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DE4111298A1 - Waermetauscher fuer ein kleinkraftwerk und verfahren zum uebertragen von waerme - Google Patents

Waermetauscher fuer ein kleinkraftwerk und verfahren zum uebertragen von waerme

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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
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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.
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.
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.
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.
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.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004008588B3 (de) * 2004-02-19 2005-10-20 Enginion Ag Geregelter Dampfkreisprozess

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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