DE4434831C2 - Anlage zur kombinierten Energieerzeugung - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur kombinierten Energieer
zeugung mit einer Hausstromerzeugungseinrichtung zur Versorgung
hausstromverbrauchender Einrichtungen, bei der die Abwärme der Hausstrom
erzeugungseinrichtung zur Raumheizung und/oder zu Kühlzwecken verwendet
wird.
Eine konventionelle Anlage zur kombinierten Energieerzeugung, wie
oben beschrieben, wird zum Beispiel in der japanischen Patentveröffentlichung
JP 02-23211 offenbart.
Bei dieser Anlage zur kombinierten Energieerzeugung wird
Abgas einer Zweiwellengasturbine an einen Abwärmekessel zur Erzeugung
heißen Dampfes geleitet. Der heiße Dampf wird einer Kondensations-Entnahme
turbine zwecks Antriebs eines Synchrongenerators zur Energieerzeugung zu
geführt. Heißes Wasser wird aus der Abwärme des Abwärmekessels erhalten,
während kaltes Wasser dadurch erhalten wird, indem der Kondensations-Ent
nahmeturbine entnommener Dampf einer Absorptionskühleinrichtung zuge
führt wird. Das heiße und kalte Wasser wird zur Raumheizung beziehungs
weise zu Kühlzwecken verwendet.
Bei der genannten Anlage werden gewöhnlich Pumpen eingesetzt, um
das heiße Wasser zum Zwecke der Raumheizung und das kalte Wasser zum
Zwecke der Raumkühlung an Wärmeaustauscher zu leiten. Die Pumpen werden
durch die aus dem Synchrongenerator abgeleitete Energie angetrieben.
Für die obenerwähnte Anlage werden jedoch zahlreiche Pumpen
großer Kapazität benötigt, um, zum Beispiel in einem Gebäude, unter Druck heißes und kaltes
Wasser zu liefern. Nachteil sind die daraus resultierenden erhöhten Kosten einer
solchen Anlage. Des weiteren kann die Hausstromerzeugungseinrichtung, da
alleine der Pumpenantrieb einen beträchtlichen Energieverbrauch aufweist, nur
mit einer hohen Ausgangsleistung arbeiten, was ebenfalls zu einer Erhöhung
der Grundkosten beiträgt. Zum anderen weist eine Anlage, welcher Energie
aus einer externen Quelle zugeführt wird, hohe laufende Kosten auf. Infolge
dessen ist diese Anlage sowohl in Bezug auf die Installation als auch den Be
trieb zu kostenaufwendig.
Ähnliche Anlagen sind aus der US 4,686,378, US 4,065,055,
US 3,913,331 und Jahrbuch der Wärmerückgewinnung, 1985/86,
S. 72-79 "Betriebserfahrungen mit einem Klein-Blockheiz
kraftwerk" bekannt. Bei allen diesen Anlagen wird die Ab
wärme der Hausstromerzeugungseinrichtung über Wärmeaustau
scher an Wasser oder ein anderes Wärmeträgermittel übertra
gen, das im Zwangsumlauf in einem Heiz- oder Kühlkreis umge
pumpt wird. Auch diese Anlagen leiden daher unter hohen
Herstellungskosten und beträchtlichem Energieverbrauch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur
kombinierten Energieerzeugung mit einer Hausstromerzeu
gungseinrichtung zur Versorgung hausstromverbrauchender
Einrichtungen zu schaffen, bei der die Abwärme der Haus
stromerzeugungseinrichtung in möglichst einfacher, kosten
effektiver und energiesparender Weise zur Raumheizung
und/oder zu Kühlzwecken verwendet wird.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.
Im Gegensatz zu den vorbekannten Anlagen wird bei der erfin
dungsgemäß ausgebildeten Anlage der Heiz- und/oder Kühlkreis
mit Naturumlauf und Phasenänderung des Wärmeträgermittels
betrieben. Pumpen für einen Zwangsumlauf sind daher nicht
erforderlich. Auf Grund der Phasenänderung des Wärmeträger
mittels ergibt sich ein hoher Wirkungsgrad im Heiz- bzw.
