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Dokumentenidentifikation DE60030824T2 06.09.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001103296
Titel Vorrichtung und Verfahren zur Kühltrocknung
Anmelder Atlas Copco Airpower N.V., Wilrijk, BE
Erfinder Vanderstraeten, Bart Etienne Agnes, 3150 Haacht, BE
Vertreter Motsch und Seitz, 80538 München
DE-Aktenzeichen 60030824
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 14.11.2000
EP-Aktenzeichen 002039840
EP-Offenlegungsdatum 30.05.2001
EP date of grant 20.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.09.2007
IPC-Hauptklasse B01D 53/26(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B01D 5/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Vorrichtung und Verfahren zur Kühltrocknung

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühltrocknung eines Wasserdampf enthaltenden Gases, wobei besagte Vorrichtung einen Wärmetauscher umfasst, dessen primärer Teil der Verdampfer eines Kühlkreislaufs ist, der weiterhin einen von einem Elektromotor angetriebenen Verdichter, einen Kondensator, ein Expansionsmittel zwischen dem Auslass des Kondensators und dem Einlass des Verdampfers, eine Steuereinrichtung zum Steuern besagten Motors, und daran gekoppelte Messmittel umfasst, wobei der Verdichter mittels einer Nebenleitung mit darin einem Nebenleitungsschließelement, das sich öffnet, wenn der Druck in der Nebenleitung unter einen gewissen Wert abfällt, und einem Auf-Zu-Schließelement überbrückt ist, während der sekundäre Teil des Wärmetauschers Teil einer Leitung für das Gas bildet und wobei, am Ausgang besagten Wärmetauschers, ein Flüssigkeitsabscheider in besagter Leitung angeordnet ist.

Unter anderem werden solche Vorrichtungen zum Trocknen von Druckluft verwendet.

Von einem Verdichter gelieferte Druckluft ist in den meisten Fällen mit Wasserdampf gesättigt oder hat, mit anderen Worten, eine relative Feuchtigkeit von 100. Das bedeutet, dass beim geringsten Temperaturabfall Kondensation auftreten wird. Aufgrund des Kondenswassers wird Korrosion in Leitungen und Instrumenten auftreten und werden die Vorrichtungen vorzeitigen Verschleiß aufweisen.

Daher wird die Druckluft getrocknet, was auf die vorgenannte Weise mittels Kühltrocknung durchgeführt werden kann. Auch kann andere Luft als Druckluft oder können andere Gase auf diese Weise getrocknet werden.

Kühltrocknung ist auf dem Prinzip basiert, dass durch Senken der Temperatur Feuchtigkeit aus der Luft oder dem Gas kondensiert, wonach das Kondenswasser im Flüssigkeitsabscheider abgeschieden wird und wonach die Luft oder das Gas wieder erhitzt wird, wodurch besagte Luft oder besagtes Gas nicht mehr gesättigt ist. Die Wärme wird mittels des Kühlkreislaufs von dem Verdunster abgeführt.

Dasselbe gilt auch für andere Gase als Luft, und jedesmal, wenn im Folgenden auf Luft verwiesen wird, gilt dasselbe auch für andere Gase als Luft.

In der Praxis besteht eine ISO-Norm, die bestimmt, was der Taupunkt und die entsprechende niedrigste Lufttemperatur für Referenzbedingungen sein kann.

Um zu verhindern, dass die niedrigste Lufttemperatur kleiner als 0°C wird und dadurch der Verdampfer aufgrund anfrierender Feuchtigkeit gefrieren würde, ist es eine notwendige Erfordernis, dass die Verdampfertemperatur höher als 0°C ist.

Zur Erfüllung dieser Erfordernis können die Messmittel am Einlass des Verdampfers angebracht sein und können die Verdampfertemperatur messen, während die Steuereinrichtung den Motor des Verdichters, welcher Motor auf einer konstanten Frequenz angetrieben wird, in Funktion besagter Temperatur an- und ausschaltet. Wenn diese Verdampfertemperatur zu sehr absinkt, wird besagter Motor gestoppt. Wenn der Verdampferdruck anschließend zu hoch steigt, weil das Überdruckventil noch immer offen ist, wird der Motor wieder gestartet.

Solche Regulierung ist jedoch sehr nachteilig in Anbetracht der Tatsache, dass bei einer kleinen Last der Verdichter kontinuierlich ein- und ausgeschaltet wird, während auch der Verdampferdruck und die Taupunkte stark schwanken. Außerdem muss der Kondensationstrockner relativ groß konstruiert werden.

Das Messmittel kann auch am Auslass des sekundären Teils des Wärmetauschers angebracht sein und kann die niedrigste Lufttemperatur (LAT) messen, während die Steuereinrichtung, wenn die Temperatur in dem Verdampfer dazu tendiert, unter 0°C zu fallen, den Motor des Verdichters des Kühlkreislaufs abschaltet.

In beiden Arten von Vorrichtungen wird die Regulierung somit durch An- und Abschalten des Motors durchgeführt, was insbesondere bei einer kleinen Last oft stattfinden wird, was einen beträchtlichen Verschleiß des Verdichters hervorruft und nachteilig ist.

Dieser Nachteil wird durch eine Vorrichtung, wie im ersten Abschnitt beschrieben, vermieden, worin der Verdichter durch eine Nebenleitung überbrückt wird.

Eine solche Kühltrocknungsvorrichtung mit Nebenleitung ist in DE-A-35.22.974 beschrieben.

Der Motor wird mit einer konstanten Geschwindigkeit gespeist, wird jedoch mittels einer von einem Druckschalter gebildeten Steuereinrichtung in Funktion des zwischen dem Wärmetauscher und dem Verdichter gemessenen Drucks des Kühlfluids ein- und ausgeschaltet.

Wenn der Druck in der Saugleitung des Verdichters unter einen gewissen Wert abfällt, der beispielsweise einer Temperatur des Kühlfluids von –15°C entspricht, wird der Motor abgeschaltet, wodurch ein übermäßiger Temperaturabfall in der Saugleitung vermieden wird.

Zur Verbesserung der Effizienz der Vorrichtung ist der Verdichter mittels einer Nebenleitung überbrückt, worin, außer dem klassischen Nebenleitungsschließelement, auch ein gesteuertes Auf-Zu-Schließelement angeordnet ist.

Das Nebenleitungsschließelement ist von einer bekannten Art, die offengedrückt wird, wenn der Druck in der Nebenleitung an der Seite des Einlasses des Verdichters unter einen gewissen einstellbaren Wert abfällt, wodurch heiße Gase von dem Verdichter abgesaugt werden.

Besagtes Schließelement und der eingestellte Druck, wobei die Feder das Schließelement nicht mehr geschlossen hält, werden so gewählt, dass das Schließelement bei Nennbetriebsbedingungen des Kühlkreislaufs geschlossen ist, dieses Schließelement jedoch bei Teil- und Nulllast des Verdichters offen ist, sodass der Verdampferdruck mit einer Hysterese von 0,2 bar auf einem Minimum gehalten wird, und so, dass die Verdampfungstemperatur, die an den Verdampfungsdruck des Kühlfluids gekoppelt ist, stromabwärts von dem Verdampfer wenigstens 0°C ist, um Eisbildung in dem Verdampfer zu verhindern.

