DE102008001308B3

DE102008001308B3 - Wärmeenergiemanagement für Produktionsanlagen

Info

Publication number: DE102008001308B3
Application number: DE200810001308
Authority: DE
Inventors: Thomas Rauch
Original assignee: Rhein Papier GmbH
Current assignee: Rhein Papier GmbH
Priority date: 2008-04-22
Filing date: 2008-04-22
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2028-04-23
Also published as: EP2265869A2; WO2009130149A4; CA2721287A1; WO2009130149A2; WO2009130149A3; US20110030824A1

Abstract

Die Erfindung betrifft das Wärmeenergiemanagement für Produktionsanlagen und ist insbesondere auf einen Speichertank 3 zur Speicherung eines gegenüber der Umgebungstemperatur erhitzten Fluids gerichtet, der eine wärmeisolierte Wand 9 und mindestens einen Ablauf 15 und einen Zulauf 10 aufweist. Die Aufgabe der Erfindung ist es, mit relativ geringem Aufwand einen Speichertank zu schaffen, der mit großem Wirkungsgrad die an verschiedenen Prozessstationen einer Anlage anfallenden Wärmemengen speichert und im Bedarfsfall wieder abgibt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Abläufe 15 und die Zuläufe 10 in unterschiedlichen Höhenniveaus des Speichertanks 3 angeordnet sind und dass dem Speichertank 3 eine Steuervorrichtung 8 zugeordnet ist, die einen Fluidstrom mit höherer Temperatur durch einen Ablauf 15 oder Zulauf 10 auf einem höheren Höhenniveau und einen Fluidstrom mit tieferer Temperatur durch einen Ablauf 15 oder Zulauf 10 auf einem tieferen Höhenniveau leitet. Alternativ können die Zuläufe und Abläufe höhenverstellbar sein. In diesem Fall können ein Zulauf und ein Ablauf ausreichend sein.

Description

Die Erfindung betrifft das Wärmeenergiemanagement für Produktionsanlagen und ist insbesondere auf einen Speichertank zur Speicherung eines gegenüber der Umgebungstemperatur erhitzten Fluids gerichtet, der eine wärmeisolierte Wand und mindestens einen Ablauf und einen Zulauf aufweist.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 048 235 bekannt. In diesem Dokument wird vorgeschlagen, die Abwärme einer wärmeverbrauchenden Fertigungsanlage verschiedenen Wärmesammlern zuzuleiten. Die Wärmesammler enthalten Wasserfüllungen mit Temperaturen auf unterschiedlichen Temperaturniveaus. Die Fluidströme aus der Produktionsanlage können demjenigen Wärmesammler zugeleitet werden, dessen Temperatur der Fluidtemperatur entspricht.
Alternativ können die Fluidströme der Fertigungsanlage zur Erhitzung eines Fluids in den Wärmesammlern mittels Wärmetauschers verwendet werden.
Eine derartige Wärmerückgewinnung sorgt für erhebliche Energieeinsparungen im Vergleich zu Anlagen, bei denen erhitztes Fluid, zum Beispiels erhitztes Brauchwasser, einem Abfluss zugeleitet wird.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, mit relativ geringem Aufwand einen Speichertank zu schaffen, der mit großem Wirkungsgrad die an verschiedenen Prozessstationen einer Anlage anfallenden Wärmemengen speichert und im Bedarfsfall wieder abgibt.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden zwei unterschiedliche Ausführungsformen eines Speichertanks vorgeschlagen.
Bei einem ersten Speichertank zur Speicherung eines gegenüber der Umgebungstemperatur erhitzten Fluids, der eine wärmeisolierte Wand und mehrere Abläufe und mehrere Zuläufe aufweist, wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, dass die Abläufe und die Zuläufe in unterschiedlichen Höhenniveaus des Speichertanks angeordnet sind und dass dem Speichertank eine Steuervorrichtung zugeordnet ist, die einen Fluidstrom mit höherer Temperatur durch einen Ablauf oder Zulauf auf einem höherem Höhenniveau und einen Fluidstrom mit tieferer Temperatur durch einen Ablauf oder Zulauf auf einem tieferen Höhenniveau leitet.
