DE4111298A1 - Waermetauscher fuer ein kleinkraftwerk und verfahren zum uebertragen von waerme - Google Patents
Waermetauscher fuer ein kleinkraftwerk und verfahren zum uebertragen von waermeInfo
- Publication number
- DE4111298A1 DE4111298A1 DE4111298A DE4111298A DE4111298A1 DE 4111298 A1 DE4111298 A1 DE 4111298A1 DE 4111298 A DE4111298 A DE 4111298A DE 4111298 A DE4111298 A DE 4111298A DE 4111298 A1 DE4111298 A1 DE 4111298A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- heat exchanger
- heat
- power plant
- combustion chamber
- small power
- 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.)
- Granted
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 title abstract 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 15
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 239000003570 air Substances 0.000 description 15
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 4
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H8/00—Fluid heaters characterised by means for extracting latent heat from flue gases by means of condensation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2254/00—Heat inputs
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für ein in Wärme-
Kraft-Kopplung geschaltetes Kleinkraftwerk mit parallelem
Gebläsebrenner. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren
zur Übertragung von Wärme in Wärme-Kraft-gekoppelten
Kleinkraftwerken mit einem Wärmetauscher und einem
Gebläsebrenner.
Derartige Wärmetauscher ermöglichen es, die in einem kleinen
Kraftwerk im wesentlichen von der Kraftmaschine und dem
Elektrizitätsgenerator abgegebene, nicht zur Kraftgewinnung
nutzbare Wärme, wie Abwärme, wahlweise für Heizzwecke zu nutzen
oder ungenutzt an die Umgebungsluft abzuführen, und bei
Stillstand des Kraftwerks und vorhandenem Wärmebedarf Wärme
zu erzeugen oder bei Betrieb des Kraftwerks zusätzliche Wärme
zu erzeugen.
Als Kleinkraftwerke werden hier insbesondere durch schnellaufende
Verbrennungsmotoren angetriebene Kraftwerke verstanden.
Als schnellaufend gelten Verbrennungsmotoren allgemein ab einer
Umdrehungszahl von 1500 l/min. Solche Kraftwerke werden in
der Regel als Motorkraftwerke bezeichnet.
Die Möglichkeit, die Motorkraftwerke auch ohne Nutzung der
Abwärme betreiben zu können, ist vorteilhaft, da dann die Kraft
werke auch unabhängig vom Wärmebedarf, z. B. in Jahreszeiten
mit geringem Wärmebedarf oder zur Abdeckung eines elektrischen
Spitzenbedarfs oder für Stromersatzversorgungen, wie Notstrom,
eingesetzt werden können. Dadurch können Kapazitäten im Bereich
großer Kondensationskraftwerke, eingespart werden.
Es ist bekannt, daß Heizkessel so konstruiert sein können, daß
in Heizungen mit niederem Temperaturniveau der obere Heizwert
des Brennstoffs genutzt werden kann. Hierdurch können, bezogen
auf den unteren Heizwert, Wirkungsgrade bis 108% anstatt der
sonst möglichen 85 bis 90% erreicht werden. Das Prinzip, den
oberen Heizwert zu nutzen, wird im Sprachgebrauch als Brennwert-
Prinzip, die Heizkessel als Brennwert-Heizkessel bezeichnet.
Auch bei Motorkraftwerken kann der obere Heizwert genutzt wer
den. Jedoch hat sich das Brennwert-Prinzip in dieser Anwendung
noch nicht durchgesetzt. Kleine Motorkraftwerke werden im all
gemeinen als Kompaktaggregate hergestellt, wobei Motor und
Elektrizitätsgenerator wie auch die Wärmetauscher für Kühlwas
ser, Schmieröl und Abgas baulich vereinigt sind und auch zur
Schall- und Wärmedämmung von einer Kapsel umgeben sein können.
Diese Anordnung der Komponenten hat im Vergleich zu einer nicht-
aggregierten Ausführung den Vorteil, daß die Motorkraftwerke
weitgehend im Herstellerwerk vorgefertigt werden können. Da
aber die Abmessungen der Kraftwerke für den Transport und die
Einbringung in die Aufstellungsräume so klein wie möglich ge
halten werden müssen, muß bei dieser Konstruktion auf die zur
Nutzung des oberen Heizwerts erforderlichen großen Abgas-Wärme
tauscher verzichtet werden. Diese Nutzung könnte allenfalls
mit einem nachgeschalteten Abgas-Wärmetauscher verwirklicht
werden.
Da Motorkraftwerke aus wirtschaftlichen Gründen nicht nach dem
Spitzenbedarf an Wärme ausgelegt werden können, müssen regel
mäßig zur ergänzenden Wärmeversorgung wie auch zur Wärmeerzeu
gung bei Stillstand des Kraftwerks Heizkessel beigestellt wer
den.