Wenn ausschließlich das Nebenleitungsschließelement in der Nebenleitung vorhanden wäre, würde das dazu führen, dass der Verdichter weiter auf Volllast laufen würde, selbst unter Nulllastbedingungen. In Anbetracht der Tatsache, dass der Verdichtermotor kontinuierlich arbeitet, ist der Energieverbrauch bei keiner oder niedriger Last daher gleich dem Energieverbrauch bei Nennlast, da der Hoch- und Niederdruck in dem Kühlkreislauf kontinuierlich konstant gehalten werden, was zu einem relativ hohen Energieverbrauch führt.

Durch Hinzufügen eines Auf-Zu-Schließelements in die Nebenleitung, wie in DE-A-35.22.974 beschrieben, wird die Effizienz der Vorrichtung verbessert. Dieses zusätzliche Auf-Zu-Schließelement wird von einem Thermoschalter gesteuert, der von einem Temperaturmessmittel gesteuert wird, das in der Gasleitung, am Auslass des Wärmetauschers angeordnet ist. Besagtes Schließelement wird so eingestellt, dass es die Nebenleitung öffnet, wenn die Gastemperatur am Auslass des Wärmetauschers annähernd gleich der Temperatur ist, bei der die Feuchtigkeit in dem Gas zu gefrieren beginnt.

Wenn die Temperatur der Druckluft an besagtem Auslass beispielsweise höher als 1°C ist, so schließt das Schließelement die Nebenleitung ab und wird die volle Kühlkapazität über den Verdampfer geführt, wodurch die Verdampfungstemperatur in dem Verdampfer bei Volllast auf –4 bis –5°C abfällt, und daher wird die Temperatur am Auslass sinken. Sobald diese letztgenannte Temperatur 1°C wird, öffnet das Schließelement die Nebenleitung, wodurch die Verdampfungstemperatur in dem Verdampfer ebenfalls steigen wird, beispielsweise 1,5°C, und an dem Verdunster angefrorene Feuchtigkeit verdampft wieder. Die Drucklufttemperatur nach dem Verdampfer steigt wieder an, und bei beispielsweise 2°C schließt das Schließelement die Nebenleitung wieder ab und kann der Motor seine gesamte Kraft auf den Wärmetauscher anlegen.

In dieser Ausführung kann das Einfrieren des Verdampfers sogar vermieden werden, wenn die Temperatur des Kühlfluids zeitweilig unter die Gefriertemperatur abfällt, sodass der Kondensationstrockner mit einer höheren Last arbeiten kann. Der Motor wird jedoch kontinuierlich auf voller Geschwindigkeit betrieben, sodass der Energieverbrauch relativ hoch bleibt.

US-A-5.711.159 betrifft einen energieeffizienten Kühlschrank mit einer Steuereinrichtung zum Regulieren der Geschwindigkeit eines Motors, der den Verdichter des Kühlkreislaufs antreibt. Ein Nachteil solchen Kühlkreislaufs, wie in diesem Patent beschrieben, ist, dass dessen Verdampfer während des Gebrauchs einfriert.

In der Veröffentlichung "Development of refrigeration compressed air dryers with improved environmental characteristics" (Entwicklung von Kühl-Drucklufttrocknern mit verbesserten Umweltmerkmalen), L. Bellemo, ImechE 1994 C477/014, ist eine Vorrichtung zur Kühltrocknung beschrieben, die einen Kühlkreislauf umfasst, der durch Regulieren der Drehzahl des Motors gesteuert wird. Ein Nachteil des in diesem Dokument beschriebenen Kühlkreislaufs ist, dass die Kühlkapazität begrenzt ist.

Die Erfindung bezweckt eine Vorrichtung zur Kühltrocknung, welche die vorgenannten und anderen Nachteile nicht aufweist und womit auf einfache Weise, ohne Druckschwankungen im Kühlkreislauf und ohne größeren Verschleiß des Verdichters und seines Motors, Energieeinsparung erzielt werden kann.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch verwirklicht, dass die Vorrichtung zur Kühltrocknung Mittel zum Regulieren der Drehzahl des Motors umfasst, während die Steuereinrichtung diese Mittel in Funktion des von den Messmitteln gemessenen Werts steuert, und dadurch, dass das Auf-Zu-Schließelement an die Steuereinrichtung angeschlossen ist, die auch den Motor steuert, und wobei besagte Steuereinrichtung so konfiguriert ist, dass sie das Auf-Zu-Schließelement in offene Position bringt, wenn die Geschwindigkeit des Motors ein Minimum erreicht.

Anstatt den Motor ein- und auszuschalten, wird seine Drehzahl angepasst. Durch Erhöhen der Anzahl von Umdrehungen des Motors kann ein höherer Durchsatz von Kühlfluid durch Pumpen befördert werden und kann daher eine größere Kühlkapazität geliefert werden.

Durch die Kombination der Nebenleitung mit dem Nebenleitungsschließelement und Auf-Zu-Schließelement mit drehzahlgesteuertem Verdichter wird nicht nur die Anzahl von Malen, die der Motor angehalten und wieder gestartet wird, erheblich reduziert, sondern ist auch eine größere Energieersparnis möglich. Andere Vorteile davon werden im folgenden erläutert.

Die vorgenannten Messmittel können an dem Kühlkreislauf angebracht sein und können Mittel zum Messen der Verdampfertemperatur oder des Verdampfungsdrucks sein.

Besagte Messmittel können jedoch auch an der Leitung für das Gas, in oder stromaufwärts von dem sekundären Teil des Wärmetauschers, vorgesehen sein und können Mittel zum Messen der niedrigsten Gastemperatur (LAT) sein oder können Mittel zum Messen des Taupunkts sein.

Vorzugsweise bestehen die Mittel zum Regulieren der Drehzahl des Motors aus einem Frequenzumformer.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung umfasst der Kühltrockner Mittel zum Messen der Umgebungstemperatur, welche Mittel ebenfalls an die Steuereinrichtung gekoppelt sind, und wobei besagte Steuereinrichtung so ist, dass sie die Drehzahl des Motors sowohl in Funktion des von den Messmitteln gemessenen Werts als auch in Funktion der von den Mitteln zum Messen der Umgebungstemperatur gemessenen Temperatur regelt.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Kühltrocknung, das die vorangehend beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung auf interessante Weise nutzt.

Besagte Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Kühltrocknung von Wasserdampf enthaltendem Gas, wobei dieses Gas durch den sekundären Teil eines Wärmetauschers geleitet wird, dessen primärer Teil der Verdampfer eines Kühlkreislaufs ist, der auch einen Verdichter umfasst, der durch eine Nebenleitung überbrückt ist, mit darin einem Nebenleitungs-Schließelement, das sich öffnet, wenn der Druck in der Nebenleitung unter einen bestimmten Wert abfällt, und einem gesteuerten Auf-Zu-Schließelement, und welcher Verdichter von einem Elektromotor angetrieben wird, einen Kondensator, ein Expansionsmittel zwischen dem Auslass des Kondensators und dem Einlass des Verdampfers, und wobei der vorgenannte Kühlkreislauf so in Funktion der Last gesteuert wird, dass die Kühlkapazität angepasst wird, ohne dass Eisbildung in dem Verdampfer erzeugt wird, und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Regelung des Kühlkreislaufs dadurch stattfindet, dass die Drehzahl des Motors reguliert wird, indem das Auf-Zu-Schließelement so reguliert wird, dass die Steuereinrichtung das Auf-Zu-Schließelement in offene Position bringt, wenn die Drehzahl des Motors ein Minimum erreicht, und, wenn das Nebenleitungs-Schließelement die Nebenleitung nicht mehr abschließt, gasförmiges Kühlfluid von dem Auslass des Verdichters zurück zu seinem Einlass, stromaufwärts oder stromabwärts von dem Verdampfer, geleitet wird.

