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Title:
METHOD AND DEVICE FOR UTILISING THE WASTE HEAT THAT HAS ACCUMULATED DURING THE SUPPLY OF FORCED DRAUGHT/COMPRESSED AIR TO A PRINTING PRESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/068223
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for supplying forced draught/compressed air and drying air to a printing press, whereby the vacuum pumps or compressors required to supply said forced draught/compressed air are arranged together in a room with a separate air supply. The aim of the invention is to homogenise and if possible even condition air, in particular, process air for the printing press, whilst avoiding additional operating costs. To achieve this, the cooling air for the vacuum pumps or compressors is substantially conducted in a circuit, the heated exhaust air of the vacuum pumps and the heated cooling air of the vacuum pumps and compressors is cooled in a heat exchanger and is used to heat drying air that has been separated for this purpose.

Inventors:
HENNING HANS-HEINRICH (DE)
RADERMACHER BERNHARD (DE)
WINKELSTROETER WALTER (DE)
SCHAEFER DIRK (DE)
WERTH MICHAEL (DE)
MOHR WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/002888
Publication Date:
September 20, 2001
Filing Date:
March 15, 2001
Export Citation:
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Assignee:
BECKER KG GEBR (DE)
ELTOSCH TORSTEN SCHMIDT GMBH (DE)
HENNING HANS HEINRICH (DE)
RADERMACHER BERNHARD (DE)
WINKELSTROETER WALTER (DE)
SCHAEFER DIRK (DE)
WERTH MICHAEL (DE)
MOHR WOLFGANG (DE)
International Classes:
B41F23/04; B01D53/26; B41F13/00; F24F3/14; (IPC1-7): B01D53/26; B41F23/04; B41F13/22
Foreign References:
DE29916575U11999-12-16
DE19742827A11999-04-08
DE29503245U11995-04-06
DE20008740U12000-08-24
Attorney, Agent or Firm:
Müller, Enno (Rieder & Partner Corneliusstrasse 45 Wuppertal, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Verfahren zur Saug/Druckluftund Trocknungsluftver sorgung einer Druckmaschine, wobei zur Saug/Druckluft versorgung erforderliche Vakuumpumpen bzw. Verdichter gemeinsam in einem lufttechnisch gesonderten Raum ange ordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluft für die Vakuumpumpen bzw. Verdichter im Wesentlichen im Kreislauf gefuhrt wird, dass die erwärmte Abluft der Vakuumpumpen und die erwärmte Kühlluft der Vakuumpumpen und Verdichter in einem Wärmetauscher gekühlt wird und zur Aufwärmung von hierzu gesonderter Trocknungsluft herangezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluft so weit gekühlt wird, dass bei einer unerwünscht hohen Luftfeuchtigkeit eine Entfeuchtung erreicht wird.
3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn zeichnet, dass die der Abluft entzogene Wärme auf ein höheres Temperaturniveau transformiert wird, zur Aufhei zung der Trocknungsluft.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn zeichnet, dass die Transformierung mittels einer Wärme pumpe durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kühlung und Transformierung mittels eines umlaufenden Kältemittels durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn zeichnet, dass das Kältemittel alternativ zur Aufwärm ung der Trocknungsluft über einen gesonderten Rückküh ler geführt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn zeichnet, dass dem die Trocknungsluft aufheizenden Wärmetauscher ein Nacherhitzer nachgeschaltet ist.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn zeichnet, dass die Trocknungsluft zumindest teilweise aus zuvor, gegebenenfalls bei Durchführung des Verfah rens gemäß Anspruch 1 gewonnener, entfeuchteter Luft besteht.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn zeichnet, dass weitere Wärmequellen insbesondere aus dem Druckprozess zur Aufheizung des Trockners bzw. der Trocknerluft genutzt werden.
10. Anlage zur Saug, Druckluftund Trocknungsluftver sorgung einer Druckmaschine mit einem gesonderten Raum, in welchem Aggregate wie Vakuumpumpen bzw. Verdichter angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine Ausbildung zum Umluftbetrieb in dem gesonderten Raum, einen in den Umluftbetrieb in dem gesonderten Raum eingeschalteten ersten Wärmetauscher zur Kühlung der Umluft und einen zweiten Wärmetauscher außerhalb des gesonderten Raums zur Aufheizung der Trocknungsluft, wobei der erste und der zweite Wärmetauscher über einen KältemittelWärme pumpenkreislauf miteinander verbunden sind.
11. Anlage nach Anspruch 10 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher ein Abzweig zu einer Rückküh lung geschaltet ist.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Nutzung bei einer Sauq-/Druckluftversorqunq an einer Druckmaschine anfal- lenden Abwärme Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Nut- zung der bei einer Saug-/Druckluftversorgung an einer Druckmaschine anfallenden Abwärme, wobei die Saug-bzw.