Die anzustrebenden geringen Abmessungen erlauben es auch nicht,
einen Kühler zur Ableitung überschüssiger Wärme in die Kompakt
aggregate zu integrieren. Erschwerend würde sich auswirken,
daß die Kühlluft durch besondere Kanäle zu- und abgeführt werden
müßte. So müßten derartige Kühler ähnlich wie die zuvor erwähn
ten Heizkessel als gesonderte Aggregate aufgestellt, und zwar
entweder im Freien, oder sie müssen im Aufstellungsraum an das
Zu- und Abluftsystem der Gesamtanlage angeschlossen werden.
Kompakte Motorkraftwerke würden bei Nutzung des oberen Heizwerts
und bei Einbeziehung einer möglichen Betriebsweise, in welcher
keine ausreichende Nutzung der Abwärme möglich ist, mindestens
vier nicht integrierbare Wärmetauscher erfordern, nämlich einen
Abgas-Wärmetauscher zur Nutzung der im Auspuffgas des
Motorkraftwerks enthaltenen Wärme hoher Temperatur. Dieser
Wärmetauscher wäre bei gekapselten Motorkraftwerken innerhalb
der Kapsel angeordnet und würde für ein niedriges
Temperaturniveau in der Kapsel sorgen. Weiterhin einen Abgas-
Wärmetauscher zur Nutzung der im Auspuffgas des Motorkraftwerks
enthaltenen Wärme niedriger Temperatur. Dieser Wärmetauscher
wäre bei gekapselten Motorkraftwerken wegen seines großen
Raumbedarfs außerhalb der Kapsel angeordnet und würde die
Nutzung des oberen Heizwerts des Brennstoffs ermöglichen. Ferner
einen Heizkessel zur Erzeugung von zusätzlicher Wärme. Dieser
Wärmetauscher ermöglicht besonders in Zeiten hohen Wärmebedarfs
oder bei Stillstand des Motorkraftwerks die Lieferung von Wärme.
Schließlich einen Kühler zum Abführen überschüssiger Wärme vom
Motorkraftwerk. Dieser Wärmetauscher ermöglicht die
Aufrechterhaltung des Kraftwerksbetriebs bei unzureichendem
Wärmeverbrauch, das heißt die Lieferung von Kraft ohne Nutzung
der Abwärme.
Da die meisten Motoren nicht so konstruiert sind, daß sie direkt
an den Wasserkreislauf des Wärmeverbrauchers angeschlossen
werden können, kommt noch ein Wasser-Wasser-Wärmetauscher zur
Trennung des primären Kühlkreislaufs des Motors vom sekundären
Kühlkreislauf des Wärmeverbrauchers hinzu.
Die Anzahl der erforderlichen, nicht in ein Kompaktaggregat
integrierbaren Wärmetauscher erschweren natürlich die Nutzung
der in der Kraft-Wärme-Kopplung arbeitenden Motorkraftwerke
zur Deckung des Spitzlast- und Notstrombedarfs und die Nutzung
des oberen Heizwerts.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Wirkungsgrad eines
Motorkraftwerks mit und ohne zusätzlicher Wärmeerzeugung zu
erhöhen.
Die Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher der eingangs genannten
Art gelöst durch eine im Wärmetauscher vorgesehene als Kühler
für das Kleinkraftwerk dienende Wärmetauscherbatterie, einer
im Wärmetauscher vorgesehene Brennkammer und wenigstens einer
im Wärmetauscher vorgesehenen Abgaseinblaskammer. Bei dem
eingangs genannten Verfahren wird die Aufgabe erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß dem Krafterzeuger mittels einer als Kühler
wirkenden, im Wärmetauscher angeordneten Wärmetauscherbatterie
Wärme entzogen wird, daß die in einer im Wärmetauscher
angeordneten Brennkammer des Gebläsebrenners erzeugten Rauchgase
über die im Wärmetauscher angeordnete Wärmetauscherbatterie
abgekühlt wird, daß denen vom Kleinkraftwerk erzeugten Abgasen
im Wärmetauscher Wärme entzogen wird.
Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß die Kühlerfunktion vom
erfindungsgemäßen Wärmetauscher mit übernommen werden kann.
Somit erübrigt sich ein separater, meist außerhalb des
Aufstellungsraumes zu installierender Kühler.
Durch den Wegfall des Kühlers entfällt auch die Lärm- und
Zugbelästigung durch ein Kühlergebläse, außerdem die für die
Installation des Kühlers erforderlichen Wasser- und Elektro
anschlüsse, Zu- und Abluftleitungen.
