DE102007046854B3

DE102007046854B3 - Heating and cooling energy input reducing method for steam curing system i.e. steam sterilizer, involves selecting rising and lowering phases assigned to storages such that equilibrium is developed between energy extraction and recovery

Info

Publication number: DE102007046854B3
Application number: DE200710046854
Authority: DE
Inventors: Bernhard Kammermeier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2027-09-29
Also published as: EP2067934A2; EP2067934A3

Abstract

The method involves providing several energy storages at different temperature levels. Energy stored in water is supplied with steam and a treatment chamber is heated with steam in a lowering phase. Rising and lowering phases assigned to the respective energy storages are selected such that equilibrium is developed between energy extraction and energy recovery, and the energy storage is oscillated to an energy area, which lies between the temperature pressure level of associated sections of the increasing phase and the lowering phase.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung des Einsatzes an Heizenergie und auch von Kühlenergie für Dampfbehandlungsanlagen, beschrieben am Beispiel von Dampfsterilisatoren.The The invention relates to a method for reducing the use on heating energy and also on cooling energy for steam treatment plants, described using the example of steam sterilizers.

Typische Beladegüter von Dampfsterilisatoren sind medizinische Geräte, Textilien, pharmazeutische Stoffe und Hilfsmittel oder Laborgüter. Ziel ist die Herstellung der Keimfreiheit oder Keimreduktion. Hierzu wird das Gut in einer Behandlungskammer auf typischerweise 121°C oder 134° aufgeheizt. Der zugehörige Dampf wird in einem Dampferzeuger mittels elektrischer Energie oder fossiler Brennstoffe generiert und der Kammer zugeleitet bis sowohl die Kammer auf vollem Druck und Temperatur ist als auch das Gut die gewünschte Temperatur erreicht hat. Nach der gewünschten Behandlungszeit muss der Dampf wieder auf der Kammer abströmen, wobei infolge der Druckabsenkung auch das Kondensat aus dem Gut wieder verdampft und ebenfalls abströmt. Das Gut gibt dabei den größten Teil der zuvor aufgenommenen Wärme wieder an das verdampfende Kondensat ab und kühlt aus.typical Beladegüter of steam sterilizers are medical devices, textiles, pharmaceutical Substances and aids or laboratory goods. The goal is the production the sterility or germ reduction. For this, the estate is in one Treatment chamber heated to typically 121 ° C or 134 °. The associated steam is in a steam generator using electrical energy or fossil Fuels are generated and fed to the chamber up to both the chamber at full pressure and temperature as well as the good is the desired temperature has reached. After the desired Treatment time, the steam must flow back to the chamber, wherein as a result of the pressure reduction and the condensate from the estate again evaporates and also flows out. The Good is the biggest part the previously recorded heat back to the evaporating condensate and cools.

Auch für industriellen Fertigungsverfahren werden Güter mittels Dampf behandelt; in diesem Zusammenhang werden die Anlagen typischerweise Autoklaven bezeichnet.Also for industrial Manufacturing processes become goods treated by steam; in this context, the facilities typically called autoclave.

Die DE 43 12 474 C1 befaßt sich mit dem Problem der Energievernichtung bei Dampfbehandlungsanlagen, jedoch wird keine Lösung beschrieben, die Energie wieder im Herkunftsprozeß nutzbar zu machen.The DE 43 12 474 C1 deals with the problem of energy destruction in steam treatment plants, but no solution is described to harness the energy back in the process of origin.

Die AT 004 885 U1 beschreibt keine Energierückgewinnung, sondern nur eine Pufferung von Energie bei zeitverschobenem Gebrauch.The AT 004 885 U1 does not describe energy recovery but only buffering of energy with time-shifted use.