Kühlkreis, was den Energieverbrauch entsprechend senkt. Die
erfindungsgemäß ausgebildete Anlage zeichnet sich daher
durch vergleichsweise geringe Herstellungs- und Installa
tionskosten wie auch durch einen wirtschaftlichen Betrieb
aus. Dennoch lassen sich Heiz- bzw. Kühllaständerungen
problemlos bewältigen, da sich die Anlage vergleichsweise
einfach regeln läßt. Wie bereits erwähnt, kann die
erfindungsgemäß ausgebildete Anlage so ausgelegt werden, daß
sie zu Heiz- und/oder Kühlzwecken verwendbar ist. Hierbei
kann die erfindungsgemäß ausgebildete Anlage
nicht nur zur Raumkühlung, sondern beispielsweise auch zur
Herstellung von Eis eingesetzt werden. An Hand der Zeich
nungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Anlage zur
kombinierten Energieerzeugung in einer ersten
Ausführungsform;
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer zwei
ten Ausführungsform;
Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer
dritten Ausführungsform;
Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer
vierten Ausführungsform;
Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer
fünften Ausführungsform.
Die in Fig. 1 gezeigte Anlage besitzt eine Hausstromerzeu
gungseinrichtung 1 in Form eines z. B. in einem Kellergeschoß
eines Gebäudes installierten Gasmotor-Generators. Die Haus
stromerzeugungseinrichtung 1 ist an mehrere, in verschie
denen Etagen des Gebäudes installierte, hausstromverbrauchende Einrich
tungen, wie zum Beispiel eine Beleuchtungseinrichtung 2, Ventilatoren 3,
Steckerbuchsen 4 und Speisewasserpumpen 5 angeschlossen. Somit erzeugt
der Gasmotor-Generator 1 den hausstromverbrauchenden Einrichtungen zu
zuführende Energie.
Der Gasmotor-Generator 1 weist einen Kühlmantel 6 auf, welcher an eine
Abwärme-Rückgewinnungsrohrleitung 8 mit einer in einer Zwischenposition
angeordneten Pumpe 7 angeschlossen ist. Die Abwärme-Rückgewinnungsrohr
leitung 8 weist einen, an diese angeschlossenen, quellenseitigen Wärmeaustau
scher 9 auf, welcher als Heizquelle arbeitet.
Der quellenseitige Wärmeaustauscher 9 ist an eine Umlaufrohr
leitung 10 mit einem, diese im natürlichen Umlauf passierenden, Gas-Flüssig
phasenänderungen unterworfenen Wärmeträgermittel angeschlossen. Wärmeaustau
scher 11 sind an die Umlaufrohrleitung 10 in oberhalb des quellenseitigen Wärme
austauschers 9 angeordneten Positionen zum Zwecke der Beheizung der je
weiligen Gebäudestockwerke angeschlossen.
Die Umlaufrohrleitung 10 befindet sich in flüssigkeitsdichtem Zustand und
ist außerordentlich druckfest. Die Umlaufrohrleitung 10 enthält Wasser in
einem dekomprimierten Zustand (zum Beispiel ein Druck, bei dem die Verdampfung bei
15°C erfolgt). Das Wasser wird durch einen Wärmeaustausch in dem quellen
seitigen Wärmeaustauscher 9 mit, aus dem Kühlmantel 6 zugeführten, heißem
Wasser zu Dampf (zum Beispiel bei 90°C oder darüber). Der Dampf wird
über eine Dampfrohrleitung 10a, welche einen Teil der Umlaufrohrleitung 10
darstellt, nach oben geleitet, um den Wärmeaustauschern 11 zu Heizzwecken
zugeführt zu werden. Der Dampf wird durch den Wärmeaustausch in den Wärme
austauschern 11 verflüssigt. Das sich daraus ergebende Wasser fließt über
eine Wasserrohrleitung 10b, welche einen Teil der Umlaufrohrleitung 10 dar
stellt, nach unten zurück zu dem quellenseitigen Wärmeaustauscher 9. Auf diese
Weise bewegen sich Dampf und Wasser in natürlichem Umlauf.
Ein Radiator 13 mit einem Radiatorlüfter 12 ist an die Umlaufrohr
leitung 10 oberhalb eines obersten der zu Heizzwecken verwendeten Wärme
austauscher 11 angeschlossen. Ein Drucksensor 14 und ein automatisches
Schaltventil 15 sind auf einer Dampfeinlaßseite des Radiators 13 angeordnet.
Der Drucksensor 14 arbeitet als Überschußwärmedetektor,
um bei Überschußwärme ein Steuersignal zu
erzeugen. Das automatische Schaltventil 15 öffnet sich unter einem einen
vorgegebenen Wert überschreitenden Druck. Ein erster Mikrocomputer 16
ist an den Drucksensor 14 angeschlossen und übernimmt die Funktion einer
Radiatorsteuervorrichtung. Ein Lüftermotor 17 ist an den ersten Mikro
computer 16 zum Antrieb des Radiatorlüfters 12 angeschlossen.
