DE102009001874A1

DE102009001874A1 - System zur Rückgewinnung von überschüssiger Wärmeenergie

Info

Publication number: DE102009001874A1
Application number: DE102009001874A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Münch
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2010-09-30

Abstract

Ein System zur Rückgewinnung von in einer Produktionsanlage zur Herstellung und/oder Veredelung einer Materialbahn anfallender überschüssiger Wärmeenergie zeichnet sich dadurch aus, dass eine wenigstens einen Latentwärmespeicher bzw. Phasenwechselmaterial (PCM) und/oder wenigstens einen thermochemischen Speicher umfassende Einrichtung zum Zwischenspeichern von in der Produktionsanlage anfallender überschüssiger Wärmeenergie vorgesehen ist und dass dieser Speichereinrichtung wenigstens ein Energieverbraucher zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Rückgewinnung von in einer Produktionsanlage zur Herstellung und/oder Veredelung einer Materialbahn anfallender überschüssiger Wärmeenergie.
Bei der Papiererzeugung fällt sehr viel Abwärme an, die derzeit nicht wieder verwendet werden kann. Zudem fallen Energieverluste durch Abwärme auf höherem Temperaturniveau häufig äußerst diskontinuierlich an.
Da die Trocknung der Papierbahn überwiegend mit Dampf erfolgt, wird beim Abriss der Papierbahn plötzlich deutlich weniger Dampf benötigt. Der Dampferzeuger im Kraftwerk kann in vielen Fällen jedoch nur langsam auf ein anderes Leistungsniveau gebracht werden, was insbesondere beim Einsatz von Kohle oder Holz als Brennstoff der Fall ist. Um die Entstehung eines Überdrucks im Dampfkessel zu vermeiden, wird der Dampf, der im Fall eines Bahnabrisses nicht mehr benötigt wird, in die Umwelt abgeführt. Dabei handelt es sich typischerweise um Leistung im Bereich von 60 MW. Bei beispielsweise vier Bahnabrissen pro Tag von jeweils zehn Minuten Dauer, kann sich dies auf 100 MWh pro Tag belaufen.
Es ist bereits bekannt, zur Nutzung von Abwärme Wärmetauscher, Wärmepumpen, thermoelektrische Generatoren (TEG) zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wärme oder der Erzeugung von elektrischer Energie aus Wärme dienende Heißluft-Generatoren einzusetzen, wie sie in der DE 10 2006 018 446 A1 beschrieben sind.
Insbesondere zur Nutzung von stark diskontinuierlich erzeugter Abwärme sind diese Techniken jedoch nicht besonders gut geeignet. So müsste man beispielsweise Generatoren sehr groß dimensionieren, damit diese die genannten Leistungen von beispielsweise 60 MW verarbeiten können. Da eine solch hohe Leistung nur wenige Minuten pro Tag anfällt, wären die Generatoren in der überwiegenden Zeit nur sehr gering ausgelastet. Hinzu kommt, dass während eines Bahnabrisses nur wenige andere Verbraucher in der Papiererzeugungsanlage zur Verfügung stehen, die die überschüssige Energie direkt verwenden könnten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Rückgewinnung von in einer Produktionsanlage zur Herstellung und/oder Veredelung einer Materialbahn anfallender überschüssiger Wärmeenergie zu schaffen, das eine möglichst optimale Rückgewinnung von in der Produktionsanlage diskontinuierlich oder kontinuierlich anfallender Wärmeenergie ermöglicht.
Dies wird gemäß der Erfindung zumindest im Wesentlichen dadurch erreicht, dass eine wenigstens einen Latentwärmespeicher bzw. Phasenwechselmaterial (PCM) und/oder wenigstens einen thermochemischen Speicher umfassende Einrichtung zum Zwischenspeichern von in der Prdduktionsanlage anfallender überschüssiger Wärmeenergie vorgesehen ist und dass dieser Speichereinrichtung wenigstens ein Energieverbraucher zugeordnet ist.
