität erreicht, gleichzeitig ausreichend gute Wärmeleitfähigkeit vom Mediumkanal nach außen erreicht werden kann. Besonders wird ein wenigstens 5-facher mittlerer Durchmesser im Vergleich zur Wanddicke vorgeschlagen, um eine gute Durchflusseigenschaft für das Wärmeträgermedium zu erreichen. Dadurch kann als Wärmeträgermedium auch gut Öl verwendet werden und dennoch gut fließen, ohne dass sich in dem Mediumkanal ein zu starker Druckabfall des Wärmeträgermediums ergibt.It was particularly recognized here that the average diameter should be significantly larger than the wall thickness and that such a profile also achieves sufficient stability while at the same time achieving sufficiently good thermal conductivity from the medium channel to the outside. In particular, an average diameter of at least 5 times the wall thickness is suggested in order to achieve good flow properties for the heat transfer medium. This means that oil can also be used as a heat transfer medium and still flow well without causing too great a pressure drop in the heat transfer medium in the medium channel.
Mit einer Wandstärke von wenigstens 0,15 mm, bis zu 2 mm, insbesondere 0,15 mm bis 1,5 mm, kann eine hohe Stabilität der Mediumleitung erreicht werden, bei gleichzeitig guter Wärmeübertragung.With a wall thickness of at least 0.15 mm, up to 2 mm, in particular 0.15 mm to 1.5 mm, a high stability of the medium line can be achieved, while at the same time good heat transfer.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die Mediumleitungen jeweils einen länglichen Querschnitt aufweisen, der ein Längsrichtungsausmaß in Richtung der Längsachse des Heizabschnitts und ein Querrichtungsausmaß quer dazu aufweist, wobei das Längsrichtungsausmaß wenigstens 1,5mal, insbesondere wenigstens doppelt so groß wie das Querrichtungsausmaß ist. Das Längsrichtungsausmaß kann auch als Durchmesser der Mediumleitung in Längsrichtung bezeichnet werden und das Querrichtungsausmaß kann als Durchmesser der Mediumleitung in einer Richtung quer zur Längsachse bezeichnet werden.According to one aspect, it is proposed that the medium lines each have an elongated cross-section which has a longitudinal dimension in the direction of the longitudinal axis of the heating section and a transverse dimension transverse thereto, wherein the longitudinal dimension is at least 1.5 times, in particular at least twice as large as the transverse dimension. The longitudinal dimension can also be referred to as the diameter of the medium line in the longitudinal direction and the transverse dimension can be referred to as the diameter of the medium line in a direction transverse to the longitudinal axis.
Der Querschnitt der Mediumleitung ist also so, dass die Mediumleitung in Längsrichtung für das Druckgas bzw. Regenerationsgas nur einen sehr geringen Strömungswiderstand bildet, dafür in Querrichtung mehr Fläche aufweist, die zur Abgabe von Wärme geeignet ist. Der Druckbehälter und damit auch der Heizabschnitt wird im Wesentlichen in Längsrichtung, also entlang der Längsachse des Heizabschnitts von dem Druckgas bzw. Regenerationsgas durchströmt, sodass die Mediumleitung gegen diese Strömung wenig Strömungswiderstand aufweist und gleichzeitig viel Wärme abgeben kann.The cross-section of the medium line is such that the medium line presents only a very low flow resistance for the compressed gas or regeneration gas in the longitudinal direction, but has a larger area in the transverse direction that is suitable for releasing heat. The compressed gas or regeneration gas flows through the pressure vessel and thus also the heating section essentially in the longitudinal direction, i.e. along the longitudinal axis of the heating section, so that the medium line presents little flow resistance to this flow and can release a lot of heat at the same time.
Außerdem oder alternativ weist die Mediumleitung jeweils wenigstens zwei zueinander parallel verlaufende Mediumkanäle auf, wobei diese wenigstens zwei parallel verlaufenden Mediumkanäle in Richtung der Längsachse zueinander ausgerichtet und beabstandet sind. Bei senkrechter Anordnung der Längsachse sind diese Mediumkanäle also übereinander angeordnet. Auch das passt gut zu dem länglichen Querschnitt der Mediumleitung, der in Längsrichtung der Längsachse ausgerichtet ist bzw. eine solche Anordnung mehrerer Mediumkanäle führt zu einem solchen länglichen Querschnitt. Dadurch kann erreicht werden, dass das Wärmeträgermedium gut die Mediumleitung durchströmen kann, wobei die Aufteilung in mehrere Mediumkanäle eine laminare Strömung begünstigt, wobei gleichzeitig die Mediumleitung wenig Strömungswiderstand gegen das den Druckbehälter durchströmende Druckgas bietet.Additionally or alternatively, the medium line has at least two medium channels running parallel to one another, wherein these at least two parallel medium channels are aligned and spaced apart in the direction of the longitudinal axis. If the longitudinal axis is arranged vertically, these medium channels are arranged one above the other. This also fits well with the elongated cross-section of the medium line, which is aligned in the longitudinal direction of the longitudinal axis, or such an arrangement of several medium channels leads to such an elongated cross-section. This means that the heat transfer medium can flow easily through the medium line, wherein the division into several medium channels promotes a laminar flow, while at the same time the medium line offers little flow resistance to the compressed gas flowing through the pressure vessel.
Trotz der bevorzugten Ausführung mehrerer Mediumkanäle kann in einer alternativen Ausführung aber auch vorteilhaft sein, nur einen Mediumkanal in der Mediumleitung vorzusehen. Dadurch kann die Mediumleitung auf einfache Art und Weise ausgebildet sein und es kann dadurch auch ermöglicht werden, dass in dem Druckbehälter mehr benachbarte Leitungsebenen möglich sind. Bei mehr benachbarten Leitungsebenen können diese mitunter besser von dem granularen Adsorptionsmaterial umgeben werden, wodurch eine gute Wärmeübertragung von der Mediumleitung zum Adsorptionsmaterial erreicht wird.Despite the preferred design of multiple medium channels, in an alternative design it may also be advantageous to provide only one medium channel in the medium line. This allows the medium line to be designed in a simple manner and can also make it possible for more adjacent line levels to be possible in the pressure vessel. With more adjacent line levels, these can sometimes be better surrounded by the granular adsorption material, which achieves good heat transfer from the medium line to the adsorption material.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die Mediumleitungen als stranggepresste Profile ausgebildet sind, insbesondere als Aluminium und/oder Aluminiumlegierung. Hier wurde besonders erkannt, dass hierdurch die Mediumleitungen in der gewünschten Form gut herstellbar sind. Insbesondere können sie so hergestellt werden wie oben beschrieben wurde und die oben beschriebenen Verhältnisse zwischen mittlerem Durchmesser des Mediumkanals und Wandstärke können dadurch realisiert werden. Auch die gewünschte Dicke der Wandstärke kann in der Art und Weise realisiert werden wie sie oben angegeben wurde.According to one aspect, it is proposed that the medium lines are designed as extruded profiles, in particular as aluminum and/or aluminum alloy. It was particularly recognized here that this makes it easy to manufacture the medium lines in the desired shape. In particular, they can be manufactured as described above and the relationships between the average diameter of the medium channel and the wall thickness described above can thereby be realized. The desired thickness of the wall thickness can also be realized in the manner described above.
Durch das Material Aluminium oder eine Aluminiumlegierung kann ein solcher Strangpressfertigungsvorgang gut ausgeführt werden und gleichzeitig wird eine gute Wärmeleitfähigkeit erreicht, sodass Wärme von dem Trägermedium gut über das stranggepresste Profil an die Umgebung, insbesondere an das granulare Adsorptionsmaterial, abgegeben werden kann.The material aluminum or an aluminum alloy allows such an extrusion manufacturing process to be carried out well and at the same time good thermal conductivity is achieved, so that heat can be easily transferred from the carrier medium via the extruded profile to the environment, in particular to the granular adsorption material.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der Heizabschnitt mehrere Sammelleitungen aufweist und diese Sammelleitungen umfassen einen Zuleitungskanal zum Zuführen des Wärmeträgermediums und einen Ableitungskanal zum Ableiten des Wärmeträgermediums, wobei der Zuleitungskanal und der Ableitungskanal jeweils parallel zur Längsachse angeordnet sind und die Mediumleitungen jeweils zwischen dem Zuleitungskanal und dem Ableitungskanal angeordnet sind, sodass also das Wärmeträgermedium die Mediumleitungen von dem Zuleitungskanal zum Ableitungskanal parallel durchströmt. Die Sammelleitungen, die besonders bevorzugt als Sammelrohre ausgebildet sind, verbinden somit mehrere Mediumleitungen. Es kommt in Betracht, dass als Sammelleitungen nur der Zuleitungskanal und der Ableitungskanal vorhanden sind, aber es können auch weitere Sammelleitungen vorgesehen sein, um z.B. weitere Unterteilungen und/oder Reihenschaltungen zwischen den Mediumleitungen zu schaffen.According to one aspect, it is proposed that the heating section has a plurality of manifolds and these manifolds comprise a supply channel for supplying the heat transfer medium and a discharge channel for discharging the heat transfer medium, wherein the supply channel and the discharge channel are each arranged parallel to the longitudinal axis and the medium lines are each arranged between the supply channel and the discharge channel, so that the heat transfer medium flows parallel through the medium lines from the supply channel to the discharge channel. The manifolds, which are particularly preferably designed as manifolds, thus connect a plurality of medium lines. It is possible that only the supply channel and the discharge channel are present as manifolds, but further manifolds can also be provided, for example to create further subdivisions and/or series connections between the medium lines.
Der Zuleitungskanal und der Ableitungskanal sind somit auch zueinander parallel angeordnet und zwischen ihnen sind die Mediumleitungen angeordnet. Im Grunde verbinden der Zuleitungskanal und der Ableitungskanal damit auch die einzelnen Leitungsebenen. Der Zuleitungskanal und der Ableitungskanal können dabei auch benachbart zueinander verlaufen, mit einem Abstand, der geringer ist als ein mittlerer Durchmesser jeweils eines Zuleitungskanals oder zumindest geringer als ein doppelter oder dreifacher Wert des Durchmessers des Zuleitungs- oder Ableitungskanals.The supply channel and the discharge channel are thus arranged parallel to each other and the medium lines are arranged between them. Basically, the supply channel and the discharge channel also connect the individual line levels. The supply channel and the discharge channel can also run adjacent to each other, with a distance that is less than an average diameter of each supply channel or at least less than twice or three times the diameter of the supply or discharge channel.