Druckluft erzeugenden Aggregate gemeinsam in einem lufttechnisch gesonderten Raum angeordnet sind.

Derartige Luft-Versorgungseinrichtungen für Druckmaschi- nen sind bekannt. Es ist auch bekannt, diese in einem lufttechnisch gesonderten Raum anzuordnen, wobei jedoch ein großer Teil der erforderlichen Luft aus der Umge- bung, insbesondere auch aus der Halle, in der die Druck- maschine aufgestellt ist, angesaugt wird. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, diese Aggregate in einem gesonderten Raum außerhalb der Halle aufzustellen und die entsprechende Luftmenge aus dieser Umgebung anzusau- gen.

In allen Fällen ist jedoch nachteilig, dass die ange- saugte Luft nicht immer den Kriterien entspricht, wel- che für den Druckprozess, in Anbetracht insbesondere des dort eingesetzten Papieres, gegeben sind. Vornehm- lich ist auch die Schwankung in den Luftwerten (Tempera- tur, Feuchtigkeit) nachteilig. Soweit aus der Druckma- schinenhalle angesaugt wird, kann dem begegnet werden, wenn die Luft in der Druckmaschinenhalle insgesamt konditioniert, d. h. klimatechnisch vorbereitet wird.

Dies ist allerdings sehr aufwendig. Bei Ansaugung von Außenluft sind die Schwankungen der Luftwerte in der Regel noch stärker. Allerdings kann auch hier, da nur für diese Ansaugung aber noch aufwendiger, eine Konditi-

onierung im Sinne einer Klimatisierung vorgenommen werden.

Daher wird nach einer Möglichkeit gesucht, eine gewisse Vergleichmäßigung, möglichst sogar Konditionierung insbesondere der Prozessluft für die Druckmaschine zu erreichen, wobei gleichwohl möglichst keine Mehrkosten, insbesondere keine Betriebs-Mehrkosten entstehen sollen.

Diese Aufgabe ist zunächst und im Wesentlichen beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abge- stellt ist, dass die nach Durchsetzen der Aggregate abgegebene erwärmte Abluft sowie die Kühlluft mittels eines Wärmetauschers/Kältemittels gekühlt wird, das Kältemittel sodann zur Erhöhung der Temperatur auf ein deutlich höheres Temperaturniveau gebracht wird und weiter in einem zweiten Wärmetauscher für die Trockner benötigte Luft aufheizt. Dieses Verfahren ermöglicht es einerseits, durch die Kühlung der zur Versorgung der Verdichter dienenden Luft, bei Bedarf eine gewisse Konditionierung durchzuführen, nämlich wenn notwendig bis unter den Taupunkt dieser Luft abzukühlen. Zum anderen wird aber die so gewonnene Wärme weiterhin genutzt, also kann an anderer Stelle Kosten ersparen.

Dies im Hinblick auf die bei einer Druckmaschine auch erforderliche Trocknungsluft.

Wesentlich ist auch, dass die Kühlluft für die Aggrega- te, d. h. die Kühlluft der Vakuumpumpen bzw. Verdichter im Wesentlichen im Kreislauf geführt wird, die in dem gesonderten Raum geführte erwärmte Kühlluft/Umluft in einem Wärmetauscher gekühlt wird und zur Aufwärmung von hierzu gesonderter Trocknungsluft herangezogen wird.

00069 Darüber hinaus ist von Bedeutung, dass die Abluft so 00070 weit gekühlt wird, dass bei einer unerwünscht hohen 00071 Luftfeuchtigkeit eine Entfeuchtung erreicht wird.

00072 00073 Weiter ist bevorzugt, dass die der Kühlluft/Umluft 00074 entzogene Wärme auf ein höheres Temperaturniveau trans- 00075 formiert wird als es dem Temperaturniveau der Abluft 00076 entspricht, zur Aufheizung der genannten Trocknungs- 00077 luft.

00078 00079 Diese Transformierung kann geeignet mittels einer Wärme- 00080 pumpe bzw. einem Wärmepumpen-Prozess durchgeführt wer- 00081 den.

00082 00083 Es ist auch von besonderer Bedeutung, dass die Kühlung 00084 und Transformierung mittels eines umlaufenden Kältemit- 00085 tels durchgeführt wird. So ist einerseits die vollstän- 00086 dige Trennung der beiden Kreisläufe gewährleistet, 00087 andererseits aber auch eine zuverlässige Transformier- 00088 ung, eben im Wärmepumpenprozess, ermöglicht.

00089 00090Für diejenigen Zeiträume, in welchen zwar die Luft für 00091 die Vakuumpumpen und Verdichter gekühlt wird, jedoch 00092 auf der Trocknungsluft-Seite keine Wärmeabnahme er- 00093 folgt, ist auch vorgesehen, dass das Kältemittel alter- 00094 nativ zur Aufwärmung der Trocknungsluft (und der hier- 00095 bei erreichten Rückkühlung) über einen gesonderten 00096 Rückkühler geführt wird.

00097 00098 Hinsichtlich der Trocknungsluft ist es erforderlich, 00099über die durch den genannten Wärmepumpen-Wärmetausch 00100 hinaus erreichbare Erwärmung eine weitere Erwärmung 00101 vorzusehen. Hierzu ist es weiter bevorzugt, dem die 00102 Trocknungsluft aufheizenden Wärmetauscher einen Nacher- 00103 hitzer nachzuschalten.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage zur Saug-, Druckluft-und Trocknungsluftversorgung einer Druckmaschine mit einem gesonderten Raum, in welchem Aggregate angeordnet sind.

Um eine geeignete, gleichwohl rationelle Luftversorgung zu erreichen, schlägt die Erfindung analog der geschil- derten Verfahrenserfindung vorrichtungsmäßig vor, dass in dem gesonderten Raum eine Ausbildung zum Umluftbe- trieb vorgesehen ist, eine in den Umluftbetrieb einge- schalteter erster Wärmetauscher zur Kühlung der Umluft vorgesehen ist, ein zweiter Wärmetauscher außerhalb des gesonderten Raums vorgesehen ist, zur Aufwärmung der Trocknungsluft, wobei der erste und der zweite Wärmetau- scher über einen Kältemittel-Wärmepumpenkreislauf mit- einander verbunden sind.

Darüber hinaus schlägt die Erfindung anlagenmäßig auch die aus vorstehender Beschreibung weiter ersichtlichen Einzelheiten vor, etwa dass zwischen dem ersten und zweiten Wärmetauscher ein Abzweig zu einer Rückkühlung geschaltet ist.

In den Abluftkanal der Trocknung kann auch noch ein weiterer Wärmetauscher eingesetzt werden.

Die Wärmepumpe kann auch zugleich noch die Abwärme weiterer Wärmequellen nutzen. Beispielsweise die durch die Farbwerk-und Feuchtmitteltemperierung sowie gegebe- nenfalls eine Lackkühleinrichtung gegebenen Wärmequel- len.

Nachstehend ist die Erfindung des Weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich Ausführungs- beispiele darstellt, erläutert. Hierbei zeigt : 00139 Fig. 1 ein Anlagenschema bezüglich einer einer 00140 Versorgung einer Druckmaschine mit Trocknungs- 00141 luft und Saug-Blasluft ; 00142 00143 Fig. 2 ein gegenüber Fig. l weiteres, ergänztes und 00144 teilweise alternatives Schema.

00145 00146 00147 Dargestellt und beschrieben ist, zunächst mit Bezug zu 00148 Fig. 1, ein gesonderter Raum 1, in dem sich eine Mehr- 00149 zahl von Verdichtern 2 und gegebenenfalls Vakuumpumpen 00150 3 zur Versorgung einer Druckmaschine 4 mit Druckluft 00151 und Vakuum befindet. Die Versorgung der Gebläse 2 mit 00152 der erforderlichen Luft geschieht vornehmlich im Umluft- 00153 betrieb, was durch die Pfeile 5,6 angedeutet ist. Das 00154 gesonderte Gehäuse ist nicht hermetisch abgeschlossen, 00155 sondern besitzt auch Umgebungsöffnungen 7, um ein Saldo 00156 in der Luftversorgung auszugleichen.

00157 00158 Die gemäß dem Pfeil 6 strömende, erwärmte Umluft wird 00159 durch einen Wärmetauscher 8 geführt, in dem sie mittels 00160 eines Kältemittels gekühlt wird.

00161 00162 Bei einem praktischen Einsatzfall verlässt die Kühlluft 00163 mittels Ventilatoren die Vakuumpumpen bzw. Verdichter 00164 mit einer Temperatur von ca. 30° C und wird in dem 00165 Wärmetauscher 8 auf ca. 15° C wieder herabgekühlt. Dies 00166 bei einer Luftmenge je Ventilator/Gebläse von ca. 2500 00167 m3 pro Stunde, also bei einem praktischen Einsatzfall, 00168 bei dem typischerweise etwa vier Ventilatoren vorgese- 00169 hen sind, bei einem Luftstrom von 10000 m3 pro Stunde.

00170 00171 Das Wärmetransportmittel wird im Kreislauf geführt und 00172 hierbei mittels eines Kompressors 9 Wärme entzogen, und 00173 auf ein anderes Temperaturniveau gebracht. Typischer- 00174 weise so weit, dass sich eine Temperatur von im Bei- 00175 spielsfall 70° C ergibt. Mit einer geringen Temperatur- 00176 differenz wird die Wärme an ein Wärmetransportmittel 00177 gegeben und einem Wärmetauscher 11 zugeführt, in dem 00178 die tatsächliche Erwärmung der Trocknungsluft erfolgt.

00179 Beispielsweise tritt die Trocknungsluft in dem Wärmetau- 00180 scher 11 mit 20° C ein und verlässt diesen mit 65° C.

00181 00182 Abweichend von diesem Schema kann auch vorgesehen sein, 00183 dass das Wärmetransportmittel zwischen den Wärmetau- 00184 schern 8 und 10, was üblicherweise ein Kältemittel ist, 00185 unmittelbar auf den Wärmetauscher 11 gegeben wird, so 00186 dass also die in Fig. 1 dazwischen dargestellten Leitun- 00187 gen in Wegfall kommen bzw. der Wärmetauscher 11 durch 00188 den Wärmetauscher 10 ersetzt ist.

00189 00190 Üblicherweise sind die beiden Wärmetauscher 10 und 11 00191 aber deshalb angezeigt bzw. notwendig, weil zwischen 00192 diesen Wärmetauschern eine Verbindung zu einem Rückküh- 00193 ler 12 geschaltet ist, in welchem eine Rückkühlung 00194 erfolgt in den Betriebsphasen, in welchem keine Trock- 00195 nungsluft aufzuheizen ist. Das Wärmetransportmittel in 00196 dem zweiten Kreislauf wird mittels einer Pumpe 13 umge- <BR> <BR> 00197 wälzt.<BR> <P>00198 00199 Weiter ist in Fig. 1 dargestellt, dass eine Verbindungs- 00200 leitung 27 vorgesehen sein kann, mittels welcher durch 00201 ein Sauggebläse 28 Luft aus dem Raum l abgezogen und in 00202 die Leitung 29, durch welche die Trocknungsluft strömt, 00203 eingespeist werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die 00204 nach dem Wärmetauscher 8 gegebenenfalls, wie weiter 00205 vorstehend auch schon im Einzelnen erläutert, entfeuch- 00206 tete Luft als Trocknungsluft verwendet oder, wie es in 00207 der Regel der Fall sein wird, der Trocknungsluft beige- 00208 mischt werden kann. So kann der Feuchtegehalt der Trock-

nungsluft vorteilhaft gesenkt werden. Weiter ist in der Leitung 27 auch noch eine Bypassklappe 30 vorgesehen, um gegebenenfalls Umgebungsluft beizumischen oder nur Umgebungsluft anzusaugen.

Im Hinblick auf die eventuelle Entnahme von trockener Luft aus dem Raum 1 bzw. die Trocknung von Luft durch den Wärmetauscher 8 in dem Raum 1 als solchen, kann auch weiter vorgesehen sein, wenn es von den Betriebszu- ständen her erforderlich wird, dass vor den Verdichtern 2 Befeuchtungsaggregate vorgesehen werden, um die Blas- luft im Hinblick auf eine feuchtere Einstellung gegebe- nenfalls konditionieren zu können. Gegebenenfalls kann man dies auch alternativ oder zusätzlich mit einem Bypass zu der Umgebungsluft, so dass also von den Ver- dichtern ein Teil Umgebungsluft, von außerhalb des Raumes 1, unmittelbar angesaugt wird, erreichen.

Bei dem Anlagenschema der Fig. 2 entspricht der Wärme- tauscher 8'dem Wärmetauscher 8 gemäß Fig. 1 und der Wärmetauscher 11'dem Wärmetauscher 11 gemäß Fig. 1.

Darüber hinaus ist auch bei dem Anlagenschema der Fig.

2 in der Fig. 1 entsprechenden Weise ein Kältekompres- sor 9'und ein zwischengeschalteter Wärmetauscher 10' vorgesehen. Darüber hinaus ergeben sich folgende Abände- rungen und Ergänzungen : In den Rücklauf vom Kältekompressor 9'zu dem Wärmetau- scher 8', die Leitung 13, ist eine Abzweigsleitung 14 geschaltet, die zu einem Wärmetauscher 15 geht. In dem Wärmetauscher 15 wird aus einem Druckmaschinen-Trockner 16 ausströmende Luft 17 abgekühlt. Das somit erwärmte Kältemittel wird wiederum dem Kältekompressor 9'zuge- leitet und, zusammen mit dem nach Aufwärmung aus dem

Wärmetauscher 8'ausströmenden Kältemittel, in der Leitung 18, dem Kältekompressor 9'zugeleitet. Das Kältemittel wird in dem Kältekompressor 9'entsprechend auch der Verfahrensweise bei dem Anlagenschema gemäß Fig. 1 verdichtet und damit erwärmt und im erwärmten Zustand dem Wärmetauscher 10'zugefuhrt. Hier wird die Wärme auf ein in dem durch die weiteren Leitungen 19, 20,21 und 22 gebildeten Kreislauf strömendes Wärmeträ- germittel, hier einem Wasser-Glykol-Gemisch, übertra- gen. Die Wärme wird dem Trockner 16 zugefuhrt. Nach dem Trockner 16, vermittels der Leitung 20, wird das Ge- misch durch einen Kondensator 23 geführt und sodann mittels einer Pumpe 24 wieder dem Wärmetauscher 10' zugeführt.

Die Aggregate Wärmetauscher 8', Kältekompressor 9', Wärmetauscher 10'und Kältemittelpumpe 25 können auch, angedeutet durch die Strichlinierung, versehen mit dem Bezugszeichen 26, in einem gesonderten Kühlmodul unter- gebracht sein.

Insbesondere zur Aufheizung der Trocknungsluft in dem Wärmetauscher 11 bzw. 11'können auch noch weitere Wärmequellen, welche die Druckmaschine bietet, mit genutzt werden. So etwa der Hauptantrieb der Druckma- schine, die Farbwerktemperierung, das Abluftsystem der Druckmaschine und die Abluft aus dem Trocknersystem der Druckmaschine, wobei hier etwa an einzelnen Trocknern eine Absaugung vorgenommen werden kann. Auch kann etwa die Abwärme von W-Stationen oder Infrarot-Stationen genutzt werden.

Soweit vorstehend auf Wärmeträger in Form von Kältemit- tel oder einem Wasser-Glykol-Gemisch abgestellt ist, versteht sich, dass auch das

Wasser vorgesehen sein kann. Gegebenenfalls ist dies dannüber eine besondere Wärmepumpe"hoch zu transformie- ren"um die gewünschten hohen Temperaturen zu erhalten.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswe- sentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) voll- inhaltlich mit eingezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.