Aufgrund dieser Ausbildung ist nunmehr eine optimale Rückgewinnung von in der Produktionsanlage diskontinuierlich oder kontinuierlich anfallender Wärmeenergie möglich, wobei die Wärme auf einem ausreichend hohen Temperaturniveau zwischengespeichert werden kann, um insbesondere eine kontinuierliche, diskontinuierliche und/oder zeitversetzte Wiederverwertbarkeit der Wärmeenergie zu ermöglichen. Damit ist ein erheblich wirtschaftlicherer Betrieb eines solchen Energierückgewinnungssystems möglich. Das System bzw. die Energieverbraucher müssen nicht mehr auf die Maximalleistung ausgelegt werden, die nur kurze Zeit pro Tag anfällt. Energie kann nunmehr vor allem dann erzeugt werden, wenn sie tatsächlich benötigt wird.
In der Produktionsanlage anfallende überschüssige Wärmeenergie kann also beispielsweise in einem ersten Schritt in einem größeren Latentwärmespeicher bzw. thermochemischem Speicher zwischengespeichert und dann durch einen beispielsweise überwiegend kontinuierlichen Prozess wieder verwendet werden.
Unter Latentwärmespeicherung versteht man die Speicherung von Wärme in einem Material, dem Phasenwechselmaterial (PCM), das einen Phasenübergang, insbesondere fest-flüssig, erfährt. Bei der Speicherung von Wärme in das Speicher- oder Phasenwechselmaterial beginnt das Material beim Erreichen der Temperatur des Phasenübergangs zu schmelzen und erhöht dann, trotz weiterer Einspeicherung von Wärme, seine Temperatur nicht, bis das Material komplett geschmolzen ist. Erst dann tritt wieder eine Erhöhung der Temperatur auf. Da für längere Zeit trotz Wärmezufuhr keine merkliche Temperaturerhöhung auftritt, nennt man die während des Phasenübergangs eingespeicherte Wärme ”versteckte Wärme” oder auch ”latente Wärme”. Bei einem solchen Latentwärmespeicher verändert sich also beim Lade- oder Entladevorgang nicht die ”fühlbare” Temperatur, sondern das Wärme-Speichermedium, d. h. das Phasenwechselmaterial (PCM) ändert seinen Aggregatzustand, wobei meistens ein Übergang von fest zu flüssig bzw. umgekehrt erfolgt.
Noch höhere Energiedichten lassen sich mit den thermochemischen Speichern erzielen, bei denen für die Wärmespeicherung reversible chemische Reaktionen genutzt werden. Auch bei solchen thermochemischen Speichern ist die gespeicherte Wärme nicht ”fühlbar”. Geeignete reversible Reaktionen sind unter anderem Sorptionsprozesse wie insbesondere die Absorption bzw. Adsorption eines Arbeitsmittels durch einen Feststoff.
Bevorzugt umfasst der thermochemische Speicher also wenigstens einen Sorptionsspeicher. Die Wärme wird in diesem Fall mit Hilfe von endo- und exothermen Reaktionen gespeichert.
Vorteilhafterweise ist die Speichereinrichtung zum Zwischenspeichern von diskontinuierlich und/oder zumindest im Wesentlichen kontinuierlich anfallender überschüssiger Wärmeenergie vorgesehen.
Eine bevorzugte praktische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zeichnet sich dadurch aus, dass die Speichereinrichtung so dimensioniert ist und/oder das Zwischenspeichern von Wärme durch die Speichereinrichtung auf einem so hohen Temperaturniveau erfolgt, dass der Energieverbraucher über die Speichereinrichtung zumindest im Wesentlichen kontinuierlich, diskontinuierlich und/oder zeitversetzt mit zwischengespeicherter Energie versorgbar ist.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn die Speichertemperatur so gewählt ist, dass sich bei der Wiederverwertung über den Verbraucher ein möglichst hoher Wirkungsgrad ergibt.
Bevorzugt ist die Speichereinrichtung so ausgeführt, dass möglichst wenig Energie direkt an die Umwelt verloren geht.