Der Energienfluss einer Dampfsterilisationsanlage gemäß aktuellem aktuelle Stand der Technik ist in 1 dargestellt. Es ist ein Temperaturverlauf 1.1 in einer Behandlungskammer zu sehen, der zeigt, dass in der Aufheizphase mehrere Zwischenabsaugvorgänge 1.2 ausgeführt werden. Ziel hierbei ist es, durch Zwischenexpansion und erneute Dampfeinströmung das Austreiben von Luft aus dem Gut zu erreichen und eine ausreichende Dampfpenetration zu bewirken. Jeder Temperaturanstiegsabschnitt wird durch Dampfzuleitung aus einem Dampferzeuger 1.3 erreicht. Jede Temperaturabsenkung wird durch Abströmen des Dampfes aus der Behandlungskammer zu einem mittels Kühlwasser betriebenen Dampfkondensator 1.4 erreicht. Meist ist der Kondensator mit einer nachgeschalteten Wasserringvakuumpumpe kombiniert, da ein Großteil der Vorgänge im Unterdruck stattfindet und störende Fremdgase mit abgesaugt werden müssen um den Unterdruck aufrecht zu erhalten. Der Verbrauch an Kühlwasser für einen medizinischen Sterilisator mittlerer Größe liegt bei ca. 300 Liter je Charge und bei ca. 450 Liter je Stunde. Der Verbrauch an Dampf liegt bei ca. 20 kg ja Charge und bei ca. 30 kg je Stunde. Beim Dampf ist in die Betrachtung insbesondere die Auslegeleistung einzubeziehen, die erforderlich ist, um verträgliche Aufheizzeiten zu ermöglichen. Sie liegt im betrachteten Fall bei ca. 250 kg pro Stunde. Dies entspricht ca. 200 kW. Insbesondere im Falle der häufig angewandten Dampferzeugung über elektrische Energie stellt die Vorhaltung der Anschlussleistung neben den laufenden Betriebskosten einen erheblichen Kostenfaktor dar.The energy flow of a steam sterilization plant according to the current state of the art is in 1 shown. It's a temperature history 1.1 to see in a treatment chamber, which shows that in the heating phase several Zwischenabsaugvorgänge 1.2 be executed. The aim here is to achieve the expulsion of air from the material by intermediate expansion and renewed steam inflow and to effect a sufficient vapor penetration. Each temperature rise section is made by steam supply from a steam generator 1.3 reached. Each temperature reduction is by flowing the steam from the treatment chamber to a driven by cooling water steam condenser 1.4 reached. In most cases, the condenser is combined with a downstream water ring vacuum pump, since most of the processes take place under reduced pressure and disruptive foreign gases have to be extracted with suction in order to maintain the negative pressure. The consumption of cooling water for a medium-sized medical sterilizer is about 300 liters per batch and about 450 liters per hour. The consumption of steam is about 20 kg yes batch and about 30 kg per hour. In the case of steam, consideration should be given, in particular, to the leveling performance which is necessary in order to allow acceptable heating times. It lies in the considered case at about 250 kg per hour. This corresponds to approx. 200 kW. In particular, in the case of the frequently used steam generation via electrical energy, the provision of the connected load in addition to the ongoing operating costs represents a significant cost factor.

Das Temperatur- und Druckniveau des Dampferzeugers 1.3 muss höher liegen als das höchste in der Behandlungskammer gewünschte Niveau, d. h. typischerweise über 140°C und damit über 3600 mbar absolut.The temperature and pressure level of the steam generator 1.3 must be higher than the highest level desired in the treatment chamber, ie typically above 140 ° C and thus above 3600 mbar absolute.

Das Temperatur- und Druckniveau des Kondensators 1.4 muss tiefer liegen als das niedrigste in der Behandlungskammer gewünschte Niveau, d. h. typischerweise unter 40°C und damit unter 80 mbar absolut; zum Betrieb der üblicherweise nachgeschalteten Wasserringvakuumpumpe ist letztlich ein Temperaturniveau unter 20°C erforderlich.The temperature and pressure level of the condenser 1.4 must be lower than the lowest level desired in the treatment chamber, ie typically below 40 ° C and thus below 80 mbar absolute; to operate the usually downstream water ring vacuum pump, a temperature level below 20 ° C is ultimately required.

