用于处理设备的改装组件和用于改装处理设备的方法与流程

本发明涉及一种改装组件，用于改装处理设备、尤其是现有处理设备，该处理设备用于处理工件、尤其是干燥车辆车身；并且还涉及一种用于改装处理设备的方法。

背景技术：

1、在应对全球变暖的过程中，越来越多的汽车制造商正在考虑将车身区域的现有处理设备或干燥设备从通过化石燃料(天然气、石油等)烧暖转变为借助来自可再生能源的电能进行加热。

2、在这种干燥设备(或简称为干燥器)的加热中的现有技术是排气净化和供热的组合。在此处，在排气随后(经由屋顶)被导出到大气中之前，净化的干燥器排气(其也被称为洁净气体)的尚存的余热用于下游的热回收系统，以加热各个干燥器区域或区段的循环空气机组或模块中的循环空气，以及用于加热新鲜空气机组或热交换器中的新鲜空气。

3、为了在车身区域中进行干燥设备的技术通风，规定用无溶剂的新鲜空气流始终替换具有溶剂的干燥器大气(排气)。为此，借助排气通风机在处理室或干燥通道的一个或多个部位处得到排气体积流，并将其供应至用于排气净化的装置、大多是余热利用式热后燃烧器(tar)。

4、在使用tar的情况下，净化后的排气体积流、即洁净气体具有约450℃的温度以用于干燥器加热。

5、各个干燥器区段经由具有本身的热交换器的循环空气模块被加热，而洁净气体流沿着连接循环空气模块的洁净气体引导部冷却。最后，洁净气体流穿流新鲜空气热交换器，并以例如130℃的温度经由屋顶离开干燥设备。

6、替选地或补充地可以考虑循环空气模块，其分别包括单独的燃烧装置或与这种单独的燃烧装置联接，由此循环空气模块被配置为，使得其能够烘热相应的局部循环空气流，该局部循环空气流在局部循环空气引导部中被引导穿过相应的相关联的处理室区段。

7、最小排气体积流通过基于爆炸下极限的标准来确定，但在实践中相对应地更高，从而干燥器的能量需求可以由洁净气体焓流来满足。

8、当干燥设备从通过化石燃料加热转变为电加热时显然的是，可以使用电直接加热。

9、直接加热将电能转换为热能。流为此流入加热线圈或加热丝。在该处产生电阻，其又产生热。热经由热导体、如加热翅片(heizrippe)直接排出至待调温的空气流(例如循环空气或新鲜空气)。

10、通过化石燃料进行的加热伴随着含有例如氮氧化物的污染物的排气流，这些污染物不得进入干燥器大气，因为它们对漆的质量有负面影响。

11、出于此原因，通过化石燃料加热的干燥设备配备有间接加热部，在其中借助尤其是串联连接的热交换器(其优选地集成到循环空气模块中)将烟气、即在燃料的技术燃烧时的气态的燃烧产物的热能或集中排气净化或回收装置的洁净气体的热能传递到包括循环空气和新鲜空气的干燥器大气，而不会出现两种介质的物质混合，即烟气或洁净气体不与循环空气或新鲜空气混合。

12、如果这种通过化石燃料加热的系统应当转变为电加热，那么从现有技术和新设备中已知，拆除现有的设备部件以进行间接的热传递并且用电加热调节器进行替换。

13、然后，这些电加热调节器例如作为分散的热源在循环空气机组和/或新鲜空气机组中就位。

14、然后，分开进行干燥器排气的净化与干燥器加热。通常，在此处也使用热方法来净化含有溶剂和有气味的排气。

15、可以用化石燃料或借助电能使这些工艺达到运行温度。一旦系统达到运行温度，通常根据溶剂含量只需要通过溶剂的氧化释放的热能即可实现自给自足的绝热运行。

16、然而从实践中已知，在干燥设备从通过化石燃料加热转变到电加热时，将使用设立新设备时的设计方案。

17、在现有设备的情况下，这些设计方案具有以下缺点和问题。

18、对分散的电加热部(在其中各个循环空气和新鲜空气机组配备有本身的电加热调节器)的安装需要对各个机组进行大量的机械改装工作，因为尤其是洁净气体热交换器必须被电加热调节器取代。此外，各个循环空气机组需要大量的电安装工作，包括开关柜与加热调节器附接的定位，以及配电站(schwerpunktstation)与低压设备附接的定位。

