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ORC zum Wandeln von Verlustwärme von einer Wärmequelle in mechanische Energie und Kühlsystem, das Gebrauch von dem ORC macht.
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen ORC zum Umwandeln von Verlustwärme von einer Wärmequelle in mechanische Energie und ein Kühlsystem, das Gebrauch von dem ORC zum Kühlen einer Verlustwärmequelle macht.
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Energiezyklen für WTP (Waste heat to Power = Umwandlung von Verlustwärme in Leistung) sind ausführlich beschrieben, wie zum Beispiel der ORC, Kalina, Trilateral Flash usw.
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Diese Energiezyklen sind dafür ausgelegt, Verlustwärme von der Wärmequelle zurückzugewinnen und diese Energie in nützliche mechanische Energie umzuwandeln, die zum Beispiel zum Antreiben eines Generators zum Erzeugen elektrischer Energie verwendet werden kann.
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Die Verwendung eines ORC (Organic Rankine Cycle = Organischer Rankine-Zyklus) ist insbesondere dafür bekannt, Verlustenergie von Wärmequellen mit einer relativ niedrigen Temperatur wie die Wärme von komprimierten Gas, das von einer KompressorVorrichtung erzeugt wird, oder die Wärme, die in Abgasen, Verbrennungsgasen, Dampf, heißem Wasser oder Ähnlichem vorkommt, wiederzugewinnen.
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Diese bekannten ORCs weisen einen geschlossenen Regelkreis bzw. Kreis auf, der ein Arbeitsfluid mit zwei Phasen aufweist, wobei der Kreis weiterhin eine Flüssigkeitspumpe zum Umwälzen des Fluids in dem Kreis hintereinander folgend durch einen Verdampfer, der in thermischen Kontakt mit der Wärmequelle zum Verdampfen des Arbeitsfluids ist, durch einen Expander bzw. eine Expansionseinrichtung wie zum Beispiel eine Turbine zum Wandeln der thermischen Energie, die auf das gasförmige Arbeitsfluid übertragen wird, das in dem Verdampfer erzeugt wird, in nützliche, mechanische Energie und schließlich durch einen Kondensator, der in thermischen Kontakt mit einem Kühlmedium wie zum Beispiel Wasser oder Umgebungsluft steht, um das gasförmige Arbeitsfluid in eine Flüssigkeit zu wandeln, die zu dem Verdampfer für den nächsten Arbeitszyklus des Arbeitsfluids zurückgeführt werden kann.
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In Vorrichtungen, die heiße Gase erzeugen, wird der ORC zum Kühlen dieser heißen Gase verwendet, indem diese heißen Gase in Kontakt mit dem Verdampfer des ORC gebracht werden, und gleichzeitig wird der ORC zum Wandeln der Wärme, die in dem Verdampfer wiedergewonnen wird, in nützliche Energie in dem Expander verwendet.
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Ein Nachteil der existierenden ORCs besteht darin, dass die Größe des Verdampfers relativ groß sein muss, um einen ausreichenden Wärmeübergangskontakt zwischen dem Arbeitsfluid in dem Verdampfer und der Wärmequelle bereitstellen zu können, insbesondere bei einer Wärmequelle mit einer niedrigen Temperatur von zum Beispiel 90°C oder sogar von 60°C, wobei die Berührungsoberfläche zwischen dem flüssigen Anteil des Arbeitsfluids, das in dem Verdampfer verdampft werden soll, nur einen kleinen Teil der gesamten Kontaktoberfläche des Verdampfers darstellt, da der Verdampfer nur Flüssigkeit auf dem Boden und Dämpfe des darüber liegenden Arbeitsfluids enthält.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass im Fall eines Ausfalls der Flüssigkeitspumpe oder des Expanders, die Zirkulation des Arbeitsfluids in dem ORC automatisch zum Stillstand kommt, da der Verdampfer über dem Expander angeordnet sein muss, um einen Schwerkraftfluss des flüssigen Anteils des Fluids von dem Verdampfer zu dem Expander bereitstellen zu können, insbesondere wenn ein zweiphasiges Fluid am Einlass des Expanders bevorzugt wird.
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Wenn das Arbeitsfluid in dem ORC nicht mehr zirkuliert, geht die Kühlfunktion des ORC zum Kühlen der heißen Gase verloren, was zu potentiell gefährlichen Situationen führen kann, wodurch die nachgeschalteten Installationen oder nachgeschalteten Nutzer, die die ungekühlten, heißen Gase verwenden, aufgrund Überhitzens beschädigt werden könnten.
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Die unveröffentlichte,
belgische Patentanmeldung 2014/0654 des gleichen Anmelders stellt eine Lösung für den Fall des Ausfalls der Flüssigkeitspumpe des ORC bereit, indem Hilfskühler eingeführt werden, die nicht Teil des ORC-Systems sind, und die deshalb eine Kühlung der komprimierten Gase bei einem Ausfall des ORC-Systems sicherstellen können.
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Ein Nachteil besteht darin, dass Hilfskühler bereitgestellt werden müssen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung für einen oder mehrere der zuvor erwähnten Nachteile anzugeben.
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Die Erfindung zielt deshalb auf einen ORC zum Wandeln von Verlustwärme von einer Wärmequelle in mechanische Energie ab, wobei der ORC einen geschlossenen Kreis aufweist, der ein zweiphasiges Arbeitsfluid enthält, wobei der Kreis eine Flüssigkeitspumpe zum Umwälzen des Arbeitsfluids in dem Kreis hintereinander folgend durch einen Verdampfer, der dafür ausgelegt ist, in einem thermischen Kontakt mit der Wärmequelle angeordnet zu sein, durch eine Expansionseinrichtung bzw. einen Expander zum Wandeln der thermischen Energie des Arbeitsfluids in Leistung und durch einen Kondensator bzw. eine Kondensationseinrichtung, der in thermischem Kontakt mit einem Kühlelement ist, wobei sich die Expansionseinrichtung über dem Verdampfer befindet und der Fluidauslass des Verdampfers mit dem Einlass der Expansionseinrichtung mittels einer sogenannten Steigerungssäule verbunden ist, die mit einem Gemisch von flüssigem Arbeitsfluid und von gasförmigen Blasen des Arbeitsfluids gefüllt ist, wobei dieses Gemisch der Expansionseinrichtung zugeführt wird und wobei die Steigerungssäule sich mit mindestens einem Teil auf dem gleichen Niveau oder der gleichen Höhe oder über dem Niveau des Einlasses der Expansionseinrichtung derart erstreckt, dass ein Schwerkraftfluss des flüssigen Arbeitsfluids möglich ist, das von der Steigerungssäule der Expansionseinrichtung zugeführt wird.
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Indem sichergestellt wird, dass die Steigerungssäule mit einem Gemisch aus flüssigen und gasförmigen Arbeitsfluid gefüllt ist, wird eine Art von Pumpeffekt für das zweiphasige Arbeitsfluid erzeugt, das dem Einlass der Expansionseinrichtung und weiter nachfolgend bzw. stromabwärts dem Einlass des Kondensators durch die Schwerkraft zugeführt wird, wird der Kondensator bevorzugt hauptsächlich auf dem gleichen Niveau oder auf einem niedrigeren Niveau als die Expansionseinrichtung angeordnet und der Verdampfer wird bevorzugt hauptsächlich auf dem gleichen Niveau oder auf einem niedrigeren Niveau als der Kondensator derart angeordnet, dass ein schwerkraftbedingter Fluss des flüssigen Arbeitsfluids möglich ist, das von der Expansionseinrichtung dem Kondensator und weiterhin von dem Kondensator nach unten dem Verdampfer zugeführt wird. Ein Vorteil des Pumpeffekts der Steigerungssäule besteht darin, dass im Falle einer blockierten Flüssigkeitspumpe oder einer blockierten Expansionseinrichtung das Arbeitsfluid noch weiterzirkuliert, unabhängig von dem ORC-Kreis, und dass der ORC anfängt, als eine Art von Heizrohr oder Thermosiphon zu funktionieren.
