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DE102023126509A1 - Method and arrangement for converting energy from an industrial process - Google Patents

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DE102023126509A1
DE102023126509A1 DE102023126509.1A DE102023126509A DE102023126509A1 DE 102023126509 A1 DE102023126509 A1 DE 102023126509A1 DE 102023126509 A DE102023126509 A DE 102023126509A DE 102023126509 A1 DE102023126509 A1 DE 102023126509A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
process gas
working fluid
thermal energy
circuit
medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102023126509.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Josip Kutnjak
Fabian Trefz
Catalina Rodriguez Correa
Houver Chabo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Duerr Systems AG filed Critical Duerr Systems AG
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Priority to PCT/DE2024/100842 priority patent/WO2025067602A1/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
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Abstract

Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einem Prozessgasstrom, welcher aus einer Industrieanlage stammt, aufweisend: eine Prozessgaskühleinrichtung, insbesondere einen Prozessgaskondensator, mit welchem zumindest ein Teil des Prozessgasstroms kondensierbar ist, wobei Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom auskoppelbar ist; einen Arbeitsmittelkreis zum Transportieren mindestens eines Teils der aus dem Prozessgasstrom ausgekoppelten Wärmeenergie, welche in ein Arbeitsmittel einkoppelbar ist; eine in dem Arbeitsmittelkreis angeordnete Wärmekraftmaschine, mit welcher mindestens ein Teil der in das Arbeitsmittel eingekoppelten Wärmeenergie in mechanische Energie umwandelbar ist.

Figure DE102023126509A1_0000
Arrangement for converting energy from a process gas stream originating from an industrial plant, comprising: a process gas cooling device, in particular a process gas condenser, with which at least a portion of the process gas stream can be condensed, wherein thermal energy can be extracted from the process gas stream; a working medium circuit for transporting at least a portion of the thermal energy extracted from the process gas stream, which thermal energy can be injected into a working medium; a heat engine arranged in the working medium circuit, with which at least a portion of the thermal energy injected into the working medium can be converted into mechanical energy.
Figure DE102023126509A1_0000

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einem Industrieprozess, insbesondere zur Rückgewinnung und/oder Nutzbarmachung von thermischer Energie in Form einer höherwertigen oder besser nutzbaren Energieform (z.B. mechanischer und/oder elektrischer Energie).The present invention relates to a method and an arrangement for converting energy from an industrial process, in particular for recovering and/or utilizing thermal energy in the form of a higher-value or more usable form of energy (e.g. mechanical and/or electrical energy).

Stand der TechnikState of the art

Prozessgas kann als Medium bei gewissen Prozessschritten zur Herstellung von Erzeugnissen zum Einsatz kommen, um gewisse technische Wirkungen wie eine Trocknung in einem Prozessschritt herbeizuführen. Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter einem Prozessgas ein Gas oder Gasgemisch verstanden, welches dazu dient, eine technische Wirkung auf das herzustellende Erzeugnis zu haben. Je nach Erzeugnis und Industrieprozess kann das Prozessgas dabei ein inertes oder nicht-inertes Gas oder Gasgemisch sein. Insbesondere im Falle von nicht-inertem Prozessgas kommt dabei häufig Luft oder Luft-ähnliche Gasgemische zum Einsatz. In diesem Fall wird dann häufig auch synonym für Prozessgas der Begriff Prozessluft gebraucht. Das Prozessgas kann bei Industrieprozessen Betriebsstoffe, beispielsweise Lösemittel, oder deren Reaktionsprodukte aufnehmen, wobei das Prozessgas nach Verlassen des Industrieprozesses häufig in die Umgebung abgegeben werden soll. Solche Betriebsstoffe können jedoch Schadstoffe bzw. Lösemittel enthalten, die sich negativ auf die Umwelt auswirken. Zur Reduzierung der negativen Umweltauswirkung muss dementsprechend angereichertes Prozessgas (auch als Abgas bezeichnet) geeignet behandelt werden, auch um gegebene gesetzliche Grenzwerte des in die Umgebung abzugebenden Abgases einzuhalten. Ist das Prozessgas eine Prozessluft wird das Abgas häufig auch synonym als Abluft bezeichnet. Ein Hauptunterscheidungsmerkmal zwischen einem Abgas und einer Abluft kann dabei insbesondere in einer O2-Konzentration im zu Grunde liegenden Gasgemisch sein. Als Schadstoffe bzw. schadstoffhaltiges Lösemittel sind insbesondere Stoffe zu verstehen, die bei einer gewissen Menge bzw. Konzentration im Gasauslass Pflanzen, Tiere und/oder Menschen in der Umgebung schaden können. Die Schadstoffe können dabei zum Beispiel Lösemittel (z.B. NMP, NEP, TEP, EAA, GBL, etc.), Kohlenwasserstoffe, Stickoxide, Ammoniak, Fluorwasserstoff, etc. sein.Process gas can be used as a medium in certain process steps for the manufacture of products in order to bring about certain technical effects, such as drying, in a process step. For the purposes of the present invention, a process gas is understood to be a gas or gas mixture which serves to have a technical effect on the product to be manufactured. Depending on the product and industrial process, the process gas can be an inert or non-inert gas or gas mixture. In particular, in the case of non-inert process gas, air or air-like gas mixtures are often used. In this case, the term process air is often used synonymously with process gas. In industrial processes, the process gas can absorb operating materials, for example solvents, or their reaction products, whereby the process gas is often released into the environment after leaving the industrial process. However, such operating materials can contain pollutants or solvents that have a negative impact on the environment. To reduce the negative environmental impact, enriched process gas (also known as exhaust gas) must be treated appropriately, also to comply with given legal limits for the exhaust gas released into the environment. If the process gas is process air, the exhaust gas is often synonymously referred to as exhaust air. A key distinguishing feature between exhaust gas and exhaust air can be the O2 concentration in the underlying gas mixture. Pollutants or pollutant-containing solvents are particularly understood to be substances that, at a certain quantity or concentration in the gas outlet, can harm plants, animals and/or people in the surrounding area. The pollutants can be, for example, solvents (e.g. NMP, NEP, TEP, EAA, GBL, etc.), hydrocarbons, nitrogen oxides, ammonia, hydrogen fluoride, etc.

Herkömmliche Vorrichtungen zur Behandlung von Prozessgas enthalten häufig einen Hauptstromkanal, durch welchen ein Prozessgasstrom geleitet wird. Der Hauptstromkanal ist insbesondere bei kondensierbaren Schadstoffen in einem Prozessgas typischerweise zwischen einem Auslass zum Ausleiten von zu reinigendem Prozessgas aus dem Industrieprozess und einem Einlass zum Einleiten desselben in einen Prozessgaskondensator angeordnet, insbesondere verbindet er den Auslass mit dem Einlass. Die im Prozessgas enthaltenen Schadstoffe bzw. Lösemittel können im Prozessgaskondensator kondensiert und die kondensierten Schadstoffe bzw. Lösemittel so vorzugsweise zumindest teilweise aus dem Prozessgas abgeschieden werden.Conventional devices for treating process gas often contain a main flow channel through which a process gas stream is conducted. The main flow channel, particularly in the case of condensable pollutants in a process gas, is typically arranged between an outlet for discharging process gas to be purified from the industrial process and an inlet for introducing the same into a process gas condenser; in particular, it connects the outlet to the inlet. The pollutants or solvents contained in the process gas can be condensed in the process gas condenser, and the condensed pollutants or solvents can thus preferably be at least partially separated from the process gas.

Im Stand der Technik sind insbesondere Verfahren mit einem Kondensationsschritt bekannt, wobei Kondensate aus dem Prozessgas abgeschieden werden und Lösemittel dadurch zurückgewonnen werden könnenIn the prior art, processes with a condensation step are known in particular, whereby condensates are separated from the process gas and solvents can thereby be recovered

CA2214542A1 zeigt ein Verfahren, bei dem ein Lösemittel bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien zurückgewonnen werden kann, indem das Lösemittel aus einer lösemittelhaltigen Prozessluft auskondensiert. CA2214542A1 shows a process in which a solvent can be recovered during the production of lithium-ion batteries by condensing the solvent from solvent-containing process air.

Beim Kondensieren von Prozessgas ist es vorteilhaft, die Temperatur des Prozessgases zu senken. Dabei wird vorzugsweise Wärmeenergie aus dem Prozessgas entzogen, wobei die aus dem Prozessgas entzogene Wärmeenergie häufig in die Umgebung dissipiert wird.When condensing process gas, it is advantageous to lower the temperature of the process gas. This primarily extracts heat energy from the process gas, although the heat energy extracted from the process gas is often dissipated into the environment.

Darstellung der ErfindungDescription of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Industrieanlage / einem Industrieprozess zu schaffen.The present invention is based on the object of creating an improved arrangement for converting energy from an industrial plant/industrial process.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einem Prozessgasstrom gelöst, welcher aus einer Industrieanlage stammt. Die Anordnung weist Folgendes auf: eine Prozessgaskühleinrichtung, insbesondere einen Prozessgaskondensator, mit welcher bzw. welchem zumindest ein Teil des Prozessgasstroms kühlbar bzw. kondensierbar ist, wobei Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom auskoppelbar ist; einen Arbeitsmittelkreis zum Transportieren mindestens eines Teils der aus dem Prozessgasstrom ausgekoppelten Wärmeenergie, welche in ein Arbeitsmittel einkoppelbar ist; eine in dem Arbeitsmittelkreis angeordnete Wärmekraftmaschine, mit welcher mindestens ein Teil der in das Arbeitsmittel eingekoppelten Wärmeenergie in mechanische Energie umwandelbar ist.This object is achieved according to the invention with an arrangement for converting energy from a process gas stream originating from an industrial plant. The arrangement comprises the following: a process gas cooling device, in particular a process gas condenser, with which at least a portion of the process gas stream can be cooled or condensed, wherein thermal energy can be extracted from the process gas stream; a working fluid circuit for transporting at least a portion of the thermal energy extracted from the process gas stream, which can be injected into a working fluid; a heat engine arranged in the working fluid circuit, with which at least a portion of the thermal energy injected into the working fluid can be converted into mechanical energy.

Die Erfinder haben nämlich festgestellt, dass es vorteilhaft sein kann, die bei der Behandlung von Prozessgas eingesetzte Wärmeenergie zurückzugewinnen bzw. besser nutzbar zu machen. Insbesondere kann die aus der Prozessgaskühleinrichtung bzw. dem Prozessgaskondensator, insbesondere einem dem Prozessgasstrom ausgesetzten Kondensationsschritt entzogene Wärmeenergie einerseits zur Wiedererwärmung des Prozessgases und andererseits zur Umwandlung in einer Wärmekraftmaschine genutzt werden. Bei einer bzw. einem mehrstufigen Prozessgaskühleinrichtung bzw. Prozessgaskondensator mit hintereinander angeordneten Kühlapparaten können für jeden Kühlapparat ein jeweiliges Kühlmittel zum Einsatz kommen, um in jeder Kühlstufe das Prozessgas auf eine andere Temperatur abkühlen zu können. Insbesondere kann beispielswiese in einer zweiten Stufe der Prozessgaskühleinrichtung bzw. des Prozessgaskondensators Kühlwasser zum Einsatz kommen und in einer dritten Stufe mit einer Kältemaschine gekühltes Kältemittel zum Einsatz kommen, wobei dem Prozessgas Wärmeenergie in jeder Stufe entnommen werden kann. Das Kühlmittel kann erfindungsgemäß Wärme aufnehmen, die in eine besser nutzbare Form aufbereitet bzw. rückgewonnen wird. Die Erfinder haben daher den erfinderischen Ansatz gewählt, die aus dem Prozessgas entzogene Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom auszukoppeln und über eine Wärmekraftmaschine in eine besser nutzbare Energieform wie in mechanische und/oder elektrische Energie umzuwandeln. Dies kann beispielsweise in Form einer doppelten Nutzung des in der Wärmekraftmaschine zu entspannenden Arbeitsmittels geschehen, beispielsweise als Medium zum direkten bzw. unmittelbaren Kühlen des Prozessgasstroms einerseits und andererseits innerhalb eines Arbeitsmittelverdampfers, in welchem eine indirekte bzw. mittelbare Kühlleistung für den Prozessgasstrom bereitgestellt werden kann.The inventors have found that it can be advantageous to recover the heat energy used in the treatment of process gas recover or make it more usable. In particular, the thermal energy extracted from the process gas cooling device or the process gas condenser, in particular from a condensation step exposed to the process gas stream, can be used on the one hand to reheat the process gas and on the other hand for conversion in a heat engine. In a multi-stage process gas cooling device or process gas condenser with cooling devices arranged one behind the other, a respective coolant can be used for each cooling device in order to be able to cool the process gas to a different temperature in each cooling stage. In particular, for example, cooling water can be used in a second stage of the process gas cooling device or the process gas condenser and refrigerant cooled by a refrigeration machine can be used in a third stage, whereby thermal energy can be extracted from the process gas in each stage. According to the invention, the coolant can absorb heat, which is processed or recovered into a more usable form. The inventors therefore chose the inventive approach of extracting the thermal energy extracted from the process gas from the process gas stream and converting it into a more usable form of energy, such as mechanical and/or electrical energy, via a heat engine. This can be achieved, for example, by dual-using the working fluid to be expanded in the heat engine, for example, as a medium for directly cooling the process gas stream on the one hand, and within a working fluid evaporator, in which an indirect cooling capacity for the process gas stream can be provided on the other.

Vorzugsweise kann die Prozessgaskühleinrichtung als Teil einer wärmeverschiebenden Einrichtung ausgeführt sein, wobei Wärmeenergie zunächst aus dem Prozessgasstrom ausgekoppelt und zu einem späteren Zeitpunkt, insbesondere nach mindestens einem, der vorgenannten Wärmeenergieauskopplung folgenden Verwendungs- und/oder Behandlungsschritt zumindest teilweise wieder zurück in den Prozessgasstrom eingekoppelt wird. Dabei wird der Prozessgasstrom gekühlt. Insbesondere kann die Prozessgaskühleinrichtung Teil einer destillierenden Einrichtung sein, wobei eine Heizvorrichtung zum Aufheizen des Prozessgases vor der Prozessgaskühleinrichtung angeordnet ist.The process gas cooling device can preferably be designed as part of a heat-displacing device, wherein thermal energy is initially extracted from the process gas stream and at a later point in time, in particular after at least one use and/or treatment step following the aforementioned thermal energy extraction, is at least partially injected back into the process gas stream. The process gas stream is thereby cooled. In particular, the process gas cooling device can be part of a distillation device, wherein a heating device for heating the process gas is arranged upstream of the process gas cooling device.

Die Prozessgaskühleinrichtung kann im Sinne dieser Anmeldung auch ein Prozessgaskondensator sein, sofern das Prozessgas gekühlt und kondensiert wird.For the purposes of this application, the process gas cooling device can also be a process gas condenser, provided that the process gas is cooled and condensed.

Der Prozessgaskondensator kann insbesondere dazu bestimmt sein, das Prozessgas zu kondensieren. Das Prozessgas kann also mithilfe des Prozessgaskondensators in einem Kondensationsschritt abgekühlt werden, sodass ein Kondensat entsteht und abgeschieden werden kann. Bevorzugt umfasst der Kondensationsschritt im Prozessgaskondensator mehrere Kühlstufen mit einem jeweiligen Kühlapparat bzw. Kühlgerät, wobei das Prozessgas schrittweise auf unterschiedliche Temperaturniveaus abgekühlt wird. Ein Kühlapparat kann insbesondere ein Wärmetauscher sein, beispielsweise ein Kreuzstromwärmetauscher. Bei einem Prozessgaskondensator mit mehreren Kühlstufen kann also mehrere Kühlapparate, also mehrere Wärmetauscher, hintereinander angeordnet werden, wobei jeder Kühlapparat das Prozessgas auf ein vorbestimmtes Temperaturniveau abkühlt. Besonders bevorzugt wird das Prozessgas mit jeder Kühlstufe stärker abgekühlt. Eine weiter stromab angeordnete Kühlstufe weist also ein niedrigeres Temperaturniveau auf. Bei jeder Kühlstufe ist es auch vorstellbar, dass das Prozessgas kondensiert wird. Eine Kühlstufe kann also auch eine Kondensationsstufe sein. Ein Kondensationsschritt kann also auch mehrere Kondensationsstufen umfassen. Insbesondere kann beispielsweise eine vordere Kühlstufe das Prozessgas abkühlen und eine hintere Kühlstufe das Prozessgas so abkühlen, dass es auch kondensiert.The process gas condenser can be designed, in particular, to condense the process gas. The process gas can thus be cooled in a condensation step using the process gas condenser, so that a condensate is formed and can be separated. The condensation step in the process gas condenser preferably comprises several cooling stages, each with a cooling device or cooling unit, wherein the process gas is cooled step by step to different temperature levels. A cooling device can, in particular, be a heat exchanger, for example a cross-flow heat exchanger. In a process gas condenser with several cooling stages, several cooling devices, i.e. several heat exchangers, can be arranged one behind the other, with each cooling device cooling the process gas to a predetermined temperature level. Particularly preferably, the process gas is cooled more significantly with each cooling stage. A cooling stage arranged further downstream therefore has a lower temperature level. It is also conceivable for the process gas to be condensed at each cooling stage. A cooling stage can therefore also be a condensation stage. A condensation step can therefore also comprise several condensation stages. In particular, for example, a front cooling stage can cool the process gas and a rear cooling stage can cool the process gas so that it also condenses.

Die Prozessgaskühleinrichtung, insbesondere der Prozessgaskondensator kann also mindestens einen Wärmetauscher aufweisen, wobei der Prozessgasstrom als wärmeabgebende Strömung über Wärmeleitungselemente, beispielsweise Metallleitungen bzw. Strömungskanal ausbildende Metallplatten, mit einer wärmeaufnehmenden Strömung wärmeleitend verbunden ist. Als wärmeaufnehmende Strömung kann insbesondere das vorstehend genannte Arbeitsmittel bzw. ein Zwischenmittel vorgesehen sein, wobei das Arbeitsmittel bzw. das Zwischenmittel einem separaten Strömungskreis zugeordnet ist. Wärmeenergie kann aus dem Prozessgasstrom auskoppelbar und in einen Arbeitsmittelkreis einkoppelbar sein. Die Wärmeenergie kann also von dem Prozessgasstrom auf einen Arbeitsmittelkreis übertragen werden. Die Prozessgaskühleinrichtung bzw. der Prozessgaskondensator ist insbesondere dem Prozessgasstrom zugeordnet und kann zugleich einem Arbeitsmittelkreis bzw. einem Zwischenmittelkreis zugeordnet sein. Das Übertragen von Wärmeenergie auf den Arbeitsmittelkreis kann mittelbar oder unmittelbar, also direkt oder indirekt erfolgen. Beispielsweise kann die Prozessgaskühleinrichtung bzw. der Prozessgaskondensator von dem Prozessgas durchströmt und von dem Arbeitsmittel durchströmt werden, wobei Wärmeenergie innerhalb der Prozessgaskühleinrichtung bzw. des Prozessgaskondensators von dem Prozessgas auf das Arbeitsmittel übergeht. Andererseits kann Wärmeenergie innerhalb der Prozessgaskühleinrichtung bzw. des Prozessgaskondensators auch indirekt von dem Prozessgas zunächst auf ein Zwischenmittel übergehen, welches in einem vorzugsweise separaten Zwischenmittelkreis befindet bzw. zirkuliert, bevor die aus dem Prozessgas ausgekoppelte Wärmeenergie über den Zwischenmittelkreis auf das Arbeitsmittel übertragen wird, beispielsweise in einem Arbeitsmittelverdampfer.The process gas cooling device, in particular the process gas condenser, can therefore have at least one heat exchanger, wherein the process gas stream, as a heat-emitting flow, is thermally connected to a heat-absorbing flow via heat conduction elements, for example metal lines or metal plates forming flow channels. The aforementioned working fluid or an intermediate medium can in particular be provided as the heat-absorbing flow, wherein the working fluid or the intermediate medium is assigned to a separate flow circuit. Thermal energy can be extracted from the process gas stream and coupled into a working fluid circuit. The thermal energy can therefore be transferred from the process gas stream to a working fluid circuit. The process gas cooling device or the process gas condenser is in particular assigned to the process gas stream and can simultaneously be assigned to a working fluid circuit or an intermediate fluid circuit. The transfer of thermal energy to the working fluid circuit can take place directly or indirectly. For example, the process gas cooling device or the process gas condenser can be flowed through by the process gas and the working fluid, whereby thermal energy within the process gas cooling device or the process gas condenser is transferred from the process gas to the working fluid. On the other hand, thermal energy within the process gas cooling device l device or the process gas condenser, the heat can also be transferred indirectly from the process gas to an intermediate medium, which is located or circulates in a preferably separate intermediate medium circuit, before the heat energy extracted from the process gas is transferred via the intermediate medium circuit to the working medium, for example in a working medium evaporator.

Das Zwischenmittel ist im Rahmen dieser Offenbarung als ein Trägermedium von Wärmeenergie definiert, welches insbesondere dazu bestimmt ist, Wärmeenergie zwischen dem Prozessgasstrom und dem Arbeitsmittelkreis zu transportieren. Das Zwischenmittel kann ein organisches oder anorganisches Mittel, insbesondere ein Medium sein und im gasförmigen oder besonders bevorzugt, im flüssigen Zustand eingesetzt werden. Der flüssige Zustand des Zwischenmittels kann insbesondere bessere Wärmeübergangs- und Wärmetransporteigenschaften aufweisen. Das Zwischenmittel kann also insbesondere ein Fluid sein. Insbesondere kann das Zwischenmittel Wasser oder Öl, insbesondere ein Thermoöl sein. Das Zwischenmittel läuft vorzugsweise im Zwischenmittelkreis um. Der Zwischenmittelkreis ist dabei bevorzugt als geschlossener Medienkreis ausgeführt oder ausgebildet.The intermediate medium is defined in the context of this disclosure as a carrier medium for thermal energy, which is intended in particular to transport thermal energy between the process gas stream and the working medium circuit. The intermediate medium can be an organic or inorganic medium, in particular a medium, and can be used in the gaseous or, particularly preferably, in the liquid state. The liquid state of the intermediate medium can in particular have better heat transfer and heat transport properties. The intermediate medium can therefore in particular be a fluid. In particular, the intermediate medium can be water or oil, in particular a thermal oil. The intermediate medium preferably circulates in the intermediate medium circuit. The intermediate medium circuit is preferably designed or constructed as a closed media circuit.

Innerhalb des Prozessgaskondensators kann ein Abkühlen und ein anschließender Phasenübergang des Prozessgases in Form von flüssigem Kondensat erfolgen. Insbesondere kann beim Kondensieren des Prozessgases ein Prozessgasnebel gebildet werden. Eine Abscheidevorrichtung zur Abscheidung von lösemittelhaltigem Kondensat kann im Prozessgaskondensator angeordnet sein, durch welche das nebelartige Prozessgas geführt wird.Within the process gas condenser, the process gas can be cooled and subsequently phase-transformed into a liquid condensate. In particular, a process gas mist can be formed during condensation of the process gas. A separation device for separating solvent-containing condensate can be arranged in the process gas condenser, through which the mist-like process gas is passed.

Der Arbeitsmittelkreis ist dazu ausgebildet, mindestens eines Teils der Wärmeenergie mithilfe des Arbeitsmittels, beispielsweise zu der Wärmekraftmaschine zu transportieren und dort umzuwandeln, wobei die Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom ausgekoppelt wird. Die Wärmekraftmaschine ist insbesondere dem Arbeitsmittelkreis zugeordnet, wobei das Arbeitsmittel in der Wärmekraftmaschine entspannt und ein Teil der im Arbeitsmittel aufweisenden Wärmeenergie in mechanische Energie umgewandelt wird. Das Arbeitsmittel kann insbesondere ein organisches Mittel zum Verrichten von Arbeit in der Wärmekraftmaschine sein. Der Arbeitsmittelkreis kann also einen ORC-Kreis (Organic-Rankine-Cycle) umfassen. Insbesondere kann der Arbeitsmittelkreis so ausgeführt sein, dass die zum Betreiben des Arbeitsmittelkreises benötigte Energie, beispielsweise zum Befördern des Arbeitsmittels, aus der in der Wärmekraftmaschine umgewandelten Wärmeenergie kommt. Der Arbeitsmittelkreis kann also so ausgebildet sein, dass er sich selbst energetisch versorgen kann und nicht auf eine externe Energiequelle, wie beispielsweise ein Stromnetz angewiesen ist.The working fluid circuit is designed to transport at least a portion of the thermal energy with the aid of the working fluid, for example, to the heat engine and convert it there, wherein the thermal energy is extracted from the process gas stream. The heat engine is in particular assigned to the working fluid circuit, wherein the working fluid is expanded in the heat engine and a portion of the thermal energy in the working fluid is converted into mechanical energy. The working fluid can in particular be an organic medium for performing work in the heat engine. The working fluid circuit can therefore comprise an ORC cycle (Organic Rankine Cycle). In particular, the working fluid circuit can be designed such that the energy required to operate the working fluid circuit, for example, to transport the working fluid, comes from the thermal energy converted in the heat engine. The working fluid circuit can therefore be designed such that it can supply itself with energy and is not dependent on an external energy source, such as a power grid.

Als Arbeitsmittel kann insbesondere ein organisches Arbeitsmittel zum Einsatz kommen, beispielsweise Cyclohexan, Butan, Pentan, Benzol, Toluol, R134a, R12, R123, R113, n-Perfluorpentan sein. Der Arbeitsmittelkreis kann sich insbesondere auf einen thermodynamischen Kreisprozess beziehen. Das Arbeitsmittel, welches im Arbeitsmittelkreis der Anordnung zirkuliert, kann also in einem thermodynamischen Kreisprozess beteiligt oder unterworfen sein. Das Arbeitsmittel kann insbesondere innerhalb der Anordnung in einem zirkulierenden Kreis bzw. Kreislauf aus der Wärmekraftmaschine abgeführt und zum Schluss wieder in die Wärmekraftmaschine geführt bzw. der Wärmekraftmaschine zugeführt werden. Der Arbeitsmittelkreis kann sich also insbesondere auf ein in einem Kreislauf zirkulierendes Arbeitsmittel beziehen.In particular, an organic working fluid can be used, for example cyclohexane, butane, pentane, benzene, toluene, R134a, R12, R123, R113, n-perfluoropentane. The working fluid circuit can in particular refer to a thermodynamic cycle. The working fluid that circulates in the working fluid circuit of the arrangement can therefore be involved in or subject to a thermodynamic cycle. The working fluid can in particular be removed from the heat engine in a circulating circuit or circuit within the arrangement and finally fed back into the heat engine or supplied to the heat engine. The working fluid circuit can therefore in particular refer to a working fluid circulating in a circuit.

„Ein“ und „eine“ sind im Rahmen dieser Offenbarung ohne ausdrücklich gegenteilige Angabe als unbestimmte Artikel und damit immer auch als „mindestens ein“ bzw. „mindestens eine“ zu lesen. Richtungsangaben wie „stromab“ oder „nach“ bzw. „stromauf“ oder „vor“ beziehen sich allgemein auf die Hauptströmungsrichtung des jeweiligen Fluides. Das in einem Kreis zirkulierende Fluid kann auch als in einem Kreis befindliches oder strömendes Fluid verstanden werden. Im Sinne der Erfindung können Ausdrücke der Art „einkoppelbar“, „auskoppelbar“, „umwandelbar“ im Zusammenhang mit Stoff- und/oder Energieströmen alternativ oder ergänzend, insbesondere optional präzisierend Ausdrücke der Art „eingekoppelt werden kann oder wird“, „ausgekoppelt werden kann oder wird“, „umgewandelt werden kann oder wird“ umfassen. Das Einkoppeln von Wärme/Wärmeenergie kann also insbesondere entsprechend als übertragen derselben verstanden werden, d.h. „einkoppelbar“ kann insbesondere so viel wie „auf das entsprechende Medium übertragbar“ bzw. „eingekoppelt wird“ verstanden werden. Dies kann also auch vorzugsweise im Sinne von „auf das entsprechende Medium übertragen“ verstanden werden.In the context of this disclosure, "A" and "an" are to be read as indefinite articles unless expressly stated otherwise, and thus always as "at least one" or "at least one". Directional terms such as "downstream" or "after" or "upstream" or "before" generally refer to the main flow direction of the respective fluid. The fluid circulating in a circuit can also be understood as a fluid located or flowing in a circuit. For the purposes of the invention, expressions such as "coupleable", "decoupleable", "convertible" in connection with material and/or energy flows can alternatively or additionally, in particular optionally, include expressions such as "can be or is coupled in", "can be or is decoupled", "can or is converted". The coupling of heat/thermal energy can therefore be understood in particular as transferring it, i.e., "coupleable" can be understood in particular as "transferable to the corresponding medium" or "is coupled in." This can therefore also preferably be understood in the sense of "transferred to the corresponding medium."

Die Wärmekraftmaschine kann insbesondere eine Turbine sein, vorzugsweise radialer oder auch axialer Bauart. Die Wärmekraftmaschine kann aber auch als Kolbenmaschine bzw. als Scroll- oder sogenannten Schraubenexpander ausgebildet sein. Insbesondere kann die Anordnung außerdem einen Generator umfassen, welcher zur Erzeugung von elektrischer Energie mit der Wärmekraftmaschine gekoppelt ist. Mittels des Generators kann also mindestens ein Teil der in mechanische Energie umgewandelten Wärmeenergie in elektrische Energie umgewandelt werden. The heat engine can, in particular, be a turbine, preferably of a radial or axial design. However, the heat engine can also be designed as a piston engine or as a scroll or so-called screw expander. In particular, the arrangement can also comprise a generator coupled to the heat engine for generating electrical energy. Thus, by means of the generator, at least a portion of the thermal energy converted into mechanical energy can be converted into electrical energy.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung umfasst ferner einen in dem Arbeitsmittelkreis stromab der Wärmekraftmaschine angeordneten Arbeitsmittelkondensator, mittels welchem das Arbeitsmittel kondensierbar ist, wobei Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel auskoppelbar ist.A preferred embodiment of the invention further comprises a working medium condenser arranged in the working medium circuit downstream of the heat engine, by means of which the working medium can be condensed, wherein heat energy can be extracted from the working medium.

Nach der Entspannung in der Wärmekraftmaschine kann das Arbeitsmittel zu einem Arbeitsmittelkondensator geführt werden, in welchem das im Wesentlichen noch gasförmige Arbeitsmittel kondensiert werden kann. Dabei kann Wärmeenergie bei dem Kondensationsvorgang im Arbeitsmittelkondensator Wärmeenergie ausgekoppelt werden, um beispielsweise in den Prozessgasstrom und/oder in einen Zwischenmittelkreis einzukoppeln. Der Arbeitsmittelkondensator kann also in Gestalt eines Wärmetauschers bzw. eines Kühlers ausgebildet sein, wobei die Wärmeenergie auch in eine Umgebung ausgekoppelt sein kann, wobei die Wärmeenergie dissipiert wird. Das Auskoppeln von Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel kann insbesondere vorteilhaft sein, um Abwärme aus der Anordnung zu verringern, indem die ausgekoppelte Wärmeenergie zurückgewonnen wird. Mit dem Auskoppeln von Wärmeenergie in die Umgebung kann auch eine besonders schlichte, kompakte bzw. wirtschaftliche Bauweise beispielsweise in Form eines Luftkühlers realisiert werden. Ein Luftkühler kann beispielsweise ein mithilfe eines Ventilators betriebener Wärmetauscher sein, wobei ein beförderter Luftstrom verwendet wird, um Wärmeenergie in die Umgebung zu dissipieren.After expansion in the heat engine, the working fluid can be fed to a working fluid condenser, in which the essentially still gaseous working fluid can be condensed. Thermal energy can be extracted during the condensation process in the working fluid condenser, for example, to be fed into the process gas stream and/or into an intermediate circuit. The working fluid condenser can therefore be designed in the form of a heat exchanger or cooler, whereby the thermal energy can also be extracted into an environment, where the thermal energy is dissipated. Extracting thermal energy from the working fluid can be particularly advantageous for reducing waste heat from the system by recovering the extracted thermal energy. By extracting thermal energy into the environment, a particularly simple, compact, and economical design can be realized, for example in the form of an air cooler. An air cooler can, for example, be a heat exchanger operated by a fan, whereby a conveyed air stream is used to dissipate thermal energy into the environment.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die aus dem Arbeitsmittel auszukoppelnde Wärmeenergie zumindest teilweise in den Prozessgasstrom einkoppelbar sein, insbesondere an einer Stelle stromab der Prozessgaskühleinrichtung bzw. des Prozessgaskondensators.In an advantageous embodiment, the thermal energy to be extracted from the working medium can be at least partially coupled into the process gas flow, in particular at a point downstream of the process gas cooling device or the process gas condenser.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Prozessgasheizvorrichtung zum Aufheizen mindestens eines Teils des Prozessgasstroms stromab der Prozessgaskühleinrichtung bzw. des Prozessgaskondensators angeordnet, mittels welcher Prozessgasheizvorrichtung Wärmeenergie in den Prozessgasstrom einkoppelbar ist.In a further preferred embodiment of the invention, a process gas heating device for heating at least a portion of the process gas stream is arranged downstream of the process gas cooling device or the process gas condenser, by means of which process gas heating device thermal energy can be coupled into the process gas stream.