Da mit Ausnahme von Restwärme im Gut fast alle Energie wieder abgeführt werden muss, die im Verlauf des Prozesses eingebracht wurde, wäre es naheliegend, die Energie von der Kondensatorseite dem Dampferzeuger wieder zuzuführen. Theoretisch wäre dies über Wärmepumpen oder Dampfkompressoren möglich. Da jedoch der Temperaturunterschied über 100°C beträgt und eine Druckerhöhung um das 45-fache erforderlich wäre, ist dies mit derzeit erhältlichen Mitteln nicht wirtschaftlich und vermutlich technisch sogar unmöglich.There with the exception of residual heat In the estate almost all the energy has to be dissipated again in the course of the process, it would be obvious, the energy from the condenser side to the steam generator to feed again. Theoretically this would be about heat pumps or steam compressors possible. However, since the temperature difference is over 100 ° C and a pressure increase by that would be 45 times this is with currently available Means not economical and probably technically impossible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren zu gestalten, mit dem es möglich ist, die Kondensationsenergie für die Dampferzeugung wieder nutzbar zu machen, so dass sowohl Heizenergie als auch Kühlenergie eingespart werden kann.Of the Invention is based on the object, an economical method to shape, with which it is possible is the condensation energy for to make the steam generation usable again, so that both heat energy as well as cooling energy can be saved.

Diese Aufgabe wird gemäß nachfolgender Beschreibung in verschiedenen Verfahrensvarianten gelöst.These Task will be according to the following description solved in different process variants.

2 zeigt schematisch die grundsätzlichen Energieströme. Der Anschaulichkeit wegen ist nur ein einfacher Temperaturanstieg 2.1 dargestellt ohne die in 1 gezeigten Zwischenabsaugungen 1.2, da dies für den relativen Energiebilanzvergleich ohne Bedeutung ist. Unabhängig von der Verfahrensführung ist die Summe der abzuführenden Energien immer gleich der eingebrachten Energie abzüglich der Restwärme im Gut nach dem Prozess. Aufgrund des physikalischen Zusammenhangs Q = m·c·dT, also die Wärmeenergie Q = Masse des Gutes mal spezifischer Wärmekapazität des Gutes mal Veränderung der Temperatur des Gutes, ist die Veränderung der Temperatur direkt proportional zur aufgenommenen bzw. abgeführten Energie. 2 shows schematically the basic energy flows. For the sake of clarity is only a simple increase in temperature 2.1 presented without the in 1 shown Zwischenabsaugungen 1.2 since this is of no importance for the relative energy balance comparison. Regardless of the procedure, the sum of the energies to be dissipated is always equal to the energy introduced minus the Residual heat in the material after the process. Due to the physical relationship Q = m · c · dT, ie the heat energy Q = mass of the material times specific heat capacity of the material times changing the temperature of the material, the change in temperature is directly proportional to the absorbed or dissipated energy.

Das Verfahrensprinzip der Erfindung beruht darauf, dass mehrere Energiespeicher, im dargestellten Beispiel 5 Stück, d. h. gemäß 2 von ES-1 bis ES-5, mit unterschiedlichem Temperaturniveau bereitgestellt werden. Die Energiespeicher sind bis zu einem bestimmten Niveau mit Wasser gefüllt mit einem darüber befindlichen Dampfraum. Jeder der Energiespeicher bedient in der Einströmphase den zu seinem Temperatur- und Druckniveau passenden Abschnitt der Steigphase, d. h. einen Abschnitt der im Temperatur-Druckniveau niedriger als er selbst liegt.The method principle of the invention is based on the fact that several energy stores, in the example shown 5 pieces, ie according to 2 from ES-1 to ES-5, with different temperature levels. The energy stores are filled to a certain level with water with a vapor space above it. Each of the energy storage operated in the Einströmphase the matching to its temperature and pressure level section of the rising phase, ie a portion of the temperature-pressure level is lower than he himself.