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Ein Vorteil, der mit diesem Selbstzirkulationseffekt verbunden ist, besteht darin, dass auch in der ungünstigen Situation einer blockierten Flüssigkeitspumpe oder einer blockierten Expansionseinrichtung, wenn der ORC zum Kühlen der Wärmequelle verwendet wird, der ORC seine Kühlfunktion fortsetzt, wodurch das Erfordernis entfällt, separate Kühlvorrichtungen zusätzlich zu dem ORC vorzusehen, wenn das Kühlen kritisch ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich der unterste Teil des Fluideinlasses des Kondensators weiter unten als der unterste Teil der rotierenden, aktiven Teile der Expansionseinrichtung.
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Durch diesen Text hindurch bezieht sich der Ausdruck „rotierende, aktive Teile der Expansionseinrichtung“ auf jene rotierenden Teile der Expansionseinrichtung, die beim Betrieb direkt an dem Fluidexpansionsprozess beteiligt sind, wie zum Beispiel die schraubenförmigen Rotoren im Fall einer Schraubenexpansionseinrichtung, das Schaufelrad im Fall einer Turbine, die Schnecke im Fall eines Scroll-Expanders, der Kolben im Fall eines Kolbenexpanders usw. Der Ausdruck „rotierende, aktive Teile der Expansionseinrichtung“ schließt jedoch inaktive Teile aus, die nicht an dem Expansionsprozess beteiligt sind, wie zum Beispiel Lager, einen Generator oder Ähnliches.
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Ähnlich wird es bevorzugt, dass der unterste Teil des Fluideinlasses des Verdampfers sich weiter unten als der unterste Teil des Fluidauslasses des Kondensators befindet.
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Der ORC ist bevorzugt mit einem Bypass bzw. einer Umgehung versehen, die den Einlass und den Auslass der Flüssigkeitspumpe überbrückt und ein Ventil mit einer Steuerung zum Geschlossenhalten des Ventils während normaler Betriebsbedingungen des ORC und zum Öffnen des Ventils im Falle, dass die Flüssigkeitspumpe aufgrund eines Ausfalls oder anderer Gründe nicht arbeitet, aufweist.
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Ein Vorteil besteht darin, dass der Bypass den Flusswiderstand einer defekten Flüssigkeitspumpe überwinden kann, die den schwerkraftbedingten Fluss des Arbeitsfluids behindert bzw. blockiert und deshalb auch den Kühleffekt des ORC.
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Ähnlich ist der ORC bevorzugt mit einem Bypass versehen, der den Einlass und den Auslass der Expansionseinrichtung überbrückt und ein Ventil mit einer Steuerung zum Geschlossenhalten des Ventils während normaler Betriebsbedingungen des ORC und zum Öffnen des Ventils in dem Falle, dass die Expansionsvorrichtung aufgrund eines Ausfalls oder weiterer Gründe nicht arbeitet, aufweist.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass der ORC so ausgelegt ist, dass in mindestens einigen Betriebszuständen der Verdampfer vollständig mit kochendem Arbeitsfluid gefüllt ist und dass die Steigerungssäule mit einem Gemisch aus flüssigem Arbeitsfluid und gasförmigen Blasen des Arbeitsfluids gefüllt ist, wobei die Mischung der Expansionseinrichtung zugeführt wird.
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Ein Vorteil des ORC gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der Verdampfer mit einem kochenden, flüssigen Arbeitsfluid gefüllt ist, wodurch die Kontaktfläche zwischen dem flüssigen Arbeitsfluid und der Wärmequelle maximiert wird und dadurch die Wärmeübertragung bei der Wärmequelle maximiert wird und dadurch wiederum die Wärmemenge maximiert wird, die aus der Wärmequelle wiedergewonnen wird und in mechanische Energie durch den Expander umgewandelt wird.