In Reaktion auf das seitens des Drucksensors 14 übermittelte Steuer
signal gibt der erste Mikrocomputer 16 ein Aktivierungssignal an den Lüfter
motor 17. Sodann treibt der Lüftermotor 17 den Radiatorlüfter 12 an, um den
Radiator 13 in einen Abstrahlungszustand zu versetzen. Dadurch wird Über
schußwärme automatisch freigesetzt, sobald die Abwärme ein erforderliches
Maß, wie zum Beispiel eine Heizbelastung, überschreitet.
Eine Entlastungsrohrleitung 20 ist über ein als Einstellventil arbeitendes
Wegeventil 18 und über ein Einwegventil 19 an die Abwärme-Rückgewin
nungsrohrleitung 8 angeschlossen. Die Entlastungsrohrleitung 20 erstreckt sich
durch einen Wärmespeicher 21, um diesem einen Teil des heißen Wassers
aus dem Kühlmantel 6 zuzuführen. Folglich wird die Wärmeenergie des heißen
Wassers in dem Wärmespeicher 21 gespeichert.
Ein Temperatursensor 22 ist in dem Wärmespeicher 21 vorgesehen, und
ein zweiter Mikrocomputer 23 ist an den Temperatursensor 22 angeschlossen.
Das Wegeventil 18 ist an den zweiten Mikrocomputer 23 angeschlossen. Die Wärme
speicherung wird gestoppt, sobald Wasser in dem Wärmespeicher 21 eine vorge
gebene, hohe Temperatur (z. B. 85°C) erreicht, und wird eingeleitet, sobald das
Wasser auf eine vorgegebene, niedrige Temperatur (z. B. 80°C) fällt.
Ein Wasservorratstank 24 ist unterhalb des Radiators 13 an die Umlauf
rohrleitung 10 angeschlossen. Durch diese Bereitstellung kann die Abwärme
des Gasmotor-Generators 1 zur Heißwasserversorgung verwendet werden.
Fig. 2 zeigt eine schematische Gesamtansicht einer Anlage zur kombinierten
Energieerzeugung in einer zweiten Ausführungsform. Diese Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform wie folgt:
Die zweite Ausführungsform ist bei einem Gebäude anwendbar, von wel chem ein Teil andere Teile überragt. Diese Anlage zur kombinierten Energie erzeugung weist eine, sich bis zu dem hohen Teil erstreckende Umlaufrohr leitung 10 auf, und es sind Wärmeaustauscher 11 zum Zwecke der Raum heizung an die Umlaufrohrleitung 10 angeschlossen. Auf dem Dach des hohen Teiles ist ein Wasservorratstank 24 installiert und an die Umlaufrohrleitung 10 angeschlossen.
Die zweite Ausführungsform ist bei einem Gebäude anwendbar, von wel chem ein Teil andere Teile überragt. Diese Anlage zur kombinierten Energie erzeugung weist eine, sich bis zu dem hohen Teil erstreckende Umlaufrohr leitung 10 auf, und es sind Wärmeaustauscher 11 zum Zwecke der Raum heizung an die Umlaufrohrleitung 10 angeschlossen. Auf dem Dach des hohen Teiles ist ein Wasservorratstank 24 installiert und an die Umlaufrohrleitung 10 angeschlossen.
Die Umlaufrohrleitung 10 verläuft oberhalb des Wasservorratstanks 24,
wo ein als Überschußwärmedetektor arbeitender Drucksensor 14
angeschlossen ist, um bei Überschußwärme ein
Steuersignal zu übermitteln.
Ein Radiator 13 wird auf dem Dach eines niedrigeren Gebäudeteiles in
stalliert. Ein Schaltventil 15a ist auf einer Dampfeinlaßseite des Radiators 13
angeordnet. Wie bei der ersten Ausführungsform ist ein erster Mikrocomputer
16 an den Drucksensor 14 und ein Lüftermotor 17 zum Antrieb eines Radiator
lüfters 12 an den ersten Mikrocomputer 16 angeschlossen. Überschußwärme
wird automatisch durch Öffnung des Schaltventils 15a freigesetzt, sobald die
Abwärme ein erforderliches Maß, wie zum Beispiel eine Heizbelastung, über
schreitet. Die weiteren Konstruktionseinzelheiten sind mit denen der ersten
Ausführungsform identisch, wobei auch gleiche Bezugsziffern gleiche Teile,
die nicht noch einmal beschrieben werden, kennzeichnen.
Bei den obenerwähnten Ausführungsformen wird der Druck auf der
Dampfeinlaßseite ermittelt, um vorhandene Überschußwärme festzustellen
und folglich den Radiator 13 in den Abstrahlungszustand zu versetzen. Dieses
Merkmal kann dahingehend geändert werden, daß statt des Druckes die Tem
peratur ermittelt wird.