Die Erfinder haben weiter festgestellt, dass die Menge an entnommene Wärmeenergie bei der Kondensation des Prozessgases insbesondere höher als die mittels der Prozessgasheizvorrichtung dem Prozessgas zurückgeführte Wärmeenergie sein kann, wobei eine Abwärme entstehen kann. Insbesondere kann also die Temperatur des Prozessgases beim Eintritt in die Prozessgaskühleinrichtung bzw. den Prozessgaskondensator höher sein als die Temperatur des Prozessgases beim Austritt aus der Prozessgasheizvorrichtung. Das Temperaturgefälle, also der daraus entstehende Wärmestrom der Abwärme kann vergleichsweise klein sein. Anstatt die Abwärme schlicht in die Umgebung zu dissipieren, kann die Abwärme vorteilhaft genutzt werden, um wie vorstehend beschrieben nicht nur teilweise in der Wärmekraftmaschine umzuwandeln, sondern auch über eine Prozessgasheizvorrichtung zum Aufheizen mindestens eines Teils des Prozessgasstroms stromab der Prozessgaskühleinrichtung bzw. des Prozessgaskondensators. Mittels der Prozessgasheizvorrichtung kann also die nicht zur Umwandlung genutzte Wärmeenergie zurück in den Prozessgasstrom eingekoppelt werden.The inventors have further determined that the amount of thermal energy extracted during the condensation of the process gas can be higher than the thermal energy returned to the process gas by means of the process gas heating device, which can result in waste heat. In particular, the temperature of the process gas upon entering the process gas cooling device or the process gas condenser can be higher than the temperature of the process gas upon exiting the process gas heating device. The temperature gradient, i.e. the resulting heat flow of the waste heat, can be comparatively small. Instead of simply dissipating the waste heat into the environment, the waste heat can advantageously be used not only to partially convert it in the heat engine as described above, but also via a process gas heating device to heat at least a portion of the process gas stream downstream of the process gas cooling device or the process gas condenser. The process gas heating device can therefore be used to feed the thermal energy not used for conversion back into the process gas stream.

Die Zurückführung von Wärmeenergie in den Prozessgasstrom kann im Allgemeinen als eine Wärmeverschiebung verstanden werden. Dabei wird also mindestens ein Teil der im Prozessgasstrom aufweisenden Wärmeenergie von einer Stelle auf eine andere Stelle des Prozessgasstroms verschoben. Mittels der Prozessgasheizvorrichtung kann also Wärmeenergie in den Prozessgasstrom einkoppelbar sein, wobei das Einkoppeln von Wärmeenergie in den Prozessgasstrom eine Wärmeverschiebung von Wärmeenergie ist, welche aus dem Prozessgasstrom ausgekoppelt war.The return of thermal energy to the process gas stream can generally be understood as a thermal shift. In this case, at least a portion of the thermal energy present in the process gas stream is shifted from one location to another location in the process gas stream. The process gas heating device can thus couple thermal energy into the process gas stream, with the coupling of thermal energy into the process gas stream representing a thermal shift of thermal energy that was previously extracted from the process gas stream.

Die Prozessgasheizvorrichtung kann beispielsweise in Gestalt eines Wärmetauschers ausgebildet sein, wobei Wärmeenergie mittels einer wärmetragenden Strömung, beispielsweise das im Arbeitsmittelkreis befindliche Arbeitsmittel oder ein in einem Zwischenmittelkreis befindliche Zwischenmittel, in den Prozessgasstrom eingekoppelt werden kann. Die Prozessgasheizvorrichtung kann beispielsweise als Gas-Gas-Wärmetauscher oder als Gas-Flüssigkeitswärmetauscher ausgeführt werden. Das Übertragen von Wärmeenergie zwischen dem Arbeitsmittelkreis und dem Prozessgasstrom kann also direkt zwischen zwei benachbarten Strömungen in einer wärmeleitenden Vorrichtung wie in einem Wärmetauscher stattfinden. Insbesondere kann die aus dem Arbeitsmittel auszukoppelnde Wärmeenergie zumindest teilweise in den Prozessgasstrom über die Prozessgasheizvorrichtung einkoppelbar sein.The process gas heating device can, for example, be designed in the form of a heat exchanger, wherein thermal energy can be coupled into the process gas stream by means of a heat-carrying flow, for example the working fluid located in the working fluid circuit or an intermediate fluid located in an intermediate fluid circuit. The process gas heating device can, for example, be designed as a gas-to-gas heat exchanger or as a gas-to-liquid heat exchanger. The transfer of thermal energy between the working fluid circuit and the process gas stream can therefore take place directly between two adjacent flows in a heat-conducting device such as a heat exchanger. In particular, the thermal energy to be extracted from the working fluid can be at least partially coupled into the process gas stream via the process gas heating device.

Das Übertragen von Wärmeenergie zwischen dem Arbeitsmittelkreis und dem Prozessgasstrom kann aber auch indirekt über einen Zwischenmittelkreis, wobei die auf den Prozessgasstrom zu übertragende Wärmeenergie zunächst mittels eines Wärmetauschers zwischen dem Arbeitsmittelkreis und dem Zwischenmittelkreis stattfindet und prozessual anschließend zwischen dem Zwischenmittelkreis und dem Prozessgasstrom mittels eines weiteren Wärmetauschers stattfindet, beispielsweise mittels der Prozessgasheizvorrichtung.The transfer of thermal energy between the working fluid circuit and the process gas flow can also be carried out indirectly via an intermediate circuit, whereby the thermal energy to be transferred to the process gas flow initially takes place by means of a heat exchanger between the working fluid circuit and the intermediate circuit and then takes place in process terms between the intermediate circuit and the process gas flow by means of a further heat exchanger, for example by means of the process gas heating device.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Arbeitsmittelkreis folgendes auf: eine erste Arbeitsmittelleitung zur Wärmekraftmaschine, mittels welcher das Arbeitsmittel einem Einlass der Wärmekraftmaschine zuführbar ist; eine zweite Arbeitsmittelleitung, mittels welcher das Arbeitsmittel aus einem Auslass der Wärmekraftmaschine ausleitbar ist; eine dritte Arbeitsmittelleitung, mittels welcher das Arbeitsmittel einem Arbeitsmitteleinlass einer Arbeitsmittel-Heizvorrichtung zuführbar ist, insbesondere zum Verdampfen von Arbeitsmittel.In a further preferred embodiment of the invention, the working fluid circuit comprises the following: a first working fluid line to the heat engine, by means of which the working fluid can be fed to an inlet of the heat engine; a second working fluid line, by means of which the working fluid can be discharged from an outlet of the heat engine; a third working fluid line, by means of which the working fluid can be fed to a working fluid inlet of a working fluid heating device, in particular for evaporating the working fluid.

Insbesondere kann mittels der ersten Arbeitsmittelleitung das Arbeitsmittel aus einem Arbeitsmittelauslass der Prozessgaskühleinrichtung bzw. des Prozessgaskondensators dem Einlass der Wärmekraftmaschine zuführbar sein. Außerdem kann mittels der zweiten Arbeitsmittelleitung das Arbeitsmittel aus einem Auslass der Wärmekraftmaschine einem Arbeitsmitteleinlass der Prozessgasheizvorrichtung zuführbar sein. Mittels der dritten Arbeitsmittelleitung kann das Arbeitsmittel der Prozessgaskühleinrichtung bzw. dem Prozessgaskondensator als Arbeitsmittel-Heizvorrichtung zum Aufnehmen von Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom zuführbar sein.In particular, the first working fluid line can be used to supply the working fluid from a working fluid outlet of the process gas cooling device or the process gas condenser to the inlet of the heat engine. Furthermore, the second working fluid line can be used to supply the working fluid from an outlet of the heat engine to a working fluid inlet of the process gas heating device. The third working fluid line can be used to supply the working fluid to the process gas cooling device or the process gas condenser as a working fluid heating device for absorbing thermal energy from the process gas stream.

Die erste Arbeitsmittelleitung ist insbesondere dazu bestimmt, verdampftes Arbeitsmittel zur Wärmekraftmaschine zu transportieren. Die zweite Arbeitsmittelleitung ist insbesondere dazu bestimmt, das Arbeitsmittel, welches zuvor in der Wärmekraftmaschine entspannt wurde, aus der Wärmekraftmaschine abzuführen. Besonders bevorzugt ist die zweite Arbeitsmittelleitung außerdem dazu bestimmt, Arbeitsmittel insbesondere zu einem Arbeitsmittelkondensator zu führen. Die dritte Arbeitsmittelleitung ist insbesondere dazu bestimmt, Arbeitsmittel zu einer Arbeitsmittel-Heizvorrichtung zu führen, in welcher das Arbeitsmittel Wärmeenergie aufnehmen kann, insbesondere zur Verdampfung des Arbeitsmittels.The first working fluid line is particularly intended to transport vaporized working fluid to the heat engine. The second working fluid line is particularly intended to discharge the working fluid, which was previously expanded in the heat engine, from the heat engine. Particularly preferably, the second working fluid line is also intended to conduct working fluid, in particular to a working fluid condenser. The third working fluid line is particularly intended to conduct working fluid to a working fluid heating device, in which the working fluid can absorb thermal energy, in particular for evaporating the working fluid.

Mithilfe der Prozessgaskühleinrichtung bzw. des Prozessgaskondensators kann Wärmeenergie von dem Prozessgasstrom auf den Arbeitsmittelkreis als wärmeaufnehmende Strömung übertragen werden, wobei das Arbeitsmittel verdampft wird. Das Arbeitsmittel wird also bevorzugt direkt in der Prozessgaskühleinrichtung bzw. im Prozessgaskondensator verdampft. Die erste Arbeitsmittelleitung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, ein gas- bzw. dampfförmiges Arbeitsmittel aus der Prozessgaskühleinrichtung bzw. dem Prozessgaskondensator zu dem Einlass der Wärmekraftmaschine zu führen. Nach der Entspannung in der Wärmekraftmaschine kann die zweite Arbeitsmittelleitung das Arbeitsmittel zu einem Arbeitsmitteleinlass der Prozessgasheizvorrichtung führen. In der Prozessgasheizvorrichtung kann Wärmeenergie von dem Arbeitsmittel auf den Prozessgasstrom übertragen werden, wobei das Arbeitsmittel kondensiert werden kann. In der Prozessgasheizvorrichtung wird das Arbeitsmittel also bevorzugt direkt kondensiert. Die dritte Arbeitsmittelleitung ist dazu ausgebildet, auskondensiertes Arbeitsmittel aus der Prozessgasheizvorrichtung zur Prozessgaskühleinrichtung bzw. zum Prozessgaskondensator zu führen.With the help of the process gas cooling device or the process gas condenser, thermal energy can be transferred from the process gas stream to the working fluid circuit as a heat-absorbing flow, whereby the working fluid is evaporated. The working fluid is therefore preferably evaporated directly in the process gas cooling device or in the process gas condenser. The first working fluid line is preferably designed to conduct a gaseous or vaporous working fluid from the process gas cooling device or the process gas condenser to the inlet of the heat engine. After expansion in the heat engine, the second working fluid line can conduct the working fluid to a working fluid inlet of the process gas heating device. In the process gas heating device, thermal energy can be transferred from the working fluid to the process gas stream, whereby the working fluid can be condensed. The working fluid is therefore preferably condensed directly in the process gas heating device. The third working fluid line is designed to conduct condensed working fluid from the process gas heating device to the process gas cooling device or to the process gas condenser.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung umfasst ferner einen Arbeitsmittelverdampfer zum Verdampfen von Arbeitsmittel, wobei Wärmeenergie mithilfe des Arbeitsmittelverdampfers von einem Zwischenmittel auf das Arbeitsmittel übertragbar ist; mindestens einem Zwischenmittelkreis aufweisend: eine erste Zwischenmittelleitung zum Arbeitsmittelverdampfer, mittels welcher ersten Zwischenmittelleitung ein Zwischenmittel einem Zwischenmitteleinlass des Arbeitsmittelverdampfers zum Zuführen von Zwischenmittel zuführbar ist, wobei die aus dem Prozessgasstrom ausgekoppelte Wärmeenergie mithilfe des Zwischenmittels zum Arbeitsmittelverdampfer transportierbar ist, und/oder eine zweite Zwischenmittelleitung zur Prozessgasheizvorrichtung, mittels welcher zweiten Zwischenmittelleitung ein Zwischenmittel einem Zwischenmitteleinlass der Prozessgasheizvorrichtung zum Zuführen von Zwischenmittel zuführbar ist, wobei mindestens ein Teil der Wärmeenergie aus dem Zwischenmittel über die Prozessgasheizvorrichtung auf den Prozessgasstrom übertragbar ist. A further preferred embodiment of the invention further comprises a working medium evaporator for evaporating working medium, wherein thermal energy can be transferred from an intermediate medium to the working medium by means of the working medium evaporator; at least one intermediate medium circuit comprising: a first intermediate medium line to the working medium evaporator, by means of which first intermediate medium line an intermediate medium can be fed to an intermediate medium inlet of the working medium evaporator for supplying intermediate medium, wherein the thermal energy extracted from the process gas stream can be transported to the working medium evaporator by means of the intermediate medium, and/or a second intermediate medium line to the process gas heating device, by means of which second intermediate medium line an intermediate medium can be fed to an intermediate medium inlet of the process gas heating device for supplying intermediate medium, wherein at least part of the thermal energy from the intermediate medium can be transferred to the process gas stream via the process gas heating device.

Die erste Zwischenmittelleitung kann insbesondere ein Zwischenmittel aus einem Zwischenmittelauslass der Prozessgaskühleinrichtung bzw. des Prozessgaskondensators zum Ausleiten von Zwischenmittel einem Zwischenmitteleinlass des Arbeitsmittelverdampfers zum Zuführen von Zwischenmittel zuführbar sein, wobei die aus dem Prozessgasstrom ausgekoppelte Wärmeenergie mithilfe des Zwischenmittels zum Arbeitsmittelverdampfer transportierbar ist.The first intermediate medium line can in particular be able to supply an intermediate medium from an intermediate medium outlet of the process gas cooling device or of the process gas condenser for discharging intermediate medium to an intermediate medium inlet of the working medium evaporator for supplying intermediate medium, wherein the thermal energy extracted from the process gas flow can be transported to the working medium evaporator with the aid of the intermediate medium.

Als Zwischenmittel kommen insbesondere wärmeleitende Flüssigkeiten in Betracht, die sowohl organisch als auch anorganisch sein können. Vorzugsweise weist das Zwischenmittel eine hohe Wärmekapazität und/oder eine hohe kritische Temperatur auf. Insbesondere können Wasser bzw. Öl als Zwischenmittel eingesetzt werden.Particularly suitable intermediaries are heat-conducting liquids, which can be either organic or inorganic. The intermediary preferably has a high heat capacity and/or a high critical temperature. Water or oil can be used as intermediaries, in particular.

Der Arbeitsmittelverdampfer ist insbesondere sowohl dem Arbeitsmittelkreis als auch dem Zwischenmittelkreis zugeordnet, wird also vorzugsweise einerseits von dem Zwischenmittel, andererseits von dem Arbeitsmittel durchströmt, wobei Wärmeenergie, welche aus dem Prozessgasstrom ausgekoppelt wurde, von dem Zwischenmittel auf das Arbeitsmittel übertragen wird. Durch die erste Zwischenmittelleitung kann das Zwischenmittel aus der Prozessgaskühleinrichtung bzw. dem Prozessgaskondensator in den Arbeitsmittelverdampfer geführt werden. Das Arbeitsmittel kann also beim Zuführen von Wärmeenergie innerhalb des Arbeitsmittelverdampfers erhitzt und in einen gasförmigen Zustand überführt, also verdampft werden. Der Zwischenmittelkreis kann auch eine zweite Zwischenmittelleitung aufweisen, die das Zwischenmittel zur Prozessgasheizvorrichtung führt. Insbesondere kann die zweite Zwischenmittelleitung das Zwischenmittel aus dem Arbeitsmittelverdampfer, in welchem ein Teil der Wärmeenergie an das Arbeitsmittel abgegeben wurde, zur Prozessgasheizvorrichtung führen. In der Prozessgasheizvorrichtung kann ein weiterer Teil der Wärmeenergie, die das Zwischenmittel aufweist, auf den Prozessgasstrom übertragen werden.The working medium evaporator is particularly assigned to both the working medium circuit and the intermediate medium circuit, and is therefore preferably flowed through by the intermediate medium on the one hand and the working medium on the other hand, whereby heat energy, which has been extracted from the process gas flow, is transferred from the intermediate medium to the working medium. By means of the first The intermediate medium can be fed from the process gas cooling device or the process gas condenser into the working medium evaporator via an intermediate medium line. The working medium can therefore be heated and converted into a gaseous state, i.e. evaporated, when thermal energy is supplied within the working medium evaporator. The intermediate medium circuit can also have a second intermediate medium line that feeds the intermediate medium to the process gas heating device. In particular, the second intermediate medium line can feed the intermediate medium from the working medium evaporator, in which part of the thermal energy was transferred to the working medium, to the process gas heating device. In the process gas heating device, a further part of the thermal energy contained in the intermediate medium can be transferred to the process gas stream.

Optional kann der Zwischenmittelkreis einen Arbeitsmittelkondensator aufweisen, welcher in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung des Zwischenmittels stromab des Arbeitsmittelverdampfers angeordnet werden, wobei der Arbeitsmittelkondensator auch dem Arbeitsmittelkreis zugeordnet werden kann und sowohl von dem Zwischenmittel als auch von dem Arbeitsmittel durchströmt wird. Der Arbeitsmittelkondensator ist in Bezug auf den Arbeitsmittelkreis vorzugsweise stromab der Wärmekraftmaschine angeordnet. Nach der Entspannung in der Wärmekraftmaschine kann das noch gasförmige Arbeitsmittel in dem Arbeitsmittelkondensator kondensiert werden, wobei Wärmeenergie auf das Zwischenmittel übertragen wird. Alternativ kann die zweite Zwischenmittelleitung das Zwischenmittel aus einem Arbeitsmittelkondensator, in welchem Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel auf das Zwischenmittel übertragen wurde, zur Prozessgasheizvorrichtung führen. In der Prozessgasheizvorrichtung kann entsprechend die auf das Zwischenmittel übertragene Wärmeenergie auf den Prozessgasstrom übertragen werden. Insbesondere kann eine Wärmeverschiebung indirekt über das Zwischenmittel von der Prozessgaskühleinrichtung bzw. dem Prozessgaskondensator auf die Prozessgasheizvorrichtung stattfinden. Wärmeenergie kann also indirekt aus dem Prozessgasstrom über das Zwischenmittel zurück in den Prozessgasstrom mittels der Prozessgasheizvorrichtung eingekoppelt werden.Optionally, the intermediate medium circuit can have a working medium condenser, which can be arranged downstream of the working medium evaporator with respect to the main flow direction of the intermediate medium, whereby the working medium condenser can also be assigned to the working medium circuit and is flowed through by both the intermediate medium and the working medium. The working medium condenser is preferably arranged downstream of the heat engine with respect to the working medium circuit. After expansion in the heat engine, the still gaseous working medium can be condensed in the working medium condenser, whereby heat energy is transferred to the intermediate medium. Alternatively, the second intermediate medium line can carry the intermediate medium from a working medium condenser, in which heat energy has been transferred from the working medium to the intermediate medium, to the process gas heating device. In the process gas heating device, the heat energy transferred to the intermediate medium can be transferred to the process gas stream accordingly. In particular, heat transfer can take place indirectly via the intermediate medium from the process gas cooling device or the process gas condenser to the process gas heating device. Thermal energy can therefore be indirectly coupled from the process gas stream via the intermediate medium back into the process gas stream by means of the process gas heating device.

Insbesondere kann im Zwischenmittelkreis stromauf des Arbeitsmittelkondensators ein Zwischenmittelkühler angeordnet werden, in welchem das Zwischenmittel gekühlt wird, bevor das Zwischenmittel zur Aufnahme von Wärmenergie in den Arbeitsmittelkondensator geführt werden. Das Zwischenmittel kann also zunächst mittels des Zwischenmittelkühlers abgekühlt werden, bevor das Zwischenmittel im Arbeitsmittelkondensator erhitzt wird. Der Zwischenmittelkühler kann also die Menge an Wärmeenergie begrenzen, die das Zwischenmittel über die Prozessgasheizvorrichtung in den Prozessgasstrom einkoppelt. Ohne den Zwischenmittelkühler kann also insgesamt mehr Wärmeenergie in den Prozessgasstrom eingekoppelt werden, was unter bestimmten Umständen vermieden werden sollte, beispielsweise zum Einhalten einer vorbestimmten maximalen Temperatur des Prozessgasstroms beim Durchströmen der Prozessgasheizvorrichtung.In particular, an intermediate medium cooler can be arranged in the intermediate medium circuit upstream of the working medium condenser, in which the intermediate medium is cooled before the intermediate medium is fed into the working medium condenser to absorb heat energy. The intermediate medium can therefore first be cooled by means of the intermediate medium cooler before the intermediate medium is heated in the working medium condenser. The intermediary medium cooler can therefore limit the amount of heat energy that the intermediate medium couples into the process gas stream via the process gas heating device. Without the intermediate medium cooler, more heat energy can be coupled into the process gas stream overall, which should be avoided under certain circumstances, for example to maintain a predetermined maximum temperature of the process gas stream as it flows through the process gas heating device.

Die Anordnung kann insbesondere zwei Zwischenmittelkreise aufweisen, wobei in einem ersten Zwischenmittelkreis ein erstes Zwischenmittel aus der Prozessgaskühleinrichtung bzw. dem Prozessgaskondensator über die erste Zwischenmittelleitung zum Arbeitsmittelverdampfer geführt wird. Das erste Zwischenmittel kann danach im Kreis wieder zurück zur Prozessgaskühleinrichtung bzw. zum Prozessgaskondensator geführt werden. In einem zweiten Zwischenmittelkreis kann ein zweites Zwischenmittel, welches die Prozessgasheizvorrichtung durchströmt, aus der Prozessgasheizvorrichtung geführt werden. Das zweite Zwischenmittel kann danach zum Arbeitsmittelkondensator geführt werden. Über die zweite Zwischenmittelleitung kann das zweite Zwischenmittel zu einem Einlass der Prozessgasheizvorrichtung geführt werden.The arrangement can in particular have two intermediate medium circuits, wherein in a first intermediate medium circuit, a first intermediate medium is guided from the process gas cooling device or the process gas condenser via the first intermediate medium line to the working medium evaporator. The first intermediate medium can then be guided back in the circuit to the process gas cooling device or to the process gas condenser. In a second intermediate medium circuit, a second intermediate medium, which flows through the process gas heating device, can be guided from the process gas heating device. The second intermediate medium can then be guided to the working medium condenser. The second intermediate medium can be guided to an inlet of the process gas heating device via the second intermediate medium line.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Prozessgaskühleinrichtung, insbesondere der Prozessgaskondensator mindestens zwei hintereinander angeordnete Kühlapparate zum Kühlen mindestens eines Teils des Prozessgasstroms auf, welche Kühlapparate jeweils für eine Kühlstufe bestimmt sind, wobei ein vorderer Kühlapparat dazu bestimmt ist, mindestens ein Teil der Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom auf das Arbeitsmittel zur Entspannung in der Wärmekraftmaschine zu übertragen und dabei mindestens eines Teils des Prozessgasstroms zu kühlen; ein stromab des vorderen Kühlapparat angeordneter, hinterer Kühlapparat dazu bestimmt ist, mindestens ein Teil der Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom auf einen Kühlmittelstrom zu übertragen und dabei mindestens eines Teils des Prozessgasstroms zu kühlen, insbesondere zu kondensieren, wobei der Kühlmittelstrom ferner dazu bestimmt ist, an einer Stelle in einem Zwischenmittelkreis und/oder im Arbeitsmittelkreis Wärmeenergie aufzunehmen. Beispielsweise geschieht dies an einer Stelle im Arbeitsmittelkreis stromab der Wärmekraftmaschine, wobei Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel aufgenommen wird. Der Kühlmittelstrom kann also allgemein dazu bestimmt sein, weitere Wärmeenergie als die vom Prozessgas aufzunehmen. Er kann also auch zur Abkühlung des Zwischen- bzw. Arbeitsmittels nach einem Abkühlen des Prozessgases eingesetzt werden.In a further preferred embodiment of the invention, the process gas cooling device, in particular the process gas condenser, has at least two cooling devices arranged one behind the other for cooling at least a portion of the process gas flow, each of which is intended for a cooling stage. A front cooling device is intended to transfer at least a portion of the thermal energy from the process gas flow to the working fluid for expansion in the heat engine and, in the process, to cool at least a portion of the process gas flow; a rear cooling device arranged downstream of the front cooling device is intended to transfer at least a portion of the thermal energy from the process gas flow to a coolant flow and, in the process, to cool, in particular, to condense, at least a portion of the process gas flow. The coolant flow is further intended to absorb thermal energy at a point in an intermediate circuit and/or in the working fluid circuit. For example, this occurs at a point in the working fluid circuit downstream of the heat engine, with thermal energy being absorbed from the working fluid. The coolant flow can therefore generally be intended to absorb additional thermal energy than that from the process gas. It can therefore also be used to cool the intermediate or working medium after the process gas has cooled down.

Die Prozessgaskühleinrichtung bzw. der Prozessgaskondensator kann insbesondere drei hintereinander angeordnete Kühlapparate aufweisen. Wie vorstehend beschrieben kann der jeweilige Kühlapparat den Prozessgasstrom auf ein vorbestimmtes Temperaturniveau abkühlen, wobei der Prozessgasstrom sukzessiv abgekühlt wird. Mit dem Temperaturniveau ist insbesondere vorzugsweise eine durchschnittliche, innerhalb der Kühlstufe am niedrigsten erreichte Temperatur des Prozessgases gemeint. Dabei kann ein Kühlapparat zum Abkühlen des Prozessgasstroms von einem jeweiligen Kühlmittel durchströmt werden. Das Temperaturniveau des Prozessgases sinkt also mit jedem stromab angeordneten Kühlapparat weiter ab. Analog dazu kann also das Temperaturniveau des Prozessgases mit jeder stromab angeordneten Kühlstufe absinken.The process gas cooling device or process gas condenser can, in particular, have three cooling devices arranged one behind the other. As described above, the respective cooling device can cool the process gas stream to a predetermined temperature level, wherein the process gas stream is cooled successively. The temperature level preferably refers, in particular, to an average, lowest temperature of the process gas reached within the cooling stage. A respective coolant can flow through a cooling device for cooling the process gas stream. The temperature level of the process gas thus drops further with each cooling device arranged downstream. Analogously, the temperature level of the process gas can also decrease with each cooling stage arranged downstream.

Besonders bevorzugt kann der vordere Kühlapparat der erste der Kühlapparate sein, die innerhalb der Prozessgaskühleinrichtung bzw. des Prozessgaskondensators in Stromabrichtung des Prozessgasstroms hintereinander angeordnet sind. Die Richtungsangaben beziehen sich auf die Hauptströmungsrichtung des Prozessgases. Das Prozessgas kann also innerhalb der Prozessgaskühleinrichtung bzw. des Prozessgaskondensators bevorzugt zuerst den ersten Kühlapparat durchströmen, danach den zweiten und zum Schluss den dritten Kühlapparat durchströmen. Also kann der erste Kühlapparat in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung des Prozessgases insbesondere der vordere Kühlapparat sein. Ein hinterer Kühlapparat kann entsprechend der zweite bzw. der dritte Kühlapparat sein. Als Strömungsrichtung kann allgemein die Hauptströmungsrichtung gemeint sein.Particularly preferably, the front cooling device can be the first of the cooling devices arranged one behind the other within the process gas cooling device or the process gas condenser in the downstream direction of the process gas flow. The directions refer to the main flow direction of the process gas. The process gas can therefore preferably flow first through the first cooling device within the process gas cooling device or the process gas condenser, then through the second and finally through the third cooling device. Thus, with respect to the main flow direction of the process gas, the first cooling device can in particular be the front cooling device. A rear cooling device can accordingly be the second or third cooling device. The flow direction can generally mean the main flow direction.

Die Kühlapparate sind insbesondere jeweils für eine Kühlstufe bestimmt. Der erste Kühlapparat kann also besonders bevorzugt für eine erste Kühlstufe, der zweite Kühlapparat für eine zweite Kühlstufe und der dritte Kühlapparat für eine dritte Kühlstufe, usw., bestimmt sein.The cooling devices are each particularly intended for a cooling stage. Thus, the first cooling device can particularly preferably be intended for a first cooling stage, the second cooling device for a second cooling stage, and the third cooling device for a third cooling stage, etc.

Ein Kühlmittelstrom kann also ein Zwischenmittel, ein Kühlwasserstrom oder auch ein Kältemittelstrom sein, wobei der Kältemittelstrom mithilfe einer damit gekoppelten Kältemaschine gekühlt wird. Beispielsweise kann der erste Kühlapparat ein mit Zwischenmittel gekühlter Kühlapparat sein, der zweite Kühlapparat ein mit Wasser gekühlter Kühlapparat sein und der dritte Kühlapparat ein mit Kältemittel gekühlter Kühlapparat sein. Bezüglich der Strömungsrichtung des Kühlmittelstroms kann das jeweilige Kühlmittel nach Durchströmen eines Kühlapparats weitere Wärmeenergie aus einem Zwischenmittelkreis und/oder aus dem Arbeitsmittelkreis aufnehmen. Der Kühlmittelstrom zur Aufnahme von zusätzlicher Wärmeenergie lässt sich also vorteilhaft genutzt werden.A coolant flow can therefore be an intermediate medium, a cooling water flow, or even a refrigerant flow, whereby the refrigerant flow is cooled using a coupled refrigeration machine. For example, the first cooling device can be a cooling device cooled by an intermediate medium, the second cooling device can be a water-cooled cooling device, and the third cooling device can be a cooling device cooled by refrigerant. With regard to the flow direction of the coolant flow, the respective coolant can absorb further thermal energy from an intermediate medium circuit and/or from the working medium circuit after flowing through a cooling device. The coolant flow can therefore be advantageously used to absorb additional thermal energy.

Bei einer Anordnungsvariante, wobei zwei Zwischenmittelkreise zum Einsatz kommen, kann vorzugsweise mithilfe des Kühlmittelstroms das im zweiten Zwischenmittelkreis befindliche Zwischenmittel abgekühlt werden, wobei Wärmeenergie vom Kühlmittelstrom aufgenommen wird. Der zweite Zwischenmittelkreis kann in dieser Anordnungsvariante dazu bestimmt sein, Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittelkreis zur Prozessgasheizvorrichtung zu transportieren. Beispielsweise kann ein Kühlwasserstrom Wärmeenergie aus dem zweiten Zwischenmittelkreis aufnehmen, nachdem der Kühlwasserstrom Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom aufgenommen hatte. Die Aufnahme von Wärmeenergie aus dem zweiten Zwischenmittelkreis kann beispielsweise mithilfe eines dem zweiten Zwischenmittelkreis zugeordneten Wärmetauscher geschehen. Analog dazu kann in einem weiteren Beispiel einen mit einer Kältemaschine gekühlten Kältemittelstrom Wärmeenergie aus dem zweiten Zwischenmittelkreis aufnehmen. Dies kann auch beispielsweise mithilfe eines dem zweiten Zwischenmittelkreis zugeordneten Wärmetauscher geschehen.In an arrangement variant in which two intermediate medium circuits are used, the intermediate medium located in the second intermediate medium circuit can preferably be cooled with the aid of the coolant flow, with heat energy being absorbed by the coolant flow. In this arrangement variant, the second intermediate medium circuit can be intended to transport heat energy from the working medium circuit to the process gas heating device. For example, a cooling water flow can absorb heat energy from the second intermediate medium circuit after the cooling water flow has absorbed heat energy from the process gas flow. The absorption of heat energy from the second intermediate medium circuit can occur, for example, with the aid of a heat exchanger assigned to the second intermediate medium circuit. Analogously, in a further example, a refrigerant flow cooled by a refrigeration machine can absorb heat energy from the second intermediate medium circuit. This can also occur, for example, with the aid of a heat exchanger assigned to the second intermediate medium circuit.

In einem jeweiligen Zwischenmittelkreis kann eine Zwischenmittelpumpe zum Umwälzen von Zwischenmittel angeordnet werden. Die jeweilige Zwischenmittelpumpe kann mit mindestens einem Teil der elektrischen Energie betrieben werden, die mithilfe eines mit der Wärmekraftmaschine gekoppelten Generators erzeugt wurde.An intermediate medium pump for circulating intermediate medium can be arranged in each intermediate medium circuit. The respective intermediate medium pump can be operated with at least a portion of the electrical energy generated by a generator coupled to the heat engine.

Besonders bevorzugt lässt sich der Kühlmittelstrom, also wahlweise ein Kühlwasserstrom bzw. ein Kältemittelstrom, in analoger Ausführung Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittelkreis aufnehmen, wobei das Arbeitsmittel bei der Wärmeabgabe vorzugsweise kondensieren kann. Vorzugsweise wird der Kühlmittelstrom also Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittelkreis stromab der Wärmekraftmaschine aufnehmen. Der Kühlmittelstrom kann also ein Kondensieren des im Arbeitsmittelkreis befindlichen Arbeitsmittels stromab der Wärmekraftmaschine unterstützen. Der Kühlmittelstrom kann sich auch als wärmeaufnehmende Strömung innerhalb des Arbeitsmittelkondensators einsetzen lassen.Particularly preferably, the coolant flow, i.e., optionally a cooling water flow or a refrigerant flow, can absorb thermal energy from the working fluid circuit in an analogous embodiment, whereby the working fluid can preferably condense during the heat release. The coolant flow will therefore preferably absorb thermal energy from the working fluid circuit downstream of the heat engine. The coolant flow can thus support the condensation of the working fluid in the working fluid circuit downstream of the heat engine. The coolant flow can also be used as a heat-absorbing flow within the working fluid condenser.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Anordnung eine Kältemaschine zum Kühlen des Kühlmittelstroms auf, wobei mindestens ein Teil der Wärmeenergie, insbesondere welcher aus dem Kühlmittelstrom in die Kältemaschine eingekoppelt ist, aus der Kältemaschine zur Einkopplung in den Prozessgasstrom und/oder in einen Zwischenmittelkreis und/oder in den Arbeitsmittelkreis auskoppelbar ist.In a further preferred embodiment of the invention, the arrangement comprises a refrigeration machine for cooling the coolant flow, wherein at least a part of the thermal energy, in particular that which is coupled from the coolant flow into the refrigeration machine, can be coupled out of the refrigeration machine for coupling into the process gas flow and/or into an intermediate circuit and/or into the working medium circuit.