Dadurch, daß die Abgaseinströmkammern mit dem Heizkessel
vereinigt wird und nur noch ein Rauchgasstrom zum Kamin
vorhanden ist, wird ein Kaminanschluß und damit auch eine
Rauchgas-Abschlußklappe samt Elektroanschluß eingespart.
Durch die Vereinigung von Abgaseinströmkammer und Heizkessel
können die Motorabgase und die Brennerabgase zur Nutzung des
oberen Heizwerts über dieselbe Wärmetauscherbatterie geleitet
werden. Da Wärmetauscher mit Nutzung des oberen Heizwerts
kostenintensive Einrichtungen darstellen, ermöglicht praktisch
erst diese doppelte Nutzung die Verwirklichung des
Brennwertprinzips für beide Abgasströme.
Durch die Vereinigung von Abgaseinströmkammer und Heizkessel
können die mit der Nutzung des oberen Heizwerts verbundenen
zusätzlichen Reinigungsmöglichkeiten für beide Abgasströme
genutzt werden. Erst diese doppelte Nutzung ermöglicht praktisch
die voll befriedigende Reinigung der Abgase.
Durch die Vereinigung von Kühler, Abgaseinströmkammer und
Heizkessel werden die erforderlichen Rohrleitungen, die
Oberflächen der Wärmeabstrahlung und damit auch die
Wärmeverluste, sowie der Platzbedarf am Aufstellungsort, da
der Mehrzweck-Wärmetauscher nur die Abmessungen eines normalen
Brennwert-Heizkessels aufweist, ferner die Installationskosten
auf ein Minimum reduziert.
Dadurch, daß die Wärmetauscher möglichst aus dem Kompaktaggregat
heraus auf den erfindungsgemäßen Mehrzweck-Wärmetauscher
verlagert werden, können die Abmessungen des Kompaktaggregates
klein gehalten werden. Dies erleichtert den Transport des
Aggregates, die Einbringung in bestehende Gebäude und die
Unterbringung im Aufstellungsraum.
Außerdem muß bei der Herstellung der Kompaktaggregate keine
Rücksicht mehr auf den Wärmeteil genommen werden. Der Wärmeteil
muß nämlich in der Praxis häufig an die Verhältnisse des
Wärmeverbrauchers, besonders an die Temperaturen und Drücke,
angepaßt werden. Der erfindungsgemäße Mehrzweck-Wärmetauscher
ermöglicht es nun, das Kompaktaggregat, das heißt den Kraftteil,
rationell in großen Stückzahlen herzustellen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus
den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, die
auf ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
Bezug nimmt.
In dem in der Figur wiedergegebenen Ausführungsbeispiel sind
mit 1 ein Motorkraftwerk, mit 2 ein Mehrzweck-Wärmetauscher,
mit 3 ein Kraftverbraucher und mit 4 ein Wärmeverbraucher im
Prinzip wiedergegeben. Das Motorkraftwerk 1 weist einen
Wasserkreislauf 8, der Mehrzweck-Wärmetauscher 2, einen
Wasserkreislauf 9 und der Wärmeverbraucher 4 einen
Wasserkreislauf 10 auf. Die Wasserkreisläufe 8 und 9 sind über
ein Mischventil 6 und die Wasserkreisläufe 9 und 10 über ein
Mischventil 7 miteinander verbunden. Im Wasserkreislauf 9 ist
eine Pumpe 5 angeordnet. Ferner ist neben den Wasserkreisläufen
8 bis 10 eine Auspuffleitung 12 erkennbar, mittels der das vom
Motorkraftwerk 1 kommende Rauchgas dem Mehrzweck-Wärmetauscher
2 zugeleitet wird. Vor Eintritt in den Mehrzweck-Wärmetauscher
2 durchströmt das Rauchgas eine Steuerklappe 12 und wird in
dieser in zwei Auspuffleitungen 14 und 15 geteilt. Diese beiden
Auspuffleitungen 14 und 15 münden in Auspuffeinblaskammern 16
und 17, welche einen Teil des Mehrzweck-Wärmetauschers 2
darstellen.
Ferner ist in der Figur ein Gebläsebrenner 20 erkennbar, in
den eine Luftleitung 18, sowie eine Brennstoffleitung 19
einmünden, und der über eine weitere Leitung mit einer
Brennkammer 21 verbunden ist. Außerdem ist ein Kamin 23
schematisch dargestellt, in den eine vom Mehrzweck-
Wärmetauschers 2 kommende Abgasleitung 22 einmündet. Schließlich
ist der Mehrzweck-Wärmetauscher 2 über eine
Kondensatabflußleitung 25 mit einem Abwasserkanal 26 verbunden.
