DE102010044642A1

DE102010044642A1 - Wärmeerzeuger mit Brennwerttechnik

Info

Publication number: DE102010044642A1
Application number: DE102010044642A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2012-03-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeerzeuger mit Brennwerttechnik mit einer Erzeugung von Kondensat aus Rauchgasen aus einer Verbrennung fossiler Wärmeträger. Um dies bei der Entnahme von Prozesswärme im industriellen Gewerbe zu erreichen, ist ein Austauscher vom Typ gas/flüssig zur Entnahme von Kondensat von den Abgasen vorgesehen. Hierdurch kann im industriellen Gewerbe ein Wärmeerzeuger mit Brennwerttechnik ausgestattet werden.

Description

Die Erfindung betrifft Wärmeerzeuger mit Brennwerttechnik in Rauchgasen einer Verbrennung fossiler Wärmeträger, mit einer Entnahme von Prozesswärme direkt oder indirekt über eine Aufheizung von flüssigen und dampfförmigen Wärmeträgern im industriellen Gewerbe, nach Merkmalen des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Von handelsüblichen Wärmeerzeugern im Bereich der Haus- und Gebäudetechnik, die für die Beheizung von Gebäuden und von Betriebsmittel in Gebäuden zur Wärmeentnahme von Rauchgasen betrieben werden, ist bekannt, dass bei weiterer Abkühlung in den Rauchgasen Kondensation auftritt und ein sogenannter Betrieb mit Brennwerttechnik entsteht, bei welchem die Kondensationswärme von H₂O als Nutzwärme gewonnen wird.
Weiter geht man im industriellen Gewerbe bei Betrieb mit Prozesswärme aus Wärmeerzeugern von Nass- und Trocknungsprozessen z. B. bei Papier, bei Gips- und Bauplatten, bei Zucker und Rübenschnitzeln, bei Nahrungs- und Futtermittel, wie Rösti, Kartoffelpüree, Erbsen, Bohnen, Tomaten, Milch, Proteinträgern und Sojaprodukten sowie bei der Textilherstellung und Wäschereien für Textilien, zunehmend dazu über, dass neben eines Wärmerückgewinnes aus der feuchten Abluft, die in den Rauchgasen der Wärmeerzeugung verbliebene Restwärme gewonnen wird, um Energie insbesondere durch Kondensation von dampfhaltigen Medien einzusparen. So ist bei bestimmten Trocknungsprozessen eine Absicht für das Energiesparen zu beobachten, weil die CO₂ Zuteilungen für den Anlagenbetrieb in den nächsten Jahren, n. u. K. ab 2013 gekürzt werden und weil dadurch bei einem Zukauf von CO₂ Zertifikaten die Herstellkosten ansteigen.
Die Erfindung befasst sich mit der Einrichtung und der Ausführung einer Brennwerttechnik bei dem Betrieb von Wärmeerzeugern, die zur Beheizung und dem Betrieb thermischer Anlagen im industriellen Gewerbe eingesetzt sind. Eine weitere Zielsetzung besteht darin, dass die im Rahmen der Brennwerttechnik bei der Wärmeerzeugung anfallenden Wärmeströme und Kondensate von dem Wärmeerzeuger in den Betrieben in die Fertigungsprozesse aufgegeben und die Verwendung zur Einsparung von Energie und Kosten für Energie sowie für eine Entlastung der Umwelt nachgerüstet werden.
Von einer Druckschrift des Bayerischen Landesamtes für Umweltschutz unter „Klimaschutz durch effiziente Energieverwertung in der Papierindustrie-Nutzung von Niedertemperaturwärme" ist in einem Leitfaden eine Wärmepumpe beschrieben, mit welcher Wärme niedriger Temperatur in Wärme höherer Temperatur umgewandelt wird. Nach diesem Leitfaden ist vorgesehen, dass von den Abwärmeströmen die niedrige Temperatur bei höheren Temperaturen von dem Kondensator (Verflüssiger) der Wärmepumpe abgeleitet wird. Diese Nutzung von Niedertemperaturwärme im industriellen Gewerbe am Beispiel der Papierherstellung ist mit dem Nachteil in der Prozessführung verbunden, dass die Wärmepumpe am Ende der Prozesse in den Abwasser- oder Abgasströmen installiert ist.
Nachteil sind hohe Kosten und hoher apparativer Aufwand. Weiterer Nachteil, die schwierige Verwendung der Nutzwärme aus Niedertemperaturwärme.
Ein weiterer Nachteil besteht in der Energieverwertung an sich. Nachteil ist, dass die Verwertung auf das Prozessende nämlich nach der Nutzung der Wärme in dem jeweiligen industriellen Gewerbe ausgerichtet ist. Es ist nämlich so, dass in einem Wärmeerzeuger und Dampfkessel die Abwärmen in den Rauchgasen aus Verbrennung fossiler Wärmeträger konstante und höhere Wärmegehalte mit Taupunkten im Bereich von 60°C erreichen.
Ein weiterer Nachteil besteht in der Art der Wärmeübertragung über indirekten Wärmeaustausch auf Basis von einem treibenden Temperaturgefälle von 5°C.
Nachteil sind eine geringe Belastung der Austauschflächen und hohe Materialkosten; Weiterer Nachteil ist, das Fehlen der Gewinnung von Kondensat und der Nachteil der Wärmeentnahme aus dem Kondensat.
Nachteil ist, dass die Wärmepumpen zur Nutzung von Niedertemperaturwärmen vorgesehen sind sowie der hohe Energieverbrauch für den Kompressor. Weiterer Nachteil ist fehlende Nachhaltigkeit.
Von dem Branchenleitfaden für die Papierindustrie, Seite 67, Abbildung 4–30, Ausgabe 2008 ist ein Wärmerückgewinnungssystem bekannt geworden, über welches die Wärme von Trockner-Abluft über mehrere Wärmeaustauscher zur Aufheizung von Luft, von Sieb- und Heizwasser abgeleitet wird. Ein weiteres Wärmerückgewinnungssystem für die Papierindustrie über eine Abwärmenutzung aus Rauchgasen ist aus der – bekannt geworden, bei welcher aus den Rauchgasen die Wärme zur Vorwärmung von Kondensat aus der Produktion und Zusatzwasser bis zum Erreichen von 75°C abgeleitet wird.
Ein Nachteil besteht in der Vielzahl der Wärmeaustauscher mit 3 in der Abluft und 2 Wärmeaustauschern in den Rauchgasen zur Ableitung der Wärme. Nachteil ist der kleine Wärmeumsatz des einzelnen Wärmeaustauscher und hohe Kosten für die Herstellung und den Betreib der Wärmeaustauscher, wenn die betrieblich nutzbare Abwärme auf 5 Wärmeaustauscher aufgeteilt wird.
Ein weiterer Nachteil ist mit den Wärmeaustauschern in den Rauchgasen nach – verbunden; Nachteil ist, dass der Taupunkt der Rauchgase mit 75°C nicht erreicht wird und dass die Kondensationswärme von Dampf nicht zurückgewonnen wird.
Nachteil ist die schlechte Effizienz der Wärmerückgewinnung aus Rauchgasen. Weiterer Nachteil, dass der Abstand zum Taupunkt bei dem Wert von 75°C noch immer 15°C beträgt.
Es ist nämlich so, dass bei einer stöchiometrischen Verbrennung von Erdgas, CH4 durch den Umsatz von Sauerstoff nach der Gleichung CH4 + O2 >> CO2 + 2H2O; in den Rauchgasen 0,141 kg H2O pro kg trockenes Rauchgas gebildet werden. Dies ergibt „bekanntermaßen” bezogen auf Luft einen Taupunkt von < 60°C.
Nachteil ist, obere Heizwerte der Brennstoffe bleiben ungenutzt.
Ausgehend von der Darstellung Seite 69 und dem als erstes in der Abluft angeordneten Wärmeaustauscher ist die Wärmerückgewinnung aus Abluft mit dem Nachteil verbunden, dass für die Stoffpaarung Luft/Luft ein Wärmeaustauscher vorgesehen ist.
Nachteil ist der schlechte Wärmetransport über die Austauschflächen des Wärmeaustauschers, der durch eine tiefe Kennzahl α mit ca. 19 kcal/m²h°C für bewegte Gase beschrieben ist. Es ist nämlich so, dass sich der Kennwert für den Wärmedurchgang κ aus den 2 Übergangswerten α und einer weiteren Grüße, welche die Materialdicke s und die Leitfähigkeit λ berücksichtigt, zusammensetzt. Gemäß den thermodynamischen Funktionen gelten folgende Grundgleichungen:

