DE-102024003595-A1 - Kondensator zur Wasserrückgewinnung aus Trocknern

Abstract

Ein Kondensator mit einer Mehrzahl von Rohrbündelpaketen (17), die sich um einen zentralen senkrechten Hohlraum herum erstrecken, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum von einem Prisma (19) gebildet wird, wobei sich die Längsachse des Prismas (19) in senkrechter Richtung erstreckt, dass das Prisma eine obere und eine untere polygonale Grundfläche aufweist, wobei die Rohrbündelpakete (17) jeweils einen Querschnitt in Form eines jeweils eines kurze und eine lange Grundseite und zwei Schenkel aufweisenden Trapezes (19) haben und die kurzen Grundseiten (19) jeweils die Kanten des Prismas (20) bilden und die Rohrbündelpakete jeweils Wände aufweisen, die von den Schenkeln der Trapeze (19) gebildet sind.

Inventors

• Christoph Straetmans
• Daniel Markus Hammes
• Torben Buhles
• Sebastian Licht

Assignees

• GRENZEBACH BSH GMBH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241101

Claims (13)

1. Kondensator zur Rückgewinnung von Wasser aus Prozessluft in einer Vorrichtung zum Trocknen von Platten mit einer Mehrzahl von Rohrbündelpaketen (17), die sich um einen zentralen senkrechten Hohlraum herum erstrecken, dadurch gekennzeichnet , dass der Hohlraum von einem im Wesentlichen zylindrischen Körper (20) gebildet wird, wobei sich die Längsachse des Körpers (20) in senkrechter Richtung erstreckt und die Rohrbündelpakete um den Körper (20) herum angeordnet sind.
2. Kondensator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass der zylindrische Körper einen kreisförmigen Querschnitt hat oder dass er ein Prisma (20) ist, das eine obere und eine untere polygonale Grundfläche aufweist, wobei die Rohrbündelpakete (17) jeweils einen Querschnitt in Form eines jeweils eines kurze und eine lange Grundseite und zwei Schenkel aufweisenden Trapezes (18) haben und die kurzen Grundseiten (19) jeweils die Kanten des Prismas (20) bilden und die Rohrbündelpakete jeweils Wände aufweisen, die von den Schenkeln der Trapeze (18) gebildet sind.
3. Kondensator nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass das Prisma eine Grundfläche mit beispielsweise vier bis zwanzig Ecken hat.
4. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die Rohrbündelpakete mit Halte- und Befestigungsmitteln ausgestattet sind.
5. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , dass er turmförmig ausgestaltet.
6. Kondensator nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , dass das Verhältnis der Höhe zum Durchmesser mindestens 1,5 beträgt, insbesondere wenigstens 2 beträgt.
7. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet , dass die Kühl- und Abluft den Kondensator als Kreuzstrom durchströmt.
8. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , dass die Kühlluft von einem, oder mehreren, zentral angeordneten Ventilator(en) (13) von unten angesaugt wird, wobei der Ventilator (13) zentral auf der Mittelachse des Prismas (20) angeordnet ist, das die Rohrbündel (17) bilden.
9. Kondensator nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet , dass der Ventilator (13) als Axialventilator oder als Anordnung mehrerer Axialventilatoren ausgebildet ist.
10. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , dadurch gekennzeichnet , dass die Rohre (16) einen Durchmesser von mehr als 30 mm aufweisen, insbesondere von mehr als 40 mm.
11. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 10 , dadurch gekennzeichnet , dass der Durchmesser der Rohre nicht mehr als 80 mm beträgt.
12. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet , dass die Abluft und die Kühlluft (11) den Kondensator im Kreuzstrom oder im Kreuzgegenstrom durchströmen.
13. Trockner zum Trocknen eines feuchten Gutes, insbesondere von Baustoffplatten oder von Gipsplatten, mit einem Kondensator nach einem der Patentansprüche 1 bis 12 .