Das Kühlmittel kann insbesondere ein Kältemittel sein, welches in einer Kältemaschine gekühlt wird. Dabei kann Wärmeenergie in die Kältemaschine ausgekoppelt werden und in den Prozessgasstrom eingekoppelt werden. Wärmeenergie aus der Kältemaschine kann aber auch in einen Zwischenmittelkreis eingekoppelt werden und dabei das Zwischenmittel erwärmen. Der Zwischenmittelkreis kann dazu bestimmt sein, Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom in den Arbeitsmittelkreis zu transportieren. Das Einkoppeln in den Zwischenmittelkreis kann bezüglich der Strömungsrichtung des Zwischenmittels bevorzugt stromauf der Prozessgaskühleinrichtung bzw. des Prozessgaskondensators angeordnet sein. Das Zwischenmittel kann also vorgewärmt werden, bevor es zur Prozessgaskühleinrichtung bzw. zum Prozessgaskondensator geführt wird. Insgesamt ist es denkbar, die in die Kältemaschine ausgekoppelte Wärmeenergie in einen beliebigen Stoffstrom vorteilhaft einzukoppeln. Dies kann beispielsweise an einer Stelle im Arbeitsmittelkreis stromauf der Wärmekraftmaschine sein.The coolant can in particular be a refrigerant which is cooled in a refrigeration machine. Thermal energy can be transferred into the refrigeration machine. machine and fed into the process gas stream. Thermal energy from the refrigeration machine can also be fed into an intermediate medium circuit, thereby heating the intermediate medium. The intermediate medium circuit can be designed to transport thermal energy from the process gas stream into the working medium circuit. The coupling into the intermediate medium circuit can preferably be arranged upstream of the process gas cooling device or the process gas condenser with regard to the flow direction of the intermediate medium. The intermediate medium can therefore be preheated before it is fed to the process gas cooling device or the process gas condenser. Overall, it is conceivable to advantageously couple the thermal energy coupled out into the refrigeration machine into any desired material stream. This can be, for example, at a point in the working medium circuit upstream of the heat engine.

Es ist ebenfalls denkbar und bevorzugt, dass die Wärmeenergie, die in den Prozessgasstrom und/oder in einen Zwischenmittelkreis und/oder in den Arbeitsmittelkreis einkoppelbar ist, schlicht als Abwärme aus der Kältemaschine auskoppelbar ist. Es kann also auch vorkommen, dass die Quellen der Wärmeenergie aus der Kältemaschine sowohl aus einem Kompressor als auch aus dem Kühlmittelstrom stammen. Der Kühlmittelstrom kann insbesondere ein Kältemittelstrom sein.It is also conceivable and preferred that the thermal energy that can be coupled into the process gas flow and/or into an intermediate circuit and/or into the working fluid circuit can simply be extracted from the refrigeration machine as waste heat. Thus, it is also possible for the sources of thermal energy from the refrigeration machine to originate from both a compressor and the coolant flow. The coolant flow can, in particular, be a refrigerant flow.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Anordnung einen mit der Wärmekraftmaschine gekoppelten Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie auf. Insbesondere kann die mithilfe des Generators erzeugte elektrische Energie zum Betreiben eines elektromechanischen Wandlers, beispielsweise zum Betreiben einer Arbeitsmittelpumpe eingesetzt werden. Insbesondere kann der mittels des Generators erzeugte Strom als Gleichstrom zu einem Wechselrichter der Arbeitsmittelpumpe geleitet werden. Die Arbeitsmittelpumpe kann auch eine Speisepumpe sein, wobei die Arbeitsmittelpumpe das Arbeitsmittel in einem Arbeitsmittelkreis befördern kann. Insbesondere kann mithilfe der Arbeitsmittelpumpe das Arbeitsmittel im Arbeitsmittelkreis zirkulieren.In a further preferred embodiment of the invention, the arrangement comprises a generator coupled to the heat engine for generating electrical energy. In particular, the electrical energy generated by the generator can be used to operate an electromechanical converter, for example, to operate a working fluid pump. In particular, the current generated by the generator can be fed as direct current to an inverter of the working fluid pump. The working fluid pump can also be a feed pump, wherein the working fluid pump can transport the working fluid in a working fluid circuit. In particular, the working fluid pump can circulate the working fluid in the working fluid circuit.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Prozessgaskühleinrichtung, insbesondere der Prozessgaskondensator folgendes auf: drei hintereinander angeordnete Kühlapparate zum Kühlen mindestens eines Teils des Prozessgasstroms, wobei der erste Kühlapparat von einem in einem Zwischenmittelkreis befindlichen Zwischenmittel durchströmbar ist, wobei die aus mindestens einem Teil des Prozessgasstroms stammende Wärmeenergie zur Wiedereinkopplung in den Prozessgasstrom auf das Zwischenmittel übertragbar ist, der zweite Kühlapparat von einem ersten Kühlmittel, insbesondere einem Kühlwasser, durchströmbar ist, wobei Wärmeenergie von dem Prozessgasstrom auf das erste Kühlmittel übertragbar ist, der dritte Kühlapparat von einem zweiten gekühlten Kühlmittel durchströmbar ist, insbesondere von einem Kältemittel, welches mittels einer Kältemaschine gekühlt ist, wobei Wärmeenergie von dem Prozessgasstrom auf das zweite Kühlmittel übertragbar ist, bei welcher Anordnung das in einem Zwischenmittelkreis befindliche Zwischenmittel einen Arbeitsmittelverdampfer zum Verdampfen des Arbeitsmittels durchströmbar ist, wobei mindestens ein Teil der im Arbeitsmittel aufweisenden Wärmeenergie über die Wärmekraftmaschine und den Generator in elektrischer Energie umwandelbar ist, eine stromab der Prozessgaskühleinrichtung bzw. des Prozessgaskondensators angeordnete Prozessgasheizvorrichtung von dem in einem Zwischenmittelkreis befindlichen Zwischenmittel durchströmbar ist, wobei Wärmeenergie in den Prozessgasstrom einkoppelbar ist.In a further preferred embodiment of the invention, the process gas cooling device, in particular the process gas condenser, comprises the following: three cooling devices arranged one behind the other for cooling at least a portion of the process gas flow, wherein the first cooling device can be flowed through by an intermediate medium located in an intermediate medium circuit, wherein the thermal energy originating from at least a portion of the process gas flow can be transferred to the intermediate medium for re-coupling into the process gas flow, the second cooling device can be flowed through by a first coolant, in particular cooling water, wherein thermal energy can be transferred from the process gas flow to the first coolant, the third cooling device can be flowed through by a second cooled coolant, in particular a refrigerant which is cooled by means of a refrigeration machine, wherein thermal energy can be transferred from the process gas flow to the second coolant, in which arrangement the intermediate medium located in an intermediate medium circuit can be flowed through a working medium evaporator for evaporating the working medium, wherein at least a portion of the thermal energy contained in the working medium can be converted into electrical energy via the heat engine and the generator a process gas heating device arranged downstream of the process gas cooling device or the process gas condenser can be flowed through by the intermediate medium located in an intermediate medium circuit, wherein thermal energy can be coupled into the process gas flow.

Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Umwandlung von Energie aus einem Industrieprozess.The present invention further relates to a method for converting energy from an industrial process.

Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß alternativ oder ergänzend durch ein Verfahren zum Umwandeln von Energie aus einem Prozessgasstrom gelöst, welcher aus einem Industrieprozess stammt, bei welchem Verfahren zumindest ein Teil des Prozessgasstroms einem Kondensationsschritt ausgesetzt oder unterzogen wird, wobei mindestens ein Teil der Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom auf ein Arbeitsmittel zur Umwandlung in einer Wärmekraftmaschine übertragen wird, welche in einem Arbeitsmittelkreis angeordnet ist.The object of the invention is achieved alternatively or additionally by a method for converting energy from a process gas stream originating from an industrial process, in which method at least a portion of the process gas stream is exposed to or subjected to a condensation step, wherein at least a portion of the thermal energy from the process gas stream is transferred to a working medium for conversion in a heat engine which is arranged in a working medium circuit.

Vorzugsweise wird bei der Umwandlung in der Wärmekraftmaschine das Arbeitsmittel entspannt, wobei mechanische Energie zur weiteren Umwandlung in elektrische Energie ausgekoppelt werden kann. Der Industrieprozess findet insbesondere in der Industrieanlage statt.During the conversion process in the heat engine, the working fluid is preferably expanded, allowing mechanical energy to be extracted for further conversion into electrical energy. The industrial process takes place primarily in the industrial plant.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Arbeitsmittel stromab der Umwandlung in der Wärmekraftmaschine kondensiert, wobei Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel ausgekoppelt wird.In a further preferred embodiment of the invention, the working fluid is condensed downstream of the conversion in the heat engine, whereby heat energy is extracted from the working fluid.

Die Wärmekraftmaschine ist insbesondere einem Arbeitsmittelkreis, beispielsweise einem ORC-Kreis zugeordnet. Nach der Umwandlung in der Wärmekraftmaschine kann das überwiegend noch gasförmige Arbeitsmittel vorzugsweise kondensiert. Insbesondere kann das Kondensieren des Arbeitsmittels stromab der Wärmekraftmaschine Teil eines Arbeitsmittelkreisprozesses bzw. eines ORC-Kreisprozesses sein. Dabei kann Wärmeenergie beispielsweise mithilfe eines Luftkühlers in die Umgebung ausgekoppelt. Vorzugsweise kann die aus dem Arbeitsmittel ausgekoppelte Wärmeenergie auch in den Prozessgasstrom eingekoppelt werden. Dazu kann die Wärmeenergie zunächst in einen Zwischenmittelkreis eingekoppelt werden, bevor die Wärmeenergie in den Prozessgasstrom eingekoppelt wird. Optional kann die Wärmeenergie auch in einen Kühlmittelstrom, insbesondere in einen Kühlwasserstrom oder auch in einen Kältemittelstrom eingekoppelt werden.The heat engine is particularly associated with a working fluid circuit, for example an ORC circuit. After conversion in the heat engine, the predominantly still gaseous working fluid can preferably be condensed. In particular, the condensation of the working fluid downstream of the heat engine can be part of a working fluid cycle process or a ORC cycle. Thermal energy can be released into the environment, for example, using an air cooler. Preferably, the thermal energy released from the working fluid can also be injected into the process gas stream. For this purpose, the thermal energy can first be injected into an intermediate circuit before being injected into the process gas stream. Optionally, the thermal energy can also be injected into a coolant stream, particularly a cooling water stream or a refrigerant stream.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel bei einem Heizvorgang des Prozessgasstroms auf das Prozessgas übertragen.In a further preferred embodiment of the invention, thermal energy from the working medium is transferred to the process gas during a heating process of the process gas stream.

Mithilfe des Heizvorgangs kann insbesondere eine Wärmeverschiebung im Prozessgasstrom stattfinden, wobei mindestens ein Teil der aus dem Prozessgasstrom ausgekoppelten Wärmeenergie in den Prozessgasstrom zurück übertragen wird.With the help of the heating process, in particular, a heat shift can take place in the process gas stream, whereby at least part of the heat energy extracted from the process gas stream is transferred back into the process gas stream.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren mindestens einen Zwischenmittelkreis auf, welcher mit dem Prozessgasstrom und/oder mit dem Arbeitsmittelkreis wärmeleitend oder wärmeübertragend koppelbar ist, bei welchem folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden: beim Kondensationsschritt des Prozessgasstroms wird Wärmeenergie direkt auf ein in dem Zwischenmittelkreis befindliche, strömende oder zirkulierende Zwischenmittel übertragen; zumindest ein Teil der von dem Prozessgas auf das Zwischenmittel übertragenen Wärmeenergie wird direkt auf das im Arbeitsmittelkreis befindliche Arbeitsmittel stromauf der Umwandlung in der Wärmekraftmaschine übertragen, wobei das Arbeitsmittel verdampft wird; das verdampfte Arbeitsmittel wird zur Wärmekraftmaschine geführt.In a further preferred embodiment of the invention, the method comprises at least one intermediate medium circuit which can be coupled to the process gas stream and/or to the working medium circuit in a heat-conducting or heat-transferring manner, in which the following method steps are carried out: during the condensation step of the process gas stream, thermal energy is transferred directly to an intermediate medium located in the intermediate medium circuit, flowing or circulating; at least part of the thermal energy transferred from the process gas to the intermediate medium is transferred directly to the working medium located in the working medium circuit upstream of the conversion in the heat engine, whereby the working medium is evaporated; the evaporated working medium is fed to the heat engine.

Ferner kann stromab der Wärmekraftmaschine Wärmeenergie von dem Arbeitsmittel direkt auf das in einem Zwischenmittelkreis befindliche Zwischenmittel übertragen werden; beim Heizvorgang des Prozessgasstroms wird mittels Wärmeenergie aus dem in einem Zwischenmittelkreis befindlichen Zwischenmittel das im Prozessgasstrom befindliche Prozessgas direkt aufgeheizt.Furthermore, downstream of the heat engine, thermal energy can be transferred from the working medium directly to the intermediate medium located in an intermediate medium circuit; during the heating process of the process gas stream, the process gas in the process gas stream is directly heated by means of thermal energy from the intermediate medium located in an intermediate medium circuit.

Beim Kondensationsschritt des Prozessgasstroms wird die Wärmeenergie bevorzugt direkt bzw. unmittelbar vom Prozessgasstrom auf das Zwischenmittel übertragen. Dies kann sich insbesondere auf den Prozessgasstrom benachbart durchströmendes, im Zwischenmittelkreis befindliches Zwischenmittel beziehen. In ähnlicher Weise kann das direkte Übertragen von Wärmeenergie zwischen dem Zwischenmittel und dem Arbeitsmittel stromauf der Umwandlung in der Wärmekraftmaschine verstanden werden. Ein direktes Übertragen kann also im Rahmen dieser Erfindung als ein Übertragen von Wärmenergie zwischen zwei zueinander benachbart angeordneten bzw. durchströmenden Fluiden, beispielsweise in einem Wärmetauscher verstanden werden. In ähnlicher Weise wird das Prozessgas aufgeheizt, indem Wärmeenergie von dem Zwischenmittel unmittelbar auf das benachbart durchströmende Prozessgas übertragen wird. Bei der Umwandlung in der Wärmekraftmaschine kann insbesondere eine Entspannung des Arbeitsmittels bedeuten, wobei Wärmeenergie in mechanische Energie umgewandelt wird. Insbesondere kann der Kondensationsschritt mehrere Kühlstufe umfassen. Insbesondere kann beim Kondensationsschritt in der ersten Kühlstufe beim Kühlen des Prozessgasstroms die Wärmeenergie auf das Zwischenmittel übertragen werden, wobei der Prozessgasstrom erst in der zweiten und/oder dritten Kühlstufe kondensiert wird.During the condensation step of the process gas stream, the thermal energy is preferably transferred directly or immediately from the process gas stream to the intermediate medium. This can particularly refer to intermediate medium flowing adjacent to the process gas stream and located in the intermediate medium circuit. Similarly, the direct transfer of thermal energy between the intermediate medium and the working medium upstream of the conversion in the heat engine can be understood. In the context of this invention, direct transfer can therefore be understood as a transfer of thermal energy between two fluids arranged adjacent to one another or flowing through one another, for example in a heat exchanger. Similarly, the process gas is heated by directly transferring thermal energy from the intermediate medium to the adjacent process gas flowing through. During the conversion in the heat engine, this can particularly mean an expansion of the working medium, whereby thermal energy is converted into mechanical energy. In particular, the condensation step can comprise several cooling stages. In particular, during the condensation step in the first cooling stage, the thermal energy can be transferred to the intermediate medium when cooling the process gas stream, whereby the process gas stream is only condensed in the second and/or third cooling stage.

Bei einem bevorzugten angeordneten Zwischenmittelkreis kann also die aus dem Prozessgasstrom ausgekoppelte Wärmeenergie folgende Übertragungswege aufweisen: erstens, direkt vom Prozessgasstrom auf den Zwischenmittelkreis. Zweitens, direkt vom Zwischenmittelkreis auf den Arbeitsmittelkreis zur Umwandlung in der Wärmekraftmaschine. Drittens, nach der Umwandlung vom Arbeitsmittelkreis direkt auf den Zwischenmittelkreis. Viertens, vom Zwischenmittelkreis auf den Prozessgasstrom. Vorteilhafterweise lässt sich in dieser Ausführungsform mit einem Zwischenmittelkreis sowohl die Wärmeverschiebung im Prozessgasstrom realisieren als auch die Umwandlung von überschüssiger Wärmeenergie in der Wärmemaschine, wobei die überschüssige Wärmeenergie primär aus den unterschiedlichen Temperaturniveaus beim Kondensieren des Prozessgases und beim Heizvorgang des Prozessgases entsteht.In a preferred intermediate circuit arrangement, the thermal energy extracted from the process gas stream can therefore have the following transfer paths: first, directly from the process gas stream to the intermediate circuit. Second, directly from the intermediate circuit to the working fluid circuit for conversion in the heat engine. Third, after conversion, from the working fluid circuit directly to the intermediate circuit. Fourth, from the intermediate circuit to the process gas stream. Advantageously, in this embodiment, an intermediate circuit can be used to realize both the heat transfer in the process gas stream and the conversion of excess thermal energy in the heat engine, with the excess thermal energy arising primarily from the different temperature levels during the condensation of the process gas and during the heating process of the process gas.

Bei einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform mit zwei Zwischenmittelkreisen, also mit einem ersten und einem zweiten Zwischenmittelkreis, kann die Wärmeenergie folgende Übertragungswege aufweisen: erstens, direkt vom Prozessgasstrom auf den ersten Zwischenmittelkreis. Zweitens, von dem ersten Zwischenmittelkreis direkt auf den Arbeitsmittelkreis. Drittens, von dem Arbeitsmittelkreis auf den zweiten Zwischenmittelkreis. Viertens, von dem zweiten Zwischenmittelkreis auf den Prozessgasstrom. In dem jeweiligen Zwischenmittelkreis kann ein eigenes Zwischenmittel verwendet werden. Beispielsweise können zwei unterschiedliche organische Zwischenmittel beim jeweiligen Zwischenmittelkreis zum Einsatz kommen. Vorteilhafterweise kann aufgrund der unterschiedlichen Temperaturniveaus des ersten und des zweiten Zwischenmittelkreises ein jeweils temperaturoptimiertes Zwischenmittel verwendet werden. Beispielsweise kann das erste Zwischenmittel eine höhere kritische Temperatur als das zweite Zwischenmittel aufweisen.In a likewise preferred embodiment with two intermediate circuits, i.e. with a first and a second intermediate circuit, the thermal energy can have the following transfer paths: first, directly from the process gas flow to the first intermediate circuit. Second, from the first intermediate circuit directly to the working fluid circuit. Third, from the working fluid circuit to the second intermediate circuit. Fourth, from the second intermediate circuit to the process gas flow. A separate intermediate medium can be used in each intermediate circuit. For example, two different organic intermediate media can be used in each intermediate circuit. Advantageously, due to the different temperature levels of the first and second intermediate circuit, a temperature-optimized Intermediates may be used. For example, the first intermediary may have a higher critical temperature than the second intermediary.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden folgende Verfahrensschritte ausgeführt: beim Kondensationsschritt des Prozessgasstroms wird Wärmeenergie direkt auf ein Arbeitsmittel übertragen, wobei das Arbeitsmittel verdampft wird; das verdampfte Arbeitsmittel wird zur Wärmekraftmaschine geführt; Wärmeenergie wird beim Heizvorgang des Prozessgasstroms direkt auf das Prozessgas übertragen, wobei das Arbeitsmittel im Arbeitsmittelkreis stromab der Wärmekraftmaschine im Zuge der Wärmeabgabe an das Prozessgas kondensiert wird. Der Kondensationsschritt kann mindestens eine Kühlstufe, vorzugsweise mehrere Kühlstufen umfassen. Insbesondere kann in einer, vorzugsweise ersten Kühlstufe des Kondensationsschrittes Wärmeenergie direkt auf ein Arbeitsmittel übertragen.In a further preferred embodiment of the invention, the following method steps are carried out: during the condensation step of the process gas stream, thermal energy is transferred directly to a working medium, whereby the working medium is evaporated; the evaporated working medium is fed to the heat engine; during the heating process of the process gas stream, thermal energy is transferred directly to the process gas, whereby the working medium is condensed in the working medium circuit downstream of the heat engine as heat is released to the process gas. The condensation step can comprise at least one cooling stage, preferably several cooling stages. In particular, thermal energy can be transferred directly to a working medium in a preferably first cooling stage of the condensation step.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird also der Prozessgasstrom mit dem Arbeitsmittelkreis miteinander direkt wärmeleitend gekoppelt, wobei das Übertragen von Wärmeenergie ohne Zwischenmittel stattfinden kann. Der Kondensationsschritt des Prozessgasstroms kann also zugleich ein Verdampfungsschritt des Arbeitsmittelkreises sein. Der Heizvorgang des Prozessgasstroms kann zugleich ein Kondensationsschritt des Arbeitsmittelkreises sein. Vorteilhafterweise lässt eine solche Ausführungsform möglicherweise kompakter und weniger kostenintensiv ausführen, da die Funktion eines Arbeitsmittelverdampfers sowie eines Arbeitsmittelkondensators bereits beim Kondensationsschritt bzw. Heizvorgang des Prozessgasstroms realisiert wird.In this preferred embodiment, the process gas stream is directly coupled to the working fluid circuit in a heat-conducting manner, allowing the transfer of thermal energy without any intermediate means. The condensation step of the process gas stream can thus simultaneously be an evaporation step of the working fluid circuit. The heating process of the process gas stream can simultaneously be a condensation step of the working fluid circuit. Advantageously, such an embodiment can potentially be implemented more compactly and less cost-intensively, since the functions of a working fluid evaporator and a working fluid condenser are already realized during the condensation step or heating process of the process gas stream.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Kondensationsschritt des Prozessgasstroms mindestens zwei hintereinander stattfindende Kühlstufen, bei welchem Verfahren folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden: Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom wird in einer vorderen, also stromaufwärts angeordneten oder vorgesehenen Kühlstufe auf ein Arbeitsmittel übertragen; In einer stromab der vorderen Kühlstufe angeordneten, hinteren Kühlstufe wird Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom auf ein in einem Kühlmittelstrom befindliches Kühlmittel übertragen; Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel wird an einer Stelle im Arbeitsmittelkreis stromab der Umwandlung in der Wärmekraftmaschine auf das in einem Kühlmittelstrom befindliche Kühlmittel übertragen.In a further preferred embodiment of the invention, the condensation step of the process gas stream comprises at least two cooling stages taking place one after the other, in which method the following method steps are carried out: Thermal energy from the process gas stream is transferred to a working medium in a front, i.e. upstream arranged or provided, cooling stage; In a rear cooling stage arranged downstream of the front cooling stage, thermal energy from the process gas stream is transferred to a coolant located in a coolant stream; Thermal energy from the working medium is transferred to the coolant located in a coolant stream at a point in the working medium circuit downstream of the conversion in the heat engine.

Der Prozessgasstrom kann also mithilfe mindestens zwei Kühlstufen sukzessiv abgekühlt werden, wobei jede Kühlstufe ein eigenes, insbesondere vorbestimmtes Temperaturniveau aufweist, welches in der Reihenfolge nach der Hauptströmungsrichtung absinkt.The process gas flow can therefore be cooled successively by means of at least two cooling stages, each cooling stage having its own, in particular predetermined, temperature level, which decreases in the order according to the main flow direction.

Das Übertragen von Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom auf ein Arbeitsmittel kann sowohl direkt als auch indirekt mithilfe eines Zwischenmittels erfolgen. Die vordere Kühlstufe kann bei einer Anordnung mit drei Kühlstufen oder mehr als die erste Kühlstufe ausgebildet sein. Die Positionsangabe „vordere“ bezieht sich dabei auf die Hauptströmungsrichtung des Prozessgasstroms. Ein Kühlmittel kann beispielsweise Wasser oder auch Kältemittel sein, wobei das Kältemittel in einer Kältemaschine gekühlt wird. Bei einer Anordnung mit drei Kühlstufen kann also in der zweiten Kühlstufe Wärmeenergie auf einen Kühlwasserstrom übertragen werden und in der dritten Kühlstufe Wärmeenergie auf einen Kältemittelstrom übertragen werden.The transfer of thermal energy from the process gas stream to a working medium can occur both directly and indirectly with the aid of an intermediate medium. In an arrangement with three or more cooling stages, the front cooling stage can be designed as the first cooling stage. The position "front" refers to the main flow direction of the process gas stream. A coolant can be water or refrigerant, for example, with the refrigerant being cooled in a refrigeration machine. In an arrangement with three cooling stages, thermal energy can be transferred to a cooling water stream in the second cooling stage and thermal energy can be transferred to a refrigerant stream in the third cooling stage.

Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel kann insbesondere an einer Stelle im Arbeitsmittelkreis stromab der Umwandlung in der Wärmekraftmaschine sowohl auf einen Kühlwasserstrom als auch auf einen Kältemittelstrom übertragen werden. Insbesondere kann dieses Übertragen von Wärmeenergie vom Arbeitsmittel auf den Kühlwasserstrom bzw. Kältemittelstrom erfolgen, nachdem der Kühlwasserstrom bzw. Kältemittelstrom Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom aufgenommen hat. Vorteilhafterweise lässt sich also der Kühlmittelstrom, ganz allgemein für den Kühlwasser- bzw. Kältemittelstrom gesprochen, weitere Wärmeenergie aufnehmen und somit die Wärmeaufnahmefähigkeit des Kühlmittelstroms besser ausnutzen.Thermal energy from the working fluid can be transferred to both a cooling water flow and a refrigerant flow, particularly at a point in the working fluid circuit downstream of the conversion in the heat engine. In particular, this transfer of thermal energy from the working fluid to the cooling water flow or refrigerant flow can occur after the cooling water flow or refrigerant flow has absorbed thermal energy from the process gas flow. Advantageously, the coolant flow—generally speaking, the cooling water or refrigerant flow—can absorb further thermal energy, thus better utilizing the heat absorption capacity of the coolant flow.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden folgende Verfahrensschritte ausgeführt: ein Kühlmittel wird in einem Kühlmittelstrom mithilfe einer Kältemaschine gekühlt, wobei Wärmeenergie vom Kühlmittel in die Kältemaschine ausgekoppelt wird; das Kühlmittel wird zur hinteren Kühlstufe des Prozessgasstroms geführt; stromab der hinteren Kühlstufe des Prozessgasstroms wird Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel von dem im Kühlmittelstrom befindlichen Kühlmittel aufgenommen, wobei das im Arbeitsmittelkreis befindliche Arbeitsmittel gekühlt und kondensiert wird, und/oder im Arbeitsmittelkreis wird die zuvor in die Kältemaschine ausgekoppelte Wärmeenergie zur Einkopplung in den Prozessgasstrom und/oder zur Einkopplung in den Arbeitsmittelkreis, auf ein Zwischenmittel bzw. auf das Arbeitsmittel übertragen. Es kann also vorzugsweise eine Vorwärmung des Zwischenmittels und/oder Arbeitsmittels mithilfe der zuvor in die Kältemaschine ausgekoppelten Wärmeenergie, also Abwärme der Kältemaschine, stattfinden. Dabei kann eine Temperaturerhöhung des Arbeitsmittels und/oder des Zwischenmittels herbeigeführt werden. Das Arbeitsmittel kann insbesondere im Arbeitsmittelkreis zirkulieren.In a further preferred embodiment of the invention, the following method steps are carried out: a coolant is cooled in a coolant stream using a refrigeration machine, wherein thermal energy is extracted from the coolant into the refrigeration machine; the coolant is guided to the rear cooling stage of the process gas stream; downstream of the rear cooling stage of the process gas stream, thermal energy from the working fluid is absorbed by the coolant in the coolant stream, wherein the working fluid in the working fluid circuit is cooled and condensed, and/or in the working fluid circuit, the thermal energy previously extracted into the refrigeration machine is transferred to an intermediate medium or to the working fluid for coupling into the process gas stream and/or for coupling into the working fluid circuit. Thus, the intermediate medium and/or the working fluid can preferably be preheated using the thermal energy previously extracted into the refrigeration machine, i.e., waste heat from the refrigeration machine. This can bring about a temperature increase in the working fluid and/or the intermediate medium. The work equipment can circulate in particular in the work equipment circuit.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Anordnung oder das Verfahren zur Umwandlung von Energie aus einem Prozessgasstrom verwendet, insbesondere aus einer Zirkulations- oder Umluft eines Trockners zum Behandeln von Prozessgas eines Trockners, insbesondere aus dem Prozessgas einer Fertigungsanlage zur Herstellung von Elektroden einer Batterie und/oder einer Vorrichtung zur Abscheidung bzw. Rückgewinnung mindestens eines Lösemittels aus dem Prozessgas einer Fertigungsanlage.In a further aspect of the invention, the arrangement or the method is used for converting energy from a process gas stream, in particular from a circulating or recirculating air of a dryer for treating process gas of a dryer, in particular from the process gas of a production plant for producing electrodes of a battery and/or a device for separating or recovering at least one solvent from the process gas of a production plant.

AusführungsbeispieleExamples of implementation

Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei nicht im Einzelnen zwischen den unterschiedlichen Anspruchskategorien unterschieden wird. Darüber hinaus wird klargestellt, dass sich die erfindungsgemäßen Problemlösungsvorschläge auf verschiedene unterschiedliche Industrieprozesse anwenden lassen. Nachfolgend wird beispielhaft eine mit einer Elektrodenbeschichtungsanlage gekoppelte Energieumwandlungsvorrichtung dargestellt.The invention is explained in more detail below using several exemplary embodiments, without distinguishing between the different claim categories. Furthermore, it is clarified that the proposed solutions according to the invention can be applied to various different industrial processes. An energy conversion device coupled to an electrode coating system is presented below as an example.

FigurenlisteList of characters

In den Zeichnungen zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit direkter Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis;
  • 1a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 1;
  • 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit direkter Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung des Kältemittelstroms im Arbeitsmittelkreis;
  • 2a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 2;
  • 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit direkter Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung des Kühlwasserstroms im Arbeitsmittelkreis;
  • 3a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 3;
  • 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit direkter Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung des Kältemittelstroms sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine im Arbeitsmittelkreis;
  • 4a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 4;
  • 5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit direkter Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung des Kühlwasserstroms sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine im Arbeitsmittelkreis;
  • 5a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 5;
  • 6 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis;
  • 6a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 6;
  • 7 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung des Kühlwasserstroms im Zwischenmittelkreis;
  • 7a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 7;
  • 8 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung des Kühlwasserstroms sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine im Zwischenmittelkreis;
  • 8a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 8;
  • 9 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung des Kältemittelstroms im Zwischenmittelkreis;
  • 9a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 9;
  • 10 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung des Kältemittelstroms sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine im Zwischenmittelkreis;
  • 10a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 10;
  • 11 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine im Arbeitsmittelkreis;
  • 11a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 11;
  • 12 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung des Kältemittelstroms im Arbeitsmittelkreis;
  • 12a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 12;
  • 13 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung des Kühlwasserstroms im Arbeitsmittelkreis;
  • 13a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 13;
  • 14 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung des Kühlwasserstroms sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine im Arbeitsmittelkreis;
  • 14a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 14;
  • 15 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung des Kältemittelstroms sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine im Arbeitsmittelkreis;
  • 15a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 15;
  • 16 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung des Kältemittelstroms zum Kondensieren eines Arbeitsmittels;
  • 16a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 16;
  • 17 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung des Kältemittelstroms zum Kondensieren eines Arbeitsmittels sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine im Arbeitsmittelkreis;
  • 17a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 17;
  • 18 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung des Kühlwasserstroms zum Kondensieren eines Arbeitsmittels;
  • 18a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 18;
  • 19 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis und mit Nutzung des Kühlwasserstroms zum Kondensieren eines Arbeitsmittels sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine im Arbeitsmittelkreis;
  • 19a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 19;
  • 20 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur direkten Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmittels;
  • 20a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 20;
  • 21 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur direkten Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine im Arbeitsmittelkreis;
  • 21a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 21;
  • 22 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur direkten Verdampfung und Vorkühlung des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung des Kältemittelstroms im Arbeitsmittelkreis;
  • 22a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 22;
  • 23 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur direkten Verdampfung und Vorkühlung des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung des Kältemittelstroms und der Abwärme der Kältemaschine im Arbeitsmittelkreis;
  • 23a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 23;
  • 24 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur direkten Verdampfung und Vorkühlung des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung des Kühlwasserstroms im Arbeitsmittelkreis;
  • 24a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 24;
  • 25 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit einem Zwischenmittelkreis zur direkten Verdampfung und Vorkühlung des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung des Kühlwasserstroms und der Abwärme der Kältemaschine im Arbeitsmittelkreis;
  • 25a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 25;
  • 26 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit zwei Zwischenmittelkreisen zur direkten Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmittels;
  • 26a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 26;
  • 27 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit zwei Zwischenmittelkreisen zur direkten Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung des Kältemittelstroms in einem Zwischenmittelkreis;
  • 27a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 27;
  • 28 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit zwei Zwischenmittelkreisen zur direkten Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung des Kältemittelstroms in einem Zwischenmittelkreis und der Abwärme der Kältemaschine in einem anderen Zwischenmittelkreis;
  • 28a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 28;
  • 29 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit zwei Zwischenmittelkreisen zur direkten Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung des Kühlwasserstroms in einem Zwischenmittelkreis;
  • 29a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 29;
  • 30 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit zwei Zwischenmittelkreisen zur direkten Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung des Kühlwasserstroms in einem Zwischenmittelkreis und der Abwärme der Kältemaschine in einem anderen Zwischenmittelkreis;
  • 30a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 30;
  • 31 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage mit zwei Zwischenmittelkreisen zur direkten Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine in einem Zwischenmittelkreis;
  • 31a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 31.
The drawings show:
  • 1 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with direct coupling to a working medium circuit;
  • 1a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 1 ;
  • 2 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with direct coupling to a working medium circuit and with use of the refrigerant flow in the working medium circuit;
  • 2a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 2 ;
  • 3 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with direct coupling to a working fluid circuit and with use of the cooling water flow in the working fluid circuit;
  • 3a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 3 ;
  • 4 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with direct coupling to a working fluid circuit and with use of the refrigerant flow and with use of the waste heat of the refrigeration machine in the working fluid circuit;
  • 4a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 4 ;
  • 5 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with direct coupling to a working fluid circuit and with use of the cooling water flow and with use of the waste heat of the refrigeration machine in the working fluid circuit;
  • 5a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 5 ;
  • 6 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for coupling to a working medium circuit;
  • 6a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 6 ;
  • 7 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for coupling to a working medium circuit and with use of the cooling water flow in the intermediate circuit;
  • 7a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 7 ;
  • 8 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for coupling to a working medium circuit and with use of the cooling water flow and with use of the waste heat of the refrigeration machine in the intermediate circuit;
  • 8a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 8 ;
  • 9 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting generation of energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for coupling to a working medium circuit and with use of the refrigerant flow in the intermediate circuit;
  • 9a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 9 ;
  • 10 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for coupling to a working medium circuit and with use of the refrigerant flow and with use of the waste heat of the refrigeration machine in the intermediate circuit;
  • 10a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 10 ;
  • 11 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for coupling to a working medium circuit and with use of the waste heat of the refrigeration machine in the working medium circuit;
  • 11a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 11 ;
  • 12 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for coupling to a working medium circuit and with use of the refrigerant flow in the working medium circuit;
  • 12a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 12 ;
  • 13 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for coupling to a working medium circuit and with use of the cooling water flow in the working medium circuit;
  • 13a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 13 ;
  • 14 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for coupling to a working medium circuit and with use of the cooling water flow and with use of the waste heat of the refrigeration machine in the working medium circuit;
  • 14a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 14 ;
  • 15 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for coupling to a working medium circuit and with use of the refrigerant flow and with use of the waste heat of the refrigeration machine in the working medium circuit;
  • 15a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 15 ;
  • 16 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for coupling to a working medium circuit and with use of the refrigerant flow for condensing a working medium;
  • 16a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 16 ;
  • 17 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for coupling to a working medium circuit and with use of the refrigerant flow for condensing a working medium and with use of the waste heat of the refrigeration machine in the working medium circuit;
  • 17a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 17 ;
  • 18 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for coupling to a working medium circuit and with use of the cooling water flow for condensing a working medium;
  • 18a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for execution in an arrangement according to 18 ;
  • 19 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for coupling to a working medium circuit and with use of the cooling water flow for condensing a working medium and with use of the waste heat of the refrigeration machine in the working medium circuit;
  • 19a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 19 ;
  • 20 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for direct evaporation and condensation of the working medium;
  • 20a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 20 ;
  • 21 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for direct evaporation and condensation of the working medium and with use of the waste heat of the refrigeration machine in the working medium circuit;
  • 21a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 21 ;
  • 22 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for direct evaporation and pre-cooling of the working medium and with use of the refrigerant flow in the working medium circuit;
  • 22a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 22 ;
  • 23 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for direct evaporation and pre-cooling of the working medium and with use of the refrigerant flow and the waste heat of the refrigeration machine in the working medium circuit;
  • 23a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 23 ;
  • 24 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for direct evaporation and pre-cooling of the working medium and with use of the cooling water flow in the working medium circuit;
  • 24a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 24 ;
  • 25 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with an intermediate circuit for direct evaporation and pre-cooling of the working medium and with use of the cooling water flow and the waste heat of the refrigeration machine in the working medium circuit;
  • 25a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 25 ;
  • 26 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with two intermediate circuits for direct evaporation and condensation of the working medium;
  • 26a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 26 ;
  • 27 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with two intermediate circuits for direct evaporation and condensation of the working medium and with use of the refrigerant flow in one intermediate circuit;
  • 27a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 27 ;
  • 28 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with two intermediate circuits for direct evaporation and condensation of the working medium and with use of the refrigerant flow in an intermediate circuit and the Waste heat from the refrigeration machine in another intermediate circuit;
  • 28a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 28 ;
  • 29 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with two intermediate circuits for direct evaporation and condensation of the working medium and with use of the cooling water flow in one intermediate circuit;
  • 29a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 29 ;
  • 30 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with two intermediate circuits for direct evaporation and condensation of the working fluid and with use of the cooling water flow in one intermediate circuit and the waste heat of the refrigeration machine in another intermediate circuit;
  • 30a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 30 ;
  • 31 a schematic representation of an arrangement according to the invention for converting energy from an electrode coating system with two intermediate circuits for direct evaporation and condensation of the working medium and with use of the waste heat of the refrigeration machine in one intermediate circuit;
  • 31a a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 31 .

Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention

Im Überblick zeigen 1 bis 5a schematische Darstellungen erfindungsgemäßer Anordnungen und Verfahren einer Variante 1 mit einer direkten Wärmekopplung des Prozessgasstroms A mit einem Arbeitsmittelkreis C.Show at a glance 1 to 5a schematic representations of arrangements and methods according to the invention of a variant 1 with a direct heat coupling of the process gas stream A with a working medium circuit C.

6 bis 11a zeigen schematische Darstellungen einer Variante 2 mit einem Zwischenmittelkreis B zur wärmeleitenden Kopplung des Prozessgasstroms A mit dem Arbeitsmittelkreis C. Außerdem sind in den Darstellungen der Hauptvariante 2 ein Luftwärmetauscher 8 im Arbeitsmittelkreis C angeordnet. 6 to 11a show schematic representations of a variant 2 with an intermediate circuit B for the heat-conducting coupling of the process gas flow A with the working fluid circuit C. In addition, in the representations of the main variant 2, an air heat exchanger 8 is arranged in the working fluid circuit C.

12 bis 19a zeigen schematische Darstellungen einer Variante 3 mit dem Zwischenmittelkreis B und einem Kühlmittelwärmetauscher 63, welcher zum Kondensieren des Arbeitsmittels im Arbeitsmittelkreis C angeordnet ist. 12 to 19a show schematic representations of a variant 3 with the intermediate circuit B and a coolant heat exchanger 63, which is arranged for condensing the working fluid in the working fluid circuit C.

20 bis 25a zeigen schematische Darstellungen einer Variante 4 mit dem Zwischenmittelkreis B, welcher eine Wärmekopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C zur direkten Verdampfung und zum Kondensieren bzw. Kühlen des Arbeitsmittels aufweist. 20 to 25a show schematic representations of a variant 4 with the intermediate circuit B, which has a heat coupling with the working fluid circuit C for direct evaporation and for condensing or cooling the working fluid.

26 bis 31a zeigen schematische Darstellungen einer Variante 5 mit zwei Zwischenmittelkreisen Ba und Bb zur Wärmekopplung des Prozessgasstroms A mit dem Arbeitsmittelkreis C. 26 to 31a show schematic representations of a variant 5 with two intermediate circuits Ba and Bb for heat coupling of the process gas flow A with the working medium circuit C.

Nun werden die Figuren im Detail beschrieben:

  • 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung 100 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit direkter Kopplung mit einem Arbeitsmittelkreis C.
Now the characters are described in detail:
  • 1 shows schematically an embodiment of an arrangement 100 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with direct coupling to a working medium circuit C.

Das Bezugszeichen 1 kennzeichnet eine beispielhafte Elektrodenbeschichtungsanlage, in der Elektroden zur Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien in einem Elektrodenbeschichtungsprozess S1 beschichtet werden. Dabei kann beispielsweise eines der obengenannten Lösemittel Verwendung finden, insbesondere kann als Lösemittel auch eine Mischung von beispielsweise TEP und EAA eingesetzt werden.Reference numeral 1 denotes an exemplary electrode coating system in which electrodes for the production of lithium-ion batteries are coated in an electrode coating process S1. For example, one of the above-mentioned solvents can be used; in particular, a mixture of, for example, TEP and EAA can also be used as the solvent.

Zunächst wird die Anordnung entlang des Prozessgasstroms A beschrieben:

  • Ein Prozessgasstrom A wird mithilfe eines Gebläses 3 aus einem Auslass der Elektrodenbeschichtungsanlage 1 über einen Prozessgaseinlass 25 zu einem Prozessgaskondensator 2 geführt. Mithilfe des Prozessgaskondensators 2 ist zumindest ein Teil des Prozessgasstroms A kondensierbar, wobei Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom auskoppelbar ist. Die Temperatur des im Prozessgasstrom A befindlichen Prozessgases beträgt typischerweise ca. 120 °C, beispielsweise in einem Bereich zwischen 100 bis 150 °C beim Eintritt in den Prozessgaskondensator 2. Im Prozessgaskondensator 2 wird das Prozessgas sukzessive vorzugsweise auf ca. 15 °C als Zieltemperatur heruntergekühlt. Der Prozessgaskondensator 2 weist drei hintereinander angeordnete als Wärmetauscher ausgebildete Kühlapparate 21, 22, 23 zum Ausführen eines dreistufigen Kondensationsschrittes S2 auf, wobei dem Prozessgasstrom A Wärmeenergie ausgekoppelt, also entzogen wird. Die Kühlapparate sind jeweils für eine Kühlstufe bestimmt. Mithilfe des ersten Kühlapparats 21 wird also die erste Kühlstufe S21a, im zweiten Kühlapparat 22 die zweite Kühlstufe S22a und im dritten Kühlapparat 23 die dritte Kühlstufe S23a ausgeführt, wobei das Prozessgas im ersten Kühlapparat 21 auf 60 °C, im zweiten Kühlapparat 22 auf 30 °C, im dritten Kühlapparat 23 auf 15 °C heruntergekühlt wird. Die Kühlapparate 21, 22, 23 sind beispielhaft als Kreuzstromwärmetauscher ausgeführt.
First, the arrangement along the process gas flow A is described:
  • A process gas stream A is guided by means of a fan 3 from an outlet of the electrode coating system 1 via a process gas inlet 25 to a process gas condenser 2. With the aid of the process gas condenser 2, at least a portion of the process gas stream A can be condensed, wherein thermal energy can be extracted from the process gas stream. The temperature of the process gas in the process gas stream A is typically approximately 120 °C, for example in a range between 100 and 150 °C upon entry into the process gas condenser 2. In the process gas condenser 2, the process gas is successively cooled, preferably to approximately 15 °C as the target temperature. The process gas condenser 2 has three cooling devices 21, 22, 23 arranged one behind the other and designed as heat exchangers for carrying out a three-stage condensation step. tes S2, whereby heat energy is extracted from the process gas stream A. The cooling devices are each intended for a cooling stage. The first cooling stage S21a is carried out with the help of the first cooling device 21, the second cooling stage S22a in the second cooling device 22, and the third cooling stage S23a in the third cooling device 23, whereby the process gas is cooled to 60 °C in the first cooling device 21, to 30 °C in the second cooling device 22, and to 15 °C in the third cooling device 23. The cooling devices 21, 22, 23 are designed, for example, as cross-flow heat exchangers.

Stromab des Prozessgaskondensators 2 ist ein Prozessgasheizvorrichtung 24 in Gestalt eines Kreuzstromwärmetauschers angeordnet, in welcher dem Prozessgasstrom A Wärme zugeführt wird. Nach Durchströmen der Prozessgasheizvorrichtung 24 wird der Prozessgasstrom zurück in die Elektrodenbeschichtungsanlage 1 geführt. Beispielhaft sind die Prozessgasheizvorrichtung 24 und der Prozessgaskondensator 2 in einer Gehäuseeinheit dargestellt.Downstream of the process gas condenser 2, a process gas heating device 24 in the form of a cross-flow heat exchanger is arranged, in which heat is supplied to the process gas stream A. After flowing through the process gas heating device 24, the process gas stream is fed back into the electrode coating system 1. By way of example, the process gas heating device 24 and the process gas condenser 2 are shown in a housing unit.

Nun wird die Anordnung entlang des Arbeitsmittelkreises C beschrieben:

  • Im ersten Kühlapparat 21 des Prozessgaskondensators 2 wird mindestens ein Teil des Prozessgasstroms A gekühlt. Die aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelte Wärmeenergie wird in ein Arbeitsmittel eingekoppelt, welches sich in einem Arbeitsmittelkreis C zirkuliert. Der Arbeitsmittelkreis C kann mindestens eines Teils der Wärmeenergie transportieren, die in das Arbeitsmittel eingekoppelt ist. Eine Arbeitsmittelpumpe 7 wälzt das Arbeitsmittel im Kreis um, wobei die dafür benötigte elektrische Energie aus einem Generator 51 stammt. Eine nicht-dargestellte elektrische Leitung verbindet den Generator 51 mit der Arbeitsmittelpumpe 7, um diese mit Strom zu versorgen. Der erste Kühlapparat 21 wird also mithilfe des Arbeitsmittels gekühlt, wobei das Arbeitsmittel verdampft wird. In der Gesamtschau transportiert der Arbeitsmittelkreis C also mindestens ein Teil der aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelten Wärmeenergie aus dem Prozessgaskondensator 2 zu einer als Turbine ausgebildeten Wärmekraftmaschine 5. Danach führt der Arbeitsmittelkreis C zur Prozessgasheizvorrichtung 24, in welcher Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittelkreis C auf den Prozessgasstrom A übertragen wird. Mittels der Prozessgasheizvorrichtung 24 kann also Wärmeenergie in den Prozessgasstrom A eingekoppelt werden. Dabei kondensiert sich das im Arbeitsmittelkreis C befindlichen Arbeitsmittel und wird zurück zum ersten Kühlapparat 21 geführt.
Now the arrangement along the working medium circuit C is described:
  • In the first cooling device 21 of the process gas condenser 2, at least a portion of the process gas stream A is cooled. The thermal energy extracted from the process gas stream A is coupled into a working fluid that circulates in a working fluid circuit C. The working fluid circuit C can transport at least a portion of the thermal energy coupled into the working fluid. A working fluid pump 7 circulates the working fluid, with the electrical energy required for this coming from a generator 51. An electrical line (not shown) connects the generator 51 to the working fluid pump 7 to supply it with power. The first cooling device 21 is thus cooled using the working fluid, whereby the working fluid is evaporated. Overall, the working fluid circuit C transports at least a portion of the thermal energy extracted from the process gas stream A from the process gas condenser 2 to a heat engine 5 designed as a turbine. The working fluid circuit C then leads to the process gas heating device 24, in which thermal energy is transferred from the working fluid circuit C to the process gas stream A. By means of the process gas heating device 24, thermal energy can therefore be coupled into the process gas stream A. The working fluid in the working fluid circuit C condenses and is fed back to the first cooling device 21.

Der Arbeitsmittelkreis C weist insbesondere eine erste Arbeitsmittelleitung C1 auf, die das größtenteils gasförmige Arbeitsmittel aus einem Arbeitsmittelauslass 21ii des Prozessgaskondensators zu einem Einlass 5i der Wärmekraftmaschine 5 führt. Außerdem weist der Arbeitsmittelkreis C eine zweite Arbeitsmittelleitung C2 auf, die das Arbeitsmittel aus einem Auslass 5ii der Wärmekraftmaschine 5 zu einem Arbeitsmitteleinlass 24i der Prozessgasheizvorrichtung 24 führt. Stromab der Prozessgasheizvorrichtung 24 weist der Arbeitsmittelkreis C eine dritte Arbeitsmittelleitung C3 auf, die das nun kondensierte Arbeitsmittel aus einem Arbeitsmittelauslass 24ii der Prozessgasheizvorrichtung 24 zu einem Arbeitsmitteleinlass 21i des Prozessgaskondensators 2 führt. Über den Arbeitsmitteleinlass 21i wird das Arbeitsmittel zum ersten Kühlapparat 21 geführt, welches zugleich als Arbeitsmittel-Heizvorrichtung zum Aufheizen des Arbeitsmittels dient. Das Arbeitsmittel wird im ersten Kühlapparat 21 verdampft.The working fluid circuit C has, in particular, a first working fluid line C1, which carries the largely gaseous working fluid from a working fluid outlet 21ii of the process gas condenser to an inlet 5i of the heat engine 5. Furthermore, the working fluid circuit C has a second working fluid line C2, which carries the working fluid from an outlet 5ii of the heat engine 5 to a working fluid inlet 24i of the process gas heating device 24. Downstream of the process gas heating device 24, the working fluid circuit C has a third working fluid line C3, which carries the now condensed working fluid from a working fluid outlet 24ii of the process gas heating device 24 to a working fluid inlet 21i of the process gas condenser 2. The working fluid is guided via the working fluid inlet 21i to the first cooling device 21, which simultaneously serves as a working fluid heating device for heating the working fluid. The working fluid is evaporated in the first cooling device 21.

Die Wärmekraftmaschine 5 ist mit einem Generator 51 gekoppelt, mittels welchem mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird, beispielsweise zur Einspeisung in ein öffentliches Stromnetz 53.The heat engine 5 is coupled to a generator 51, by means of which mechanical energy is converted into electrical energy, for example for feeding into a public power grid 53.

Der zweite Kühlapparat 22 wird von einem Kühlwasserstrom D durchströmt und mithilfe des darin befindlichen Kühlwassers gekühlt. Mindestens ein Teil der Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom A wird also aus dem Prozessgasstrom auf den Kühlwasserstrom D übertragen. Mindestens ein Teil des Prozessgasstroms A wird mithilfe des zweiten Kühlapparats 22 gekühlt. Der Kühlwasserstrom D stammt beispielhaft aus einer Umgebung und wird nach Durchströmen des zweiten Kühlapparats 22 wieder zurück in die Umgebung geführt.A cooling water stream D flows through the second cooling device 22 and is cooled by means of the cooling water contained therein. At least a portion of the thermal energy from the process gas stream A is thus transferred from the process gas stream to the cooling water stream D. At least a portion of the process gas stream A is cooled by means of the second cooling device 22. The cooling water stream D originates, for example, from an environment and is returned to the environment after flowing through the second cooling device 22.

Der dritte Kühlapparat 23 wird analog zum zweiten Kühlapparat von einem Kältemittelstrom E durchströmt und gekühlt. Mindestens ein Teil der Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom A wird dabei auf das im Kältemittelstrom befindliche Kältemittel übertragen. Der Kältemittelstrom E wird, anders als der Kühlwasserstrom, in einer Kältemaschine 6 gekühlt. Dabei wird Wärmeenergie aus dem Kältemittelstrom E ausgekoppelt und in die Kältemaschine 6 eingekoppelt. Der Kältemittelstrom E stammt beispielhaft aus einer nicht-dargestellten Quelle der Kältemaschine, in welche das Kältemittel nach Durchströmen des dritten Kühlapparats 23 zurückführbar ist. Das Bezugszeichen F kennzeichnet schematisch ein Wärmefluss der Kältemaschine 6, wobei die aus dem Kältemittelstrom E ausgekoppelte Wärmeenergie von der Kältemaschine 6 wegtransportiert wird.The third cooling device 23 is cooled by a refrigerant flow E, similar to the second cooling device. At least part of the thermal energy from the process gas flow A is transferred to the refrigerant contained in the refrigerant flow. The refrigerant flow E, unlike the cooling water flow, is cooled in a refrigeration machine 6. Thermal energy is extracted from the refrigerant flow E and fed into the refrigeration machine 6. The refrigerant flow E originates, for example, from a source of the refrigeration machine (not shown), into which the refrigerant can be returned after flowing through the third cooling device 23. The reference symbol F schematically denotes a heat flow of the refrigeration machine 6, wherein the thermal energy extracted from the refrigerant flow E is transported away from the refrigeration machine 6.

1a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 1. 1a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 1 .

Bezogen auf den Prozessgasstrom A werden folgende Verfahrensschritte ausgeführt:

  • S1: Das Prozessgas kommt bei dem Elektrodenbeschichtungsprozess S1 zum Einsatz, wobei ein Lösemittel bei einer Trocknung von Elektroden in das Prozessgas übergeht.
The following process steps are carried out with respect to process gas stream A:
  • S1: The process gas is used in the electrode coating process S1, whereby a solvent is transferred into the process gas during the drying of electrodes.

Der Kondensationsschritt S2 umfasst beispielhaft drei Kühlstufen S21a, S22a, S23a.

  • S21a: Das Prozessgas wird in einer ersten Kühlstufe S21a eines Kondensationsschrittes S2 von ca. 120°C auf 60 °C abgekühlt. Wärmeenergie wird aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelt. Die gestrichelte Linie kennzeichnet beispielhaft den Wärmestrom, der aus S21a ausgekoppelt wird und direkt in den Verfahrensschritt S21b eingekoppelt wird.
  • S22a: Das Prozessgas wird in einer zweiten Kühlstufe S22a des Kondensationsschrittes S2 von ca. 60 °C auf ca. 30 °C abgekühlt. Wärmeenergie wird aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelt. Die gestrichelte Linie kennzeichnet beispielhaft den Wärmestrom, der aus S22a ausgekoppelt wird und in den Verfahrensschritt S22b eingekoppelt wird.
  • S23a: Das Prozessgas wird in einer dritten Kühlstufe S23a des Kondensationsschrittes S2 von ca. 30 °C auf ca. 15 °C abgekühlt. Wärmeenergie wird aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelt. Die gestrichelte Linie kennzeichnet beispielhaft den Wärmestrom, der aus S23a ausgekoppelt wird und in den Verfahrensschritt S23b eingekoppelt wird.
  • S24a: Das Prozessgas wird in einem Heizvorgang von ca. 15°C auf ca. 60 °C aufgeheizt. Wärmeenergie wird in den Prozessgasstrom A eingekoppelt, wobei Wärmeenergie auf das Prozessgas übertragen wird. Die gestrichelte Linie kennzeichnet beispielhaft den Wärmestrom, der in S24b ausgekoppelt wird und direkt in den Verfahrensschritt S24a eingekoppelt wird.
The condensation step S2 comprises, for example, three cooling stages S21a, S22a, S23a.
  • S21a: The process gas is cooled from approximately 120°C to 60°C in a first cooling stage S21a of a condensation step S2. Thermal energy is extracted from the process gas stream A. The dashed line indicates, as an example, the heat flow extracted from S21a and directly injected into process step S21b.
  • S22a: The process gas is cooled from approximately 60 °C to approximately 30 °C in a second cooling stage S22a of the condensation step S2. Thermal energy is extracted from the process gas stream A. The dashed line indicates, as an example, the heat flow extracted from S22a and injected into process step S22b.
  • S23a: The process gas is cooled from approximately 30 °C to approximately 15 °C in a third cooling stage S23a of the condensation step S2. Thermal energy is extracted from the process gas stream A. The dashed line indicates, as an example, the heat flow extracted from S23a and injected into process step S23b.
  • S24a: The process gas is heated from approximately 15°C to approximately 60°C in a heating process. Thermal energy is coupled into process gas stream A, whereby thermal energy is transferred to the process gas. The dashed line indicates, as an example, the heat flow that is extracted in S24b and directly coupled into process step S24a.

Bezogen auf den Arbeitsmittelkreis C werden folgende Verfahrensschritte ausgeführt:

  • S21b: Mindestens ein Teil der aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelte Wärmeenergie wird direkt in den Arbeitsmittelkreis C eingekoppelt. Das im Arbeitsmittelkreis C befindliche Arbeitsmittel wird erhitzt und verdampft.
  • S5: In einer Wärmekraftmaschine 5 wird mindestens ein Teil der im Arbeitsmittel aufweisenden Wärmeenergie in mechanische Energie umgewandelt. Das Arbeitsmittel wird dabei entspannt.
  • S24b: Das Arbeitsmittel wird gekühlt und dabei mindestens ein Teil der im Arbeitsmittel aufweisenden Wärmeenergie ausgekoppelt. Das Arbeitsmittel wird beim Kühlvorgang kondensiert.
  • S51: Mechanische Energie wird in elektrische Energie umgewandelt.
  • S53: Elektrische Energie wird aus der Anordnung abgeführt.
With regard to the working medium circuit C, the following process steps are carried out:
  • S21b: At least part of the thermal energy extracted from the process gas stream A is directly coupled into the working fluid circuit C. The working fluid in the working fluid circuit C is heated and evaporated.
  • S5: In a heat engine 5, at least a portion of the thermal energy contained in the working fluid is converted into mechanical energy. The working fluid is thereby expanded.
  • S24b: The working fluid is cooled, and at least part of the thermal energy contained in the working fluid is extracted. The working fluid is condensed during the cooling process.
  • S51: Mechanical energy is converted into electrical energy.
  • S53: Electrical energy is dissipated from the device.

Bezogen auf den Kühlwasserstrom D werden folgende Verfahrensschritte ausgeführt:

  • S4: Kühlwasser wird zu einer zweiten Kühlstufe des Prozessgaskondensators 2 geführt.
  • S22b: Mindestens ein Teil der aus dem Verfahrensschritt S22a ausgekoppelten Wärmeenergie wird in den Kühlwasserstrom D eingekoppelt. Das im Kühlwasserstrom D befindliche Kühlwasser wird dabei erwärmt.
  • S11: Das Kühlwasser wird in eine Umgebung geführt.
The following process steps are carried out with respect to the cooling water flow D:
  • S4: Cooling water is fed to a second cooling stage of the process gas condenser 2.
  • S22b: At least a portion of the thermal energy extracted from process step S22a is coupled into the cooling water stream D. The cooling water in the cooling water stream D is thereby heated.
  • S11: The cooling water is discharged into an environment.

Bezogen auf den Kältemittelstrom E werden folgende Verfahrensschritte ausgeführt:

  • S6: Der Kältemittelstrom E wird in einer Kältemaschine 6 gekühlt.
  • S23b: Mindestens ein Teil der aus dem Verfahrensschritt S22a ausgekoppelten Wärmeenergie wird in den Kältemittelstrom E eingekoppelt. Das im Kältemittelstrom E befindliche Kältemittel wird dabei erwärmt.
The following process steps are carried out with respect to the refrigerant flow E:
  • S6: The refrigerant flow E is cooled in a chiller 6.
  • S23b: At least a portion of the thermal energy extracted from process step S22a is coupled into the refrigerant stream E. The refrigerant in the refrigerant stream E is thereby heated.

Das Kältemittel wird nach dem Verfahrensschritt S22a abgeführt und zurück zur Kältemaschine 6 geführt.The refrigerant is discharged after process step S22a and returned to the refrigeration machine 6.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 101 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit direkter Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung des Kältemittelstroms E im Arbeitsmittelkreis C. 2 shows a schematic representation of an arrangement 101 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with direct coupling to the working medium circuit C and with use of the refrigerant flow E in the working medium circuit C.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 101 in 2 wird in Bezugnahme auf 1, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 101 according to the invention in 2 is made with reference to 1 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Im Vergleich zu 1 ist bei der Anordnung in 2 stromab der Prozessgasheizvorrichtung 24 ein als Arbeitsmittelkondensator ausgebildeter Kühlmittelwärmetauscher 63 angeordnet, welcher dem Arbeitsmittelkreis C zugeordnet ist. Der Kühlmittelwärmetauscher 63 kann zum Kondensieren des Arbeitsmittels von einem Kühlmittel gekühlt werden. In dieser beispielhaften Darstellung wird der Kühlmittelwärmetauscher 63 von einem Kältemittelstrom E gekühlt. Der Kühlmittelwärmetauscher 63 wird vom Arbeitsmittelkreis C und dem Kältemittelstrom E durchströmt. Stromab der Wärmekraftmaschine 5 wird Wärmeenergie mithilfe der Prozessgasheizvorrichtung 24 vom Arbeitsmittel auf das Prozessgas übertragen, wobei das Arbeitsmittel beim Arbeitsmittelauslass 24 noch im Wesentlichen gasförmig ist. Im Kühlmittelwärmetauscher 63 ist Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel auskoppelbar, wobei das Arbeitsmittel kondensiert und verflüssigt wird. Die Prozessgasheizvorrichtung 24 kann also eine Funktion zum Vorkühlen des Arbeitsmittels haben, bevor das Arbeitsmittel kondensiert wird. Der Kühlmittelwärmetauscher 63 ist hier beispielhaft als ein Kreuzstromwärmetauscher ausgeführt. Gekühlt wird der Kühlmittelwärmetauscher 63 mithilfe des als Kühlmittelstrom ausgebildeten Kältemittelstroms E, welcher nach Durchströmen des zweiten Kühlapparats 23 zum Kühlmittelwärmetauscher 63 geführt wird. Der Kältemittelstrom E kann nach Durchströmen des Kühlmittelwärmetauschers 63 optional zur Kältemaschine 6 zurückgeführt werden.Compared to 1 is in the arrangement in 2 Downstream of the process gas heating device 24, a coolant heat exchanger 63 designed as a working medium condenser is arranged, which is assigned to the working medium circuit C. The coolant Heat exchanger 63 can be cooled by a coolant to condense the working fluid. In this exemplary illustration, the coolant heat exchanger 63 is cooled by a refrigerant flow E. The working fluid circuit C and the refrigerant flow E flow through the coolant heat exchanger 63. Downstream of the heat engine 5, thermal energy is transferred from the working fluid to the process gas with the aid of the process gas heating device 24, whereby the working fluid is still essentially gaseous at the working fluid outlet 24. In the coolant heat exchanger 63, thermal energy can be extracted from the working fluid, whereby the working fluid is condensed and liquefied. The process gas heating device 24 can therefore have a function for pre-cooling the working fluid before the working fluid is condensed. The coolant heat exchanger 63 is designed here, for example, as a cross-flow heat exchanger. The coolant heat exchanger 63 is cooled by means of the refrigerant flow E, which is designed as a coolant flow and is guided to the coolant heat exchanger 63 after flowing through the second cooling device 23. The refrigerant flow E can optionally be returned to the refrigeration machine 6 after flowing through the coolant heat exchanger 63.

2a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 2. 2a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 2 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 2a wird in Bezugnahme auf 1a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 2a is made with reference to 1a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 1a wird beim Verfahren in 2a das im Arbeitsmittelkreis C zirkulierende Arbeitsmittel nach dem Verfahrensschritt S5 zunächst zum Verfahrensschritt S24c geführt und anschließend zum Verfahrensschritt S63b, S21b. Der Kältemittelstrom E führt nach dem Verfahrensschritt S23b zum Verfahrensschritt S63a.Deviating from 1a is used in the process in 2a After process step S5, the working fluid circulating in the working fluid circuit C is first led to process step S24c and then to process steps S63b, S21b. The refrigerant flow E leads to process step S63a after process step S23b.

Folgende Verfahrensschritte werden also ergänzend ausgeführt:

  • S24c: Das Arbeitsmittel wird gekühlt und dabei mindestens ein Teil der im Arbeitsmittel aufweisenden Wärmeenergie ausgekoppelt. Die gestrichelte Linie stellt schematisch den Wärmefluss zum Verfahrensschritt S24a dar.
  • S63b: Das Arbeitsmittel wird gekühlt und kondensiert, wobei Wärmeenergie aus dem im Arbeitsmittelkreis C befindlichen Arbeitsmittel ausgekoppelt wird. Die gestrichelte Linie stellt schematisch den Wärmefluss zum S63a dar.
  • S63a: Wärmeenergie wird in den Kältemittelstrom E eingekoppelt.
The following procedural steps are therefore carried out in addition:
  • S24c: The working fluid is cooled, and at least a portion of the thermal energy contained in the working fluid is extracted. The dashed line schematically represents the heat flow to process step S24a.
  • S63b: The working fluid is cooled and condensed, whereby heat energy is extracted from the working fluid located in the working fluid circuit C. The dashed line schematically represents the heat flow to S63a.
  • S63a: Heat energy is coupled into the refrigerant flow E.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 102 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit direkter Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung des Kühlwasserstroms D im Arbeitsmittelkreis C. 3 shows a schematic representation of an arrangement 102 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with direct coupling to the working medium circuit C and with use of the cooling water flow D in the working medium circuit C.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 102 in 3 wird in Bezugnahme auf 1, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 102 according to the invention in 3 is made with reference to 1 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 1 wird bei der Anordnung in 3 der Kühlwasserstrom D stromab des zweiten Kühlapparats 22 zum Kühlmittelwärmetauscher 63 geführt, wobei der Kühlmittelwärmetauscher 63 mithilfe des Kühlwasserstroms D gekühlt wird. Wärmeenergie wird vom Arbeitsmittel auf das Kühlwasser übertragen.Deviating from 1 is arranged in 3 The cooling water flow D is led downstream of the second cooling device 22 to the coolant heat exchanger 63, wherein the coolant heat exchanger 63 is cooled by means of the cooling water flow D. Thermal energy is transferred from the working fluid to the cooling water.

3a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 3. 3a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 3 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 3a wird in Bezugnahme auf 1a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 3a is made with reference to 1a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 1a wird beim Verfahren in 3a der Kühlwasserstrom D nach dem Verfahrensschritt S22b zum Verfahrensschritt S63c geführt, bevor der Kühlwasserstrom D zum Verfahrensschritt S11 geführt wird. Außerdem findet im Arbeitsmittelkreis C der Verfahrensschritt S24c nach dem Verfahrensschritt S5 und anschließend die Verfahrensschritte S63b, S21b statt.Deviating from 1a is used in the process in 3a The cooling water flow D is led to process step S63c after process step S22b, before the cooling water flow D is led to process step S11. Furthermore, in the working fluid circuit C, process step S24c takes place after process step S5, followed by process steps S63b and S21b.

Folgende Verfahrensschritte werden also ergänzend ausgeführt:

  • S63b: Das Arbeitsmittel wird kondensiert, wobei Wärmeenergie aus dem im Arbeitsmittelkreis C befindlichen Arbeitsmittel ausgekoppelt wird. Die gestrichelte Linie stellt schematisch den Wärmefluss zum S63c dar.
  • S63c: Wärmeenergie wird in den Kühlwasserstrom D eingekoppelt.
The following procedural steps are therefore carried out in addition:
  • S63b: The working fluid is condensed, whereby heat energy is extracted from the working fluid located in the working fluid circuit C. The dashed line schematically represents the heat flow to S63c.
  • S63c: Thermal energy is coupled into the cooling water flow D.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 103 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit direkter Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung des Kältemittelstroms E sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine 6 im Arbeitsmittelkreis C. 4 shows a schematic representation of an arrangement 103 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with direct coupling to the working medium circuit C and with use of the refrigerant flow E as well as with use of the waste heat of the refrigeration machine 6 in the working medium circuit C.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 103 in 4 wird in Bezugnahme auf 1 und 2, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 103 according to the invention in 4 is made with reference to 1 and 2 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 1 wird bei der Anordnung in 4 in analogerweise wie in 2 der Kältemittelstrom E zum Kühlmittelwärmetauscher 63 geführt. Abwärme aus der Kältemaschine 6 wird mittels eines Kältemaschine-Wärmeflusses F zum Arbeitsmittel-Vorheizer 66 zum Einkoppeln von mindestens einem Teil der Wärmeenergie in das Arbeitsmittel geführt, welche Wärmeenergie aus der Kältemaschine 6 ausgekoppelt ist, wobei die Wärmeenergie zuvor aus dem Kältemittelstrom E in die Kältemaschine 6 eingekoppelt war. Der Kältemaschine-Wärmefluss F kann auch als Abwärme der Kältemaschine 6 verstanden werden.Deviating from 1 is arranged in 4 in analogy to 2 The refrigerant flow E is conducted to the coolant heat exchanger 63. Waste heat from the refrigeration machine 6 is conducted by means of a refrigeration machine heat flow F to the working fluid preheater 66 for coupling at least a portion of the thermal energy into the working fluid, which thermal energy is extracted from the refrigeration machine 6, wherein the thermal energy was previously coupled from the refrigerant flow E into the refrigeration machine 6. The refrigeration machine heat flow F can also be understood as waste heat from the refrigeration machine 6.

