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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung von Abwärme einer Abfülllinie zum Abfüllen flüssiger Produkte und eine Industrieanlage mit der Abfülllinie und einer Abluftheizung.
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Bekanntermaßen sind Abfülllinien zum Abfüllen flüssiger Produkte in der Regel Bestandteile von Industrieanlagen, die zudem Bürobereiche, Werkstattbereiche, Personalaufenthaltsbereiche, Kantinenbereiche und/oder Prozesstechnikbereiche umfassen können. Diese Bereiche werden in der Regel separat beheizt bzw. klimatisiert. Abfülllinien werden in der Regel in eigens dafür vorgesehenen, abgetrennten Räumen installiert, beispielsweise in einer sogenannten Abfüllhalle. Hierbei ist durchaus üblich, den Nassteil und den Trockenteil der Abfülllinie räumlich voneinander abzutrennen, ebenso einen zugeordneten Prozesstechnikteil.
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Es ist ferner bekannt, Abluft eines Blasmaschinenofens zur Vorwärmen von Vorformlingen zu verwenden, die in der zugeordneten Blasmaschine zu Kunststoffflaschen geblasen werden. Nachteilig ist jedoch, dass in einzelnen Prozesseinheiten der Abfülllinie, wie beispielsweise in Trocknungseinrichtungen, Schrumpftunneln und Blasmaschinen, erwärmte Abluft (Heißluft) meist ungenutzt aus dem Bereich der Abfülllinie in die Umgebung abgelassen wird.
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Es besteht somit Bedarf, in Abluft einer Abfülllinie enthaltene Wärmeenergie besser zu nutzen.
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Die gestellte Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und mit einer Industrieanlage nach dem unabhängigen Industrieanlagenanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind unter anderem in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das Verfahren dient demnach zur Nutzung von Abwärme einer Abfülllinie zum Abfüllen flüssiger Produkte. Hierfür wird bei Produktionsprozessen zum Herstellen, Füllen, Behandeln, Ausstatten und/oder Verpacken von Produktbehältern in der Abfülllinie erwärmte Abluft zum Beheizen wenigstens eines von der Abfülllinie räumlich abgetrennten Heizbereichs verwendet.
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Insbesondere kann zwischen dem Heizbereich und der Abfülllinie mindestens eine Wand, eine Geschossdecke oder dergleichen angeordnet sein.
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Somit ist die Verwertung der in der Abluft enthaltenen Wärmeenergie nicht mehr auf den Bereich der Abfülllinie und insbesondere nicht auf den jeweiligen Bereich der die Abluft produzierenden Prozesseinheit beschränkt. Vielmehr kann diese Wärmeenergie flexibel in wenigstens einem Heizbereich mit entsprechendem Wärmebedarf verwendet werden.
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Geeignete Heizbereiche sind beispielsweise wenigstens ein Bürobereich, Werkstattbereich, Personalaufenthaltsbereich, Kantinenbereich und/oder Prozesstechnikbereich. Derartige Heizbereiche lassen sich erfindungsgemäß vorteilhaft beheizen, da die in der Abfülllinie erzeugte Abluft in der Regel ein höheres Temperaturniveau aufweist als die Luft in den genannten Heizbereichen.
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Der Prozesstechnikbereich umfasst Vorrichtungen zur Lagerung, Herstellung und/oder Behandlung von den oder anderen flüssigen Produkten.
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Weiterhin ist es möglich, dass der Heizbereich ausschließlich über die Abwärme geheizt wird. Beispielsweise wird Wärme von keiner anderen Quelle an den Heizbereich übertragen außer der von der erwärmten Abluft.
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Die Abluft kann beispielsweise von einer oder mehreren Prozesseinheit(en) über eine Rohrleitung bis hin zum Heizbereich geleitet werden. Insbesondere kann die Rohrleitung zumindest abschnittsweise von einer isolierenden Schicht umgeben sein.
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Die Abluft kann beispielsweise gesammelt und über wenigstens eine drosselbare Abluftleitung und/oder eine elektronisch steuerbare Absaugung zum Heizbereich geleitet werden, um diesen bedarfsabhängig mit Wärmeenergie zu versorgen. Zu diesem Zweck kann die Abluftleitung abhängig von einer Soll- und Ist-Temperatur des Heizbereichs und/oder abhängig von einer Außentemperatur gedrosselt und damit gegebenenfalls auch abgeriegelt werden und/oder die Absaugung auf dieser Grundlage geregelt werden.
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Insbesondere ist es möglich, den Heizbereich lediglich zeitweise, also z.B. mit gesteuerten und/oder vorgebbaren Unterbrechungen, über die erwärmte Abluft zu heizen. Beispielsweise kann eine Unterbrechung von der Abwesenheit von Mitarbeitern im Heizbereich verursacht werden.
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Ferner kann die Abwärme mittels wenigstens eines Gaswärmetauschers von der Abluft an den Heizbereich übertragen werden, beispielsweise um Geruchsprobleme im Heizbereich zu vermeiden, beispielsweise in einem Bürobereich.