Besonders bei einer runden Anordnung der Mediumleitungen können diese von dem Zuleitungskanal einen Halbkreis oder einen fast vollständigen Kreis zum Ableitungskanal hin schlagen. Über den Zuleitungskanal und den Ableitungskanal kann somit auf einfache Art und Weise das Wärmeträgermedium zu- und abgeführt werden. Hierdurch ist eine Ausbildung des Heizabschnitts auf einfache und zweckmäßige Art und Weise möglich.Particularly with a round arrangement of the medium lines, these can form a semicircle or an almost complete circle from the supply channel to the discharge channel. The heat transfer medium can thus be supplied and discharged in a simple manner via the supply channel and the discharge channel. This makes it possible to form the heating section in a simple and practical manner.
Der Zuleitungskanal und der Ableitungskanal können auch linear weitergeführt werden, um sie dadurch aus dem Druckbehälter hinauszuführen.The supply channel and the discharge channel can also be continued linearly in order to lead them out of the pressure vessel.
Eine solche Ausgestaltung des Heizabschnitts, sei es nun mit oder ohne lineare Herausführung des Zuleitungskanals und des Ableitungskanals, ist ebenfalls in einfacher Art und Weise in Längsrichtung in den Druckbehälter einschiebbar bzw. herausnehmbar. Zumindest beim Einsetzen des Heizabschnitts in einen zylindrischen Druckbehälter kann eine solche Form von Vorteil sein.Such a design of the heating section, whether with or without linear routing of the supply channel and the discharge channel, can also be easily inserted or removed in the longitudinal direction of the pressure vessel. Such a shape can be advantageous at least when inserting the heating section into a cylindrical pressure vessel.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass jeweils zwei in Richtung der Längsachse zueinander benachbarte Mediumleitungen mit einem Längsabstand zueinander beabstandet sind, der einen freien Abstand zwischen ihnen bezeichnet, wobei der Längsabstand wenigstens einer minimalen Dicke der Mediumleitung entspricht. Es ist also mit anderen Worten zwischen zwei Mediumleitungen in Längsrichtung ein Mindestabstand vorgesehen, und der ist wenigstens so groß wie die Mediumleitung dick ist. Sollten die Mediumleitungen unterschiedlich groß sein, wird die Dicke der kleineren Mediumleitung angesetzt.According to one aspect, it is proposed that two medium lines adjacent to one another in the direction of the longitudinal axis are spaced apart from one another by a longitudinal distance that designates a free distance between them, wherein the longitudinal distance corresponds at least to a minimum thickness of the medium line. In other words, a minimum distance is provided between two medium lines in the longitudinal direction, and this distance is at least as large as the thickness of the medium line. If the medium lines are of different sizes, the thickness of the smaller medium line is used.
Insbesondere wird vorgeschlagen, dass der Längsabstand wenigstens einer doppelten minimalen Dicke der Mediumleitung entspricht und insbesondere maximal dem 5-fachen Wert der minimalen Dicke der Mediumleitung.In particular, it is proposed that the longitudinal distance corresponds to at least twice the minimum thickness of the medium line and in particular to a maximum of 5 times the value of the minimum thickness of the medium line.
Besonders wird hier die minimale Dicke der Mediumleitung zugrunde gelegt. Wenn die Mediumleitung einen länglichen Querschnitt hat und dabei in Längsrichtung, also immer bezogen auf die Längsachse des Heizabschnitts, ausgerichtet ist, wird diese Dicke herangezogen, die dann nämlich quer zur Längsachse gemessen wird. Zwei in Längsrichtung benachbarte Mediumleitungen müssen daher nicht unbedingt so weit beabstandet sein wie sie selbst eine Ausdehnung in Längsrichtung aufweisen, sondern nur wenigstens so viel Abstand aufweisen wie sie selbst in Querrichtung aufweisen.In particular, the minimum thickness of the medium line is taken into account here. If the medium line has an elongated cross-section and is aligned in the longitudinal direction, i.e. always in relation to the longitudinal axis of the heating section, this thickness is used, which is then measured transversely to the longitudinal axis. Two medium lines that are adjacent in the longitudinal direction therefore do not necessarily have to be as far apart as their own length in the longitudinal direction, but only have to be at least as far apart as they themselves are in the transverse direction.
Hier liegt der Gedanke zugrunde, dass der Längsabstand, nämlich der freie Abstand, also wieviel Zwischenraum tatsächlich zwischen den beiden Mediumleitungen ist, von Adsorptionsmaterial ausgefüllt werden sollte, damit die Mediumleitungen möglichst gut von dem Adsorptionsmaterial umgeben sind.The idea behind this is that the longitudinal distance, namely the free distance, i.e. how much space there actually is between the two medium lines, should be filled with adsorption material so that the medium lines are surrounded as well as possible by the adsorption material.
Es wurde oben schon vorgeschlagen, für solche Abstände die maximale Korngröße des Adsorptionsmaterials zugrunde zu legen. Das wird auch hier vorgeschlagen, dass nämlich die beiden in Längsrichtung beabstandeten und benachbarten Mediumleitungen einen solchen Abstand zueinander aufweisen, dass das granulare Adsorptionsmaterial durch diesen freien Abstand passt. Vorzugsweise wird der freie Abstand somit wenigstens dem 1,2-fachen der größten Korngröße des Adsorptionsmaterials entsprechen.It has already been suggested above that the maximum grain size of the adsorption material should be used as the basis for such distances. It is also suggested here that the two longitudinally spaced and adjacent medium lines have such a distance from each other that the granular adsorption material fits through this free distance. The free distance will therefore preferably correspond to at least 1.2 times the largest grain size of the adsorption material.
Hier wurde aber erkannt, dass die Mediumleitungen sich ebenfalls an dem verwendeten Adsorptionsmaterial orientieren, insbesondere an der maximalen Korngröße, und somit die Größe der Mediumleitung ebenfalls ein gutes Maß dafür ist, wie groß der Abstand zwischen ihnen sein sollte. Daher wird hier ein freier Abstand vorgeschlagen, der sich an der Mindestdicke der Mediumleitung orientiert.However, it was recognized here that the medium lines are also based on the adsorption material used, in particular on the maximum grain size, and thus the size of the medium line is also a good measure of how large the distance between them should be. Therefore, a free distance is suggested here that is based on the minimum thickness of the medium line.
Es kann daher vorteilhaft sein, dass der Längsabstand wenigstens der doppelten Dicke der Mediumleitung entspricht. Hierdurch kann besonders berücksichtigt werden, dass die Mediumleitung quer zur Längsachse eine sehr geringe Dicke aufweist, sodass der Abstand in Längsrichtung zwischen zwei benachbarten Mediumleitungen wenigstens doppelt so groß sein sollte. Vorzugsweise ist der Längsabstand maximal 5-mal so groß wie die minimale Dicke der Mediumleitung. Hier wurde erkannt, dass ein zu großer Abstand nachteilig sein kann, weil zwar eine gute Schüttung des granularen Adsorptionsmaterials erreicht wird, sich der Wärmeeintrag durch die nun weit beabstandeten Mediumleitungen aber stark verschlechtert. Somit liegt der freie Abstand vorzugsweise im Bereich von der doppelten bis zur 5-fachen Dicke der Mediumleitung.It can therefore be advantageous for the longitudinal distance to be at least twice the thickness of the medium line. This makes it possible to take into account in particular that the medium line has a very small thickness transverse to the longitudinal axis, so that the distance in the longitudinal direction between two adjacent medium lines should be at least twice as large. The longitudinal distance is preferably a maximum of 5 times the minimum thickness of the medium line. It was recognized here that a distance that is too large can be disadvantageous because, although a good filling of the granular adsorption material is achieved, the heat input is greatly impaired by the medium lines now being far apart. The free distance is therefore preferably in the range of twice to 5 times the thickness of the medium line.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass benachbarte Mediumleitungen oder benachbarte Mediumleitungsabschnitte derselben Leitungsebene durch Wärmeleitbleche verbunden sind und/oder mehrere Mediumleitungen oder mehrere Mediumleitungsabschnitte parallel zueinander quer durch mehrere Wärmeleitbleche geführt werden, durch die sie verbunden sind, oder, wenn die Mediumleitungen als Strangpressprofile ausgebildet sind, die Strangpressprofile keine vom Strangpressprofil abstehenden Wärmeleitbleche aufweisen.According to one aspect, it is proposed that adjacent medium lines or adjacent medium line sections of the same line level are connected by heat conducting plates and/or several medium lines or several medium line sections are guided parallel to one another transversely through several heat conducting plates by which they are connected, or, if the medium lines are designed as extruded profiles, the extruded profiles do not have any heat conducting plates protruding from the extruded profile.
Benachbarte Mediumleitungen derselben Leitungsebene sind mit anderen Worten in einer horizontalen Ebene nebeneinander angeordnet, wenn die Längsachse senkrecht ausgebildet ist. Sie können mit Wärmeleitblechen verbunden sein, die insbesondere zwischen ihnen angeordnet sein können. Solche Wärmeleitbleche können beispielsweise angelötet sein, oder anderweitig vorgesehen sein, insbesondere stoffschlüssig.In other words, adjacent medium lines of the same line level are arranged next to one another in a horizontal plane if the longitudinal axis is vertical. They can be connected to heat conducting plates, which can be arranged in particular between them. Such heat conducting plates can be soldered on, for example, or provided in some other way, in particular in a material-bonded manner.
Dadurch kann eine gute Wärmeabgabe erreicht werden, weil die Wärmeleitbleche die Wärme zusätzlich von den Mediumleitungen ableiten. Außerdem wird eine hohe Stabilität in der betreffenden Leitungsebene erreicht.This allows good heat dissipation to be achieved because the heat conducting plates also dissipate the heat from the medium lines. In addition, a high level of stability is achieved in the relevant line level.
Sind die Mediumleitungen spiralförmig angeordnet, würde das bedeuten, dass dieselbe Mediumleitung mit sich selbst durch die Wärmeleitbleche verbunden ist, denn durch die Spiralform liegt sie im Grunde parallel zu sich selbst. In diesem Fall liegen zumindest mehrere Mediumleitungsabschnitte benachbart zueinander. Bei der genannten Spiralform kann durch die Verbindung mit den Wärmeleitblechen ebenfalls eine besonders hohe Stabilität erreicht werden.If the medium lines are arranged in a spiral, this would mean that the same medium line is connected to itself by the heat conducting plates, because the spiral shape means that it is essentially parallel to itself. In this case, at least several medium line sections are adjacent to one another. With the spiral shape mentioned, a particularly high level of stability can also be achieved by connecting to the heat conducting plates.