4a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 4. 4a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 4 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 4a wird in Bezugnahme auf 1a und 2a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 4a is made with reference to 1a and 2a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 2a findet beim Verfahren in 4a im Arbeitsmittelkreis C nach Verfahrensschritt S63b der Verfahrensschritt S66 statt. Bei dem Verfahrensschritt S66 wird mindestens ein Teil der aus der Kältemaschine ausgekoppelten Wärmeenergie als Kältemaschine-Wärmefluss F in den Arbeitsmittelkreis C eingekoppelt.Deviating from 2a takes place in the procedure in 4a In the working fluid circuit C, after process step S63b, process step S66 takes place. In process step S66, at least a portion of the heat energy extracted from the refrigeration machine is coupled into the working fluid circuit C as refrigeration machine heat flow F.

5 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 104 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit direkter Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung des Kühlwasserstroms D sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine 6 im Arbeitsmittelkreis C. 5 shows a schematic representation of an arrangement 104 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with direct coupling to the working medium circuit C and with use of the cooling water flow D as well as with use of the waste heat of the refrigeration machine 6 in the working medium circuit C.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 104 in 5 wird in Bezugnahme auf 1 und 3, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 104 according to the invention in 5 is made with reference to 1 and 3 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 1 wird bei der Anordnung in 5 der Kühlwasserstrom D analogerweise wie in 3 zum Kühlmittelwärmetauscher 63 geführt. Abwärme aus der Kältemaschine 6 wird mittels eines Kältemaschine-Wärmeflusses F zum Arbeitsmittel-Vorheizer 66 zum Einkoppeln von mindestens einem Teil der Wärmeenergie in das Arbeitsmittel geführt, welche Wärmeenergie aus der Kältemaschine 6 ausgekoppelt ist, wobei die Wärmeenergie zuvor aus dem Kältemittelstrom E in die Kältemaschine 6 eingekoppelt war.Deviating from 1 is arranged in 5 the cooling water flow D analogously as in 3 to the coolant heat exchanger 63. Waste heat from the refrigeration machine 6 is conveyed by means of a refrigeration machine heat flow F to the working medium preheater 66 for coupling at least a portion of the thermal energy into the working medium, which thermal energy is extracted from the refrigeration machine 6, wherein the thermal energy was previously coupled into the refrigeration machine 6 from the refrigerant flow E.

5a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 5. 5a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 5 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 5a wird in Bezugnahme auf 1a und 3a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 5a is made with reference to 1a and 3a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 3a findet beim Verfahren in 5a im Arbeitsmittelkreis C nach Verfahrensschritt S63b der Verfahrensschritt S66 statt. Bei dem Verfahrensschritt S66 wird mindestens ein Teil der aus der Kältemaschine ausgekoppelten Wärmeenergie als Kältemaschine-Wärmefluss F in den Arbeitsmittelkreis C eingekoppelt.Deviating from 3a takes place in the procedure in 5a In the working fluid circuit C, after process step S63b, process step S66 takes place. In process step S66, at least a portion of the heat energy extracted from the refrigeration machine is coupled into the working fluid circuit C as refrigeration machine heat flow F.

6 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 105 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C. Das Bezugszeichen B kennzeichnet allgemein den Zwischenmittelkreis und kann das Zwischenmittel sowohl im gasförmigen als auch im flüssigen Zustand umfassen. Analog ist dies auch der Fall für das Bezugszeichen C, welches allgemein den Arbeitsmittelkreis kennzeichnet und kann das Arbeitsmittel sowohl im gasförmigen als auch im flüssigen Zustand umfassen. 6 shows a schematic representation of an arrangement 105 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1, comprising an intermediate circuit B for coupling to the working fluid circuit C. The reference symbol B generally designates the intermediate circuit and can comprise the intermediate fluid in both the gaseous and liquid states. This is also the case for the reference symbol C, which generally designates the working fluid circuit and can comprise the working fluid in both the gaseous and liquid states.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 105 in 6 wird in Bezugnahme auf 1, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 105 according to the invention in 6 is made with reference to 1 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 1 umfasst die Anordnung 105 in 6 einen Zwischenmittelkreis B, in welchem beispielhaft Wasser als ein Zwischenmittel zum Transportieren von Wärmeenergie zirkuliert. Eine Zwischenmittelpumpe 71 wälzt das Zwischenmittel im Kreis um, wobei die dafür benötigte elektrische Energie aus dem Generator 51 stammt und eine nicht-dargestellte elektrische Leitung den Generator 51 mit der Zwischenmittelpumpe 71 zur Stromversorgung verbindet. Im ersten Kühlapparat 21 wird mindestens ein Teil der im Prozessgasstrom A vorhandenen Wärmeenergie auf den Zwischenmittelkreis B übertragen. Aus einem Zwischenmittelauslass 21iv des Prozessgaskondensators 2 wird mithilfe einer ersten Zwischenmittelleitung B1 das Zwischenmittel ausgeleitet und zu einem Zwischenmitteleinlass 9i des Arbeitsmittelverdampfers 9 geführt. Der Arbeitsmittelverdampfer 9 wird sowohl vom Zwischenmittel als auch vom Arbeitsmittel durchströmt. Im Arbeitsmittelverdampfer 9 wird mindestens ein Teil der im Zwischenmittel vorhandenen Wärmeenergie zur Verdampfung des Arbeitsmittels in den Arbeitsmittelkreis C eingekoppelt. Die aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelte Wärmeenergie ist also mithilfe des Zwischenmittels zum Arbeitsmittelverdampfer 9 transportierbar. Nach Durchströmen des Arbeitsmittelverdampfers 9 wird das Zwischenmittel mithilfe einer zweiten Zwischenmittelleitung B2 aus einem Zwischenmittelauslass 9ii des Arbeitsmittelverdampfers 9 ausgeleitet. Das Zwischenmittel wird nach dem Ausleiten aus dem Arbeitsmittelverdampfer 9 mittels der zweiten Zwischenmittelleitung B2 zu einem Zwischenmitteleinlass 24iii der Prozessgasheizvorrichtung 24 geführt. In der Prozessgasheizvorrichtung 24 wird mindestens ein Teil der im Zwischenmittel vorhandenen Wärmeenergie auf den Prozessgasstrom A übertragen. Nach Durchströmen der Prozessgasheizvorrichtung 24 wird das Zwischenmittel über einen Zwischenmittelauslass 24iv aus der Prozessgasheizvorrichtung 24 ausgeleitet. Mithilfe einer dritten Zwischenmittelleitung B3 wird das im Zwischenmittelkreis B zirkulierende Zwischenmittel zurück zu einem Zwischenmitteleinlass 21iii des Prozessgaskondensators 2 geführt.Deviating from 1 includes the order 105 in 6 an intermediate medium circuit B, in which, for example, water circulates as an intermediate medium for transporting thermal energy. An intermediate medium pump 71 circulates the intermediate medium in the circuit, whereby the electrical energy required for this comes from the generator 51 and an electrical line (not shown) connects the generator 51 to the intermediate medium pump 71 for the power supply. In the first cooling device 21, at least a portion of the thermal energy present in the process gas stream A is transferred to the intermediate medium circuit B. From an intermediate medium outlet 21iv of the process gas condenser 2, the intermediate medium is discharged by means of a first intermediate medium line B1 and guided to an intermediate medium inlet 9i of the working medium evaporator 9. The working medium evaporator 9 is both by both the intermediate medium and the working medium. In the working medium evaporator 9, at least a portion of the thermal energy present in the intermediate medium is coupled into the working medium circuit C for evaporating the working medium. The thermal energy coupled out of the process gas stream A can therefore be transported to the working medium evaporator 9 with the aid of the intermediate medium. After flowing through the working medium evaporator 9, the intermediate medium is discharged from an intermediate medium outlet 9ii of the working medium evaporator 9 with the aid of a second intermediate medium line B2. After being discharged from the working medium evaporator 9, the intermediate medium is guided by means of the second intermediate medium line B2 to an intermediate medium inlet 24iii of the process gas heating device 24. In the process gas heating device 24, at least a portion of the thermal energy present in the intermediate medium is transferred to the process gas stream A. After flowing through the process gas heating device 24, the intermediate medium is discharged from the process gas heating device 24 via an intermediate medium outlet 24iv. By means of a third intermediate medium line B3, the intermediate medium circulating in the intermediate medium circuit B is led back to an intermediate medium inlet 21iii of the process gas condenser 2.

Der Arbeitsmittelkreis C umfasst den Arbeitsmittelverdampfer 9 zur Verdampfung des Arbeitsmittels, die Wärmekraftmaschine 5 zur Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie und einen als Arbeitsmittelkondensator ausgebildeter Luftwärmetauscher 8. Das Umwälzen des Arbeitsmittels im Kreis wird analog zu 1 mithilfe der Arbeitsmittelpumpe 7 realisiert. Das Arbeitsmittel wird also zu einem Arbeitsmitteleinlass 9iii des Arbeitsmittelverdampfers 9 geführt. Im Arbeitsmittelverdampfer 9 wird Wärmeenergie aus dem Zwischenmittel in das Arbeitsmittel eingekoppelt. Das Arbeitsmittel wird dabei verdampft und anschließend aus dem Arbeitsmittelauslass 9iv des Arbeitsmittelverdampfers 9 ausgeleitet und zur Einlass 5i der Wärmekraftmaschine geführt. Nachdem das Arbeitsmittel in der Wärmekraftmaschine entspannt wurde, wird es zum Auslass 5ii der Wärmekraftmaschine geführt und zum Luftwärmetauscher 8 geführt, in welchem aus dem Arbeitsmittel Wärmeenergie ausgekoppelt und an einen Luftstrom übertragen wird. Dabei kondensiert sich das Arbeitsmittel. Nachdem das Arbeitsmittel kondensiert ist, wird das Arbeitsmittel zurück zum Arbeitsmitteleinlass 9iii des Arbeitsmittelverdampfers 9 geführt.The working fluid circuit C comprises the working fluid evaporator 9 for evaporating the working fluid, the heat engine 5 for converting thermal energy into mechanical energy and an air heat exchanger 8 designed as a working fluid condenser. The circulation of the working fluid in the circuit is analogous to 1 realized with the help of the working fluid pump 7. The working fluid is thus fed to a working fluid inlet 9iii of the working fluid evaporator 9. In the working fluid evaporator 9, thermal energy from the intermediate fluid is coupled into the working fluid. The working fluid is evaporated and then discharged from the working fluid outlet 9iv of the working fluid evaporator 9 and fed to the inlet 5i of the heat engine. After the working fluid has been expanded in the heat engine, it is fed to the outlet 5ii of the heat engine and to the air heat exchanger 8, in which thermal energy is extracted from the working fluid and transferred to an air stream. The working fluid condenses in the process. After the working fluid has condensed, the working fluid is fed back to the working fluid inlet 9iii of the working fluid evaporator 9.

6a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 6. 6a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 6 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 6a wird in Bezugnahme auf 1a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 6a is made with reference to 1a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 1a weist das Verfahren in 6a einen Zwischenmittelkreis B auf.Deviating from 1a indicates the procedure in 6a an intermediate center circle B.

Bezogen auf den Zwischenmittelkreis B werden folgende Verfahrensschritte durchgeführt:

  • S21c: Mindestens ein Teil der aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelte Wärmeenergie wird direkt in den Zwischenmittelkreis B eingekoppelt. Die gestrichelte Linie zwischen S21a und S21c stellt den Wärmefluss zwischen beiden Verfahrensschritten dar.
  • S9a: Wärmeenergie wird zur Verdampfung des Arbeitsmittels aus dem Zwischenmittelkreis B ausgekoppelt. Die gestrichelte Linie zwischen S9a und S9b stellt den Wärmefluss zwischen beiden Verfahrensschritten dar.
  • S24d: Wärmeenergie wird zum Aufheizen des Prozessgasstroms A aus dem Zwischenmittelkreis B ausgekoppelt. Die gestrichelte Linie zwischen S24d und S24a stellt den Wärmefluss zwischen beiden Verfahrensschritten dar.
The following process steps are carried out with regard to the intermediate center circle B:
  • S21c: At least a portion of the heat energy extracted from the process gas stream A is directly coupled into the intermediate circuit B. The dashed line between S21a and S21c represents the heat flow between the two process steps.
  • S9a: Thermal energy is extracted from the intermediate circuit B to evaporate the working fluid. The dashed line between S9a and S9b represents the heat flow between the two process steps.
  • S24d: Thermal energy is extracted from the intermediate circuit B to heat the process gas stream A. The dashed line between S24d and S24a represents the heat flow between the two process steps.

Bezogen auf den Arbeitsmittelkreis C werden folgende Verfahrensschritte durchgeführt:

  • S9b: Wärmeenergie wird zur Verdampfung des Arbeitsmittels in den Arbeitsmittelkreis C eingekoppelt und das Arbeitsmittel verdampft.
With regard to the working medium circuit C, the following process steps are carried out:
  • S9b: Heat energy is coupled into the working fluid circuit C to evaporate the working fluid and the working fluid evaporates.

Verdampftes Arbeitsmittel wird anschließend zur Wärmekraftmaschine 5 geführt.

  • S5: In der Wärmekraftmaschine 5 wird mindestens ein Teil der im Arbeitsmittel aufweisenden Wärmeenergie in mechanische Energie umgewandelt. Das Arbeitsmittel wird dabei entspannt.
  • S8: Wärmeenergie wird aus dem Arbeitsmittel ausgekoppelt und in eine Umgebung abgeführt.
Evaporated working fluid is then fed to heat engine 5.
  • S5: In heat engine 5, at least a portion of the thermal energy contained in the working fluid is converted into mechanical energy. The working fluid is thereby expanded.
  • S8: Heat energy is extracted from the working fluid and dissipated into the environment.

7 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 106 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung des Kühlwasserstroms D im Zwischenmittelkreis B. 7 shows a schematic representation of an arrangement 106 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for coupling with the working medium circuit C and with use of the cooling water flow D in the intermediate circuit B.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 106 in 7 wird in Bezugnahme auf 6, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 106 according to the invention in 7 is made with reference to 6 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 6 wird bei der Anordnung in 7 der Kühlwasserstrom D stromab des zweiten Kühlapparats 22 zum Kühlmittelwärmetauscher 63 geführt, wobei der Kühlmittelwärmetauscher 63 mithilfe des Kühlwasserstroms D gekühlt wird. Mindestens ein Teil der Wärmeenergie wird vom Zwischenmittel auf das Kühlwasser übertragen. In dem Kühlmittelwärmetauscher 63 wird das Zwischenmittel gekühlt und Wärmeenergie aus dem Zwischenmittelkreis B ausgekoppelt. Das Kühlwasser wird nach Durchströmen des Kühlmittelwärmetauschers 63 in eine Umgebung abgeführt.Deviating from 6 is arranged in 7 the cooling water flow D downstream of the second cooling device 22 to the coolant heat exchanger 63, wherein the coolant heat exchanger 63 is cooled by means of the cooling water flow D. At least a portion of the thermal energy is transferred from the intermediate medium to the cooling water. In the coolant heat exchanger 63, the intermediate medium is cooled, and thermal energy is extracted from the intermediate medium circuit B. After flowing through the coolant heat exchanger 63, the cooling water is discharged into the environment.

7a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 7. 7a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 7 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 7a wird in Bezugnahme auf 6a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 7a is made with reference to 6a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 6a findet beim Verfahren in 7a der Verfahrensschritt S63e nach dem Verfahrensschritt S24c statt.Deviating from 6a takes place in the procedure in 7a Method step S63e takes place after method step S24c.

Im Verfahrensschritt S63e wird das Zwischenmittel gekühlt, wobei Wärmeenergie aus dem im Zwischenmittelkreis B befindlichen Zwischenmittel ausgekoppelt wird. Die gestrichelte Linie stellt schematisch den Wärmefluss zum S63c dar.In process step S63e, the intermediate medium is cooled, whereby heat energy is extracted from the intermediate medium located in the intermediate medium circuit B. The dashed line schematically represents the heat flow to S63c.

8 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 107 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung des Kühlwasserstroms D sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine 6 im Zwischenmittelkreis B. 8 shows a schematic representation of an arrangement 107 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for coupling with the working medium circuit C and with use of the cooling water flow D as well as with use of the waste heat of the refrigeration machine 6 in the intermediate circuit B.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 107 in 8 wird in Bezugnahme auf 7, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 107 according to the invention in 8 is made with reference to 7 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Bei der Anordnung in 8 wird der Kältemittelstrom E mithilfe der Kältemaschine 6 gekühlt, wobei ein Teil der Wärmeenergie aus dem Kältemittelstrom E ausgekoppelt und in die Kältemaschine 6 eingekoppelt wird. Mindestens ein Teil der Abwärme der Kältemaschine 6 kann also die aus dem Kältemittelstrom E ausgekoppelte Wärmeenergie umfassen.When arranging in 8 the refrigerant flow E is cooled by means of the refrigeration machine 6, whereby a portion of the thermal energy is extracted from the refrigerant flow E and fed into the refrigeration machine 6. At least a portion of the waste heat of the refrigeration machine 6 can therefore comprise the thermal energy extracted from the refrigerant flow E.

Abweichend zu 7 wird bei der Anordnung in 8 die Abwärme der Kältemaschine 6 zu einem Zwischenmittel-Vorheizer 64 geführt, in welchem Wärmeenergie aus dem Kältemittelstrom E in den Zwischenmittelkreis B einkoppelbar ist. Mindestens ein Teil der Abwärme der Kältemaschine 6 lässt sich also nutzbar wiederverwerten, indem der Zwischenmittelstrom B damit vorgeheizt wird, bevor er zum ersten Kühlapparat 21 geführt wird.Deviating from 7 is arranged in 8 the waste heat of the refrigeration machine 6 is led to an intermediate medium preheater 64, in which thermal energy from the refrigerant flow E can be coupled into the intermediate medium circuit B. At least part of the waste heat of the refrigeration machine 6 can therefore be used to recycle it by preheating the intermediate medium flow B before it is led to the first cooling device 21.

8a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 8. 8a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 8 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 8a wird in Bezugnahme auf 7a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 8a is made with reference to 7a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 7a findet beim Verfahren in 8a nach dem Verfahrensschritt S63e den Verfahrensschritt S64 statt. Die gestrichelte Linie zwischen den Verfahrensschritten S6 und S64 kennzeichnet den Wärmefluss, welcher als Abwärme der Kältemaschine 6 dem Verfahrensschritt S64 zugefügt wird. Im Verfahrensschritt S64 wird Wärmeenergie in den Zwischenmittelkreis B eingekoppelt.Deviating from 7a takes place in the procedure in 8a After process step S63e, process step S64 takes place. The dashed line between process steps S6 and S64 indicates the heat flow that is added to process step S64 as waste heat from the refrigeration machine 6. In process step S64, thermal energy is coupled into the intermediate circuit B.

9 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 108 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung des Kältemittelstroms E im Zwischenmittelkreis B. 9 shows a schematic representation of an arrangement 108 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for coupling with the working medium circuit C and with use of the refrigerant flow E in the intermediate circuit B.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 108 in 9 wird in Bezugnahme auf 6, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 108 according to the invention in 9 is made with reference to 6 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 6 wird bei der Anordnung in 9 der Kältemittelstrom E stromab des zweiten Kühlapparats 22 zum Kühlmittelwärmetauscher 63 geführt, wobei der Kühlmittelwärmetauscher 63 mithilfe des Kältemittelstroms E gekühlt wird. Mindestens ein Teil der Wärmeenergie wird vom Zwischenmittel auf das Kältemittel übertragen. In dem Kühlmittelwärmetauscher 63 wird das Zwischenmittel gekühlt und Wärmeenergie aus dem Zwischenmittelkreis B ausgekoppelt. Das Kältemittel kann nach Durchströmen des Kühlmittelwärmetauschers 63 optional zurück zur Kältemaschine 6 geführt werden.Deviating from 6 is arranged in 9 The refrigerant flow E is conducted downstream of the second cooling device 22 to the coolant heat exchanger 63, wherein the coolant heat exchanger 63 is cooled by means of the refrigerant flow E. At least part of the thermal energy is transferred from the intermediate medium to the refrigerant. In the coolant heat exchanger 63, the intermediate medium is cooled, and thermal energy is extracted from the intermediate medium circuit B. After flowing through the coolant heat exchanger 63, the refrigerant can optionally be conducted back to the refrigeration machine 6.

9a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 9. 9a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 9 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 9a wird in Bezugnahme auf 6a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 9a is made with reference to 6a , unless otherwise indicated, analogue Please refer in full to the above description.

Abweichend zu 6a findet beim Verfahren in 9a der Verfahrensschritt S63e nach dem Verfahrensschritt S24d statt.Deviating from 6a takes place in the procedure in 9a Method step S63e takes place after method step S24d.

Im Verfahrensschritt S63e wird das Zwischenmittel gekühlt, wobei Wärmeenergie aus dem im Zwischenmittelkreis B befindlichen Zwischenmittel ausgekoppelt wird. Die gestrichelte Linie stellt schematisch den Wärmefluss zum S63a dar.In process step S63e, the intermediate medium is cooled, whereby heat energy is extracted from the intermediate medium located in the intermediate medium circuit B. The dashed line schematically represents the heat flow to S63a.

Im Verfahrensschritt S63a wird Wärmeenergie in den Kältemittelstrom E eingekoppelt.In process step S63a, thermal energy is coupled into the refrigerant flow E.

10 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 109 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung des Kältemittelstroms E sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine 6 im Zwischenmittelkreis B. 10 shows a schematic representation of an arrangement 109 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for coupling with the working medium circuit C and with use of the refrigerant flow E as well as with use of the waste heat of the refrigeration machine 6 in the intermediate circuit B.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 109 in 10 wird in Bezugnahme auf 9, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 109 according to the invention in 10 is made with reference to 9 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 9 wird bei der Anordnung in 10 mindestens ein Teil der Abwärme der Kältemaschine 6 zum Zwischenmittel-Vorheizer 64 geführt und in den Zwischenmittelkreis B eingekoppelt. Analog zur vorstehenden Ausführung zur 8 lässt sich also mindestens ein Teil der Abwärme der Kältemaschine 6 nutzbar wiederverwerten, indem der Zwischenmittelstrom B mit der Abwärme der Kältemaschine 6 vorgeheizt wird, bevor er zum ersten Kühlapparat 21 geführt wird.Deviating from 9 is arranged in 10 At least part of the waste heat of the refrigeration machine 6 is led to the intermediate medium preheater 64 and coupled into the intermediate medium circuit B. Analogous to the above embodiment for 8 Thus, at least part of the waste heat from the refrigeration machine 6 can be reused by preheating the intermediate medium flow B with the waste heat from the refrigeration machine 6 before it is fed to the first cooling device 21.

10a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 10. 10a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 10 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 10a wird in Bezugnahme auf 9a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 10a is made with reference to 9a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 9a findet beim Verfahren in 10a nach dem Verfahrensschritt S63e den Verfahrensschritt S64 statt. Die gestrichelte Linie zwischen den Verfahrensschritten S6 und S64 kennzeichnet den Wärmefluss, welcher als Abwärme der Kältemaschine 6 dem Verfahrensschritt S64 zugefügt wird. Im Verfahrensschritt S64 wird mindestens ein Teil der aus der Kältemaschine 6 ausgekoppelten Wärmeenergie wird als Kältemaschine-Wärmefluss F in den Zwischenmittelkreis B eingekoppeltDeviating from 9a takes place in the procedure in 10a After process step S63e, process step S64 takes place. The dashed line between process steps S6 and S64 indicates the heat flow that is added to process step S64 as waste heat from the refrigeration machine 6. In process step S64, at least a portion of the heat energy extracted from the refrigeration machine 6 is coupled into the intermediate circuit B as refrigeration machine heat flow F.

11 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 110 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine 6 im Arbeitsmittelkreis C. 11 shows a schematic representation of an arrangement 110 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for coupling to the working medium circuit C and with use of the waste heat of the refrigeration machine 6 in the working medium circuit C.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 110 in 11 wird in Bezugnahme auf 6, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 110 according to the invention in 11 is made with reference to 6 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 6 ist bei der Anordnung in 11 stromab des als Arbeitsmittelkondensators ausgebildeten Luftwärmetauschers 8 der Arbeitsmittel-Vorheizer 66 angeordnet. Die Funktionsweise des Arbeitsmittel-Vorheizers 66 kann in der vorstehenden Beschreibung entnommen werden. Mithilfe des Arbeitsmittel-Vorheizers 66 kann das Arbeitsmittel vorgeheizt werden, bevor das Arbeitsmittel dem Arbeitsmittelverdampfer 9 zugeführt wird. Abwärme der Kältemaschine 6 wird über den Kältemaschine-Wärmefluss F als Wärmeenergie in das Arbeitsmittel eingekoppelt.Deviating from 6 is in the arrangement in 11 The working fluid preheater 66 is arranged downstream of the air heat exchanger 8, which is designed as a working fluid condenser. The operation of the working fluid preheater 66 can be seen in the above description. With the help of the working fluid preheater 66, the working fluid can be preheated before it is fed to the working fluid evaporator 9. Waste heat from the refrigeration machine 6 is coupled into the working fluid as thermal energy via the refrigeration machine heat flow F.

11a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 11. 11a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 11 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 11a wird in Bezugnahme auf 6a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 11a is made with reference to 6a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 6a wird beim Verfahren in 11a nach dem Verfahrensschritt S8 den Verfahrensschritt S66 ausgeführt:

  • S66: Mindestens ein Teil der aus der Kältemaschine 6 ausgekoppelten Wärmeenergie wird als Kältemaschine-Wärmefluss F in den Arbeitsmittelkreis C eingekoppelt.
Deviating from 6a is used in the process in 11a after process step S8, process step S66 is carried out:
  • S66: At least part of the heat energy extracted from the refrigeration machine 6 is coupled into the working fluid circuit C as refrigeration machine heat flow F.

12 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 111 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung des Kältemittelstroms E im Arbeitsmittelkreis C. 12 shows a schematic representation of an arrangement 111 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for coupling with the working medium circuit C and with use of the refrigerant flow E in the working medium circuit C.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 111 in 12 wird in Bezugnahme auf 6, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 111 according to the invention in 12 is made with reference to 6 , unless otherwise indicated, ana Logically, reference is made to the above description in full.

Abweichend zu 6 ist bei der Anordnung in 12 dem Arbeitsmittelkreis C stromab der Wärmekraftmaschine 5 ein Arbeitsmittelkühler 81 zum Abkühlen des Arbeitsmittels zugeordnet. Ein Kühlmittelwärmetauscher 63 ist als Arbeitsmittelkondensator ferner stromab des Arbeitsmittelkühlers 81 angeordnet. Der Kondensationsvorgang des Arbeitsmittels kann also mit dieser Anordnung in zwei getrennten Schritten aufgeteilt werden. In einem ersten Schritt kann zunächst die Temperatur des Arbeitsmittels mithilfe des Arbeitsmittelkühlers 81 gesenkt werden, wobei mindestens ein Teil der Wärmeenergie an eine Umgebung abgegeben werden kann. In einem weiteren anschließenden Schritt kann das Arbeitsmittel dann mithilfe des Kühlmittelwärmetauschers 63 kondensiert und verflüssigt werden. Das Arbeitsmittel kann danach in einem größtenteils flüssigen Zustand zum Arbeitsmitteleinlass 9iii des Arbeitsmittelverdampfers 9 geführt werden. Vorteilhaft lässt sich die vorliegende Anordnung außerdem den Kältemittelstrom E zusätzlich nutzen, um Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittelkreis C auszukoppeln. Optional kann der Kältemittelstrom E stromab des Kühlmittelwärmetauschers 63 zurück zur Kältemaschine 6 geführt werden.Deviating from 6 is in the arrangement in 12 A working fluid cooler 81 for cooling the working fluid is assigned to the working fluid circuit C downstream of the heat engine 5. A coolant heat exchanger 63, as a working fluid condenser, is further arranged downstream of the working fluid cooler 81. The condensation process of the working fluid can thus be divided into two separate steps with this arrangement. In a first step, the temperature of the working fluid can be lowered using the working fluid cooler 81, whereby at least part of the thermal energy can be released to the environment. In a further subsequent step, the working fluid can then be condensed and liquefied using the coolant heat exchanger 63. The working fluid can then be fed in a largely liquid state to the working fluid inlet 9iii of the working fluid evaporator 9. Advantageously, the present arrangement also allows the refrigerant flow E to be additionally used to extract thermal energy from the working fluid circuit C. Optionally, the refrigerant flow E can be fed back to the refrigeration engine 6 downstream of the coolant heat exchanger 63.

12a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 12. 12a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 12 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 12a wird in Bezugnahme auf 6a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 12a is made with reference to 6a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 6a wird beim Verfahren in 12a nach dem Verfahrensschritt S5 der Verfahrensschritt S81 durchgeführt. Nach dem Verfahrensschritt S9b findet der Verfahrensschritt S5 statt. Folgende Verfahrensschritte werden also in Bezug auf den Arbeitsmittelkreis C durchgeführt:

  • S81: Wärmeenergie wird dem Arbeitsmittel entzogen. Die Temperatur des Arbeitsmittels wird gesenkt.
  • S63b: Das Arbeitsmittel wird gekühlt und kondensiert, wobei Wärmeenergie aus dem im Arbeitsmittelkreis C befindlichen Arbeitsmittel ausgekoppelt wird. Die gestrichelte Linie stellt schematisch den Wärmefluss zum S63a dar.
  • S9b: Wärmeenergie wird zur Verdampfung des Arbeitsmittels in den Arbeitsmittelkreis C eingekoppelt und das Arbeitsmittel verdampft.
Deviating from 6a is used in the process in 12a After process step S5, process step S81 is performed. After process step S9b, process step S5 takes place. The following process steps are therefore performed with respect to working fluid circuit C:
  • S81: Heat energy is removed from the working fluid. The temperature of the working fluid is reduced.
  • S63b: The working fluid is cooled and condensed, whereby heat energy is extracted from the working fluid located in the working fluid circuit C. The dashed line schematically represents the heat flow to S63a.
  • S9b: Heat energy is coupled into the working fluid circuit C to evaporate the working fluid and the working fluid evaporates.

Folgende Verfahrensschritte werden in Bezug auf den Kältemittelstrom E durchgeführt:

  • Abweichend zu 6a findet nach dem Verfahrensschritt S23b der Verfahrensschritt S63a statt. Nach dem Verfahrensschritt S63a wird der Kältemittelstrom E beispielhaft zurück zum Verfahrensschritt S6 geführt.
  • S63a: Wärmeenergie wird in den Kältemittelstrom E eingekoppelt.
The following process steps are carried out with respect to the refrigerant flow E:
  • Deviating from 6a After process step S23b, process step S63a takes place. After process step S63a, the refrigerant stream E is, for example, returned to process step S6.
  • S63a: Heat energy is coupled into the refrigerant flow E.

13 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 112 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung des Kühlwasserstroms D im Arbeitsmittelkreis C. 13 shows a schematic representation of an arrangement 112 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for coupling to the working medium circuit C and with use of the cooling water flow D in the working medium circuit C.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 112 in 13 wird in Bezugnahme auf 12, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 112 according to the invention in 13 is made with reference to 12 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 12 wird bei der Anordnung in 13 der als Arbeitsmittelkondensator ausgebildete Kühlmittelwärmetauscher 63 mit dem Kühlwasserstrom D gekühlt. Der Kühlwasserstrom D kann beispielhaft aus einer Umgebung stammen, beispielsweise aus einer Kühlwasserquelle und durchströmt zunächst den zweiten Kühlapparat 22 zum Aufnehmen von Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom A. Die vorliegende Anordnung lässt den Kühlwasserstrom D vorteilhaft nutzen, um noch mehr Wärmeenergie zusätzlich zu dem Teil aus dem Prozessgasstrom A aufzunehmen. Insbesondere kann eine nutzbare Restwärmekapazität des Kühlwasserstroms D zum Kondensieren des Arbeitsmittels weiter genutzt werden.Deviating from 12 is arranged in 13 the coolant heat exchanger 63 designed as a working medium condenser is cooled with the cooling water flow D. The cooling water flow D can, for example, originate from an environment, for example from a cooling water source, and first flows through the second cooling apparatus 22 to absorb thermal energy from the process gas flow A. The present arrangement allows the cooling water flow D to be advantageously used to absorb even more thermal energy in addition to the part from the process gas flow A. In particular, a usable residual heat capacity of the cooling water flow D can be further utilized to condense the working medium.

Die nutzbare Restwärmekapazität des Kühlwasserstroms D kann also dahingehend als ein Aufnahmevermögen von Wärmeenergie verstanden werden, welches nach einer bereits erfolgten Wärmeenergieaufnahme, in diesem Beispiel nach Durchströmen des zweiten Kühlapparats 22, noch zur Verfügung steht. Technisch kann eine gewisse nutzbare Restwärmekapazität des Kühlwasserstroms D gegeben sein, wenn ein Kondensieren des Arbeitsmittels im Kühlmittelwärmetauscher 63 mithilfe des Kühlwasserstroms D realisierbar ist.The usable residual heat capacity of the cooling water flow D can therefore be understood as the thermal energy absorption capacity that is still available after thermal energy has already been absorbed, in this example after flowing through the second cooling device 22. Technically, a certain usable residual heat capacity of the cooling water flow D can be achieved if condensation of the working fluid in the coolant heat exchanger 63 can be realized with the aid of the cooling water flow D.