– Für die Wärmedurchgangszahl „κ”: κ = 1:(1/α + s/λ + 1/α) (kcal/m²h°C); (1)
– Für den Wärmeaustausch Q_w bzw. bei 1 m²-Auftaschfläche: Q_w = κ × Fläche (m²) × mittlere Temperatur Θ_m; kcal/m² (2)

Nachteil ist der tiefe Wert für die Wärmedurchgangszahl k = 9,459 kcal/m²h°C, gemäß Gleichung (1) mit den Materialkennzahlen λ = 20 und s = 0,001 m.
Nachteil ist eine schlechte Funktion des Wärmeaustausch in dem Austauscher für die Stoffpaarung Luft/Luft, der proportional zu dem Wert k nach der Gleichung (2) verläuft.
Nachteil ist die geringe Wärmestromdichte mit 0,22 kW pro m²-Austauschfläche des Wärmeaustauschers in der Abluft, die sich bei dem Ansatz einer mittleren Temperatur von 20°C aus obiger Gleichung (2) errechnet. Weiterer Nachteil ist eine hoher Materialbedarf und hohe Materialkosten des Wärmeaustauschers.
Es ist nämlich so, dass die Effizienz der Abwärmenutzung in Bezug auf die Energie, die Einsparungen an Kosten und Material und den Umweltschutz von der Wärmestromdichte abhängt und zu dieser proportional ist.
Nachteil ist, dass mit dem Ansatz einer mittleren Temperaturdifferenz, gemäß dem vorstehenden Bayerischen Leitfaden, von 5 K und Gl. (2) eine Wärmestromdichte Qw = 9,459 × 1 × 5 = 47,29 kcal/m²h oder 0,055 kW pro m² installiert ist.
Nachteil der Wärmestromdichte von 0,055 kW/m² bei den Kosten von 0,04 EUR/kWh und 140 EUR/m² Austauschfläche ist eine Amortisationszeit der Flächen von (140/0,055 × 0,04) > 63 600 Betriebsstunden. Es werden nämlich nur 0,055 × 0,04 = 0,0022 EUR pro Stunde und m² Austauschfläche eingespart.
Ein weiterer Nachteil für dampfhaltige Abluft besteht darin, dass ein Stoffaustausch dampf-flüssig nicht stattfindet und die dampfförmigen Energieanteile der Abluft im Gleichstrom durch den Wärmeaustauscher geführt werden.
Ein weiterer Nachteil besteht in der Wahl der Stoffpaarung dampfhaltige Luft und kalte Luft bei der Wärmeausnutzung. Es ist nämlich so, dass im Taupunkt von 50°C die Luft auf der heißen Seite das fünf-fache an Wärme zuführt als über die kalte Luft bei 50°C aufgenommen werden kann.
Nachteil ist, dass die Wärme zu über 80% in der Abluft verbleibt und von der Zuluft wegen geringer Wärmekapazität, nämlich nur 20%, nicht aufgenommen werden kann.
Weiterer Nachteil ist, dass die in dem Dampf enthaltene Energie in Form der Verdrängungsarbeit, mit Druck p × Volumenänderung dV also (p × dV), die bei der Verdampfung als Verdrängungsarbeit des Dampfes zugeführt wurde, nicht genutzt wird.
Nachteil ist, dass diese thermodynamischen Effekte bei Kondensation, gleichzeitigem Zusammenbrechen von Volumen und Nachführen von frischem Volumen nicht zur Anwendung kommen.
Nachteil ist, dass der Abluftstrom für eine Wärmeausnutzung zu groß ist und der Wärmeaustauscher bezogen auf die heiße Seite zu groß gebaut ist.
Nachteil ist, die zur Verdampfung des Wassers aufgewendete Wärme nicht zurückgewonnen wird.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus dem nächsten Wärmeaustauscher für Siebwasser von einem Siebwasservorlagebehälter, das indirekt von 50°C um 3°C auf 53°C erwärmt wird.
Nachteil ist das Verhältnis der Stoffpaarungen: bei einer Kondensation von 10% des verdampften Wassers oder 2 t Dampf wird stündlich bei 60°C eine Wärme von Qw = 2 × 1000 × 563,3 (kcal/kg) = 1 126 600 kcal als Wärme freigesetzt. Nachteil ist die Menge von 375,5 m³/h an Wasser auf der kalten Seite des Wärmeaustauschers.
Nachteil sind große Zuführleitungen und hoher Materialaufwand für das Handling des großen Abluftvolumens und die Zufuhr des Kühlmediums – H₂O.
Weiterer Nachteil sind hohe Kosten und ein hoher Verbrauch für die Antriebe der gasförmigen und flüssigen Volumenströme.
Nachteil ist, dass die Wärmeaustauscher doppelt in der Abluft und den Rauchgasen installiert sind.
Nachteil ist, auch bei der Kühlung von Rauchgasen, die geringe Wärmestromdichte der Übertragungsflächen mit 0,328 kW pro m2 Austauschfläche für die Stoffpaarung: dampfhaltige Abluft/Wasser im Wärmetauscher – bei den Kennwerten: α 2000/19 für Wasser bzw. Luft und für Θm 15°C.
Nach Gleichung (1) lautet κ = 18,8 kcal/m²h°C und
Gleichung (2) ergibt qw = 1 × 18,8 × 15/860 (kWh/kcal) = 0,328 kW/m².
Weiterer Nachteil für die Taupunktbildung ist, dass mögliches Kondensat mit der Abluft oder mit Rauchgasen von den Austauschflächen abgeführt wird.
Eine weiterer Nachteil der Wärmerückgewinnungssysteme, gemäß dem Branchenleitfaden für die Papierindustrie besteht zusätzlich zu der Dimensionierung der Stoffpaarungen und dem seriellen Einbau der Wärmeaustauscher darin, dass eine Rückgewinnung von Kondensat als Betriebsmittel und die Gewinnung der in dem Kondensat enthaltenen Wärme fehlen.
Nachteil ist eine mit Kondensat verschmutzte Abluft, Probleme mit der Freisetzung der Abluft und des Fehlen des Rückgewinns von Wasser, H₂O.
Nachteil ist die Erzeugung und das Freisetzen von lungengängigem Feinstaub mit den gekühlten Medien.
Nachteil ist die Addition der Strömungsverluste zu einem hohen Gesamtdruck und ein hoher Energiebedarf für den Ventilator für Abluft.
Von der Trocknung in Wäschereien ist in der Druckschrift WO 2008/113430 ein Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme, bei welchem die Kondensationsenergie und die Energie im Kondensat teilweise zurückgewonnen werden, bekannt, um eine in Rohren geführte Flüssigkeit in einem Wärmetauscher im Gegenstrom zu der in den Wärmetauscher geführten Abwärme zu erwärmen, um die Flüssigkeit als Wärmeträger zur Beheizung im Nassprozess der Waschmaschine zu verwenden. Dieses Verfahren zur Rückgewinnung von Wärme ist mit dem Nachteil verbunden, dass die Energie im Kondensat teilweise zurückgewonnen wird.
Nachteil ist, dass dem Kondensat die Wärme entzogen wird und kaltes Kondensat entsteht.
