DE102013108519A1

DE102013108519A1 - Anlage zum Versorgen eines Verbrauchers

Info

Publication number: DE102013108519A1
Application number: DE102013108519.9A
Authority: DE
Inventors: Eckhard Seiler
Original assignee: BMG Biomethangas GmbH; SEILER GmbH
Current assignee: BMG Biomethangas GmbH; SEILER GmbH
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2015-02-12

Abstract

Bei einer Anlage zum Versorgen eines Verbrauchers (12) mit Wärmeenergie, insbesondere Wellnessbereiche und dort Saunaöfen, soll der Verbraucher (12) mit einem externen Wärmeerzeuger (1) über eine Leitung (10, 13, 14, 25, 26, 15) verbunden sein, in welchen Thermoöl zirkuliert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Versorgen eines Verbrauchers mit Wärmeenergie, insbesondere Wellnessbereiche und dort Saunaöfen, sowie ein Verfahren hierfür.
Stand der Technik
In vielen Bereichen des täglichen Lebens werden Verbraucher mit Wärmeenergie versorgt. Nur beispielhaft wird im vorliegenden Fall auf Wellness-Bereiche verwiesen. Grosse Thermen und Saunalandschaften, grosse Wellness-Hotels sowie Fitness-Studios mit Schwimmbad und Saunalandschaft haben einen grossen Kostenblock, nämlich die Energiekosten. In der Regel werden die entsprechenden Verbraucher entweder direkt elektrisch beheizt oder aber mit warmem Wasser versorgt, was von einer hauseigenen Heizungsanlage stammt. Beispielsweise ist aus der DE 69 18 696 bekannt, Saunaöfen mit Öl oder Gas zu beheizen.
Aus der DE 10 2010 043 611 ist bekannt, Saunaöfen in einem Verteilerkreislauf anzuordnen und sie beispielsweise durch Energie einer Photovoltaikanlage zu speisen.
Aus der DE 10 2007 047 567 A1 ist wiederum eine Vorrichtung zum Beheizen einer Sauna mit zumindest einem ausserhalb der Kabine angeordneten Wärmereservoir bekannt. Dieses Wärmereservoir wird mit einem Kabinenelement gekoppelt. Dabei ist das Wärmereservoir zur Aufnahme und Abgabe eines flüssigen Wärmeträgers ausgebildet. Ferner sind vom Wärmeträger durchströmbare Rohrleitungsmittel zwischen dem Wärmereservoir und dem zumindest einen Kabinenelement der Kabine vorgesehen. Beispielsweise kann das Wärmereservoir auch an einer Solarkollektoranlage angekoppelt sein.
Aufgabe
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anlage zu schaffen, welche sehr kostengünstig und effizient arbeitet und dabei einfach und sicher aufgebaut ist.
Lösung der Aufgabe
Zur Lösung der Aufgabe führt, dass der Verbraucher mit einem externen Wärmeerzeuger über eine Leitung verbunden ist, in welcher Thermoöl zirkuliert.
Bei dem Wärmeerzeuger ist vor allem an ein Blockheizkraftwerk gedacht. Dieses kann ortsnah zum Verbraucher platziert werden. Bisher wurden von den Blockheizkraftwerken nur die elektrische Leistung, der Kühlkreislauf und die Abgaswärme genutzt. Die vorliegende Erfindung geht dahin, dass die Wärme des durch die Gasverbrennung entstehenden Abgases (550°C) durch Einsatz von Thermo-Öl (ca. 350°C) über Wärmetauscher zusätzlich genutzt wird. Mit dieser neuen Erfindung können die Nutzungsmöglichkeiten eines Blockheizkraftwerks erweitert werden.
Durch die Kraft-Wärmekopplung über den Betrieb eines BHKW’s ist eine wesentlich günstigere Wärmeerzeugung für den Betrieb einer Sauna (Saunaofen) möglich als über Elektroenergie oder sonstige fossile Brennstoffe.
Bevorzugt wird die bei der Verbrennung entstehende Wärme des Wärmeerzeugers auf das Thermoöl übertragen, d.h., die Abgaswärme des Blockheizkraftwerks wird ausgenutzt. Hierzu dient zumindest ein Wärmetauscher, der von dem Thermoöl durchströmt wird, wobei das Thermoöl in dem Wärmetaucher von der heissen Verbrennungsluft bzw. den heissen Abgasen beaufschlagt wird.