19、此外，在分散的电加热的过程中，用于为各个加热调节器供电的一个或多个配电站的放置或定位在很大程度上决定了到各个加热调节器的线缆长度和与其相关的成本。

20、此外，恰恰是在现有设备中，空置的安装空间很少。

21、进一步地，改装还意味着拆除现有的加热设计方案，即拆除沿整个干燥器长度的洁净气体管道，拆除循环空气/新鲜空气机组的区域中的洁净气体通道和活门，以及可能拆除通往tar的排气通道。后者取决于新的排气净化部应当或可以安装在何处。

22、另一个需要考虑的因素是改装所带来的大量时间和经济成本，因为这种改装或这种改建很难在停机阶段实现，并且也需要足够的人力。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种改装组件，其能够将处理设备高效地改装为电加热部。

2、根据本发明，该目的通过具有以下技术方案的改装组件得以实现。

3、根据本发明的改装组件用于或适用于改装处理设备、尤其是现有处理设备，该处理设备用于处理工件、尤其是干燥车辆车身。

4、根据本发明的改装组件包括：

5、-一个或多个辅助加热装置，其适用于对在洁净气体引导部中被引导的洁净气体和/或在新鲜空气引导部中被引导的新鲜空气进行加温；和

6、a)取代尤其是通过化石燃料加热的热后燃烧装置的再生式热氧化装置(以下也称为情况a))；或

7、b)取代新鲜空气热交换器的再生式热氧化装置，以及用作新鲜空气热交换器的改装的、尤其是通过化石燃料加热的热后燃烧装置(以下也称为情况b))；或

8、c)取代尤其是通过化石燃料加热的热后燃烧装置的再生式热氧化装置，以及取代具有热交换器的循环空气模块的电加热的循环空气模块或具有电加热调节器而不是热交换器的改装的循环空气模块(以下也称为情况c))。

9、待改装的处理设备，其优选地是或包括具有可改装的基本结构的现有处理设备，具有输送方向并包括：

10、-处理室，其包括多个处理室区段，该处理室区段分别与单独的循环空气模块相关联，该单独的循环空气模块分别包括热交换器；

11、-排气引导部，其从处理室中引出排气；

12、-尤其是通过化石燃料加热的热后燃烧装置，用于回收、尤其是净化排气，该热后燃烧装置被设置用于改装或替换；

13、-洁净气体引导部，其引导净化的排气、尤其是洁净气体，其中洁净气体引导部优选地至少大致平行于输送方向延伸；以及

14、-新鲜空气供应部，其将新鲜空气供应至处理室。

15、此外，处理室优选地包括预处理室，其参照输送方向布置在处理室前方；和/或后处理室，其参照输送方向布置处理室后方。

16、本发明基于如下的基本构思，即，尽可能保持低的对处理设备的改装的工作量，而尽可能大程度的继续使用或再次使用现有设备。与此相应地，改装为电加热不是为了直接加热，而是为了使现有的间接加热与电加热兼容。

17、前后一致的是，迄今为止通过化石燃料烧暖的tar被电动并且由此是无焰的再生式热氧化装置(f-rto)所代替，其优选地包括单床排气净化部，并且干燥器排气被用作用于电加热的传热介质。

18、此外，因此可以继续使用洁净气体基础设施，尤其以用于集中和间接电干燥器加热。

19、对于f-rto而言，在此可以考虑处理设备之内的不同的位置。一方面，f-rto可以被定位在热通路的开端处、即直接定位在排气从干燥器中导出之后，其中排气净化的温度冲程用于将排气加热约20k。另一方面，f-rto可以位于传热通路的末端处、即定位在新鲜空气机组或新鲜空气热交换器之后，其中然后借助其他的热回收措施对温度冲程进行利用。