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Alternativ oder ergänzend kann die Abwärme auch mittels Wärmedurchgang durch eine Trennwand zwischen dem Heizbereich und dem Bereich des die Abwärme erzeugenden Produktionsprozesses von der Abluft an den Heizbereich abgegeben werden. In diesem Falle sind die die Abluftwärme erzeugende Prozesseinheit und der Heizbereich in unmittelbare Nachbarschaft bzw. direkt aneinander angrenzend angeordnet. Somit ist eine besonders einfache Nutzung der in der Abwärme enthaltenen Wärmeenergie möglich.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn wenigstens zwei der die Abluft produzierenden Produktionsprozesse räumlich unmittelbar benachbart oder aneinandergrenzend ablaufen. Die dabei jeweils erwärmte Abluft kann gemeinsam abgeführt und insbesondere abgesaugt und zum Beheizen des wenigstens einen Heizbereichs verwendet werden. Somit lassen sich Wärmeverluste sowohl zwischen den die Abwärme produzierenden Prozesseinheiten minimieren als auch die Wärmeenergie der dabei erzeugten Abluft effizient nutzen.
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Prinzipiell wäre auch ohne die beschriebene örtlich abgetrennte Nutzung der Abluftwärme ein separater Erfindungsgegenstand denkbar, bei dem wenigstens zwei erwärmte Abluft erzeugende Produktionsprozesse der beschriebenen Art räumlich benachbart oder räumlich unmittelbar aneinandergrenzend durchgeführt werden bzw. bei dem wenigstens zwei die erwärmte Abluft erzeugenden Prozesseinheiten unmittelbar benachbart, insbesondere mit einem Abstand kleiner als 20 cm, insbesondere kleiner als 5 cm oder aneinandergrenzend, insbesondere einander berührend, angeordnet sind. Es wäre sogar denkbar, dass sich die zwei Prozesseinheiten dieselbe Gehäusewand teilen. Dieser Wärmeenergie einsparenden Anordnung bzw. Prozessführung könnte dann wenigstens eines der beschriebenen Merkmale optional zugeordnet werden.
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Günstig ist zudem, wenn die Produktionsprozesse übereinanderliegend nur durch zugeordnete Einhausungen und/oder eine Geschossdecke voneinander getrennt durchgeführt werden.
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Die wenigstens eine Prozesseinheit zum Herstellen der Produktbehälter kann beispielsweise ein Ofen für Kunststoffvorformlinge sein. Die wenigstens eine Prozesseinheit zum Füllen der Produktbehälter kann beispielsweise eine Füllmaschine sein. Die wenigstens eine Prozesseinheit zum Füllen der Produktbehälter kann beispielsweise auch eine Anlage zur Herstellung oder thermischen Produktbehandlung des abzufüllenden Produktes beinhalten. Die wenigstens eine Prozesseinheit zum Behandeln der Produktbehälter kann beispielsweise eine Trocknungseinrichtung zur Trocknung der Produktbehälter sein, beispielsweise für den Fall, dass diese feucht aus einem Tunnelpasteur kommen oder dass sie kalt abgefüllt wurden und sich Kondenswasser gebildet hat und jeweils getrocknet werden müssen. Die Trocknungseinrichtung kann insbesondere stromabwärts einer Füllmaschine und stromaufwärts einer Etikettiermaschine, einer Verpackungsmaschine oder einer Maschine zum unmittelbaren Verbinden von Produktbehältern mit Klebepunkten angeordnet sein. Die wenigstens eine Prozesseinheit zum Ausstatten oder Verpacken der Produktbehälter kann beispielsweise ein Schrumpftunnel sein. In einem Schrumpftunnel werden beispielsweise Schrumpffolienabschnitte mittels erwärmten Gas auf Produktbehälterzusammenstellungen aufgeschrumpft. Weiterhin ist es möglich, in einer anderen Form von Schrumpftunneln Schrumpfetiketten, z.B. in Form von Schläuchen, auf einzelne Produktbehälter mittels erwärmtem Gas aufzuschrumpfen. Bei einer weiteren Form von Schrumpftunneln wird Folienmaterial auf fertig palettierte Produktbehältergebindelagenstapel mittels erwärmtem Gas aufgeschrumpft. In derartigen Prozesseinheiten kann erwärmte Abluft in der Produktion, bei Reinigungsprozessen und/oder bei Sterilisationsprozessen anfallen. Die Abluft kann beispielsweise mittels Wärmetausch in einem davon räumlich abgetrennten Heizbereich flexibel und ohne Beeinträchtigung der dortigen Luftqualität zum Beheizen genutzt werden.