Bei den obengenannten Ausführungsformen kann eine zusätzliche Energie
erzeugung mit einer, in einer unteren Position der Wasserrohrleitung 10b
vorgesehenen Wasserturbine 25, wie durch eine aus zwei Punkten und
einem Strich bestehende Linie dargestellt, oder einem, in einer unteren Po
sition der Dampfrohrleitung 10a vorgesehenen Dampfturbinengenerator 26,
wie durch eine aus zwei Punkten und einem Strich bestehende Linie darge
stellt, erfolgen. Die so erzeugte Energie kann statt der durch den Gasmotor-
Generator 1 erzeugten Energie, zum Beispiel zum Antrieb der Pumpe 7, ein
gesetzt werden.
Fig. 3 zeigt eine schematische Gesamtansicht einer Anlage zur kombi
nierten Energieerzeugung in einer dritten Ausführungsform. Diese Aus
führungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform wie folgt:
Die dritte Ausführungsform weist eine Absorptionskältemaschine 27 mit einem an die Umlaufrohrleitung angeschlossenen Regenerator 28 auf. In Fig. 3 kennzeichnet die Bezugsziffer 29 einen Kondensator und die Be zugsziffer 30 einen Absorber.
Die dritte Ausführungsform weist eine Absorptionskältemaschine 27 mit einem an die Umlaufrohrleitung angeschlossenen Regenerator 28 auf. In Fig. 3 kennzeichnet die Bezugsziffer 29 einen Kondensator und die Be zugsziffer 30 einen Absorber.
Eine Umlaufrohrleitung 32 zur Raumkühlung ist an einen Verdampfer
31 der Absorptionskältemaschine 27 angeschlossen. Ein Gas-Flüssigpha
senänderungen unterworfenes Wärmeträgermittel fließt in natürlichem Umlauf
durch die Umlaufrohrleitung 32 zur Raumkühlung. Wärmeaustauscher 33
sind an die Umlaufrohrleitung 32 in Positionen unterhalb der Absorptions
kältemaschine 27 zum Zwecke der Kühlung der jeweiligen Gebäudestock
werke angeschlossen.
Die Umlaufrohrleitung 10 befindet sich in einem flüssigkeitsdichtem Zu
stand und ist außerordentlich druckfest. Die Umlaufrohrleitung 10 enthält
Wasser in einem dekomprimierten Zustand (zum Beispiel ein Druck, bei dem die Verdampfung
bei 75°C erfolgt), um die Funktion eines Wärmeträgermittels zu über
nehmen. Das Wasser wird durch Wärmeaustausch in dem quellensei
tigen Wärmeaustauscher 9 mit, aus dem Kühlmantel 6 zugeführtem, heißem
Wasser zu Dampf (zum Beispiel bei 90°C oder darüber). Der Dampf wird über
eine Dampfrohrleitung 10a, welche einen Teil der Umlaufrohrleitung 10 dar
stellt, nach oben geleitet, um den Regenerator 28 der Absorptionskälte
maschine 27 zugeführt zu werden. Der Dampf wird durch Wärmeaus
tausch in dem Regenerator 28 verflüssigt. Das sich daraus ergebende Wasser
fließt über eine Wasserrohrleitung 10b, welche einen Teil der Umlaufrohr
leitung 10 darstellt, nach unten zurück zu dem quellenseitigen Wärmeaus
tauscher 9. Auf diese Weise bewegen sich Dampf und Wasser in natürlichem
Umlauf.
Die Umlaufrohrleitung 32 zur Raumkühlung enthält chlorfreien, unschäd
lichen Fluorkohlenstoff R134a in der Funktion eines Gas-Flüssigphasen
änderungen unterworfenen Wärmeträgermittels. Der Fluorkohlenstoff wird kon
densiert und in dem Verdampfer 31 der Absorptionskältemaschine 27
verflüssigt. Die Fluorkohlenstoff-Flüssigkeit fließt in einer Flüssigkeits
rohrleitung 32a, welche einen Teil der Umlaufrohrleitung 32 zur Raum
kühlung darstellt, nach unten, um den Wärmeaustauschern 33 zu Kühl
zwecken zugeführt zu werden. Diese Flüssigkeit wird durch Wärme
austausch in den Wärmeaustauschern 33 verdampft. Das sich daraus er
gebende Fluorkohlenstoffgas fließt durch eine Gasrohrleitung 32b, welche
einen Teil der Umlaufrohrleitung 32 zur Raumkühlung darstellt, nach oben
zurück zu dem Verdampfer 31. Auf diese Weise bewegt sich der Fluorkohlen
stoff in natürlichem Umlauf.