Wie bereits erwähnt, ist die zwischengespeicherte Energie zweckmäßigerweise bedarfsweise von der Speichereinrichtung abrufbar, d. h. dann nutzbar, wenn sie tatsächlich benötigt wird.
Es ist also vorteilhafterweise dafür gesorgt, dass die Speichertemperatur einen ausreichend guten Wirkungsgrad bei der Wiederverwertung der Energie ermöglicht, die Speichertemperatur beim Entladen des Energiespeichers nicht zu sehr schwankt, der Speicher nicht zu viel Energie direkt an die Umwelt ungenutzt abgibt und/oder die Energie dann wiedergewonnen wird, wenn sie auch tatsächlich benötigt wird.
Bevorzugt ist wenigstens ein thermoelektrischer Generator als Energieverbraucher vorgesehen.
In bestimmten Fällen kann es auch von Vorteil sein, wenn wenigstens ein Energieverbraucher über einen Wärmetauscher mit der Speichereinrichtung verbunden ist.
Aufgrund der Verwendung einer Speichereinrichtung mit wenigstens einem Latentwärmespeicher und/oder wenigstens einem thermochemischen Speicher können beispielsweise Generatoren überwiegend kontinuierlich bei einem guten Wirkungsgrad betrieben werden, oder es können beispielsweise über Wärmetauscher überwiegend kontinuierliche Energieflüsse zu einem Verbraucher geleitet werden. Dabei ist unter überwiegend kontinuierlich zu verstehen, dass die Anzahl von Lastwechseln pro Tag relativ gering ist, dass aber durchaus während Sondersituationen wie z. B. Papierbahnabrissen die Energieabnahme auf Null gedrosselt werden kann.
Die Schmelz- und Gefriertemperatur des Phasenwechselmaterials (PCM) des Latentwärmespeichers ist zweckmäßigerweise so gewählt, dass der Latentspeicher durch Gefrieren entladen und durch Schmelzen geladen wird. Damit ist sichergestellt, dass sich während des Lade- und Entladevorgangs das Temperaturniveau nicht zu stark ändert.
Die in der Speichervorrichtung zu speichernde überschüssige Wärmeenergie kann insbesondere in Form von Dampf anfallen.
Dabei liegt die Schmelztemperatur des Phasenwechselmaterials (PCM) des Latentwärmespeichers bevorzugt unterhalb der Dampftemperatur. Damit ist sichergestellt, dass die Temperaturspeicherung durch Dampf und auf möglichst hohem Niveau realisierbar ist.
Als Phasenwechselmaterial (PCM) sind viele Stoffe denkbar. Lediglich als Beispiel sei hier Natriumacetat-Trihydrat (NaCH₃COO·3H₂O) genannt, das aus handelsüblichen Taschenwärmern bekannt ist. Dieses Material besitzt überdies die Eigenschaft, dass die Wärmeabgabe bei etwa 58°C durch Gefrieren erfolgt, eine Lagerung der Flüssigkeit jedoch bei deutlich geringerer Temperatur möglich ist (”superkalte Flüssigkeit”). Der Gefriervorgang wird zu einem gewünschten Zeitpunkt ausgelöst durch eine kurzzeitige Verdichtung der Flüssigkeit.
Von besonderem Vorteil für die hier in Rede stehende Rückgewinnung von in einer Produktionsanlage zur Herstellung und/oder Veredelung einer Materialbahn anfallender überschüssiger Wärmeenergie ist unter anderem beispielsweise die Verwendung von Bariumhydroxid (Ba(OH)₂·8H₂A) auf grund des höheren Schmelzpunkts von 78°C und der sehr guten Wärmespeicherfähigkeit von fast 600 kJ/l.