Während der Temperaturabsenkung dient wiederum jeder der Energiespeicher einem zugehörigen Abschnitt der Absenkphase, d. h. einem Abschnitt mit höherem Temperatur-Druckniveau.During the Temperature reduction in turn serves each of the energy storage one associated Section of the lowering phase, d. H. a section with a higher temperature-pressure level.

Die Wassermasse im Energiespeicher wird so ausgelegt, dass sie bei der Abgabe von Dampf in der Anstiegsphase weniger Temperatur und Druck verliert, als die Temperatur und der Druck in der Behandlungskammer ansteigt. In der Absenkphase strömt dem Energiespeicher Dampf von höherem Temperatur-Druck-Niveau zu, so dass er die in der Anstiegsphase verlorene Energie wieder zurückgewinnt.The Water mass in the energy storage is designed so that it in the Release of steam in the rising phase less temperature and pressure loses, as the temperature and pressure in the treatment chamber increases. In the lowering phase flows the energy storage steam of higher temperature-pressure level so that he recovers the energy lost in the ascent phase recovers.

Die jeweils einem Energiespeicher zugeordneten Anstiegs- und Absenkphasen sind so gewählt, dass ein Gleichgewicht zwischen Energieentnahme und Rückgewinnung entsteht. Der Zustand im Energiespeicher pendelt also in einem begrenzten Temperaturbereich auf und ab.The each associated with an energy storage rise and fall phases are chosen so that a balance between energy extraction and recovery arises. The state in the energy store thus oscillates in a limited temperature range back and forth.

Durch dieses Verfahren wird erreicht, dass der Unterschied der Energieniveaus gehalten wird, um die Dampfströmung in die gewünschte Richtung sicherzustellen. Der letzte Abschnitt der Anstiegsphase (ΔQ4 auf) kann jedoch nur aus einem Energiespeicher ES-5 bedient werden, der durch keinen Abschnitt der Absenkphase wieder aufgeladen werden kann. Dies würde im Beispiel gemäß 2 zur Folge haben, dass noch eine verbleibende primäre Heiz-Energie von ca. 25% aufgewendet werden müsste. Ebenso steht für den letzten Abschnitt der Absenkphase kein Energiespeicher zur Verfügung, der dauerhaft kalt genug bleiben würde, um die Kondensation zu gewährleisten. Der Energiespeicher ES-1 muss demzufolge zu einem externen Abnehmer Energie abgeben können. Dies würde im Beispiel gemäß 2 zur Folge haben, dass noch eine verbleibende primäre Kühl-Energie von ca. 25% aufgewendet werden müsste.By this method it is achieved that the difference of the energy levels is kept to ensure the steam flow in the desired direction. However, the last phase of the rise phase (ΔQ4 up) can only be operated from an energy store ES-5, which can not be recharged by any section of the setback phase. This would be according to the example 2 result in the fact that still a remaining primary heating energy of approximately 25% would have to be spent. Similarly, no energy storage is available for the last section of the lowering phase, which would remain permanently cold enough to ensure condensation. The energy storage ES-1 must therefore be able to deliver energy to an external customer. This would be according to the example 2 As a result, a remaining primary cooling energy of about 25% would have to be expended.

Beim beschriebenen Verfahren hängt der Prozentsatz der verbleibenden, aufzuwendenden Heiz- bzw. Kühl-Energie von der Anzahl der Energiespeicher ab. Bei einem System mit 6 Energiespeichern würde sich der Restenergiebedarf auf 20% reduzieren; bei 8 auf 12,5%. Nach den Kriterien der wirtschaftlichen Amortisation einer Investition muss im Einzelfall über die Anzahl der Energiespeicher entschieden werden.At the depends on the method described the percentage of remaining heating or cooling energy required from the number of energy stores. In a system with 6 energy storage units would become reduce the residual energy requirement to 20%; at 8 to 12.5%. To the criteria of the economic amortization of an investment must in individual cases over the number of energy storage will be decided.