Mit der Absicht, die Merkmale der Erfindung besser darzustellen, sind hiernach, als Beispiel ohne jeden einschränkenden Charakter, mehrere bevorzugte Ausführungsformen einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Kühltrocknung gemäß der Erfindung beschrieben, unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen, worin:

1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kühltrocknung darstellt;

die 2 bis 4 Blockdiagramme analog zu dem von 1 darstellen, jedoch in Bezug auf drei andere Ausführungsformen der Erfindung.

Die in 1 schematisch dargestellte Vorrichtung zur Kühltrocknung umfasst im Wesentlichen einen Wärmetauscher 1, dessen primärer Teil den Verdampfer 2 eines Kühlkreislaufs 3 bildet, worin aufeinanderfolgend auch ein von einem Elektromotor 4 angetriebener Verdichter 5, ein Kondensator 6 und ein Expansionsventil 7 angeordnet sind.

Dieser Kühlkreislauf 3 ist mit Kühlfluid, beispielsweise Freon 404a, gefüllt, dessen Fließrichtung durch Pfeil 8 dargestellt ist.

Der sekundäre Teil 1A des Wärmetauschers 1 bildet einen Teil der Leitung 9 für zu trocknende feuchte Luft, deren Fließrichtung durch Pfeil 10 dargestellt ist.

Nach dem Wärmetauscher 1 und somit an dessen Auslass ist ein Flüssigkeitsabscheider 11 in der Leitung 9 angeordnet.

Eventuell kann besagte Leitung 9, bevor sie den Wärmetauscher 1 erreicht, sich mit einem Teil durch einen Vorkühler oder Rückgewinnungswärmetauscher 12 erstrecken und sich anschließend, stromabwärts vom Flüssigkeitsabscheider 11, wieder durch den Rückgewinnungswärmetauscher 12 erstrecken, in umgekehrter Fließrichtung zu dem vorgenannten Teil.

Der Wärmetauscher 1 ist ein Flüssigkeits-Luft-Wärmetauscher und kann eine einzige konstruktive Einheit mit dem eventuellen Rückgewinnungswärmetauscher 12 bilden, der ein Luft-Luft-Wärmetauscher ist.

Das Expansionsventil 7 ist ein Thermostatventil, dessen Thermostatelement mittels eines Kupferleiters 13 an einen kolbenförmigen Behälter oder "Birne" 14 gekoppelt ist, der am Auslass des Verdampfers 2 vorgesehen ist, jedoch vorzugsweise so, wie in 1 vorgesehen, am Einlass des Verdampfers 5 an dem Kühlkreislauf 3, und der mit demselben Kühlmedium gefüllt ist.

In einer in den Figuren nicht dargestellten Variante ist besagtes Expansionsventil 7 jedoch ein elektronisches Ventil, das mit einem am Ende des Verdampfers 2 oder stromabwärts davon vorgesehenen Thermometer gekoppelt ist.

Bei kleineren Kühltrocknern kann das Expansionsventil 7 durch ein Kapillarventil ersetzt werden.

Der Verdichter 5 ist ein volumetrischer Verdichter, der mit einer gleichen Drehzahl praktisch einen gleichen Durchsatz liefert wie beispielsweise ein Spiralverdichter, während der Motor 4 ein Elektromotor ist, dessen Drehzahl durch Ändern der Frequenz reguliert werden kann.

Daher ist besagter Motor 4 an einen Frequenzumformer 15 gekoppelt, der durch eine Steuereinrichtung 16 gesteuert wird, die von einer eingebauten Steuereinrichtung, beispielsweise einem PID-Regler, gebildet wird.

Der Frequenzumformer 15 kann beispielsweise die Frequenz zwischen 0 und 400 Hz regulieren und bildet ein Mittel zum Regulieren der Drehzahl des Motors 4.

Der Verdichter 5 ist durch eine Nebenleitung 17 oder ein Überbrückungselement überbrückt, das den Auslass an dessen Einlass anschließt, oder, was dem entspricht, an den Auslass des Verdampfers 2.

In besagter Nebenleitung 17 ist ein klassisches Nebenleitungsschließelement 18 angebracht, mit einem Ventilkörper, der von einer Feder offengedrückt wird, sobald der Druck in der Nebenleitung 17 unter einen gewissen Wert abfällt. Der Gegendruck, bei dem die Feder diesen Ventilkörper offendrückt, und damit der vorgenannte Druck, ist einstellbar.

In Serie mit diesem Nebenleitungsschließelement 18, und eigentlich zwischen diesem letzteren und dem Auslass des Kompressors 5, ist in der Nebenleitung 17 weiterhin ein Auf-Zu-Schließelement 19 vorgesehen, das beispielsweise durch ein Elektromagnetventil gebildet wird.

Mittels der elektrischen Verbindung 20 ist besagtes Auf-Zu-Schließelement 19 an die Steuereinrichtung 16 angeschlossen und wird von letzterer gesteuert.

In einer in 1 dargestellten ersten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 16 mittels einer Verbindung 21 an Messmittel 22 zum Messen der Verdampfertemperatur angeschlossen, beispielsweise ein Thermokoppel im Kühlkreislauf 3, am Einlass des Verdampfers 2 und daher zwischen besagtem Verdampfer 2 und Expansionsventil 7.

Obwohl es deutlich bevorzugt wird, die Verdampfertemperatur zu messen, können jedoch in einer Variante die Messmittel 22 zum Messen der Verdampfertemperatur durch Mittel 22A zum Messen des Verdampfungsdrucks ersetzt werden, beispielsweise einen Druckübertrager mit einem Druckbereich von –1 bis 12 bar, der am Einlass oder am Auslass des Verdampfers 2 angebracht ist und mittels der Verbindung 21A mit der Steuereinrichtung verbunden ist, wie in strichpunktierter Linie in 1 dargestellt.

Für ein gegebenes Kühlfluid besteht in der Tat eine Beziehung zwischen der Verdampfungstemperatur und dem Verdampfungsdruck des Kühlfluids. Je höher die Temperatur, desto höher der Druck.

Weiterhin ist in beiden Fällen die Steuereinrichtung 16, mittels einer Leitung 23, auch an Mittel 24 zum Messen der Umgebungstemperatur angeschlossen, beispielsweise einen Temperatursensor, der diese Temperatur in ein elektrisches Signal, insbesondere eine Spannung, umwandelt.

Die Funktionsweise des Kondensationstrockners ist wie folgt:

Zu trocknende Luft wird durch die Leitung 9 und daher durch den Wärmetauscher 1 geleitet, im Gegenstrom zu dem Kühlfluid in dem Verdampfer 2 des Kühlkreislaufs 3.