Der erfindungsgemäße Mehrzweck-Wärmetauscher 2 weist an seinem
einen Ende die Brennkammer 21 auf, in die das vom Gebläsebrenner
22 kommende Verbrennungsgas einmündet und verbrannt wird. An
die Brennkammer 21 schließt sich die Auspuffeinblaskammer 16
an, in welche über die Auspuffleitung 16 ein Teil der Rauchgase
des Motorkraftwerks 1 eingeblasen werden. Nachfolgend ist der
Wärmetauscher 11 erkennbar, in dem das im Wasserkreislauf 9
enthaltende Wasser erwärmt, bzw. abgekühlt wird. An den
Wärmetauscher 11 schließt sich die zweite Auspuffeinblaskammer
17 an, in die das restliche vom Motorkraftwerk 1 kommende
Rauchgas eingeblasen wird. Schließlich ist am anderen Ende des
Mehrzweck-Wärmetauschers 2 eine Kondensatwanne 24 zum Auffangen
des anfallenden Kondensats vorgesehen.
Der erfindungsgemäße Mehrzweck-Wärmetauscher 2 ist auf eine
Zusammenarbeit mit einem Motorkraftwerk 1, einem
Kraftverbraucher 3 und einem Wärmeverbraucher 4 ausgerichtet.
Wenn der obere Heizwert der Brennstoffe genutzt werden soll,
müssen die Wasserkreisläufe 9 und 10 auf niederer Temperatur
betrieben werden. Die Mischventile 6 und 7 ermöglichen es, den
Wasserkreislauf 8 mit höherer Temperatur zu betreiben als den
Wasserkreislauf 10.
Der Mehrzweck-Wärmetauscher 2 kann je nach Bedarf an Kraft und
Wärme in vier verschiedenen Schaltungen betrieben werden, die
im folgenden zu beschreiben sind:
Schaltung 1 betrifft die ausschließliche Lieferung von Wärme:
Wird vom Kraftverbraucher 3 keine Kraft, vom Wärmeverbraucher 4 jedoch Wärme verlangt, so befinden sich Gebläsebrenner 20 und Pumpe 5 in Betrieb. Das Motorkraftwerk 1 ist außer Betrieb.
Schaltung 1 betrifft die ausschließliche Lieferung von Wärme:
Wird vom Kraftverbraucher 3 keine Kraft, vom Wärmeverbraucher 4 jedoch Wärme verlangt, so befinden sich Gebläsebrenner 20 und Pumpe 5 in Betrieb. Das Motorkraftwerk 1 ist außer Betrieb.
Aus der über Luftleitung 18 zugeführten Luft und aus dem über
die Brennstoffleitung 19 zugeführten Brennstoff wird im
Gebläsebrenner 20 ein zündfähiges Gemisch erzeugt und gezündet
und das entstandene Rauchgas über Brennkammer 21,
Auspuffeinblaskammer 16, Wärmetauscher 11, Auspuffeinblaskammer
17, Kondensatwanne 24 und Abgasleitung 22 zum Kamin 23 geleitet.
Im Wärmetauscher 11 wird das Rauchgas vorzugsweise bis unter
den Taupunkt abgekühlt, seine Wärme auf den Wasserkreislauf 9
übertragen und dem Wärmeverbraucher 4 zugeführt.
Das in der Kondensatwanne 24 sich abscheidende Kondensat wird
gegebenenfalls nach Reinigung über die Kondensatabflußleitung
25 zum Abwasserkanal 26 geleitet.
Das Mischventil 6 ist zur Warmhaltung des Motors vorzugsweise
voll geöffnet. Auch das Mischventil 7 ist zur Erlangung einer
für die Kondensatbildung möglichst niedrigen Wassertemperatur
vorzugsweise voll geöffnet. Die Regelung der Temperatur im
Wasserkreislauf 10 erfolgt möglichst durch den vorzugsweise
stufenlos regelbaren Gebläsebrenner 20, wodurch sich
Betriebsunterbrechungen auf ein Minimum reduzieren.
Schaltung 2 betrifft die ausschließliche Lieferung von Kraft:
Wird vom Wärmeverbraucher 4 keine Wärme, jedoch vom Kraftverbraucher 3 Kraft verlangt, so befinden sich Motorkraftwerk 1, Gebläsebrenner 20 und Pumpe 5 in Betrieb.
Wird vom Wärmeverbraucher 4 keine Wärme, jedoch vom Kraftverbraucher 3 Kraft verlangt, so befinden sich Motorkraftwerk 1, Gebläsebrenner 20 und Pumpe 5 in Betrieb.
Zum Gebläsebrenner 20 wird über die Luftleitung 18 Luft, jedoch
über die Brennstoffleitung 19 kein Brennstoff zugeführt und
die Luft über Brennkammer 21, Auspuffeinblaskammer 16,
Wärmetauscher 11, Auspuffeinblaskammer 17, Kondensatwanne 24
und Abgasleitung 22 zum Kamin 23 geleitet.