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Insbesondere ist es möglich, dass im Fall von Produktionsstillständen zumindest einer Prozesseinheit zumindest kurzzeitig mehr Wärme oder Abluft pro Zeiteinheit aus der Prozesseinheit abgeführt wird als noch während der Produktion kurz zuvor. Zu Produktionsstillständen kann es z.B. wegen Störungen oder einer Umstellung der Produktion kommen. Diese können geplant sein oder ungeplant. Es kann sein, dass Produktionsstillstände automatisch erkannt werden, z.B. über Sensoren oder Eingabe der Umstellung durch einen Bediener. Weiterhin kann es sein, dass durch die Erkennung ein Volumenstrom der abgeführten Abluft erhöht wird. Dies ist beispielsweise durch eine Steuerung möglich. Durch die höhere Abführleistung kann mehr, sowieso in der Prozesseinheit nicht mehr benötigte Wärme abgeführt werden.
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Insbesondere ist es möglich, dass im Fall von Produktionsstillständen - z.B. je nach zu erwartender Länge des Stillstandes - eine oder mehr Prozesseinheiten zuerst in einen Standby-Modus gehen, in welchem versucht wird Wärme und/oder eine gewisse Temperatur größer der Umgebungstemperatur in der Prozesseinheit zu halten. In einem derartigen Standby-Modus kann es ein, dass der Volumenstrom der abgeführten Abluft im Vergleich zur Produktion unmittelbar davor abgesenkt wird. Eine Absenkung kann ein Ausschalten bzw. auf 0 absenken umfassen.
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Eine Veränderung der Volumenströme bzw. eine Drosselung kann beispielsweise durch eine Veränderung der Umdrehungszahl eines in einer Abführleitung angeordneten Lüfters / Gebläses durchgeführt werden und/oder durch Verändern der Stellung einer Klappe oder eines Ventils in der Abluftleitung.
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Insbesondere ist es möglich, dass im Fall von Produktionsstillständen Türen einer Prozesseinheit geschlossen werden, welche während der Produktion offen waren.
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Weiterhin ist es möglich, dass die Abluft von einer Prozesseinheit zuerst zu einer anderen Prozesseinheit geführt wird, wobei sich in oder an der zweiten Prozesseinheit die Ablüftströme mischen, bevor sie zum Heizbereich weitergeleitet werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann es sein, dass mehrere Abluftströme von einzelnen Prozesseinheiten beabstandet, u.U. sogar erst außerhalb der Abfüllhalle, zusammengeführt werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann es sein, dass zwei Abluftströme in separate Heizbereiche geführt werden und nicht vermischt werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann es sein, dass eine Mischung bzw. ein Mischungsverhältnis von mindestens zwei Abluftströmen über Ventile oder Klappen steuerbar ist, insbesondere automatisch. Wenn die Abluftströme zweier Prozesseinheiten unterschiedlich viel Wärmeenergie pro Zeiteinheit aufweisen, können auf diese Weise beispielsweise zwei Heizbereiche individuell mit unterschiedlich viel Leistung beheizt werden. Es ist denkbar, dass sich die Abluftströme nach der (teilweisen) Mischung wieder trennen und zu unterschiedlichen Heizbereichen führen. Die Mischung kann aber auch durch Drosselung geregelt werden.
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Für eine Steuerung oder Regelung eines Abluftstroms oder mehrerer Abluftströme oder deren Mischungsverhältnis können in einigen oder sämtlichen Abluftleitungen Durchflussmesser und Temperatursensoren angeordnet sein.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind zeichnerisch dargestellt. Es zeigen:
- 1 ein schematisches Layout einer Industrieanlage mit zugeordneten Heizbereichen;
- 2 ein schematisches Layout einer alternativen Industrieanlage mit zugeordnetem Heizbereich;
- 3 eine schematische seitliche Ansicht einer alternativen Industrieanlage mit zugeordneten Heizbereichen;
- 4 ein schematisches Layout einer alternativen Industrieanlage;
- 5 eine schematische Seitenansicht der Industrieanlage gemäß 4 mit zugeordnetem Heizbereich;
- 6 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Industrieanlage mit zugeordnetem Heizbereich;
- 7 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Industrieanlage mit zugeordnetem Heizbereich;
- 8 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Industrieanlage mit zugeordnetem Heizbereich;
- 9 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Industrieanlage mit zugeordnetem Heizbereich;
- 10 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Industrieanlage mit zugeordnetem Heizbereich;
- 11 eine schematische Seitenansicht der Abluftheizung in unterschiedlichen Betriebszuständen;
- 12 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Industrieanlage mit zugeordnetem Heizbereich;
- 13 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Industrieanlage mit zugeordnetem Heizbereichen; und
- 14 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Industrieanlage mit zugeordnetem Heizbereich.
