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DE20008740U1 - Heißluft-Trockeneinrichtung - Google Patents

Heißluft-Trockeneinrichtung

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DE20008740U1
DE20008740U1 DE20008740U DE20008740U DE20008740U1 DE 20008740 U1 DE20008740 U1 DE 20008740U1 DE 20008740 U DE20008740 U DE 20008740U DE 20008740 U DE20008740 U DE 20008740U DE 20008740 U1 DE20008740 U1 DE 20008740U1
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heat exchanger
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heat
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F23/00—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing
    • B41F23/04—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing by heat drying, by cooling, by applying powders
    • B41F23/0403—Drying webs
    • B41F23/0423—Drying webs by convection
    • B41F23/0426—Drying webs by convection using heated air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00—Heating arrangements
    • F26B23/001—Heating arrangements using waste heat
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Description

DR. ULRICH OSTERTAG DR. REINHARD OSTERTAG
ElBENWEG 10 D-70597 STUTTGART TEL. +49-71 1-766845 FAX +49-711-7655701
Heißluft-Trockeneinrichtung
Anmelder: Hans G. Platsch Kupferstr. 40
70565 Stuttgart Anwaltsakte: 7050.8
TIT.02-019
7050.8 - 1 - 16.05.2000
Heißluft-Trockeneinrichtung
05
Die Erfindung betrifft eine Heißluft-Trockeneinrichtung zum Trocknen von Druckerzeugnissen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige bekannte Trockeneinrichtungen haben in der Regel ein Heizregister mit elektrisch betriebenen Heizstäben, an welchen die Trockenluft durch ein Gebläse vorbeibewegt wird.
Bei diesen bekannten Heißluft-Trockeneinrichtungen muß die gesamte Heizleistung dem elektrischen Netz entnommen werden. Nun gibt es in einer Druckerei oft Aggregate, die ihrerseits Abwärme bereitstellen. Eine derartiges Aggregat ist z.B. eine Verdichtereinheit, welche Blasluft bereitstellt, die zum Führen der Druckbogen bzw. Druckbahnen in der Druckmaschine benötigt wird. In modernen Druckereien muß diese Verdichtereinheit typischerweise etwa 5 000 cbm Luft pro Stunde bereitstellen. Die Verdichter der Verdichtereinheit haben typischerweise eine Anschlußleistung von 3 0 kW oder mehr. Ein großer Teil dieser Leistung fällt in Form von Wärme an. Diese muß der Blasluft entzogen werden, da diese zum Gebrauch keine höhere Temperatur als Raumtemperatur aufweisen soll. Die entsprechende Wärmemenge muß abgeführt wer-0 den, was Aufwand bedeutet und einen Energieverlust darstellt.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine Heißluft-Trockner einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß sie zumindest teilweise von
AUN.245-007 - 2 -
7050.8 - 2 - 16.05.2000
Abwärme versorgt wird, die in der Blasluft-Verdichtereinheit anfällt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Heißluft-Trocknereinrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Verwendet man als Wärmeträger gemäß Anspruch 2 Wasser, so hat man einerseits eine hohe Wärmetransportkapazität, andererseits ist Wasser als Wärmeträger von seiner chemischen Natur her unkritisch, und man kann auf bewährte Leitungselemte, Pumpen und Steuerungskomponenten zurückgreifen.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 gestattet es, einerseits die Blasluft auf sehr niedere Temperatur 0 herunterzukühlen, andererseits im ersten Wärmetauscher Heißluft mit einer ausreichend hohen Prozeßtemperatur bereitzustellen.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 hat den Vorteil, daß man zwei in sich geschlossene Wärmeträger-Kreisläufe hat, zwischen die der die Temperaturübersetzung bewerkstelligende Kältemittelkreislauf geschaltet ist.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 0 wird erreicht, daß auch die am Kältemittelverdichter entstehende Wärmemenge für das Erhitzen der Trockenluft verwendet werden kann.