Im Wärmetauscher 11 nimmt die durchströmende Luft die Wärme
aus dem Wasserkreislauf 9 auf, die vom Motorkraftwerk 1 an den
Wasserkreislauf 8 abgegeben wird.
Das Auspuffgas des Motorkraftwerks 1 wird über die Auspufflei
tung 13, Steuerklappe 12, Auspuffleitung 15, Auspuffein
blaskammer 17, Kondensatwanne 24, Abgasleitung 22 zum Kamin 23
geleitet. Über die Auspuffleitung 14 strömt kein Auspuffgas.
Das in der Kondensatwanne 24 sich evtl. abscheidende Kondensat
wird nach Reinigung über die Kondensatabflußleitung 25 zum
Abwasserkanal 26 geleitet.
Das Mischventil 6 ermöglicht den Wasserkreislauf 8 auf der
Betriebstemperatur des Motors zu halten und den Wasserkreislauf 9
im Interesse der Kondensatbildung auf niedrigerer Temperatur
zu betreiben. Das Mischventil 7 ist geschlossen.
Schaltung 3 betrifft die Lieferung von Kraft mit kleiner
Wärmemenge:
Wird vom Kraftverbraucher 3 Kraft und vom Wärmeverbraucher 4 nur eine geringe Wärmemenge verlangt, so befinden sich Motorkraftwerk 1 und Pumpe 5 in Betrieb.
Wird vom Kraftverbraucher 3 Kraft und vom Wärmeverbraucher 4 nur eine geringe Wärmemenge verlangt, so befinden sich Motorkraftwerk 1 und Pumpe 5 in Betrieb.
Das Auspuffgas des Motorkraftwerks 1 wird über die Auspufflei
tung 13, Steuerklappe 12, Auspuffleitung 14, Auspuffein
blaskammer 16, Wärmetauscher 11, Auspuffeinblaskammer 17,
Kondensatwanne 24, Abgasleitung 22 zum Kamin 23 geleitet.
Im Wärmetauscher 11 wird das Auspuffgas des Motorkraftwerks 1
vorzugsweise bis unter den Taupunkt abgekühlt, seine Wärme auf
den Wasserkreislauf 9 übertragen und dem Wärmeverbraucher 4
zugeführt.
Das in der Kondensatwanne 24 sich evtl. abscheidende Kondensat
wird nach Reinigung über die Kondensatabflußleitung 25 zum
Abwasserkanal 26 geleitet.
Das Mischventil 6 ermöglicht, den Wasserkreislauf 8 auf der
Betriebstemperatur des Motors zu halten und den Wasserkreislauf
9 im Interesse der Kondensatbildung auf niedrigerer Temperatur
zu betreiben. Um die Temperatur im Wasserkreislauf 9 im
Interesse der Kondensatbildung möglichst niedrig zu halten,
ist das Mischventil 7 vorzugsweise voll geöffnet und damit die
Temperatur im Wasserkreislauf 9 auf diejenige des
Wasserkreislaufs 10 abgesenkt. Ist der Wärmebedarf des
Wärmeverbrauchers 4 geringer als die vom Motor abzuführende
Wärme, so kann vom stufenlos regelbaren Gebläsebrenner 20 dem
Auspuffgas Luft beigemischt werden. Dadurch wird ein
fortwährender Wechsel zwischen Schaltung 2 und Schaltung 3
vermieden.
Schaltung 4 betrifft die Lieferung von Kraft mit großer
Wärmemenge:
Wird vom Kraftverbraucher 3 Kraft und vom Wärmeverbraucher 4 eine große Wärmemenge verlangt, so befinden sich Motorkraftwerk 1, Gebläsebrenner 20 und Pumpe 5 in Betrieb.
Wird vom Kraftverbraucher 3 Kraft und vom Wärmeverbraucher 4 eine große Wärmemenge verlangt, so befinden sich Motorkraftwerk 1, Gebläsebrenner 20 und Pumpe 5 in Betrieb.
Aus der über Luftleitung 18 zugeführten Luft und aus dem über
Brennstoffleitung 19 zugeführten Brennstoff wird in
Gebläsebrenner 20 ein zündfähiges Gemisch erzeugt und gezündet
und das entstandene Rauchgas über Brennkammer 21,
Auspuffeinblaskammer 16, Wärmetauscher 11, Auspuffblaskammer
17, Kondensatwanne 24, Abgasleitung 22 zum Kamin 23 geleitet.
Im Wärmetauscher 11 wird das Gemisch aus dem Rauchgas des
Gebläsebrenners 20 und dem Auspuffgas des Motorkraftwerks 1
vorzugsweise bis unter den Taupunkt abgekühlt, seine Wärme auf
den Wasserkreislauf 9 übertragen und dem Wärmeverbraucher 4
zugeführt.