Bei einem Speichertank zur Speicherung eines gegenüber der Umgebungstemperatur erhitzten Fluids, der eine wärmeisolierte Wand und mindestens eines Ablauf und mindestens einen Zulauf aufweist, wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, dass der Ablauf und der Zulauf auf unterschiedliche Höhenniveaus des Speichertanks verstellbar sind und dass dem Speichertank eine Steuervorrichtung zugeordnet ist, die einen Fluidstrom mit höherer Temperatur zu dem Ablauf oder Zulauf auf einem höheren Höhenniveau und einen Fluidstrom mit tieferer Temperatur zu dem Ablauf oder Zulauf auf einem tieferen Höhenniveau leitet.
Mit anderen Worten wird vorgeschlagen, das gesamte erwärmte Abwasser, welches in komplexen Produktionsanlagen auf unterschiedlichen Temperaturniveaus anfällt, in einem einzigen zentralen Speichertank aufzubewahren. Dabei entsteht eine temperaturgeschichtete Befüllung des Speichertanks. Die Temperaturschichtung bleibt aufgrund der temperaturabhängigen Dichte eines Fluids erhalten.
In aller Regel ist das in einer Produktionsanlage verwendete Fluid Brauchwasser. Wasser weist bei 4°C die größte Dichte auf. Bei höheren Temperaturen nimmt die Dichte stetig mit der Temperatur ab. Folglich sammelt sich in einem Speichertank im unteren Bereich das kälteste Wasser mit der größten Dichte, wogegen das wärmere, weniger dichte Wasser weiter oben liegt.
Aus einem erfindungsgemäßen Speichertank kann Wasser genau mit der Temperatur entnommen werden, die an einer bestimmten Prozessstation einer Produktionseinrichtung erforderlich ist. Die Regeleinrichtung kann in Abhängigkeit von dem Ort, an dem das Wasser verbraucht wird, das Höhenniveau des Ablaufs festlegen, aus dem das Wasser aus dem Speichertank entnommen wird.
Gleichermaßen kann dem Speichertank zuströmendes Fluid in dem Höhenniveau eingespeist werden, in dem die Temperatur des Fluids in dem Tank der Temperatur des zuströmenden Fluids entspricht. Auf diese Weise wird ein Wärmeaustausch des einströmenden Fluids mit dem in dem Tank befindlichen Fluid vermieden. Die Temperaturschichtung in dem Speichertank wird dabei nicht zerstört.
Der Steuervorrichtung sollte mindestens ein Temperatursensor zugeordnet sein, der die Temperatur des strömenden Fluids misst, wobei die Steuervorrichtung in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur das Höhenniveau des Ablaufs oder Zulaufs festlegt. In der Praxis können auf verschiedenen Höhenniveaus des Speichertanks, vorzugsweise in der Nähe der Abläufe oder des Ablaufs Temperatursensoren angeordnet sein, um die Temperatur-Istwerte in den verschiedenen Höhenniveaus des Tanks zu erfassen. Je nach Füllung des Tanks kann der in einer bestimmten Höhe herrschende Temperaturwert variieren. Auch kann die Füllung des Speichertanks über die Zeit auskühlen, so dass sich die Schichten mit bestimmten Temperaturwerten nach oben verlagern.
Für das in den Tank einströmende Medium reicht ein Temperatursensor, der die Steuervorrichtung dazu veranlasst, das Medium dem Höhenniveau des Speichertanks zuzuleiten, in dem die Temperatur des zuströmenden Mediums herrscht.
Industrielles Brauchwasser kann dem Tank unmittelbar zugeleitet werden. Es handelt sich hierbei um Wasser, das keine Trinkwasserqualität hat, aber bei verschiedenen Produktionsprozessen eingesetzt wird. Andere Fluide, die in Produktionsprozessen eingesetzt werden, können ihre Wärmeenergie über Wärmetauscher in das Fluid im Speichertank abgeben.
So arbeiten bestimmte Produktionsanlagen häufig mit heißem Wasserdampf, um die erforderlichen hohen Temperaturen zu erreichen. Heißer Wasserdampf kann aus Kraftwerken mit Kraft/Wärme-Kopplung bezogen werden. Das nach der Energieabgabe entstehende Kondensat des heißen Wasserdampfs muss an das Kraftwerk zurückgeführt werden, da es sich um wertvolles verschmutzungsfreies Wasser handelt, welches aus Kostengründen in den Dampfkreislauf des Kraftwerks zurückzuführen ist. Das Kondensat darf folglich nicht dem Brauchwasser in dem Speichertank zugeführt werden und kann seine Energie über einen Wärmetauscher an das Fluid im Speichertank abgeben.