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Im Falle eines ORC, der zum Kühlen komprimierter Gase einer Kompressorvorrichtung verwendet wird, bedeutet dies auch das Maximieren der Kühlfunktion des ORC.
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Ein Vorteil dieser effizienten Kühlung der komprimierten Gase in Kontakt mit dem Verdampfer besteht darin, dass keine zusätzliche Kühlung erforderlich ist und dass dimensionsmäßig ein kleinerer Verdampfer ausgewählt werden kann.
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Die Steigerungssäule garantiert, dass die internen Verdampferoberflächen immer mit Flüssigkeit bedeckt sind, wobei die Flüssigkeit in der Steigerungssäule dazu tendiert, rückwärts in den Verdampfer hineinzufließen, um die Gasblasen zu ersetzen, die in dem Verdampfer durch Sieden des Arbeitsfluids erzeugt worden sind.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Kühlsystem zum Kühlen einer Quelle für Verlustwärme, wobei das Kühlsystem einen ORC gemäß der Erfindung als einziges Mittel zum Kühlen der Wärmequelle aufweist, ohne dass irgend eine zusätzliche externe Kühlung notwendig wäre, auch unter den Bedingungen des Stillstands des Expanders und/oder der Flüssigkeitspumpe.
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Mit der Absicht, die Eigenschaften der Erfindung zu verdeutlichen, werden nachfolgend als ein Beispiel ohne beschränkten Charakter einige bevorzugte Ausführungsformen eines ORC gemäß der Erfindung zum Wandeln von Verlustwärme einer Wärmequelle in mechanische Energie und einer Kompressorvorrichtung, die Gebrauch von einem solchen ORC macht, mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen
- 1 schematisch eine einstufige Kompressorvorrichtung wiedergibt, die Gebrauch von einem ORC-System gemäß der Erfindung macht;
- 2 den ORC von 1 realistischer wiedergibt;
- 3 eine alternative Ausführungsform der Kompressorvorrichtung von 1 wiedergibt.
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Das Kühlsystem 1, das in 1 wiedergegeben wird, ist ein Kühlsystem zum Kühlen von zum Beispiel dem komprimierten Gas, das durch eine Kompressorvorrichtung erzeugt wird, die ein Kompressorelement 2 mit einem Einlass 3 und einem Auslass 4 aufweist, wobei das Kompressorelement 2 mit einem Motor 5 zum Antreiben des Kompressorelements 2 zum Komprimieren eines Gasflusses Q verbunden ist. Weiterhin weist das Kühlsystem 1 einen Kühler 6, der dem Kompressorelement 2 nachgeschaltet ist, zum Kühlen des komprimierten Gases auf, bevor es einem Netz 7 von Verbrauchern eines komprimierten Gases zugeführt wird.
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Die Kühlvorrichtung 1 weist einen ORC 8 gemäß der Erfindung auf, worin der zuvor erwähnte Kühler 6 in einem Wärmetauscher 9 integriert ist, der weiterhin einen Verdampfer 10 des ORC 8 zum Zurückgewinnen der Verlustwärme des komprimierten Gases, das als eine Wärmequelle 11 verwendet wird, integriert und dafür ausgelegt ist, die Wärme in eine nützliche mechanische Energie mittels des Expanders 12 des ORC 8 zu wandeln, der zum Beispiel eine Turbine sein kann, die einen elektrischen Generator 13 antreibt, wie in dem Beispiel der 1 gezeigt ist.
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Der ORC weist einen geschlossenen Kreis 14 auf, der ein zweiphasiges, organisches Arbeitsfluid mit einer Siedetemperatur unterhalb der Temperatur der Wärmequelle 11 aufweist, wobei das Arbeitsfluid kontinuierlich in dem Kreis 14 mittels einer Flüssigkeitspumpe 15 in der Richtung, wie mit den Pfeilen F angegeben ist, umgewälzt wird.