Nachteil ist der schlechte Wärmeaustausch des Wärmeaustauschers. Es ist nämlich so, dass bei der Gewinnung von einem heißen Kondensat zusätzlich die Kondensationswärme zur Aufheizung von Kondensat als Abwärme aus der Trocknung zurückgewonnen wird; Weiterer Nachteil, die schlechte Übertragungsleistung pro Austauschfläche, durch die geringe Temperaturdifferenz von dem gekühlten Kondensat und zu der in den Rohren geführten Flüssigkeit.
Nachteil sind hoher Aufwand und Kosten für das Handling einer in den Rohren geführten Flüssigkeit.
Ein weiterer Nachteil ist durch die Prozessführung gegeben, dass wenig Kondensat anfällt, da trockene Rauchgase und trockene Luft von Takttrocknern in dem Wärmeaustauscher behandelt werden.
Ein Nachteil besteht in der Zuordnung der Volumenströme am Wärmetauschereintritt in der Weise, dass die Abluft von Trocknern, auch eines Takttrockners, parallel zu Verbrennungsgasen behandelt wird. Nachteil ist die parallele Behandlung der dampfhaltigen Medien, dass Dampf jeweils nur zum Teil kondensierbar ist, und bei Betriebsunterbrüchen der Trocknung wegen fehlender Dampfzufuhr der Taupunkt in den Verbrennungsgasen abnimmt.
Nachteil ist, dass bei Betriebsunterbrüchen und in der Aufheizphase dampfhaltige Rauchgase in einem Dampferzeuger entstehen, aber in der Trocknerabluft ist noch kein Dampf enthalten.
Nachteil sind geringe Betriebsstunden von Trockner-Abluft-Wärmeaustauscher und eine hohe Kostenbelastung für die Investition und eine geringe Verwendung für eine kalte Wärmeaustauscherflüssigkeit.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von dem aufgezeigten Stand der Technik des Wärme- und Stoffaustausches im Rahmen einer Abwärmenutzung aus Wärmeerzeugern in Verbindung mit Trenn- und Trocknungseinrichtungen des industriellen Gewerbes und der Abluft von diesen Einrichtungen, weitergehende Maßnahmen vorzuschlagen, die eine höhere spezifische Austauschleistung mit dampfhaltigen Abgasen in (kW) bezogen auf 1 m² und in Bezug auf das Wärmeangebot eine bessere Nutzung und Verwertung der Abwärme ermöglichen. Weitere Aufgabe ist es, unter Einbeziehung der Wärmeerzeuger im industriellen Gewerbe eine bessere Prozessführung und ein besseres Handling für Wärmeströme und Kondensate aufzuzeigen und im Rahmen einer kompakten Bauweise einen Weg für eine Nachrüstung der Anlagen bei gewerblichen Trocknungsverfahren aufzuzeigen, um eine Entlastung der Umwelt, eine Einsparung an CO₂, geringere Herstellungskosten durch Einsparung in Verbindung mit einer sparsamen Prozessführung zu ermöglichen und diese Einsparungen zur Verwendung im industriellen Gewerbe im Rahmen einer Planung anhand der thermodynamischen Funktionen darzustellen.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Stand der Technik bei Wärmeerzeugern mit Brennwerttechnik in Rauchgasen einer Verbrennung fossiler Wärmeträger, mit einer Entnahme von Prozesswärme direkt oder indirekt über eine Aufheizung von flüssigen und dampfförmigen Wärmeträgern im industriellen Gewerbe, durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 und durch Merkmale des Verfahrens nach Anspruch 8 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungen der Erfindung sind durch die, in den Unteransprüchen 2 bis 7 und 9 bis 10 genannten Maßnahmen, möglich
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist demgemäß, dass bei Wärmeerzeugern mit Brennwerttechnik in Rauchgasen einer Verbrennung fossiler Wärmeträger, Austauscher vom Typ gas/flüssig zur Entnahme von Kondensat von dampfhaltigen Abgasen vorgesehen und insbesondere ein Kreislauf mit Kondensat vorgesehen sind.
Es ist nämlich so, dass die Entnahme von Kondensat von dampfhaltigen Abgasen im Austausch nach Gesetzmäßigkeiten des Stoffaustausches in einem kälteren Kondensat abläuft und zwar mit Austauschkoeffizienten* von 65 000 kcal/m²h°C und dass erfindungsgemäß durch die Bildung eines Kreislaufes für Kondensat, ein frisches Kondensat in den Austauscher bei den hohen Austauschraten gas/flüssig zugeführt wird. Entsprechend wird erfindungsgemäß in Austauschern Kondensat von dampfhaltigen Abgasen entnommen und die Entnahme von Kondensat durch die Aufgabe von frischem Kondensat aus einem Kreislauf aufrecht erhalten. *) bei U. Grigull, Springerverlag 1961: α = 65 000 kcal/m2H°C.
Dementsprechend zeichnen sich Wärmeerzeuger mit Brennwerttechnik in Rauchgasen einer Verbrennung fossiler Wärmeträger, mit einer Entnahme von Prozesswärme direkt oder indirekt über eine Aufheizung von flüssigen und dampfförmigen Wärmeträgern im industriellen Gewerbe, dadurch aus, dass Austauscher vom Typ gas/flüssig zur Entnahme von Kondensat von dampfhaltigen Abgasen und ein Kreislauf mit Kondensat vorgesehen sind.
Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass ein Austauscher vom Typ gas/flüssig zur Entnahme von Kondensat von dampfhaltigen Abgasen vorgesehen ist und dass die hohen Austauschraten dampf/flüssig in dem Austauscher durch eine Ableitung des Kondensates über einen Kreislauf aufrechterhalten werden.
Vorteilhaft ist ein direkter Austausch an einem in dem Austauscher enthaltenden Kondensat vorgesehen.
Vorteil sind die hohen Austauschraten gas/flüssig.
Vorteil ist eine Erhöhung des Wärme- und Stoffaustausches um den Faktor 7 000 (65 000/9).
Vorteile sind bessere Effizienz, höhere Wärmenutzung und geringere Kosten bei einer Realisierung der Brennwerttechnik.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Wärmeübertragung und der Stoffaustausch über die Temperatur des Kondensates kontrollierbar sind.