Ebenso können an den Prozessstationen auch erwärmte Fluide eingesetzt werden, die nicht dem Brauchwasser zugeführt werden dürfen. Beispielsweise können die Fluide gesundheitsschädliche Kontaminationen enthalten. Auch in diesem Fall wird die Wärmeenergie aus den Fluiden an den Prozessstationen der Produktionsanlage über Wärmetauscher dem Brauchwasser in dem Speichertank zugeführt.
Entsprechend können während des Produktionsprozesses Fluide an Prozessstationen der Produktionsanlage mittels Wärmetauscher durch warme Fluide aus dem Speichertank erhitzt werden. In diesem Fall strömen die warmen Fluide aus dem Speichertank aus einem Ablauf auf einem Höhenniveau zu der Primärseite eines Wärmetauschers und nach dem Durchlaufen des Wärmetauschers mit geringerer Temperatur zu einem Zulauf in den Speichertank, der sich auf einem niedrigeren Höhenniveau befindet.
Selbstverständlich lassen sich auch zur Rückgewinnung von Wärmeenergie aus einem Dampfstrom Kondensatoren einsetzen, in denen der dem Speichertank zugeleitete Fluidstrom erhitzt wird.
Die Abläufe zur Entnahme des wärmeren Fluidstroms sind vorzugsweise im oberen Bereich des Speichertanks angeordnet. Der Zulauf, dem üblicherweise ein Fluidstrom auf kälterem Temperaturniveau zugeführt wird, ist insbesondere im unteren Bereich des Speichertanks angeordnet. Es ist allerdings festzuhalten, dass je nach Temperaturniveau des zuströmenden und des abströmenden Fluids sowohl der Zulauf als auch der Ablauf über die gesamte Höhe des Speichertanks angeordnet sein kann.
In der Praxis weist der Speichertank vorzugsweise ein Volumen von 1.000 m³ oder mehr auf. Ein derartiges Wasservolumen ermöglicht eine flexible Wärmerückgewinnung bei großen Produktionsanlagen wie z. B. Papierfertigungsanlagen. Je nach Größe der Anlage kann der Speichertank aber auch kleiner (z. B. 500 m³) oder sehr viel größer (z. B. 4.000 m³ und mehr) gewählt werden.
Im Inneren des Tanks kann ein Wärmetauscher angeordnet sein. Auf diese Weise kann dem Speichertank beispielsweise unmittelbar Wärmeenergie zugeführt werden, ohne das ihm Fluid entnommen und anschließend wieder zugeleitet werden muss. Der Wärmetauscher kann höhenverstellbar angeordnet werden. Alternativ können mehrere Wärmetauscher in verschiedenen Höhenlagen in dem Tank vorgesehen werden.
In der Praxis kann vor dem Zulauf des Speichertanks ein Filter angeordnet sein, der von dem zulaufenden Fluid durchströmt wird. Insbesondere kann eine Ultrafiltrationsanlage als Filter verwendet werden. Eine Ultrafiltration ist ein Verfahren, bei dem noch feinere Partikel als bei der Mikrofiltration abgetrennt werden. Die Mikrofiltration filtert Partikel mit 0,5 bis 0,1 μm aus Flüssigkeiten, wogegen die Ultrafiltration Partikel von 0,1 bis 0,01 μm herausfiltert. Durch eine leistungsfähige Filteranlage wird gewährleistet, dass das in den Speichertank zurückfließende Fluid (insbesondere Prozesswasser und anderes Brauchwasser) in gereinigtem, klarem Zustand in den Speichertank einfließt, so dass seine Reinheit und Qualität die anschließende Verwendung in den verschiedenen Prozessstationen erlaubt.