In besagtem Wärmetauscher 1 wird die feuchte Luft gekühlt, wodurch Kondensat gebildet wird, das in dem Flüssigkeitsabscheider 11 abgeschieden wird.

Die kalte Luft, die stromabwärts von besagtem Flüssigkeitsabscheider 11 weniger Feuchtigkeit enthält, jedoch noch stets eine relative Feuchtigkeit von 100% hat, wird in dem Rückgewinnungswärmetauscher 12 erwärmt, wodurch die relative Feuchtigkeit auf etwa 50% gesenkt wird, während die zu trocknende frische Luft bereits teilweise in besagtem Wärmetauscher 12 gekühlt wird, bevor sie dem Wärmetauscher 1 zugeführt wird.

Die Luft am Auslass des Rückgewinnungswärmetauschers 12 ist daher trockener als am Einlass von Wärmetauscher 1.

Zur Vermeidung von Einfrieren des Verdampfers 2 wird die Luft im Wärmetauscher 1 nicht unter die LAT bei niedrigen Umgebungstemperaturen gekühlt, welche LAT typischerweise 2–3°C ist.

Bei höherer Umgebungstemperatur kann die LAT höher sein und wird die Kühlung bis zu einer LAT durchgeführt, die beträchtlich, beispielsweise 20°C, niedriger ist als die Umgebungstemperatur, jedoch auf jeden Fall nicht niedriger ist als die Mindesttemperatur, bei der das Risiko des Einfrierens des Verdampfers eintreten kann und welche Temperatur typischerweise 2–3°C ist.

Wenn die LAT zu hoch ist, wird die Kühlung nicht ausreichend sein und wird daher nicht genug kondensierte Feuchtigkeit vorhanden sein, um die Luft ausreichend getrocknet zu haben.

Besagte LAT liegt mehrere Grade, beispielsweise 2 bis 3°C, über der von den Messmitteln 22 gemessenen eigentlichen Verdampfertemperatur.

Die vorgenannten Bedingungen von LAT werden erfüllt durch Regulieren, mittels der Steuereinrichtung 16 und des dadurch gesteuerten Frequenzumformers 15, der Drehzahl des Motors 4 in Funktion der von den Messmitteln 22 gemessenen Verdampfertemperatur, in einer Ausführungsform, oder des von den Messmitteln 22A gemessenen Verdampfungsdrucks in der anderen Ausführungsform.

Die Kühlkapazität ist gleich der Durchsatzrate von im Kühlkreislauf 3 umlaufendem Kühlfluid, multipliziert mit der Enthalpiedifferenz der Luft stromaufwärts und stromabwärts von Wärmetauscher 1. Durch Erhöhen der Drehzahl des Motors 4 kann der Verdichter 5 mehr Masse umlaufen lassen und daher kann mit ein und derselben Enthalpiedifferenz mehr Kraft geliefert werden. Der Mengendurchfluss ist der Volumendurchsatz des Verdichters 5, multipliziert mit der Dichte des Kühlfluids in Ansaugzustand, der selbst von Verdampfertemperatur und Überhitzung abhängt.

Die Steuereinrichtung 16 stellt die gemessene Temperatur oder den gemessenen Druck ein, indem sie die Drehzahl so anpasst, dass besagte Temperatur einige Grad niedriger ist als besagte LAT, jedoch höher als 0°C, beziehungsweise so, dass der Verdampferdruck erhalten wird, der mit einer Temperatur zusammenfällt, die einige Grad unter der LAT liegt und beispielsweise gleich 1°C ist, wobei für Freon R404a der Verdampferdruck dann ungefähr 5,2 bar effektiv ist.

Auf diese Weise wird die Kühlkapazität an die Last angepasst.

Da auch die Umgebungstemperatur durch das Mittel 24 gemessen wird, kann die daran gekoppelte Steuereinrichtung 16 diese Temperatur berücksichtigen.

Mittels der Steuereinrichtung 16 und des dadurch gesteuerten Frequenzumformers 15 wird die Drehzahl des Motors 4 dann so reguliert, dass, solange die Umgebungstemperatur niedrig ist, und insbesondere niedriger als 23°C ist, bei einer auf 20°C eingestellten Taupunktunterbrechung, die vorerwähnte Bedingung erfüllt ist und somit die LAT am Auslass des sekundären Teils 1A des Wärmetauschers 1 etwa 3°C ist, jedoch bei einer höheren Umgebungstemperatur besagte LAT auf eine gewisse Anzahl Grade, typischerweise 20°C, unter der von dem Mittel 24 gemessenen Umgebungstemperatur eingestellt wird.

Die Verdampfertemperatur hat einen Einstellpunkt, das heißt, einen Sollwert, wobei die Steuereinrichtung 16 danach strebt, die tatsächlich gemessene Verdampfertemperatur auf diesen Wert zu bringen, der einige Grad unter der gewünschten LAT liegt.

Möglicherweise können ein Mindest- und ein Höchst-Einstellpunkt in der Steuereinrichtung 16 bestimmt werden, wobei das Minimum 1°C ist. Beim Einstellen der Steuereinrichtung 16 kann dieser Einstellpunkt angepasst werden, beispielsweise mittels eines Bedienpaneels oder mittels einer Analogeingabe.

Die Frequenz wird beispielsweise zwischen 30 und 75 Hz reguliert.

Die Höchstlast für die Kühltrockenvorrichtung ist relativ klein, in Anbetracht der Tatsache, dass bei höheren Umgebungstemperaturen die LAT höher als 3°C sein kann, wodurch die Kühlkapazität abnimmt und daher die Komponenten weniger teuer sein können und Kühlfluid eingespart wird.

Im Kondensor 6 wird das im Verdichter aufgrund von Kompression aufgeheizte gasförmige Kühlfluid abgekühlt, bis es flüssige Form annimmt, und zur Dissipation der Wärme kann ein Ventilator oder Kühlwasser angewendet werden.

Bei Überdruck in dem Kondensator 6 wird der Motor 4 automatisch abgeschaltet.

Nach dem Kondensator 6 kann das flüssige Kühlfluid eventuell in einem Gefäß aufgefangen und/oder mittels eines zusätzlichen Wärmetauschers weiter gekühlt werden.

Mittels des Expansionsventils 7 wird das flüssige Kühlfluid bis auf einen Verdampferdruck expandiert, was natürlich eine Temperaturverringerung ergeben wird.

Das Expansionsventil 7 reguliert nur die Überhitzung in dem Verdampfer 2 und sorgt dafür, dass der Verdampfer 2 stets auf optimale Weise genutzt wird, jedoch kann es nicht zur Steuerung von Druck oder Temperatur des Verdampfers verwendet werden.

Durch Anwenden eines Thermostat-Expansionsventils 7 liegt stets eine Überheizung stromabwärts vom Verdampfer 2 vor, wodurch kein Risiko von Kühlfluid im Verdichter 5 vorliegt und ein Flüssigkeitsabscheider im Kühlkreislauf 3 überflüssig wird und die Kühlfluidmenge begrenzt wird.