Es kommt auch in Betracht, dass die Wärmeleitbleche dadurch vorgesehen sind, dass mehrere Mediumleitungen zueinander beabstandet durch diese Wärmeleitbleche hindurchgeführt werden. Bei zwei parallel zueinander angeordneten Mediumleitungen kann also jedes Wärmeleitblech zwei Öffnungen, z.B. zwei Bohrungen, aufweisen und durch jede Öffnung ist jeweils eine der Mediumleitungen geführt. Dabei wird natürlich ein Kontakt zwischen den Wärmeleitblechen und den Mediumleitungen hergestellt. Insbesondere kann auch hier eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Wärmeleitblechen und der Mediumleitung vorgesehen sein. Als eine Möglichkeit der Herstellung wird vorgeschlagen, dass für jede Mediumleitung jeweils ein rohrförmiger Abschnitt an jedes Blech angeformt wird, bei zwei parallel geführten Mediumleitungen also zwei Rohrabschnitte, und Rohrabschnitte benachbarter Wärmeleitbleche ineinander gesteckt sind, um dadurch jeweils eine Mediumleitung zu bilden. Grundsätzlich kann auch hier eine spiralförmige Anordnung oder Ausbildung der Mediumleitung in Betracht kommen, ein entsprechender Herstellprozess wäre allerdings vergleichsweise aufwendig.It is also possible that the heat conducting plates are provided by several medium lines being guided through these heat conducting plates at a distance from one another. With two medium lines arranged parallel to one another, each heat conducting plate can have two openings, e.g. two holes, and one of the medium lines is guided through each opening. This naturally creates contact between the heat conducting plates and the medium lines. In particular, a material connection between the heat conducting plates and the medium line can also be provided here. One possible way of manufacturing is to form a tubular section onto each plate for each medium line, i.e. two pipe sections for two parallel medium lines, and pipe sections of adjacent heat conducting plates are inserted into one another to form a medium line. In principle, a spiral arrangement or design of the medium line can also be considered here, although a corresponding manufacturing process would be comparatively complex.
Werden Strangpressprofile verwendet, wird besonders vorgeschlagen, dass diese so ausgebildet sind, dass bereits das Strangpressprofil eine gute Außenkontur zum Abgeben der Wärme aufweist, sodass Wärmeleitbleche entbehrlich sein können.If extruded profiles are used, it is particularly suggested that they are designed in such a way that the extruded profile already has a good outer contour for dissipating heat, so that heat conducting plates can be dispensed with.
Erfindungsgemäß wird zudem ein Adsorptionstrockner vorgeschlagen. Der Adsorptionstrockner ist zum Trocknen eines Druckgases, insbesondere Druckluft, vorgesehen. Er ist ausgestattet mit
- - wenigstens einem Druckbehälter mit
- - einem Adsorptionsmaterial zum Adsorbieren von Feuchtigkeit aus dem Druckgas, das in den Druckbehälter eingefüllt ist,
- - einem Trocknungseinlass zum Einlassen eines Druckgases zum Trocknen,
- - einem Trocknungsauslass zum Auslassen des Druckgases nach dem Trocknen und
- - einer Trocknungsstrecke, die das Druckgas in einem Trocknungsbetrieb vom Trocknungseinlass zum Trocknungsauslass durchströmt, und
- - wenigstens einem Wärmetauscher gemäß wenigstens einem der vorstehend erläuterten Aspekte, wobei
- - von dem wenigstens einen Wärmetauscher jeweils der Heizabschnitt in dem Druckbehälter angeordnet ist und
- - der Heizabschnitt jeweils von dem Adsorptionsmaterial umgeben ist, wobei das Adsorptionsmaterial als granulares Schüttgut ausgebildet ist.
- - at least one pressure vessel with
- - an adsorption material for adsorbing moisture from the compressed gas filled into the pressure vessel,
- - a drying inlet for admitting a compressed gas for drying,
- - a drying outlet for discharging the compressed gas after drying and
- - a drying section through which the compressed gas flows in a drying operation from the drying inlet to the drying outlet, and
- - at least one heat exchanger according to at least one of the aspects explained above, wherein
- - of the at least one heat exchanger, the heating section is arranged in the pressure vessel and
- - the heating section is surrounded by the adsorption material, wherein the adsorption material is in the form of granular bulk material.
Das Adsorptionsmaterial ist also dazu vorgesehen, Feuchtigkeit aus dem Druckgas zu adsorbieren, wobei das Adsorptionsmaterial in den Druckbehälter eingefüllt ist. Das Adsorbieren von Feuchtigkeit erfolgt besonders in einem Arbeitsprozess, in dem Druckgas zum Trocknen durch den Druckgasbehälter und somit entlang des Adsorptionsmaterials geführt wird. Entsprechend ist der Trocknungseinlass zum Einlassen des Druckgases zum Trocknen vorgesehen und der Trocknungsauslass zum Auslassen des Druckgases nach dem Trocknen. Dazwischen befindet sich die Trocknungsstrecke, in der das Druckgas getrocknet wird, während es in dem Trocknungsbetrieb vom Trocknungseinlass zum Trocknungsauslass die Trocknungsstrecke durchströmt. Besonders bautechnisch bedingt und/oder für funktionale Aufgaben kann der Druckbehälter nicht vollständig mit Adsorptionsmaterial gefüllt sein. In dem Fall weist er im Bereich des Trocknungseinlasses und/oder des Trocknungsauslasses jeweils einen Übergangsbereich bis zum Adsorptionsmaterial auf, in dem somit kein Adsorptionsmaterial angeordnet ist. Jeder Übergangsbereich kann etwa 3%-10% einer Länge vom Trocknungseinlass zum Trocknungsauslass einnehmen. Als Trocknungsstrecke wird eine Strecke im Adsorptionsmaterial bezeichnet, also eine Strecke vom Trocknungseinlass zum Trocknungsauslass, abzüglich des wenigstens einen Übergangsbereichs.The adsorption material is therefore intended to adsorb moisture from the compressed gas, with the adsorption material being filled into the pressure vessel. The adsorption of moisture takes place particularly in a work process in which compressed gas is passed through the compressed gas vessel and thus along the adsorption material for drying. Accordingly, the drying inlet is intended to let in the compressed gas for drying and the drying outlet to let the compressed gas out after drying. In between is the drying section in which the compressed gas is dried, while in the drying operation it flows through the drying section from the drying inlet to the drying outlet. For structural reasons and/or for functional tasks in particular, the pressure vessel cannot be completely filled with adsorption material. In this case, in the area of the drying inlet and/or the drying outlet, it has a transition area up to the adsorption material, in which no adsorption material is arranged. Each transition area can take up about 3%-10% of a length from the drying inlet to the drying outlet. The drying section is a section in the adsorption material, i.e. a section from the drying inlet to the drying outlet, minus at least one transition region.
Der Wärmetauscher ist somit zum Beheizen des Adsorptionsmaterials vorgesehen. Dazu ist der Wärmetauscher, zumindest mit seinem Heizabschnitt, entsprechend in dem Druckbehälter angeordnet. Der Heizabschnitt weist insbesondere Mediumleitungen auf, die so beabstandet sind, dass auch zwischen benachbarten Mediumleitungen ausreichend Platz ist, dass das granulare Adsorptionsmaterial zwischen solche Mediumleitungen geschüttet werden kann.The heat exchanger is thus intended for heating the adsorption material. For this purpose, the heat exchanger, at least with its heating section, is arranged accordingly in the pressure vessel. The heating section in particular has medium lines that are spaced apart in such a way that there is sufficient space between adjacent medium lines so that the granular adsorption material can be poured between such medium lines.
Somit kann besonders der erfindungsgemäße Wärmetauscher in einem solchen Adsorptionstrockner eingesetzt werden. Er wird dabei besonders in einem Regenerationsbetrieb oder einer Regenerationsphase betrieben, in der das Adsorptionsmaterial, das Feuchtigkeit aus dem Druckgas aufgenommen hat, wieder getrocknet wird. Dazu kann ebenfalls wieder ein Druckgas, wie Druckluft, das allerdings getrocknet ist, in den Druckbehälter eingelassen werden. Das kann beispielsweise in umgekehrter Richtung zum Trocknen der Druckluft erfolgen, also vom Trocknungsauslass zurück durch die Trocknungsstrecke zum Trocknungseinlass. All die zum Wärmetauscher genannten Vorteile und Merkmale können bei der Verwendung in dem Adsorptionstrockner zur Anwendung kommen. Auch Eigenschaften zum Adsorptionsmaterial, besonders zur Korngröße, die vorstehend im Zusammenhang mit Aspekten des Wärmetauschers erläutert wurden, können hier angewendet werden. Insbesondere kann das Adsorptionsmaterial eine maximale Korngröße von bis zu 12 mm, vorzugsweise bis zu 8 mm, insbesondere bis zu 5 mm, aufweisen.Thus, the heat exchanger according to the invention can be used in such an adsorption dryer. It is operated in particular in a regeneration mode or a regeneration phase in which the adsorption material that has absorbed moisture from the compressed gas is dried again. For this purpose, a compressed gas, such as compressed air, which has however been dried, can also be let into the pressure vessel. This can be done, for example, in the opposite direction to drying the compressed air, i.e. from the drying outlet back through the drying section to the drying inlet. All the advantages and features mentioned for the heat exchanger can be used when used in the adsorption dryer. Properties of the adsorption material, particularly the grain size, which were explained above in connection with aspects of the heat exchanger, can also be used here. In particular, the adsorption material can have a maximum grain size of up to 12 mm, preferably up to 8 mm, in particular up to 5 mm.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass die Trocknungsstrecke einen dem Trocknungseinlass zugewandten ersten Bereich und einen dem Trocknungsauslass zugewandten zweiten Bereich aufweist und der Heizabschnitt jeweils im ersten Bereich angeordnet ist und insbesondere im zweiten Bereich der Heizabschnitt nicht vorgesehen ist. Der erste und zweite Bereich sind somit entlang der Trocknungsstrecke vorgesehen und vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich der erste Bereich über wenigstens 20% der Trocknungsstrecke, vorzugsweise über wenigstens 30% der Trocknungsstrecke, insbesondere über wenigstens 40% der Trocknungsstrecke erstreckt vorzugsweise maximal über 70%, insbesondere maximal über 60% der Trocknungsstrecke. In diesem Bereich soll der Heizabschnitt angeordnet sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass außerhalb des Heizbereichs kein Beheizen erfolgt, oder allenfalls ein verringertes Beheizen mit weniger als 30% Energieeintrag pro Volumen, im Vergleich zum Heizbereich.According to one aspect, it is proposed that the drying section has a first region facing the drying inlet and a second region facing the drying outlet, and the heating section is arranged in the first region in each case and in particular the heating section is not provided in the second region. The first and second regions are thus provided along the drying section and it is preferably provided that the first region extends over at least 20% of the drying section, preferably over at least 30% of the drying section, in particular over at least 40% of the drying section, preferably a maximum of 70%, in particular a maximum of 60% of the drying section. The heating section should be arranged in this region. In particular, it is provided that no heating takes place outside the heating region, or at most reduced heating with less than 30% energy input per volume, compared to the heating region.
Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass der Heizbereich nur in der Regenerationsphase benötigt wird. In der Regenerationsphase wird davon ausgegangen, dass ein Regenerationsgas, insbesondere Regenerationsluft vom Trocknungsauslass zum Trocknungseinlass strömt und somit zunächst durch einen Bereich, nämlich den zweiten Bereich, ohne Heizabschnitt strömt, und erst später durch einen Bereich mit Heizabschnitt und damit mit Beheizung strömt. Hier wurde erkannt, dass das Regenerationsgas, also das Gas, das zum Regenerieren, und damit Trocknen des Adsorptionsmaterials den Druckbehälter durchströmt, insbesondere Regenerationsluft, beim Einströmen zunächst noch sehr trocken ist und damit gut Feuchtigkeit aus dem Adsorptionsmaterial aufnehmen kann. Außerdem ist bei dieser Anordnung zu erwarten, dass das Adsorptionsmaterial im ersten Bereich mehr Feuchtigkeit aufgenommen hat als im zweiten Bereich. Im zweiten Bereich muss weniger getrocknet, also weniger regeneriert werden. Gleichzeitig ist die Regenerationsluft selbst noch sehr trocken und kann damit besser Feuchtigkeit aufnehmen.The idea behind this is that the heating area is only needed in the regeneration phase. In the regeneration phase, it is assumed that a regeneration gas, in particular regeneration air, flows from the drying outlet to the drying inlet and thus initially flows through an area, namely the second area, without a heating section, and only later flows through an area with a heating section and thus with heating. Here it was recognized that the regeneration gas, i.e. the gas that flows through the pressure vessel to regenerate and thus dry the adsorption material, in particular regeneration air, is initially very dry when it flows in and can therefore easily absorb moisture from the adsorption material. In addition, with this arrangement it is to be expected that the adsorption material in the first area has absorbed more moisture than in the second area. In the second area less drying, i.e. less regeneration, is required. At the same time, the regeneration air itself is still very dry and can therefore absorb moisture better.
Gemäß einem Aspekt wird somit vorgeschlagen, dass eine Umschaltvorrichtung zum Umschalten zwischen dem Trocknungsbetrieb und dem Regenerationsbetrieb vorgesehen ist, wobei im Regenerationsbetrieb ein Regenerationsgas den Druckbehälter und die Trocknungsstrecke vom Trocknungsauslass zum Trocknungseinlass durchströmt, um dem Adsorptionsmaterial Feuchtigkeit zu entziehen, und der erste Bereich beheizt wird, während der zweite Bereich nicht oder weniger beheizt wird.According to one aspect, it is thus proposed that a switching device is provided for switching between the drying operation and the regeneration operation, wherein in the regeneration operation a regeneration gas flows through the pressure vessel and the drying section from the drying outlet to the drying inlet in order to remove moisture from the adsorption material, and the first region is heated, while the second region is not heated or is heated to a lesser extent.
Das Regenerationsgas kann insbesondere Regenerationsluft sein, also trockene Luft. Das Regenerationsgas strömt dann also im Vergleich zum Trocknungsbetrieb in umgekehrter Richtung. Es erreicht also zuerst das Adsorptionsmaterial, das das zu trocknende Druckgas im Trocknungsbetrieb zuletzt erreicht hat.The regeneration gas can in particular be regeneration air, i.e. dry air. The regeneration gas then flows in the opposite direction compared to the drying operation. It therefore first reaches the adsorption material that the compressed gas to be dried last reached in the drying operation.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass der Druckbehälter jeweils einen Ringspaltraum und einen vom Ringspaltraum umgebenen zylindrischen Innenraum aufweist, wobei der Ringspaltraum und der zylindrische Innenraum so miteinander verbunden sind, dass das Druckgas zum Trocknen vom Trocknungseinlass über den Ringspaltraum weiter über den zylindrischen Innenraum zum Trocknungsauslass strömen kann, und der Heizabschnitt des Wärmetauschers im Ringspaltraum angeordnet ist, oder das Druckgas zum Trocknen vom Trocknungseinlass über den zylindrischen Innenraum über den Ringspaltraum zum Trocknungsauslass strömen kann, und der Heizabschnitt des Wärmetauschers jeweils im zylindrischen Innenraum angeordnet ist.According to one aspect, it is proposed that the pressure vessel has an annular gap space and a cylindrical interior space surrounded by the annular gap space, wherein the annular gap space and the cylindrical interior space are connected to one another in such a way that the compressed gas for drying can flow from the drying inlet via the annular gap space further via the cylindrical interior space to the drying outlet, and the heating section of the heat exchanger is arranged in the annular gap space, or the compressed gas for drying can flow from the drying inlet via the cylindrical interior space via the annular gap space to the drying outlet, and the heating section of the heat exchanger is arranged in the cylindrical interior space.
Hierdurch kann eine Lösung geschaffen werden, bei der sowohl das zu trocknende Druckgas als auch das Regenerationsgas von derselben Seite in den Druckbehälter einströmen wie ausströmen kann, also beispielsweise von unten einströmen und nach unten ausströmen, wenn der Druckbehälter entsprechend vertikal aufgestellt ist. Besonders für die Aufteilung des Druckbehälters so, dass der Heizabschnitt im Ringspalt angeordnet ist, kann auf einfache und zweckmäßige Art und Weise ein kreisrunder Heizabschnitt gebildet werden, insbesondere mit kreisförmigen Leitungsabschnitten. Ein Heizabschnitt genau in der radialen Mitte kann dadurch vermieden werden, wodurch sehr kleine Biegedurchmesser der Mediumleitungen vermieden werden. Hier liegt besonders die Erkenntnis zugrunde, dass nicht die gesamte Trocknungsstrecke mit dem Heizabschnitt ausgebildet werden muss und daher kann durch geschickte Ausbildung der Strömungsstrecke durch einen zylindrischen und einen ringspaltförmigen Bereich eine Variante geschaffen werden, bei der das radiale Zentrum von dem Heizabschnitt ausgespart werden kann.This creates a solution in which both the compressed gas to be dried and the regeneration gas can also flow into the pressure vessel from the same side as it flows out, for example flow in from below and flow out downwards if the pressure vessel is positioned vertically. In particular, for dividing the pressure vessel so that the heating section is arranged in the annular gap, a circular heating section can be formed in a simple and practical manner, in particular with circular line sections. A heating section exactly in the radial center can thus be avoided, which avoids very small bending diameters of the medium lines. The main finding here is that the entire drying section does not have to be formed with the heating section, and therefore by cleverly forming the flow section through a cylindrical and an annular gap-shaped area, a variant can be created in which the radial center of the heating section can be left out.
Dennoch kann aber auch eine umgekehrte Ausgestaltung vorteilhaft sein, wenn der Heizabschnitt nur im zylindrischen Innenraum angeordnet wird. Für diese Variante kann eine Ausgestaltung des Heizabschnitts ermöglicht werden, bei der der Heizabschnitt insgesamt nur für einen kleineren Durchmesser im Druckraum ausgebildet sein muss, der kleiner ist als der Durchmesser des gesamten Druckinnenraums.However, a reverse design can also be advantageous if the heating section is only arranged in the cylindrical interior. For this variant, a design of the heating section can be made possible in which the heating section as a whole only has to be designed for a smaller diameter in the printing chamber, which is smaller than the diameter of the entire printing interior.
Gemäß einem Aspekt wird vorgeschlagen, dass
- - das Adsorptionsmaterial als granulares Schüttgut ausgebildet ist mit einer maximalen Korngröße von bis zu 12 mm, vorzugsweise bis zu 8 mm, insbesondere bis zu 5 mm und/oder mit einer Korngröße im Bereich von 1
mm bis 12 mm,vorzugsweise 1,5mm bis 8 mm und insbesondere 2mm bis 5 mm und - - der Heizabschnitt so ausgebildet ist, dass das Adsorptionsmaterial die Mediumleitungen umgibt, und insbesondere
- - die Mediumleitungen Wärmeleitbleche aufweisen und das Adsorptionsmaterial auch zwischen den Leitblechen liegt.
- - the adsorption material is designed as a granular bulk material with a maximum grain size of up to 12 mm, preferably up to 8 mm, in particular up to 5 mm and/or with a grain size in the range of 1 mm to 12 mm, preferably 1.5 mm to 8 mm and in particular 2 mm to 5 mm and
- - the heating section is designed such that the adsorption material surrounds the medium lines, and in particular
- - the medium lines have heat conducting plates and the adsorption material is also located between the conducting plates.
Der Adsorptionstrockner und damit auch der Druckbehälter mit eingesetztem Wärmetauscher bzw. eingesetztem Heizabschnitt weist somit solches granulares Adsorptionsmaterial auf und der Heizabschnitt und das Adsorptionsmaterial sind so aufeinander abgestimmt, dass das Adsorptionsmaterial den Heizabschnitt im Wesentlichen vollständig umgibt. Das Adsorptionsmaterial ist aber auch in Bereichen des Druckbehälters angeordnet, in denen kein Heizabschnitt vorhanden ist. Der Druckbehälter ist also möglichst vollständig mit Adsorptionsmaterial gefüllt.The adsorption dryer and thus also the pressure vessel with the heat exchanger or heating section installed therefore has such granular adsorption material and the heating section and the adsorption material are coordinated with one another in such a way that the adsorption material essentially completely surrounds the heating section. However, the adsorption material is also arranged in areas of the pressure vessel where there is no heating section. The pressure vessel is therefore filled as completely as possible with adsorption material.