Gemäß Anspruch 6 kann man auf einfache Weise die Tempera-5 tür des die Trockenluft erwärmenden ersten Wärmetauschers
7050.8 - 3 - 16.05.2000
einstellen.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 gestattet es, etwaige überschüssige Wärmemengen, die seitens der Blasluft-Verdichtereinheit anfallen, zu entsorgen.
Bei einer Trockeneinrichtung gemäß Anspruch 8 kann der Trockenluft-Wärmetauscher dann, wenn keine Trockenluft benötigt wird, als Kühler dienen, über den die von der Blaluft-Verdichtereinheit erzeugte Wärme abgeführt werden kann.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Figur 1: ein Blockschaltbild einer Heißluft-Trockeneinrichtung zusammen mit einer Wärmekopplungseinheit, welche die Abwärme einer Blasluft-Verdich-0 tereinheit aufnimmt und Prozeßwärme mit etwa
70° C bereitstellt; und
Figur 2: eine ähnliche Ansicht wie Figur 1, in welcher eine vereinfachte Heißluft-Trockeneinrichtung
5 wiedergegeben ist.
In Figur 1 ist mit 10 insgesamt eine Verdichtereinheit bezeichnet, welche über eine Wärmekopplungseinheit 12 wärmemäßig mit einer Heizeinheit 14 für Trockenluft 0 gekoppelt ist. Die vorgenannten Einheiten haben jeweils ein Gehäuse 16, 18 bzw. 20, welches die Form eines Schrankes hat.
Die Verdichtereinheit 10 umfaßt beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel drei parallel geschaltete Verdich-
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ter 22, die Luft aus der Umgebung oder aus dem Außenraum des Gebäudes, in welchem die Anlage aufgestellt ist, ansaugen. Die Ausgänge der Verdichter 22 sind mit einer gemeinsamen Blasluft-Auslaßleitung 24 verbunden. Diese führt zu verschiedenen Blasluftverbrauchern einer Druckmaschine, die in Figur 1 nicht wiedergegeben sind, insbesondere die Bogenführungseinrichtung für die Druckbogen und Druckbahnen. Die Blasluft-Auslaßleitung 24 steht mit der Primärseite eines Luft/Wasser-Wärmetauschers 26 (Blasluft-Wärmetauscher) in Verbindung. Die Sekundärseite des Luft/Wasser-Wärmetauschers 26 ist einlaßseitig mit einer Rücklaufleitung 28 und auslaßseitig mit einer Speiseleitung 30 verbunden, in welche ein Umwälzpumpe eingefügt ist. Die Speiseleitung 30, an welche ein Ausdehnungsgefäß 34 angeschlossen ist, führt zur Primärseite eines Wasser/Kältemittel-Wärmetauschers 36, der das ihm zugefühte Wasser an die Rücklaufleitung 28 abgibt.
Die Sekundärseite des Wasser/Kältemittel-Wärmetauschers 0 3 6 ist als Verdampfer ausgebildet und der Gasauslaß der Sekundärseite ist über eine Saugleitung 3 8 mit einem Kältemittelverdichter 40 verbunden. Dessen Aulaß ist mit der Primärseite eines Kältemittel/Wasser-Wärmetauschers 42 verbunden, die zugleich als Kondensator ausgebildet ist. Der Auslaß der Primärseite des Kältemittel/ Wasser-Wärmetauschers ist über eine Leitung 44 für flüssiges Kältemittel mit dem Einlaß der Sekundärseite des Wasser/Kältemittel-Wärmetauschers 32 verbunden.
Die Sekundärseite des Kältemittel/Wasser-Wärmetauschers ist über eine Speiseleitung 46, welche eine Umwälzpumpe 4 8 enthält, mit dem Einlaß eines Wasser/Luftwärmetauschers 50 (Trockenluft-Wärmetauscher) verbunden. Vom Auslaß/Luft-Wärmetauschers 50 führt eine Rücklaufleitung 52 zurück zur Sekundärseite des Kältemittel/Wasser-Wärmetauschers 42.
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Der Wasser/Luft-Wärmetauscher 50 ist als verrippter Kasten ausgebildet und auf seiner Einlaßseite liegt ein Filter 54, welches Verunreinigungen aus der dem Wärmetauscher zugeführten Luft entfernt. Zum Filter 54 führt ein Ansaugschacht 56, der in die Oberseite des Gehäuses 18 ausmündet.