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Wie die 1 erkennen lässt, umfasst die Industrieanlage 101 gemäß einer ersten Ausführungsform eine Abfülllinie 1 mit einer ersten Prozesseinheit 2a, in der erwärmte Abluft 3a erzeugt wird, eine zweite Prozesseinheit 2b, in der erwärmte Abluft 3b erzeugt wird, eine erste Abluftheizung 4a zum Beheizen eines zugeordneten ersten Heizbereichs 5a mittels in der Abluft 3a enthaltener Wärmeenergie und eine zweite Abluftheizung 4b zum Beheizen eines zugeordneten zweiten Heizbereichs 5b mittels in der Abluft 3b enthaltener Wärmeenergie.
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Die erste und zweite Abluftheizung 4a, 4b umfassen (vorzugsweise drosselbare) Abluftkanäle (Abluftleitungen wie beispielsweise Rohre oder Schläuche) 4c zu den Heizbereichen 5a, 5b und dort gegebenenfalls Wärmetauscher 4f, wie beispielsweise Gas-Gas-Wärmetauscher, Heizkörper oder dergleichen (in der 1 nicht dargestellt).
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Der erste und zweite Heizbereich 5a, 5b sind jeweils im Sinne separater Räume vom Bereich der Abfülllinie 1 abgetrennt, also beispielsweise von einer diese aufnehmenden Abfüllhalle 6 (siehe beispielsweise die 3). Beim ersten und zweiten Heizbereich 5a, 5b handelt es sich hier beispielsweise um Bürobereiche bzw. Büroräume. Die Räume können durch eine gemeinsame Wand mit Türen oder mehrere Zwischenräume, miteinander oder mit der Abfüllhalle 6 verbunden sein.
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Die erste Prozesseinheit 2a ist hier beispielhaft ein Ofen für Kunststoffvorformlinge, die zweite Prozesseinheit 2b ein Schrumpftunnel zum Verpacken gefüllter Kunststoffflaschen. Es können auch andere Prozesseinheiten sein.
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Weitere beispielhaft dargestellte Bestandteile der Abfülllinie 1 sind eine Blasmaschine 1a, Neckhandling-Sterne 1b, ein Rinser 1c, eine Füllmaschine 1d, eine Verschließmaschine 1e, eine Etikettiermaschine 1f, eine Packmaschine 1g, Bandförderer 1h und eine Palettiermaschine 1i.
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Bei der Industrieanlage 101 der ersten Ausführungsform ist die Abfülllinie 1 somit zur Abfüllung eines flüssigen Produkts in Kunststoffflaschen, insbesondere solche aus PET, ausgebildet.
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Anlagenbestandteile der weiteren beschriebenen Ausführungsformen sind bei im Wesentlichen identischer Funktion mit denselben Bezugszeichen versehen wie die in der 1 bezeichneten Anlagenbestandteile, sofern dies nicht explizit als Abweichung davon angegeben ist.
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Wie die 2 erkennen lässt, ist die Abfülllinie 1 bei einer Industrieanlage 102 gemäß einer zweiten Ausführungsform zur Abfüllung eines flüssigen Produkts in Dosen ausgebildet. In diesem Fall kann eingangsseitig eine Abschiebevorrichtung 1j für Dosen vorhanden sein sowie ein Bandförderer 1k mit einem zugeordnetem Rinser und einer Pufferfunktion zum Puffern der zugeführten Dosen (jeweils nicht separat bezeichnet). Die Etikettiermaschine 1f ist lediglich optional.
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Im Beispiel der 2 ist nur die (zweite) Prozesseinheit 2b vorhanden, wobei diese unmittelbar an einen zugeordneten (zweiten) Heizbereich 5b angrenzt. Die zugeordnete Abluftheizung 4b erfolgt in diesem Fall durch geeignete Führung der Abluft 3b in der (zweiten) Prozesseinheit 2b an einer (bzw. gegen eine) zwischen der (zweiten) Prozesseinheit 2b und dem (zweiten) Heizbereich 5b ausgebildeten Trennwand 7 und durch entsprechenden Wärmedurchgang 7a durch diese. Damit kann die Abluftheizung 4b gegenüber der in der 1 dargestellten Ausführungsform mit wenigstens einem Abluftkanal 4c vereinfacht werden.
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Es versteht sich hierbei, dass die in den 1 und 2 beispielhaft dargestellten Varianten der Abfülllinie 1 und der Abluftheizung 4a, 4b beliebig miteinander kombinierbar sind, also dass beispielsweise die zweite Prozesseinheit 2b und der zweite Heizbereich 5b auch bei der Ausführungsform gemäß 1 mittels einer Trennwand 7 unmittelbar aneinander angrenzen könnten.
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Wie die 3 erkennen lässt, können der Industrieanlage 103 gemäß einer dritten Ausführungsform beispielsweise erste und zweite Heizbereiche 5a, 5b zugeordnet sein, die oberhalb einer die Abfülllinie 1 aufnehmenden Abfüllhalle 6 angeordnet sind.