Die Erfindung betrifft ferner eine Produktionsanlage mit mehreren Prozessstationen, die jeweils mindestens ein Fluid mit einer bestimm ten Temperatur verwenden, wobei die Produktionsanlage einen Speichertank der oben beschriebenen Art aufweist. Der Speichertank kann im Produktionsprozess auf folgende Weisen alternativ oder gleichzeitig genutzt werden:

1.) Ein Fluid wird durch die Steuervorrichtung in Abhängigkeit von der erforderlichen Temperatur über einen Ablauf aus dem Speichertank auf einem bestimmten Höhenniveau entnommen und der Prozessstation zugeleitet;
2.) Das nach dem Gebrauch von der Prozessstation abströmende Fluid wird durch die Steuervorrichtung bei einer bestimmten Temperatur einem Zulauf auf einem bestimmten Höhenniveau zugeleitet;
3.) Das Fluid für die Prozessstation wird über einen Wärmetauscher erhitzt, der mit warmen Fluid aus dem Speichertank gespeist wird.

Insbesondere ist der erfindungsgemäße Speichertank zum Einsatz in einer modernen Papierfabrik vorgesehen. Er reduziert und minimiert den Dampfverbrauch. In einer Papierfabrik fallen an verschiedenen Prozessstationen unterschiedliche Fluide mit verschiedenen Temperaturen an. Die Trockenstationen werden mit Dampf gespeist, wobei erhebliche Arbeitstemperaturen anfallen. Teilweise wird Kühlwasser verwendet, um die Temperaturen über Kühltürme abzuleiten. Eine Speicherung der Wärme aus Trockenstationen in einem Speichertank der erfindungsgemäßen Art kann eine erhebliche Energieeinsparung verursachen.
Die Brauchwasser an den verschiedenen Prozessstationen, beispielsweise den Prozessbütten, können zumindest während der Unterbre chung der Fertigung der Papierfabrik im Speichertank zwischengespeichert werden, damit die darin gespeicherte Wärme nicht verloren geht.
Wasser aus dem Speichertank kann unmittelbar als Prozesswasser oder anderes Brauchwasser den Prozessstationen wieder zugeleitet werden. Es kann ferner zur Beheizung von Maschinen, Hallen und Gebäuden verwendet werden. Schließlich kann es ebenfalls über Wärmetauscher Trinkwasser erhitzen.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Speichertanks im Querschnitt.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Speichertanks.
Die in den 1 und 2 zu erkennenden Speichertanks 3, 3' sind dazu vorgesehen, in einer Produktionsanlage installiert zu werden, in der über Fluide, insbesondere Prozesswasser und Dampfleitungen während des Produktionsprozesses thermische Energie zugeführt wird. Eine derartige Produktionsanlage ist insbesondere eine Papierfabrik. Bei einer Papierfabrik arbeiten die Prozesswannen mit erwärmtem Prozesswasser. Das Wasser wird durch Energiezufuhr, beispielsweise durch Niederdruck-Dampf, der von einem Kraftwerk stammt, erhitzt. Ferner werden über derartigen Dampf Heizkörper zum Trocknen des Papiers erhitzt. Trockenhauben und Trockenwalzen werden auf eine erhöhte Temperatur gebracht. Schließlich wird Schmieröl erhitzt. Auch werden die Fertigungshallen in kalten Regionen über Heizkörper mittels erhitzter Fluide auf eine vorgegebene Temperatur beheizt.
In einer derartigen Produktionsanlage sind folglich eine Vielzahl von Fluidströmen, insbesondere Wasserströmen bei verschiedenen Temperaturen, an verschiedene Wärmeverbraucher der Produktionsanlage zu leiten. Außerdem fallen Fluidströme an, die bei unterschiedlichen Temperaturen von den Produktionsanlagen fort geleitet werden müssen. Der erfindungsgemäße Speichertank dient der energetisch optimalen Rückgewinnung der Energie der Abwasserströme und der Dampfströme zur Erwärmung zuzuführender Fluidströme.
In den 1 und 2 sind gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Bezugszeichen 1 bezeichnen eine Sammelleitung für Brauchwasser, welches durch verschiedene Zuleitungen 2 zu dem Speichertank 3 bzw. 3' strömt.