Außerdem oder alternativ wird vorgeschlagen, dass ein Abstand zwischen benachbarten Mediumleitungen und/oder zwischen benachbarten Wärmeleitblechen wenigstens dem 1,2fachen einer maximalen Korngröße des Adsorptionsmaterials entspricht, und maximal dem fünffachen, vorzugsweise maximal dem dreifachen und insbesondere maximal dem doppelten der maximalen Korngröße entspricht. Dadurch kann erreicht werden, dass das Adsorptionsmaterial als Schüttgut zwischen die Leitungen oder Wärmeleitbleche gut passt, insbesondere dazwischen geschüttet werden kann, und gleichzeitig ein guter Wärmeeintrag gewährleistet ist, weil zu große Abstände vermieden werden.In addition or alternatively, it is proposed that a distance between adjacent medium lines and/or between adjacent heat conducting plates corresponds to at least 1.2 times a maximum grain size of the adsorption material, and corresponds to a maximum of five times, preferably a maximum of three times and in particular a maximum of twice the maximum grain size. This makes it possible to ensure that the adsorption material fits well as a bulk material between the lines or heat conducting plates, in particular can be poured between them, and at the same time a good heat input is ensured because excessive distances are avoided.
Als benachbarte Mediumleitungen können auch zwei Abschnitte derselben Mediumleitung verstanden werden, wenn dieser beispielsweise spiralförmig angeordnet ist oder mäandrierend angeordnet ist, sodass solche zwei Abschnitte nebeneinanderliegen. Hier wurde somit erkannt, dass eine gute Wärmeübertragung von der jeweiligen Mediumleitung bzw. Wärmeleitblech an das eingefüllte granulare Adsorptionsmaterial gut erreicht werden kann, wenn die geometrische Ausgestaltung des Wärmetauschers bzw. seines Heizabschnitts so ist, dass alle Elemente, einschließlich der Mediumleitungen und, falls vorhanden, auch der Wärmeleitbleche, möglichst von allen Seiten, soweit sie frei sind, von dem Adsorptionsmaterial umgeben sind.Two sections of the same medium line can also be understood as adjacent medium lines if, for example, it is arranged in a spiral shape or is arranged in a meandering manner so that such two sections lie next to each other. It was therefore recognized here that good heat transfer from the respective medium line or heat conducting plate to the filled granular adsorption material can be achieved if the geometric design of the heat exchanger or its heating section is such that all elements, including the medium lines and, if present, also the heat conducting plates, are surrounded by the adsorption material from as many sides as possible, as long as they are free.
Erfindungsgemäß wird auch ein Druckgassystem zum Bereitstellen getrockneten Druckgases, insbesondere Druckluft, mit einem Adsorptionstrockner vorgeschlagen, wobei das Druckgassystem einen Kompressor zum Erzeugen des Druckgases aufweist, der Kompressor unter Verwendung eines Kompressoröls betrieben wird und der Wärmetauscher mit dem Kompressor verbunden ist, um das Kompressoröl oder einen Teil davon als Wärmeträgermedium zu verwenden.According to the invention, a compressed gas system for providing dried compressed gas, in particular compressed air, with an adsorption dryer is also proposed, wherein the compressed gas system has a compressor for generating the compressed gas, the compressor is operated using a compressor oil and the heat exchanger is connected to the compressor in order to use the compressor oil or a part thereof as a heat transfer medium.
Hier wurde besonders erkannt, dass ein Kompressor, der besonders in bekannter Weise betrieben werden kann, Kompressoröl verwendet, das beim Verdichten des Druckgases, insbesondere beim Verdichten der Luft zu Druckluft, erwärmt wird. Ein solches erwärmtes Kompressoröl ist wieder zu kühlen, um insgesamt eine Überhitzung des Kompressors zu vermeiden. Ein weiterer Vorteil der Abkühlung des Öls ist, dass die Effizienz des Kompressors und damit der Verdichtung erhöht wird.It was particularly recognized here that a compressor that can be operated in a known manner uses compressor oil that is heated when the compressed gas is compressed, in particular when the air is compressed to form compressed air. Such heated compressor oil must be cooled again in order to prevent the compressor from overheating. Another advantage of cooling the oil is that the efficiency of the compressor and thus of the compression is increased.
Dazu kann das Kompressoröl als Wärmeträgermedium für den Wärmetauscher verwendet werden. Dort kann Wärme von dem Kompressoröl an das Adsorptionsmaterial und das Regenerationsgas abgegeben werden, wodurch das Kompressoröl gekühlt wird. Es kommt aber auch in Betracht, dass dann, wenn die durch den Kompressor in dem Kompressoröl erzeugte Wärme nicht ausreichend ist, das Kompressoröl zusätzlich erwärmt wird, bevor es dem Wärmetauscher zugeführt wird.For this purpose, the compressor oil can be used as a heat transfer medium for the heat exchanger. There, heat can be transferred from the compressor oil to the adsorption material and the regeneration gas which cools the compressor oil. However, it is also possible that if the heat generated by the compressor in the compressor oil is not sufficient, the compressor oil is additionally heated before it is fed to the heat exchanger.
Hier wurde besonders erkannt, dass dadurch der Adsorptionstrockner besonders energetisch effizient betrieben werden kann. Dabei ist der Wärmetauscher daran angepasst, dass das Kompressoröl als Wärmeträgermedium verwendet wird. Insbesondere wird ein innerer Durchmesser des Mediumkanals oder der mehreren Mediumkanäle in der wenigstens einen Mediumleitung so ausgewählt, dass das Kompressoröl, das vergleichsweise zähflüssig sein kann, durch den Wärmetauscher geleitet werden kann.It was particularly recognized here that the adsorption dryer can be operated particularly efficiently in terms of energy. The heat exchanger is adapted so that the compressor oil is used as a heat transfer medium. In particular, an inner diameter of the medium channel or of the several medium channels in the at least one medium line is selected such that the compressor oil, which can be comparatively viscous, can be passed through the heat exchanger.
Erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zum Betreiben eines Druckgassystems vorgeschlagen, das einen Adsorptionstrockner mit wenigstens einem Wärmetauscher aufweist, wobei
- - der Adsorptionstrockner
- - zum Trocknen eines Druckgases, insbesondere Druckluft, vorgesehen ist, und
- - wenigstens einen Druckbehälter aufweist mit
- - einem Adsorptionsmaterial zum Adsorbieren von Feuchtigkeit aus dem Druckgas, das in den Druckbehälter eingefüllt ist,
- - einem Trocknungseinlass zum Einlassen eines Druckgases zum Trocknen,
- - einem Trocknungsauslass zum Auslassen des Druckgases nach dem Trocknen und
- - einer Trocknungsstrecke, die das Druckgas in einem Trocknungsbetrieb vom Trocknungseinlass zum Trocknungsauslass durchströmt, und
- - wenigstens einen Wärmetauscher aufweist, wobei
- - von dem wenigstens einen Wärmetauscher jeweils der Heizabschnitt in dem Druckbehälter angeordnet ist und
- - der Heizabschnitt jeweils von dem Adsorptionsmaterial umgeben ist, wobei das Adsorptionsmaterial als granulares Schüttgut ausgebildet ist. Dazu wird vorgeschlagen, dass
- - der Adsorptionstrockner gemäß einem der vorstehend beschriebenen Aspekte ausgebildet ist, die auf einen Adsorptionstrockner gerichtet sind, und/oder der Wärmetauscher gemäß einem der vorstehend erläuterten Aspekte ausgebildet ist, die auf einen Wärmetauscher gerichtet sind.
- - the adsorption dryer
- - is intended for drying a compressed gas, in particular compressed air, and
- - has at least one pressure vessel with
- - an adsorption material for adsorbing moisture from the compressed gas filled into the pressure vessel,
- - a drying inlet for admitting a compressed gas for drying,
- - a drying outlet for discharging the compressed gas after drying and
- - a drying section through which the compressed gas flows in a drying operation from the drying inlet to the drying outlet, and
- - has at least one heat exchanger, wherein
- - of the at least one heat exchanger, the heating section is arranged in the pressure vessel and
- - the heating section is surrounded by the adsorption material, whereby the adsorption material is designed as a granular bulk material. For this purpose, it is proposed that
- - the adsorption dryer is designed according to one of the aspects described above which are directed to an adsorption dryer, and/or the heat exchanger is designed according to one of the aspects explained above which are directed to a heat exchanger.
Das Verfahren umfasst die Schritte
- - Betreiben des Druckbehälters in einem Trocknungsbetrieb, in dem das Druckgas durch den Druckbehälter vom Trocknungseinlass zum Trocknungsauslass geleitet wird, um Feuchtigkeit an das Adsorptionsmaterial abzugeben, und
- - Betreiben des Druckbehälters in einem Regenerationsbetrieb, in dem ein Regenerationsgas, insbesondere Druckluft, besonders getrocknete Druckluft, durch die Trocknungsstrecke geleitet wird, insbesondere vom Trocknungsauslass zum Trocknungseinlass, sodass das Regenerationsgas durch das Adsorptionsmaterial strömt und entlang eines Heizabschnitts des Wärmetauschers strömt, um Feuchtigkeit aus dem Adsorptionsmaterial aufzunehmen, wobei
- - der Wärmetauscher im Regenerationsbetrieb mit einem Wärmeträgermedium beheizt wird, um Wärme von dem Wärmeträgermedium an das Regenerationsgas und an das Adsorptionsmaterial abzugeben, wobei insbesondere
- - als Wärmeträgermedium Kompressoröl eines Kompressors des Adsorptionstrockners verwendet wird.
- - operating the pressure vessel in a drying operation in which the pressurised gas is passed through the pressure vessel from the drying inlet to the drying outlet to release moisture to the adsorption material, and
- - operating the pressure vessel in a regeneration mode in which a regeneration gas, in particular compressed air, in particular dried compressed air, is passed through the drying section, in particular from the drying outlet to the drying inlet, so that the regeneration gas flows through the adsorption material and flows along a heating section of the heat exchanger to absorb moisture from the adsorption material, wherein
- - the heat exchanger is heated with a heat transfer medium in regeneration mode in order to transfer heat from the heat transfer medium to the regeneration gas and to the adsorption material, in particular
- - compressor oil from a compressor of the adsorption dryer is used as the heat transfer medium.