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kondensator zur Rückgewinnung von Wasser aus Prozessluft in einer Vorrichtung zum Trocknen von Platten. Die Herstellung von Bauplatten, insbesondere Gipskartonplatten, benötigt große Mengen Wasser. Die beim Trocknen der Platten anfallende feuchte Luft wird in der Regel ungenutzt in die Umgebung abgegeben. Insbesondere in Zeiten zunehmenden Wassermangels wird dieser Wasserverbrauch immer mehr zu einer Herausforderung. Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme mit Hilfe von Wärmetauschern in Trocknern, beispielsweise Gipskartonplatten, sind bereits seit langem bekannt, etwa aus DE 197 01 426 A1. Systeme zum Entfeuchten von Luft finden insbesondere in der Klimatechnik breite Anwendung. Ziel ist dabei jedoch die Aufbereitung der Luft und nicht die Gewinnung von flüssigem Wasser. Kondensatoren zur Gewinnung von Trinkwasser aus der Atmosphäre sind hinreichend bekannt. Bei dieser Anwendung finden sich eine Vielzahl verschiedener Verfahren und technischer Realisierungen, beispielsweise US 3 400 515 A, US 3 498 007 A, US 2006/0279167 A1. Die Rückgewinnung von Wasser aus der Abluft von Industrieanlagen findet in der Regel bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen und Feuchtegehalten statt. WO 2017 058275 A1 betrifft die Wasserrückgewinnung aus der Abluft von Kühltürmen. Die dort beschriebenen Wasserrückgewinnungssysteme aus einem Vor- und einem Nachkühler werden verwendet, um weitgehend gesättigter, feuchter Luft, die aus dem Auslass eines Kühlturms austritt, die Feuchtigkeit zu entziehen. Dies wird durch ein System von Wärmetauschern, welche als Kondensatoren dienen, erreicht. Zur Kühlung der Abluft dient ein externer Kühlkreislauf mit einem Kältefluid Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Kondensator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu verbessern. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe, wie in Anspruch 1 angegeben, gelöst. Durch die Erfindung wird ein auf die Rückgewinnung von Wasser optimierter Kondensator geschaffen. Die Hauptvorteile des erfindungsgemäßen Kondensators bestehen in einer hohen Ausbeute an Kondensat, einem geringen elektrischen Verbrauch, einem geringen Platzbedarf, der auch eine einfache Nachrüstung bei bestehenden Anlagen zur Trocknung von Platten ermöglicht. Durch den einfachen Aufbau werden Investitionskosten geringgehalten, ebenso lässt sich der erfindungsgemäße Kondensator mit geringem Reinigungsaufwand säubern. Der Einsatz von Wärmetauschern zur alleinigen Rückgewinnung von Wasser aus der Abluft von Trocknern ist im Stand der Technik bislang nicht bekannt. Der Kondensator zur Wasserrückgewinnung kann, neben der Installation in Neuanlagen, auch in bestehende Trockner-Anlagen integriert werden, insbesondere in denen, die bereits mit einer Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung ausgestattet sind. Der erfindungsgemäße Kondensator wird als Rohrbündelwärmetauscher ausgeführt. Die feuchte Abluft wird durch Frischluft unter den Taupunkt gekühlt. Durch Verwendung von Umgebungsluft, anstatt des Einsatzes einer Kältemaschine, wird ein niedriger Energieverbrauch angestrebt. Der Kondensator weist somit eine, wenigstens im Wesentlichen, insgesamt ringförmige Anordnung von Rohrbündelpaketen auf, die um einen zylindrischen oder einen im Wesentlichen zylindrischen Hohlkörper angeordnet sind. Vorzugsweise hat der Hohlkörper die Form eines Prismas. Das Prisma hat eine Grundfläche mit beispielsweise vier bis zwanzig Ecken. Durch diese Anordnung wird eine einfache und kostengünstige Bauweise erreicht und die benötigte Grundfläche minimiert. Die Aufteilung der Rohrbündel in trapezförmige Pakete ermöglicht außerdem einen vereinfachten Transport und Montage der Rohrbündel. Der rotationssymmetrische Aufbau des Tauschers ermöglicht außerdem einen ungehinderten und gleichmäßen Frischluftzufluss. Die Rohrbündelpakete sind nur, soweit erforderlich, mit Halte- und Befestigungsmitteln ausgestattet. Seitenwände zwischen den Modulen sind nicht unbedingt erforderlich, so dass Kühlluft die Rohre in den Rohrbündeln von allen Seiten umströmen kann. Der erfindungsgemäße Kondensator ist vorzugsweise turmförmig ausgestaltet, wobei das Verhältnis der Höhe zum Durchmesser vorzugsweise mindestens 1,5 beträgt, in einer besonders bevorzugten Ausführungsform 2. Der Kondensator benötigt somit besonders wenig Aufstellfläche. Der Kondensator gewährleistet eine gute Abführung der Kühlluft; Durch die Abführung der Kühlluft nach oben werden Luftkurzschlüsse weitgehend unterbunden. Die Rohre sind in den Rohrbündeln vorzugsweise vertikal angeordnet. Die Kühl- und Abluft durchströmt den Kondensator vorzugsweise als Kreuzstrom. Dies maximiert die Luftmenge und erhöht die in dem Kondensator wirkende Temperaturdifferenz, wodurch sich auch die Kondensatmenge erhöht. Infolge des einfachen Aufbaus des Kondensators ist keine Luftumlenkung erforderlich. Die Durchströmung der Luft wird dadurch realisiert, dass die mit Feuchtigkeit gesättigte Abluft des Trockners von unten in die Rohre der Rohrbündel eingeleite