Wie aus Figur 1 ersichtlich ist der Kältemittelverdichter 4 0 räumlich im Ansaugschacht 56 angeordnet, so daß die dem Wasser/Luft-Wärmetauscher 50 durch ein Gebläse 57 zugeführte Luft an ihm vorbeistreicht und ihn kühlt.
Auslaßseitig ist die Stirnfläche des Wasser/Luft-Wärmetauschers 50 mit zwei Sammeltrichtern 58, 60 verbunden, die ihrerseits jeweils mit dem Eingang eines Trockenluftverdichters 62 bzw. 64 verbunden sind. Es versteht sich, daß man in Abwandlung auch nur einen einzigen Trockenluft-Verdichter oder eine größere Anzahl von Trockenluftverdichtern verwenden kann.
Die Speiseleitung 46 und die Rücklaufleitung 52 sind über eine Mischventil 66 gesteuert miteinander verbindbar, welches als Dreiwegeventil gezeigt ist und durch einen Motor 68 verstellt werden kann. Auf diese Weise läßt sich die Temperatur des dem Wasser/Luft-Wärmetauscher 50 zugeführten Wassers einstellen.
In die Speiseleitung 46 ist ein Magnetventil 70 geschaltet, um den Strom durch den Wasser/Luft-Wärmetauscher 50 0 unterbrechen zu können. Zwischen die Speiseleitung 46 und die Rücklaufleitung 52 ist ferner ein Wasser/Luft-Wärmetauscher 72 geschaltet, der durch ein Magnetventil 74 zugeschaltet werden kann. Zwei Gebläse 76, 78 erzeugen einen Kühlluftstrom durch den Wasser/Luft-Wärmetauscher 72. Dieser Wärmetauscher ist zusammen mit den
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Gebläsen 76, 78 auf dem bei 80 angedeuteten Dach der Halle angebracht, in welcher die Druckmaschine steht.
Für den Wasserkreislauf durch den Wasser/Luft-Wärmetauscher 50 ist ein Ausdehnungsgefäß 86 vorgesehen. Ferner kann in die Speiseleitung 46 ein Thermostatventil 88 eingefügt sein, um die Zulauftemperatur des dem Wasser/ Luft-Wärmetauscher 50 zugeführten Heizwassers konstant zu halten.
Um für den Fall, daß unter speziellen Betriebsbedingungen zwar Blasluft aber keine Trockenluft benötigt wird, auf die Kühlleistung des Wärmetauschers 50 für den Kältemittelkreislauf nicht verzichten zu müssen (in diesem Falle müßte der Wärmetauscher 72 so groß ausgelegt werden, daß er die gesamte von den Blasluft-Verdichtern 22 erzeugte Wärme abführen kann) ist der Luft-Ausgang des Wärmetauschers 50 (die Ausgänge der Trichter 58, 60) über motorverstellte Klappen 90, 92 mit einer ins Freie führenden Abluftleitng 94 verbunden.
Typischerweise soll die Blasluft auf der Blasluft-Auslaßleitung mit einer Temperatur bereitgestellt werden, die bei Raumtemperatur liegt oder etwas darunter liegt.
Auch innerhalb des Gehäuses 16 der Verdichtereinheit 10 soll die Lufttemperatur 35° C nicht unterschreiten. Die anfallende Luftmenge beträgt typischerweise 5 000 cbm pro Stunde und die Gesamtleistung der Verdichtereinheit 10 beträgt etwa 30 kW.
Der erste Wasser-Kreislauf, der die Wärmetauscher 26 und 3 6 umfaßt, besorgt die gewünschte Abkühlung der Blasluft. Typischerweise wird in der Speiseleitung 30 eine Temperatur von 30 C erreicht, während die Rücklauftemperatur etwa 10 bis 12° C beträgt.