Das Verfahren ist somit auf ein Betreiben eines Druckgassystems mit Adsorptionstrockner gerichtet. Ein solcher Adsorptionstrockner weist einen Wärmetauscher auf, der in dem Druckbehälter angeordnet ist. Der Adsorptionstrockner und/oder der Wärmetauscher kann wie oben beschrieben ausgebildet sein und auch betrieben werden.The method is therefore directed to operating a compressed gas system with an adsorption dryer. Such an adsorption dryer has a heat exchanger which is arranged in the pressure vessel. The adsorption dryer and/or the heat exchanger can be designed and operated as described above.
Besonders ist vorgesehen, dass der Druckbehälter in einem Trocknungsbetrieb und in einem Regenerationsbetrieb betrieben wird, nämlich nacheinander abwechselnd. Zunächst erfolgt also das Betreiben des Druckbehälters in dem Trocknungsbetrieb, in dem das Druckgas durch den Druckbehälter zum Trocknen geleitet wird. Das Adsorptionsmaterial nimmt dabei Feuchtigkeit aus dem Druckgas auf. Anschließend, wenn das Adsorptionsmaterial entsprechend viel Feuchtigkeit aufgenommen hat, wird der Druckbehälter in dem Regenerationsbetrieb betrieben. Dabei wird die Feuchtigkeit durch das Regenerationsgas dem Adsorptionsmaterial wieder entzogen.In particular, it is intended that the pressure vessel is operated in a drying mode and in a regeneration mode, namely one after the other. First, the pressure vessel is operated in the drying mode, in which the compressed gas is passed through the pressure vessel for drying. The adsorption material absorbs moisture from the compressed gas. Then, when the adsorption material has absorbed a corresponding amount of moisture, the pressure vessel is operated in the regeneration mode. The moisture is then removed from the adsorption material by the regeneration gas.
In diesem Regenerationsbetrieb wird der Wärmetauscher betrieben, der im Trocknungsbetrieb insbesondere inaktiv ist. Im Regenerationsbetrieb erfolgt aber ein Beheizen des Adsorptionsmaterials und damit auch direkt und auch indirekt ein Beheizen des Regenerationsgases, das dadurch mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann, sodass das Adsorptionsmaterial besser getrocknet werden kann.In this regeneration mode, the heat exchanger is operated, which is particularly inactive in the drying mode. In the regeneration mode, however, the adsorption material is heated and thus the regeneration gas is also heated directly and indirectly, which means that it can absorb more moisture so that the adsorption material can be dried better.
Der Wärmetauscher wird dazu im Regenerationsbetrieb mit dem Wärmeträgermedium beheizt, das nämlich dazu durch den Wärmetauscher geleitet wird, insbesondere durch die Mediumleitungen.For this purpose, the heat exchanger is heated in regeneration mode with the heat transfer medium, which is passed through the heat exchanger, in particular through the medium lines.
Es wird besonders vorgeschlagen, dass das Wärmeträgermedium Kompressoröl eines Kompressors ist, der für den Adsorptionstrockner Druckgas erzeugt. Ein Druckgassystem, das synonym auch als Druckgaserzeugungseinrichtung bezeichnet werden kann, mit Adsorptionstrockner, kann dadurch besonders energieeffizient betrieben werden.It is particularly suggested that the heat transfer medium is compressor oil from a compressor that generates compressed gas for the adsorption dryer. A compressed gas system, which can also be referred to synonymously as a compressed gas generation device, with an adsorption dryer can thus be operated in a particularly energy-efficient manner.
Insbesondere sind wenigstens zwei Druckbehälter in einem solchen Adsorptionstrockner vorhanden, die wechselseitig betrieben werden, sodass im Wesentlichen ein Druckbehälter im Trocknungsbetrieb betrieben wird, während der andere Druckbehälter im Regenerationsbetrieb betrieben wird. Diese Betriebsarten können sich dann für die beiden Druckbehälter abwechseln. Dadurch kann auch das Kompressoröl des Kompressors des Adsorptionstrockners im Grunde ständig zum Beheizen jeweils eines Wärmetauschers in einem der Druckbehälter verwendet und dadurch gekühlt werden. Es wird dazu jeweils demjenigen Wärmetauscher zugeführt, dessen Druckbehälter im Regenerationsbetrieb arbeitet.In particular, there are at least two pressure vessels in such an adsorption dryer, which are operated alternately, so that essentially one pressure vessel is operated in drying mode, while the other pressure vessel is operated in regeneration mode. These operating modes can then alternate for the two pressure vessels. This means that the compressor oil of the compressor of the adsorption dryer can basically be used constantly to heat a heat exchanger in one of the pressure vessels and thus cool it. For this purpose, it is fed to the heat exchanger whose pressure vessel is operating in regeneration mode.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren exemplarisch näher erläutert.
-
1 und2 zeigen jeweils einen Adsorptionstrockner in einer funktionalen Darstellung. -
3 ist eine Veranschaulichung einer Raumausnutzung eines Druckbehälters. -
4 veranschaulichen verschiedene mögliche Ausführungsformen eines Wärmetauschers.bis 12 -
13 veranschaulicht eine Bauform eines Druckbehälters mit Ringspalt. -
14 veranschaulicht eine weitere mögliche Form eines Wärmetauschers.
-
1 and2 each show an adsorption dryer in a functional representation. -
3 is an illustration of the space utilization of a pressure vessel. -
4 to 12 illustrate various possible designs of a heat exchanger. -
13 illustrates a design of a pressure vessel with an annular gap. -
14 illustrates another possible form of a heat exchanger.
Der Adsorptionstrockner 102 weist zwei Druckbehälter 7 und 8 auf, die vereinfachend auch als Behälter bezeichnet werden können. Besonders arbeiten diese beiden Druckbehälter 7 und 8 in einem Wechselbetrieb, sodass einer im Trocknungsbetrieb und der andere im Regenerationsbetrieb arbeitet. Dazu kann durch entsprechende Stellung der Ventile 5 und 6 das Druckgas zur Trocknung im Trocknungsbetrieb entsprechend einem der beiden Behälter 7 und 8 zugeführt werden.The
Jeder der beiden Behälter 7 und 8 weist jeweils einen oberen Teil 7a bzw. 8a und einen unteren Teil 7b bzw. 8b auf. Beide Behälter sind mit einem Adsorptionsmaterial befüllt, das als granulares Material angedeutet ist.Each of the two
Beide Behälter 7 und 8 weisen jeweils einen Trocknungseinlass 103 zw. 104 auf, sowie jeweils einen Trocknungsauslass 105 bzw. 106. In der gezeigten Ausführungsform sind somit die Trocknungseinlässe 103 und 104 unten angeordnet und die Trocknungsauslässe 105 und 106 oben. Im Trocknungsbetrieb strömt somit die zu trocknende Druckluft von unten nach oben und die Regenerationsluft von oben nach unten.Both
Der jeweils untere Teil 7b bzw. 8b der Behälter 7 bzw. 8 kann mittels einer Heizung 16 bzw. 17 beheizt werden, die somit jeweils eine Heizeinrichtung bilden. Strömt Druckluft somit vom Trocknungseinlass 103 bzw. 104 ein, strömt sie zunächst durch den Heizbereich, wobei dieser im Trocknungsbetrieb allerdings ausgeschaltet ist, und dann durch den oberen Teil 7a bzw. 8a. Im Regenerationsbetrieb strömt die Regenerationsluft von oben nach unten, strömt also am Trocknungsauslass 105 bzw. 106 ein, durchströmt erst den oberen Teil 7a bzw. 8a und dann den unteren Teil 7b bzw. 8b, der den Heizbereich aufnimmt bzw. bilden kann. Im Regenerationsbetrieb ist jeweils die Heizung 16 bzw. 17 im Betrieb.The
Im Trocknungsbetrieb strömt die getrocknete Druckluft entweder aus dem Trocknungsauslass 105 oder dem Trocknungsauslass 106 aus, je nachdem, welcher der beiden Behälter 7 und 8 im Trocknungsbetrieb arbeitet, und strömt im Wesentlichen zum Ventil 12, das auch als Auslassventil bezeichnet werden kann, und von dort zum Trockneraustritt 13, nämlich zum Austritt der Adsorptionsvorrichtung 102 insgesamt. Es kann sich allerdings noch ein Zusatzbehälter mit Adsorptionsmaterial anschließen, um Schwankungen des Feuchtigkeitsgrades der getrockneten Druckluft auszugleichen, was gemäß einer Ausführungsform vorgesehen ist, hier der Einfachheit halber aber nicht dargestellt ist.In drying mode, the dried compressed air flows out either from the drying
Gleichzeitig wird ein Teil der getrockneten Druckluft vor dem Ventil 12 durch Drosseln 10 und 11 geführt, von denen eine oder beide den Druck der getrockneten Druckluft absenken, insbesondere auf etwa Umgebungsdruck. Welche der beiden Drosseln 10 oder 11 den Druck absenkt bzw. welche eine Druckabsenkung in welcher Höhe durchführt, hängt davon ab, welcher der beiden Behälter 7 und 8 im Trocknungsbetrieb und welcher im Regenerationsbetrieb ist. Jedenfalls wird über diese beiden Drosseln 10 und 11, gesteuert durch das dazwischen angeordnete Ventil 9, ein Teil der getrockneten Druckluft von dem Behälter, der im Trocknungsbetrieb arbeitet, zu dem Behälter übergeleitet, der im Regenerationsbetrieb arbeitet.At the same time, part of the dried compressed air is led through
Der Behälter, der im Regenerationsbetrieb arbeitet, erhält somit Regenerationsluft am Trocknungsausgang 105 bzw. 106, die den jeweiligen Behälter 7 bzw. 8 durchströmt, dabei den unteren Teil 7b bzw. 8b durchströmt, der als Heizbereich angesehen werden kann, und die schließlich am Trocknungseinlass 103 bzw. 104 ausströmt. Von dort kann die Regenerationsluft über das Ventil 18 bzw. 19 und einen nachgeschalteten Schalldämpfer 20 bzw. 21 an die Umgebung abgelassen werden.The container operating in regeneration mode thus receives regeneration air at the drying
Eine mögliche Ausführungsform ist somit in vereinfachter Form in
Ebenso kann die Temperatur bzw. ein Temperaturniveau des Öls erhöht werden, indem das gesamte Öl, oder Teile davon, am Öl-Wärmetauscher 2 des Kompressors vorbeigeführt werden, im Sinne eines Bypasses, und somit mit höherer Temperatur dem Verdichterblock zugeführt wird.Likewise, the temperature or a temperature level of the oil can be increased by leading the entire oil, or parts of it, past the
Eine besonders effiziente Ausführungsform, die die Abwärme des Verdichtungsprozesses nutzt, ist in
Die Heizungen 16 und 17 können mit warmen Öl aus dem Kompressor durchströmt werden, indem die Ventile 14 oder 15 geöffnet werden. Wenn keine der beiden Heizungen aktiv ist, werden die Ventile 14 und 15 geschlossen und stattdessen das Ventil 22 geöffnet.The