Vorteil ist, dass der Stoffaustausch so gut und schnell abläuft, dass die Entnahme von Kondensat über den Massenstrom an kälterem Kondensat kontrolliert werden kann. Es ist nämlich so, dass die Entnahme von Kondensat zum erliegen kommt, wenn der Taupunkt der dampfhaltigen Abgase aus der Verbrennung in dem zugeführten Kondensat erreicht ist.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung durch den Oberbegriff: „Wärmeerzeuger mit Brennwerttechnik in Rauchgasen einer Verbrennung fossiler Wärmeträger” ist für das industrielle Gewerbe in der Weise gegeben, dass zunächst eine Entnahme von Prozesswärme direkt oder indirekt über eine Aufheizung von flüssigen und dampfförmigen Wärmeträgern im industriellen Gewerbe erfolgt, und dann die Entnahme von Kondensat aus dampfhaltigen Abgasen in den Abgasen des Wärmeerzeugers und hierzu Austauscher gas/flüssig vorgesehen sind.
Es ist nämlich so, dass bei einer stöchiometrischen Verbrennung von Erdgas, CH4 durch den Umsatz von Sauerstoff nach der Gleichung CH₄ + O₂ >> CO₂ + 2H₂O; in den Rauchgasen 0,141 kg H₂O pro kg trockenes Rauchgas gebildet werden und dass erfindungsgemäß durch die Addition der Eingangsfeuchte der Luft und der Wasserbildung aus der Bildungswärme (Heat of Formation) in dem dampfhaltigen Abgasen ein Taupunkt von 60°C gegeben ist. Entsprechend wird erfindungsgemäß die Prozessführung in der Weise eingerichtet, dass die Entnahme von Kondensat von dampfhaltigen Abgasen der Wärmeerzeuger über einen Austauscher gas/flüssig vorgesehen ist.
Dementsprechend zeichnen sich Wärmeerzeuger im industriellen Gewerbe, die Prozesswärme aus Verbrennungsgasen im industriellen Gewerbe erzeugen, dadurch aus, dass eine Brennwerttechnik in den dampfhaltigen Abgasen des Wärmeerzeugers vorgesehen ist.
Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass ein Wärmeerzeuger bedingt durch die Feuerungsregelung Abgase mit gleichbleibenden Dampfanteilen erzeugt. Vorteil ist, dass mit der Brennwerttechnik und einem Taupunkt von 60°C systembedingt ein hoher Anteil von Abwärme verfügbar ist.
Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die Entnahme von Kondensat am Anfang nämlich bei der Energieeinspeisung in thermische Prozesse vorgesehen ist. Vorteil ist, dass von dem Energieerzeuger ein zusätzlicher Wärmeträger bereitgestellt wird.
Vorteil ist die Einsparung an Energie, durch eine Energieerzeugung über die Brennwerttechnik. Vorteil ist die Nachhaltigkeit der Prozessführung.
Weiterer Vorteil ist, dass eine Kondensat-Entnahme mit der Brennwerttechnik gegeben ist. Weiterer Vorteil, dass die dampfhaltigen Abgase und das gebildete Kondensat eine geringe Verunreinigung aufweisen.
Vorteil sind lange Standzeiten und geringe Fowlings factors bei Austauschern vom Typ gas/flüssig.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass ein Kreislauf mit Kondensat vorgesehen ist. Vorteil ist, dass über diesen Kreislauf Prozesswärme aus dem Austauscher als Nutzwärme abgeleitet wird. Vorteil ist, ein verlustfreier Betrieb des Kreislaufes ohne den Verlust an Kondensat.
Vorteil ist, eine einheitliche Qualität des Kondensates.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass ein Wärmeaustauscher zur Ableitung der Wärme in dem Kreislauf vorgesehen ist. Vorteilhaft kann die Wärme aus Rauchgasen über den Wärmeaustauscher in dem Kreislauf abgeleitet werden.
Vorteil ist, dass über einen Kondensatkreislauf ein flüssiger Wärmeträger in einem bestimmten Bereich z. B. von 60°C bis 40°C in bestimmter Menge an Kondensat verfügbar ist.
Vorteil ist, dass über den Kreislauf für Kondensat so viel Wärme an einen kälteren Verbraucher transportiert wird, wie dieser abnehmen kann. Vorteil ist die hohe Effizienz und die sichere Abnahme der Wärme.
Weiterer Vorteil die Einsparung an Kosten und Einsparung der Kosten für sogenannte Energiespeicher.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass mehrere Austauscher in dem Kreislauf vorgesehen sind. Vorteilhaft wird das Kondensat über mehrere Austauscher in Serie geschaltet geführt. Vorteil ist, dass die Rauchgase jeweils in den Bereich der Temperatur des Kondensates gekühlt werden.
Vorteil ist die höhere Wärmeableitung in Austauschern mit kälterem Kondensat. Weiterer Vorteil ist eine Prozessoptimierung durch eine weitere Abkühlung von einzelnen dampfhaltigen Rauchgasen. Vorteil ist eine höhere Einsparung der Brennwerttechnik bei einer weiteren Abkühlung von Rauchgasen.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist damit gegeben, dass eine Entnahmeleitung für Rauchgase (dampfhaltige Abgase) zu dem Austauscher vorgesehen ist. Erfindungsgemäß wird über diese Entnahmeleitung von den Rauch-/Verbrennungsgasen aus dem Rauchgasstrom gerade so viel Volumen zu dem Austauscher geführt, dass eine bestimmte Wärmeableitung aus dem Rauchgas im Gleichgewicht mit dem Kondensat gegeben ist.
Vorteil ist, dass pro m³ Rauchgase viel Kondensat abgeleitet wird.
Vorteil ist die hohe Effizienz in der Wärmeableitung und die Abstimmung des Wärmeflusses mit dem möglichen Wärmetransport in dem Kondensatkreislauf.
Vorteil ist, dass das Kondensat stufenweise durch kondensierenden Dampf erwärmt wird.
Vorteil ist der Verbleib eines hohen Restvolumens an Rauchgasen. Vorteile sind eine anderweitige Verwendung des Restvolumens z. B. dass gekühlte Rauchgase zur Ableitung in unbehandelte Rauchgase gemischt werden. Vorteil ist ein hoher Auftrieb bei der Ableitung in der Mischung aus gekühlten und unbehandelten Rauchgasen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass eine Rohrleitung zur Zufuhr von dampfhaltiger Prozessluft in den Wärmeerzeuger vorgesehen ist. Über diese Rohrleitung wird dampfhaltige Prozessluft, z. B. eine Abluft von einem Trockner dem Wärmeerzeuger zugeführt.