Die 3 zeigt ein Beispiel eines Anlagenschemas, in dem der Energiefluss gemäß 2 möglich ist. Es sind die Energiespeicher ES-1 bis ES-5 dargestellt und die Behandlungskammer 3.1 mit dem Beladegut 3.2.The 3 shows an example of a plant scheme in which the energy flow according to 2 is possible. It shows the energy storage ES-1 to ES-5 and the treatment chamber 3.1 with the load 3.2 ,

Über die Dampfzuleitung 3.3 erfolgt in den betreffenden Phasenabschnitten die Einströmung in die Behandlungskammer 3.1 vom zutreffenden Energiespeicher. Die Energiespeicher sind durch Ventile 3.4 gegeneinander absperrbar.About the steam supply line 3.3 the inflow into the treatment chamber takes place in the respective phase sections 3.1 from the true energy store. The energy stores are through valves 3.4 lockable against each other.

Über die Abströmleitung 3.5 erfolgt in den betreffenden Phasenabschnitten die Dampfströmung von der Behandlungskammer 3.1 zum zutreffenden Energiespeicher. Die Energiespeicher sind durch Ventile 3.6 gegeneinander absperrbar.About the discharge line 3.5 The vapor flow from the treatment chamber takes place in the relevant phase sections 3.1 to the appropriate energy storage. The energy stores are through valves 3.6 lockable against each other.

Im dargestellten Beispiel ist die Einströmung in die Energiespeicher so gestaltet, dass eine Kondensation des einströmenden Dampfes über eine Mischdüse 3.7 mit dem Wasser im Energiespeicher stattfindet. Da der abströmende Dampf aus der Behandlungskammer Fremdgase (Luft) mitbringt, die für die nachfolgende Einströmphase prozessschädlich wären, sind die Energiespeicher mit einer Gasfalle 3.8 ausgestattet. Die Blasen der nichtkondensierbaren Gase steigen in den oberen Raum der Gasfalle 3.8 auf und sammeln sich dort. Je mehr Gas enthalten ist, desto höherer Druck entsteht im Raum der Gasfalle 3.8, so dass infolgedessen der Wasserspiegel niedriger wird als im umgebenden Dampfraum 3.9 des Energiespeichers. Die Spiegelabsenkung kann über einen Niveauschalter 3.10 erfasst werden und dadurch ausgelöst, wird das Ventil 3.11 geöffnet und die Gase werden über die Vakuumpumpe 3.12 abgesaugt bis der Niveauschalter 3.10 wieder Normallevel meldet.In the example shown, the inflow into the energy store is designed such that a condensation of the incoming steam via a mixing nozzle 3.7 takes place with the water in the energy storage. Since the outflowing vapor from the treatment chamber brings with it foreign gases (air) which would be harmful to the process for the subsequent inflow phase, the energy stores are equipped with a gas trap 3.8 fitted. The bubbles of non-condensable gases rise into the upper space of the gas trap 3.8 up and gather there. The more gas is contained, the higher pressure is created in the space of the gas trap 3.8 , As a result, the water level is lower than in the surrounding steam room 3.9 of the energy store. The mirror can be lowered via a level switch 3.10 be detected and thereby triggered, the valve 3.11 open and the gases are via the vacuum pump 3.12 sucked off until the level switch 3.10 again normal level reports.

Diese Vorgehensweise ähnelt dem Patent Nr.: DE 100 47 691 „Verfahren und Vorrichtung zur fein geregelten Abscheidung von Gasen aus Kesselspeisewasser". Alternativ könnte die Kondensation auch über Oberflächenwärmetausch stattfinden und auch hierbei eine Gasabscheidung eingerichtet werden. Das Verfahren könnte analog ausgeführt werden, wie im Patent Nr. DE 197 18 347 – „Verfahren zur Reinigung von Wasserdampf" beschrieben.This procedure is similar to the patent no. DE 100 47 691 "Process and device for the finely controlled separation of gases from boiler feed water." Alternatively, the condensation could also take place via surface heat exchange and also in this case a gas deposition be set up.The process could be carried out analogously, as in the patent no. DE 197 18 347 - "Method for purifying water vapor" described.