Ein Radiator 13 mit einem Radiatorlüfter 12, wie in der ersten Aus
führungsform dargestellt, ist an die Umlaufrohrleitung oberhalb der Ab
sorptionskältemaschine 27 angeschlossen. Ein Drucksensor 14 und ein
automatisches Schaltventil 15 sind auf einer Dampfeinlaßseite des Radia
tors 13 angeordnet. Der Drucksensor 14 arbeitet als Überschußwärmedetektor,
um bei Überschußwärme
ein Steuersignal zu übermitteln. Das automatische Schaltventil 15
öffnet sich unter einem einen vorgegebenen Wert überschreitenden Druck.
Ein erster Mikrocomputer 16 ist an den Drucksensor 14 angeschlossen und
arbeitet als Radiatorsteuervorrichtung. Ein Lüftermotor 17 ist an den
ersten Mikrocomputer 16 zum Antrieb des Radiatorlüfters 12 angeschlossen.
In Reaktion auf das Steuersignal übermittelt der erste Mikrocom
puter 16 dem Lüftermotor 17 ein Aktivierungssignal. Sodann aktiviert der
Lüftermotor 17 den Radiatorlüfter 12, um den Radiator 13 in einen Abstrah
lungszustand zu versetzen. Somit wird Überschußwärme automatisch freige
setzt, sobald die Abwärme ein erforderliches Maß, wie zum Beispiel eine
Kühlbelastung, überschreitet. Die weiteren Konstruktionseinzelheiten und
Funktionen sind mit denen der ersten Ausführungsform identisch, wobei
auch gleiche Bezugsziffern zur Kennzeichnung gleicher Teile, die nicht noch
einmal beschrieben werden, verwendet werden.
Fig. 4 zeigt eine schematische Gesamtansicht einer Anlage zur kombi
nierten Energieerzeugung in einer vierten Ausführungsform. Diese Aus
führungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform wie folgt:
Die vierte Ausführungsform weist eine an den Gasmotor-Generator 1 an geschlossene Eiserzeugungsvorrichtung 34 sowie einen über eine Pumpenrohr leitung 35 und eine Rückführrohrleitung 36 an die Eiserzeugungsvorrichtung 34 angeschlossenen Eisvorratstank 37 auf. Ein Wärmeaustauscher 38 ist mit der Flüssigkeitsrohrleitung 32a, die sich an den Ausgang des Verdampfers 31 anschließt, verbunden. Eisvorratstank 37 und Wärmeaustauscher 38 sind über die Kühlleitung 39a, 39b miteinander verbunden. Die Eiserzeugungsvorrichtung 34 wird zum Beispiel in der Nacht, wenn die hausstromverbrauchenden Ein richtungen nur minimale Energie verbrauchen, zum Zwecke der Herstellung von Eis, welches anschließend in dem Eisvorratstank 37 gelagert wird, in Be trieb versetzt. Das Eis wird zur Beschleunigung der Kondensation und Verflüs sigung des Fluorkohlenstoffgases benutzt. Die weiteren Konstruktionseinzel heiten und Funktionen sind im wesentlichen mit denen der dritten Ausfüh rungsform identisch, wobei auch gleiche Bezugsziffern gleiche Teile, die hier nicht noch einmal beschrieben werden, kennzeichnen.
Die vierte Ausführungsform weist eine an den Gasmotor-Generator 1 an geschlossene Eiserzeugungsvorrichtung 34 sowie einen über eine Pumpenrohr leitung 35 und eine Rückführrohrleitung 36 an die Eiserzeugungsvorrichtung 34 angeschlossenen Eisvorratstank 37 auf. Ein Wärmeaustauscher 38 ist mit der Flüssigkeitsrohrleitung 32a, die sich an den Ausgang des Verdampfers 31 anschließt, verbunden. Eisvorratstank 37 und Wärmeaustauscher 38 sind über die Kühlleitung 39a, 39b miteinander verbunden. Die Eiserzeugungsvorrichtung 34 wird zum Beispiel in der Nacht, wenn die hausstromverbrauchenden Ein richtungen nur minimale Energie verbrauchen, zum Zwecke der Herstellung von Eis, welches anschließend in dem Eisvorratstank 37 gelagert wird, in Be trieb versetzt. Das Eis wird zur Beschleunigung der Kondensation und Verflüs sigung des Fluorkohlenstoffgases benutzt. Die weiteren Konstruktionseinzel heiten und Funktionen sind im wesentlichen mit denen der dritten Ausfüh rungsform identisch, wobei auch gleiche Bezugsziffern gleiche Teile, die hier nicht noch einmal beschrieben werden, kennzeichnen.