Besagte Überhitzung wird durch Subtrahieren der von der Birne 14 gemessenen Temperatur von der entweder stromaufwärts vom Verdampfer 2 (innerlicher Ausgleich) oder stromabwärts von dem Verdampfer (äußerlicher Ausgleich) gemessenen Temperatur gemessen. Besagte Differenz wird von dem Expansionsventil 7 mit einem Stellwert verglichen, und im Fall einer Abweichung wird das Expansionsventil 7 diese durch Öffnen oder Schließen korrigieren.

Der Umfang der Überhitzung hat einen Einfluss auf die LAT, es kann jedoch angenommen werden, dass das Expansionsventil 7 besagte Überhitzung annähernd konstant hält.

Nötigenfalls kann dieser Einfluss der Überhitzung mittels beispielsweise einer Art Master-Slave-Regelkreis berücksichtigt werden. Der Slave-Regelkreis ist die Regulierung mit der vorangehend beschriebenen Steuereinrichtung 16, während der Master-Regelkreis in der Lage sein sollte, den Einstellpunkt des Verdampferdrucks oder -temperatur in Funktion der tatsächlichen LAT einzustellen, und daher beispielsweise den Einstellpunkt verringern könnte, wenn die LAT zu hoch bleibt, da die Überhitzung nach Verdampfer 2 zu hoch ist.

Ohne die Nebenleitung 17 in dem hierin vorangehend beschriebenen Regelkreis kann es möglich sein, dass die Anpassung der Drehzahl von Motor 4 und Verdichter 5 nicht so rasch durchgeführt wird wie das Abfallen des Taupunkts, oder mit anderen Worten, dass die Drehzahlregulierung der Temperaturänderung im Verdampfer 2 nicht folgen kann.

Dieses Problem kann vor allem unter den Bedingungen von Teillast und Nulllast der Vorrichtung auftreten.

Das Öffnen oder Nichtöffnen der Nebenleitung 17 wird in erster Linie durch das Auf-Zu-Schließelement 19 bestimmt, das von der Steuereinrichtung 16 gesteuert wird.

Sobald das Auf-Zu-Schließelement 19 die Nebenleitung 17 geöffnet hat, ist es das Nebenleitungsschließelement 18, das bestimmt, wann die Nebenleitung 17 tatsächlich geöffnet wird.

Besagtes Nebenleitungsschließelement 18 schließt die Nebenleitung 17 ab dem Moment nicht mehr ab, wenn der Verdampfungsdruck oder Verdampferdruck oder, in einer Variante, die Verdampfungstemperatur an ihrem Auslass, das heißt somit in der Nebenleitung 17 an der Einlassseite des Verdichters 5, unter einen gewissen Wert abfällt, wodurch heiße Gase von Verdichter 5 durch die Nebenleitung 17 strömen können und der Verdampferdruck nicht weiter sinkt.

Besagtes Nebenleitungsschließelement 18 und der eingestellte Druck, bei dem die Feder dieses letztere nicht mehr fest geschlossen hält, sind so gewählt, dass bei Nennarbeitsbedingungen des Kühlkreislaufs das Nebenleitungsschließelement 18 geschlossen ist, jedoch bei Teillast und Nulllast des Verdichters besagtes Nebenleitungsschließelement 18 offen ist, sodass der Verdampferdruck mit einer Hysterese von 0,2 bar auf einem Minimum gehalten wird, und so, dass die Verdampfungstemperatur, die an die Verdampfungstemperatur des Kühlfluids gekoppelt ist, stromabwärts von dem Verdampfer wenigstens 0°C ist, um Eisbildung in dem Verdampfer zu vermeiden.

Die Bedingungen, wobei die Regelvorrichtung 16 das Auf-Zu-Schließelement 19 in offene Position bringt, kann variieren, abhängig davon, ob es im Wesentlichen erwünscht ist, das Einfrieren des Verdampfers 2 zu verhindern, oder der Einsparung von Energie Vorrang verliehen wird.

Eine erste Art und Weise besteht darin, dass die Steuereinrichtung 16 das Auf-Zu-Schließelement 19 in offene Position bringt, wenn die Drehzahl des Motors 5 ein Minimum erreicht.

Eine zweite Art und Weise, welche bevorzugt wird, besteht darin, dass die Steuereinrichtung 16 das Auf-Zu-Schließelement 19 in offene Position bringt, wenn der Wert, beispielsweise die bzw. der von den Messmitteln 22 oder 22a gemessene Verdampfertemperatur oder Verdampfungsdruck, niedriger ist als der für besagten Wert, und damit beispielsweise die Verdampfertemperatur oder den Verdampfungsdruck, durch die Steuereinrichtung 16, die auch die Drehzahl des Motors 4 reguliert, angestrebte Wert.

Spezifischer wird das Auf-Zu-Schließelement 19 in offene Position gebracht, wenn die LAT um einen Wert von –1,5°C unter den Einstellpunkt gefallen ist, jedoch mit einem absoluten Minimum für die LAT von beispielsweise 0,5°C, was bei Teillast- oder Nulllastbedingungen der Vorrichtung auftreten kann.

Das Öffnen der Nebenleitung 17 kann dazu führen, dass die LAT wieder ansteigt. Wenn diese letztere über den Einstellpunkt hinaus ansteigt, so wird die Drehzahl des Motors 4 aufgrund der Steuereinrichtung 16 wieder ansteigen.

Wenn diese Drehzahl einen bestimmten Wert überschreitet, kann die Steuereinrichtung 16 das Auf-Zu-Schließelement 19 wieder in geschlossene Position bringen und daher die Nebenleitung 17 wieder unterbrechen.

In einer anderen Ausführungsform bringt die Steuereinrichtung 16 das Auf-Zu-Schließelement 19 wieder in geschlossene Position, wenn der von den Messmitteln 22 oder 22A gemessene Wert annähernd gleich dem Einstellpunkt für diesen Wert besagter Steuereinrichtung 16 ist, beispielsweise gleich besagtem Einstellpunkt minus 0,5°C ist.

Wenn besagte LAT nicht ansteigt, wenn die Nebenleitung 17 sich vollständig öffnet, dann kann die Steuereinrichtung 16 eventuell den Motor 4 zeitweilig abschalten, um eine zusätzliche Energieersparnis zu erhalten.

Obwohl die Verdampfertemperatur durch Ändern der Geschwindigkeit eingestellt wird, kann die Möglichkeit vorgesehen werden, für den Fall, dass die Last Null ist, sicherheitshalber den Motor 4 vollständig abzuschalten, wenn die LAT an dem Auslass des Wärmetauschers 1 dazu tendiert, unter 0°C zu sinken, beispielsweise durch Plazieren eines Thermostatsensors in dem Wärmetauscher 1, der, sollte die Temperatur im Verdampfer 2 null Grad werden, den Motor 4 abschaltet und ihn wieder startet, wenn die Temperatur auf 3°C angestiegen ist.

Als ein Ergebnis der Kombination der mit dem Nebenleitungsschließelement 18 und dem Auf-Zu-Schließelement 19 versehenen Nebenleitung 17 einerseits und des drehzahlgeregelten Verdichters 5 andererseits wird nicht nur die Anzahl von Malen, die der Motor 4 gestoppt und wieder gestartet wird, drastisch reduziert, sondern wird auch ein stark verbessertes dynamisches Verhalten erhalten.