Über die Zuleitungen 2 kommt von den verschiedenen Prozessstationen und Wärmeverbrauchern das Abwasser, und es strömt in Richtung des Speichertanks 3. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Ableitung, mit der dem Speichertank 3, 3' entnommenes Wasser verschiedenen Verbrauchern zugeführt wird. Die Ableitung 4 ist über Absperrventile 5 mit verschiedenen Fluidleitungen 6 verbunden, welche zu den unterschiedlichen Verbrauchern führen. Die Absperrventile 5 weisen jeweils ein Betätigungsmittel 7 auf, welches durch einen Steuerbefehl einer Steuervorrichtung 8, 8' in verschiedene Schaltstellungen bringbar sind. Vorzugsweise empfangen die Betätigungsmittel 7 digitale Steuerbefehle von der Steuervorrichtung 8. Es kann aber auch eine hydraulische Signalübertragung, eine Funk-Signalübertragung oder eine Steuersignalübertragung auf beliebigem anderem Wege vorgesehen sein.
Je nach Wasserbedarf schaltet ein oder mehrere der Betätigungsmittel 7 den Fluidstrom zu einer oder mehreren Fluidleitungen 6 durch. Wenn parallele Fluidströme zur Verfügung gestellt werden müssen, können auch mehrere Ableitungen 4 vorgesehen werden.
Der Speichertank 3 bzw. 3' ist von einer wärmeisolierenden Wand 9, 9' umgeben. In dem Speichertank 3 bzw. 3' befindet sich Wasser in einer stabilen Temperaturschichtung. Die verschiedenen Temperaturschichten sind durch unterschiedliche Schraffuren kenntlich gemacht. Dabei befindet sich im unteren Bereich der Speichertanks 3, 3' das kälteste Wasser. Dieses Wasser weist die größte Dichte auf. Nach oben nimmt die Temperatur des Wassers zu, wobei die Dichte abnimmt. Das Wasser im obersten Bereich des Speichertanks 3, 3' kann Temperaturen nahe dem Siedepunkt (100°C) erreichen. Wenn in dem Kessel ein Überdruck herrscht, können die maximalen Wassertemperaturen noch höher liegen.
Das in den Speichertank 3, 3' einströmende Wasser wird jeweils der Temperaturschicht innerhalb der Speichertanks 3, 3' zu geführt, deren Temperatur der Temperatur des zufließenden Wasserstroms entspricht. Um dies zu erreichen, werden zwei verschiedene Ausführungsformen des Speichertanks 3 und 3' vorgeschlagen.
Die in der 1 dargestellte Ausführungsform des Speichertanks weist sechs unterschiedliche Zuläufe 10 auf, in unterschiedlichen Höhen des Speichertanks 3 angeordnet sind. Absperrventile 12 ermöglichen es, mittels der Steuervorrichtung 8 den aus der Sammelleitung 1 stammenden Fluidstrom über einen bestimmten der Zuläufe 10 in den Speichertank 3 zu leiten. In der Sammelleitung 1 ist zum einen eine Ultrafiltrationsanlage 13 angeordnet, welche das zuströmende Wasser reinigt. Zum anderen ist hinter der Ultrafiltrationsanlage 13 ein Temperatursensor 14 angeordnet, der über eine Signalleitung mit der Steuervorrichtung 8 verbunden ist. Stellt der Temperatursensor 14 eine niedrige Temperatur des zuströmenden Wassers fest, so werden die oberen fünf Absperrventile 12 abgesperrt, so dass ein Einströmen des Wassers in die oberen fünf Zuläufe 10 blockiert ist. Das Wasser strömt zu dem untersten Absperrventil 12, welches ein Einströmen ermöglicht. Kaltes Wasser strömt folglich in den kalten Flüssigkeitsbereich nahe dem Boden des Speichertanks 3.
Wird mit dem Temperatursensor 14 eine höhere Temperatur gemessen, leitet eines der höher liegenden Absperrventile 12 den Fluidstrom in einen höher liegenden Zulauf 10, so dass das Wasser in eine höher liegende Flüssigkeitsschicht innerhalb des Speichertanks 3 strömt.
Entsprechend wird Wasser aus dem Speichertank 3 in Abhängigkeit von der erforderlichen Temperatur entnommen. Der Speichertank 3 weist im vorliegenden Fall ebenfalls sechs Abläufe 15 auf, die über gesteuerte Absperrventile 17 mit der Ableitung 4 verbindbar sind. Die Steuerung der Absperrventile 17 erfolgt mittels Betätigungsmitteln 7.