Fig. 5 zeigt eine schematische Gesamtansicht einer Anlage zur kombinier
ten Energieerzeugung in einer fünften Ausführungsform. Diese Ausführungs
form unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform wie folgt:
Die fünfte Ausführungsform weist an Stelle der Wärmeaustauscher 33 zur Raumkühlung Wärmeaustauscher 40 zur Raumkühlung und -heizung auf, welche an die Umlaufrohrleitung 10 angeschlossen sind. Der durch den Wärme austausch in dem quellenseitigen Wärmeaustauscher 9 erzeugte Dampf fließt über die Dampfrohrleitung 10a nach oben, um den Wärmeaustauschern 40 zur Raumkühlung und -heizung zugeführt zu werden. Der Dampf wird durch Wärmeaustausch in den Wärmeaustauschern 40 zur Raumküh lung und -heizung verflüssigt. Das sich so ergebende Wasser fließt über die Wasserrohrleitung 10b nach unten zurück zu dem quellenseitigen Wärmeaus tauscher 9. Die Abwärme des Gasmotor-Generators 1 wird über diesen natürlichen Umlauf ebenfalls zu Heizzwecken verwendet. Die weiteren Details sind mit denen der vierten Ausführungsform identisch, wobei auch gleiche Bezugsziffern gleiche Teile, welche hier nicht noch einmal beschrieben werden, kennzeichnen. Die obenerwähnten Wärmeaustau scher 40 zur Raumkühlung und -heizung können durch ausschließlich zu Heizzwecken benutzte Wärmeaustauscher ersetzt und zusammen mit den Wärmeaustauschern 33 zur Raumkühlung vorgesehen werden.
Die fünfte Ausführungsform weist an Stelle der Wärmeaustauscher 33 zur Raumkühlung Wärmeaustauscher 40 zur Raumkühlung und -heizung auf, welche an die Umlaufrohrleitung 10 angeschlossen sind. Der durch den Wärme austausch in dem quellenseitigen Wärmeaustauscher 9 erzeugte Dampf fließt über die Dampfrohrleitung 10a nach oben, um den Wärmeaustauschern 40 zur Raumkühlung und -heizung zugeführt zu werden. Der Dampf wird durch Wärmeaustausch in den Wärmeaustauschern 40 zur Raumküh lung und -heizung verflüssigt. Das sich so ergebende Wasser fließt über die Wasserrohrleitung 10b nach unten zurück zu dem quellenseitigen Wärmeaus tauscher 9. Die Abwärme des Gasmotor-Generators 1 wird über diesen natürlichen Umlauf ebenfalls zu Heizzwecken verwendet. Die weiteren Details sind mit denen der vierten Ausführungsform identisch, wobei auch gleiche Bezugsziffern gleiche Teile, welche hier nicht noch einmal beschrieben werden, kennzeichnen. Die obenerwähnten Wärmeaustau scher 40 zur Raumkühlung und -heizung können durch ausschließlich zu Heizzwecken benutzte Wärmeaustauscher ersetzt und zusammen mit den Wärmeaustauschern 33 zur Raumkühlung vorgesehen werden.
Bei jeder der beschriebenen Anlagen zur kombinierten Energie
erzeugung kann die Hausstromerzeugungseinrichtung auf eine entsprechende
Leistung eingestellt werden, um die für ein komplettes Gebäude be
nötigte Energie zur Verfügung zu stellen. Auch ist es möglich, Energie
versorgungsleitungen aus einer externen Quelle zu installieren, um einem
erheblichen Energiebelastungsanstieg standhalten zu können.
Es können verschiedene Wärmeaustauscherarten, wie die Wärmeaus
tauscher 11 zu Heizzwecken gemäß der ersten und zweiten Ausführungs
form, verwendet werden. Bei dieser Art Wärmeaustauscher kommen auch
solche infrage, die mit Ventilatoren zur Warmlufterzeugung versehen sind,
sowie solche mit Radiatorflächen zur Strahlungsheizung.
Die Hausstromerzeugungseinrichtung ist nicht auf den in den beschrie
benen Ausführungsformen verwendeten Gasmotor-Generator 1 beschränkt.
Die Erzeugungseinrichtung kann ebenso von einem Dieselmotor-Generator,
einem Gasturbinen-Generator oder einem solchen mit einem anderen Brenn
stoffelement, wie zum Beispiel ein Phosphat-Brennstoffelement, verkörpert
werden. Im Prinzip dienen sämtliche Erzeugungseinrichtungsarten dem Zwecke
der vorliegenden Erfindung, solange Abwärme als Folge der Energieerzeugung
produziert wird.