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Beispielsweise kann die der (zweiten) Prozesseinheit 2b zugeordnete (zweite) Abluftheizung 4b eine Ablufthaube 8 umfassen, die beispielsweise nach oben hin offen sein könnte und dort an eine Geschossdecke 6a der Abfüllhalle 6 angrenzt, wobei sich der erste und/oder zweite Heizbereich 5a, 5b dann vorzugsweise direkt über der Ablufthaube 8 befindet, also von dieser dann vorzugsweise nur durch die Geschossdecke 6a der Abfüllhalle 6 getrennt ist.
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Beim ersten Heizbereich 5a könnte es sich dann beispielsweise um einen Büroraum handeln, bei dem zweiten Heizbereich 5b um einen Kantinenraum oder dergleichen.
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Es kann bei allen Ausführungsformen sein, dass zwischen einem Heizbereich 5a, 5b, und der Prozesseinheit 2b Elemente zur Lärmdämmung angeordnet sind.
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Wie die 4 erkennen lässt, kann die Industrieanlage 104 gemäß einer vierten Ausführungsform eine Abfülllinie 1 umfassen, die zur Abfüllung flüssiger Produkte in Kunststoffflaschen ausgebildet ist und beispielsweise folgende Anlagenbestandteile umfasst: eine Sortiervorrichtung 1l für Kunststoffvorformlinge; einen Puffertisch 1m für gefüllte und etikettierte Kunststoffflaschen; und eine Verteilvorrichtung, beispielsweise in Form eines Tripods, zur Verteilung von Gebinden mit gefüllten Kunststoffflaschen für deren anschließende Palettierung.
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Im Unterschied zu den bezüglich der 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsformen sind die erste Prozesseinheit 2a, hier wiederum in Form eines Ofens für die Kunststoffvorformlinge, und die zweite Prozesseinheit 2b, hier wiederum in Form eines Schrumpftunnels, in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander, hier insbesondere in Längsrichtung benachbart, angeordnet.
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Aufgrund der dann im Wesentlichen parallelen Ausrichtung der Prozesseinheiten 2a, 2b sind die Bandförderer 1h und der Puffertisch 1m vorzugsweise so ausgebildet und angeordnet, dass sich dort die Produkttransportrichtung auf geeignete Weise ändert.
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Die benachbarte Anordnung der Prozesseinheiten 2a, 2b vereinfacht eine vorteilhafte gemeinsame Absaugung von in der ersten Prozesseinheit 2a erwärmter Abluft 3a und in der zweiten Prozesseinheit 2b erwärmter Abluft 3b und ist zum besseren Verständnis in der 5 in einer schematischen Seitenansicht (Schnitt entlang der Linie A-A in der 4) dargestellt. Demnach können die erste und zweite Prozesseinheit 2a, 2b durch einen begehbaren Zwischenraum 8 voneinander getrennt sein und/oder an eine gemeinsame Ablufthaube 4d angeschlossen sein.
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Als weitere Bestandteile der Abluftheizung 4a sind vorzugsweise ferner eine Absaugung 4e und/oder ein Wärmetauscher 4f vorhanden, um die Abluft 3a, 3b der ersten und zweiten Prozesseinheit 2a, 2b gemeinsam abzusaugen und darin enthaltene Wärmeenergie an wenigstens einen Heizbereich 5a, hier beispielsweise einen Büroraum, zu übertragen.
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Die Absaugung 4e ermöglicht eine besonders effektive Abführung erwärmter Abluft 3a, 3b. Prinzipiell wäre dies nach oben hin aber auch ohne Absaugung 4e nur mittels Konvektion möglich.
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Der Wärmetauscher 4f ermöglicht eine ablufttechnische Entkopplung des Heizbereichs 5a von der Abfüllhalle 6, indem die Abluft 3a, 3b nach der Wärmeabgabe im Wärmetauscher 4f wieder in die Abfüllhalle 6 zurückgeführt wird. Entsprechend lässt sich eine gegebenenfalls mögliche Geruchsbelästigung im Heizbereich 5a durch die aus dem Prozesseinheiten 2a, 2b stammende Abluft 3a, 3b zuverlässig vermeiden.
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Einige der an der Abluftheizung 4a, 4b beteiligte Abluftströme 9 sind zum besseren Verständnis in einzelnen Figuren beispielhaft als Blockpfeile dargestellt.
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Unter einer Absaugung 4e ist hier durchweg ein Lüfter (Gebläse) in einem Abluftkanal 4c oder dergleichen zu verstehen, beispielsweise mit einer zugeordneten elektronischen Steuerung und insbesondere Temperaturregelung.
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Wie die 6 erkennen lässt, kann die Abluftheizung 4a bei einer Industrieanlage 105 gemäß einer fünften Ausführungsform Abluft 3a, 3b, 3c gemeinsam von einer ersten Prozesseinheit 2a, hier beispielsweise wiederum ein Ofen für Kunststoffvorformlinge, einer zweiten Prozesseinheit 2b, ein wiederum beispielhaft ein Schrumpftunnel, und einer dritten Prozesseinheit 2c, bei der es sich beispielsweise um eine Blasmaschine 1a oder eine Füllmaschine 1d handeln kann, zum Beheizen wenigstens eines davon räumlich abgetrennten Heizbereichs 5a, hierbei beispielsweise eines Büroraums, bereitstellen.