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Das Arbeitsfluid wird veranlasst, nachfolgend durch den Verdampfer 10, der in thermischen Kontakt mit der Wärmequelle 11 ist, dann durch den Expander 12 und schließlich durch einen Kondensator 16 zu fließen, bevor es von der Flüssigkeitspumpe 15 wieder für einen nächsten Zyklus in dem Kreis 14 verwendet wird.
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Der Kondensator 16 ist ein Teil des Wärmetauschers 9', in dem der Kondensator 16 in thermischen Kontakt mit einem Kühlelement 17 eines Kühlkreises 18 ist, der in dem Beispiel von 1 als eine Zuführung von kalten Wasser W wiedergegeben ist, das einem Tank 19 entnommen wird, um durch den Kondensator 16 mittels einer Pumpe 20 zirkulieren zu können.
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Gemäß der Erfindung ist der Kondensator 16 körperlich weiter unten als der Expander 12 angeordnet, wohingegen der Verdampfer 10 körperlich weiter unten als der Kondensator 16 derart angeordnet ist, dass ein schwerkraftbedingter Fluss des flüssigen Arbeitsfluids ermöglicht wird, das von der Steigerungssäule 24 aus dem Expander 12 und weiter nach unten von dem Expander 12 aus dem Kondensator 16 und von dem Kondensator 16 aus dem Verdampfer 10 zugeführt wird.
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Der Ausdruck „weiter unten als“ erfordert nicht, dass alle Teile des Kondensators/ Verdampfers weiter unten angeordnet sind. Er bedeutet, dass die Hauptteile des Kondensators/ Verdampfers auf einem niedrigeren Niveau sind. Der Ausdruck sollte im Zusammenhang mit dem Erfordernis verstanden werden, dass ein schwerkraftbedingter Fluss des flüssigen Anteils des Arbeitsfluids erzeugt wird.
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Bevorzugt ist zumindest der unterste Teil des Fluideinlasses des Kondensators 16 körperlich niedriger oder weiter unten angeordnet, als der unterste Teil 12' der rotierenden, aktiven Teile 12" des Expanders 12, wie schematisch in 2 gezeigt ist, während der unterste Teil des Fluideinlasses des Verdampfers 10 körperlich weiter unten als der unterste Teil des Fluidauslasses des Kondensators 16 angeordnet ist, wobei der Fluidauslass 22 des Verdampfers 10 mit dem Fluideinlass 23 des Expanders 12 mittels einer sogenannten Steigerungssäule 24 verbunden ist.
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Der ORC 8 gemäß der Erfindung ist so ausgelegt, dass der Verdampfer 10 unter normalen Betriebsbedingungen vollständig mit siedendem Arbeitsfluid gefüllt ist und, dass die Steigerungssäule über ihre gesamte Höhe mit einem Gemisch aus Arbeitsfluid in flüssiger Form und gasförmigen Blasen des Arbeitsfluids gefüllt ist, wobei das Gemisch dem Fluideinlass 23 des Expanders 12 durch einen gebogenen Teil 24' der Steigerungssäule 24 zugeführt wird, wobei der gebogene Teil 24' sich mindestens teilweise über dem untersten Teil des Fluideinlasses 23 des Expanders 12 erstreckt.
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Der Ausdruck „gefüllt mit siedendem, flüssigen Arbeitsfluid“ bedeutet, dass sich die gasförmigen Blasen, die durch das Sieden erzeugt werden, nicht an der Oberseite des Verdampfers 10 derart anhäufen, dass das Arbeitsfluid in dem Verdampfer 10 nicht in einen flüssigen Anteil und einen gasförmigen Anteil aufgeteilt ist, der sich in einem Raum oberhalb des flüssigen Anteils wie bei den bekannten ORCs ansonsten anhäufen würde.
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Der Normalbetrieb des ORC 8 gemäß der Erfindung besteht darin, dass das Arbeitsfluid zum Sieden in dem Verdampfer 10 durch die Wärme der komprimierten Gase gebracht wird, die gleichzeitig gekühlt werden.