Das Konzept der nutzbaren Restwärmekapazität lässt sich allgemein auch auf einen Kühlmittelstrom anwenden, also sowohl für den Kühlwasserstrom D als auch für den Kältemittelstrom E. Technisch kann also in diesem Sinne eine nutzbare Restwärmekapazität eines Kühlmittelstroms ganz allgemein gegeben sein, wenn eine Kühlwirkung mithilfe des Kühlmittelstroms erzielbar ist.The concept of usable residual heat capacity can generally also be applied to a coolant flow, i.e. both to the cooling water flow D and to the refrigerant flow E. Technically, in this sense, a usable residual heat capacity of a coolant flow can generally be given if a cooling effect can be achieved with the help of the coolant flow.

13a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 13. 13a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 13 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 13a wird in Bezugnahme auf 12a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 13a is made with reference to 12a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 12a findet beim Verfahren in 13a der Wärmefluss zwischen Verfahrensschritt S63b und Verfahrensschritt S63c statt. Der aus dem Verfahrensschritt S63b ergebende Wärmefluss wird also in den Verfahrensschritt S63c eingekoppelt.Deviating from 12a takes place in the procedure in 13a The heat flow takes place between process step S63b and process step S63c. The heat flow resulting from process step S63b is thus coupled into process step S63c.

Beim Verfahrensschritt S63c wird Wärmeenergie in den Kühlwasserstrom D eingekoppelt.In process step S63c, thermal energy is coupled into the cooling water stream D.

Nach Verfahrensschritt S63c findet der Verfahrensschritt S11 statt, wobei der Kühlwasserstrom D in eine Umgebung abgeführt wird.After process step S63c, process step S11 takes place, wherein the cooling water flow D is discharged into an environment.

14 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 113 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung des Kühlwasserstroms D sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine 6 im Arbeitsmittelkreis C. 14 shows a schematic representation of an arrangement 113 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for coupling with the working medium circuit C and with use of the cooling water flow D as well as with use of the waste heat of the refrigeration machine 6 in the working medium circuit C.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 113 in 14 wird in Bezugnahme auf 13, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 113 according to the invention in 14 is made with reference to 13 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 13 ist bei der Anordnung in 14 in Bezug auf den Arbeitsmittelkreis C stromab des Kühlmittelwärmetauschers 63 der Arbeitsmittel-Vorheizer 66 angeordnet. Abwärme aus der Kältemaschine 6 wird mittels des Kältemaschine-Wärmeflusses F zum Arbeitsmittel-Vorheizer 66 zum Einkoppeln von mindestens einem Teil der Wärmeenergie in das Arbeitsmittel geführt, welche Wärmeenergie aus der Kältemaschine 6 ausgekoppelt ist, wobei die Wärmeenergie zuvor aus dem Kältemittelstrom E in die Kältemaschine 6 eingekoppelt war.Deviating from 13 is in the arrangement in 14 With respect to the working fluid circuit C, the working fluid preheater 66 is arranged downstream of the coolant heat exchanger 63. Waste heat from the refrigeration machine 6 is conducted by means of the refrigeration machine heat flow F to the working fluid preheater 66 for coupling at least a portion of the thermal energy into the working fluid, which thermal energy is extracted from the refrigeration machine 6, wherein the thermal energy was previously coupled into the refrigeration machine 6 from the refrigerant flow E.

14a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 14. 14a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 14 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 14a wird in Bezugnahme auf 13a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 14a is made with reference to 13a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 13a findet beim Verfahren in 14a bezüglich des Arbeitsmittelkreises C der Verfahrensschritt S66 stromab des Verfahrensschrittes S63b statt.Deviating from 13a takes place in the procedure in 14a With regard to the working fluid circuit C, process step S66 takes place downstream of process step S63b.

Bei dem Verfahrensschritt S66 wird mindestens ein Teil der aus der Kältemaschine 6 ausgekoppelten Wärmeenergie als Kältemaschine-Wärmefluss F dargestellt in den Arbeitsmittelkreis C eingekoppelt.In method step S66, at least a portion of the heat energy extracted from the refrigeration machine 6 is coupled into the working fluid circuit C, represented as refrigeration machine heat flow F.

15 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 114 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung des Kältemittelstroms E sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine 6 im Arbeitsmittelkreis C. 15 shows a schematic representation of an arrangement 114 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for coupling with the working medium circuit C and with use of the refrigerant flow E as well as with use of the waste heat of the refrigeration machine 6 in the working medium circuit C.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 114 in 15 wird in Bezugnahme auf 14, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 114 according to the invention in 15 is made with reference to 14 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 14 wird bei der Anordnung in 15 der als Arbeitsmittelkondensator ausgebildete Kühlmittelwärmetauscher 63 mit dem Kältemittelstrom E gekühlt. Der Kältemittelstrom E wird in der Kältemaschine 6 stromab des dritten Kühlapparats 23 gekühlt. Nach Durchströmen des dritten Kühlapparats 23 wird der Kältemittelstrom E zum Kühlmittelwärmetauscher 63 geführt. Stromab des Kühlmittelwärmetauschers 63 lässt sich der Kältemittelstrom E optional zurück zur Kältemaschine geführt werden. Die vorliegende Anordnung lässt also den Kältemittelstrom E vorteilhaft nutzen, um noch mehr Wärmeenergie im dritten Kühlapparat 23 aufzunehmen, wobei der Kältemittelstrom E bereits zuvor eine gewisse Menge an Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom A aufgenommen hat. Insbesondere kann eine nutzbare Restwärmekapazität des Kältemittelstroms E zum Kondensieren des Arbeitsmittels genutzt werden. Auch in dieser Anordnung lässt sich analog zur vorstehenden Beschreibung in 12 der Kondensationsvorgang des Arbeitsmittels getrennt realisieren. Dies geschieht mithilfe des Arbeitsmittelkühlers 81 zunächst zur Absenkung der Arbeitsmitteltemperatur und anschließend mithilfe des Kühlmittelwärmetauschers 63 zum Kondensieren des Arbeitsmittels.Deviating from 14 is arranged in 15 the coolant heat exchanger 63 designed as a working medium condenser is cooled with the refrigerant flow E. The refrigerant flow E is cooled in the refrigeration machine 6 downstream of the third cooling device 23. After flowing through the third cooling device 23, the refrigerant flow E is guided to the coolant heat exchanger 63. Downstream of the coolant heat exchanger 63, the refrigerant flow E can optionally be guided back to the refrigeration machine. The present arrangement therefore allows the refrigerant flow E to be advantageously used to absorb even more thermal energy in the third cooling device 23, wherein the refrigerant flow E has already previously absorbed a certain amount of thermal energy from the process gas flow A. In particular, a usable residual heat capacity of the refrigerant flow E can be used to condense the working medium. In this arrangement, too, analogous to the above description in 12 The condensation process of the working fluid is carried out separately. This is done using the working fluid cooler 81, first to lower the working fluid temperature, and then using the coolant heat exchanger 63 to condense the working fluid.

Wie in 14 wird auch in dieser Anordnung 114 nach 15 Abwärme aus der Kältemaschine 6 in den Arbeitsmittelkreis C mithilfe des Arbeitsmittel-Vorheizers 66 eingekoppelt. Besonders energetisch vorteilhaft in dieser Anordnung ist eine Nutzung der Abwärme der Kältemaschine 6, wobei mindestens ein Teil der insgesamt in den Kältemittelstrom E eingekoppelten Wärmeenergie, die sowohl aus dem dritten Kühlapparat 23 als auch aus dem Kühlmittelwärmetauscher 63 stammt, zum Vorheizen des Arbeitsmittels in den Arbeitsmittelkreis C einkoppelbar ist.As in 14 is also in this order 114 according to 15 Waste heat from the refrigeration machine 6 is coupled into the working fluid circuit C using the working fluid preheater 66. Particularly energetic Advantageous in this arrangement is the use of the waste heat of the refrigeration machine 6, wherein at least a part of the total thermal energy coupled into the refrigerant flow E, which originates both from the third cooling apparatus 23 and from the coolant heat exchanger 63, can be coupled into the working medium circuit C for preheating the working medium.

15a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 15. 15a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 15 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 15a wird in Bezugnahme auf 14a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 15a is made with reference to 14a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 14a findet beim Verfahren in 15a nach dem Verfahrensschritt S81 der Verfahrensschritt S63b statt.Deviating from 14a takes place in the procedure in 15a After method step S81, method step S63b takes place.

Beim Verfahrensschritt S63b wird das Arbeitsmittel gekühlt und kondensiert. Dabei wird Wärmeenergie aus dem im Arbeitsmittelkreis C befindlichen Arbeitsmittel ausgekoppelt. Die gestrichelte Linie stellt einen Wärmefluss zum S63a dar.In process step S63b, the working fluid is cooled and condensed. Thermal energy is extracted from the working fluid located in the working fluid circuit C. The dashed line represents a heat flow to S63a.

Beim Verfahrensschritt S63a wird Wärmeenergie in den Kältemittelstrom E eingekoppelt. Anschließend führt der Kältemittelstrom E zurück zum Verfahrensschritt S6, bei welchem Wärmeenergie aus dem Kältemittelstrom E ausgekoppelt wird. Die gestrichelte Linie stellt den Wärmefluss zum S66 dar.In process step S63a, thermal energy is coupled into the refrigerant flow E. The refrigerant flow E then returns to process step S6, where thermal energy is extracted from the refrigerant flow E. The dashed line represents the heat flow to S66.

16 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 115 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung des Kältemittelstroms E zum Kondensieren eines Arbeitsmittels. 16 shows a schematic representation of an arrangement 115 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for coupling with the working medium circuit C and with use of the refrigerant flow E for condensing a working medium.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 115 in 16 wird in Bezugnahme auf 6, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 115 according to the invention in 16 is made with reference to 6 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

In Bezug auf den Arbeitsmittelkreis C wird bei der Anordnung in 16 das Arbeitsmittel stromab der Wärmekraftmaschine 5 zu dem als Arbeitsmittelkondensator ausgebildeten Kühlmittelwärmetauscher 63 geführt. Der Kühlmittelwärmetauscher 63 wird mithilfe des Kältemittelstroms E gekühlt, wobei mindestens ein Teil der Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittelkreis ausgekoppelt und in den Kältemittelstrom E eingekoppelt wird. Das Arbeitsmittel wird dabei gekühlt und kondensiert.With regard to the working fluid circuit C, the arrangement in 16 The working fluid is led downstream of the heat engine 5 to the coolant heat exchanger 63, which is designed as a working fluid condenser. The coolant heat exchanger 63 is cooled by means of the refrigerant flow E, with at least a portion of the thermal energy being extracted from the working fluid circuit and coupled into the refrigerant flow E. The working fluid is thereby cooled and condensed.

Der mithilfe der Kältemaschine 6 gekühlte Kältemittelstrom E wird zum dritten Kühlapparat 23 geführt. Stromab des dritten Kühlapparats 23 wird der Kältemittelstrom E zum weiteren Aufnehmen von Wärmeenergie dem Kühlmittelwärmetauscher 63 zugeführt. Optional kann der Kältemittelstrom E stromab des Kühlmittelwärmetauschers 63 zurück zur Kältemaschine 6 geführt werden.The refrigerant flow E cooled by the refrigeration machine 6 is fed to the third cooling device 23. Downstream of the third cooling device 23, the refrigerant flow E is fed to the coolant heat exchanger 63 for further absorption of thermal energy. Optionally, the refrigerant flow E can be fed back to the refrigeration machine 6 downstream of the coolant heat exchanger 63.

16a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 16. 16a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 16 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 16a wird in Bezugnahme auf 6a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 16a is made with reference to 6a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 6a werden beim Verfahren in 16a folgende Verfahrensschritte ausgeführt:

  • Nach dem Verfahrensschritt S23b findet der Verfahrensschritt S63a statt.
  • S63a: Wärmeenergie wird in den Kältemittelstrom E eingekoppelt. Die gestrichelte Linie stellt den Wärmefluss dar, welcher in den Verfahrensschritt S63a eingekoppelt wird.
  • Der Kältemittelstrom E wird nach dem Verfahrensschritt S63a zurück zum Verfahrensschritt S6 geführt.
  • Nach dem Verfahrensschritt S5 findet der Verfahrensschritt S63b statt.
  • S63b: Das Arbeitsmittel wird gekühlt und kondensiert, wobei Wärmeenergie aus dem im Arbeitsmittelkreis C befindlichen Arbeitsmittel ausgekoppelt wird. Die gestrichelte Linie stellt schematisch den Wärmefluss zum S63a dar.
Deviating from 6a are used in the process 16a The following procedural steps are carried out:
  • After process step S23b, process step S63a takes place.
  • S63a: Heat energy is coupled into the refrigerant flow E. The dashed line represents the heat flow that is coupled into process step S63a.
  • After process step S63a, the refrigerant flow E is returned to process step S6.
  • After process step S5, process step S63b takes place.
  • S63b: The working fluid is cooled and condensed, whereby heat energy is extracted from the working fluid located in the working fluid circuit C. The dashed line schematically represents the heat flow to S63a.

17 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 116 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung des Kältemittelstroms E zum Kondensieren eines Arbeitsmittels sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine 6 im Arbeitsmittelkreis C. 17 shows a schematic representation of an arrangement 116 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for coupling with the working medium circuit C and with use of the refrigerant flow E for condensing a working medium and with use of the waste heat of the refrigeration machine 6 in the working medium circuit C.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 116 in 17 wird in Bezugnahme auf 16, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 116 according to the invention in 17 is made with reference to 16 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 16 ist bei der Anordnung 116 in 17 in Bezug auf den Arbeitsmittelkreis C ein Arbeitsmittel-Vorheizer 66 stromab des Kühlmittelwärmetauschers 63 angeordnet. Abwärme aus der Kältemaschine 6 wird mittels des Kältemaschine-Wärmeflusses F zum Arbeitsmittel-Vorheizer 66 zum Einkoppeln von mindestens einem Teil der Wärmeenergie in das Arbeitsmittel geführt, welche Wärmeenergie aus der Kältemaschine 6 ausgekoppelt ist, wobei die Wärmeenergie aus dem Kältemittelstrom E in die Kältemaschine 6 eingekoppelt war.Deviating from 16 is in the arrangement 116 in 17 With respect to the working fluid circuit C, a working fluid preheater 66 is arranged downstream of the coolant heat exchanger 63. Waste heat from the refrigeration machine 6 is conducted by means of the refrigeration machine heat flow F to the working fluid preheater 66 for coupling at least a portion of the thermal energy into the working fluid, which thermal energy is extracted from the refrigeration machine 6, wherein the thermal energy from the refrigerant flow E was injected into the refrigeration machine 6.

17a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 17. 17a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 17 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 17a wird in Bezugnahme auf 16a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 17a is made with reference to 16a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 16a wird bei dem Verfahren in 17a nach dem Verfahrensschritt S63b den Verfahrensschritt S66 ausgeführt:

  • S66: Mindestens ein Teil der aus der Kältemaschine ausgekoppelten Wärmeenergie wird als Kältemaschine-Wärmefluss F in den Arbeitsmittelkreis C eingekoppelt.
Deviating from 16a is used in the process in 17a after process step S63b, process step S66 is carried out:
  • S66: At least part of the heat energy extracted from the chiller is coupled into the working fluid circuit C as chiller heat flow F.

18 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 117 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung des Kühlwasserstroms D zum Kondensieren eines Arbeitsmittels. 18 shows a schematic representation of an arrangement 117 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for coupling with the working medium circuit C and with use of the cooling water flow D for condensing a working medium.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 117 in 18 wird in Bezugnahme auf 16, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 117 according to the invention in 18 is made with reference to 16 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 16 wird bei der Anordnung in 18 der als Arbeitsmittelkondensator ausgebildete Kühlmittelwärmetauscher 63 mit dem Kühlwasserstrom D gekühlt. Der Kühlwasserstrom D kann beispielhaft aus einer Umgebung stammen, beispielsweise aus einer Kühlwasserquelle und durchströmt zunächst den zweiten Kühlapparat 22 zum Aufnehmen von Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom A. Die vorliegende Anordnung lässt den Kühlwasserstrom D vorteilhaft nutzen, um noch mehr Wärmeenergie zusätzlich zu dem Teil aus dem Prozessgasstrom A aufzunehmen. Deviating from 16 is arranged in 18 the coolant heat exchanger 63 designed as a working medium condenser is cooled with the cooling water flow D. The cooling water flow D can, for example, originate from an environment, for example from a cooling water source, and first flows through the second cooling apparatus 22 to absorb thermal energy from the process gas flow A. The present arrangement allows the cooling water flow D to be advantageously used to absorb even more thermal energy in addition to the part from the process gas flow A.

Insbesondere kann eine nutzbare Restwärmekapazität des Kühlwasserstroms D zum Kondensieren des Arbeitsmittels genutzt werden.In particular, a usable residual heat capacity of the cooling water flow D can be used to condense the working fluid.

18a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 18. 18a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 18 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 18a wird in Bezugnahme auf 16a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 18a is made with reference to 16a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 16a findet beim Verfahren in 18a der Wärmefluss zwischen Verfahrensschritt S63b und Verfahrensschritt S63c statt. Der aus dem Verfahrensschritt S63b ergebende Wärmefluss wird also in den Verfahrensschritt S63c eingekoppelt.Deviating from 16a takes place in the procedure in 18a The heat flow takes place between process step S63b and process step S63c. The heat flow resulting from process step S63b is thus coupled into process step S63c.

Beim Verfahrensschritt S63c wird Wärmeenergie in den Kühlwasserstrom D eingekoppelt. Die Beschreibung zum Verfahrensschritt S63b kann aus der vorstehenden Beschreibung entnommen werden.In process step S63c, thermal energy is coupled into the cooling water flow D. The description of process step S63b can be found in the above description.

Bezüglich des Kühlwasserstroms D wird der Verfahrensschritt S11 nach dem Verfahrensschritt S63c ausgeführt, bei welchem der Kühlwasserstrom D in eine Umgebung abgeführt wird.With regard to the cooling water flow D, the method step S11 is carried out after the method step S63c, in which the cooling water flow D is discharged into an environment.

19 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 118 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur Kopplung mit dem Arbeitsmittelkreis C und mit Nutzung des Kühlwasserstroms D zum Kondensieren eines Arbeitsmittels sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine 6 im Arbeitsmittelkreis C. 19 shows a schematic representation of an arrangement 118 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for coupling with the working medium circuit C and with use of the cooling water flow D for condensing a working medium and with use of the waste heat of the refrigeration machine 6 in the working medium circuit C.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 118 in 19 wird in Bezugnahme auf 18, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 118 according to the invention in 19 is made with reference to 18 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 18 ist bei der Anordnung in 19 in Bezug auf den Arbeitsmittelkreis C der Arbeitsmittel-Vorheizer 66 stromab des Kühlmittelwärmetauschers 63 angeordnet. Abwärme aus der Kältemaschine 6 wird mittels eines Kältemaschine-Wärmeflusses F zum Arbeitsmittel-Vorheizer 66 zum Einkoppeln von mindestens einem Teil der Wärmeenergie in das Arbeitsmittel geführt, welche Wärmeenergie aus der Kältemaschine 6 ausgekoppelt ist, wobei die Wärmeenergie aus dem Kältemittelstrom E in die Kältemaschine 6 eingekoppelt war.Deviating from 18 is in the arrangement in 19 With respect to the working fluid circuit C, the working fluid preheater 66 is arranged downstream of the coolant heat exchanger 63. Waste heat from the refrigeration machine 6 is conducted by means of a refrigeration machine heat flow F to the working fluid preheater 66 for coupling at least a portion of the thermal energy into the working fluid, which thermal energy is extracted from the refrigeration machine 6, wherein the thermal energy from the refrigerant flow E was injected into the refrigeration machine 6.

19a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 19. 19a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 19 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 19a wird in Bezugnahme auf 18a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 19a is made with reference to 18a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 18a wird beim Verfahren in 19a nach dem Verfahrensschritt S63b den Verfahrensschritt S66 ausgeführt:

  • S66: Mindestens ein Teil der aus der Kältemaschine ausgekoppelten Wärmeenergie wird als Kältemaschine-Wärmefluss F in den Arbeitsmittelkreis C eingekoppelt.
Deviating from 18a is used in the process in 19a after process step S63b, process step S66 is carried out:
  • S66: At least part of the heat energy extracted from the chiller is coupled into the working fluid circuit C as chiller heat flow F.

20 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 119 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur direkten Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmittels. 20 shows a schematic representation of an arrangement 119 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for direct evaporation and condensation of the working medium.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 119 in 20 wird in Bezugnahme auf 6, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 119 according to the invention in 20 is made with reference to 6 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 6 umfasst der Zwischenmittelkreis B bei der Anordnung in 20 einen Luftkühler 82 zum Kühlen eines im Zwischenmittelkreis B zirkulierenden Zwischenmittel. Der Luftkühler 82 ist stromab des Arbeitsmittelverdampfers 9 angeordnet. Ferner umfasst der Zwischenmittelkreis Beinen als Arbeitsmittelkondensator ausgebildeten Zwischenmittelwärmetauscher 68, welcher zum Kondensieren des Arbeitsmittels mithilfe des Zwischenmittels gekühlt wird. Der Zwischenmittelwärmetauscher 68 wird sowohl als wärmeaufnehmende Strömung vom Zwischenmittel als auch als wärmeabgebende Strömung vom Arbeitsmittel durchströmt, wobei Wärmeenergie vom Arbeitsmittel auf das Zwischenmittel übertragen wird. Das Arbeitsmittel wird also direkt mithilfe des Zwischenmittels kondensiert, wobei Wärmeenergie zwischen zwei benachbarten Strömungen übertragen wird. In diesem Fall sind die Strömungen des Zwischenmittelkreises B und des Arbeitsmittelkreises C innerhalb des Zwischenmittelwärmetauschers 68 zueinander benachbart angeordnet. Die direkte Wärmeübertragung im Zwischenmittelwärmetauscher 68 erfolgt also analog zum Arbeitsmittelverdampfer 9, wobei der Wärmefluss im Falle des Kondensationsvorgangs des Arbeitsmittels im Zwischenmittelwärmetauscher 68 im Vergleich zum Verdampfungsvorgang im Arbeitsmittelverdampfer 9 entgegengesetzt gerichtet ist.Deviating from 6 The intermediate center circle B includes the arrangement in 20 an air cooler 82 for cooling an intermediate medium circulating in the intermediate medium circuit B. The air cooler 82 is arranged downstream of the working medium evaporator 9. Furthermore, the intermediate medium circuit B comprises an intermediate medium heat exchanger 68 designed as a working medium condenser, which is cooled by means of the intermediate medium to condense the working medium. The intermediate medium heat exchanger 68 is flowed through both as a heat-absorbing flow by the intermediate medium and as a heat-releasing flow by the working medium, with heat energy being transferred from the working medium to the intermediate medium. The working medium is thus condensed directly with the aid of the intermediate medium, with heat energy being transferred between two adjacent flows. In this case, the flows of the intermediate medium circuit B and the working medium circuit C are arranged adjacent to one another within the intermediate medium heat exchanger 68. The direct heat transfer in the intermediate medium heat exchanger 68 thus takes place analogously to the working medium evaporator 9, whereby the heat flow in the case of the condensation process of the working medium in the intermediate medium heat exchanger 68 is directed in the opposite direction to the evaporation process in the working medium evaporator 9.

Mithilfe einer ersten Zwischenmittelleitung B1 wird das Zwischenmittel zu einem Zwischenmitteleinlass 9i des Arbeitsmittelverdampfers geführt. Über eine zweite Zwischenmittelleitung B2 wird das Zwischenmittel aus einem Zwischenmittelauslass 9ii aus dem Arbeitsmittelverdampfer 9 ausgeleitet. Das Zwischenmittel wird zum Luftkühler 82 geführt, in welchem das Zwischenmittel gekühlt wird und Wärmeenergie aus dem Zwischenmittel ausgekoppelt wird. Über einen Ventilator des Luftkühlers 82 wird die Wärmeenergie in eine Umgebung abgeführt. Das Zwischenmittel wird stromab des Luftkühlers 82 zum Zwischenmittelwärmetauscher 68 geführt, mittels welchem das Zwischenmittel aufgeheizt wird, wobei Wärmeenergie beim Kondensieren des Arbeitsmittels ausgekoppelt und in das Zwischenmittel eingekoppelt wird. Das aufgeheizte Zwischenmittel wird über einen Zwischenmittelauslass des Zwischenmittelwärmetauschers 68 aus dem Zwischenmittelwärmetauscher 68 ausgeleitet und zum Prozessgasheizvorrichtung 24 geführt.By means of a first intermediate medium line B1, the intermediate medium is guided to an intermediate medium inlet 9i of the working medium evaporator. Via a second intermediate medium line B2, the intermediate medium is discharged from an intermediate medium outlet 9ii of the working medium evaporator 9. The intermediate medium is guided to the air cooler 82, in which the intermediate medium is cooled and thermal energy is extracted from the intermediate medium. The thermal energy is dissipated into the environment via a fan of the air cooler 82. The intermediate medium is guided downstream of the air cooler 82 to the intermediate medium heat exchanger 68, by means of which the intermediate medium is heated, with thermal energy being extracted during the condensation of the working medium and injected into the intermediate medium. The heated intermediate medium is discharged from the intermediate medium heat exchanger 68 via an intermediate medium outlet of the intermediate medium heat exchanger 68 and guided to the process gas heating device 24.

In Bezug auf den Arbeitsmittelkreis C wird abweichend zu 6 bei der Anordnung in 20 das Arbeitsmittel stromab der Wärmekraftmaschine 5 über einen Arbeitsmitteleinlass 68iii des Zwischenmittelwärmetauschers 68 zum Zwischenmittelwärmetauscher 68 geführt, in welchem das Arbeitsmittel kondensiert wird. Nach dem Kondensationsvorgang wird das Arbeitsmittel über einen Arbeitsmittelauslass 68iv des Zwischenmittelwärmetauschers 68 zurück zu einem Einlass 9iii des Arbeitsmittelverdampfers 9 geführt.With regard to the working equipment circuit C, in deviation from 6 when arranging in 20 The working fluid is conducted downstream of the heat engine 5 via a working fluid inlet 68iii of the intermediate fluid heat exchanger 68 to the intermediate fluid heat exchanger 68, in which the working fluid is condensed. After the condensation process, the working fluid is conducted back to an inlet 9iii of the working fluid evaporator 9 via a working fluid outlet 68iv of the intermediate fluid heat exchanger 68.

20a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 20. 20a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 20 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 20a wird in Bezugnahme auf 6a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 20a is made with reference to 6a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Beim Verfahren in 20a werden in Bezug auf den Zwischenmittelkreis B folgende Verfahrensschritte ausgeführt:

  • S82: Wärmeenergie wird aus dem Zwischenmittel ausgekoppelt. Das Zwischenmittel wird gekühlt.
  • S68a: Wärmeenergie wird mithilfe des Zwischenmittelwärmetauschers 68 in das Zwischenmittel eingekoppelt. Das Zwischenmittel wird aufgeheizt. Die gestrichelte Linie stellt einen Wärmefluss zwischen S68b und S68a dar.
In the process in 20a The following procedural steps are carried out with regard to the intermediate center circle B:
  • S82: Heat energy is extracted from the intermediate medium. The intermediate medium is cooled.
  • S68a: Thermal energy is coupled into the intermediate medium using the intermediate medium heat exchanger 68. The intermediate medium is heated. The dashed line represents a heat flow between S68b and S68a.

In Bezug auf den Arbeitsmittelkreis C wird der Verfahrensschritt S68b nach dem Verfahrensschritt S5 ausgeführt:

  • S68b: Wärmeenergie wird mithilfe des Zwischenmittelwärmetauschers 68 aus dem Arbeitsmittel ausgekoppelt. Das Arbeitsmittel wird gekühlt und kondensiert. Die aus dem Arbeitsmittel ausgekoppelte Wärmeenergie wird in den Verfahrensschritt S68a eingekoppelt.
With regard to the working fluid circuit C, process step S68b is carried out after process step S5:
  • S68b: Thermal energy is extracted from the working fluid using the intermediate heat exchanger 68. The working fluid is cooled and condensed. The thermal energy extracted from the working fluid is fed into process step S68a.

21 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 120 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur direkten Verdampfung und Vorkühlung des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine 6 im Arbeitsmittelkreis C. 21 shows a schematic representation of an arrangement 120 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for direct evaporation and pre-cooling of the working medium and with use of the waste heat of the refrigeration machine 6 in the working medium circuit C.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 120 in 21 wird in Bezugnahme auf 20, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 120 according to the invention in 21 is made with reference to 20 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 20 ist bei der Anordnung in 21 bezüglich des Arbeitsmittelkreises C der Arbeitsmittel-Vorheizer 66 stromab des Zwischenmittelwärmetauschers 68 angeordnet. Der Arbeitsmittel-Vorheizer 66 wird mithilfe des Kältemaschine-Wärmefluss F geheizt. Das Arbeitsmittel kann mithilfe des Arbeitsmittel-Vorheizers 66 vorgeheizt werden, bevor das Arbeitsmittel dem Arbeitsmittelverdampfer 9 zugeführt wird. Insbesondere kann mithilfe des Arbeitsmitte-Vorheizers 66 die im Arbeitsmittelverdampfer 9 zum Verdampfen des Arbeitsmittels benötigte Wärmeenergie gesenkt werden. Die Funktionsweise des Arbeitsmittel-Vorheizers 66 kann in der vorstehenden Beschreibung entnommen werden.Deviating from 20 is in the arrangement in 21 With respect to the working fluid circuit C, the working fluid preheater 66 is arranged downstream of the intermediate fluid heat exchanger 68. The working fluid preheater 66 is heated using the refrigeration machine heat flow F. The working fluid can be preheated using the working fluid preheater 66 before the working fluid is supplied to the working fluid evaporator 9. In particular, the heat energy required in the working fluid evaporator 9 to evaporate the working fluid can be reduced using the working fluid preheater 66. The functioning of the working fluid preheater 66 can be seen in the above description.

21a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 21. 21a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 21 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 21a wird in Bezugnahme auf 20a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 21a is made with reference to 20a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 20a wird beim Verfahren in 21a nach dem Verfahrensschritt S68b der Verfahrensschritt S66 ausgeführt. Die Beschreibung zum Verfahrensschritt S66 kann vorstehend entnommen werden.Deviating from 20a is used in the process in 21a After method step S68b, method step S66 is executed. The description of method step S66 can be found above.

22 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 121 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur direkten Verdampfung und Vorkühlung des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung des Kältemittelstroms E im Arbeitsmittelkreis C. 22 shows a schematic representation of an arrangement 121 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for direct evaporation and pre-cooling of the working medium and with use of the refrigerant flow E in the working medium circuit C.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 121 in 22 wird in Bezugnahme auf 20, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 121 according to the invention in 22 is made with reference to 20 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 20 ist bei der Anordnung in 22 bezüglich des Arbeitsmittelkreises C stromab der Wärmekraftmaschine 5 ein Arbeitsmittelvorkühler 69 zum Vorkühlen des Arbeitsmittels angeordnet. Der Arbeitsmittelvorkühler 69 wird mithilfe des Zwischenmittels gekühlt, wobei Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel ausgekoppelt und in das Zwischenmittel eingekoppelt wird. Ferner ist im Arbeitsmittelkreis C stromab des Arbeitsmittelvorkühlers 69 der Kühlmittelwärmetauscher 63 zum Kondensieren des Arbeitsmittels angeordnet, in welchem das Arbeitsmittel abgekühlt und kondensiert wird. In der Zusammenschau wird also das Arbeitsmittel nach der Entspannung in der Wärmekraftmaschine 5 zunächst in einem ersten Schritt vorgekühlt, also die Temperatur gesenkt und anschließend in einem zweiten Schritt kondensiert, bevor das Arbeitsmittel zum Arbeitsmittelverdampfer 9 geführt wird.Deviating from 20 is in the arrangement in 22 With respect to the working fluid circuit C, downstream of the heat engine 5, a working fluid precooler 69 is arranged for precooling the working fluid. The working fluid precooler 69 is cooled using the intermediate medium, whereby thermal energy is extracted from the working fluid and fed into the intermediate medium. Furthermore, in the working fluid circuit C, downstream of the working fluid precooler 69, the coolant heat exchanger 63 is arranged for condensing the working fluid, in which the working fluid is cooled and condensed. In summary, after expansion in the heat engine 5, the working fluid is first precooled in a first step, i.e., its temperature is lowered, and then condensed in a second step before the working fluid is fed to the working fluid evaporator 9.

Bezüglich des Zwischenmittelkreises B wird das Zwischenmittel zunächst zur direkten Verdampfung im Arbeitsmittelverdampfer 9 geführt und anschließend zur direkten Vorkühlung im Arbeitsmittelvorkühler 69 eingesetzt. Die Begriffe der direkten Verdampfung und direkten Vorkühlung können analog wie in der vorstehenden Beschreibung zu 20 angewendet werden, insbesondere sind sie auf eine Wärmeübertragung zwischen zwei zueinander benachbart angeordneten Strömungen gerichtet.Regarding the intermediate medium circuit B, the intermediate medium is first fed to the direct evaporation in the working medium evaporator 9 and then used for direct pre-cooling in the working medium pre-cooler 69. The terms direct evaporation and direct pre-cooling can be used analogously as in the above description to 20 In particular, they are aimed at heat transfer between two adjacent flows.