Vorteil ist, dass eine Abluft, welche Dampf enthält, dem Wärmeerzeuger anstelle von Frischluft zugeführt wird.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist in der Prozessführung in der Weise gegeben, dass über die Rohrleitung eine erwärmte Abluft als Verbrennungsluft in dem Energieerzeuger zugeführt wird und dass durch die Verbrennung mit einem fossilen Wärmeträger durch die Bildung von H₂O aus Kohlenwasserstoffen C_mH_n oder CH₄ der Dampfgehalt in den Rauchgasen erhöht wird. Entsprechend wird erfindungsgemäß über die Rohrleitung die dampfhaltige Trocknerabluft in den Wärmeerzeuger mit Brennwerttechnik aufgegeben und durch diese Rohrleitung wird eine Verknüpfung von thermischen Anlagen innerhalb des industriellen Gewerbes realisiert, die im Zusammenhang mit einer neuen Prozessführung eine weitere Entlastung der Umwelt bewirkt und auf Nachhaltigkeit basiert.
Vorteil ist das Handling der dampfhaltigen Abgase in Serienschaltung.
Vorteil ist, dass der Gehalt an Wasserdampf in den Rauchgasen um den Anteil in der Trocknerabluft gestiegen ist. Vorteil ist ein entsprechender Anstieg des Brennwertes.
Ein wesentlicher Vorteil ist, es wird ein höherer Taupunkt durch die Serienschaltung erzeugt und eine Wärmepumpe zur Nutzung von Niedertemperaturwärme aus Trocknerabluft erfindungsgemäß vorgesehen. Vorteil ist, dass die Umwelt um das in der Rohrleitung geführte Volumen entlastet wird. Weiterer Vorteil der Prozessführung ist, dass dieses gasförmige Volumen als Sauerstoffträger O₂ für die Wärmeerzeugung und als Energieträger durch dampfförmiges Wasser H₂O in dem Austauscher genutzt wird.
Vorteil der Prozessführung ist eine mehrfache Verwendung der Trocknerabluft, als Vorwärmung von Verbrennungsluft, als Sauerstoffträger, als Transportmedium für Verbrennungswärme und als Abwärme in dem Austauscher zur Realisierung von Brennwerttechnik.
Dementsprechend zeichnet sich die Prozessführung von Wärmeerzeuger mit Brennwerttechnik, mit einer Entnahme von Prozesswärme direkt oder indirekt über eine Aufheizung von flüssigen und dampfförmigen Wärmeträgern im industriellen Gewerbe, dadurch aus, dass eine Rohrleitung für dampfhaltige Trocknerabluft zur Aufgabe von Trocknerabluft in die Verbrennung vorgesehen ist.
Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass eine Rohrleitung für ein bestimmtes Transportvolumen von dampfhaltiger Abluft in den Wärmeerzeuger vorgesehen ist und bestimmte Sauerstoffmenge zur Verbrennungsführung mit der Trocknerabluft kontrollierbar zugeführt wird.
Vorteil ist, die Rohrleitung ist nur so groß und transportiert nur so viel Volumen an dampfhaltiger Abluft, wie in dem Wärmeerzeuger mit fossilen Wärmeträgern umsetzbar ist. Vorteil ist die hohe Effizienz dieser Maßnahmen.
Ein weiterer Vorteil besteht in einer Reduzierung der Abluftvolumen entsprechend dem Volumen der dampfhaltigen Trocknerabluft.
Weiterer Vorteil ist mehr Dampfkondensation in Austauschern entsprechend den in der Rohrleitung geförderten Dampfanteilen. Vorteil sind die Erhöhung des Taupunktes in den dampfhaltigen Rauchgasen, höhere Temperaturen und die Verbesserung der Auskondensation von Dampf unter vorstehenden vorteilhaften Bedingungen.
Weiterer Vorteil ist eine bessere Effizienz des Wärme- und Stoffaustausches in Austauschern und bessere Wärmeübergangszahlen bei kondensierendem Dampf.
Vorteil ist weiter, dass besserer Ausgangsbedingungen für die Brennwerttechnik und für die Erzeugung von Kondensat gegeben sind.
Vorteil ist, wenigstens eine Halbierung der Anzahl an Wärmeaustauschern und weniger Kosten insbesondere bei einer Nachrüstung.
Vorteile sind, die Einsparung an Apparatekosten und die Einsparungen an Betriebskosten für elektrische Energie und Antrieb von Ventilatoren zum Transport der Volumen an dampfhaltigen Abgasen.
Vorteil ist die Einfachheit in Form von einer Rohrleitung als Abluftinstallation, insbesondere für die Aufgabe von Trocknerabluft in die Verbrennung.
Vorteil ist Einsparung an Platzbedarf und Installationskosten und bei den Gebäudekosten.
Vorteil ist die Nachhaltigkeit der Erfindung, dass über die Rohrleitung gerade das Volumen an Abluft mit dem Sauerstoffanteil O₂ zur Durchführung der Verbrennung zugeführt wird.
Weiterer Vorteil ist die Einsparung an Energie in dem Energieerzeuger, weil eine Abluft anstelle von kalter Zuluft zugeführt wird. Vorteil ist eine Einsparung entsprechend einer Verbrennungsluft-Vorwärmung auf die Temperatur der Abluft.
Vorteil ist weiter, dass durch in der Feuerung frei werdende Heat of Formation, also die Bildungswärme von H₂O bei Erdgas, CH4 die H₂O Konzentration in den Abgasen zunimmt. Vorteil ist die Erhöhung des Taupunktes in dampfhaltigen Rauchgasen durch die Verbrennung.
Vorteil ist eine Zunahme des Partialdrucks von H₂O in den Rauchgasen. Vorteil ist eine Wärmepumpe, welche durch höhere (Partial-)Drücke mehr Wärme in Austauschern verfügbar macht.
Weitere Vorteile sind geringe Druckverluste und Einsparung an el. Energie für Antriebe des Wärmepumpensystems. Es reicht nämlich aus, dass eine Rohrleitung für dampfhaltige Trocknerabluft zu dem Wärmeerzeuger vorgesehen ist.
Vorteil ist, dass typische Antriebsleistung eingespart wird und die Erhöhung der Partialdrücke durch die Bildungswärme von H₂O in Form der Verdrängungsarbeit p × ΔV von neuem Wasserdampf entsteht. Weiterer Vorteil ist, dass diese mechanische Energieform (p × ΔV) in dem Austauscher durch Kondensation von Dampf als Wärme zurückgewonnen wird.
Weitere Vorteile sind, die über die Feuerungsführung geregelte Dampfbildung bei der Heat of Formation für H₂O, eine Nutzung der Wärmeinhalte der Abluft als Wärmegewinn und eine hohe Auslastung des Austauschers ab dem Zeitpunkt der Wärmeerzeugung.
Ein Vorteil ergibt sich aus der Nachhaltigkeit des Wärmepumpensystems; es wird nämlich Nutzwärme erzeugt und gleichzeitig wird Abwärme als Kondensat bei höheren Temperaturen nutzbar.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass eine Rohrleitung für die Aufgabe von Trocknerabluft in die Verbrennung vorgesehen ist. Vorteil besteht darin, dass die Trocknerabluft seriell, mehrfach genutzt wird,