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Die Flüssigkeitspumpe 15 ist dafür ausgelegt, sicherzustellen, dass sie mehr Arbeitsfluid zu dem Verdampfer 10 pumpt, als durch die Wärme des komprimierten Gases verdampft werden kann, um sicherzustellen, dass der Verdampfer vollständig mit siedender Flüssigkeit für eine maximale Rückgewinnung der Wärme aus dem komprimierten Gas gefüllt ist.
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In der Steigerungssäule 24 ist ein Gemisch aus Gasblasen aus dem Arbeitsfluid und von Arbeitsfluid in flüssiger Form vorhanden, das, wie in 2 schematisch wiedergeben ist, zu dem Einlass 23 des Expanders 12 transportiert und diesem zugeführt wird, der deshalb aus jenen Typen von Expandern ausgewählt werden muss, die in der Lage sind, mit dem zweiphasigen Gemisch zu arbeiten.
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Die Biegung 24' sollte auf dem gleichen Niveau oder auf einem höheren Niveau als der Fluideinlass 23 des Expanders angeordnet sein, mit dem Zweck, dass die Flüssigkeit, die zusammen mit den Gasblasen durch die Steigerungssäule 24 kommt, über die Biegung 24' fließt und stromabwärts bzw. nachfolgend durch die Schwerkraft durch den Expander 12 und zu dem Kondensator 16 fällt, von wo sie wieder dem Verdampfer 10 über die Leitung 25 des Kreises 14 zugeführt wird, die den Kondensator 16 mit dem Verdampfer 10 verbindet.
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Die Gasblasen, die in dem Verdampfer 10 erzeugt werden, haben die Neigung, in der Steigerungssäule 24 wie auch in der Leitung 25 hochzusteigen, sie nehmen jedoch den Weg des geringsten Widerstands über die Steigerungssäule 24.
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Damit wird eine Art von Selbstzirkulationseffekt durch die Steigerungssäule 24 erzeugt, der hilft, das Arbeitsfluid in dem Kreis 14 umzuwälzen.
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Auch wenn die Flüssigkeitspumpe 15 oder der Expander 12 blockiert wird, fährt der ORC mit der Zirkulation des Arbeitsfluids in dem Kreis 14 mit der Unterstützung durch die Schwerkraft fort, wodurch eine ausreichende Kühlung des komprimierten Gases in dem Verdampfer 10 bereitgestellt wird, um zu vermeiden, dass gefährliche Zustände auftreten, bis die Flüssigkeitspumpe 15 oder der Expander 12 repariert werden kann.
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Es ist klar, dass ein ORC 8 gemäß der Erfindung auch in anderen Anwendungen als zum Kühlen komprimierter Gase wie zum Beispiel beim Kühlen von Verbrennungsgasen, Dampf, usw. verwendet werden kann.
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Das Kühlen des Kondensators 16 kann auf andere Art und Weise als in dem Beispiel von 1 realisiert werden, zum Beispiel durch Blasen von Umgebungsluft über den Kondensator 16 mittels eines Gebläses oder Ähnlichem.
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Der Expander 12 kann jede Art von Expander sein, der in der Lage ist, mechanische Energie durch Expansion bzw. Ausdehnung einer zweiphasigen Fluidzuführung zu erzeugen, bevorzugt ein volumetrischer Expander wie ein Schraubenexpander oder ein mechanischer Zylinder oder Ähnliches, die ein Gemisch aus flüssigem und gasförmigen Arbeitsfluid aufnehmen können.
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Bevorzugt wird ein Arbeitsfluid verwendet, von dem die Siedetemperatur niedriger ist als 90°C oder sogar niedriger als 60°C ist, in Abhängigkeit von der Temperatur von der verfügbaren Wärmequelle 11.
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Ein Beispiel für ein geeignetes, organisches Arbeitsfluid ist 1,1,1,3,3-Pentafluoroprophan. Das organische Fluid kann mit einem geeigneten Schmiermittel für die Schmierung von zumindest einem Teil der beweglichen Teile des ORC gemischt sein.
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Zusammengefasst, sollte die Steigerungssäule 24 mit geeigneten Dimensionen ausgelegt sein, um die nachfolgenden Effekte realisieren zu können:
- - Sicherstellen, dass die Verdampferoberflächen immer in Kontakt mit Flüssigkeiten sind;
- - Erzeugen eines gewünschten Druckunterschiedes zwischen dem Verdampfer und dem Expandereinlass;
- - Erzeugen eines geeigneten Unterschieds der Höhe zwischen dem Expander und dem Kondensator;
- - Zulassen eines geeigneten Unterschieds der Höhe zwischen dem Kondensator und der Flüssigkeitspumpe;
- - Sicherstellen, dass das WTP-System als ein Wärmerohr / Thermosiphon arbeitet, wenn der Expander und / oder die Flüssigkeitspumpe nicht betriebsfähig sind bzw. ist.
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Es sollte verstanden werden, dass, wenn Dokumente des Stands der Technik auf dem Gebiet des ORC ausgewertet werden, die relativen Orte der beteiligten Komponenten in den Zeichnungen der ORC nicht notwendigerweise den relativen physikalischen Orten dieser Komponenten entsprechen.
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In 3 ist eine alternative Ausführungsform einer Kühlvorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt, die sich von der Ausführungsform von 1 darin unterscheidet, dass der ORC-Kreis mit einem Bypass 26 versehen ist, der den Einlass 27 und den Auslass 28 der Flüssigkeitspumpe 15 überbrückt.
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Der Bypass 26 weist ein Ventil 29 auf, das mit einer Steuerung 30 zum Geschlossenhalten des Ventils 29 während normaler Betriebsbedingungen des ORC 8 und zum Öffnen des Ventils 29 im Falle, dass die Flüssigkeitspumpe 15 aufgrund eines Ausfalls oder anderer Gründe nicht in Betrieb ist, verbunden ist. Die Steuerung 30 ist deshalb mit einem Sensor 31 mittels einer elektrischen Verkabelung 32 zum Fühlen bzw. Detektieren gekoppelt, wenn die Flüssigkeitspumpe 15 nicht betriebsfähig ist.
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Ähnlich ist der ORC von 3 mit einem Bypass 33 versehen, der den Einlass 23 und den Auslass 21 des Expanders 12 überbrückt und ein Ventil 34 aufweist, das über die Verkabelung 32 mit der Steuerung 30 zum Geschlossenhalten des Ventils 34 während normaler Betriebsbedingungen des ORC 8 und zum Öffnen des Ventils 34 im Fall, dass das Einlasssignal, das von einem Sensor 35 an dem Expander 12 kommt, anzeigt, dass der Expander 12 nicht betriebsfähig ist, verbunden ist.
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Die Steuerung 30 kann entweder nur eines der Bypassventile 29 oder 34 in Abhängigkeit davon öffnen, ob die Flüssigkeitspumpe 15 oder der Expander 12 nicht betriebsfähig ist, oder kann beide Ventile 29 und 34 gleichzeitig öffnen.
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Der Ort 36, wo der Bypass 34 zu dem ORC-Kreis 14 an der Einlassseite des Expanders 12 abzweigt, wird bevorzugt auf einem höheren Niveau als der Kondensator 16 angeordnet.
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Die vorliegende Erfindung ist in keinster Weise auf die Ausführungsformen, die beispielhaft in den Figuren wiedergegeben sind, beschränkt. Vielmehr können ein ORC gemäß der Erfindung zum Umwandeln von Verlustwärme von einer Wärmequelle in mechanische Energie und eine Kompressorvorrichtung, die Gebrauch von diesen ORC macht, in verschiedenen Ausführungsformen realisiert werden, ohne dass vom Bereich der Erfindung abgewichen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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