Der Vorteil einer ebenfalls möglichen Verwendung von Xylitol mit einem Schmelzpunkt von etwa 93°C besteht darin, dass die höhere Temperatur eine effizientere Rückgewinnung der Energie erlaubt. Allerdings ist in diesem Fall die Wärmespeicherfähigkeit pro Volumeneinheit etwas geringer. Zudem sind bei einem solchen Phasenwechselmaterial die Anforderungen an den Wärmetauscher höher, da es schwieriger ist, auf diesem Temperaturniveau den anfallenden Dampf zu kondensieren.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zeichnet sich dadurch aus, dass die Speichereinrichtung zumindest zwei eine unterschiedliche Schmelztemperatur aufweisende Latentwärmespeicher umfasst, wobei der die höhere Schmelztemperatur aufweisende Latentwärmespeicher zum Zwischenspeichern von bei einem relativ höheren Temperaturniveau anfallender überschüssiger Wärmeenergie und der die relativ niedrigere Schmelztemperatur aufweisende Latentwärmespeicher zum Zwischenspeichern von bei einem relativ niedrigeren Temperaturniveau anfallender überschüssiger Wärmeenergie vorgesehen ist.
Von Vorteil ist insbesondere auch eine solche Ausführung, bei der die Speichereinrichtung zumindest einen Latentwärme- oder Sorptionsspeicher umfasst, der zum Zwischenspeichern von bei unterschiedlichem Temperaturniveau anfallender überschüssiger Wärmeenergie vorgesehen ist, wobei der Latentwärme- bzw. Sorptionsspeicher die bei dem höheren Temperaturniveau anfallende überschüssige Wärmeenergie direkt und die bei dem niedrigeren Temperaturniveau anfallende überschüssige Wärmeenergie über eine Wärmepumpe aufnimmt.
Dabei kann das niedrigere Temperaturniveau der dem Latentspeicher über die Wärmepumpe zugeführten überschüssigen Wärmeenergie insbesondere niedriger sein als die Schmelztemperatur des Phasenwechselmaterials (PCM) des Latentspeichers.
Die Speicherung von zusätzlicher Abwärme, die auf einem niedrigeren Temperaturniveau erzeugt wird (z. B. unterhalb des Schmelzpunkts des gewählten PCM-Materials), kann also entweder in einem anderen Latentwärmespeicher mit einer entsprechend niedrigeren Schmelztemperatur erfolgen, oder es kann eine Wärmepumpe eingesetzt werden, um denselben Wärmespeicher zu nutzen, der auch die Dampfenergie aufnehmen soll.
Latentwärmespeicher besitzen ein Speichervermögen von typischerweise 300 kJ/l bis 600 kJ/l. Dies bedeutet, dass z. B. in einem Raum von 10 × 10 m² Grundfläche und 3 m Höhe etwa 50 MWh gespeichert werden können. Mit speziellen Materialien ist jedoch in der Zukunft möglicherweise mit einem noch höheren Speichervermögen zu rechnen.
Die Erfindung nutzt also unter anderem den Umstand, dass in Phasenwechselmaterialien (PCM) deutlich mehr Energie pro Volumeneinheit gespeichert werden kann als z. B. im Wasser, das auf 80°C erhitzt wurde. Zudem bleibt das Temperaturniveau des Latent- oder PCM-Speichers bei der Energieentnahme näherungsweise konstant, wohingegen es bei einem Heißwasserspeicher kontinuierlich abnimmt. Indem das Temperaturniveau bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Latentwärmespeicher bzw. thermochemischen Speicher, insbesondere Sorptionsspeicher, näherungsweise konstant bleibt, wird eine möglichst effiziente Energierückgewinnung ermöglicht.
Die Rückgewinnung kann grundsätzlich auf unterschiedliche Weise erfolgen. Bevorzugt wird aus der Wärme wieder Strom gewonnen, da in einer Produktionsanlage zur Herstellung und/oder Veredelung einer Faserstoffbahn bzw. Papierherstellungsanlage ohnehin in der Regel zu viel Wärme anfällt. Dabei kann beispielsweise ein Generator eingesetzt werden. Der Wärmefluss zwischen einer Wärmequelle mit der Temperatur T2 [°K] und einem niedrigeren Temperaturpotential T1 [°K] kann beispielsweise über eine Heißluftmaschine mit einem Wirkungsgrad von maximal 1 – T1/T2 in elektrischen Strom umgewandelt werden (Carnot-Prozess). Je nach Temperaturniveau ist damit also ein maximaler Wirkungsgrad für diese Anwendung von etwa 15% bis etwa 25% zu erwarten. Eine gute Alternative sind daher insbesondere thermoelektrische Generatoren. Diese können möglicherweise in der Zukunft einen noch höheren Wirkungsgrad erreichen, da sie auf völlig anderen physikalischen Prinzipien beruhen als eine Carnet-Maschine. Es ist ein maximaler Wirkungsgrad von etwa 30% zu erwarten. Solche thermoelektrischen Generatoren benötigen auch weniger Platz und sind keinem Verschleiß unterworfen.