(1) in der konvektiven Trocknung zur Aufnahmen von Wasserdampf,
(2) anschließend in dem Energieerzeuger als Sauerstoff- und Wärmeträger und
(3) nach einem Dampferzeuger zur Realisierung eines besseren Brennwertes mittels einer Dampfkondensation.

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass eine Rohrleitung zur Aufgabe von gasförmigen Brennstoffen z. B. Erdgas vorgesehen ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung mit einem Verfahren zur Erzeugung von flüssigem Wärmeträger in einem Wärmeerzeuger mit Brennwerttechnik in Rauchgasen einer Verbrennung fossiler Wärmeträger, nach Anspruch 1, mit einer Entnahme von Prozesswärme direkt oder indirekt über eine Aufheizung von flüssigen und dampfförmigen Wärmeträgern im industriellen Gewerbe, ist dadurch gegeben, dass in Austauschern im direkten Austausch gas/flüssig von dampfhaltigen Abgasen mit Kondensat aus Dämpfen ein flüssiger Wärmeträger gebildet wird und dieser Wärmeträger in einem Kreislauf geführt wird.
Wesentliches Merkmal des Erfindungsgemäßen Verfahrens ist demgemäß, dass in Austauschern im direkten Austausch gas/flüssig von dampfhaltigen Abgasen mit Kondensat aus Dämpfen ein flüssiger Wärmeträger gebildet wird.
Dementsprechend zeichnen sich Verfahren zur Erzeugung von Verfahren zur Erzeugung von flüssigem Wärmeträger in Wärmeerzeuger mit Brennwerttechnik in Rauchgasen einer Verbrennung fossiler Wärmeträger dadurch aus, dass in Austauschern im direkten Austausch gas/flüssig von dampfhaltigen Abgasen mit Kondensat aus Dämpfen ein flüssiger Wärmeträger gebildet wird.
Eine vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens ist dadurch gegeben, dass gekühltes Kondensat zu den Austauschern von einem Wärmeaustauscher zur Aufheizung von flüssigem oder gasförmigem Betriebsmittel über einen Kreislauf geführt wird.
Vorteil ist, dass hohe Austauschraten durch die Zufuhr von gekühltem Kondensat aufrechterhalten werden.
Eine Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung mit einem Verfahren zur Erhöhung des Partialdruckes von H₂O in dampfhaltigen Abgasen aus Wärmeerzeugern ist dadurch gegeben, dass mit einer Zufuhr von dampfhaltige Prozessluft über eine Rohrleitung zu dem Wärmeerzeuger, der Partialdruck von H₂O durch die Wärmeumwandlung/Verbrennung mit fossilen Kohlenwasserstoffen durch die Bildung von H₂O in den dampfhaltigen Abgasen erhöht wird; bei CH4 entsprechend der Gleichung: CH₄ + 2O₂ =>> CO₂ + 2H₂O.
Vorteil ist eine Wärmepumpe zur Erhöhung der (Partial)-Druckes von Wasserdampf H₂O, auf Basis einer Prozessführung mit serieller Behandlung von dampfhaltigen Abgasen.
Vorteil ist, die erneute Nutzung von dampfhaltigen Abgasen des industriellen Gewerbes als Sauerstoff- O₂ und Wasserdampf- H₂O Träger in Wärmeerzeugern.
Vorteile sind die Einsparung von Kosten, die Einfachheit und die Erzeugung eines Wärmeträgers aus Niedertemperatur-Abwärme und die Entlastung der Umwelt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den beigefügten Beispielen, die im Zusammenhang mit 1 und 2 beschrieben werden.
Ausführungsbeispiele sind als Zeichnung dargestellt und werden anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
1 einen Wärmeerzeuger mit Brennwerttechnik;
2 einen Wärmeerzeuger mit schematischer Darstellung von Austauschern.
In 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßer Wärmeerzeuger mit Brennwerttechnik mit den lufttechnischen Rohrleitungen dargestellt, was im vorliegenden Fall aus einer von einem Wärmeerzeuger 1 kommenden Rohrleitung 2 für Rauchgase, einer Entnahmeleitung 3 für dampfhaltige Abgase und einem Austauscher 4 sowie und einer Abgasleitung 5 besteht. Der Wärmeerzeuger 1 ist in Form der äußeren Kontur als Einheit dargestellt, die im vorliegenden Fall aus einem Brenner 7, einer Rohrleitung 8 für Verbrennungsluft, einer Aufgabeleitung 9 für einen Brennstoff z. B. CH₄ und einem Abhitzekessel 10 zur Ableitung von Prozesswärme besteht. Die Wärmeumwandlung und das Freisetzung der Bildungswärmen mit dem Luftsauerstoff O₂ erfolgt bei CH₄ nach folgender Gleichung: CH₄ + 2O₂ >> CO₂ + 2H₂O; Dabei ergibt sich in den Rauchgasen der Rohrleitung 2 ein Wasser-Dampfgehalt von 0,150 bis 0,160 kg H2O pro kg trockenes Rauchgas entsprechend einem Taupunkt bei 60°C.
In einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die Entnahmeleitung 3 für dampfhaltige Abgase jedoch auch an einen Rauchgasstrom angeschlossen werden, von welchem die Prozesswärme direkt auf ein kälteres Medium z. B. ein zu erwärmendes Trocknergut abgeleitet wird, und angeschlossen an einer nicht dargestellten Brennkammer – ohne Abhitzekessel.
Wichtig bei allen Ausführungsformen ist, dass der jeweilige Austauscher 4 zur Entnahme von Kondensat von dampfhaltigen Abgasen, der hier perspektivisch mit einer Füllung 11 aus Kondensat dargestellt ist, stets über eine Entnahmeleitung 3 für dampfhaltige Abgase an die Rohrleitung 2 angebunden ist, um über das Fördervolumen eine bestimmte Wärme im Austauscher 4 mit einer kälteren Kondensat-Füllung 11 eine bestimmte Kondensatmenge aus den dampfhaltigen Abgasen im direkten Austausch gas/flüssig zu entnehmen.
Der Austauscher 4 ist perspektivisch so dargestellt, dass die Rohrleitung 3 in die Füllung 11 aus Kondensat geführt wird und die dampfhaltigen Abgase über nicht gezeigte Öffnungen nach unten in das Kondensat geblasen werden und dadurch der direkte Kontakt gas/flüssig gegeben ist. Die Breite des Austauschers 4 ist in dem vorliegenden Fall so gewählt, dass sich mit den ausströmenden dampfhaltigen Abgasen in dem Austauscher ein Wasserfließbett als eine fluidisierte Schicht aus Kondensat ausbildet. In einer anderen Ausführung ist die Rohrleitung 3 an parallele Rohre, in einer waagrechten Ebene, in dem Austauscher 4 geführt, um eine größere Breite des Austauschers und damit mehr Arbeitsfläche zu ermöglichen.
Vorteil ist, dass die dampfhaltigen Abgase mit hohen Geschwindigkeiten direkt auf das Kondensat auftreffen. Vorteil sind hohe Wärmeübergangszahlen im Bereich von 100 000 kcal/m²h°C beim senkrechten Auftreffen der Dämpfe.
Weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass in der um und über den Rohren befindlichen fluidisierten Mischung gas/flüssig entstehendes Kondensat an den flüssigen Öberflächen eingebunden und in der Füllung 11 zurückgehalten wird.
Vorteil ist die Entnahme und der Verbleib des Kondensates in der Füllung aus Kondensat.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Wärmeerzeuger mit Brennwerttechnik in Rauchgasen einer Verbrennung fossiler Wärmeträger ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der 2.
An einer Rauchgasleitung 2 eines Wärmeerzeugers, gemäß 2, ist eine Sammelleitung 12 als Verteiler für dampfhaltige Abgase mit Entnahmeleitungen 3 und 3' zu einzelnen Austauschern 4 und 4', die in Serie an einen Kreislauf für Kondensat angebunden und die von dem Kondensat durchströmt werden. Soweit möglich werden zur Beschreibung in 1 und 2 übereinstimmende Bezugszeichen verwendet. Von der Füllung 11 im Austauscher 3 besteht eine Entnahmeleitung 14 für Kondensat in den Kreislauf 15, der aus einer Rohrleitung 16, einer Pumpe für Kondensat 17, einem Wärmeaustauscher 18 zur Erwärmung von gasförmigen Medien z. B. Luft und einer Aufgabeleitung 19 besteht. Eine bei der Kondensatentnahme freiwerdende Wärme im Austauscher gas/flüssig erwärmt das Kondensat und wird über den Wärmeaustauscher 18 als Nutzwärme abgeleitet. Für eine Ableitung des in den Austauschern abgeschiedenen Kondensates ist ein Überlauf vorgesehen, bestehend aus einem oben offenen Rohr 20, über welches überschüssiges Kondensat aus dem Kreislauf durch das Rohr entweichen kann.
Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass am Eintritt in den Austauscher 3' im direkten Austausch gas/flüssig die dampfhaltigen Abgase auf ein kaltes Kondensat treffen und im Austausch stärker gekühlt werden und mehr Kondensat und Kondensationswärme freigesetzt werden.
Weiter ist an der Rohrleitung 8 für Verbrennungsluft eine Rohrleitung 21 für dampfhaltige Abluft angebunden von, über welche dampfhaltige Luft und Abluft als Verbrennungsluft und Sauerstoff, O₂-Träger in den Wärmerzeuger 1 aufgegeben wird. Vorteil ist, die kalte Verbrennungsluft wird durch eine heiße, dampfhaltige Abluft ersetzt.
Vorteil ist der Eintrag von Wasserdampf H₂O und der Anstieg des Taupunktes in den Rauchgasen der Rohrleitungen 2, 12 und 3. Von den Austauschern 3 und 3' ist eine Ableitung der Abluft vorgesehen, die aus einer Sammelleitung 22 in die Rohrleitung 5, der Rohleitung 5 und einem Ventilator 6 besteht.
Die in 2 dargestellte Brennwerttechnik beschreibt eine Wärmeaufgabe über einen Kondensatkreislauf zur Erwärmung von Luft. Andere Möglichkeiten ergeben sich durch eine Erwärmung von Prozess- und Frischwasser. Die Entnahme von dampfhaltigen Abgasen für die Aufheizung von flüssigen Medien, H₂O ist über eine Rohrleitung 13 vorgesehen.

Weitere Vorteile der Erfindung sind in dem folgenden Beispiel aufgezeigt: Eingangsdaten Wärmeerzeuger mit Verbrennung von Erdgas in einem Dampferzeuger

Wirkungsgrad der Dampferzeugung

60%

Trocknerabluft aus Papiertrocknung oder von Mangel in Wäschereien

Temperatur	105°C
Taupunkt	60°C
Wasseranteil	0,16 kg/kg trockene Luft
Sauerstoffumsatz mit	CH₄
Wasserbildung	0,14 kg/kg trockene Rauchgase
Wassergesamtanteil	0,30 kg/kg trockene Rauchgase
Temperatur aus Abhitzekessel	150°C

Aufgabenstellung	50% Energieeinsparung

Spezifikation der dampfhaltigen Abluft am Eintritt des Austauschers

Temperatur	150°C
Wassergehalt x	0,3 kg/kg RG

Wärmeinhalt = (0,24 × 1 × 150 + 0,3 (598 + 0,46 × 150) = 236, 1 kcal/kg Luft

Spezifische Bildungswärmen bei Erdgas – CH₄:	kcal/Nm3
Heizwert pro Nm3 CH₄	8550 kcal/Nm3
mittlere Rauchgasmenge (stöchiometrisch)	13 kg/Nm3-CH₄
Spez. Wärmeinhalt der Rauchgase 8550/13	657 kcal/kg-RG

100%-Wert und Bezugswert ist der Wärmeinhalt pro kg-trockenes Rauchgas (RG) von 657 kcal/kg.