Durch das über die Vakuumpumpe 3.12 erzeugte Vakuum kann auch der Energiespeicher ES-1 durch Verdampfungskühlung immer wieder auf ein niedriges Temperaturniveau zurückgeführt werden, nachdem er die in Spitzen anfallende Kondensationsenergie zwischengepuffert hat. Die Energie wird abgeführt in den Speisewasservorratsbehälter 3.13. Über die Pumpe 3.14 wird das vorgewärmte Speisewasser den Energiespeichern zugeführt. Im Dauerbetrieb wird dies in erster Linie der ES-5 sein, da dieser keine Zuströmung von Kondensat erfährt. Durch die Speisewasservorwärmung kann noch mal ein geringer Teil der Energie aus dem ES-1 ins System zurückgeführt werden. Letztlich wird es aber zu einem Überschuss an Energie kommen. Da der Speisewasservorratsbehälter 3.13 unter Atmosphärendruck steht oder leicht darüber, können von dort auch Dampfschwaden über Dach abgeführt werden, d. h. das Temperaturniveau im Speisewasservorratsbehälter 3.13 wird sich selbst überlassen. Der Vakuumpumpe 3.12 muss zur Erzeilung des erforderlichen Vakuums, um aus dem ES-1 absaugen zu können kaltes Wasser zugeführt werden.By the over the vacuum pump 3.12 vacuum generated can also be the energy storage ES-1 repeatedly brought back to a low temperature level by evaporative cooling, after he has buffered the peak energy condensation energy. The energy is dissipated in the feedwater reservoir 3.13 , About the pump 3.14 the preheated feed water is supplied to the energy storage. In continuous operation, this will be primarily the ES-5 since it will not experience any inflow of condensate. The feedwater pre-heating allows a small part of the energy from the ES-1 to be fed back into the system. Ultimately, however, there will be a surplus of energy. As the feedwater reservoir 3.13 If it is under atmospheric pressure or slightly above it, it is also possible to remove steam from the roof, ie the temperature level in the feedwater reservoir 3.13 is left to itself. The vacuum pump 3.12 must be supplied to the extraction of the required vacuum to be able to aspirate from the ES-1 cold water.

Im ES-5 ist eine elektrische Beheizung 3.15 dargestellt. Dies könnte auch eine indirekte oder direkte Dampfheizung sein. Die erforderliche Auslegeleistung für die Beheizung ist gering da der Energiespeicher ES-5 ebenfalls so dimensioniert ist, dass er über seine Wassermasse und sein Temperaturniveau den letzten Abschnitt der Anstiegsphase aus dem Puffer bedienen kann.In the ES-5 is an electric heater 3.15 shown. This could also be indirect or direct steam heating. The required Auslegeleistung for heating is low because the energy storage ES-5 is also dimensioned so that it can use its water mass and its temperature level to serve the last portion of the rising phase of the buffer.

Eine Möglichkeit zur weiteren Steigerung der Energierückgewinnung zeigt das Energieflussschema gemäß 4 in Verbindung mit dem Anlagenschema gemäß 5. Hierbei ist ein mechanischer Verdichter 4.1 bzw. 5.1 vorgesehen, mittels dem über die in 5 dargestellte Ventilverschaltung aus jedem der Energiespeicher angesaugt und in jeden wieder eingeblasen werden kann. Im Idealfall, der allerdings von der Charakteristik der verfügbaren Verdichtermaschine abhängig ist, wäre es möglich, jeden Energiespeicher aufzuladen, indem der Verdichter aus dem um eine Stufe niedrigeren Energiespeicher ansaugt, z. B. ES-1 und in den nächst höheren einbläst, z. B. ES-2. Wegen der nicht allzu großen Unterschiedlichkeit der Temperatur-Druckniveaus erscheint dies realisierbar. Von ES-2 wird nach ES-3 gepumpt und von ES-3 nach ES-4. Die Aufladung des ES-5 findet statt, indem der erste Abschnitt der Absenkphase (ΔQ4 ab) vom Verdichter angesaugt und dem Energiespeicher ES-5 zugeführt wird.One way to further increase energy recovery is shown in the Energy Flow Scheme 4 in connection with the system diagram according to 5 , Here is a mechanical compressor 4.1 respectively. 5.1 provided by means of the in 5 shown Ventilverschaltung sucked from each of the energy storage and can be injected into each again. Ideally, however, which is dependent on the characteristics of the available compressor machine, it would be possible to charge each energy storage by the compressor sucks from the one level lower energy storage, z. B. ES-1 and in the next higher blows, z. Eg ES-2. Because of the not too great difference in the temperature-pressure levels, this seems feasible. ES-2 pumps to ES-3 and ES-3 to ES-4. The charging of the ES-5 takes place by the first section of the lowering phase (.DELTA.Q4 ab) sucked from the compressor and the energy storage ES-5 is supplied.