Bei den obengenannten Ausführungsformen wird das in der Umlaufrohr
leitung 10 enthaltene Wasser unter einem geringen Druck gehalten, um die
Funktion eines im natürlichen Umlauf fließenden Wärmeträgermittels übernehmen
zu können. Es kann ebenfalls ein anderes Wärmeträgermittel, wie zum Beispiel chlor
freier, unschädlicher Fluorkohlenstoff R134a oder R404A,
verwendet werden.
Die Wärmeaustauscher 33 zur Raumkühlung und Wärmeaustauscher 40
zur Raumkühlung und -heizung können sich aus verschiedenen Arten zusam
mensetzen, wie zum Beispiel solchen mit Ventilatoren zur Kalt- bzw. Warmluft
erzeugung oder solchen mit Radiatorflächen zur Kühlung bzw. Heizung durch
Abstrahlung.
Bei den obenerwähnten Ausführungsformen ist der Kühlmantel 6 des als
Hausstromerzeugungseinrichtung arbeitenden Gasmotor-Generators 1 über
die Abwärme-Rückgewinnungsleitung 8 an den quellenseitigen Wärmeaus
tauscher 9 angeschlossen. Der quellenseitige Wärmeaustauscher 9 kann statt
dessen zwecks Wärmezuführung direkt an den Kühlmantel 6 angeschlossen
werden.
Bei der vierten und fünften Ausführungsform ist der Eisvorratstank 37
auf der Ausgangsseite des Verdampfers 31 vorgesehen. Statt dessen kann der
Eisvorratstank 37 auf der Eingangsseite des Verdampfers 31 oder parallel zu
dieser vorgesehen werden.
Claims (8)
1. Anlage zur kombinierten Energieerzeugung mit
einer Hausstromerzeugungseinrichtung (1) zwecks Versorgung
hausstromverbrauchender Einrichtungen (2-5);
einem quellenseitigen, an die Hausstromerzeu gungseinrichtung (1) angeschlossenen Wärmeaustauscher (9), welcher als Wärmequelle arbeitet;
oberhalb des quellenseitigen Wärmeaustauschers (9) angeordneten Wärmeaustauschern (11) zur Raumheizung, welche über eine Umlaufrohrleitung (10) mit einem, diese im natür lichen Umlauf passierenden, Gas-Flüssigphasenänderungen unterworfenen Wärmeträgermittel an den quellenseitigen Wärmeaustauscher (9) angeschlossen sind;
einem an die Umlaufrohrleitung (10) angeschlosse nen Radiator (13) mit einem Überschußwärmedetektor (14), der bei Überschußwärme ein Steuersignal erzeugt, und
einer Radiatorsteuereinrichtung (16), die in Ab hängigkeit von dem Steuersignal den Radiator (13) einschal tet.
einem quellenseitigen, an die Hausstromerzeu gungseinrichtung (1) angeschlossenen Wärmeaustauscher (9), welcher als Wärmequelle arbeitet;
oberhalb des quellenseitigen Wärmeaustauschers (9) angeordneten Wärmeaustauschern (11) zur Raumheizung, welche über eine Umlaufrohrleitung (10) mit einem, diese im natür lichen Umlauf passierenden, Gas-Flüssigphasenänderungen unterworfenen Wärmeträgermittel an den quellenseitigen Wärmeaustauscher (9) angeschlossen sind;
einem an die Umlaufrohrleitung (10) angeschlosse nen Radiator (13) mit einem Überschußwärmedetektor (14), der bei Überschußwärme ein Steuersignal erzeugt, und
einer Radiatorsteuereinrichtung (16), die in Ab hängigkeit von dem Steuersignal den Radiator (13) einschal tet.
2. Anlage zur kombinierten Energieerzeugung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der quellenseitige
Wärmeaustauscher (9) über eine Abwärme-Rückgewinnungsrohr
leitung (8) an die Hausstromerzeugungseinrichtung (1) ange
schlossen ist, wobei die Anlage ferner eine Entlastungsrohr
leitung (20) aufweist, welche an die Abwärme-Rückgewinnungs
rohrleitung (8) angeschlossen ist und sich durch einen Wärme
speicher (21) erstreckt, wobei die Entlastungsrohrleitung
(20) ein Einstellventil (18) zum Öffnen und Schließen der
Entlastungsrohrleitung (20) besitzt.
3. Anlage zur kombinierten Energieerzeugung nach
einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen an
die Umlaufrohrleitung (8) angeschlossenen Wasservorratstank
(21).