Gemäß der erfindungsgemäßen Prozessführung wird eine Einsparung von 50% bezogen auf die Prozessänderung angestrebt:

Sollwert der Einsparung 50% von 657

328,5 kcal/kg

1. Ersatz von Primärenergie durch verlustfreie Nutzwärme

bei 60% Effizienz der Wärmeerzeugung (× o,6)	197,1
Verbleibende Einsparung	197,1 kcal/kg-RG

2. Einsparung durch die Rohrleitung 21 für dampfhaltige Abluft Temperatur 105°C/x = 0,16 kg H2O/kg

wirksamer Wärmeinhalt (105 – 20)	85°C
1 × 0,24 + 0,16 × 0,46)85	26,65 kcal/kg
Verbl. Einsparung (197,1 – 26,65)	170,45 kcal/kg RG

3. Wärmefreisetzung durch Kondensation

Kondensationswärme	560 kcal
Kondensatwärme	65 kcal
Gesamt-Wärme	625 kcal/kg entnommenes Kondensat
Wärmegewinn pro kg Kondensat 625/560 =	1,116 – Faktor
Verbl. Einsparung bezogen auf Kondensat Entnahme aus dem RG:
170,45/1,116 – Faktor	152,72 kcal/kg RG

4. Wärmeeinsparung im Austauscher, aufgrund des Enthalpieunterschied

Wärmeinhalt in Rohrleitung 3 bei 150°C	236,1 kcal/kg
Wärmeinhalt in Rohrleitung 5 bei 50°C	67,5 kcal/kg
Tatsächliche Einsparung	168,6 kcal/kg

5. Ergebnis
Der Sollwert der Einsparung von 197,1 kcal/kg RG oder 50% wurde um den Wert von (168,6 – 152,72) 15,88 kcal/kg RG also mit einer Reserve von 8% überschritten.
Wesentlicher Vorteil des Wärmeerzeugers mit Brennwert:

„Die Prozessführung zur Realisierung des Brennwertes erreicht über 50% Einsparung beim Energieverbrauch”.

Ein wesentlicher Vorteil ergibt sich bei der Kosteneinsparung dadurch, dass bei der Verrechnung der CO2-Zertifikate im Wert von 6% ab 2013 die tatsächliche Einsparung bei Kosten 50 × 1,106 = 53% betragen.
Der wesentliche Vorteil besteht darin, dass die Einsparungen unmittelbar, bevorzugt im 2-ten Jahr wirksam werden, wenn durch die hohen Austauschraten eine Amortisation im 1. Betriebsjahr gegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Wärmeerzeuger
2: Rohrleitung (Rauchgasleitung)
3: Entnahmeleitung
4: Austauscher
5: Rohrleitung/Abgas-
6: Ventilator
7: Brenner, Brennkammer
8: Rohrleitung für Verbrennungsluft
9: Rohrleitung, fossiler Wärmeträger
10: Abhitzekessel
11: Kondensat, Füllung von ...
12: Rohrleitung, Sammelleitung
13: Rohrleitung
14: Entnahmeleitung
15: Kreislauf, Kondensat-
16: Rohrleitung
17: Pumpe
18: Wärmeaustauscher
19: Aufgabeleitung
20: Rohre, Überlaufrohr
21: Rohrleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2008/113430 [0044]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Bayerischen Landesamtes für Umweltschutz unter „Klimaschutz durch effiziente Energieverwertung in der Papierindustrie-Nutzung von Niedertemperaturwärme” [0005]
Branchenleitfaden für die Papierindustrie, Seite 67, Abbildung 4–30, Ausgabe 2008 [0011]
U. Grigull, Springerverlag 1961 [0056]

Claims

Wärmeerzeuger mit Brennwerttechnik in Rauchgasen einer Verbrennung fossiler Wärmeträger, mit einer Entnahme von Prozesswärme direkt oder indirekt über eine Aufheizung von flüssigen und dampfförmigen Wärmeträgern im industriellen Gewerbe, dadurch gekennzeichnet, dass Austauscher (4) vom Typ gas/flüssig zur Entnahme von Kondensat (11) von dampfhaltigen Abgasen vorgesehen sind.
Wärmeerzeuger nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kreislauf (15) mit Kondensat vorgesehen ist.
Wärmeerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmeaustauscher (18) zur Ableitung der Wärme in dem Kreislauf (15) vorgesehen ist.
Wärmeerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Austauscher (4, 4') in dem Kreislauf (15) vorgesehen sind.
Wärmeerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entnahmeleitung (3) für Rauch-/Verbrennungsgase zu dem Austauscher (4) vorgesehen ist.
Wärmeerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rohrleitung (21) zur Zufuhr von dampfhaltiger Prozessluft in den Wärmeerzeuger vorgesehen ist.
Wärmeerzeuger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rohrleitung (9) zur Aufgabe von gasförmigen Brennstoffen z. B. Erdgas vorgesehen ist.
Verfahren zur Erzeugung von flüssigem Wärmeträger in einem Wärmeerzeuger mit Brennwerttechnik in Rauchgasen einer Verbrennung fossiler Wärmeträger, nach Anspruch 1, mit einer Entnahme von Prozesswärme direkt oder indirekt über eine Aufheizung von flüssigen und dampfförmigen Wärmeträgern im industriellen Gewerbe, dadurch gekennzeichnet, dass in Austauschern (3) im direkten Austausch gas/flüssig von dampfhaltigen Abgasen mit Kondensat (11) aus Dämpfen ein flüssiger Wärmeträger gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gekühltes Kondensat von einem Wärmeaustauscher (18), mit kälteren, flüssigen oder gasförmigem Sekundärmedien, zu Austauschern (4) über einen Kreislauf (15) geführt wird.
Verfahren zur Erhöhung des Partialdruckes von H₂O in dampfhaltigen Abgasen aus Wärmeerzeugern (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Zufuhr von dampfhaltige Prozessluft über eine Rohrleitung (21) zu dem Wärmeerzeuger (1), der Partialdruck von H₂O durch die Wärmeumwandlung/Verbrennung mit fossilen Kohlenwasserstoffen durch die Bildung von H₂O in den dampfhaltigen Abgasen erhöht wird; bei CH₄ entsprechend der Gleichung: CH₄ + 2O₂ =>> CO₂ + 2H₂O.