20、特别有利的是，f-rto包括唯一横置的电加热床，并且可以经由盘阀使穿流方向周期性换向。在穿流床时实现直至核心的预热，这使得在不供应燃烧气体的情况下进行化学转化。随后，气体在床的另一半冷却。

21、可以有益的是，一旦溶剂浓度超过某个极限值，f-rto就会绝热运行。在绝热反应的情况下，例如在1g/m3的溶剂浓度下可以获得约20k的温度，其中获得的温度随着溶剂浓度的提高而提高。f-rto在此可以优选地起催化作用。

22、优选地，改装的处理设备的所有电运行的加热部件(如尤其是电运行的辅助加热装置)可以供给有例如至少约3kv和/或至多约8kv的平均电压、尤其是4160v至6600v，而不是通常的400v。这虽然可能需要具有相对应的额外成本的特别的加热元件，但优选地在外围(即涉及接头、电缆等)提供了巨大的节省可能性。此外，明显降低了来自供电网的变压部的因素的必要性，这尤其减少了用于变电站的投资成本并节省了空间。与具有这种平均电压的电运行的加热部件的附接也会使得线缆直径显著减小。

23、在本发明的一个设计方案中可以规定，待改装的处理设备还包括新鲜空气热交换器，其被设计为将洁净气体中包含的热能传递到供应至处理设备的新鲜空气。

24、在本发明的另一个设计方案中可以规定，一个或多个辅助加热装置是纯电运行的、氢运行的或热油运行的辅助加热装置。

25、然而，在热油运行的辅助加热装置中应当注意相对应的温度上限。

26、在本发明的另一个设计方案中可以规定，再生式热氧化装置是纯电运行的、无焰的再生式热氧化装置。

27、在本发明的另一个设计方案中可以规定，一个或多个纯电运行的辅助加热装置和/或纯电运行的、无焰的再生式热氧化装置可以与中央的电附接点、尤其是配电站连接。

28、通过中央的电附接点不仅可以节省安装空间，还可以降低成本。

29、在本发明的另一个设计方案中可以规定，再生式热氧化装置包括用于运送空气流的通风机。

30、在本发明的另一个设计方案中可以规定，在用再生式热氧化装置替换新鲜空气热交换器的情况b)下，处理设备的尤其是通过化石燃料加热的热后燃烧装置尤其是在改装后可被用作新鲜空气热交换器。

31、旧的tar在其迄今为止的安装地点处用作新的新鲜空气热交换器。处理设备的tar在改装后已经被用作回收装置，并且其有效的内部热交换器在排气通路(abluftstrang)的端部处被用于新鲜空气加温。

32、在本发明的另一个设计方案中可以规定，在情况c)下借助洁净气体引导部使洁净气体仅能被引导至新鲜空气热交换器，即尤其是洁净气体不被引导穿过循环空气模块。

33、在本发明的另一个设计方案中可以规定，在情况a)和c)下可以沿输送方向穿流洁净气体引导部。

34、现有处理设备也是已知的，在其中tar的位置在处理室的出口的区域中，并且相反地，新鲜空气热交换器布置在入口的区域中。在这种布置中，根据情况a)和c)对设备的改装仍然使得进一步逆着输送方向穿流洁净气体引导部。

35、然而，在本发明的另一个设计方案中可以规定，在情况b)下可以逆着输送方向穿流洁净气体引导部。

36、在本发明的另一个设计方案中可以规定，再生式热氧化装置参照输送方向布置在洁净气体引导部的端部处。

37、在本发明的另一个设计方案中可以规定，新鲜空气热交换器构成为热油回路或回路复合系统。

38、当氧化装置布置得离处理室太远、例如在建筑物之外时，新鲜空气热交换器的这种设计方案是特别有利的，因为可传递的(sensibel)和潜在的热能可以借助热油回路或回路复合系统高效地从在位置上更远离的排气流传递到处理室所需的新鲜空气。