7050.8 - 7 - 16.05.2000
Im Kältemittelkreislauf wird im Verdampfer des Wasser/ Kältemittel-Wärmetauschers eine Temperatur von typischerweise etwa 10 bis 12 erzielt, während der ausseitige Kältemittel/Wasser-Wärmetauschers 42 auf einer Temperatur von 70 C liegt. Um die betrachteten Wärmemengen auf diese höhere Temperatur zu transportieren ist ein Kältemittelverdichter 40 mit einer Leistung von etwa 10 kW notwendig.
Die im Kondensator des Kältemittel/Wasser-Wärmetauschers 42 erhaltene Temperatur wird über die Speiseleitung 46, ggf. nach Zumischung von Rücklaufwasser und gesteuert durch das Thermostatventil 8.8 auf die gewünschte Prozeßtemperatur eingeregelt, die im Wasser/Luft-Wärmetauscher 50 herrschen soll, typischerweise etwa 60 bis 70 C.
Die im Wasser/Luft-Wärmetauscher 50 auf Prozeßtemperatur erhitzte Luft wird von den Trockenluft-Verdichtern 62, 0 64 verdichtet und wird über isolierte Leitungen 90, 92 an die Trockenluft-Verbraucher geliefert.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 sind Anlagenteile, die oben stehend schon unter Bezugnahme auf Figur 1 erläutert wurden, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen worden. Diese Anlagenteile brauchen nicht nochmals detailliert beschrieben zu werden.
Der Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach Figur 1 besteht darin, daß der auslaßseitige Wasserkreislauf weggelassen ist und der Kondensator des Kältemittelkreislaufes in den Wärmetauscher 50 gelegt wurde.

Claims (8)

1. Heißluft-Trockeneinrichtung zum Trocknen von Druckerzeugnissen, mit einer Wärmequelle (50) und mit einer Gebläseeinheit (57, 62, 64), welche Trockenluft an der Wärmequelle (50) vorbeibewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle einen Trockenluft-Wärmetauscher (50) umfaßt, dessen Primärseite durch einen Wärmeträger mit Wärme beaufschlagt ist, der von der Sekundärseite eines Blasluft- Wärmetauschers (26) her mit Wärme geladen wird, dessen Primärseite mit einem Blasluftstrom beaufschlagt ist, der von einer Blasluft-Verdichtereinheit (10) erzeugt wird, wobei die Skundärseite des Trockenluft-Wärmetauschers (50) mit der Trockenluft in Wärmekontakt steht, und mit einer Pumpeinrichtung (32, 48) zum Umwälzen des Wärmeträgers.
2. Trockeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger Wasser ist.
3. Trockeneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Sekundärseite des Trockenluft-Wärmetauschers (50) und die Sekundärseite des Blasluft-Wärmetauschers (26) eine Wärmepumpeneinheit (36 bis 42) eingefügt ist, welche einen eingangsseitigen als Verdampfer ausgebildeten Wärmetauscher (36) und einen ausgangsseitigen als Kondensator ausgebildeten Wärmetauscher (42) sowie einen Kältemittelverdichter (40) aufweist.
4. Trockeneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator die Primärseite eines Wärmetauschers (42) bildet, dessen Sekundärseite mit dem Trockenluft-Wärmetauscher (50) verbunden ist.
5. Trockeneinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kältemittelverdichter (40) im Ansaugweg des Trockenluft-Wärmetauschers (50) angeordnet ist.
6. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Speiseleitung (46) des Trockenluft-Wärmetauschers (50) ein Mischventil (66) eingefügt ist, welches eine gesteuerte Verbindung zwischen der Rücklaufleitung (52) und der Speiseleitung (46) der Primärseite des Trockenluft-Wärmetauschers (50) herstellen kann.
7. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Primärseite des Trockenluft-Wärmetauschers (50) ein von Kühlluft (76, 78) durchströmter Kühler (72) angeordnet ist und daß der Strömungsweg durch den Kühler (72) durch ein Schaltventil (74) steuerbar ist.
8. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Luft-Ausgang des Trockenluft-Wärmetauschers (50) über Steuermittel (90, 92) mit einer Abluftleitung (94) oder der Umgebung verbindbar ist.
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Legal Events

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