Beispielsweise eine Speicherung von 100 MWh pro Tag würde damit eine kontinuierliche Stromproduktion von bis zu etwa 10 GWh pro Jahr erlauben.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Systems bei einer Anlage zur Papierherstellung und/oder bei einer Anlage zur Veredelung einer Papier-, Karton-, Tissuefaserstoffbahn oder dergleichen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt die einzige Figur der Zeichnung in rein schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform eines Systems 10 zur Rückgewinnung von in einer Produktionsanlage zur Herstellung und/oder Veredelung einer Materialbahn anfallender überschüssiger Wärmeenergie.
Das System 10 umfasst eine wenigstens einen Latentwärmespeicher und/oder wenigstens einen thermochemischen Speicher, insbesondere Sorptionsspeicher, umfassende Einrichtung 12 zum Zwischenspeichern von in der Produktionsanlage anfallender überschüssiger Wärmeenergie. Der Speichereinrichtung 12 ist wenigstens ein Energieverbraucher 14, 14' zugeordnet, der die in der Speichereinrichtung 12 zwischengespeicherte Energie nutzt.
Dabei kann die Speichereinrichtung 12 insbesondere zum Zwischenspeichern von diskontinuierlich und/oder zumindest im Wesentlichen kontinuierlich anfallender überschüssiger Wärmeenergie vorgesehen sein.
Die Speichereinrichtung 12 kann so dimensioniert sein, und/oder das Zwischenspeichern von Wärme durch die Speichereinrichtung 12 kann auf einem so hohen Temperaturniveau erfolgen, dass der wenigstens eine Energieverbraucher 14, 14' über die Speichereinrichtung 12 zumindest im Wesentlichen kontinuierlich, diskontinuierlich und/oder zeitversetzt mit zwischengespeicherter Energie versorgbar ist.
Die Speichertemperatur kann insbesondere so gewählt sein, dass sich bei der Wiederverwertung über den wenigstens einen Verbraucher 14, 14' ein möglichst hoher Wirkungsgrad ergibt. Die Speichereinrichtung 12 kann insbesondere auch so ausgeführt sein, dass möglichst wenig Energie direkt an die Umwelt verloren geht. Bevorzugt ist das System 10 so ausgeführt, dass zwischengespeicherte Energie bedarfsweise von der Speichereinrichtung 12 abrufbar ist.
Es kann beispielsweise wenigstens ein thermoelektrischer Generator 14 als Energieverbraucher vorgesehen sein. Es kann beispielsweise auch wenigstens ein Energieverbraucher 14' über einen Wärmetauscher 16 mit der Speichervorrichtung 12 verbunden sein.
Umfasst die Speichereinrichtung 12 wenigstens einen Latentwärmespeicher, so kann die Schmelz- und Gefriertemperatur des Phasenwechselmaterials (PCM) dieses Latentwärmespeichers so gewählt sein, dass der Latentwärmespeicher durch Gefrieren entladen und durch Schmelzen geladen wird.
Die in der Speichervorrichtung 12 zu speichernde überschüssige Wärmeenergie kann insbesondere in Form von Dampf anfallen. In diesem Fall liegt die Schmelztemperatur des Phasenwechselmaterials (PCM) eines jeweiligen Latentwärmespeichers vorteilhafterweise unter der Dampftemperatur.