Wenn beispielsweise die Last der Kühltrocknungsvorrichtung durch beispielsweise eine Verringerung des Druckluftdurchsatzes plötzlich von Volllast auf Teillast schaltet, wird die LAT sinken und wird die Drehzahl des Verdichters aufgrund der Steuereinrichtung 16, die trachtet, den Einstellpunkt aufrechtzuerhalten, sinken.

Wenn die Umdrehungszahl des Verdichters 5 nicht rasch genug verringert würde, dann ist es sehr wahrscheinlich, dass die LAT bei Abwesenheit der Nebenleitung 17 unter 0°C abfällt (Unterschreitung). In dem Fall wird der Verdichter 5 zur Vermeidung von Eisbildung in dem Verdampfer 2 abgeschaltet werden müssen, was sicherlich zu stark schwankenden Drucktaupunkten führt.

Bei Vorhandensein der Nebenleitung 17 hingegen wird, wenn die LAT unter den Einstellpunkt sinkt oder wenn die LAT sich dem Gefrierpunkt nähert, das Auf-Zu-Schließelement 19 in der Nebenleitung 17 geöffnet, was ein Sinken der LAT unter 0°C verhindert.

Ein anderer Vorteil der Nebenleitung 17 mit dem Nebenleitungsschließelement 18 und Auf-Zu-Schließelement 19 in Kombination mit dem drehzahlregulierten Motor 4 ist ein Anstieg des Lastbereichs mit einem stabilen Drucktaupunkt nach unten. In Abwesenheit der Nebenleitung wird, wenn die Last für den Trockner graduell abnimmt, bei einer gewissen Last die Drehzahl des Verdichters minimal sein.

Bei einer weiteren Verringerung der Last wird die LAT unter den Einstellpunkt sinken und schließlich unter 0°C sinken. In diesem Fall wird der Verdichter 5 abgeschaltet werden müssen, um Eisbildung in dem Verdampfer 2 zu verhindern, was sicherlich zu stark schwankenden Drucktaupunkten führen würde.

Wenn die Last des Trockners graduell abnimmt, wird bei einer bestimmten Last die Drehzahl des Verdichters 5 bei Vorhandensein der Nebenleitung 17 ebenfalls minimal sein.

Bei einer weiteren Verringerung der Last wird die LAT unter den Einstellpunkt sinken, was das Auf-Zu-Schließventil 19 in der Nebenleitung 17 öffnet. Der Einstellpunkt wird noch aufrechterhalten, was zu stabilen Drucktaupunkten führt.

Das dynamische Verhalten der Vorrichtung ist deutlich verbessert. Aufgrund des gesteuerten Auf-Zu-Schließelements 19 in der Nebenleitung 17 wird der Lastbereich mit stabilem Drucktaupunkt nach unten vergrößert.

Die in 2 dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung unterscheidet sich von den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen im Wesentlichen dadurch, dass die am Kühlkreislauf 3 angebrachten Messmittel 22 zum Messen der Verdampfertemperatur oder die Messmittel 22A zum Messen des Verdampfungsdrucks durch Messmittel 25 zum Messen der niedrigsten Lufttemperatur (LAT) ersetzt werden.

Besagte Temperaturmessmittel 25, die in einer Ausführung bereits vorhanden sind, um die Drehzahl des Motors 4 zu steuern, sind an der Leitung 9 angeordnet, entweder in dem sekundären Teil 1A des Wärmetauschers 1, beispielsweise an der Oberfläche von Verdampfer 2, oder, wie in 2 dargestellt, stromabwärts von Wärmetauscher 1, beispielsweise zwischen besagtem Wärmetauscher 1 und Flüssigkeitsabscheider 11.

In dieser Ausführungsform reguliert die Steuereinrichtung 16 den Frequenzumformer 15 und somit die Drehzahl des Motors 4 in Funktion der gemessenen niedrigsten Lufttemperatur LAT.

Die Messung der LAT ergibt den großen Vorteil, dass die Temperatur des Kühlfluids niedriger als 0°C sein kann, ohne dass der Verdampfer gefriert, mit anderen Worten, bevor Eis an der Luftseite des Verdampfers gebildet wird, da dieses Phänomen von der LAT bestimmt wird.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass Verdampfung bei niedrigen Verdampfertemperaturen, beispielsweise –5°C, an der Seite des Kühlfluids, und mit großen Temperaturunterschieden, wie beispielsweise 8°C (zwischen +3°C und –5°C), ohne Gefahr des Gefrierens möglich ist, kann der Wärmetauscher 1 sehr kompakt verwirklicht werden.

Wenn die gemessene niedrigste Lufttemperatur LAT ansteigt oder sinkt, befiehlt die Steuereinrichtung 16 das Erhöhen beziehungsweise Verringern der Drehzahl des Motors 4, sodass diese gemessene LAT-Temperatur nicht unter die LAT bei niedriger Umgebungstemperatur sinkt, welche LAT typischerweise 2 bis 3°C beträgt, um zu gewährleisten, dass der Verdampfer 2 nicht einfriert. Wenn die vom Thermometer 24 gemessene Umgebungstemperatur niedriger als 23°C ist, mit einer Taupunktunterbrechung, die auf 20°C eingestellt ist, so darf die gemessene LAT nicht unter beispielsweise etwa 3°C sinken, um zu gewährleisten, dass der Verdampfer 2 nicht einfriert.

Somit wird die Kühlung aufgrund dieser Regulierung an die Last angepasst, wobei die Verdampfertemperaturen an der Seite des Kühlfluids negativ werden können, ohne dass jedoch der Verdampfer 2 an der Seite der Luft einfriert. Folglich ist nicht nur der Energieverbrauch des Motors 4 minimal, sondern kann auch der Wärmetauscher 1 sehr kompakt gefertigt werden, was auch eine Ersparnis in Hinsicht auf den Preis der Vorrichtung bedeutet.

Auch in dieser Ausführungsform wird die Überhitzung im Verdampfer 2 durch das Expansionsventil 7 reguliert, durch welches das Kühlfluid expandiert wird.

Die Funktionsweise der Nebenleitung 17 ist wie vorangehend in der Ausführungsform gemäß 1 beschrieben, in derjenigen Variante, worin das Öffnen und Schließen des Auf-Zu-Schließelements 19 in Funktion des von den Messmitteln 22 oder 22a gemessenen Werts der Verdampfertemperatur oder des Verdampferdrucks gesteuert wird. In der Ausführungsform von 2 wird das Auf-Zu-Schließelement 19 jedoch in Funktion des von den Messmitteln 25 anstatt des von den Messmitteln 22 oder 22a gemessenen Werts gesteuert.

Obwohl die niedrigste Lufttemperatur durch Ändern der Drehzahl des Motors 4 eingestellt wird, kann auch in dieser Ausführungsform die Möglichkeit vorgesehen werden, den Motor 4 im Fall von Nulllast vollständig auszuschalten.

In einer Variante der vorhergehenden Ausführungsform, welche Variante in den Figuren nicht dargestellt ist, werden die Temperaturmessmittel 25 zum Messen der niedrigsten Lufttemperatur durch Messmittel zum Messen des Taupunkts besagter Luft ersetzt. Solche Messmittel oder Taupunktmesser sind auf dem Markt und werden daher nicht weiter beschrieben.