Bei diesem Verfahren ist keine primäre Heiz-Energie am ES-5 erforderlich, außer zum Anfahren der Anlage und keine Kühl-Energie.at This method is not a primary heating energy required on ES-5, except to start the system and no cooling energy.

Als Verdichterbauarten erscheinen Roots- und Radialverdichter einsetzbar.When Compressor types appear Roots and centrifugal compressor can be used.

Alternativ zur vollständigen Wärmerückgewinnung kann ein Verdichter 5.1 gemäß 5 auch so ausgelegt werden, dass er lediglich aus dem Energiespeicher ES-1 ansaugt und den Dampf nur soweit verdichtet, dass er von einem externen Verbraucher günstig genutzt werden kann. Damit liegt der Verbrauch an Kühlenergie ebenfalls bei 0%. Heizenergie muss im ES-5 allerdings noch aufgewandt werden, was aber bei Verfügbarkeit eines externen Verbrauchers durch diesen kompensiert wird.As an alternative to complete heat recovery, a compressor 5.1 according to 5 be designed so that it only sucks from the energy storage ES-1 and the steam only so far compressed that it can be used favorably by an external consumer. Thus, the consumption of cooling energy is also at 0%. However, heating energy still has to be expended in the ES-5, but this is compensated by the availability of an external consumer.

Die zuletzt beschriebene Möglichkeit der Energieabgabe an einen externen Verbraucher kann alternativ zum mechanischen Verdichter auch über einen thermischen Verdichter (Dampfstrahl-Verdichter) 6.1 gemäß 6 erfolgen. Der Vorteil dieses Aggregats liegt in der einfachen und wartungsfreien Bauart. Der Treibdampf kann vom Energiespeicher ES-5 kommen. Da der ES-5 allerdings erwartungsgemäß nicht auf wesentlichem höherem Temperatur-Druckniveau betrieben wird, als in der Behandlungskammer erforderlich ist und damit der Betrieb der Strahlpumpe auf schlechtem Wirkungsgrad stattfindet, ist es zweckmäßiger externen Dampf auf hohem Druckniveau der Strahlpumpe als Treibdampf zuzuleiten. Falls ein externer Verbraucher zur Verfügung steht, ist dies eine wirtschaftliche Möglichkeit mit der Kühl-Energie-Verbrauch ebenfalls auf 0% reduziert werden kann.The possibility described last of the energy delivery to an external consumer can alternatively to the mechanical compressor also over a thermal compressor (steam jet compressor) 6.1 according to 6 respectively. The advantage of this unit is the simple and maintenance-free design. The motive steam can come from the energy storage ES-5. However, as expected, the ES-5 is not operated at a substantially higher temperature-pressure level than is required in the treatment chamber and thus the jet pump operates at poor efficiency, it is more convenient to supply external steam at high pressure to the jet pump as motive steam. If an external consumer is available, this is an economical option with the cooling energy consumption also reduced to 0%.