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Erwärmte Abluft 3a, 3b der ersten und zweiten Prozesseinheit 2a, 2b kann beispielsweise gemeinsam mittels einer Ablufthaube 4d und einer ersten Absaugung 4e (Lüfter) nach oben hin abgesaugt werden. Bei der Abluft 3a, 3b kann es sich im Wesentlichen um in den Prozesseinheiten 2a, 2b erhitze Raumluft der Abfüllhalle 6 handeln, bei der Abluft 3c der dritten Prozesseinheit 2c dagegen um erhitzte Sterilisationsdämpfe oder dergleichen, die aus der dritten Prozesseinheit 2c zu entfernen sind. Entsprechendes wäre auch bei anderen Maschinen mit derart belasteter Abluft möglich, beispielsweise solchen zur Sterilisation von Kunststoffvorformlingen.
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Belastete erwärmte Abluft 3c wird vorzugsweise separat von einer zweiten Absaugung 4e (Lüfter) abgesaugt und schließlich gemeinsam mit unbelasteter Abluft 3a, 3b (der Prozesseinheiten 2a, 2b) als Abluftstrom 9 zum Heizbereich 5a geführt. Aufgrund der belasteten Abluft 3c ist hier ein Wärmetauscher 4f zur Wärmeabgabe an den Heizbereich 5a und ein stromabwärts des Wärmetauschers 4f anschließender Abluftkamin 4g für den abgekühlten Abluftstrom 9 vorhanden.
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Wie die 7 erkennen lässt, kann die Abluftheizung 4a bei einer Industrieanlage 106 gemäß einer sechsten Ausführungsform temperaturgeregelt sein. Die Abluftheizung 4a umfasst hierzu wenigstens einen Temperatursensor 11 und eine elektronische Steuerung (Regelung) 12, um den Abluftstrom 9 der Abluftheizung 4a in Richtung des Heizbereichs 5a und gegebenenfalls des Wärmetauschers 4f zu regeln. Dies ist beispielsweise durch Regeln der Absaugung 4e und/oder Drosseln des Abluftstroms 9 mittels der Steuerung 12 möglich. Temperatursensoren 11 können beispielsweise in der ersten und/oder zweiten Prozesseinheit 2a, 2b vorhanden sein, in der für diese gemeinsamen Ablufthaube 4d und/oder im zugeordneten Heizbereich 5a. In diesem kann ein Eingabegerät 13 zur Eingabe einer Solltemperatur des Heizbereichs 5a vorhanden sein.
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Dies ermöglicht eine automatische Heizung des Heizbereichs 5a, wobei Entsprechendes auch für wenigstens einen weiteren (hier nicht dargestellten) Heizbereich prinzipiell möglich ist.
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Wie die 8 erkennen lässt, kann die Abluftheizung 4a bei einer Industrieanlage 107 gemäß einer siebten Ausführungsform in eine Klimaanlage integriert werden. Beispielsweise ist dann zusätzlich zu den in der 7 dargestellten und diesbezüglich beschriebenen Komponenten der Abluftheizung 4a vorgesehen: ein Temperatursensor 11 zur Außentemperaturmessung; Ventile 14 bzw. Drosseln zur Steuerung von Luftströmen in Luftkanälen; wenigstens ein Luftfilter 15; ein Wärmetauscher-Bypass 16; und/oder ein Zusatz-Wärmetauscher 17.
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Die dargestellten Luftfilter 15 sind optionale Bestandteile der in eine Klimaanlage integrierten Abluftheizung 4a. Mit dem Wärmetauscher-Bypass 16 kann der Abluftstrom 9 mit der Abluft 3a, 3b aus der ersten und zweiten Prozesseinheit 2a, 2b anteilig oder vollständig am Wärmetauscher 4f vorbeigeleitet werden.
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Der Wärmetauscher-Bypass 16 führt vorzugsweise zum Zusatz-Wärmetauscher 17. Dieser findet insbesondere dann Verwendung, wenn relativ keimarme Luft aus der Abfüllhalle 6 nicht zusätzlich belastet werden soll, oder wenn es sich um Abluft aus einem Bereich mit kontrollierter Atmosphäre handelt, also aus einem Reinraum oder dergleichen.
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Als Alternative oder Ergänzung zum Zusatzwärmetauscher 17 kann von außen Frischluft 18 zugeführt werden, insbesondere nachts während der Sommermonate.
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Bei der ersten Prozesseinheit 2a kann es sich wiederum um einen Ofen zum Erwärmen von Vorformlingen handeln, bei der zweiten Prozesseinheit 2b wiederum um einen Schrumpftunnel oder gegebenenfalls auch um einen weiteren Ofen zum Erwärmen von Vorformlingen.