22a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 22. 22a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 22 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 22a wird in Bezugnahme auf 20a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 22a is made with reference to 20a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Beim Verfahren in 22a werden folgende Verfahrensschritte ferner ausgeführt:

  • S69b: Wärmeenergie wird mithilfe des Arbeitsmittelvorkühlers 69 aus dem Arbeitsmittel ausgekoppelt. Die gestrichelte Linie stellt den Wärmefluss dar, der aus dem Verfahrensschritt S69b ausgekoppelt und in den Verfahrensschritt S69a eingekoppelt wird.
  • S69a: Wärmeenergie mithilfe des Arbeitsmittelvorkühlers 69 wird in das Zwischenmittel eingekoppelt.
  • S63b: Das Arbeitsmittel wird gekühlt und kondensiert, wobei Wärmeenergie aus dem im Arbeitsmittelkreis C befindlichen Arbeitsmittel ausgekoppelt wird. Die gestrichelte Linie stellt schematisch den Wärmefluss zum S63a dar.
In the process in 22a the following procedural steps are also carried out:
  • S69b: Thermal energy is extracted from the working fluid using the working fluid precooler 69. The dashed line represents the heat flow extracted from process step S69b and injected into process step S69a.
  • S69a: Heat energy is coupled into the intermediate medium using the working medium pre-cooler 69.
  • S63b: The working fluid is cooled and condensed, whereby heat energy from the working fluid in the working fluid circuit C The dashed line schematically represents the heat flow to S63a.

23 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 122 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur direkten Verdampfung und Kühlung des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung des Kältemittelstroms E und der Abwärme der Kältemaschine 6 im Arbeitsmittelkreis C. 23 shows a schematic representation of an arrangement 122 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for direct evaporation and cooling of the working medium and with use of the refrigerant flow E and the waste heat of the refrigeration machine 6 in the working medium circuit C.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 122 in 23 wird in Bezugnahme auf 22, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 122 according to the invention in 23 is made with reference to 22 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 22 ist bei der Anordnung in 23 in Bezug auf den Arbeitsmittelkreis C der Arbeitsmittel-Vorheizer 66 stromab eines Kühlmittelwärmetauschers 63 angeordnet. Zur Funktionsweise des Arbeitsmittel-Vorheizers 66 wird auf die vorstehende Beschreibung, insbesondere zu der in 21 verwiesen.Deviating from 22 is in the arrangement in 23 With respect to the working fluid circuit C, the working fluid preheater 66 is arranged downstream of a coolant heat exchanger 63. For the functioning of the working fluid preheater 66, reference is made to the above description, in particular to the 21 referred to.

23a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 23. 23a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 23 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 23a wird in Bezugnahme auf 22a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 23a is made with reference to 22a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 22a wird beim Verfahren in 23a im Arbeitsmittelkreis C den Verfahrensschritt S66 nach dem Verfahrensschritt S63b ausgeführt. Der Verfahrensschritt S66 kann vorstehend aus der Beschreibung entnommen werden.Deviating from 22a is used in the process in 23a In the working fluid circuit C, process step S66 is carried out after process step S63b. Process step S66 can be found in the description above.

24 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 123 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur direkten Verdampfung und Vorkühlung des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung des Kühlwasserstroms D im Arbeitsmittelkreis C. 24 shows a schematic representation of an arrangement 123 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for direct evaporation and pre-cooling of the working medium and with use of the cooling water flow D in the working medium circuit C.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 123 in 24 wird in Bezugnahme auf 22, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 123 according to the invention in 24 is made with reference to 22 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 22 wird der Kühlmittelwärmetauscher 63 bei der Anordnung in 24 mithilfe des Kühlwasserstroms D gekühlt, wobei Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel ausgekoppelt und eine Temperatursenkung sowie ein Kondensieren des Arbeitsmittels herbeigeführt wird. Der Kühlwasserstrom D kann stromab des Kühlmittelwärmetauschers 63 in eine Umgebung abgeführt werden.Deviating from 22 the coolant heat exchanger 63 is arranged in 24 cooled by means of the cooling water flow D, whereby thermal energy is extracted from the working fluid and a temperature reduction and condensation of the working fluid is brought about. The cooling water flow D can be discharged into the environment downstream of the coolant heat exchanger 63.

24a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 24. 24a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 24 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 24a wird in Bezugnahme auf 22a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 24a is made with reference to 22a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 22a wird beim Verfahren in 24a der Wärmefluss aus Verfahrensschritt S63b in den Verfahrensschritt S63c eingekoppelt, bei welchem Wärmeenergie in den Kühlwasserstrom D eingekoppelt wird. Statt mithilfe des Kältemittelstroms E in 22a wird in 24a die Kühlleistung, also der Wärmefluss zwischen Verfahrensschritt S63b und S63a, mithilfe des Kühlwasserstroms D zur Verfügung gestellt. Die entsprechenden Verfahrensschritte S4, S22b, S63c sowie S11 des Kühlwasserstroms D können vorstehend aus der Beschreibung entnommen werden.Deviating from 22a is used in the process in 24a the heat flow from process step S63b is coupled into process step S63c, in which heat energy is coupled into the cooling water flow D. Instead of using the refrigerant flow E in 22a will be in 24a The cooling capacity, i.e. the heat flow between process steps S63b and S63a, is provided by means of the cooling water flow D. The corresponding process steps S4, S22b, S63c and S11 of the cooling water flow D can be taken from the description above.

25 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 124 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit einem Zwischenmittelkreis B zur direkten Verdampfung und Kühlung des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung des Kühlwasserstroms D und der Abwärme der Kältemaschine 6 im Arbeitsmittelkreis C. 25 shows a schematic representation of an arrangement 124 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with an intermediate circuit B for direct evaporation and cooling of the working medium and with use of the cooling water flow D and the waste heat of the refrigeration machine 6 in the working medium circuit C.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 124 in 25 wird in Bezugnahme auf 23, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 124 according to the invention in 25 is made with reference to 23 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zu 23 wird der Kühlmittelwärmetauscher 63 bei der Anordnung in 25 mithilfe eines Kühlwasserstroms D gekühlt, wobei Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel ausgekoppelt und eine Temperatursenkung sowie ein Kondensieren des Arbeitsmittels herbeigeführt wird. Der Kühlwasserstrom D kann stromab des Kühlmittelwärmetauschers 63 in eine Umgebung abgeführt werden.Deviating from 23 the coolant heat exchanger 63 is arranged in 25 cooled by means of a cooling water flow D, whereby thermal energy is extracted from the working fluid and a temperature reduction and condensation of the working fluid is brought about. The cooling water flow D can be discharged into the environment downstream of the coolant heat exchanger 63.

25a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 25. 25a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 25 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 25a wird in Bezugnahme auf 23a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 25a is made with reference to 23a , unless otherwise indicated, analogue Please refer in full to the above description.

Abweichend zu 23a verbindet beim Verfahren in 25a ein Wärmefluss den Verfahrensschritt S63b mit dem Verfahrensschritt S63c. Wärmeenergie wird also beim Verfahrensschritt S63c in den Kühlwasserstrom D eingekoppelt. Statt mithilfe des Kältemittelstroms E in 23a wird beim Verfahren in 25a die Kühlleistung, also der Wärmefluss zwischen Verfahrensschritt S63b und S63a, mithilfe des Kühlwasserstroms D zur Verfügung gestellt. Die entsprechenden Verfahrensschritte S4, S22b, S63c sowie S11 des Kühlwasserstroms D können vorstehend aus der Beschreibung entnommen werden.Deviating from 23a connects the process in 25a a heat flow connects process step S63b with process step S63c. Thermal energy is therefore coupled into the cooling water flow D in process step S63c. Instead of using the refrigerant flow E in 23a is used in the process in 25a The cooling capacity, i.e. the heat flow between process steps S63b and S63a, is provided by means of the cooling water flow D. The corresponding process steps S4, S22b, S63c and S11 of the cooling water flow D can be taken from the description above.

26 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 125 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit zwei Zwischenmittelkreisen (Ba, Bb) zur direkten Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmittels. 26 shows a schematic representation of an arrangement 125 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with two intermediate circuits (Ba, Bb) for direct evaporation and condensation of the working medium.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung wird, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.For the illustration of the arrangement according to the invention, unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in its entirety.

Die Beschreibung zur Anordnung entlang des Prozessgasstroms A kann analog aus der vorstehenden Beschreibung, beispielsweise aus der Beschreibung zur 1 entnommen werden. Die Anordnung in 26 unterscheidet sich von denen in 6 bis 25 insbesondere dadurch, dass die Anordnung 115 zwei Zwischenmittelkreise Ba und Bb umfasst.The description of the arrangement along the process gas flow A can be derived analogously from the above description, for example from the description of 1 The arrangement in 26 differs from those in 6 until 25 in particular in that the arrangement 115 comprises two intermediate center circles Ba and Bb.

Ein erster Zwischenmittelkreis Ba und ein zweiter Zwischenmittelkreis Bb verbinden jeweils wärmeleitend den Prozessgasstrom A mit dem Arbeitsmittelkreis C. Der erste Zwischenmittelkreis Ba ist insbesondere dazu bestimmt, mindestens ein Teil der aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelten Wärmeenergie in den Arbeitsmittelkreis C zur Umwandlung in der Wärmekraftmaschine 5 einzukoppeln. Der zweite Zwischenmittelkreis Bb ist insbesondere dazu bestimmt, mindestens ein Teil der aus dem Arbeitsmittelkreis C ausgekoppelten Wärmeenergie in den Prozessgasstrom A einzukoppeln. Die Hauptübertragungsrichtungen des Wärmeflusses zwischen dem Prozessgasstrom A und dem Arbeitsmittelkreis C sind also in den zwei Zwischenmittelkreise Ba, Bb jeweils zueinander entgegengesetzt gerichtet. Dadurch, dass die Zwischenmittelkreise Ba, Bb voneinander getrennt sind, lässt sich mit dieser Anordnung insbesondere unterschiedliche Betriebstemperaturen der jeweiligen Zwischenmittelkreise Ba, Bb realisieren. Es lässt sich somit vorteilhaft unterschiedliche Zwischenmittel im jeweiligen Zwischenmittelkreis Ba bzw. Bb einsetzen. Insbesondere lässt sich der erste Zwischenmittelkreis Ba mit höheren Temperaturen als der zweite Zwischenmittelkreis Bb betreiben. Beispielsweise kann ein anorganisches Zwischenmittel wie Wasser im ersten Zwischenkreis Ba und ein organisches Zwischenmittel wie Iso-Pentan, Iso-Oktan oder Silikonöl im zweiten Zwischenkreis Bb eingesetzt werden. Ein korrespondierendes Zwischenmittel kann insbesondere im jeweiligen Zwischenmittelkreis Ba bzw. Bb zirkulieren, also ein erstes Zwischenmittel kann im ersten Zwischenmittelkreis Ba und ein zweites Zwischenmittel im zweiten Zwischenmittelkreis Bb zirkulieren.A first intermediate circuit Ba and a second intermediate circuit Bb each connect the process gas stream A to the working fluid circuit C in a heat-conducting manner. The first intermediate circuit Ba is particularly intended to couple at least a portion of the thermal energy extracted from the process gas stream A into the working fluid circuit C for conversion in the heat engine 5. The second intermediate circuit Bb is particularly intended to couple at least a portion of the thermal energy extracted from the working fluid circuit C into the process gas stream A. The main transfer directions of the heat flow between the process gas stream A and the working fluid circuit C are therefore opposite to one another in the two intermediate circuits Ba, Bb. Because the intermediate circuits Ba, Bb are separated from one another, this arrangement makes it possible, in particular, to achieve different operating temperatures for the respective intermediate circuits Ba, Bb. Different intermediate media can therefore advantageously be used in the respective intermediate circuit Ba and Bb. In particular, the first intermediate circuit Ba can be operated at higher temperatures than the second intermediate circuit Bb. For example, an inorganic intermediate agent such as water can be used in the first intermediate circuit Ba, and an organic intermediate agent such as isopentane, isooctane, or silicone oil can be used in the second intermediate circuit Bb. A corresponding intermediate agent can circulate in the respective intermediate circuit Ba or Bb, i.e., a first intermediate agent can circulate in the first intermediate circuit Ba, and a second intermediate agent can circulate in the second intermediate circuit Bb.

Das erste Zwischenmittel kann über den Zwischenmitteleinlass 21iii des Prozessgaskondensators 2 in den ersten Kühlapparat 21 zum Aufnehmen von Wärmeenergie geführt werden und über den Zwischenmittelauslass 21iv aus dem ersten Kühlapparat 21 ausgeleitet werden. Das erste Zwischenmittel kann mittels der ersten Zwischenmittelleitung B1 dem Zwischenmitteleinlass 9ii des Arbeitsmittelverdampfers 9, insbesondere zum Verdampfen von Arbeitsmittel, zugeführt werden, wobei die aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelte Wärmeenergie mithilfe des ersten Zwischenmittels zum Arbeitsmittelverdampfer 9 transportiert werden kann.The first intermediate medium can be fed into the first cooling device 21 via the intermediate medium inlet 21iii of the process gas condenser 2 to absorb thermal energy and can be discharged from the first cooling device 21 via the intermediate medium outlet 21iv. The first intermediate medium can be supplied to the intermediate medium inlet 9ii of the working medium evaporator 9 by means of the first intermediate medium line B1, in particular for evaporating working medium, wherein the thermal energy extracted from the process gas stream A can be transported to the working medium evaporator 9 with the aid of the first intermediate medium.

Das zweite Zwischenmittel kann über einen Zwischenmitteleinlass 83iii des als Arbeitsmittelkondensator ausgebildeten zweiten Zwischenmittelwärmetauschers 83 in den zweiten Zwischenmittelwärmetauscher 83 zum Aufnehmen von Wärmeenergie geführt werden, wobei das Arbeitsmittel abgekühlt und kondensiert wird. In den zweiten Zwischenmittelwärmetauscher 83 wird das Arbeitsmittel über einen Arbeitsmitteleinlass 83i des zweiten Zwischenmittelwärmetauschers 83 eingeleitet. Nach dem Kondensationsvorgang wird das Arbeitsmittel über einen Arbeitsmittelauslass 83ii des zweiten Zwischenmittelwärmetauschers 83 ausgeleitet. Mittels der dritten Arbeitsmittelleitung C3 ist das Arbeitsmittel dem Arbeitsmitteleinlass 9iii der als Arbeitsmittel-Heizvorrichtung ausgebildeten Arbeitsmittelverdampfers 9 zum Verdampfen von Arbeitsmittel zuführbar.The second intermediate medium can be fed into the second intermediate medium heat exchanger 83 via an intermediate medium inlet 83iii of the second intermediate medium heat exchanger 83, designed as a working medium condenser, to absorb thermal energy, whereby the working medium is cooled and condensed. The working medium is introduced into the second intermediate medium heat exchanger 83 via a working medium inlet 83i of the second intermediate medium heat exchanger 83. After the condensation process, the working medium is discharged via a working medium outlet 83ii of the second intermediate medium heat exchanger 83. By means of the third working medium line C3, the working medium can be fed to the working medium inlet 9iii of the working medium evaporator 9, designed as a working medium heating device, for evaporating the working medium.

Über einen Zwischenmittelauslass 83iv des zweiten Zwischenmittelwärmetauschers 83 kann das Zwischenmittel aus dem zweiten Zwischenmittelwärmetauscher 83 ausgeleitet werden. Über die zweite Zwischenmittelleitung B2 kann das zweite Zwischenmittel dem Zwischenmitteleinlass 24iii des Prozessgasheizvorrichtung 24 zum Zuführen von Zwischenmittel zugeführt werden, wobei mindestens ein Teil der Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel über die Prozessgasheizvorrichtung 24 auf den Prozessgasstrom A übertragen werden kann. Über den Zwischenmittelauslass 24iv der Prozessgasheizvorrichtung 24 kann das zweite Zwischenmittel aus der Prozessgasheizvorrichtung 24 ausgeleitet und anschließend dem Zwischenmitteleinlass 83iii des zweiten Zwischenmittelwärmetauschers 83 zugeführt werden.The intermediate medium can be discharged from the second intermediate medium heat exchanger 83 via an intermediate medium outlet 83iv of the second intermediate medium heat exchanger 83. The second intermediate medium can be supplied to the intermediate medium inlet 24iii of the process gas heating device 24 for supplying intermediate medium via the second intermediate medium line B2, wherein at least part of the thermal energy from the working medium can be transferred to the process gas stream A via the process gas heating device 24. The second intermediate medium can be discharged from the process gas heating device 24 via the intermediate medium outlet 24iv of the process gas heating device 24 and subsequently to the intermediate medium inlet 83iii of the second intermediate heat exchanger 83.

26a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 26. 26a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 26 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 26a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 26a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Das erfindungsgemäße Verfahren in 26a unterscheidet sich beispielsweise von dem in 20a insbesondere dadurch, dass es Verfahrensschritte entlang zwei Zwischenmittelkreise Ba und Bb umfasst.The inventive method in 26a differs, for example, from that in 20a in particular by the fact that it comprises process steps along two intermediate circles Ba and Bb.

Folgende Verfahrensschritte werden in Bezug auf den ersten Zwischenmittelkreis Ba durchgeführt:

  • S9c: Wärmeenergie wird zur Verdampfung des Arbeitsmittels aus dem ersten Zwischenmittelkreis Ba ausgekoppelt. Die gestrichelte Linie zwischen S9c und S9b stellt den Wärmefluss zwischen beiden Verfahrensschritten dar.
  • S21d: Mindestens ein Teil der aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelte Wärmeenergie wird direkt auf ein im ersten Zwischenmittelkreis Ba strömendes Zwischenmittel eingekoppelt.
The following process steps are carried out with respect to the first intermediate center circle Ba:
  • S9c: Thermal energy is extracted from the first intermediate circuit Ba to evaporate the working fluid. The dashed line between S9c and S9b represents the heat flow between the two process steps.
  • S21d: At least part of the thermal energy extracted from the process gas stream A is directly coupled to an intermediate medium flowing in the first intermediate medium circuit Ba.

Folgende Verfahrensschritte werden in Bezug auf den zweiten Zwischenmittelkreis Bb durchgeführt:

  • S83a: Wärmeenergie wird auf das im zweiten Zwischenmittelkreis Bb befindliche Zwischenmittel übertragen. Die gestrichelte Linie stelle den Wärmefluss dar, mit welchem der Verfahrensschritt S83b mit dem Verfahrensschritt S83a direkt gekoppelt ist.
  • S24e: Mindestens ein Teil der aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelte Wärmeenergie wird direkt auf ein im zweiten Zwischenmittelkreis Bb strömendes Zwischenmittel eingekoppelt.
The following process steps are carried out with respect to the second intermediate center circle Bb:
  • S83a: Thermal energy is transferred to the intermediate medium located in the second intermediate medium circuit Bb. The dashed line represents the heat flow, with which process step S83b is directly coupled to process step S83a.
  • S24e: At least part of the thermal energy extracted from the process gas stream A is directly coupled to an intermediate medium flowing in the second intermediate medium circuit Bb.

In Bezug auf den Arbeitsmittelkreis C wird insbesondere im Unterschied zum Verfahren in 20 den Verfahrensschritt S83b nach dem Verfahrensschritt S5 ausgeführt:

  • S83b: Das Arbeitsmittel wird insbesondere mithilfe des zweiten Zwischenmittelwärmetauschers 83 gekühlt und kondensiert, wobei Wärmeenergie aus dem im Arbeitsmittelkreis C befindlichen Arbeitsmittel ausgekoppelt wird.
With regard to the working medium circuit C, in particular, in contrast to the procedure in 20 the process step S83b is carried out after the process step S5:
  • S83b: The working fluid is cooled and condensed, in particular by means of the second intermediate fluid heat exchanger 83, whereby thermal energy is extracted from the working fluid located in the working fluid circuit C.

27 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 126 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit zwei Zwischenmittelkreisen Ba, Bb zur direkten Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung des Kältemittelstroms E in einem Zwischenmittelkreis Bb. 27 shows a schematic representation of an arrangement 126 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with two intermediate circuits Ba, Bb for direct evaporation and condensation of the working medium and with use of the refrigerant flow E in an intermediate circuit Bb.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 126 in 27 wird in Bezugnahme auf 26, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 126 according to the invention in 27 is made with reference to 26 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Die Anordnung in 27 unterscheidet sich von der in 26 insbesondere dadurch, dass die Anordnung 126 ferner einen zweiten Kühlmittelwärmetauscher 92 umfasst, welcher dem zweiten Zwischenmittelkreis Bb zugeordnet ist. Der zweite Kühlmittelwärmetauscher 92 wird insbesondere mithilfe des Kältemittelstroms E gekühlt und ist dazu bestimmt, mindestens ein Teil der Wärmeenergie von dem zweiten Zwischenmittelkreis Bb auf den Kältemittelstrom E zu übertragen. Der zweite Kühlmittelwärmetauscher 92 kann in ähnlicher Weise wie der Kühlmittelwärmetauscher 63 funktionieren, wobei an dieser Stelle auf die vorstehende Beschreibung zum Kühlmittelwärmetauscher 63 verwiesen wird.The arrangement in 27 differs from that in 26 in particular in that the arrangement 126 further comprises a second coolant heat exchanger 92, which is assigned to the second intermediate circuit Bb. The second coolant heat exchanger 92 is cooled in particular by means of the refrigerant flow E and is intended to transfer at least part of the thermal energy from the second intermediate circuit Bb to the refrigerant flow E. The second coolant heat exchanger 92 can function in a similar manner to the coolant heat exchanger 63, wherein reference is made at this point to the above description of the coolant heat exchanger 63.

27a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 27. 27a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 27 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 27a wird in Bezugnahme auf 26a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 27a is made with reference to 26a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zum Verfahren in 26a werden beim Verfahren in 27a folgende Verfahrensschritte durchgeführt:

  • S92a: Mindestens ein Teil der aus dem zweiten Zwischenmittelkreis Bb stammenden Wärmeenergie wird in den Kältemittelstrom E eingekoppelt.
  • S92e: Das Zwischenmittel wird gekühlt, wobei Wärmeenergie aus dem im zweiten Zwischenmittelkreis Bb befindlichen Zwischenmittel ausgekoppelt wird.
Deviating from the procedure in 26a are used in the process 27a The following procedural steps are carried out:
  • S92a: At least part of the heat energy originating from the second intermediate circuit Bb is coupled into the refrigerant flow E.
  • S92e: The intermediate medium is cooled, whereby heat energy is extracted from the intermediate medium located in the second intermediate medium circuit Bb.

28 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 127 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit zwei Zwischenmittelkreisen Ba, Bb zur direkten Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung des Kältemittelstroms E in einem Zwischenmittelkreis Bb und der Abwärme der Kältemaschine 6 in einem anderen Zwischenmittelkreis Ba. 28 shows a schematic representation of an arrangement 127 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with two intermediate circuits Ba, Bb for the direct evaporation and condensation of the working medium and with use of the refrigerant flow E in one intermediate circuit Bb and the waste heat of the refrigeration machine 6 in another intermediate circuit Ba.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 127 in 28 wird in Bezugnahme auf 27, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 127 according to the invention in 28 is made with reference to 27 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Die Anordnung in 28 unterscheidet sich von der in 27 insbesondere dadurch, dass die Anordnung 127 ferner einen ersten Zwischenmittel-Vorheizer 93 zum Aufheizen des im ersten Zwischenmittelkreis Ba zirkulierenden Zwischenmittels. Dabei wird die Abwärme der Kältemaschine 6 zum ersten Zwischenmittel-Vorheizer 93 geführt, in welchem mindestens ein Teil der Abwärme in den ersten Zwischenmittelkreis Ba einkoppelbar ist. Mindestens ein Teil der Abwärme der Kältemaschine 6 lässt sich also nutzbar wiederverwerten, indem der erste Zwischenmittelstrom Ba damit vorgeheizt wird, bevor er zum ersten Kühlapparat 21 geführt wird.The arrangement in 28 differs from that in 27 In particular, the arrangement 127 further comprises a first intermediate medium preheater 93 for heating the intermediate medium circulating in the first intermediate medium circuit Ba. The waste heat from the refrigeration machine 6 is fed to the first intermediate medium preheater 93, in which at least a portion of the waste heat can be coupled into the first intermediate medium circuit Ba. At least a portion of the waste heat from the refrigeration machine 6 can thus be usefully recycled by preheating the first intermediate medium flow Ba therewith before it is fed to the first cooling device 21.

28a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 28. 28a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 28 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 28a wird in Bezugnahme auf 27a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 28a is made with reference to 27a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zum Verfahren in 27a wird beim Verfahren in 28a in Bezug auf den ersten Zwischenmittelkreis Ba nach dem Verfahrensschritt S9c der Verfahrensschritt S93 durchgeführt.Deviating from the procedure in 27a is used in the process in 28a with respect to the first intermediate center circle Ba, method step S93 is carried out after method step S9c.

S93: Mindestens ein Teil der aus der Kältemaschine 6 ausgekoppelten Wärmeenergie wird als Kältemaschine-Wärmefluss F in den ersten Zwischenmittelkreis Ba eingekoppelt.S93: At least part of the heat energy extracted from the refrigeration machine 6 is coupled into the first intermediate circuit Ba as refrigeration machine heat flow F.

29 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 128 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit zwei Zwischenmittelkreisen Ba, Bb zur direkten Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung des Kühlwasserstroms D in einem Zwischenmittelkreis Bb. 29 shows a schematic representation of an arrangement 128 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with two intermediate circuits Ba, Bb for direct evaporation and condensation of the working medium and with use of the cooling water flow D in an intermediate circuit Bb.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 128 in 29 wird in Bezugnahme auf 26, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 128 according to the invention in 29 is made with reference to 26 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Die Anordnung in 29 unterscheidet sich von der in 26 insbesondere dadurch, dass die Anordnung 128 ferner einen zweiten Kühlmittelwärmetauscher 92 umfasst, welcher dem zweiten Zwischenmittelkreis Bb zugeordnet ist. Der zweite Kühlmittelwärmetauscher 92 wird insbesondere mithilfe des Kühlwasserstroms D gekühlt und ist dazu bestimmt, mindestens ein Teil der Wärmeenergie von dem zweiten Zwischenmittelkreis Bb auf den Kühlwasserstrom D zu übertragen. Der zweite Kühlmittelwärmetauscher 92 kann in ähnlicher Weise wie der Kühlmittelwärmetauscher 63 funktionieren, wobei an dieser Stelle auf die vorstehende Beschreibung zum Kühlmittelwärmetauscher 63 verwiesen wird.The arrangement in 29 differs from that in 26 in particular in that the arrangement 128 further comprises a second coolant heat exchanger 92, which is assigned to the second intermediate center circuit Bb. The second coolant heat exchanger 92 is cooled in particular by means of the cooling water flow D and is intended to transfer at least part of the thermal energy from the second intermediate center circuit Bb to the cooling water flow D. The second coolant heat exchanger 92 can function in a similar manner to the coolant heat exchanger 63, wherein reference is made at this point to the above description of the coolant heat exchanger 63.

29a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 29. 29a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 29 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 29a wird in Bezugnahme auf 27a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 29a is made with reference to 27a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zum Verfahren in 26a werden beim Verfahren in 29a folgende Verfahrensschritte durchgeführt:

  • S92c: Mindestens ein Teil der aus dem zweiten Zwischenmittelkreis Bb stammenden Wärmeenergie wird in den Kühlwasserstrom D eingekoppelt.
  • S92e: Das Zwischenmittel wird gekühlt, wobei Wärmeenergie aus dem im zweiten Zwischenmittelkreis Bb befindlichen Zwischenmittel ausgekoppelt wird.
Deviating from the procedure in 26a are used in the process 29a The following procedural steps are carried out:
  • S92c: At least part of the thermal energy originating from the second intermediate circuit Bb is coupled into the cooling water flow D.
  • S92e: The intermediate medium is cooled, whereby heat energy is extracted from the intermediate medium located in the second intermediate medium circuit Bb.

30 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 129 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit zwei Zwischenmittelkreisen Ba, Bb zur direkten Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung des Kühlwasserstroms D in einem Zwischenmittelkreis Bb und der Abwärme der Kältemaschine 6 in einem anderen Zwischenmittelkreis Ba. 30 shows a schematic representation of an arrangement 129 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with two intermediate circuits Ba, Bb for direct evaporation and condensation of the working medium and with use of the cooling water flow D in one intermediate circuit Bb and the waste heat of the refrigeration machine 6 in another intermediate circuit Ba.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 129 in 30 wird in Bezugnahme auf 29, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 129 according to the invention in 30 is made with reference to 29 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Die Anordnung in 30 unterscheidet sich von der in 29 insbesondere dadurch, dass die Anordnung 129 ferner den ersten Zwischenmittel-Vorheizer 93 zum Aufheizen des im ersten Zwischenmittelkreis Ba zirkulierenden Zwischenmittels umfasst. Dabei wird die Abwärme der Kältemaschine 6 zum ersten Zwischenmittel-Vorheizer 93 geführt, in welchem mindestens ein Teil der Abwärme in den ersten Zwischenmittelkreis Ba einkoppelbar ist. Mindestens ein Teil der Abwärme der Kältemaschine 6 lässt sich also nutzbar wiederverwerten, indem der erste Zwischenmittelstrom Ba damit vorgeheizt wird, bevor er zum ersten Kühlapparat 21 geführt wird.The arrangement in 30 differs from that in 29 in particular in that the arrangement 129 further comprises the first intermediate medium preheater 93 for heating the intermediate medium circulating in the first intermediate medium circuit Ba. The waste heat of the refrigeration machine 6 is guided to the first intermediate medium preheater 93, in which at least a portion of the waste heat can be coupled into the first intermediate medium circuit Ba. At least a portion of the waste heat of the refrigeration machine 6 can thus be used for recycling by first intermediate medium stream Ba is preheated therewith before it is led to the first cooling device 21.

30a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 30. 30a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 30 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 30a wird in Bezugnahme auf 29a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 30a is made with reference to 29a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Abweichend zum Verfahren in 29a wird beim Verfahren in 30a in Bezug auf den ersten Zwischenmittelkreis Ba nach dem Verfahrensschritt S9c der Verfahrensschritt S93 durchgeführt.Deviating from the procedure in 29a is used in the process in 30a with respect to the first intermediate center circle Ba, method step S93 is carried out after method step S9c.

S93: Mindestens ein Teil der aus der Kältemaschine 6 ausgekoppelten Wärmeenergie wird als Kältemaschine-Wärmefluss F in den ersten Zwischenmittelkreis Ba eingekoppelt.S93: At least part of the heat energy extracted from the refrigeration machine 6 is coupled into the first intermediate circuit Ba as refrigeration machine heat flow F.

31 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung 130 zur Umwandlung von Energie aus einer Elektrodenbeschichtungsanlage 1 mit zwei Zwischenmittelkreisen Ba, Bb zur direkten Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmittels sowie mit Nutzung der Abwärme der Kältemaschine 6 in einem Zwischenmittelkreis Ba. 31 shows a schematic representation of an arrangement 130 according to the invention for converting energy from an electrode coating system 1 with two intermediate circuits Ba, Bb for direct evaporation and condensation of the working medium and with use of the waste heat of the refrigeration machine 6 in an intermediate circuit Ba.

Zur Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 130 in 31 wird in Bezugnahme auf 26, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen.To illustrate the arrangement 130 according to the invention in 31 is made with reference to 26 Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in full.

Die Anordnung in 31 unterscheidet sich von der in 26 insbesondere dadurch, dass die Anordnung 130 ferner den ersten Zwischenmittel-Vorheizer 93 zum Aufheizen des im ersten Zwischenmittelkreis Ba zirkulierenden Zwischenmittels umfasst. Dabei wird die Abwärme der Kältemaschine 6 zum ersten Zwischenmittel-Vorheizer 93 geführt, in welchem mindestens ein Teil der Abwärme in den ersten Zwischenmittelkreis Ba einkoppelbar ist. Mindestens ein Teil der Abwärme der Kältemaschine 6 lässt sich also nutzbar wiederverwerten, indem der erste Zwischenmittelstrom Ba damit vorgeheizt wird, bevor er zum ersten Kühlapparat 21 geführt wird.The arrangement in 31 differs from that in 26 in particular in that the arrangement 130 further comprises the first intermediate medium preheater 93 for heating the intermediate medium circulating in the first intermediate medium circuit Ba. The waste heat from the refrigeration machine 6 is fed to the first intermediate medium preheater 93, in which at least a portion of the waste heat can be coupled into the first intermediate medium circuit Ba. At least a portion of the waste heat from the refrigeration machine 6 can thus be usefully recycled by preheating the first intermediate medium flow Ba therewith before it is fed to the first cooling device 21.

31a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise zur Ausführung in einer Anordnung nach 31. 31a shows a schematic representation of a method according to the invention, preferably for implementation in an arrangement according to 31 .

Zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in 31a wird in Bezugnahme auf 26a, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet, analogerweise auf die vorstehende Beschreibung vollumfänglich verwiesen. Die von der 26a abweichenden Verfahrensschritte entsprechen den in 30a dargestellten Verfahrensschritten bezüglich des ersten Zwischenmittelkreises Ba. Es wird auf die vorstehende Beschreibung dazu verwiesen.To illustrate the method according to the invention in 31a is made with reference to 26a Unless otherwise indicated, reference is made analogously to the above description in its entirety. 26a Deviating procedural steps correspond to those in 30a illustrated process steps with respect to the first intermediate center circle Ba. Reference is made to the above description.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

A
Prozessgasstrom
B
Zwischenmittelkreis
Ba
erster Zwischenmittelkreis
Bb
zweiter Zwischenmittelkreis
B1
erste Zwischenmittelleitung
B2
zweite Zwischenmittelleitung
B3
dritte Zwischenmittelleitung
C
Arbeitsmittelkreis
C1
erste Arbeitsmittelleitung
C2
zweite Arbeitsmittelleitung
C3
dritte Arbeitsmittelleitung
D
Kühlwasserstrom
E
Kältemittelstrom
F
Wärmefluss aus der Kältemaschine
1
Elektrodenbeschichtungsanlage
1a
Elektrodenbeschichtungsprozess
2
Prozessgaskondensator
3
Gebläse
5
Wärmekraftmaschine
5i
Einlass der Wärmekraftmaschine
5ii
Auslass der Wärmekraftmaschine
6
Kältemaschine
7
Arbeitsmittelpumpe
8
Luftwärmetauscher
9
Arbeitsmittelverdampfer
9i
Zwischenmitteleinlass des Arbeitsmittelverdampfers
9ii
Zwischenmittelauslass des Arbeitsmittelverdampfers
9iii
Arbeitsmitteleinlass des Arbeitsmittelverdampfers
9iv
Arbeitsmittelauslass des Arbeitsmittelverdampfers
21
erster Kühlapparat
21i
Arbeitsmitteleinlass des Prozessgaskondensators
21ii
Arbeitsmittelauslass des Prozessgaskondensators
21iii
Zwischenmitteleinlass des Prozessgaskondensators
21iv
Zwischenmittelauslass des Prozessgaskondensators
22
zweiter Kühlapparat
23
dritter Kühlapparat
24
Prozessgasheizvorrichtung
24i
Arbeitsmitteleinlass der Prozessgasheizvorrichtung
24ii
Arbeitsmittelauslass der Prozessgasheizvorrichtung
24iii
Zwischenmitteleinlass der Prozessgasheizvorrichtung
24iv
Zwischenmittelauslass der Prozessgasheizvorrichtung
25
Prozessgaseinlass
26
Prozessgasauslass
51
Generator
53
Stromnetz
63
Kühlmittelwärmetauscher
64
Zwischenmittel-Vorheizer
66
Arbeitsmittel-Vorheizer
68
Zwischenmittelwärmetauscher
69
Arbeitsmittelvorkühler
68iii
Arbeitsmitteleinlass des Zwischenmittelwärmetauschers
68iv
Arbeitsmittelauslass des Zwischenmittelwärmetauschers 68
71
Zwischenmittelpumpe
81
Arbeitsmittelkühler
82
Luftkühler
83
zweiter Zwischenmittelwärmetauscher
83i
Arbeitsmitteleinlass des zweiten Zwischenmittelwärmetauschers
83ii
Arbeitsmittelauslass des zweiten Zwischenmittelwärmetauschers
83iii
Zwischenmitteleinlass des zweiten Zwischenmittelwärmetauschers
83iv
Zwischenmittelauslass des zweiten Zwischenmittelwärmetauschers
92
zweiter Kühlmittelwärmetauscher
93
erster Zwischenmittel-Vorheizer
100 - 130
Anordnungen zur Umwandlung von Energie aus einem Industrieprozess
Verfahrensschritte
S1
Elektrodenbeschichtungsprozess
S2
Kondensationsschritt
S4
Kühlwasser wird zu einer zweiten Kühlstufe geführt.
S5
Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie
S6
Der Kältemittelstrom wird gekühlt
S8
Wärmeenergie wird aus dem Arbeitsmittel ausgekoppelt und in eine Umgebung abgeführt
S9a
Wärmeenergie wird zur Verdampfung des Arbeitsmittels aus dem Zwischenmittelkreis B ausgekoppelt.
S9b
Wärmeenergie wird zur Verdampfung des Arbeitsmittels in den Arbeitsmittelkreis C eingekoppelt.
S9c
Wärmeenergie wird zur Verdampfung des Arbeitsmittels aus dem ersten Zwischenmittelkreis Ba ausgekoppelt.
S11
Kühlwasser wird in eine Umgebung geführt
S21a
Wärmeenergie wird in einer ersten Kühlstufe S21a aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelt.
S21b
Mindestens ein Teil der aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelte Wärmeenergie wird direkt in den Arbeitsmittelkreis C eingekoppelt. Das im Arbeitsmittelkreis C befindliche Arbeitsmittel wird erhitzt und verdampft.
S21c
Mindestens ein Teil der aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelte Wärmeenergie wird direkt in den Zwischenmittelkreis B eingekoppelt.
S21d
Mindestens ein Teil der aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelte Wärmeenergie wird direkt auf ein im ersten Zwischenmittelkreis Ba strömendes Zwischenmittel eingekoppelt.
S22a
Das Prozessgas wird in einer zweiten Kühlstufe abgekühlt. Wärmeenergie wird aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelt.
S22b
Wärmeenergie wird in den Kühlwasserstrom D eingekoppelt.
S23a
Das Prozessgas wird in einer dritten Kühlstufe abgekühlt. Wärmeenergie wird aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelt.
S23b
Wärmeenergie wird in den Kältemittelstrom E eingekoppelt.
S24a
Das Prozessgas wird aufgeheizt. Wärmeenergie wird in den Prozessgasstrom A eingekoppelt.
S24b
Das Arbeitsmittel wird gekühlt und dabei mindestens ein Teil der im Arbeitsmittel aufweisenden Wärmeenergie ausgekoppelt. Das Arbeitsmittel wird beim Kühlvorgang kondensiert.
S24c
Das Arbeitsmittel wird gekühlt und dabei mindestens ein Teil der im Arbeitsmittel aufweisenden Wärmeenergie ausgekoppelt.
S24d
Wärmeenergie wird zum Aufheizen des Prozessgasstroms A aus dem Zwischenmittelkreis B ausgekoppelt.
S24e
Mindestens ein Teil der aus dem Prozessgasstrom A ausgekoppelte Wärmeenergie wird direkt auf ein im zweiten Zwischenmittelkreis Bb strömendes Zwischenmittel eingekoppelt.
S51
Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie
S53
Abführen elektrischer Energie aus der Anordnung
S63a
Wärmeenergie wird in den Kältemittelstrom E eingekoppelt.
S63b
Das Arbeitsmittel wird gekühlt und kondensiert, wobei Wärmeenergie aus dem im Arbeitsmittelkreis C befindlichen Arbeitsmittel ausgekoppelt wird.
S63c
Wärmeenergie wird in den Kühlwasserstrom D eingekoppelt.
S63e
Das Zwischenmittel wird gekühlt, wobei Wärmeenergie aus dem im Zwischenmittelkreis B befindlichen Zwischenmittel ausgekoppelt wird.
S64
Wärmeenergie wird als Kältemaschine-Wärmefluss F in den Zwischenmittelkreis B eingekoppelt.
S66
Wärmeenergie wird als Kältemaschine-Wärmefluss F in den Arbeitsmittelkreis C eingekoppelt.
S68a
Wärmeenergie wird mithilfe des Zwischenmittelwärmetauschers 68 in das Zwischenmittel eingekoppelt.
S68b
Wärmeenergie wird mithilfe des Zwischenmittelwärmetauschers 68 aus dem Arbeitsmittel ausgekoppelt.
S69a
Wärmeenergie wird mithilfe des Arbeitsmittelvorkühlers 69 in das Zwischenmittel eingekoppelt.
S69b
Wärmeenergie wird mithilfe des Arbeitsmittelvorkühlers 69 aus dem Arbeitsmittel ausgekoppelt.
S81
Kühlen des Arbeitsmittels
S83a
Wärmeenergie wird auf das im zweiten Zwischenmittelkreis Bb befindliche Zwischenmittel übertragen.
S83b
Das Arbeitsmittel wird insbesondere mithilfe des zweiten Zwischenmittelwärmetauschers 83 gekühlt und kondensiert, wobei Wärmeenergie aus dem im Arbeitsmittelkreis C befindlichen Arbeitsmittel ausgekoppelt wird.
S92a
Mindestens ein Teil der aus dem zweiten Zwischenmittelkreis Bb stammenden Wärmeenergie wird in den Kältemittelstrom E eingekoppelt.
S92c
Mindestens ein Teil der aus dem zweiten Zwischenmittelkreis Bb stammenden Wärmeenergie wird in den Kühlwasserstrom D eingekoppelt.
S92e
Das Zwischenmittel wird gekühlt, wobei Wärmeenergie aus dem im zweiten Zwischenmittelkreis Bb befindlichen Zwischenmittel ausgekoppelt wird.
S93
Wärmeenergie wird als Kältemaschine-Wärmefluss F in den ersten Zwischenmittelkreis Ba eingekoppelt.
A
Process gas flow
B
Intermediate circle
Ba
first intermediate circle
Bb
second intermediate center circle
B1
first intermediate line
B2
second intermediate line
B3
third intermediate line
C
Work equipment circuit
C1
first work equipment line
C2
second work equipment line
C3
third work equipment line
D
Cooling water flow
E
Refrigerant flow
F
Heat flow from the chiller
1
Electrode coating system
1a
Electrode coating process
2
Process gas condenser
3
fan
5
heat engine
5i
Inlet of the heat engine
5ii
Outlet of the heat engine
6
refrigeration machine
7
Working fluid pump
8
Air heat exchanger
9
Working fluid evaporator
9i
Intermediate medium inlet of the working medium evaporator
9ii
Intermediate medium outlet of the working medium evaporator
9iii
Working fluid inlet of the working fluid evaporator
9iv
Working fluid outlet of the working fluid evaporator
21
first cooling device
21i
Working fluid inlet of the process gas condenser
21ii
Working fluid outlet of the process gas condenser
21iii
Intermediate inlet of the process gas condenser
21iv
Intermediate outlet of the process gas condenser
22
second cooling device
23
third cooling device
24
Process gas heating device
24i
Working fluid inlet of the process gas heating device
24ii
Working fluid outlet of the process gas heating device
24iii
Intermediate inlet of the process gas heater
24iv
Intermediate outlet of the process gas heating device
25
Process gas inlet
26
Process gas outlet
51
generator
53
power grid
63
Coolant heat exchanger
64
Intermediate preheater
66
Work equipment preheater
68
Intermediate heat exchanger
69
Working fluid pre-cooler
68iii
Working fluid inlet of the intermediate heat exchanger
68iv
Working fluid outlet of the intermediate heat exchanger 68
71
Intermediate pump
81
Working fluid cooler
82
air cooler
83
second intermediate heat exchanger
83i
Working fluid inlet of the second intermediate heat exchanger
83ii
Working fluid outlet of the second intermediate heat exchanger
83iii
Intermediate medium inlet of the second intermediate medium heat exchanger
83iv
Intermediate medium outlet of the second intermediary heat exchanger
92
second coolant heat exchanger
93
first intermediate preheater
100 - 130
Arrangements for converting energy from an industrial process
Procedural steps
S1
Electrode coating process
S2
Condensation step
S4
Cooling water is fed to a second cooling stage.
S5
Conversion of thermal energy into mechanical energy
S6
The refrigerant flow is cooled
S8
Heat energy is extracted from the working medium and dissipated into the environment
S9a
Thermal energy is extracted from the intermediate circuit B to evaporate the working fluid.
S9b
Thermal energy is coupled into the working fluid circuit C to evaporate the working fluid.
S9c
Thermal energy is extracted from the first intermediate circuit Ba to evaporate the working fluid.
S11
Cooling water is fed into an environment
S21a
Thermal energy is extracted from the process gas stream A in a first cooling stage S21a.
S21b
At least part of the thermal energy extracted from the process gas stream A is directly coupled into the working fluid circuit C. The working fluid in the working fluid circuit C is heated and evaporated.
S21c
At least part of the heat energy extracted from the process gas stream A is directly coupled into the intermediate circuit B.
S21d
At least part of the thermal energy extracted from the process gas stream A is directly coupled to an intermediate medium flowing in the first intermediate medium circuit Ba.
S22a
The process gas is cooled in a second cooling stage. Thermal energy is extracted from process gas stream A.
S22b
Thermal energy is coupled into the cooling water flow D.
S23a
The process gas is cooled in a third cooling stage. Thermal energy is extracted from process gas stream A.
S23b
Thermal energy is coupled into the refrigerant flow E.
S24a
The process gas is heated. Thermal energy is coupled into process gas stream A.
S24b
The working fluid is cooled, and at least a portion of the thermal energy contained in the working fluid is extracted. The working fluid is condensed during the cooling process.
S24c
The working fluid is cooled and at least part of the thermal energy contained in the working fluid is extracted.
S24d
Thermal energy is extracted from the intermediate circuit B to heat the process gas stream A.
S24e
At least part of the thermal energy extracted from the process gas stream A is directly coupled to an intermediate medium flowing in the second intermediate medium circuit Bb.
S51
Conversion of mechanical energy into electrical energy
S53
Dissipation of electrical energy from the arrangement
S63a
Thermal energy is coupled into the refrigerant flow E.
S63b
The working fluid is cooled and condensed, whereby heat energy is extracted from the working fluid in the working fluid circuit C.
S63c
Thermal energy is coupled into the cooling water flow D.
S63e
The intermediate medium is cooled, whereby heat energy is extracted from the intermediate medium located in the intermediate medium circuit B.
S64
Thermal energy is coupled into the intermediate circuit B as a refrigeration machine heat flow F.
S66
Thermal energy is coupled into the working fluid circuit C as a refrigeration machine heat flow F.
S68a
Thermal energy is coupled into the intermediate medium using the intermediate medium heat exchanger 68.
S68b
Thermal energy is extracted from the working fluid using the intermediate heat exchanger 68.
S69a
Thermal energy is coupled into the intermediate medium using the working medium pre-cooler 69.
S69b
Thermal energy is extracted from the working fluid using the working fluid pre-cooler 69.
S81
Cooling the working fluid
S83a
Heat energy is transferred to the intermediate medium located in the second intermediate medium circuit Bb.
S83b
The working fluid is cooled and condensed in particular by means of the second intermediate fluid heat exchanger 83, whereby thermal energy is extracted from the working fluid located in the working fluid circuit C.
S92a
At least part of the heat energy originating from the second intermediate circuit Bb is coupled into the refrigerant flow E.
S92c
At least part of the thermal energy originating from the second intermediate circuit Bb is coupled into the cooling water flow D.
S92e
The intermediate medium is cooled, whereby heat energy is extracted from the intermediate medium located in the second intermediate medium circuit Bb.
S93
Thermal energy is coupled into the first intermediate circuit Ba as a refrigeration machine heat flow F.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • CA 2214542A1 [0005]CA 2214542A1 [0005]

Claims (17)

Anordnung (100-130) zur Umwandlung von Energie aus einem Prozessgasstrom (A), welcher aus einer Industrieanlage (1) stammt, aufweisend: - eine Prozessgaskühleinrichtung, insbesondere einen Prozessgaskondensator (2), mit welcher Prozessgaskühleinrichtung bzw. welchem Prozessgaskondensator (2) zumindest ein Teil des Prozessgasstroms (A) kühlbar bzw. kondensierbar ist, wobei Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom (A) auskoppelbar ist; - einen Arbeitsmittelkreis (C) zum Transportieren mindestens eines Teils der aus dem Prozessgasstrom (A) ausgekoppelten Wärmeenergie, welche in ein Arbeitsmittel einkoppelbar ist; - eine in dem Arbeitsmittelkreis (C) angeordnete Wärmekraftmaschine (5), mit welcher mindestens ein Teil der in das Arbeitsmittel eingekoppelten Wärmeenergie in mechanische Energie umwandelbar ist.An arrangement (100-130) for converting energy from a process gas stream (A) originating from an industrial plant (1), comprising: - a process gas cooling device, in particular a process gas condenser (2), with which process gas cooling device or process gas condenser (2) at least a portion of the process gas stream (A) can be cooled or condensed, wherein thermal energy can be extracted from the process gas stream (A); - a working fluid circuit (C) for transporting at least a portion of the thermal energy extracted from the process gas stream (A), which can be injected into a working fluid; - a heat engine (5) arranged in the working fluid circuit (C), with which at least a portion of the thermal energy injected into the working fluid can be converted into mechanical energy. Anordnung (100-130) nach Anspruch 1 mit einem in dem Arbeitsmittelkreis (C) stromab der Wärmekraftmaschine angeordneten Arbeitsmittelkondensator, mittels welchem das Arbeitsmittel kondensierbar ist, wobei Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel auskoppelbar ist.Arrangement (100-130) according to Claim 1 with a working medium condenser arranged in the working medium circuit (C) downstream of the heat engine, by means of which the working medium can be condensed, whereby heat energy can be extracted from the working medium. Anordnung (100-130) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Prozessgasheizvorrichtung (24) zum Aufheizen mindestens eines Teils des Prozessgasstroms (A) stromab der Prozessgaskühleinrichtung, insbesondere des Prozessgaskondensators (2) angeordnet ist, mittels welcher Prozessgasheizvorrichtung (24) Wärmeenergie in den Prozessgasstrom (A) einkoppelbar ist.Arrangement (100-130) according to one of the preceding claims, wherein a process gas heating device (24) for heating at least a portion of the process gas stream (A) is arranged downstream of the process gas cooling device, in particular the process gas condenser (2), by means of which process gas heating device (24) thermal energy can be coupled into the process gas stream (A). Anordnung (100-130) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Arbeitsmittelkreis (C) folgendes aufweist: - eine erste Arbeitsmittelleitung (C1) zur Wärmekraftmaschine (A), mittels welcher das Arbeitsmittel einem Einlass der Wärmekraftmaschine zuführbar ist; - eine zweite Arbeitsmittelleitung (C2), mittels welcher das Arbeitsmittel aus einem Auslass der Wärmekraftmaschine (5) ausleitbar ist; - eine dritte Arbeitsmittelleitung (C3), mittels welcher das Arbeitsmittel einem Arbeitsmitteleinlass (9iii, 21i) einer Arbeitsmittel-Heizvorrichtung (9, 21, 66) zuführbar ist, insbesondere zum Verdampfen von Arbeitsmittel.Arrangement (100-130) according to one of the preceding claims, wherein the working fluid circuit (C) comprises: - a first working fluid line (C1) to the heat engine (A), by means of which the working fluid can be fed to an inlet of the heat engine; - a second working fluid line (C2), by means of which the working fluid can be discharged from an outlet of the heat engine (5); - a third working fluid line (C3), by means of which the working fluid can be fed to a working fluid inlet (9iii, 21i) of a working fluid heating device (9, 21, 66), in particular for evaporating the working fluid. Anordnung (100-130) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einem Arbeitsmittelverdampfer (9) zum Verdampfen von Arbeitsmittel, wobei Wärmeenergie mithilfe des Arbeitsmittelverdampfers (9) von einem Zwischenmittel auf das Arbeitsmittel übertragbar ist; mindestens einem Zwischenmittelkreis (B, Ba, Bb) aufweisend: - eine erste Zwischenmittelleitung (B1) zum Arbeitsmittelverdampfer (9), mittels welcher ersten Zwischenmittelleitung (B1) ein Zwischenmittel einem Zwischenmitteleinlass (9ii) des Arbeitsmittelverdampfers (9) zum Zuführen von Zwischenmittel zuführbar ist, wobei die aus dem Prozessgasstrom (A) ausgekoppelte Wärmeenergie mithilfe des Zwischenmittels zum Arbeitsmittelverdampfer (9) transportierbar ist, und/oder - eine zweite Zwischenmittelleitung (B2) zur Prozessgasheizvorrichtung (24), mittels welcher zweiten Zwischenmittelleitung (B2) ein Zwischenmittel einem Zwischenmitteleinlass (24iii) der Prozessgasheizvorrichtung (24) zum Zuführen von Zwischenmittel zuführbar ist, wobei mindestens ein Teil der Wärmeenergie aus dem Zwischenmittel über die Prozessgasheizvorrichtung (24) auf den Prozessgasstrom (A) übertragbar ist.Arrangement (100-130) according to one of the preceding claims, comprising a working fluid evaporator (9) for evaporating working fluid, wherein thermal energy can be transferred from an intermediate medium to the working fluid using the working fluid evaporator (9); at least one intermediate medium circuit (B, Ba, Bb) comprising: - a first intermediate medium line (B1) to the working medium evaporator (9), by means of which first intermediate medium line (B1) an intermediate medium can be fed to an intermediate medium inlet (9ii) of the working medium evaporator (9) for supplying intermediate medium, wherein the thermal energy extracted from the process gas stream (A) can be transported to the working medium evaporator (9) with the aid of the intermediate medium, and/or - a second intermediate medium line (B2) to the process gas heating device (24), by means of which second intermediate medium line (B2) an intermediate medium can be fed to an intermediate medium inlet (24iii) of the process gas heating device (24) for supplying intermediate medium, wherein at least part of the thermal energy from the intermediate medium can be transferred to the process gas stream (A) via the process gas heating device (24). Anordnung (100-130) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Prozessgaskühleinrichtung, insbesondere der Prozessgaskondensator (2) mindestens zwei hintereinander angeordnete Kühlapparate (21, 22, 23) zum Kühlen mindestens eines Teils des Prozessgasstroms aufweist, welche Kühlapparate jeweils für eine Kühlstufe bestimmt sind, wobei - ein vorderer Kühlapparat (21) dazu bestimmt ist, mindestens ein Teil der Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom auf das Arbeitsmittel zur Entspannung in der Wärmekraftmaschine zu übertragen und dabei mindestens eines Teils des Prozessgasstroms zu kühlen; - ein stromab des vorderen Kühlapparats (21) angeordneter, hinterer Kühlapparat (22, 23) dazu bestimmt ist, mindestens ein Teil der Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom (A) auf einen Kühlmittelstrom (D, E) zu übertragen und dabei mindestens eines Teils des Prozessgasstroms (A) zu kühlen, insbesondere zu kondensieren, wobei der Kühlmittelstrom (D, E) ferner dazu bestimmt ist, an einer Stelle (63, 92) in einem Zwischenmittelkreis (B, Ba, Bb) und/oder im Arbeitsmittelkreis (C) Wärmeenergie aufzunehmen.Arrangement (100-130) according to one of the preceding claims, wherein the process gas cooling device, in particular the process gas condenser (2), has at least two cooling devices (21, 22, 23) arranged one behind the other for cooling at least a portion of the process gas flow, each of which is intended for a cooling stage, wherein - a front cooling device (21) is intended to transfer at least a portion of the thermal energy from the process gas flow to the working fluid for expansion in the heat engine and thereby cool at least a portion of the process gas flow; - a rear cooling device (22, 23) arranged downstream of the front cooling device (21) is intended to transfer at least part of the thermal energy from the process gas flow (A) to a coolant flow (D, E) and in the process to cool, in particular to condense, at least part of the process gas flow (A), wherein the coolant flow (D, E) is further intended to absorb thermal energy at a point (63, 92) in an intermediate circuit (B, Ba, Bb) and/or in the working medium circuit (C). Anordnung (100-130) nach Anspruch 6 mit einer Kältemaschine (6) zum Kühlen des Kühlmittelstroms (D, E), wobei mindestens ein Teil der Wärmeenergie, insbesondere welcher aus dem Kühlmittelstrom (D, E) in die Kältemaschine (6) eingekoppelt ist, aus der Kältemaschine (6) zur Einkopplung in den Prozessgasstrom (A) und/oder in einen Zwischenmittelkreis (B, Ba, Bb) und/oder in den Arbeitsmittelkreis (C) auskoppelbar ist.Arrangement (100-130) according to Claim 6 with a refrigeration machine (6) for cooling the coolant flow (D, E), wherein at least a part of the thermal energy, in particular that which is coupled from the coolant flow (D, E) into the refrigeration machine (6), can be coupled out of the refrigeration machine (6) for coupling into the process gas flow (A) and/or into an intermediate circuit (B, Ba, Bb) and/or into the working medium circuit (C). Anordnung (100-130) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Prozessgaskühleinrichtung, insbesondere der Prozessgaskondensator (2): - drei hintereinander angeordnete Kühlapparate (21, 22, 23) zum Kühlen mindestens eines Teils des Prozessgasstroms (A) aufweist, wobei ◯ das erste Kühlapparat (21) von einem in einem Zwischenmittelkreis (B) befindlichen Zwischenmittel durchströmbar ist, wobei die aus mindestens einem Teil des Prozessgasstroms (A) stammende Wärmeenergie zur Wiedereinkopplung in den Prozessgasstrom (A) auf das Zwischenmittel übertragbar ist, ◯ das zweite Kühlapparat (22) von einem ersten Kühlmittel, insbesondere einem Kühlwasser (D), durchströmbar ist, wobei Wärmeenergie von dem Prozessgasstrom (A) auf das erste Kühlmittel übertragbar ist, ◯ das dritte Kühlapparat (23) von einem zweiten gekühlten Kühlmittel durchströmbar ist, insbesondere von einem Kältemittel (E), welches mittels einer Kältemaschine (6) gekühlt ist, wobei Wärmeenergie von dem Prozessgasstrom (A) auf das zweite Kühlmittel übertragbar ist, bei welcher Anordnung (100-130) - das in einem Zwischenmittelkreis (B, Ba) befindliche Zwischenmittel einen Arbeitsmittelverdampfer (9) zum Verdampfen des Arbeitsmittels durchströmbar ist, wobei mindestens ein Teil der im Arbeitsmittel aufweisenden Wärmeenergie über die Wärmekraftmaschine (5) und den Generator (51) in elektrischer Energie umwandelbar ist, - eine stromab der Prozessgaskühleinrichtung, insbesondere des Prozessgaskondensators (2) angeordnete Prozessgasheizvorrichtung (24) von dem in einem Zwischenmittelkreis (B, Bb) befindlichen Zwischenmittel durchströmbar ist, wobei Wärmeenergie in den Prozessgasstrom (A) einkoppelbar ist.Arrangement (100-130) according to Claim 6 or 7 , wherein the process gas cooling device, in particular the process gas condenser (2): - has three cooling devices (21, 22, 23) arranged one behind the other for cooling at least a portion of the process gas stream (A), wherein ◯ the first cooling device (21) can be flowed through by an intermediate medium located in an intermediate medium circuit (B), wherein the thermal energy originating from at least a portion of the process gas stream (A) can be transferred to the intermediate medium for re-coupling into the process gas stream (A), ◯ the second cooling device (22) can be flowed through by a first coolant, in particular a cooling water (D), wherein thermal energy from the process gas stream (A) can be transferred to the first coolant, ◯ the third cooling device (23) can be flowed through by a second cooled coolant, in particular a refrigerant (E), which is cooled by means of a refrigeration machine (6), wherein thermal energy from the process gas stream (A) can be transferred to the second coolant, in which arrangement (100-130) - which is arranged in an intermediate medium circuit (B, Ba) located intermediate means can flow through a working medium evaporator (9) for evaporating the working medium, wherein at least part of the thermal energy in the working medium can be converted into electrical energy via the heat engine (5) and the generator (51), - a process gas heating device (24) arranged downstream of the process gas cooling device, in particular of the process gas condenser (2), can be flowed through by the intermediate means located in an intermediate means circuit (B, Bb), wherein thermal energy can be coupled into the process gas stream (A). Anordnung (100-130) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einem mit der Wärmekraftmaschine (5) koppelbaren oder gekoppelten Generator (51) zur Erzeugung von elektrischer Energie.Arrangement (100-130) according to one of the preceding claims with a generator (51) which can be coupled or is coupled to the heat engine (5) for generating electrical energy. Verfahren zum Umwandeln von Energie aus einem Prozessgasstrom (A), welcher aus einem Industrieprozess (S1) stammt, bei welchem Verfahren zumindest ein Teil des Prozessgasstroms (A) einem Kühlschritt, insbesondere einem Kondensationsschritt (S2) ausgesetzt oder unterzogen wird, wobei mindestens ein Teil der Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom (A) auf ein Arbeitsmittel zur Umwandlung in einer Wärmekraftmaschine (5) übertragen wird, welche in einem Arbeitsmittelkreis (C) angeordnet ist.Method for converting energy from a process gas stream (A) originating from an industrial process (S1), in which method at least a portion of the process gas stream (A) is exposed to or subjected to a cooling step, in particular a condensation step (S2), wherein at least a portion of the thermal energy from the process gas stream (A) is transferred to a working medium for conversion in a heat engine (5) which is arranged in a working medium circuit (C). Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem Verfahren das Arbeitsmittel stromab der Umwandlung in der Wärmekraftmaschine (5) kondensiert wird, wobei Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel ausgekoppelt wird.Procedure according to Claim 10 , in which process the working medium is condensed downstream of the conversion in the heat engine (5), whereby heat energy is extracted from the working medium. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel bei einem Heizvorgang des Prozessgasstroms (A) auf das Prozessgas übertragen wird.Method according to one of the preceding claims, in which thermal energy from the working medium is transferred to the process gas during a heating process of the process gas stream (A). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche mit mindestens einem Zwischenmittelkreis (B, Ba, Bb), welcher mit dem Prozessgasstrom (A) und/oder mit dem Arbeitsmittelkreis (C) wärmeleitend oder wärmeübertragend koppelbar ist, bei welchem folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden: a. beim Kühlen des Prozessgasstroms (A) wird Wärmeenergie direkt auf ein in dem Zwischenmittelkreis (B, Ba, Bb) befindliche, strömende oder zirkulierende Zwischenmittel übertragen; b. zumindest ein Teil der von dem Prozessgas auf das Zwischenmittel übertragenen Wärmeenergie wird direkt auf das im Arbeitsmittelkreis (C) befindliche Arbeitsmittel stromauf der Umwandlung in der Wärmekraftmaschine (5) übertragen, wobei das Arbeitsmittel verdampft wird; c. das verdampfte Arbeitsmittel wird zur Wärmekraftmaschine (5) geführt.Method according to one of the preceding claims, comprising at least one intermediate medium circuit (B, Ba, Bb) which can be coupled to the process gas stream (A) and/or to the working medium circuit (C) in a heat-conducting or heat-transferring manner, in which the following method steps are carried out: a. During cooling of the process gas stream (A), thermal energy is transferred directly to an intermediate medium located in the intermediate medium circuit (B, Ba, Bb), flowing or circulating; b. At least a portion of the thermal energy transferred from the process gas to the intermediate medium is transferred directly to the working medium located in the working medium circuit (C) upstream of the conversion in the heat engine (5), whereby the working medium is evaporated; c. The evaporated working medium is fed to the heat engine (5). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden: a. beim Kühlen des Prozessgasstroms (A) wird Wärmeenergie direkt auf ein Arbeitsmittel übertragen, wobei das Arbeitsmittel verdampft wird; b. das verdampfte Arbeitsmittel wird zur Wärmekraftmaschine (5) geführt; c. Wärmeenergie wird beim Heizvorgang des Prozessgasstroms (A) direkt auf das Prozessgas übertragen, wobei das Arbeitsmittel im Arbeitsmittelkreis (C) stromab der Wärmekraftmaschine (5) im Zuge der Wärmeabgabe an das Prozessgas (A) kondensiert wird.A method according to any one of the preceding claims, in which the following method steps are carried out: a. During cooling of the process gas stream (A), thermal energy is transferred directly to a working fluid, whereby the working fluid is vaporized; b. The vaporized working fluid is fed to the heat engine (5); c. During heating of the process gas stream (A), thermal energy is transferred directly to the process gas, whereby the working fluid is condensed in the working fluid circuit (C) downstream of the heat engine (5) during the heat transfer to the process gas (A). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Kühlschritt, insbesondere der Kondensationsschritt (S2) des Prozessgasstroms (A) mindestens zwei hintereinander stattfindende Kühlstufen (S21a, S22a, S23a) umfasst, bei welchem Verfahren folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden: a. Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom (A) wird in einer vorderen Kühlstufe (S21a) auf ein Arbeitsmittel übertragen; b. In einer stromab der vorderen Kühlstufe (S21a) angeordneten, hinteren Kühlstufe (S22a, S23a) wird Wärmeenergie aus dem Prozessgasstrom (A) auf ein in einem Kühlmittelstrom (D, E) befindliches Kühlmittel übertragen; c. Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel wird an einer Stelle im Arbeitsmittelkreis (C) stromab der Umwandlung in der Wärmekraftmaschine (5) auf das in einem Kühlmittelstrom (D, E) befindliche Kühlmittel übertragen.Method according to one of the preceding claims, wherein the cooling step, in particular the condensation step (S2) of the process gas stream (A), comprises at least two consecutive cooling stages (S21a, S22a, S23a), in which method the following method steps are carried out: a. Thermal energy from the process gas stream (A) is transferred to a working medium in a front cooling stage (S21a); b. In a rear cooling stage (S22a, S23a) arranged downstream of the front cooling stage (S21a), thermal energy from the process gas stream (A) is transferred to a coolant located in a coolant stream (D, E); c. Thermal energy from the working medium is transferred to the coolant located in a coolant stream (D, E) at a point in the working medium circuit (C) downstream of the conversion in the heat engine (5). Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden: a. ein Kühlmittel wird in einem Kühlmittelstrom (D, E) mithilfe einer Kältemaschine (6) gekühlt, wobei Wärmeenergie vom Kühlmittel in die Kältemaschine (6) ausgekoppelt wird; b. das Kühlmittel wird zur hinteren Kühlstufe (S22a, S23a) des Prozessgasstroms (A) geführt; c. stromab der hinteren Kühlstufe (S22a, S23a) des Prozessgasstroms (A) wird Wärmeenergie aus dem Arbeitsmittel von dem im Kühlmittelstrom (D, E) befindlichen Kühlmittel aufgenommen, wobei das im Arbeitsmittelkreis (C) befindliche Arbeitsmittel gekühlt und kondensiert wird, und/oder d. im Arbeitsmittelkreis (C) wird die zuvor in die Kältemaschine (6) ausgekoppelte Wärmeenergie zur Einkopplung in den Prozessgasstrom (A) und/oder zur Einkopplung in den Arbeitsmittelkreis (C), auf ein Zwischenmittel bzw. auf das Arbeitsmittel übertragen.Procedure according to Claim 15 , in which the following method steps are carried out: a. a coolant is cooled in a coolant flow (D, E) with the aid of a refrigeration machine (6), wherein thermal energy is extracted from the coolant into the refrigeration machine (6); b. the coolant is guided to the rear cooling stage (S22a, S23a) of the process gas flow (A); c. downstream of the rear cooling stage (S22a, S23a) of the process gas flow (A), thermal energy from the working fluid is absorbed by the coolant in the coolant flow (D, E), wherein the working fluid in the working fluid circuit (C) is cooled and condensed, and/or d. in the working fluid circuit (C), the thermal energy previously extracted into the refrigeration machine (6) is transferred to an intermediate medium or to the working fluid for coupling into the process gas flow (A) and/or for coupling into the working fluid circuit (C). Verwendung der Anordnung (100-130) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 16 zur Umwandlung von Energie aus einem Prozessgasstrom (A), insbesondere aus einer Zirkulations- oder Umluft eines Trockners zum Behandeln von Prozessgas eines Trockners, insbesondere aus dem Prozessgas einer Fertigungsanlage (1) zur Herstellung von Elektroden einer Batterie und/oder einer Vorrichtung zur Abscheidung bzw. Rückgewinnung mindestens eines Lösemittels aus dem Prozessgas einer Fertigungsanlage (1).Use of the arrangement (100-130) according to one of the Claims 1 until 9 or the procedure under one of the Claims 10 until 16 for converting energy from a process gas stream (A), in particular from a circulating or recirculating air of a dryer for treating process gas of a dryer, in particular from the process gas of a production plant (1) for producing electrodes of a battery and/or a device for separating or recovering at least one solvent from the process gas of a production plant (1).
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