4. Anlage zur kombinierten Energieerzeugung mit
einer Hausstromerzeugungseinrichtung (1) zwecks Versorgung hausstromverbrauchender Einrichtungen (2-5);
einem quellenseitigen, an die Hausstromerzeugungs einrichtung (1) angeschlossenen Wärmeaustauscher (9), wel cher als Wärmequelle arbeitet;
einer oberhalb des quellenseitigen Wärmeaustau schers (9) vorgesehenen Absorptionskältemaschine (27), die über eine Umlaufrohrleitung (10) mit einem, diese im natür lichen Umlauf passierenden, Gas-Flüssigphasenänderungen unterworfenen Wärmeträgermittel an den quellenseitigen Wärmeaustauscher (9) angeschlossen ist;
unterhalb der Absorptionskältemaschine (27) ange ordneten Wärmeaustauschern (33) zur Raumkühlung, die über eine Umlaufrohrleitung (32) zur Raumkühlung mit einem, diese im natürlichen Umlauf passierenden, Gas-Flüssigphasenän derungen unterworfenen Wärmeträgermittel an einen Verdampfer (31) der Absorptionskältemaschine (27) angeschlossen sind;
einem an die Umlaufrohrleitung (10) angeschlosse nen Radiator (13), mit einem Überschußwärmedetektor (14), der bei Überschußwärme ein Steuersignal erzeugt, und
einer Radiatorsteuereinrichtung (16), die in Abhängigkeit von dem Steuersignal den Radiator (13) einschaltet.
einer Hausstromerzeugungseinrichtung (1) zwecks Versorgung hausstromverbrauchender Einrichtungen (2-5);
einem quellenseitigen, an die Hausstromerzeugungs einrichtung (1) angeschlossenen Wärmeaustauscher (9), wel cher als Wärmequelle arbeitet;
einer oberhalb des quellenseitigen Wärmeaustau schers (9) vorgesehenen Absorptionskältemaschine (27), die über eine Umlaufrohrleitung (10) mit einem, diese im natür lichen Umlauf passierenden, Gas-Flüssigphasenänderungen unterworfenen Wärmeträgermittel an den quellenseitigen Wärmeaustauscher (9) angeschlossen ist;
unterhalb der Absorptionskältemaschine (27) ange ordneten Wärmeaustauschern (33) zur Raumkühlung, die über eine Umlaufrohrleitung (32) zur Raumkühlung mit einem, diese im natürlichen Umlauf passierenden, Gas-Flüssigphasenän derungen unterworfenen Wärmeträgermittel an einen Verdampfer (31) der Absorptionskältemaschine (27) angeschlossen sind;
einem an die Umlaufrohrleitung (10) angeschlosse nen Radiator (13), mit einem Überschußwärmedetektor (14), der bei Überschußwärme ein Steuersignal erzeugt, und
einer Radiatorsteuereinrichtung (16), die in Abhängigkeit von dem Steuersignal den Radiator (13) einschaltet.
5. Anlage zur kombinierten Energieerzeugung nach
Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine durch die Hausstromer
zeugungseinrichtung (1) angetriebene Eiserzeugungsvorrich
tung (34), einen an die Eiserzeugungsvorrichtung (34) ange
schlossenen Eisvorratstank (37) und einen weiteren, an den
Verdampfer (31) grenzenden Wärmeaustauscher (38) aufweist,
wobei der Eisvorratstank (37) und der weitere Wärmeaustau
scher (38) über eine Kühlleitung (39) miteinander verbunden
sind.
6. Anlage zur kombinierten Energieerzeugung nach
einem der Ansprüche 4 oder 5, gekennzeichnet durch an die
Umlaufrohrleitung angeschlossene Wärmeaustauscher (40) zur
Raumheizung aufweist.
7. Anlage zur kombinierten Energieerzeugung nach
einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
quellenseitige Wärmeaustauscher (9) über eine Abwärme-
Rückgewinnungsrohrleitung (8) an die Hausstromerzeugungsein
richtung (1) angeschlossen ist, wobei die Anlage eine an die
Abwärme-Rückgewinnungsrohrleitung (8) angeschlossene und
sich durch einen Wärmevorratstank (21) erstreckende Entla
stungsrohrleitung (20) aufweist, die ein Einstellventil (18)
zum Öffnen und Schließen der Entlastungsrohrleitung (20)
besitzt.
8. Anlage zur kombinierten Energieerzeugung nach
einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch einen an
die Umlaufrohrleitung (8) angeschlossenen Wasservorratstank
(21).
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