39、替选地或补充地可以规定，在氧化装置的下游布置一个或多个高温辅助加热装置或高温辅助加热调节器。

40、高温辅助加热装置包括优选地形式为管或圆管加热体的电加热元件，或者被设计为这种元件，其中在电流穿过的加热导体中产生热。该加热导体优选居中地嵌入高度压缩的氧化镁层中，由此实现在良好导热性的情况下的高度的电隔离。

41、借助一个或多个高温辅助加热装置，净化后的排气或洁净气体可以被加温到450℃至480℃的温度，因此可以提供用于干燥器加热的洁净气体温度，其类似于与迄今为止在处理设备中使用tar时可用的温度。

42、这种高温辅助加热装置优选地以悬挂的方式布置在处理设备中，由此避免了由于法向力作用而产生的摩擦，就像在管的常规的水平且贴靠的布置的情况下一样。

43、多个高温辅助加热装置优选地依次串联布置，其中在应用多于一个的高温辅加热装置的情况下，这些装置优选地类似地构成，即尤其是具有例如1w/cm2至2w/cm2的相同的表面负荷。使用相同的高温辅助加热装置最小化了可能需要替换的件数。

44、本发明的目的还在于提供一种方法，其能够将处理设备、尤其是现有处理设备改装为减少排气的电加热的处理设备。

45、根据本发明，该目的通过根据以下技术方案的方法得以实现。

46、优选地，改装方法基于用于处理工件、尤其是干燥车辆车身的待改装的处理设备，其具有输送方向并包括：

47、-处理室，其包括多个处理室区段，其分别与单独的循环空气模块相关联，该单独的循环空气模块分别包括热交换器；

48、-排气引导部，其从处理室中引出排气；

49、-尤其是通过化石燃料加热的热后燃烧装置，用于回收、尤其是净化排气，该热后燃烧装置被设置用于改装或替换；

50、-洁净气体引导部，其引导净化的排气、尤其是洁净气体；

51、-新鲜空气热交换器，其将洁净气体包含的热能传递到供应至处理设备的新鲜空气；以及

52、-新鲜空气供应部，其将新鲜空气经由新鲜空气热交换器供应至处理室。

53、该方法包括以下步骤：

54、-将一个或多个辅助加热装置安装到洁净气体引导部和/或新鲜空气供应部中；并且

55、a)由再生式热氧化装置取代热回收装置；或

56、b)由再生式热氧化装置取代新鲜空气热交换器，并改建尤其是通过化石燃料加热的热后燃烧装置，以用作新鲜空气热交换装置；或

57、c)由再生式热氧化装置取代热回收装置，并由电加热循环空气模块取代具有热交换器的循环空气模块，或由电加热调节器取代循环空气模块的热交换器。

58、优选地，该方法具有结合改装组件描述的特征和/或优点中一者或多者。

59、优选地，改装组件还具有结合该方法描述的特征和/或优点中一者或多者。

60、在情况c)的第二替选方案中保留了迄今为止的循环空气模块，即优选地留在其位置，并且优选地由电加热调节器取代了相应的热交换器。

61、在本发明的一个设计方案中可以规定，一个或多个纯电运行的、氢运行的或热油运行的辅助加热装置和/或纯电运行的、优选地无焰的再生式热氧化装置与中央的电附接点、尤其是配电站连接。

62、在本发明的另一个设计方案中可以规定，在情况b)下待改装的处理设备的尤其是通过化石燃料加热的热后燃烧装置被继续用作新鲜空气热交换器。

63、在本发明的另一个设计方案中可以规定，在情况a)和c)下洁净气体沿输送方向穿流洁净气体引导部。

64、在本发明的一个设计方案中可以规定，在情况b)下洁净气体逆着输送方向穿流洁净气体引导部。

65、在本发明的一个设计方案中可以规定，排气至少部分地或至少近似完全地被引导穿过纯电运行的、优选地无焰的再生式热氧化装置，并且在此至少暂时地被加温到使得空气流中含有的物质、尤其是溶剂发生化学转化的温度，并且对排气中暂时含有的热的至少一部分进行余热利用，使得洁净气体以输入温度和暂时最高温度之间的温度离开纯电运行的、优选地无焰的再生式热氧化装置。