Das in der Kondensatwanne 24 sich abscheidende Kondensat wird
nach Reinigung über die Kondensatabflußleitung 25 zum
Abwasserkanal 26 geleitet.
Das Mischventil 6 ermöglicht, den Wasserkreislauf 8 auf der
Betriebstemperatur des Motors zu halten und den Wasserkreislauf 9
im Interesse der Kondensatbildung auf niedriger Temperatur
zu betreiben. Um die Temperatur im Wasserkreislauf 9 im
Interesse der Kondensatbildung möglichst niedrig zu halten,
ist das Mischventil 7 vorzugsweise voll geöffnet und damit die
Temperatur im Wasserkreislauf 9 auf diejenige des
Wasserkreislaufs 10 abgesenkt. Die Regelung der Temperatur im
Wasserkreislauf 10 erfolgt möglichst durch den stufenlos
regelbaren Gebläsebrenner 20, wodurch sich
Betriebsunterbrechungen auf ein Minimum reduzieren.
Claims (15)
1. Wärmetauscher (2) für ein in Wärme-Kraft-Koppelung geschal
tetes Kleinkraftwerk mit parallelem Gebläsebrenner (20),
gekennzeichnet durch
- - eine im Wärmetauscher (2) vorgesehene als Kühler für das Kleinkraftwerk dienende Wärmetauscherbatterie (11),
- - einer im Wärmetauscher (2) vorgesehenen Brennkammer (21) und
- - wenigstens einer im Wärmetauscher (2) vorgesehenen Abgaseinströmkammer (16, 17).
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Brennkammer (21) ein Gebläsebrenner (20) vorge
schaltet ist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Brennkammer (21), die über den Gebläsebrenner
(20), der über Leitungen (18 und 19) mit Luft und Brenn
stoff versorgt wird, verbunden ist, ausschließlich mit
Luft versorgbar ist.
4. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß er mit zwei oder mehr Abgas
einströmkammern (16 und 17) versehen ist.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß er eine Steuereinrichtung, z. B. eine Steuerklappe
(12) oder dergleichen zum gezielten Beaufschlagen der
einzelnen Abgaseinströmkammern (16 und 17) mit Rauchgas
vom Kraftwerk (1) ausgestattet ist.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich
net, daß in Durchströmrichtung eine Abgaseinströmkammer
(16) vor der Wärmetauscherbatterie (11) und eine
Abgaseinströmkammer (17) im Anschluß daran vorgesehen sind.
7. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Kondensatwanne
(24) ausgestattet ist.
8. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase des Kleinkraftwerks
(1) und der Brennkammer (21) zur Nutzung des oberen Heiz
werts über dieselbe Wärmetauscherbatterie (11) leitbar
sind.
9. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß er als Brennwertkessel
ausgebildet ist.
10. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß er eine Steuerung für den
Kühlmittel-Durchfluß durch den Wärmetauscher (11) und/oder
durch das Kleinkraftwerk (1) und/oder durch den
Wärmeverbraucher (4) steuernde Mischventile (6 und 7)
aufweist.
11. Verfahren zur Übertragung von Wärme in Wärme-Kraft-gekop
pelten Kleinkraftwerken mit einem Motorkraftwerk, einem
Gebläsebrenner und einem Wärmetauscher, dadurch gekenn
zeichnet, daß dem Krafterzeuger mittels einer als Kühler
wirkenden, im Wärmetauscher angeordneten Wärmetauscher
batterie Wärme entzogen wird, daß die in einer im Wärme
tauscher angeordneten Brennkammer des Gebläsebrenners
erzeugten Rauchgase über die im Wärmetauscher angeordnete
Wärmetauscherbatterie abgekühlt wird, und daß denen vom
Kleinkraftwerk erzeugten Abgasen im Wärmetauscher Wärme
entzogen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die vom Kleinkraftwerk erzeugten Abgase vor unter/oder
nach der im Wärmetauscher angeordneten Wärmetauscherbat
terie in den Wärmetauscher eingeführt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Stillstand des Kleinkraftwerks Wärme mittels des
Geläsebrenners und der im Wärmetauscher angeordneten Brenn
kammer erzeugt und die Wärme in der Wärmetauscherbatterie
übertragen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Übertragung der vom Gebläsebrenner und der Brennkammer
erzeugten Wärme unabhängig vom Betrieb des Kleinkraftwerks
erfolgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei ausschließlichem Kraftbedarf die
Wärmetauscherbatterie des Wärmetauschers ausschließlich