Die Ableitung 4 ist über Absperrventile 5 mit Fluidleitungen 6 verbunden, die je nach Prozessstation oder Verbraucher, zu denen die Fluidleitung 6 führt, Wasser mit verschiedenen Temperaturen erfordern. Auch hier sind über die Steuervorrichtung 8 betätigbare Betätigungsmittel 7 vorgesehen, welche einen Ablauf 15 auf einer bestimmten Höhe mit der Ableitung 4 verbinden, um Wasser der entsprechenden Temperatur zuzuführen. Wenn mehrere Fluidströme bei verschiedenen Temperaturen gleichzeitig abgeleitet werden sollen, können mehrere Ableitungen 4 über Abläufe 15 mit dem Speichertank verbunden werden.
In dem Speichertank 3 können (nicht dargestellte) Temperatursensoren in verschiedenen Höhen angeordnet sein, welche die in ihren Höhen Temperaturen messen. Sinnvollerweise ist jeweils auf Höhe eines Zulaufs 10 bzw. Ablaufs 15 ein Temperatursensor vorgesehen. Es wird dann der Zulauf bzw. Ablauf für das Zuleiten oder Ableiten von Prozesswasser gewählt, in dessen Höhe die Temperatur des Wassers innerhalb des Speichertanks der vorgegebenen Temperatur in der Leitung entspricht.
Die 2 zeigt eine alternative Ausführungsform des Speichertanks 3'. Der Speichertank 3' weist in diesem Fall nur einen Zulauf 21 und einen Ablauf 22 auf. Der Zulauf 21 ist als Einströmrohr ausgebildet, welches über einen Antriebsmotor 23 angehoben und abgesenkt werden kann. Auf gleiche Weise ist der Ablauf 22 als Ausströmrohr ausgebildet, welches über einen Antriebsmotor 24 angehoben und abgesenkt werden kann. Beide Antriebsmotoren 23 und 24 werden über die Steuervorrichtung 8' betätigt, so dass sie je nach erforderlicher oder vorhandener Wassertemperatur das Einströmrohr 21 oder das Ausströmrohr 22 auf die entsprechende Höhe innerhalb des Speichertanks 3' einstellen.
Die Sammelleitung 1 sowie die Ableitung 4 sind über einen flexiblen Leitungsabschnitt 25, 26, insbesondere einen Schlauch mit dem Einströmrohr 21 bzw. Ausströmrohr 22 verbunden, um die Höhenverstellung zu kompensieren.
Es können mehrere Einströmrohre 21 und Ausströmrohre 22 bei der Ausführungsform der 2 vorgesehen sein, so dass gleichzeitig mehrere Fluidentnahmen oder eine Fluidzuleitungen bei verschiedenen Temperaturen erfolgen können.
In 2 ist schließlich ein Wärmetauscher 18 dargestellt, welcher von Dampf durchströmt ist, welcher mit Dampfleitungen 19, 20 zu- und abgeführt wird. Der Wärmetauscher 18 entnimmt dem Dampf die restliche thermische Energie und speichert sie innerhalb des Wassers in dem Wassertank.
Selbstverständlich ist es auch möglich, einen Wärmetauscher vor einer der Zuleitungen 2 anzuordnen, der das durch die Zuleitung strömende Wasser erhitzt. Ferner ist es möglich den Wärmetauscher als Kondensator für den zuströmenden Dampf auszubilden, der das Auskondensieren des Wassers bewirkt und dabei gleichzeitig Brauchwasser erwärmt. Dieses erwärmte Brauchwasser kann über eine der Zuleitungen 2 dem Speichertank 3' zugeführt werden.

1: Sammelleitung
2: Zuleitung
3: Speichertank
4: Ableitung
5: Absperrventil
6: Fluidleitung
7: Betätigungsmittel
8: Steuervorrichtung
9: isolierte Wand
10: Zulauf
12: Absperrventil
13: Ultrafiltrationsanlage
14: Temperatursensor
15: Ablauf
17: Absperrventil
18: Wärmetauscher
19: Dampfleitung
20: Dampfleitung
21: Zulauf, Einströmrohr
22: Ablauf, Ausströmrohr
23: Antriebsmotor
24: Antriebsmotor
25: flexibler Leitungsabschnitt, Schlauch
26: flexibler Leitungsabschnitt, Schlauch

Claims

Speichertank (3) zur Speicherung eines gegenüber der Umgebungstemperatur erhitzten Fluids, mit einer wärmeisolierten Wand (9), mehreren Abläufen (15) und mehreren Zuläufen (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Abläufe (15) und die Zuläufe (10) in unterschiedlichen Höhenniveaus des Speichertanks (3) angeordnet sind und dass dem Speichertank (3) eine Steuervorrichtung (8) zugeordnet ist, die einen Fluidstrom mit höherer Temperatur durch einen Ablauf (15) oder Zulauf (10) auf einem höheren Höhenniveau und einen Fluidstrom mit tieferer Temperatur durch einen Ablauf (15) oder Zulauf (10) auf einem tieferen Höhenniveau leitet.
Speichertank (3') zur Speicherung eines gegenüber der Umgebungstemperatur erhitzten Fluids, mit einer wärmeisolierten Wand (9') mindestens einem Ablauf (22) und mindestens einem Zulauf (21), dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf (22) und der Zulauf (21) auf unterschiedliche Höhenniveaus des Speichertanks (3') verstellbar sind und dass dem Speichertank (3') eine Steuervorrichtung (8') zugeordnet ist, die einen Fluidstrom mit höherer Temperatur zu dem Ablauf (22) oder Zulauf (21) auf einem höheren Höhenniveau und einen Fluidstrom mit tieferer Temperatur zu dem Ablauf (22) oder Zulauf (21) auf einem tieferen Höhenniveau leitet.
Speichertank (3, 3') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuervorrichtung (8, 8') mindestens einen Temperatursensor (14) zugeordnet ist, der die Temperatur eines strömenden Fluids misst, und dass die Steuervorrichtung (8, 8') in Abhängigkeit von dem gemessenen Temperaturwert das Höhenniveau des Ablaufs (15, 22) oder Zulaufs (10, 21) festlegt.
Speichertank (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (8, 8') einen warmen Fluidstrom der Primärseite eines Wärmetauschers (18) und einen kälteren Fluidstrom der Sekundärseite des Wärmetauschers (18) zuleitet und den von der Sekundärseite abströmenden Fluidstrom dem Speichertank (3) zuleitet.
Speichertank (3, 3') nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung einen erhitzten Dampfstrom einem Kondensator zuführt, der einen kälteren Fluidstrom erhitzt, welcher durch die Steuervorrichtung dem Speichertank zugeleitet wird.
Speichertank (3, 3') nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (8, 8') aus einem Ablauf auf einem hohen Höhenniveau einen warmen Fluidstrom aus dem Speichertank entnimmt und der Primärseite eines Wärmetauschers zuleitet und dass die Steuervorrichtung den von der Primärseite abströmenden Fluidstrom einem Zulauf mit einem niedrigen Höhenniveau zuleitet.
Speichertank (3, 3') nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Ablauf (15, 22) im oberen Bereich des Speichertanks angeordnet ist.
Speichertank (3, 3') nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zulauf (10, 21) im unteren Bereich des Speichertanks angeordnet ist.
Speichertank (3, 3') nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Volumen von mindestens 1.000 m³ aufweist.
Speichertank (3, 3') nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in seinem Inneren mindestens ein Wärmetauscher (18) angeordnet ist.
Speichertank nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher höhenverstellbar ist.
Speichertank nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Zulauf (10, 21) ein Filter (13) angeordnet ist, der von dem zulaufenden Fluid durchströmt wird.
Speichertank nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (13) eine Ultrafiltrationsanlage ist.
Produktionsanlage mit mehreren Prozessstationen, die jeweils mindestens ein Fluid mit einer bestimmten Temperatur verwenden, wobei die Produktionsanlage einen Speichertank (3, 3') nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist, gekennzeichnet durch mindestens eins der folgenden Merkmale: • das Fluid wird durch die Steuervorrichtung in Abhängigkeit von der erforderlichen Temperatur über einen Ablauf aus dem Speichertank auf einem bestimmten Höhenniveau entnommen und der Prozessstation zugeleitet; • das nach dem Gebrauch von der Prozessstation abströmende Fluid wird durch die Steuervorrichtung bei einer bestimmten Temperatur einem Zulauf auf einem bestimmten Höhenniveau zugeleitet; • das Fluid für die Prozessstation wird über einen Wärmetauscher erhitzt, der mit warmem Fluid aus dem Speichertank gespeist wird.