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Wie die 9 erkennen lässt, kann die Abluftheizung 4a bei einer Industrieanlage 108 gemäß einer dritten Ausführungsform eine gemeinsame Ablufthaube 4d oder dergleichen umfassen zum Absaugen von erwärmter Abluft 3a, 3b, 3c aus einer ersten Prozesseinheit 2a, hier beispielsweise wiederum ein Ofen für Vorformlinge, einer zweiten Prozesseinheit 2b, hier wiederum beispielsweise ein Schrumpftunnel oder ein weiterer Ofen für Vorformlinge, und einer dritten Prozesseinheit 2c, hier beispielsweise ein Pasteur. Auch hier wird der derart gesammelte Abluftstrom 9 zum Beheizen eines räumlich abgegrenzten und vorzugsweise an die Abfüllhalle 6 bzw. die zugehörige Geschoßdecke 6a oberhalb anschließenden Heizbereichs 5a verwendet. Optional können ausgewählte Bestandteile der Abluftheizung 4a gemäß wenigstens einer der anderen beschriebenen bzw. anderweitig abgebildeten Ausführungsformen vorhanden sein (nicht dargestellt).
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Die erste bis dritte Prozesseinheit 2a bis 2c können, wie schematisch angedeutet ist, entweder unmittelbar aneinander angrenzen oder beispielsweise nur durch begehbare Zwischenräume 8 (nicht dargestellt) voneinander getrennt in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander angeordnet sein.
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Wie die 10 erkennen lässt, kann wenigstens ein Heizbereich 5a bei einer Industrieanlage 109 gemäß einer neunten Ausführungsform seitlich an eine Abfüllhalle 6 direkt anschließen bzw. in seitlicher Nachbarschaft dazu angeordnet sein. In diesem Fall wird die erwärmte Abluft 3a, 3b aus der ersten und/oder zweiten Prozesseinheit 2a, 2b mittels einer Absaugung 4e (Lüfter, Gebläse) in Luftkanälen 4c sowohl seitlich als auch nach unten zu einem im Heizbereich 5a angeordneten Wärmetauscher 4f (Heizkörper) geführt. In diesem Fall wird fehlender oder unzureichender vertikaler Kamineffekt durch einen aktiven seitlichen Lufttransport mittels der Absaugung 4e ausgeglichen.
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Wie die 11 für eine Industrieanlage 110 gemäß einer zehnten Ausführungsform erkennen lässt, kann die Abluftheizung 4a oberhalb einer beispielsweise für die erste und zweite Prozesseinheit 2a, 2b gemeinsamen Ablufthaube 4d eine Strömungssperre 19 zum Abriegeln des aus der erwärmten Abluft 3a, 3b resultierenden Abluftstroms 9 umfassen. Die Strömungssperre 19 kann beispielsweise manuell mittels einer Mechanik betätigt werden oder in Form einer pneumatischen Ventilschaltung oder mittels eines Elektromotors auf Knopfdruck. Eine derartige Strömungssperre ist prinzipiell auch bei anderen Ausführungsformen in jeder Leitung einsetzbar und nicht auf die Anordnung mit zwei Prozesseinheiten beschränkt.
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Im links dargestellten Bild ist die Strömungssperre 19 offen, im rechts dargestellten Bild ist sie geschlossen.
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Oberhalb der Strömungssperre 19 kann eine (hier nicht dargestellte) Absaugung vorhanden sein. Es wäre dann möglich, den Abluftstrom 9 alternativ oder ergänzend nicht nur zu einem oberhalb angeordneten Heizbereich 5a zu leiten, sondern auch in einen neben der Abfüllhalle 6 angeordneten Heizbereich 5a, siehe beispielsweise die 10.
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Wie die 12 beispielhaft anhand einer Industrieanlage 111 gemäß einer elften Ausführungsform erkennen lässt, kann erwärmte Abluft 3a bis 3d durch lüftungstechnische Reihenschaltung 20 und/oder Parallelschaltung 21 einzelner Prozesseinheiten 2a bis 2d der Abluftheizung 4a zugeführt und zur Erwärmung wenigstens eines Heizbereichs 5a verwendet werden.
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Im Beispiel sind die erste und zweite Prozesseinheit 2a, 2b, hier beispielsweise wiederum ein Ofen zum Erwärmen von Vorformlingen und ein Schrumpftunnel oder ein weiterer Ofen zum Erwärmen von Vorformlingen, lüftungstechnisch in Reihenschaltung 20 verbunden, so dass daraus resultierende erwärmte Abluft 3a beispielsweise durch anschließende abluftseitige Parallelschaltung 21 mit der Abluft 3c, 3d einer dritten und vierten Prozesseinheit 2c, 2d, bei denen es sich beispielsweise um Pasteure oder dergleichen Prozesseinheiten handeln kann, zusammengeführt werden kann.