Somit wird anstatt der LAT an derselben Stelle der Taupunkt der Luft gemessen. Die Funktionsweise ist analog zu der hier vorangehend beschriebenen Funktionsweise, wobei somit die Drehzahl des Motors 4 auf solche Weise reguliert wird, dass die Kühlung im Wärmetauscher 1 optimal ist, jedoch das Einfrieren des Verdampfers 2 vermieden wird.

Die in 3 dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung zur Kühltrocknung unterscheidet sich von der vorangehend beschriebenen Vorrichtung gemäß 2 dadurch, dass das Ende der Nebenleitung 17, das an der Einlassseite des Verdichters 5 an den Kühlkreislauf 3 anschließt, nicht zwischen dem Verdichter 5 und dem Auslass des Verdampfers 2 an diesen Kühlkreislauf 3 anschließt, sondern am Einlass des Verdampfers 2.

Weiter ist die Wirkungsweise wie hierin vorangehend beschrieben. Das Auf-Zu-Schließelement 19 muss nicht unbedingt durch dieselbe Steuereinrichtung 16 gesteuert werden wie der Motor 5, sondern kann von einer getrennten Steuereinrichtung gesteuert werden, beispielsweise einem P-, PI- oder PID-Regler.

In der in 4 dargestellten Ausführungsform wird das Auf-Zu-Schließelement 19 sogar nicht von einer solchen Steuereinrichtung gesteuert, sondern von einem Thermostat 27, dessen Sensor, oder mit anderen Worten, das Temperaturmessmittel in der Leitung 9, am Auslass des Wärmetauschers 1 angebracht ist und in dem dargestellten Beispiel dem Temperaturmessmittel 25entspricht, das mit der Steuereinrichtung 16 verbunden ist.

Der Thermostat 27 umfasst weiterhin eine Verbindung 28, die besagten Sensor 25 mittels eines Thermoschalters 29 mit dem Auf-Zu-Schließelement 19 verbindet.

Wenn die Temperatur der Druckluft in der Leitung 9 am Auslass des Wärmetauschers 1 unter einen bestimmten Wert sinkt, beispielsweise unter den Einstellpunkt der Steuereinrichtung 16 sinkt, so wird der Thermoschalter 29 geschlossen und wird das Auf-Zu-Schließelement 19 angesteuert und wird daher in offene Position schalten. Die Funktionsweise des Nebenleitungsschließelements 18 und die Steuerung des Motors 4 bleiben so wie oben beschrieben.

Die Erfindung ist keineswegs auf die vorangehend beschriebenen und in den begleitenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt, vielmehr kann ein solches Verfahren und solches Vorrichtung zur Kühltrocknung in verschiedenen Varianten verwirklicht werden, ohne die Reichweite der Erfindung zu verlassen.

Insbesondere kann die Steuereinrichtung anstelle einer Steuereinrichtung 16 eine andere Steuereinrichtung umfassen, beispielsweise einen PID-, PI- oder P-Regler.

Obwohl bevorzugt wird, die Umgebungstemperatur unter anderem auch zur Begrenzung der Leistung der Vorrichtung zu berücksichtigen, kann in einer einfacheren Ausführungsform die Einstellung der Drehzahl des Motors 4 ausschließlich in Funktion der Verdampfertemperatur, des Verdampferdrucks, der niedrigsten Gastemperatur oder des Taupunkts des Gases stattfinden.

Statt feuchter Luft kann anderes, Wasserdampf enthaltendes Gas als Luft auf dieselbe Weise und mit derselben Vorrichtung getrocknet werden. In diesem Fall ist die LAT die niedrigste Gastemperatur.