als Kühler für das Kleinkraftwerk arbeitet.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4111298A DE4111298C2 (de) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | Wärmetauscher für ein Kleinkraftwerk und Verfahren zur Übertragung von Wärme |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4111298A DE4111298C2 (de) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | Wärmetauscher für ein Kleinkraftwerk und Verfahren zur Übertragung von Wärme |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4111298A1 true DE4111298A1 (de) | 1992-10-15 |
| DE4111298C2 DE4111298C2 (de) | 1998-04-09 |
Family
ID=6429047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4111298A Expired - Fee Related DE4111298C2 (de) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | Wärmetauscher für ein Kleinkraftwerk und Verfahren zur Übertragung von Wärme |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4111298C2 (de) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4332359A1 (de) * | 1993-09-23 | 1995-03-30 | Gottfried Dipl Ing Roessle | Einströmverfahren und Einströmvorrichtung eines Abgases in eine Brennkammer |
| DE19602330C1 (de) * | 1996-01-24 | 1997-06-26 | Meyer Fa Rud Otto | Blockheizkraftwerk sowie Verfahren zu dessen Betrieb |
| DE19610915A1 (de) * | 1996-03-20 | 1997-09-25 | Wilhelm Wingensiefen | Blockheizkraftwerk für Betrieb in einem bestehenden Elektroversorgungsnetz |
| DE19816415A1 (de) * | 1998-04-14 | 1999-10-28 | Rainer Mandel | Blockheizkraftwerk |
| EP1094214A3 (de) * | 1999-10-22 | 2002-04-24 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Vorrichtung zur Abwärmerückgewinnung aus Brennkraftmaschinen |
| EP1251261A3 (de) * | 2001-04-20 | 2003-07-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Abgaswärmerückwinngerät für eine Brennkraftmaschine |
| DE19829192B4 (de) * | 1998-03-06 | 2005-10-06 | Schako Metallwarenfabrik Ferdinand Schad Kg Zweigniederlassung Kolbingen | Energie-Kompakt-Anlage |
| WO2011141114A1 (de) * | 2010-04-15 | 2011-11-17 | Stefan Wluka | Einrichtung mit einem verbrennungsmotor, einem stromgenerator und einem heizgerät |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004008588B3 (de) * | 2004-02-19 | 2005-10-20 | Enginion Ag | Geregelter Dampfkreisprozess |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2530503A1 (de) * | 1975-07-09 | 1977-01-27 | Stadtwerke Heidenheim Ag | Waermepumpenheizung mit ueber verbrennungsmotoren oder -turbinen angetriebenen waermepumpen |
| DE2601396A1 (de) * | 1976-01-15 | 1977-07-21 | Siegmar R Neumann | Heizkessel fuer zentralheizungen mit dieselmotor als energieerzeuger |
| DE8111380U1 (de) * | 1981-04-15 | 1981-10-01 | Ruhrgas Ag, 4300 Essen | Wärmetauscher zur Nutzung der Abgaswärme von stationären Verbrennungsmotoren |
| DE3502308A1 (de) * | 1984-01-19 | 1985-10-10 | Klaus Ing Grad Kramer | Dezentrale stromversorgung durch waerme-stromkopplung mit stirling-motor |
| DE3837165A1 (de) * | 1988-11-02 | 1989-06-29 | Erdmann Karl | Heizsystem |
| DE3936214A1 (de) * | 1988-11-02 | 1990-05-03 | Erdmann Karl | Heizsystem |
| DE3843913A1 (de) * | 1988-12-24 | 1990-07-05 | Laing Karsten | Waermevermehrer |
-
1991
- 1991-04-08 DE DE4111298A patent/DE4111298C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2530503A1 (de) * | 1975-07-09 | 1977-01-27 | Stadtwerke Heidenheim Ag | Waermepumpenheizung mit ueber verbrennungsmotoren oder -turbinen angetriebenen waermepumpen |
| DE2601396A1 (de) * | 1976-01-15 | 1977-07-21 | Siegmar R Neumann | Heizkessel fuer zentralheizungen mit dieselmotor als energieerzeuger |
| DE8111380U1 (de) * | 1981-04-15 | 1981-10-01 | Ruhrgas Ag, 4300 Essen | Wärmetauscher zur Nutzung der Abgaswärme von stationären Verbrennungsmotoren |
| DE3502308A1 (de) * | 1984-01-19 | 1985-10-10 | Klaus Ing Grad Kramer | Dezentrale stromversorgung durch waerme-stromkopplung mit stirling-motor |
| DE3837165A1 (de) * | 1988-11-02 | 1989-06-29 | Erdmann Karl | Heizsystem |
| DE3936214A1 (de) * | 1988-11-02 | 1990-05-03 | Erdmann Karl | Heizsystem |
