DE837387C - Verfahren und Einrichtung zur Nutzung von Abwaerme - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtung zur Nutzung von Abwärme Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und Einrichtungen zur Speicherung von Wärme in Sommerzeiten, die bis zum Winter gehalten wird.
• In der Form des aus den Kondensatoren der Dampfturbinen oder sonstigen Kühlern abgeführten Kühlwassers, von Abdämpfen oder Abgasen, von Verbrennungsmaschinen oder in der Form von befeuerte Ofen oder Dampfkessel verlassenden Rauchgasen gehen Unmengen von Wärme verloren, weil die diese Wärme tragenden Mittel nur Temperaturen bis zur Höhe von etwa 200° haben und industriell in zu geringem Umfange Bedarf an Wärme von derart geringen Temperaturen besteht.
• Andererseits liegt in Winterzeiten ein sehr großer Bedarf an Wärme für die Beheizung bzw. Warmwasserversorgung von Wohnungen od. d'gl. vor, der in der Regel durch die Verfeuerung von Kohle gedeckt wird und der Wirtschaft sehr große Mengen dieses Werkstoffes entzieht.. Bei sog. Heizkraftwerken wurde zwar bereits systematisch die Abwärme Wohnungen od. dgl. zugeleitet. Da in letzteren während Sommerzeiten indessen ein nennenswerter Bedarf an Wärme von diesen Temperaturen nicht gegeben ist, mußten selbst diese Werke in Sommerzeiten die Abwärme nutzlos abstoßen, falls sie nicht sogar außer Betrieb gingen.
• Erfindungsgemäß gelangt zur Beheizung von Wohnungen u. dgl. im Winter die in Sommerzeiten bei Wärmeerzeugerstätten anfallende Abwärme zur Nutzung.
• Für die Winterbeheizung von Wohnungen ist bereits vorgeschlagen worden, während der Sommerzeit in höheren Lagen aufgefangenes Wasser zu benutzen. Dazu sollte das Druckpotential dieses Wassers in elektrische Energie umgewandelt und die elektrische Energie zur Aufheizung eines Wärmespeidhers benutzt und dessen Wärme in Winterzeiten an die Wohnungen abgeführt werden. Das Problem der Verwertung der Abwärme von Kraftzentralen od. dgl. wurde damit nicht gelöst.
• Zur Durchführung des neuen Verfahrens werden an sich bekannte überdrucklose Erdspeicher angewendet, welche Steine und Erde und Wasser zur 2lufnalinie der Wärme enthalten.
• Erfindungsgemäß werden Abdampf oder Heißivascer oder Heißgase in den Speicher eingeleitet, so (laß die Speicherstoffe selbst die Wärme aufnehmenden Flächen bilden. Abdampf bzw. das aus ihm entstehende Kondenswasser und auch anfallendes Heißwasser werden gespeichert und später unmittelbar als Heißwasser benutzt. Dagegen werden nach der Erfindung Heißgase in Zellen eingeleitet und .die Zellen aufgeheizt, die dann ihrerseits die Wärme an (las aufzuheizende Speichermaterial bzw. da".; aufzuheizende Wasser abgeben, so daß schädliche Beimengungen in den Abgasen nicht in <las Heizwasser eindringen können.
• Zur Aufladung ist der Speicher in Zellen aufgeteilt, welche verhältnismäßig große Querschnitte für den Durchfluß von Gasen oder Dämpfen frei lass(-n, wohingegen die zwischen den Zellen verbleibenden Schichten aus dicht aneinandergefügten Stoffen bestehen können. Die Wärme tritt dabei ans den "Zellen auch in die sie trennenden Schichten über. Mehrere Zellen können hintereinandergeschaltet werden; für entsprechend große Dampf- bzw. Gasmengen auch parallel zueinander. Für die Entnahme des Heizwassers bzw. Wiedereinfiihrung des \on der Wohnraumheizung zurückkommenden Kaltwassers sind in verschiedenen Höhen des Speichers entsprechende Rohrleitungen gelegt, die vorteilhafterweise in aderförmiger Verteilung in die Speicherzellen münden bzw. aus ihnen entspringen. Das Heizwasser wird an den obersten Stellen entnommen, dagegen das Kaltwasser in einer tieferen Höhenlage des Speichers zugeführt, in der die Temperatur des Speichers schon auf etwa die des Kaltwassers abgesunken ist. Zu diesen Zwecken wird erfindungsgemäß der Speicher aus mehreren übereinanderliegenden Lagen von Zellen gebildet, wobei die Lagen. gegeneinander durch Trennschichten im Gas- bzw. Dampfdurchlaß abgesperrt sind. Die Strömungszellen können auch ganz oder zum Teil aus festgefügten steifen mit Durchlässen versehenen Wänden gebildet werden, wodurch wenigstens zum Teil Strömungswiderstände verringert und die hauptsächlich der Verschmutzung ausgesetzten Teile der Zellen leichter gereinigt werden können.
• Günstige Vorbedingungen für den Speicherbau ergehen sich bei der Trümmerbeseitigung zerlxonibter Städte; die aufgeschütteten Trümmerberge können fast ohne Mehrkosten zu Wärmespeichern %-crwendet werden, indem die Steinbrockcn zii Strömungszellen und das Kleinzeug lediglich zti Speicherschidhten benutzt werden.
• In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindiing in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. I?s zeigen die Abb. i. bis 3 senkrechte Schnitte durch \\'ärniespeicher. Jeder Speicher besteht aus einer wasserundurchlä@ssi,gen Schicht i, die in Form einer Wanne ausgebildet und hei den Abb. i und 2 unter, bei der Ausführung nach der Ahb.3 über Terrain angeordnet ist. -Die Wanne ist mit Steinschichtungen 3 ausgefüllt, welche sich über den Rand der Wanne hinauf in Hügel bzw. Berge 2 fortsetzen können. Jede Steinschichtung besteht aus einer Lage sehr grober Steine 3°, darüber einer Lage grober Steine 3b, darüber einer Lage kleiner Steine 3c und einer Lage aus Erde od. dgl. feinkörnigem Material 3d. Dabei dienen die Zwischenräume zwischen den sehr groben Steinen demDurchfluß bzw. Eintritt der abzukühlenden Gase oder Dämpfe, also der primären Aufheizung, wohingegen die Lagen feinkörnigen Materials 3d die Trennschicht zwischen zwei Zellen darstellt und die Lagen 3b bzw. 3c die Tremischicht am Eindringen in die Aufheizlage 3° hindern soll. Selbstverständlich nehmen auch die Schichten 3b, 3c und 3d an der Wärmespeicherung teil. Bei dem Speicher nach der Abb. i kann, wie auf der rechten Seite dargestellt, auch die linke Seite mit Steinschichtungen 311 bis 3d ausgefüllt sein.
• Zur Ladung des Speichers naoh der Abb. i wird' der Wärmeträger, etwa Dampf, durch ein Rohr 13 in den Leerschacht und die sich an ihn anschließenden Aiifheizsc.hichten bzw. das in ihnen .befindliche Wasser eingeführt, in welchen er aufsteigt oder teilweise kondensiert. Mittels der Pumpe i i bzw. der Leitung 1.4 wird dein Speicher kaltes Wasser aus der Wanne i unten entnommen und oben bei 15 verspritzt. Auf seinem Fallweg durch den aufsteigenden Dampf nimmt das Wasser Wärme auf und legt sich auf die Oberfläche des Wasserspiegels, so daß auf diese Weise der gesamte Inhalt des Speichers mit `'Wärme aufgeladen werden kann. Zur Wärmeentnahme wird das warme Wasser aus den oberen Schichten mit Hilfe der Pumpen 16 und der Rohrleitung 17 angesaugt und nach Abgabe seiner Wärme an einen Wohnraumheizkörper od. dgl. durch die Leitung 18 zum Grunde des Wärmespeichers wieder zurückgeführt. Die Leitungen 17 und 18 sind zweckmäßig in ihrer Eintauchtiefe in das Wasser veränderbar auszubilden.
• Bei den Speichern nach der Abb.2 sind sechs Schichten 3 übereinander angeordnet. Beim Aufheizen wird durch die Leitung 9 der Abhitzeträger in die Schichten eingelassen. Mittels einer Leitung io und einer Pumpe ii kann Wasser in die oberen Schichten gefördert werden, das durch sein Eigengewicht abwärts strömt und Wärme von den Schichten übernimmt. Es dringt in der Form von Heißwasser durch die unter Terrain liegende Speicherfüllung ein, heizt diese auf und kommt schließlich als Kalt-,vasser in der Wanne i an. Derart durch den Speicher kreisend, kann das Wasser den gesamten Speicherinhalt ,auf Hochtemperatur bringen. Während der Aufladezeit kann der Speicher jede angebotene Wärmemenge schlucken, indem bei Anfall sehr großer Dampfmengen mehrere Schichten 3 oder Zellen 4 parallel und hintereinandergeschaltet werden. Der Speicher nach der Abb. 3 ist durch Wände 5 in mehrere Zellen 4 aufgeteilt, deren jede aus iuehrerc#n iibereinanderliegenden Schichten 3 besteht. Zur .@lufladuiig wird beispielsweise Dampf durch die Leitung 7 unten in den Speicher eingeleitet, der in die Schichten 3 entweicht und sie aufheizt. "Zur Wärmeentnahme wird Wasser. z. B. durch die Leitung 6, den oberen Schichten zugeführt, melches durch die darunterliegenden Schichten dringt, :ich dabei erwärmt und aus der Wanne 1 mittels der Leitung 8 wieder entnommen wird.
• Die Isolierung der Speicher gegen Wärmeverluste kann durch Erde 12 erfolgen, ebenso Tiber dem Speicher aus einer Isolierschicht bestehen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Speicherung von Wärme in Sommerzeiten, die zur Beheizung von Wohnungen od. dgl. bis zum Winter gehalten wird', dadurch gekennzeichnet, daß die in. Sommerzeiten bei Wärmeerzeu,gungsstätten anfallende Alywärme zur Nutzung gelangt.
2. 2. Wärmespeicher zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er Steinschichtungen unterschiedlicher Körnungen beinhaltet, die zum Teil Strömungskanäle für die heißen Mittel bilden.
3. 3. Wärmespeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steinschichtungen unterschiedlicher Körnung gruppenweise übereinander angeordnet sind.
4. Wärmespeicher nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steinschichtungen von Wasser durchdrungen werden.
5. 5. Wärmespeicher nach den Ansprüchen 2 bis .l, dadurch gekennzeichnet, daß er wasserfreie Kanäle für den Druchtritt der heißen, gasförmigen Mittel besitzt, die durch mittelbare Beheizung :dem Speicherwasser und den Steinschichtungen Wärme zuführen.