DE4111298C2 - Wärmetauscher für ein Kleinkraftwerk und Verfahren zur Übertragung von Wärme - Google Patents
Wärmetauscher für ein Kleinkraftwerk und Verfahren zur Übertragung von WärmeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für ein in Wär
me-Kraft-Kopplung geschaltetes Kleinkraftwerk, bei dem im Wärme
tauscher eine als Kühler für ein Motorkraftwerk dienende
Wärmetauscherbatterie und wenigstens eine Einlaßöffnung für
das Einströmen der Auspuffgase des Motorkraftwerkes in den
Wärmetauscher vorgesehen sind. Die Erfindung betrifft außer
dem ein Verfahren zur Übertragung von Wärme in Wärme-Kraft-ge
koppelten Kleinkraftwerken, die ein Motorkraftwerk und
einen Wärmetauscher aufweisen.
Ein derartiger Wärmetauscher und ein derartiges Übertra
gungsverfahren sind beispielsweise durch die DE-OS 26 01 396
bekanntgeworden.
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 schnell-lau
fende Verbrennungsmotoren angetriebene Kraftwerke verstanden.
Als schnellaufend gelten Verbrennungsmotoren allgemein ab einer
Umdrehungszahl von 1.500 1/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 Brenn
wert-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-Wär
metauscher 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 Spitzenlast- und Notstrombedarfs und die Nutzung
des oberen Heizwerts.
Aus der eingangs genannten DE-OS 26 01 396, die einen Heiz
kessel für Zentralheizungen mit Dieselmotor als Energieer
zeuger beschreibt, ist es bekannt, das Kühlwasser des Die
selmotors in den äußeren Mantel eines doppelt isolierten
Wassertanks einzuleiten, an den ein Heizungsnetz angeschlos
sen ist. Zwecks Wärmeaustauschs wird das Auspuffgas des Die
selmotors über ein langes Auspuffrohr durch die Wasserfül
lung zwischen beiden Tanks geführt und mit Hilfe dieses Wär
metauschers das Heizungswasser zusätzlich erhitzt. Über ei
nen an die Hauptwelle des Motors gekoppelten Generator kann
dessen elektrische Energie wahlweise entweder in das elek
trische Hausstromnetz oder aber nach entsprechender Umwand
lung als Wärme in den inneren Wassertank abgegeben werden.
Das in dem Dieselmotor erzeugte Abgas wird so in dem Wärme
tauscher von durchströmendem Wasser gekühlt, wodurch eine
nahezu 100% Ausnutzung der im Heizöl enthaltenen Energie er
reicht werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den eingangs be
schriebenen Wärmetauscher eines Kleinkraftwerks und das ein
gangs genannte Übertragungsverfahren weiter zu verbessern.
Die Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher der eingangs ge
nannten Art gelöst durch die Anordnung einer Brennkammer im
Wärmetauscher. Bei dem eingangs genannten Verfahren wird die
Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer ersten
Verfahrensschaltung das in der Brennkammer des Wärmetau
schers erzeugte Rauchgas mittels einer im Wärmetauscher an
geordneten Wärmetauscherbatterie von durchströmendem Wasser
gekühlt wird, daß in einer zweiten Verfahrensschaltung das
im Motorkraftwerk und im Stromgenerator zirkulierende Wasser
mittels der im Wärmetauscher angeordneten Wärmetauscherbat
terie von durchströmender Luft gekühlt wird, daß in einer
dritten Verfahrensschaltung das im Motorkraftwerk erzeugte
Abgas mittels der im Wärmetauscher angeordneten Wärmetau
scherbatterie von durchströmendem Wasser und/oder Luft ge
kühlt wird, und daß in einer vierten Verfahrensschaltung die
im Motorkraftwerk erzeugten Abgase und die simultan in der
Brennkammer des Wärmetauschers erzeugten Rauchgase gemischt
und das Gemisch mittels der im Wärmetauscher angeordneten
Wärmetauschbatterie von durchströmendem Wasser gekühlt wird.
Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß die Kühlerfunktion vom
erfindungsgemäßen Wärmetauscher mit übernommen werden kann.
Somit erübrigt sich ein separater, meist außerhalb des Auf
stellungsraumes 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 werden 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 13 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 Auspuffeinblaskaminern 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-Wär
metauschers 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 es 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 es, 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 Wärmeinenge verlangt, so befinden sich Motorkraftwerk 1, Gebläsebrenner 20 und Pumpe 5 in Betrieb.
Wird vom Kraftverbraucher 3 Kraft und vom Wärmeverbraucher 4 eine große Wärmeinenge 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 im
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 es, 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 (11)
1. Wärmetauscher für ein in Wärme-Kraft-Koppelung geschal
tetes Kleinkraftwerk, bei dem im Wärmetauscher eine als
Kühler für ein Motorkraftwerk dienende Wärmetau
scherbatterie und wenigstens eine Einlaßöffnung für das
Einströmen der Auspuffgase des Motorkraftwerkes in den
Wärmetauscher vorgesehen sind,
gekennzeichnet durch die Anordnung einer Brennkammer (21)
im Wärmetauscher (2).