Anspruch[de]
Vorrichtung zur Kühltrocknung eines Wasserdampf enthaltenden Gases, wobei besagte Vorrichtung einen Wärmetauscher (1) umfasst, dessen primärer Teil der Verdampfer (2) eines Kühlkreislaufs (3) ist, der weiterhin einen von einem Elektromotor (4) angetriebenen Verdichter (5), einen Kondensator (6), ein Expansionsmittel (7) zwischen dem Auslass des Kondensators (6) und dem Einlass des Verdampfers (2), eine Steuereinrichtung (16) zum Steuern besagten Motors (4), und daran gekoppelte Messmittel umfasst, wobei der Verdichter (5) mittels einer Nebenleitung (17) mit darin einem Nebenleitungsschließelement (18), das sich öffnet, wenn der Druck in der Nebenleitung (17) unter einen gewissen Wert abfällt, und einem Auf-Zu-Schließelement (19) überbrückt ist, während der sekundäre Teil (1A) des Wärmetauschers (1) Teil einer Leitung (9) für das Gas bildet und, am Ausgang dieses Wärmetauschers (1), ein Flüssigkeitsabscheider (11) in besagter Leitung (9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Kühltrocknung Mittel (15) zum Regulieren der Drehzahl des Motors (4) umfasst, während die Steuereinrichtung (16) diese Mittel in Funktion des von den Messmitteln (22, 22A) gemessenen Werts steuert, und dadurch, dass das Auf-Zu-Schließelement (19) an die Steuereinrichtung (16) angeschlossen ist, die auch den Motor steuert, und wobei besagte Steuereinrichtung (16) so konfiguriert ist, dass sie das Auf-Zu-Schließelement (19) in offene Position bringt, wenn die Geschwindigkeit des Motors (4) ein Minimum erreicht. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (22) an dem Kühlkreislauf (3) vorgesehen sind und dass sie Mittel zum Messen der Verdampfertemperatur sind. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (22A) an dem Kühlkreislauf (3) vorgesehen sind und dass sie Mittel zum Messen der Verdampferdrucks sind. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (25) an der Leitung (9) für das Gas angebracht sind, in oder stromabwärts von dem sekundären Teil (1A) des Wärmetauschers, und dass sie Mittel zum Messen der niedrigsten Gastemperatur (LAT) sind. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel an der Leitung (9) für das Gas angebracht sind, in oder stromabwärts von dem sekundären Teil (1A) des Wärmetauschers (1), und dass sie Mittel zum Messen des Taupunkts sind. Vorrichtung gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Regulieren der Drehzahl des Motors (4) aus einem Frequenzumformer (15) bestehen. Vorrichtung gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (24) zum Messen der Umgebungstemperatur umfasst, welche Mittel ebenfalls an die Steuereinrichtung (16) gekoppelt sind, und dass besagte Steuereinrichtung (16) so ist, dass sie die Drehzahl des Motors (4) sowohl in Funktion des von den Messmitteln (22, 22a oder 25) gemessenen Werts als auch in Funktion der von den Mitteln (24) zum Messen der Umgebungstemperatur gemessenen Temperatur regelt. Vorrichtung gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (16) ein PID-Regler, ein PI-Regler oder ein P-Regler ist. Vorrichtung gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenleitungs-Schließelement (18) von der Sorte ist, welche sich öffnet, wenn der Druck in der Nebenleitung (17) an der Seite des Einlasses des Verdichters (5) unter einen bestimmten Wert abfällt. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenleitungs-Schließelement (18) von der Sorte ist, welche sich öffnet, wenn die Temperatur in der Nebenleitung (17) an der Seite des Einlasses des Verdichters (5) unter einen bestimmten Wert sinkt. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Auf-Zu-Schließelement (19) an einen Thermostat (27) angeschlossen ist, dessen Sensor (25) in der Leitung (9) am Auslass des Wärmetauschers (1) angeordnet ist. Verfahren zur Kühltrocknung von Wasserdampf enthaltendem Gas, wobei dieses Gas durch den sekundären Teil (1A) eines Wärmetauschers (1) geleitet wird, dessen primärer Teil der Verdampfer (2) eines Kühlkreislaufs (3) ist, der auch einen Verdichter (5) umfasst, der durch eine Nebenleitung (17) überbrückt ist, mit darin einem Nebenleitungs-Schließelement (18), das sich öffnet, wenn der Druck in der Nebenleitung (17) unter einen bestimmten Wert abfällt, und einem gesteuerten Auf-Zu-Schließelement (19), und welcher Verdichter (5) von einem Elektromotor (4) angetrieben wird, einen Kondensator (6), ein Expansionsmittel (7) zwischen dem Auslass des Kondensators (6) und dem Einlass des Verdampfers (2), und wobei der vorgenannte Kühlkreislauf (3) so in Funktion der Last gesteuert wird, dass die Kühlkapazität angepasst wird, ohne dass Eisbildung in dem Verdampfer (2) erzeugt wird, und welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass die Regelung des Kühlkreislaufs (3) dadurch stattfindet, dass die Drehzahl des Motors (4) reguliert wird, indem das Auf-Zu-Schließelement (19) so reguliert wird, dass die Steuereinrichtung (16) das Auf-Zu-Schließelement (19) in eine offene Position bringt, wenn die Drehzahl des Motors (4) ein Minimum erreicht, und, wenn auch das Nebenleitungs-Schließelement (18) die Nebenleitung (17) nicht mehr abschließt, gasförmiges Kühlfluid von dem Auslass des Verdichters (5) zurück zu seinem Einlass, stromaufwärts oder stromabwärts von dem Verdampfer (2), geleitet wird. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfertemperatur gemessen wird und dass der vorgenannte Kühlkreislauf (3) in Funktion der gemessenen Verdampfertemperatur gesteuert wird. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Motors (4) so reguliert wird, dass die Verdampfertemperatur ein paar Grad, beispielsweise 2 bis 3°C, unter der niedrigsten Gastemperatur (LAT) liegt, wobei diese LAT auf einer Lufttemperatur gehalten wird, auf der Gefrieren nicht stattfindet, nämlich typischerweise ungefähr 3°C. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfungsdruck gemessen wird und dass besagter Kühlkreislauf (3) in Funktion des gemessenen Verdampferdrucks gemessen wird. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrigste Gastemperatur (LAT) gemessen wird und dass besagter Kühlkreislauf (3) in Funktion dieser niedrigsten Gastemperatur (LAT) gesteuert wird. Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrigste Gastemperatur (LAT) am Auslass des sekundären Teils (1A) des Wärmetauschers (1) gemessen wird. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Taupunkt des Gases gemessen wird und dass der vorgenannte Kühlkreislauf (3) in Funktion besagten Taupunkts gesteuert wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkreislauf (3) so gesteuert wird, dass die Temperatur des Verdampfers (2) an der Seite des Kühlfluids negativ wird, ohne dass der Verdampfer (2) an der Luftseite gefriert. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Motors (4) durch Ändern der Frequenz des zugeführten Stroms reguliert wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungstemperatur gemessen und die Drehzahl des Motors (4) reguliert wird, wobei die gemessene Umgebungstemperatur berücksichtigt wird. Verfahren gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Motors (4) des Verdichters (5) derart reguliert wird, dass die niedrigste Gastemperatur (LAT) am Auslass des Verdampfers (2) mit einem Wert, der beispielsweise 20°C beträgt, niedriger gehalten wird als die gemessene Umgebungstemperatur, ohne jedoch niedriger zu sein als die Minimumtemperatur, auf der das Risiko des Gefrierens des Verdampfers (2) entstehen kann, welche Minimumtemperatur typischerweise 2 bis 3°C ist. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts vom Verdampfer (2) das Kühlmedium mittels eines Expansionsventils (7) expandiert wird und das Überhitzen nach dem Verdampfer (2) gemessen und mit einem vorbestimmten Wert verglichen wird, wobei, im Fall einer Abweichung, das Expansionsventil (7) diesen letzteren durch Öffnen oder Schließen korrigiert. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das zu trocknende Gas nach dem Wärmetauscher (1) und dem Flüssigkeitsabscheider (11) in einem Rückgewinnungswärmetauscher (12) mittels des zu trocknenden Gases, das dem ersten Wärmetauscher (1) zugeführt wird, erhitzt wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenleitungs-Schließelement (18) so eingestellt wird, dass es die Nebenleitung (17) nicht mehr abschließt, wenn der Verdampfungsdruck oder Verdampferdruck, oder in einer Variante, die Verdampfungstemperatur, an seinem Auslass, das heißt, in der Nebenleitung (17) an der Seite des Einlasses des Verdichters (5), unter einen bestimmten Wert abfällt. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenleitungs-Schließelement (18) und der eingestellte Druck, wobei es die Nebenleitung (17) öffnet, so gewählt wird, dass bei nominellen Betriebsbedingungen des Kühlkreislaufs (3) das Nebenleitungs-Schließelement (18) geschlossen ist, jedoch bei einer Teil- und Nulllast des Verdichters (5) besagtes Nebenleitungs-Schließelement (18) offen ist, sodass der Verdampferdruck mit einer bestimmten Hysterese auf einem Minimum gehalten wird, und sodass die Verdampfungstemperatur, die an den Verdampfungsdruck des Kühlfluids gekoppelt ist, stromabwärts von dem Verdampfer (2) wenigstens 2°C beträgt, um Eisbildung in dem Verdampfer (2) zu vermeiden. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (16) das Auf-Zu-Schließelement (19) in offene Position bringt, wenn der durch Messmittel (22, 22A oder 25) gemessene Wert niedriger ist als der Sollwert für diese Werte der Steuereinrichtung (16) ist, welche die Drehzahl des Motors (4) durch diese Mittel (15) regelt. Verfahren gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Auf-Zu-Schließelement (19) in offene Position gebracht wird, wenn die LAT beispielsweise mit –1,5°C unter den Sollwert abgefallen ist, mit jedoch einem absoluten Minimum für die LAT von beispielsweise 0,5°C. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (16) das Auf-Zu-Schließelement (19) wieder in geschlossenen Zustand bringt und daher die Nebenleitung (17) wieder unterbricht, wenn die Drehzahl des Motors (4) einen bestimmten Wert übersteigt. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Auf-Zu-Schließelement (19) wieder in Schließposition gebracht wird, wenn der von den Messmitteln (22, 22A oder 25) gemessene Wert in der Leitung (9) ungefähr gleich dem Sollwert besagter Steuereinrichtung (16) für diesen Wert ist, beispielsweise gleich diesem Sollwert minus 0,5°C ist. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen und Schließen des Auf-Zu-Schließelements (19) in Funktion der LAT, die in der Leitung (9) am Auslass des Wärmetauschers (1) gemessen wird, gesteuert wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der von den Messmitteln (22, 22A oder 25) gemessene Wert beim vollständigen Öffnen der Nebenleitung (17) nicht ansteigt, die Steuereinrichtung (16) den Motor (4) zeitweilig abschaltet.






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