Es wurde erkannt, dass für Druckluftanwendungen Druckbehälter üblicherweise in runder Ausführung gestaltet werden, da hierdurch eine verhältnismäßig dünne Wandstärke bei entsprechenden Betriebsdrücken möglich ist. Dies spart unter anderem Kosten und Gewicht der Druckbehälter. Da der Wärmetauscher innerhalb eines Druckbehälters positioniert ist, wird vorgeschlagen, dass die Geometrie des Wärmetauschers eine zum Druckbehälter kompatible Form aufweist. Im Bereich, für den eine Beheizung angestrebt wird, sollen möglichst wenig bzw. keine Gebiete verbleiben, in die nur ein ungenügender Wärmeeintrag möglich ist, z. B., wenn Elemente des Wärmetauschers von dort zu weit entfernt sind. Dies würde die Effizienz des Regenerationsbetriebes verschlechtern. Folglich sollten mit dem Wärmetauscher alle zu beheizenden Bereiche gut erreicht werden, insbesondere in zur Strömung senkrechter Richtung. Eine Verwendung eines quaderförmigen Wärmetauschers innerhalb eines runden Druckbehälters ist somit weniger geeignet, was durch die
Alternativ könnten Bereiche, in die vom Wärmetauscher nicht genügend gut Wärme eingetragen werden kann, verblockt werden, also mit Füllkörper oder Ähnlichem versehen werden, um diese für die Nutzung des Füllens mit Trockenmaterial nicht mehr zur Verfügung zu stellen, was die vier seitlichen grauen Bereiche in
Es wurde erkannt, dass die einzelnen Elemente des Wärmetauschers, insbesondere die Mediumleitungen, zueinander einen geeigneten Abstand haben sollten. Ist dieser zu groß, verschlechtert sich der Wärmeeintrag in das durchströmte Trockenmittel und der Regenerationsbetrieb wird bei gleichbleibendem Regenerationsluftstrom weniger effektiv. Ist der Abstand zu klein, verbleibt wenig dazwischen befindlicher Raum für das Trockenmittel. Insbesondere bei einer Trockenmittel-Schüttung in Granulat-Form ist ein zu kleiner Abstand der Wärmetauscher-Elemente nachteilig, da eine Befüllung bzw. Entleerung mit dem Granulat dann erschwert wird, bzw. sich auch Trockenmittelperlen verklemmen können und ein Befüllen bzw. Entleeren gar nicht mehr möglich ist.It was recognized that the individual elements of the heat exchanger, especially the medium lines, should be spaced a suitable distance from each other. If this distance is too large, the heat input into the desiccant flowing through it is reduced and the regeneration operation becomes less effective with a constant regeneration air flow. If the distance is too small, there is little space between the elements for the desiccant. In particular, with a desiccant in granulate form, a distance between the heat exchanger elements that is too small is disadvantageous, as filling or emptying the granulate is then made more difficult, or desiccant beads can become jammed and filling or emptying is no longer possible.
Geeignete Werte des Abstands zwischen einzelnen Elementen des Wärmetauschers beginnen bei ca. etwas mehr als dem einfachen Wert des Trockenmittel-Durchmessers, bzw. des maximalen Granulatdurchmessers bei einer polydispersen Schüttung. Eine sinnvolle Obergrenze des Abstands liegt bei ca. dem zwei- bis dreifachen Wert des besagten Durchmessers, also bei dem zweifachen oder dreifachen der maximalen Korngröße. Mit Abstandswerten oberhalb ist weiterhin ein Wärmeeintrag möglich, dieser wird jedoch im Vergleich weniger stark ausgeprägt sein.Suitable values for the distance between individual elements of the heat exchanger start at approximately slightly more than the simple value of the desiccant diameter, or the maximum granulate diameter in the case of a polydisperse bed. A sensible upper limit for the distance is approximately two to three times the value of the said diameter, i.e. two or three times the maximum grain size. With distance values above this, heat input is still possible, but this will be less pronounced in comparison.
Die einzelnen Elemente des Wärmetauschers sollen eine möglichst geeignete Geometrie, also insbesondere eine große Oberfläche haben, um aufgrund der vergleichsweise moderaten Temperatur des erhitzten Öls dennoch einen geeigneten Wärmeeintrag in den umliegenden Bereich, also den Bereich mit durchströmtem Trockenmittel, zu erreichen.The individual elements of the heat exchanger should have the most suitable geometry, In particular, they must have a large surface area in order to achieve a suitable heat input into the surrounding area, i.e. the area through which the desiccant flows, due to the comparatively moderate temperature of the heated oil.
Idealerweise sollten möglichst wenig Elemente des Wärmetauschers in Strömungsrichtung des Regenerationsgases, also in Längsrichtung, als durchgehende Einheit ausgeprägt sein, insbesondere bei Einsatz von Trockenmittel in Granulat-Form. Solche Flächen können als zusätzliche Wände des Bereichs der Schüttung angesehen werden. Der Lückengrad der Schüttung nimmt zur Wand hin zu und erreicht dort den Wert 1. Somit bildet sich in Wandnähe eine etwas überhöhte Geschwindigkeit, was zu Lasten des Adsorptionsgleichgewichts zwischen dem durchströmenden Gas, insbesondere der durchströmenden Luft und dem Trockenmittel geht. Folglich verschlechtern sich die Trocknungs- und Regenerationseigenschaften des Aufbaus.Ideally, as few elements of the heat exchanger as possible should be designed as a continuous unit in the direction of flow of the regeneration gas, i.e. in the longitudinal direction, especially when using desiccant in granulate form. Such surfaces can be seen as additional walls of the bed area. The gap ratio of the bed increases towards the wall and reaches the value 1 there. This creates a slightly excessive speed near the wall, which is detrimental to the adsorption equilibrium between the gas flowing through, in particular the air flowing through, and the desiccant. As a result, the drying and regeneration properties of the structure deteriorate.
Aufgrund der erhöhten Viskosität von Öl im Vergleich zu z. B. Wasser ist auf eine geeignete Dimensionierung der Kanalabmessungen innerhalb des Wärmetauschers zu achten, um den Druckverlust des Öls in einer geeigneten Größenordnung zu halten. Es wird vorgeschlagen, unter dieser Berücksichtigung den wenigstens einen Mediumkanal zu wählen. Due to the increased viscosity of oil compared to water, for example, it is important to ensure that the channel dimensions within the heat exchanger are appropriately dimensioned in order to keep the pressure loss of the oil within a suitable range. It is suggested that at least one medium channel be selected with this in mind.
Kernaspekte der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den begleitenden Figuren erläutert:
- Es wird ein Wärmetauscher für einen runden Bauraum vorgeschlagen, was sich wie weiter oben beschrieben für den Einsatz innerhalb eines Druckbehälters vorteilhaft auswirkt. Es wird ein Wärmetauscher so ausgeführt, dass ein Befüllen und Entleeren dessen Zwischenräume mit Trockenmittel-Granulat möglich ist, aber auch wiederum ein genügender Wärmeeintrag in diese Trockenmittel-Schüttung möglich ist. Der Wärmetauscher kann aus Microchannel-Profilen bestehen, die gebogen sind, um einen Wärmetauscher für einen runden Bauraum zu bilden. Die Vorteile dieser Profile sind weiter oben beschrieben bzw. ergeben sich aus den erkannten und beschriebenen Nachteilen des Standes der Technik. Ebenso kann der Wärmetauscher als Lamellenwärmetauscher ausgeführt sein. Der hier vorgeschlagene Wärmetauscher spezieller Bauform kann auch als Wärmetauscher spezieller Bauform bezeichnet werden, weil er auch die Bauform des Druckbehälters berücksichtigt, die sich auch auf seine Bauform auswirkt. Er ist auch für die Anwendung in neuartigen Adsorptions-Trocknungsverfahren vorgesehen, wie es weiter oben beschrieben wurde.
- A heat exchanger for a round installation space is proposed, which, as described above, is advantageous for use within a pressure vessel. A heat exchanger is designed in such a way that the spaces between it can be filled and emptied with desiccant granules, but also that sufficient heat can be introduced into this desiccant filling. The heat exchanger can consist of microchannel profiles that are bent to form a heat exchanger for a round installation space. The advantages of these profiles are described above or result from the recognized and described disadvantages of the prior art. The heat exchanger can also be designed as a plate heat exchanger. The heat exchanger of special design proposed here can also be referred to as a heat exchanger of special design because it also takes into account the design of the pressure vessel, which also affects its design. It is also intended for use in new adsorption drying processes, as described above.
Ein geeigneter Wärmetauscher spezieller Bauform für die Anwendung in neuartigen Adsorptions-Trocknungsverfahren ist in
Der Zwischenabstand 1208 kann wenigstens 6 mm, vorzugsweise wenigstens 9 mm, insbesondere wenigstens 15 mm betragen und/oder eine Schüttung von dem granularen Adsorptionsmaterial 1280 mit einer maximalen Korngröße von bis zu 12 mm, vorzugsweise bis zu 8 mm, insbesondere bis zu 5 mm in dem Zwischenabstand 1208 zulassen.The
Die Mediumleitungen 1202 werden hier parallel durchströmt, nämlich vom Zuleitungskanal 1204 zum Ableitungskanal 1206. Exemplarisch ist granulares Adsorptionsmaterial 1280 eingezeichnet, das im vollständig bestückten Druckbehälter, in den der Wärmetauscher 1200 einzusetzen ist, den Wärmetauscher vollständig umgeben soll. Hier ist es nur zur Veranschaulichung eingezeichnet, um zu zeigen, dass das granulare Adsorptionsmaterial sowohl in horizontaler, als auch in vertikaler Richtung zwischen den Mediumleitungen 1202 bzw. den Mediumleitungsabschnitten 1202 angeordnet ist und dadurch jede Mediumleitung 1202 umgeben kann.The
Die Mediumleitungen 1202 in
Durch ein für alle Microchannel-Profile gemeinsames Sammelrohr als Fluid-Eintritt, also den Zuleitungskanal 1204 und ein gemeinsames Sammelrohr als Fluid-Austritt, also Ableitungskanal 1206, wird ermöglicht, dass alle Mediumkanäle, die hier als Microchannel-Kanäle ausgebildet sein können, und die in den Mediumleitungen 1202 ausgebildet sind bzw. die die Mediumleitungen 1202 bilden, parallel durchströmt werden. Dies wirkt sich vorteilhaft auf den Druckverlust aus, verglichen mit einer seriellen Durchströmung aller Kanäle, insbesondere bei einer Nutzung von Öl als durch die Kanäle strömendes Fluid. In einer abweichenden Ausführung können die Profile in den Sammelrohren jedoch auch so verbunden sein, dass teils oder komplett eine serielle Durchströmung möglich ist.A common manifold for all microchannel profiles as a fluid inlet, i.e. the
Die Sammelrohre können in kreisrunder Ausführung als Rohre, oder auch in beliebig davon abweichender Ausführung gestaltet sein, was beispielhaft in
Die Abstände zwischen den Mediumleitungen bzw. Mediumleitungsabschnitten des Wärmetauschers 1400 können denen entsprechen, die zu dem Wärmetauscher 1200 der
Das Verbinden der Profile mit den Sammelrohren kann vor oder nach dem Umformen der Profile stattfinden, hierfür kann z. B. das stoffschlüssige Fügeverfahren Löten eingesetzt werden.The profiles can be connected to the manifolds before or after the profiles are formed; for example, the material-locking joining process of soldering can be used for this purpose.