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennkammer (21) ausschließlich mit Luft versorgbar
ist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Brennkammer (21) ein Brenner (20) mit Gebläse
vorgeschaltet ist.
4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Brenner (20) und die Auspuffleitungen des
Motorkraftwerks (1) parallel zueinander auf die
Wärmetauscherbatterie (11) geschaltet sind.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Brennkammer (21) nur mit Luft durch das
Gebläse des Brenners (20) ohne Zugabe von Brennstoff
versorgt wird.
6. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß er bei zwei oder mehr Auspuff
einblaskammern (16 und 17) mit einer Steuereinrichtung,
z. B. mit einer Steuerklappe (12), zum gezielten Beauf
schlagen der einzelnen Auspuffeinblaskammern (16, 17) mit
Abgas des Motorkraftwerks (1) ausgestattet ist.
7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß in Durchströmrichtung eine Auspuffeinblaskammer (16)
vor der Wärmetauscherbatterie (11) und eine Auspuffein
blaskammer (17) im Anschluß daran vorgesehen sind.
8. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Kondensatwanne
(24) ausgestattet ist.
9. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß er eine Steuerung mit Misch
ventilen (6 und 7) für den Kühlmitteldurchfluß durch die
Wärmetauscherbatterie (11) und/oder durch das Motorkraft
werk (1) und/oder durch einen Wärmeverbraucher (4), auf
weist.
10. Verfahren zur Übertragung von Wärme in Kraft-Wärme-gekop
pelten Kleinkraftwerken, die ein Motorkraftwerk (1) und
einen Wärmetauscher (2) aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einer ersten Verfahrensschaltung das in der Brenn kammer (21) des Wärmetauschers (2) erzeugte Rauchgas mit tels einer im Wärmetauscher (2) angeordneten Wärmetau scherbatterie (11) von durchströmendem Wasser gekühlt wird,
daß in einer zweiten Verfahrensschaltung das im Motor kraftwerk (1) und im Stromgenerator (3) zirkulierende Wasser mittels der im Wärmetauscher (2) angeordneten Wärme tauscherbatterie (11) von durchströmender Luft gekühlt wird,
daß in einer dritten Verfahrensschaltung das im Motor kraftwerk (1) erzeugte Abgas mittels der im Wärmetauscher (2) angeordneten Wärmetauscherbatterie (11) von durch strömendem Wasser und/oder Luft gekühlt wird, und
daß in einer vierten Verfahrensschaltung die im Motor kraftwerk (1) erzeugten Abgase und die simultan in der Brennkammer (21) des Wärmetauschers (2) erzeugten Rauchgase gemischt und das Gemisch mittels der im Wärmetauscher (2) angeordneten Wärmetauschbatterie (11) von durchströmendem Wasser gekühlt wird.
dadurch gekennzeichnet,
daß in einer ersten Verfahrensschaltung das in der Brenn kammer (21) des Wärmetauschers (2) erzeugte Rauchgas mit tels einer im Wärmetauscher (2) angeordneten Wärmetau scherbatterie (11) von durchströmendem Wasser gekühlt wird,
daß in einer zweiten Verfahrensschaltung das im Motor kraftwerk (1) und im Stromgenerator (3) zirkulierende Wasser mittels der im Wärmetauscher (2) angeordneten Wärme tauscherbatterie (11) von durchströmender Luft gekühlt wird,
daß in einer dritten Verfahrensschaltung das im Motor kraftwerk (1) erzeugte Abgas mittels der im Wärmetauscher (2) angeordneten Wärmetauscherbatterie (11) von durch strömendem Wasser und/oder Luft gekühlt wird, und
daß in einer vierten Verfahrensschaltung die im Motor kraftwerk (1) erzeugten Abgase und die simultan in der Brennkammer (21) des Wärmetauschers (2) erzeugten Rauchgase gemischt und das Gemisch mittels der im Wärmetauscher (2) angeordneten Wärmetauschbatterie (11) von durchströmendem Wasser gekühlt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
das vom Motorkraftwerk (1) erzeugte Abgas vor und/oder
nach der im Wärmetauscher (2) angeordneten Wärmetauscher
batterie (11) in den Wärmetauscher (2) eingeführt wird.
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|---|---|---|---|
| DE4111298A DE4111298C2 (de) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | Wärmetauscher für ein Kleinkraftwerk und Verfahren zur Übertragung von Wärme |
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| DE4111298A DE4111298C2 (de) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | Wärmetauscher für ein Kleinkraftwerk und Verfahren zur Übertragung von Wärme |
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|---|---|
| DE4111298A1 DE4111298A1 (de) | 1992-10-15 |
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| DE4111298A Expired - Fee Related DE4111298C2 (de) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | Wärmetauscher für ein Kleinkraftwerk und Verfahren zur Übertragung von Wärme |
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1991
- 1991-04-08 DE DE4111298A patent/DE4111298C2/de not_active Expired - Fee Related
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