| DE3843913A1 (de) * | 1988-12-24 | 1990-07-05 | Laing Karsten | Waermevermehrer |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4332359A1 (de) * | 1993-09-23 | 1995-03-30 | Gottfried Dipl Ing Roessle | Einströmverfahren und Einströmvorrichtung eines Abgases in eine Brennkammer |
| DE19602330C1 (de) * | 1996-01-24 | 1997-06-26 | Meyer Fa Rud Otto | Blockheizkraftwerk sowie Verfahren zu dessen Betrieb |
| DE19610915A1 (de) * | 1996-03-20 | 1997-09-25 | Wilhelm Wingensiefen | Blockheizkraftwerk für Betrieb in einem bestehenden Elektroversorgungsnetz |
| DE19829192B4 (de) * | 1998-03-06 | 2005-10-06 | Schako Metallwarenfabrik Ferdinand Schad Kg Zweigniederlassung Kolbingen | Energie-Kompakt-Anlage |
| DE19816415A1 (de) * | 1998-04-14 | 1999-10-28 | Rainer Mandel | Blockheizkraftwerk |
| DE19816415C2 (de) * | 1998-04-14 | 2002-07-18 | Rainer Mandel | Blockheizkraftwerk |
| EP1094214A3 (de) * | 1999-10-22 | 2002-04-24 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Vorrichtung zur Abwärmerückgewinnung aus Brennkraftmaschinen |
| EP1251261A3 (de) * | 2001-04-20 | 2003-07-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Abgaswärmerückwinngerät für eine Brennkraftmaschine |
| US6913068B2 (en) | 2001-04-20 | 2005-07-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Engine exhaust heat recovering apparatus |
| WO2011141114A1 (de) * | 2010-04-15 | 2011-11-17 | Stefan Wluka | Einrichtung mit einem verbrennungsmotor, einem stromgenerator und einem heizgerät |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4111298C2 (de) | 1998-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE4006742C2 (de) | ||
| DE68907191T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zum optimieren der temperatur der von einer gasturbine angesaugten luft. | |
| DE4312072C5 (de) | Dampfkraftwerk mit Vorschaltgasturbine | |
| DE2750894A1 (de) | Einrichtung zur erzeugung von waermeenergie und elektrischer energie | |
| DE19745272A1 (de) | Gas- und Dampfturbinenanlage und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Anlage | |
| WO2010072472A1 (de) | Kraftwerk mit einer turbineneinheit und einem generator | |
| DE69214816T2 (de) | Kombiniertes wärme- und kraftsystem | |
| DE4111298C2 (de) | Wärmetauscher für ein Kleinkraftwerk und Verfahren zur Übertragung von Wärme | |
| DE10331187B4 (de) | Hubkolbenbrennkraftmaschine | |
| DE19816415C2 (de) | Blockheizkraftwerk | |
| WO1992020905A1 (de) | Gas- und dampfturbinenanlage | |
| DE1526894A1 (de) | Energieerzeugungsanlage fuer gemischten Gas-Dampf-Zyklus | |
| DE2630456A1 (de) | Brennkraftmaschine | |
| DE19602330C1 (de) | Blockheizkraftwerk sowie Verfahren zu dessen Betrieb | |
| DE3419560A1 (de) | Verfahren zum betrieb einer gasturbinenanlage sowie anlage zur durchfuehrung des verfahrens | |
| EP0050687A1 (de) | Heissluftturbinen-Dampfkraftanlage | |
| DE10111072B4 (de) | Anlage zur Erzeugung von Strom und Wärme | |
| DE4025527C1 (en) | Steam boiler with economiser - incorporates combustion chamber with recirculation circuit | |
| DE102006039341B4 (de) | Energieversorgungssystem | |
| DE69209314T2 (de) | Verfahren zur benutzung von wärmeenergie in einem stadtheizungskreis mit einem luftgekühlten generator, getrieben durch eine brennkraftmaschine und vorrichtung zur ausführung des verfahrens | |
| DE102006010138A1 (de) | Verfahren zum Betreiben eines gekoppelten Kraft-/Wärmeprozesses zur Versorgung einer Gebäudeheizung und Gasturbinen-Gebäudeheizungsanlage | |
| DE19623874A1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Ausnutzung der in einem flüssigen oder gasförmigen Primärenergieträger enthaltenen und durch Verbrennung freigesetzten Wärmeenergie mittels einer Kraft-Wärme-Kopplungseinrichtung | |
| DE102024119215A1 (de) | Hybrid-Heizgerät und Verwendung eines Deflektors | |
| EP0187234A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erwärmung der Raumluft | |
| EP3431744A1 (de) | Hochdruckvorrichtung und verfahren zur steuerung der arbeitsfluidaustrittstemperatur unter verwendung der hochdruckvorrichtung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |