DE102012014513B4 - Energieversorgungsanlage - Google Patents
Energieversorgungsanlage Download PDFInfo
- Publication number
- DE102012014513B4 DE102012014513B4 DE102012014513.6A DE102012014513A DE102012014513B4 DE 102012014513 B4 DE102012014513 B4 DE 102012014513B4 DE 102012014513 A DE102012014513 A DE 102012014513A DE 102012014513 B4 DE102012014513 B4 DE 102012014513B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fuel tank
- heat pump
- heat
- fuel
- supply system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
- F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/02—Heat pumps of the compression type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
- F28D20/0043—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material specially adapted for long-term heat storage; Underground tanks; Floating reservoirs; Pools; Ponds
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/0005—Domestic hot-water supply systems using recuperation of waste heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D18/00—Small-scale combined heat and power [CHP] generation systems specially adapted for domestic heating, space heating or domestic hot-water supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2101/00—Electric generators of small-scale CHP systems
- F24D2101/30—Fuel cells
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2101/00—Electric generators of small-scale CHP systems
- F24D2101/70—Electric generators driven by internal combustion engines [ICE]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2101/00—Electric generators of small-scale CHP systems
- F24D2101/80—Electric generators driven by external combustion engines, e.g. Stirling engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/11—Geothermal energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/16—Waste heat
- F24D2200/18—Flue gas recuperation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/16—Waste heat
- F24D2200/26—Internal combustion engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D7/00—Central heating systems employing heat-transfer fluids not covered by groups F24D1/00 - F24D5/00, e.g. oil, salt or gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2327/00—Refrigeration system using an engine for driving a compressor
- F25B2327/001—Refrigeration system using an engine for driving a compressor of the internal combustion type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/40—Geothermal heat-pumps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/18—Domestic hot-water supply systems using recuperated or waste heat
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
Energieversorgungsanlage (10) mit(a) einem Brennstofftank (20), der ausgebildet ist zum Aufnehmen eines Brennstoffs (40), und(b) einer Wärmepumpe (30), die mindestens eine Wärmesonde (50) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass(c) die Wärmesonde (50) mit dem Brennstofftank (20) thermisch gekoppelt ist und(d) der Brennstofftank (20) einen Verdampfer der Wärmepumpe (30) bildet.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungsanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- Energieversorgungsanlagen dieser Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dezentrale Energieversorgungsanlagen, die eine Wärmepumpe für ein Heizsystem verwenden, insbesondere von Ein- und Mehrfamilienhäusern, werden häufig in Verbindung mit Zusatzbrenneinrichtungen betrieben, die dafür mit einer Tankanlage ausgestattet sind. Insbesondere sind Energieversorgungsanlagen dieser Art bei sogenannten Niedrigenergiehäusern anzutreffen.
- Die verwendeten Wärmepumpen weisen dabei in der Regel eine Wärmesonde zur Aufnahme von thermischer Energie aus der Umgebung auf. Dies kann zum Beispiel durch Sonnenreflektoren oder durch Absorption von Erdwärme erfolgen. Der Transport der thermischen Energie erfolgt dabei durch ein Kältemittel innerhalb eines Leitungssystems der Wärmepumpe.
- Gleichzeitig müssen für die Zusatzbrenneinrichtungen, die ebenfalls der Energieversorgung dienen, Brennstofftanks installiert werden. Diese Brennstofftanks dienen der Speicherung des benötigten Brennstoffs und ermöglichen gleichzeitig eine Versorgung der Verbrennungsanlage auch bei hohem Energieverbrauch über mehrere Wochen ohne Nachfüllung. Diesbezüglich müssen sie hinsichtlich ihrer Größe ausreichend dimensioniert sein.
- Nachteilig am Stand der Technik ist, dass bei den bekannten Energieversorgungsanlagen jeweils eine Wärmesonde und ein Brennstofftank installiert werden müssen. Ein weiterer Nachteil ist, dass dadurch mindestens zwei Kreislaufsysteme mit unterschiedlichen Medien, in der Regel als Rohrleitungssysteme, verlegt werden müssen. Dadurch wird die Gefahr von Leckage erhöht.
- Aus der
US 4 517 799 A ist eine Wärmepumpe bekannt, bei der ein Verbrennungsmotor einen Verdichter antreibt. Der Verbrennungsmotor ist in einem Wasserbad gelagert, um dessen Abwärme aufzufangen. Im Wasserbad ist ein Wärmetauscher der Wärmepumpe angeordnet, so dass die Abwärme des Motors in weitem Umfang genutzt werden kann. - Aus der
DE 29 25 782 A1 ist eine Wärmepumpe bekannt, bei der zur Speicherung von Wärmeenergie ein Heizöltank verwendet wird, dessen Heizöl das Medium zur Speicherung der Wärmeenergie ist. Nachteilig an einem solchen System ist, dass nur vergleichsweise kleine Mengen an Wärme gespeichert werden können und die Wärme vor dem Entnehmen eingespeichert werden muss. - In der
US 2012 / 0 125 029 A1 wird ein System zum Erzeugen von Strom sowie Wasser auf drei unterschiedlichen Temperaturstufen beschrieben. Das System kann einen Motor und eine Wärmepumpe aufweisen, die Wärme aus einem Puffertank entnimmt. Nachteilig an einem solchen System ist die hohe Komplexität. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Energieversorgungsanlage vorzuschlagen.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Energieversorgungsanlage mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
- Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Energieversorgungsanlage ist, dass durch eine thermische Kopplung der Wärmesonde der Wärmepumpe mit dem Brennstofftank die Wärmesonde technisch einfacher gestaltet sein kann.
- Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einer Wärmepumpe eine Vorrichtung verstanden, die Wärmeenergie von der Wärmesonde an einen beabstandeten Ort transferiert, so dass der Brennstofftank gekühlt und ein zu heizendes Objekt erwärmt wird.
- Der Brennstofftank ist vorzugsweise zur Speicherung von Flüssiggas ausgebildet. Eine Speicherung anderer flüssiger Brennstoffe ist ebenfalls möglich. Insbesondere ist der Brennstofftank mit Brennstoff gefüllt.
- In einer vorteilhaften Variante der Erfindung weist die Energieversorgungsanlage eine Verbrennungseinrichtung auf, die zum Antreiben der Wärmepumpe mit dieser gekoppelt und zum Verbrennen des Brennstoffs ausgebildet ist.
- Unter einer Verbrennungseinrichtung ist vorliegend insbesondere jede Einrichtung zu verstehen, die durch Oxidation des Brennstoffs mechanische und/oder elektrische Energie erzeugt. Beispielsweise ist die Verbrennungsvorrichtung zur Erzeugung mechanischer Energie mittels eines Verbrennungsmotors, insbesondere Hubkolbenmotors, Wankelmotors, Stirlingmotors und/oder Gasmotors eingerichtet und/oder zur Erzeugung elektrischer Energie beispielsweise mittels einer Brennstoffzelle.
- Unter einer Kopplung zum Antreiben der Wärmepumpe mit der Verbrennungseinrichtung wird jede mechanische Kopplung, zum Beispiel mittels einer Antriebswelle, oder jede elektrische Kopplung, zum Beispiel mittels elektrischer Leiter, verstanden.
- Vorteilhafterweise kann die bei der Verbrennung entstehende Wärme als auch die mechanische und/oder elektrische Energie gleichzeitig genutzt werden. Dadurch wird der Gesamtwirkungsgrad der Energieversorgungsanlage verbessert.
- Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Verbrennungseinrichtung einen Generator zum Erzeugen von elektrischem Strom umfasst, und die Wärmepumpe durch den vom Generator erzeugten Strom angetrieben ist. Bevorzugt sind die Verbrennungseinrichtung und der Generator Teil eines Blockheizkraftwerkes (BHKW).
- Vorteilhafterweise kann die bei einer wärmegeführten Verbrennungsanlage erzeugte mechanische Energie den Generator zur Erzeugung von elektrischem Strom und/oder die Wärmepumpe antreiben. Bevorzugt kann der von dem Generator erzeugte elektrische Strom für elektrische Verbraucher eines Ein- oder Mehrfamilienhauses verwendet werden. Besonders bevorzugt wird die Wärmepumpe durch den vom Generator erzeugten Strom elektrisch angetrieben.
- In einer bevorzugten Ausführungsvariante hat der Brennstofftank zumindest über den überwiegenden Anteil seiner Oberfläche direkten thermischen Kontakt mit dem ihn umgebenden Erdreich. Vorzugsweise ist der Brennstofftank in ein ihn umschließendes Sandbett installiert. Die Funktion einer Erdwärmesonde kann somit durch den Brennstofftank erreicht werden. Der Brennstofftank ist dabei vorzugsweise in einem Bereich mit hoher Erdwärmedichte in dem Erdreich positioniert und weist bevorzugt eine gute Wärmeleitfähigkeit in dem Kontaktbereich mit dem Erdreich auf, so dass eine gute Wärmeaufnahme aus dem Erdreich erfolgen kann. Eine zusätzliche Wärmesonde, dass heißt insbesondere eine Tiefenbohrung und/oder Flächenkollektoren für die Wärmepumpe sind damit nicht erforderlich, da die Wärmesonde mit dem Brennstofftank thermisch gekoppelt ist.
- Gemäß einer bevorzugten Variante ist die Wärmepumpe eine Verdichter-Wärmepumpe und der Brennstoff ist das Kältemittel der Wärmepumpe. Verdichter-Wärmepumpen stellen eine häufig verwendete Bauweise für Wärmepumpen dar und sind technisch ausgereift und wenig anfällig.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Wärmepumpe eine Absorptions-Wärmepumpe oder eine Adsorptions-Wärmepumpe, die mittels des Brennstoffs betrieben wird.
- Besonders bevorzugt handelt es sich um einen ölfreien Verdichter, so dass ein Eintrag von Kompressoren-Öl in den Brennstofftank verhindert werden kann.
- Ist der Brennstoff gleichzeitig das Kältemittel der Wärmepumpe, so liegt eine stoffliche Trennung zwischen Brennstoff und Kältemittel nicht vor und die thermische Kopplung des Brennstofftanks mit der Wärmepumpe kann besonders einfach realisiert werden, da kein Wärmetauscher erforderlich ist.
- Der Brennstofftank bildet einen Verdampfer der Wärmepumpe. In anderen Worten bedeutet dies, dass in Strömungsrichtung des Kältemittels hinter dem Brennstofftank der Verdichter liegt, dahinter der Verflüssiger und dahinter der Brennstofftank als Verdampfer. Dadurch kann eine zusätzliche Installation eines Verdampfers für die Wärmepumpe unterbleiben.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der Verdichter von dem Brennstofftank umschlossen. Vorteilhaft ergibt sich daraus eine einfache Vor-Ort-Montage der Energieversorgungsanlage, da der Brennstofftank mit dem Verdichter vorinstalliert aufgestellt werden kann.
- Bevorzugt ist der Brennstoff Flüssiggas, besonders bevorzugt mit mindestens 50 % Propananteil. Bevorzugt ist der Brennstoff Brenngas mit zumindest 95% Propananteil.
- Vorzugsweise weist die Energieversorgungsanlage zumindest eine Heatpipe auf, die einerseits im thermischen Kontakt mit dem Erdreich oder einer anderen Wärmequelle und andererseits dem Brennstofftank steht, so dass beispielsweise Erdwärme oder Wärme von Flächenkollektoren in den Brennstofftank geleitet werden kann. Dadurch wird insbesondere bei hohem Energiebedarf der zu versorgenden Einrichtung eine zusätzliche Energiequelle bereitgestellt, so dass eine Verdampfung des Brennstoffs gewährleistet werden kann.
- Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen
-
1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausgestaltungsvariante einer nicht erfindungsgemäßen Energieversorgungsanlage und -
2 ein Blockschaltbild einer Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Energieversorgungsanlage, bei der der Brennstoff das Kältemittel der Wärmepumpe ist. - In
1 ist eine Energieversorgungsanlage10 mit einem Brennstofftank20 und einer Wärmepumpe30 gezeigt. - Im Inneren des Brennstofftanks
20 ist ein Brennstoff40 gelagert. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Brennstofftank20 um einen Flüssiggastank und bei dem Brennstoff40 um ein Flüssiggas, vorzugsweise mit einem Mindestpropananteil von 50%. - Die Wärmepumpe
30 ist eine Verdichter-Wärmepumpe mit einer Wärmesonde50 , einem Verdichter60 , einem Verflüssiger70 und einem Expansionsventil80 . Der Brennstofftank20 und die Wärmepumpe30 weisen eine thermische Kopplung auf, dadurch dass die Wärmesonde50 der Wärmepumpe30 in den Brennstofftank20 geführt ist und dort mit dem Brennstoff40 Wärme austauscht. - Des Weiteren umfasst die Energieversorgungsanlage
10 eine Verbrennungseinrichtung90 , die als Verbrennungsmotor ausgebildet ist. Die Verbrennungseinrichtung90 verbrennt den Brennstoff40 und erzeugt dabei Wärme und mechanische Energie. - Die Verbrennungseinrichtung
90 treibt über eine Welle einen Generator100 an. Dieser erzeugt elektrischen Strom, der durch die mit der Energieversorgungsanlage10 zu versorgende Einrichtung110 mit elektrischer Energie versorgt. - Gleichzeitig erzeugt die Verbrennungsrichtung
90 thermische Energie, die zur Erwärmung von Brauchwasser95 , beispielsweise mittels eines Abgaswärmetauschers96 , und/oder einer Heizungsanlage verwendet wird. Der Brennstofftank20 ist dabei vollständig mit Erdreich150 bedeckt, dass heißt unter eine Erdoberfläche120 in das Erdreich150 abgesenkt. -
2 zeigt eine abgewandelte erfindungsgemäße Versorgungsanlage10 , bei der das Kältemittel der Wärmepumpe30 durch den Brennstoff40 gebildet ist. Der Verdichter60 der Wärmepumpe30 ist mit einem separaten Anschluss160 an die Hochdruck-Gasphase des Brennstofftanks40 angeschlossen. Der Brennstoff40 strömt ungedrosselt und damit ohne nennenswerte Drosselverluste aus dem Brennstofftank40 in den Verdichter60 . - Nachdem der Brennstoff
40 , der insbesondere durch Propan gebildet ist, durch den Verdichter60 verdichtet worden ist und damit eine höhere Temperatur besitzt, wird diese Wärme mittels eines Wärmetauschers, der im Verflüssiger70 integriert ist, an eine Nutzwärmeleitung130 abgegeben, die die Einrichtung110 , insbesondere das Wohnhaus, mit Wärme versorgt. - Das kondensierte Propan wird hinter dem Expansionsventil
80 , das elektronisch geregelt sein kann, in den Brennstofftank40 eingespritzt. Es tropft dort in den Brennstofftank20 und wird durch Erdwärme, die vom Erdreich150 in den Brennstofftank20 übergeht, wieder verdampft. - Der Brennstofftank
40 hat vorzugsweise ein Fassungsvolumen von zumindest 1,5 Tonnen, insbesondere von zumindest 2 Tonnen Propan. In der Regel ist es ausreichend, wenn der Brennstofftank20 ein Fassungsvermögen von weniger als 5 Tonnen Propan besitzt. - Gestrichelt eingezeichnet ist eine optional zurüstbare Heatpipe
140 , die Erdwärme aus dem umgebenden Erdreich150 aufnimmt und in den Brennstofftank20 oder an eine Außenseite des Brennstofftanks20 transportiert, wo die Heatpipe140 in engem thermischen Kontakt mit dem Brennstofftank20 steht. Es ist auf diese Weise möglich, die maximal über den Brennstofftank40 entnehmbare thermische Leistung zu steigern, sofern sich das als notwendig herausstellen sollte. - Bezugszeichenliste
-
- 10
- Energieversorgungsanlage
- 20
- Brennstofftank
- 30
- Wärmepumpe
- 40
- Brennstoff
- 50
- Wärmesonde
- 60
- Verdichter
- 70
- Verflüssiger
- 80
- Expansionsventil
- 90
- Verbrennungseinrichtung
- 95
- Brauchwasser
- 96
- Abgaswärmetauscher
- 100
- Generator
- 110
- zu versorgende Einrichtung
- 120
- Erdoberfläche
- 130
- Nutzwärmeleitung
- 140
- Heatpipe
- 150
- Erdreich
- 160
- Anschluss
Claims (8)
- Energieversorgungsanlage (10) mit (a) einem Brennstofftank (20), der ausgebildet ist zum Aufnehmen eines Brennstoffs (40), und (b) einer Wärmepumpe (30), die mindestens eine Wärmesonde (50) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass (c) die Wärmesonde (50) mit dem Brennstofftank (20) thermisch gekoppelt ist und (d) der Brennstofftank (20) einen Verdampfer der Wärmepumpe (30) bildet.
- Energieversorgungsanlage (10) nach
Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Verbrennungseinrichtung (90), die - mit der Wärmepumpe (30) zum Antreiben gekoppelt und - zum Verbrennen des Brennstoffs (40) ausgebildet ist. - Energieversorgungsanlage (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungseinrichtung (90) einen Generator (100) zum Erzeugen von elektrischem Strom umfasst, und die Wärmepumpe (30) durch den vom Generator (100) erzeugten Strom angetrieben ist.
- Energieversorgungsanlage (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstofftank (20) zumindest über den überwiegenden Anteil seiner Oberfläche direkten thermischen Kontakt mit dem umgebenden Erdreich (150) hat.
- Energieversorgungsanlage (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (30) eine Verdichter-Wärmepumpe ist und der Brennstoff (40) das Kältemittel der Wärmepumpe (30) ist.
- Energieversorgungsanlage (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstofftank (20) den Verdichter (60) umschließt.
- Energieversorgungsanlage (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff (40) Flüssiggas ist.
- Energieversorgungsanlage (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Heatpipe, die in thermischem Kontakt mit dem Erdreich (150) und dem Brennstofftank (20) steht, so dass Erdwärme in den Brennstofftank (20) transportierbar ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102012014513.6A DE102012014513B4 (de) | 2012-07-23 | 2012-07-23 | Energieversorgungsanlage |
PCT/EP2013/002169 WO2014015972A1 (de) | 2012-07-23 | 2013-07-22 | Energieversorgungsanlage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102012014513.6A DE102012014513B4 (de) | 2012-07-23 | 2012-07-23 | Energieversorgungsanlage |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102012014513A1 DE102012014513A1 (de) | 2014-01-23 |
DE102012014513B4 true DE102012014513B4 (de) | 2019-12-19 |
Family
ID=48900937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102012014513.6A Expired - Fee Related DE102012014513B4 (de) | 2012-07-23 | 2012-07-23 | Energieversorgungsanlage |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102012014513B4 (de) |
WO (1) | WO2014015972A1 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2925782A1 (de) | 1979-06-26 | 1981-01-15 | Eugen Jaeckle | Vorrichtung zur speicherung von waermeenergie |
US4517799A (en) | 1983-03-09 | 1985-05-21 | Misawa Home Co., Ltd. | Heat utilizing system using internal combustion engine |
US20120125029A1 (en) | 2009-08-04 | 2012-05-24 | Mobile Comfort Holding | Modular multi-energy thermodynamic device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH133009A (de) * | 1927-12-30 | 1929-05-15 | Peter Dr Schlumbohm | Vakuumkältemaschine. |
US4008709A (en) * | 1975-03-17 | 1977-02-22 | Jardine Douglas M | Underground storage system for heating and cooling systems |
DE2800512A1 (de) * | 1978-01-05 | 1979-07-12 | Franz Winkelmaier | Jahresspeicherheizung |
AT10590U1 (de) * | 2007-08-13 | 2009-06-15 | Ochsner Karl | Erdwarmesonde |
-
2012
- 2012-07-23 DE DE102012014513.6A patent/DE102012014513B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-07-22 WO PCT/EP2013/002169 patent/WO2014015972A1/de active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2925782A1 (de) | 1979-06-26 | 1981-01-15 | Eugen Jaeckle | Vorrichtung zur speicherung von waermeenergie |
US4517799A (en) | 1983-03-09 | 1985-05-21 | Misawa Home Co., Ltd. | Heat utilizing system using internal combustion engine |
US20120125029A1 (en) | 2009-08-04 | 2012-05-24 | Mobile Comfort Holding | Modular multi-energy thermodynamic device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102012014513A1 (de) | 2014-01-23 |
WO2014015972A1 (de) | 2014-01-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2994699B1 (de) | Verfahren und anordnung zum bereitstellen von wärme für eine fernwärmeversorgung | |
DE102007005930A1 (de) | Wärmepuppe, Kleinkraftwerk und Verfahren zum Pumpen von Wärme | |
DE102010033956B4 (de) | Druckgasspeichervorrichtung mit mindestens einem Druckgastank und mit einer Wärmeaufnahme- und/oder Wärmeübertragungsvorrichtung, insbesondere mit einem Wärmetauscher | |
DE2829134C2 (de) | Heizanlage mit einer Wärmepumpe | |
DE2520101A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung, lagerung, modulierung und verteilung von energie | |
DE102011018679A1 (de) | Anlage zur Speicherung von Energie, vorzugsweise erneuerbarer Energie | |
EP3006682A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren für den Betrieb einer Wärmeübergabestation | |
EP2299098B1 (de) | Anlage zur Bereitstellung von Wärmeenergie | |
DE102012104873A1 (de) | Erzeugung elektrischer Energie aus Erdwärme | |
DE102012106894A1 (de) | Kompaktanlage zur Bereitstellung von Wärmeenergie an einen Verbraucher | |
DE3619269A1 (de) | Vorrichtung zur stromerzeugung | |
EP1108191B1 (de) | Anlage zur solarthermischen energiegewinnung | |
DE102023100930A1 (de) | Wärmepumpensystem und Quartier | |
EP0940637B1 (de) | Energie-Kompakt-Anlage | |
DE102012014513B4 (de) | Energieversorgungsanlage | |
DE202005009663U1 (de) | Blockheizkraftwerk | |
EP3147585B1 (de) | Pufferspeicher und wärmeversorgungssystem enthaltend einen solchen | |
DE102006040147A1 (de) | Hausenergieversorgungsanlage | |
DE202008001386U1 (de) | Heizanlage durch Anordnung eines Verbrennungsmotors mit Generator und Luft-Wasser Wärmepumpe | |
DE102010022902A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben von Blockheizkraftwerken | |
DE202012003480U1 (de) | Erdwärmesonde | |
DE2917648A1 (de) | Einrichtungen zur optimalen nutzung von solarenergie in form von heizwaerme und technischer arbeit | |
DE202016003851U1 (de) | Strom - Hochtemperatur-Speicher für Regelenergie | |
EP2848778B1 (de) | Verfahren und Anlage zur Umwandlung von geothermischer Energie | |
DE202020105053U1 (de) | Anlage zur Vorwärmung der Motoren in stationären Ersatzstromanlagen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: GRAMM, LINS & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWAEL, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |