Verfahren und Einrichtung für ein Entfernen von Vereisungen an umlaufenden Regenerativ-Wärme-und/oder Stofftauschern

Abstract

 Zum Entfernen bzw. Unterdrücken von Vereisungen an umlaufenden Regenerativ-Wärme- und/oder Stofftauschern wird ein Teil­strom eines Reingases, vorzugsweise eines der wärmetauschen­den Gasströme unter Erhöhung des Drucks und der Temperatur partiell durch die Speichermasse (4, 24, 34) und/oder durch die Ringkammer und nachfolgend durch den Spalt zwischen der Umfangsdichtung und der Speichermasse (4, 24, 34) hindurchgeleitet.
Der hierbei verwendete Regenerativ-Wärme- und/oder Stofftauscher ist dabei gekennzeichnet durch einen Anschluß oder Bypass (42) zu einem der Kanäle (2, 12) der wärmetauschenden Gasströme, eine in diesen angeordnete Wärmequelle (8, 28, 38) und zumindest ein Regel­organ (60) in der Energieversorgungsleitung derselben sowie durch Gas-Anschlußstutzen des die Speichermasse (4, 24, 34) umschließenden Gehäuses für einen weiteren Sektor zwischen denjenigen der wärme- und/oder stofftauschenden Gase.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Entfernen von Vereisungen an umlaufenden Regenerativ-Wärme- und/oder Stoff­tauschern und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfah­rens.

[0002] Bei tiefliegenden Außentemperaturen, Unterschreiten von ca. -15°C ist mit einer Vereisung umlaufender Regenerativ-Wärme- und/oder Stofftauschern zu rechnen, die zuluftseitig mit der Außenluft in Verbindung stehen. Diese Gefahr der Vereisung besteht während des laufenden Betriebs für die Oberflächen der Speichermasse oder aber nach Betriebsunterbrechung inner­halb der Ringkammer zwischen den Mänteln des Speichermassen­trägers und des umschließenden Gehäuses sowie für die Umfangs­dichtung im Bereich des tiefsten Punkts, an dem sich Konden­sat sammelt. Die Vereisung der Oberflächen der Speichermasse während des Betriebs nimmt beispielsweise bei Wärmetauschern, die der Beheizung gegebenenfalls auch der Befeuchtung von Raumluft dienen, ihren Ausgang in Drehrichtung gesehen vor Übertritt der Speichermasse aus dem Zuluft- in den Abluftstrom unabhängig von einer vertikalen oder horizontalen Lage der Drehwelle einer umlaufenden Speichermasse. Die Vereisungsge­fahr nach Betriebsunterbrechung besteht insbesondere für Wärme­tauscher mit horizontaler Drehwelle einer umlaufenden Speicher­masse.
Es sind umlaufende Wärme- und/oder Stofftauscher für Gasströ­me bekannt, bei denen im Übergangsbereich des Rotors von dem Kanal des einen Gasstroms in den des anderen eine Reinblas­zone vorgesehen ist. Durch die Reinblaszone wird die Gasfüllung des einen Mediums die in der Speichermasse beim Übertritt in den benachbarten Gaskanal des anderen Mediums eingeschlossen ist, durch das andere Medium in den Ursprungsgasstrom zurück­geführt (DE-P 17 51 696).

[0003] Die Erfindung stellt sich demgegenüber die Aufgabe, die Ver­eisung umlaufender Regenerativ-Wärme- und/oder Stofftauscher zu verhindern bzw. auftretende Vereisungen kurzfristig wie­der zu entfernen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht das erfindungsgemäße Verfah­ren vor, daß ein Teilstrom eines Reingases vorzugsweise eines der wärmetauschenden Gasströme unter Erhöhung des Drucks und der Temperatur partiell durch die Speichermasse und/oder durch die Ringkammer sowie nachfolgend durch den Spalt zwischen Um­fangsdichtung und Speichermasse hindurchgeleitet wird. Für den zur Enteisung aufzuwärmenden Teilstrom kann je nach den Anforderungen für die Luftreinheit ein Teilstrom der warmen Abluft oder der kalten Frischluft entnommen, durch eine Zu­satzheizung erwärmt und anschließend über die vereisten Ober­flächen geführt werden. Die Beheizung kann vorteilhaft durch die Messung des Druckverlusts innerhalb der Speichermasse nach Unterschreiten einer vorgegebenen Temperatur abhängig von einem Überschreiten eines vorgegebenen Sollwerts solange durchgeführt werden bis der Sollwert des Druckverlusts wieder unterschritten ist. Die Einbeziehung der Außentemperatur durch deren direkte oder indirekte Bestimmung berücksichtigt etwaige gleichzeitig auftretende Verschmutzungen. Gleichermaßen vor­teilhaft kann nach Unterschreiten einer vorgegebenen Tempera­tur für die Außenluft zeitabhängig die Erwärmung der Speicher­masse durch den erwärmten Teilstrom durchgeführt werden. In allen diesen Fällen kann durch entsprechende Anordnung der Fördergebläse der wärmetauschenden Gase selbst die Führung des zum Entfernen von Vereisungen abgezweigten Teilstroms er­folgen. Für eine intensive Enteisung vorteilhaft ist jedoch, daß der Druck des zu erwärmenden Teilstroms in Vor- oder Nach­schaltung zum Durchgang durch die Speichermasse und/oder die Ringkammer durch eine separates, druckerhöhendes Gebläse wei­ter angehoben wird. Besonders vorteilhaft ist eine Druckan­hebung des erwärmten Teilstroms zumindest über den des wärme­aufnehmenden Gasstroms nach Erwärmung innerhalb der Speicher­masse oder des wärmeabgebenden Gasstroms vor seinem Eintritt in die Speichermasse. Hierzu ist der erwärmte Teilstrom auf der Druckseite des weiteren Gebläses in einen ersten Teilsektor auf der einen Seite der Speichermasse ein- sowie durch die Speichermasse hindurchzuleiten und auf der gegenüberliegenden in einen benachbarten zweiten Teilsektor umzulenken sowie in diesem auf die Eintrittsseite zurückzuführen. Schließlich kann hierzu für eine Energieersparnis vorteilhaft der Teilstrom dem Aus­tritt aus dem zweiten Teilsektor nachfolgend auf die Saugseite des weiteren Gebläses zurück- und damit im Kreislauf geführt werden. Im Zusammenhang mit einer derartigen Kreislaufführung kann, so­weit oxidierbare, schädliche Bestandteile in einem Gasstrom ent­halten sind, durch eine Wärmequelle in der Form einer direkten Feuerung eine thermische Nachverbrennung mit dem damit verbunde­nen Reinigungseffekt während des Übertritts der Speichermasse in den anderen erfolgen.
Zur Durchführung des Verfahrens vorteilhaft ist eine Einrich­tung, die einen Anschluß oder Bypass zu einem der Kanäle der wärme- und/oder stofftauschenden Gasströme, eine in diesen ange­ordnete Wärmequelle und zumindest ein Regelorgan in der Energie­versorgungsleitung derselben aufweist, die ferner weitere Gas­anschlußstutzen des die Speichermasse umschließenden Gehäuses für einen weiteren Sektor zwischen denjenigen der wärme- und stoff­tauschenden Gase aufweist. Für diesen weiteren Sektor ist zur Minderung von Anlagekosten der Spülsektor für das Ausspülen der Fortluft lufttechnischer Anlagen oder der Abgase von Trocknungs­anlagen einzusetzen und die Heizeinrichtung in diesen zu integrieren, wobei dem primär durchströmten Teilsektor dieses Spülsektors der Anschluß oder Bypass vorzugsweise zum Kanal des wärmetauschenden Reingases vorgeschaltet ist. Bei Außerbetriebnahme der Beheizung wird entsprechend der ursprünglichen Aufgabe lediglich die Kammer­füllung des verunreinigten Gasstroms durch den Reingasteilstrom in den Ursprungsstrom der wärmetauschenden Medien verdrängt, bevor die Speichermasse in den Reingaskanal eintritt. Besonders vorteilhaft ist ein Bypass mit Regelorgan und dessen Ver­bindung abströmseitig mit der Ringkammer des die Speicher­masse umschließenden Gehäuses, um unabhängig voneinander die Enteisung der Speichermasse während des Betriebes einerseits und die Enteisung der Ringkammer und der Umfangsdichtung vor Wiederinbetriebnahme andererseits vornehmen zu können und hierbei den Einsatz von Zusatzenergie weitgehend zu beschränken. Werden Reingase verwendet, so kann über diesen Bypass die Ringkam­mer und/oder ein Sektor der Speichermasse zwischen denjeni­gen der wärmetauschenden Gasströme ständig unter einen von einem oder beiden Gasströmen abweichenden Druck gesetzt wer­den, um Sperrgase durch die Dichtungen zu führen, die im Fall auftretender oder vorhandener Vereisung unter Inbetriebnahme der Heizeinrichtung den Frostschutz durchführen lassen. Für die Aufwärmung des für den Frostschutz eingesetzten Luft- oder Gasstroms kann ein elektrischer Heizkörper, ein Warm­wasser-Wärmetauscher, eine Direktbeheizung mit einem flüssi­gen oder gasförmigen Brennstoff und selbst ein Einsprühen von Heizwasser oder Dampf in den zur Enteisung eingesetzten Teil­strom der Gase eingesetzt werden. Beispielsweise ist ein di­rekt beheizender Gasbrenner einzusetzen, der durch einen se­paraten, leitungsgebundenen Gasvorrat gespeist wird, um eine Vereisung aus der Speichermasse während des Betriebs und vor Wiederinbetriebnahme aus der Ringkammer sowie den Umfangsdich­tungen zu entfernen.

[0004] Zur Erläuterung der Erfindungsgedanken zeigen in schemati­scher Darstellung:

Figur 1 - ein außenluftseitig der Speichermasse sowie einem Spülsektor vorgeschaltetes Teilstromgebläse mit Wärmequelle,

Figur 2 - ein fortluftseitig der Speichermasse sowie einem Spülsektor nachgeschaltetes Teilstrom-Gebläse und

Figur 3 - eine Reihenschaltung des außenluftseitigen Speicher­massensektors, des Außenluftgebläses eines Bypasses mit Wärmequelle und der Ringkammer.

[0005] Gemäß der Darstellung in Figur 1 wird aus dem Außenluftkanal 2 vor Eintritt in die Speichermasse 4, also auf ihrer kalten Sei­te, ein Teilstrom der Außenluft durch ein Gebläse 6 entnommen und der Druck des Teilstroms erhöht. Dieser Teilstrom wird zu­nächst durch eine Wärmequelle 8 erwärmt. Als Wärmequelle sind Wärmeübertragungsflächen dargestellt, denen Wärme von Heiz­wasser zugeführt wird. Der erwärmte Teilstrom wird zunächst durch einen Teilsektor der Speichermasse hindurchgeführt, auf der gegenüberliegenden Seite unter der Abdeckung 10 in einen zweiten Teilsektor übergeleitet und durch letzteren auf die Eintrittsseite oder die Seite der Entnahme zurück­geführt sowie in den Fortluftstrom eingeleitet.

[0006] Nach der Ausgestaltung gemäß Figur 2 ist abweichend von der in Figur 1 dargestellten vorgesehen, daß ein erwärmter Teil­strom zur Enteisung im Kreislauf geführt wird. Hierzu ist das Teilstromgebläse 26 im Fortluftkanal 12 der kalten Seite der Speichermasse 24 nachgeschaltet. Der Fortluft wird Leck­luft auf der kalten Seite der Speichermasse 24 über die Spal­ten zwischen Dichtung und Speichermasse entnommen. Auf der Druckseite des Gebläses 26 wird der Teilstrom erwärmt und außenluftseitig auf der kalten Seite der Speichermasse in den Spülsektor eingeleitet. Auf der heißen Seite der Speicher­masse wird der Teilstrom unter der Abdeckung 20 in den benach­barten Kanal des Spülsektors eingeleitet und in diesem auf die Eintrittsseite des Spülsektors zurückgeleitet sowie der Saug­seite des Teilstromgebläses zugeführt. Im Kreislauf aus dem Spülsektor und der diesem auf der kalten Seite der Speicher­masse vorgeschalteten Leitungsführung mit eingeschaltetem Teil­stromgebläse sowie Wärmequelle stellt sich ein Gleichgewicht zwischen den auf der Druckseite des Teilstromgebläses durch die Spalten der Dichtung in den Außenluftstrom herausgeführ­ten Sperrgasen und den saugseitig aus der Fortluft über die Dichtung entnommenen, in den Kreislauf hereingeführten Leck­gasen ein.
Entsprechend der Darstellung in Figur 3 wird auf der Druck­seite des Außenluftgebläses 44 ein Teilstrom innerhalb der Speichermasse 34 vorgewärmter Außenluft in einen Bypass 42 eingeleitet. Durch den gegenüber dem Außenluftstrom und dem Fortluftstrom höheren Druck innerhalb der Ringkammer treten Sperrgasströme aus diesem Teilstrom zwischen Speichermasse und auf Seiten des Gehäuses angeordneten Dichtungslippen 50 in den Fortluft- und in den Außenluftstrom über. In dem By­pass ist eine Regelklappe 60 vorgesehen, um die Sperrgase in ihrer Menge temperaturabhängig zu begrenzen. Der Betrieb der Wärmequelle erfolgt gleichermaßen abhängig von gemessenen Werten der Temperatur und/oder des Druckverlustes innerhalb der Speichermasse.

Ansprüche

1. Verfahren für ein Entfernen von Vereisungen an umlau­fenden Regenerativ-Wärme- und/oder Stofftauschern, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom eines Reingases vor­zugsweise eines der wärmetauschenden Gasströme unter Erhöhung des Drucks und der Temperatur partiell durch die Speichermasse und/oder durch die Ringkammer sowie nachfolgend durch den Spalt zwischen Umfangsdichtung und Speichermasse hindurchgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckverlust innerhalb der Speichermasse nach Unterschrei­ten einer vorgegebenen Außentemperatur laufend gemessen und ab­hängig von einem Überschreiten eines vorgegebenen Sollwerts für den Druckverlust der erwärmte Teilstrom durch dei Speichermasse geführt wird bis der Sollwert wieder unterschritten ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Unterschreiten einer vorgegebenen Temperatur der Außenluft zeitabhängig der erwärmte Teilstrom zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich­net, daß der Druck des Teilstroms in Vor- oder Nachschaltung zum Durchgang durch die Speichermasse und/oder die Ringkammer durch ein separates druckerhöhendes Gebläse weiter angehoben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckanhebung des Teilstroms zumindest über den des wärme­aufnehmenden Gasstroms nach seiner Erwärmung innerhalb der Speichermasse oder des wärmeabgebenden Gasstromes vor seinem Eintritt in die Speichermasse vorgenommen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom auf der Druckseite des weiteren Gebläses in einen ersten Teilsektor auf der einen Stirnseite der Speicher­masse ein- sowie durch diesen hindurchgeleitet, auf der gegen­überliegenden in einen benachbarten zweiten Teilsektor umge­lenkt und in diesem auf die Eintrittsseite zurückgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom dem Austritt aus dem zweiten Teilsektor nach­folgend auf die Saugseite des weiteren Gebläses zurückgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß oxidierbare Bestandteile in einem der beiden wärme- und / oder stofftauschenden Gasströme während des Übertritts in den je­weils anderen, durch eine Wärmequelle in der Form einer direk­ten Feuerung thermisch nachverbrannt werden.

9. Einrichtung für ein Entfernen von Vereisungen an umlau­fenden Regenerativ-Wärme- und/oder Stofftauschern, gekennzeich­net durch einen Anschluß oder Bypass zu einem der Kanäle (2, 12) der wärmetauschenden Gasströme, eine in diesen angeordnete Wärmequelle (8) und zumindest ein Regelorgan in der Energieversorgungs­leitung derselben, ferner Gas-Anschlußstutzen des die Speicher­masse umschließenden Gehäuses für einen weiteren Sektor zwi­schen denjenigen der wärme- und/oder stofftauschenden Gase.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 mit einem Spülsektor gekenn­zeichnet durch einen dem primär durchströmten Teilsektor des Spülsektors vorgeschalteten Bypass, vorzugsweise zum Kanal des wärmetauschenden Reingases.

11. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch einen Bypass mit Regelorgan für den Eintritt eines Teilstroms eines der wärme- und/oder stofftauschenden Gasströme und dessen Verbindung mit der Ringkammer des die Speichermasse umschließen­den Gehäuses.

Zeichnung