Die Speichereinrichtung 12 kann beispielsweise zumindest zwei eine unterschiedliche Schmelztemperatur aufweisende Latentwärmespeicher umfassen, wobei der die höhere Schmelztemperatur aufweisende Latentwärmespeicher zum Zwischenspeichern von bei einem relativ höheren Temperaturniveau anfallender überschüssiger Wärmeenergie und der die relativ niedrigere Schmelztemperatur aufweisende Latentwärmespeicher zum Zwischenspeichern von bei einem relativ niedrigeren Temperaturniveau anfallender überschüssiger Wärmeenergie vorgesehen sein kann.
Es ist beispielsweise auch denkbar, dass die Speichereinrichtung 12 zumindest einen Latentwärme- oder Sorptionsspeicher umfasst, der zum Zwischenspeichern von bei unterschiedlichem Temperaturniveau anfallender überschüssiger Wärmeenergie vorgesehen ist, wobei der Latentwärme- bzw. Sorptionsspeicher die bei dem höheren Temperaturniveau anfallende überschüssige Wärmemenge direkt und die bei dem niedrigeren Temperaturniveau anfallende überschüssige Wärmeenergie über eine Wärmepumpe aufnimmt.
Bei in der einzigen Figur der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel ist der in Form eines thermoelektrischen Generators 14 vorgesehene Wärmeverbraucher zwischen der Speichereinrichtung 12 um einen Bereich 18 angeordnet, der beispielsweise durch Umgebungsluft und Konvektion, oder, wie dargestellt, durch eine Kühlflüssigkeit in Verbindung mit einem Wärmetauscher auf einem relativ niedrigeren Temperaturniveau T1 gehalten wird. Demgegenüber ist das Temperaturniveau T2 der Speichereinrichtung 12, die hier beispielsweise durch einen ein Phasenwechselmaterial (PCM) enthaltenden Latentwärmespeicher umfasst, hoch.
Der einen Verbraucher darstellende dienende thermoelektrische Generator 14 dient der Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie. Dabei wird im vorliegenden Fall ein Teil des Wärmeflusses vom Temperaturniveau T2 zum Temperaturniveau T1 umgewandelt, wobei beispielsweise ein Wirkungsgrad von etwa 30% angestrebt wird.
Über eine Leitung 20 wird Dampf vom Dampfkessel des Kraftwerks geliefert. Über die Leitung 22 erfolgt die Dampfzufuhr zur Produktionsanlage bzw. Papiermaschine.
Die Dampfzufuhr zur Speichereinrichtung 12 ist über eine Leitung 24 möglich. Wenn die Produktionsanlage bzw. Papiermaschine keinen Dampf benötigt, wird der überschüssige Dampf über die Leitung 24 sofort in die Speichereinrichtung 12 geleitet, wozu beispielsweise Stellventile 26, 28 vorgesehen sind. Dabei wird das Stellventil 26 geschlossen, wodurch die Dampfzufuhr zur Produktionsanlage unterbrochen wird. Dagegen wird das Stellventil 28 geöffnet, damit der überschüssige Dampf über die Leitung 24 der Speichereinrichtung 12 zugeführt werden kann.
Bei einer Erwärmung auf das Temperaturniveau T2 ist der Dampf kondensiert. Über eine Leitung 30 kann Kondensat aus der Speichereinrichtung 12 abgeführt werden.
Zudem können Mittel 32 zur Speicherung von Energie vorgesehen sein, die durch eine weitere Abwärmquelle geliefert wird.
Über die Leitungen 34 wird die über den thermoelektrischen Generator 14 erzeugte elektrische Energie abgeleitet. Dabei wird diese elektrische Energie über einen Wandler 36 ins Stromnetz 38 eingeleitet.
Eine direkte Nutzung der in der Speichereinrichtung 12 gespeicherten Energie ist beispielsweise über den Wärmetauscher 16 und den angeschlossenen Energieverbraucher 14' möglich.