Eine weitere Ausführung ist derart gestaltet, dass die Sammelrohre im Außenbereich des Wärmetauschers positioniert sind, was
Eine weitere Ausführung ist in
Eine weitere Ausführung ist derart gestaltet, dass konzentrische Kreisringe aus Microchannel-Profilen verwendet werden, die die Mediumleitungen 1702 bilden, deren Sammelrohre z. B. aus stranggepressten Doppelrohren bestehen, siehe
Eine weitere Ausführung eines Wärmetauschers spezieller Bauform kann eine Mäanderform sein, siehe
Eine weitere Ausführung eines Wärmetauschers spezieller Bauform zur Verwendung in neuartigen Adsorptionstrocknungsverfahren und den dortigen Wärmeaustausch zum durchströmten Trockenmittel kann als Lamellenwärmetauscher ausgeführt werden, und ist in
Ein Wärmetauscher spezieller Bauform für die Anwendung in neuartigen Adsorptions-Trocknungsverfahren, der für einen ringförmigen Bauraum geeignet ist, ist auf Basis des Wärmetauschers 1200 nach
Ein solch gestalteter Wärmetauscher kann z. B. für Druckbehälter eingesetzt werden, die ringförmig gestaltet sind oder z. B. deren Inneres verblockt wird, oder durch eine runde, zur Behälterachse gegebenenfalls koaxiale Trennwand unterteilt wird, wie das in
Die koaxiale Trennwand 2126 ist dort im unteren Bereich mit dem Behälter 2120 verbunden und erzwingt eine Durchströmung des Behälters zuerst in einem Bereich, nachfolgend im davon abgetrennten Bereich. Beide Bereiche sind im oberen Teil des Druckbehälters miteinander verbunden, ein Behälter kann aber auch so gestaltet sein, dass die Verbindung der beiden Bereiche im unteren Teil des Behälters erfolgt. Mit den Pfeilen wird für den dargestellten Aufbau beispielhaft die Strömungsrichtung während der Adsorption, also im Trocknungsbetrieb dargestellt, die Regeneration findet hier in umgekehrter Strömungsrichtung statt. Der ringförmig ausgeführte Wärmetauscher 2100 spezieller Bauform wird in der
Zur Verwendung in neuartigen Adsorptionstrocknungsverfahren und den dortigen Wärmeaustausch zum durchströmten Trockenmittel kann für einen solchen Bauraum auch ein ringförmiger Lamellenwärmetauscher eingesetzt werden, der in der
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 4898599 [0009]US 4898599 [0009]
Claims (17)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102023108228.0A DE102023108228A1 (en) | 2023-03-30 | 2023-03-30 | heat exchanger of an adsorption dryer |
| EP24715763.9A EP4688302A1 (en) | 2023-03-30 | 2024-03-27 | Heat exchanger of an adsorption dryer |
| CN202480023066.4A CN121152692A (en) | 2023-03-30 | 2024-03-27 | Heat exchanger of adsorption dryer |
| PCT/EP2024/058238 WO2024200504A1 (en) | 2023-03-30 | 2024-03-27 | Heat exchanger of an adsorption dryer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102023108228.0A DE102023108228A1 (en) | 2023-03-30 | 2023-03-30 | heat exchanger of an adsorption dryer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102023108228A1 true DE102023108228A1 (en) | 2024-10-02 |
Family
ID=90628343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102023108228.0A Pending DE102023108228A1 (en) | 2023-03-30 | 2023-03-30 | heat exchanger of an adsorption dryer |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4688302A1 (en) |
| CN (1) | CN121152692A (en) |
| DE (1) | DE102023108228A1 (en) |
| WO (1) | WO2024200504A1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3338922A1 (en) * | 1983-10-27 | 1985-05-09 | Joachim 8269 Burgkirchen Grabietz | Heat exchanger |
| US4898599A (en) | 1989-05-12 | 1990-02-06 | Pneumatic Products Corporation | Desiccant gas drying system |
| US5485675A (en) * | 1992-10-02 | 1996-01-23 | California Institute Of Technology | Process for producing an activated carbon adsorbent with integral heat transfer apparatus |
| EP1180656A1 (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-20 | Renzmann + Grünewald GmbH | Spiral heat exchanger |
| DE202014002477U1 (en) * | 2013-03-22 | 2014-06-17 | Wieland-Werke Ag | heat exchangers |
| EP4130628A1 (en) * | 2020-01-03 | 2023-02-08 | Raytheon Technologies Corporation | Gas turbine engine heat exchanger for annular flowpaths |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3850592A (en) * | 1972-11-24 | 1974-11-26 | Deltech Eng Inc | Heat pump dryer |
| SE400368B (en) * | 1975-04-14 | 1978-03-20 | Parca Norrahammar Ab | HEAT EXCHANGER |
| DE10000288C1 (en) * | 2000-01-07 | 2001-05-10 | Renzmann Und Gruenewald Gmbh | Spiral heat exchanger; has spiral elements for at least two media, each with central tube and spiralled multichannel profile sealingly connected to slots in central tube and having tapered sealed end |
| IT1393386B1 (en) * | 2008-07-24 | 2012-04-20 | Mta Spa | DRYER FOR GAS COMPRESSED AND PRODUCTION METHOD OF SUCH EXCHANGER |
| DE102010042504A1 (en) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | Behr Gmbh & Co. Kg | heat exchangers |
| US20200217522A1 (en) * | 2019-01-09 | 2020-07-09 | Nathaniel S. Roady | Cylindrical air handler and cylindrical refrigerant coil |
-
2023
- 2023-03-30 DE DE102023108228.0A patent/DE102023108228A1/en active Pending
-
2024
- 2024-03-27 WO PCT/EP2024/058238 patent/WO2024200504A1/en not_active Ceased
- 2024-03-27 CN CN202480023066.4A patent/CN121152692A/en active Pending
- 2024-03-27 EP EP24715763.9A patent/EP4688302A1/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3338922A1 (en) * | 1983-10-27 | 1985-05-09 | Joachim 8269 Burgkirchen Grabietz | Heat exchanger |
| US4898599A (en) | 1989-05-12 | 1990-02-06 | Pneumatic Products Corporation | Desiccant gas drying system |
| US5485675A (en) * | 1992-10-02 | 1996-01-23 | California Institute Of Technology | Process for producing an activated carbon adsorbent with integral heat transfer apparatus |
| EP1180656A1 (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-20 | Renzmann + Grünewald GmbH | Spiral heat exchanger |
| DE202014002477U1 (en) * | 2013-03-22 | 2014-06-17 | Wieland-Werke Ag | heat exchangers |
| EP4130628A1 (en) * | 2020-01-03 | 2023-02-08 | Raytheon Technologies Corporation | Gas turbine engine heat exchanger for annular flowpaths |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024200504A1 (en) | 2024-10-03 |
| CN121152692A (en) | 2025-12-16 |
| EP4688302A1 (en) | 2026-02-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69209817T2 (en) | Evaporator or evaporator / condenser | |
| DE3856032T3 (en) | Heat exchanger with improved condensate collection | |
| EP1279805B1 (en) | Air-cooled intake air cooler | |
| DE3650648T2 (en) | Condenser with a small hydraulic diameter flow path. | |
| EP2708708B1 (en) | Exhaust gas heat exchanger | |
| DE112012004988T5 (en) | heat exchangers | |
| EP0131270A1 (en) | Absorber using a solid for an absorption cycle | |
| DE112019003711B4 (en) | Integrated liquid/air cooled condenser and low temperature cooler | |
| EP2708711B1 (en) | Exhaust gas heat exchanger | |
| DE112013004141T5 (en) | Heat exchanger for cold storage | |
| EP2256451B1 (en) | Heat storage device | |
| DE102013217287A1 (en) | Internal heat exchanger for refrigerant circuit for air conditioning system for motor car, has refrigerant-carrying tubes for transferring refrigerant heat from high pressure side to low pressure side, and are placed one above other | |
| DE102004035818A1 (en) | Heat exchanger with latent storage | |
| EP2558186A1 (en) | Refrigerant dryer, in particular compressed air refrigerant dryer, and heat exchanger for a refrigerant dryer, in particular a compressed air refrigerant dryer | |
| DE102007015146B4 (en) | Aluminum system radiator | |
| DE112017001907T5 (en) | Energy recovery unit for vehicle use | |
| WO2013092601A2 (en) | Modular heat exchanger | |
| EP1272804A2 (en) | Heat exchanger for a co2 vehicle air conditioner | |
| DE102023108228A1 (en) | heat exchanger of an adsorption dryer | |
| DE102019132955B4 (en) | Heat exchanger with integrated dryer and plate for a plate heat exchanger | |
| DE202014101213U1 (en) | Heizkühlmodul | |
| WO2005085737A1 (en) | Device for exchanging heat and method for the production of said device | |
| DE19734690C2 (en) | Heat exchangers, for example air-cooled intercoolers | |
| EP1734324A2 (en) | Variable internal heat exchanger | |
| DE112016004451B4 (en) | cold storage heat exchanger |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R163 | Identified publications notified |