Eine weitere Gestaltungsform des Verfahrens zeigt die 7. Hier wird davon ausgegangen, dass die beschriebenen Energiespeicher- und Wärmerückgewinnungseinheiten nicht nur für einen Verbraucher genutzt werden, sondern für mehrere. Diese Verbraucher sollten vorzugsweise von möglicht gleicher Art sein hinsichtlich zeitlich gestaffeltem Energiebedarf und Energieabgabe. Im Falle von Dampfsterilisatoren können dies anstelle von einem Gerät mit einer großen Kammer und großem Fassungsvermögen mehrere kleine sein, die in Summe das gleiche Fassungsvermögen haben.Another design of the method shows the 7 , Here it is assumed that the described energy storage and heat recovery units are used not only for one consumer, but for several. These consumers should preferably be of the same type with regard to temporally staggered energy demand and energy output. In the case of steam sterilizers, instead of a large chamber, large capacity device, this may be several small ones, all of which have the same capacity.

Ein gemeinsames Steuerungssystem aller Verbraucher sorgt dafür, dass deren Chargen-Startzeitpunkte zeitlich so zueinander versetzt sind, dass möglichst hohes Maß an Gleichzeitigkeit von Dampfaufnahme und Dampfabgabe durch die mehreren Verbraucher besteht. Dies hat zur Folge, dass die Energiespeicher nur ein geringes Wasservolumen haben müssen. Idealerweise ist es dadurch möglich die Anzahl an Verbrauchern beliebig zu steigern, ohne dass sich die Energiespeicher vergrößern müssen.One common control system of all consumers ensures that their batch start times temporally offset from each other so that the highest possible degree of simultaneity of steam intake and steam delivery by the multiple consumers consists. As a result, the energy stores only a small Have to have water volume. Ideally it is possible to increase the number of consumers at will, without having to need to increase the energy storage.

Claims

A method for reducing the use of heating and cooling energy for steam treatment plants in batch mode, characterized in that a plurality of energy storage with unterschiedli chem temperature level are filled to a certain extent with water with a vapor space above it, each of the energy storage in the phases of the inflow into the steam treatment plant to its temperature and pressure level matching section of the rising phase, the temperature-pressure level lower than itself, is supplied with steam from its energy stored in the water and reheated in the lowering phase of the treatment chamber with steam, which comes from a portion of the settling phase, which is at a higher temperature-pressure level than itself, wherein the respective energy storage associated rise and fall phases are chosen so that a balance between energy extraction and recovery arises and the energy storage oscillates on an energy range provided for him, between the temperature-pressure level of the associated section of the rising phase and the associated Abschni ttes the lowering phase is.

Method for reducing the use of heating and cooling energy for steam treatment plants in batch operation, characterized in that to those described in claim 1 Energy storage to further increase the energy recovery additionally a mechanical compressor is used, by means of the appropriate Ventilverschaltung from each of the energy storage or directly from sucked the treatment chamber and injected into each again can be, so it is possible is to charge each energy storage by turning off the compressor which sucks one level lower energy storage and in the next higher blows.

Method for reducing the use of heating and cooling energy for steam treatment plants in batch operation, characterized in that to those described in claim 1 Energy storage to further increase the energy recovery additionally a mechanical compressor is used by means of the Energy storage with the lowest energy level sucks and the Steam compressed so far that it is from an external consumer Cheap can be used.

Method for reducing the use of heating and cooling energy for steam treatment plants in batch operation, characterized in that to those described in claim 1 Energy storage to further increase the energy recovery additionally a thermal compressor is used, by means of which Energy storage with the lowest energy level sucks and the Steam compressed so far that it is from an external consumer Cheap can be used, the motive steam either from the energy storage with the highest Energy level comes from or from an external steam supply.

Method for reducing the use of heating and cooling energy for steam treatment plants in batch operation, characterized in that the described in claim 1 Energy storage several consumers are connected with preferably similar working characteristics and these control technology in your batch process are staggered so that as possible high level Simultaneity of steam absorption and steam delivery through the several Consumer exists.