10: Energierückgewinnungssystem
12: Speichereinrichtung
14: Energieverbraucher, thermoelektrischer Generator
14': Energieverbraucher
16: Wärmetauscher
18: Bereich niedrigen oder kühlen Temperaturniveaus
20: Leitung
22: Leitung
24: Leitung
26: Stellventil
28: Stellventil
30: Leitung
32: Mittel zur Speicherung von Energie aus einer weiteren Abwärmquelle
34: Leitungen
36: Wandler
38: Stromnetz
T1: niedriges oder kühles Temperaturniveau
T2: hohes Temperaturniveau

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006018446 A1 [0004]

Claims

System (10) zur Rückgewinnung von in einer Produktionsanlage zur Herstellung und/oder Veredelung einer Materialbahn anfallender überschüssiger Wärmenergie, dadurch gekennzeichnet, dass eine wenigstens einen Latentwärmespeicher bzw. Phasenwechselmaterial (PCM) und/oder wenigstens einen thermochemischen Speicher umfassende Einrichtung (12) zum Zwischenspeichern von in der Produktionsanlage anfallender überschüssiger Wärmeenergie vorgesehen ist und dass dieser Speichereinrichtung (12) wenigstens ein Energieverbraucher (14, 14') zugeordnet ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der thermochemische Speicher wenigstens einen Sorptionsspeicher umfasst.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (12) zum Zwischenspeichern von diskontinuierlich und/oder zumindest im Wesentlichen kontinuierlich anfallender überschüssiger Wärmeenergie vorgesehen ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (12) so dimensioniert ist und/oder das Zwischenspeichern von Wärme durch die Speichereinrichtung (12) auf einem so hohen Temperaturniveau erfolgt, dass der Energieverbraucher (14, 14') über die Speichereinrichtung zumindest im Wesentlichen kontinuierlich, diskontinuierlich und/oder zeitversetzt mit zwischengespeicherter Energie versorgbar ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichertemperatur so gewählt ist, dass sich bei der Wiederverwertung über den Verbraucher (14, 14') ein möglichst hoher Wirkungsgrad ergibt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (12) so ausgeführt ist, dass möglichst wenig Energie direkt an die Umwelt verloren geht.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischengespeicherte Energie bedarfsweise von der Speichereinrichtung (12) abrufbar ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein thermoelektrischer Generator (14) als Energieverbraucher vorgesehen ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Energieverbraucher über einen Wärmetauscher (16) mit der Speichereinrichtung (12) verbindbar ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelz- und Gefriertemperatur des Phasenwechselmaterial (PCM) des Latentwärmespeichers so gewählt ist, dass der Latentspeicher durch Gefrieren entladen und durch Schmelzen geladen wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Speichervorrichtung (12) zu speichernde überschüssige Wärmeenergie in Form von Dampf anfällt.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelztemperatur des Phasenwechselmaterials (PCM) des Latentwärmespeichers unterhalb der Dampftemperatur liegt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (12) zumindest zwei eine unterschiedliche Schmelztemperatur aufweisende Latentwärmespeicher umfasst, wobei der die höhere Schmelztemperatur aufweisende Latent wärmespeicher zum Zwischenspeichern von bei einem relativ höheren Temperaturniveau anfallender überschüssiger Wärmeenergie und der die relativ niedrigere Schmelztemperatur aufweisende Latentwärmespeicher zum Zwischenspeichern von bei einem relativ niedrigeren Temperaturniveau anfallender überschüssiger Wärmeenergie vorgesehen ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (12) zumindest einen Latent- oder Sorptionsspeicher umfasst, der zum Zwischenspeichern von bei unterschiedlichem Temperaturniveau anfallender überschüssiger Wärmeenergie vorgesehen ist, wobei der Latent bzw. Sorptionsspeicher die bei dem höheren Temperaturniveau anfallende überschüssige Wärmeenergie direkt und die bei dem niedrigeren Temperaturniveau anfallende überschüssige Wärmeenergie über eine Wärmepumpe aufnimmt.
Verwendung des Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei einer Anlage zur Papierherstellung und/oder bei einer Anlage zur Veredelung einer Papier-, Karton-, Tissue-Faserstoffbahn oder dergleichen.