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Hierfür kann erwärmte Abluft 3a bis 3d alternativ oder ergänzend zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen mit der Ablufthaube 4d mittels Luftkanälen 4c, wie beispielsweise Rohren und/oder Schläuchen, ab- bzw. zusammengeführt werden. Auch in diesem Fall ist die dargestellte Absaugung 4e prinzipiell optional. Ebenso könnten für einzelne Teilbereiche der Reihen- und/oder Parallelschaltung 20, 21 separate Absaugungen 4e (Lüfter) vorhanden sein (nicht dargestellt).
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Wie die 13 für eine Industrieanlage 112 gemäß einer zwölften Ausführungsform erkennen lässt, kann die Abluftheizung 4a optional für eine serielle (dargestellt) oder parallele (nicht dargestellt) Beheizung mehrerer von der Abfülllinie 1 getrennter Heizbereiche 5a, 5b verwendet werden. Beispielsweise wird die aus einer ersten und zweiten Prozesseinheit 2a, 2b, hier wiederum vorzugsweise ein Ofen für Vorformlinge und ein Schrumpftunnel, stammende erwärmte Abluft 3a, 3b gemeinsam zunächst einem ersten Heizbereich 5a zugeführt, bei dem es sich hier beispielsweise um einen Prozesstechnikbereich handelt, und nach dortigem Wärmetausch anschließend noch einem zweiten Heizbereich 5b, bei dem es sich hier beispielsweise um einen Personalaufenthaltsbereich handelt.
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Diesbezüglich ist schematisch angedeutet, dass der so produzierte erwärmte Abluftstrom 9 beispielsweise zunächst zum Umströmen eines Anlagenteils der Prozesstechnik verwendet wird, beispielsweise zur Vorerwärmung eines Prozessgefäßes 22 und/oder, falls dieses beheizt wird, gegebenenfalls auch zum Abgriff zusätzlicher Wärme. Das Prozessgefäß 22 kann beispielsweise eine Würzepfanne eines Sudhauses oder ein Wärmetauscher einer Kurzzeiterhitzungsanlage sein. Der so beheizte Prozesstechnikbereich könnte demzufolge also beispielsweise ein Sudhaus sein oder dergleichen.
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Nach Wärmetausch mit dem Prozessgefäß 22 kann der immer noch warme oder sogar zusätzlich erwärmte Abluftstrom 9 (als Blockpfeile dargestellt) zum Beheizen des zweiten Heizbereichs 5b verwendet werden, wobei dies in der 13 lediglich stark vereinfacht dargestellt ist. Im Prinzip könnte der Abluftstrom 9 beispielsweise mittels einer optionalen Absaugung 4e (Lüfter, Gebläse) und/oder eines der voranstehend beschriebenen Anlagenbestandteile zum zweiten Heizbereich 5b geleitet und dort zum Beheizen verwendet werden.
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Wie die 13 ferner schematisch andeutet, ist eine derartige Konfiguration der Industrieanlage 112 und der zugeordneten Heizbereiche 5a, 5b besonders vorteilhaft, wenn diese übereinander angeordnet sind, beispielsweise mit einer im Erdgeschoss angeordneten Abfüllhalle 6, einer im ersten Stock angeordneter Prozesstechnik und einem im zweiten Stock angeordneten Personalaufenthaltsbereich.
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Wie die 14 für eine Industrieanlage 113 gemäß einer dreizehnten Ausführungsform schematisch erkennen lässt, können erwärmte Abluft 3a bis 3c erzeugende Prozesseinheiten 2a bis 2c (Anzahl und Bezeichnung lediglich beispielhaft) zumindest teilweise in unterschiedlichen Räumen und/oder Stockwerken angeordnet sein. Dies ist beispielhaft für eine Abfüllhalle 6 mit einer ersten und zweiten Prozesseinheit 2a, 2b sowie einem darüber angeordneten Produktionsbereich 23 mit einer dritten Prozesseinheit 2c angedeutet, die einen erwärmten Abluftstrom 3c erzeugt. Dieser wird gemeinsam mit den erwärmten Abluftströmen 3a und 3b der ersten und zweiten Prozesseinheit 2a, 2b in der Abluftheizung 4a gesammelt und beispielsweise mittels einer optionalen Absaugung 4e zum Heizbereich 5a gefördert, um diesen mittels Wärmeaustausch zu beheizen.
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Bei den beschriebenen Ausführungsformen können Prozesseinheiten 2a bis 2d (oder eine davon abweichende Anzahl) prinzipiell mittels herkömmlicher Luftkanäle 4c in Form von Rohren und/oder Schläuchen in Reihenschaltung 20 und/oder Parallelschaltung 21 miteinander kombiniert werden. Die Abluft 3a bis 3d kann aus dem Innenraum der jeweiligen Prozesseinheiten 2a bis 2d mittels Konvektion und/oder Absaugung 4e abgeführt und gegebenenfalls gemeinsam zum jeweils zu beheizenden Heizbereich 5a, 5b (Anzahl und Anordnung lediglich beispielhaft) geleitet werden.