Von dem Wärmetauscher wird das Thermoöl im Vorlauf zu dem Verbraucher, z.B. zu einem Saunaofen, geführt. In dem Saunaofen sind entsprechende Leitungsbündel gebildet, die insgesamt eine möglichst grosse Abstrahlfläche bilden. Zusätzliche Strahlbleche unterstützen den Konvektionsluftstrom. Das Thermoöl wird dann in einem Rücklauf zurück zu dem Wärmetauscher geführt.
Bevorzugt sind in dem Saunaofen zwei Heizkreise vorgesehen, einer für die Grundlast und einer für die Spitzenlast.
Die erfindungsgemässe Beheizung des Verbrauchers, insbesondere eines Wellnessbereichs bietet die Möglichkeit, sehr hohe Temperaturen der Abgasanlage des Blockheizkraftwerks mittels Wärmetauscher zu nutzen und zwar die Hochtemperaturen im Bereich von 250–350°C.
Figurenbeschreibung
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigen in
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Anlage zum Versorgen eines Saunaofens mit Wärmeenergie:
2 einen Querschnitt durch einen Saunaofen in der Anlage gemäss 1;
3 einen Längsschnitt durch den Saunaofen gemäss 2.
In 1 ist ein Blockheizkraftwerk 1 als Wärmeerzeuger angegeben. Dieses Blockheizkraftwerk ist handelsüblicher Art. Es besitzt einen Abgang 2 zu einem Wärmetauscher 3 für Kühlerwasser (90°C/70°C) und einen Abgang 4 zu einem Kühlregister 5 für Kühlerwasser.
Des Weiteren ist auf dem Blockheizkraftwerk 1 ein Abgaskanal 6 angedeutet, wobei entsprechende Abgase bei ca. 550°C über eine Regelklappeneinrichtung 7 unterschiedlichen Wärmetauschern 8 und 9 zugeführt werden können.
An den Wärmetauscher 8 schliessen sich ein Vorlauf und ein Rücklauf für Heizwasser an, die beispielsweise einer Heizungsanlage oder Brauchwasser-Wärmetauscher zugeführt werden können.
Bei dem Wärmetauscher 9 handelt es sich um einen Wärmetauscher, der mit Leitungen für Thermoöl in Verbindung steht. Dieses Thermoöl verlässt in einem Vorlauf 10 (340°C), in dem auch eine Pumpe 11 angeordnet ist, den Wärmetauscher 9 und wird zu einem Pufferspeicher 28 und von dort zu einem Verteiler 19 geführt. Dort wird der Vorlauf in zwei Heizkreise 13 und 14 für Grund- und Spitzenlast zur Erwärmung einen Saunaofens 12 in einer Saunakabine 34 aufgeteilt.
Danach gelangt das Thermoöl mit einer reduzierten Temperatur in Leitungen 25 und 26 über den Verteiler 19, den Pufferspeicher 28 und einen Rücklauf 15 wieder zurück zum Wärmetauscher 9.
Ein entsprechender Saunaofen 12 ist in den 2 und 3 näher dargestellt. Hierzu ist eine Aussenverkleidung 16 vorgesehen, die beispielsweise von einer Ummauerung oder einer Natursteinplatte gebildet sein kann, wodurch die Optik des Saunaofens 12 wesentlich verbessert wird. Diese Aussenverkleidung 16 umfängt einen Innenraum 17, der nach oben von einem Gitterrost 18 für eine Steinauflage abgegrenzt ist. Unterhalb dieses Gitterrostes 18 kann ein Steinkorb 21 vorgesehen sein, in dem sich zu erwärmende Steine befinden.
Wesentliche Elemente im Innenraum 17 sind Rohrbündel als Heizregister 22.1, 22.2 und 22.3 jeweils beidseits bzw. unterhalb des Steinkorbs 21. In diesen befinden sich Röhren 23, in denen das Heizmedium geführt ist. Die Röhren 23 sind frontseitig bzw. rückseitig durch entsprechende Verteilkammern 24 zusammengefasst, in denen die entsprechenden Heizkreise 13 bzw. 14 einmünden bzw. Rückleitungen 25 bzw. 26 zu dem Verteiler 19 führen. Hierzu sind entsprechende entlüftbare Anschlussnippel 27 vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Heizkreise 13 und 14 sowie die Rückleitungen 25 und 26 in einem Boden verlegt und an den Saunaofen 12 herangeführt.
Die Heizregister 22.1 und 22.2 sind von einem Strahlblech 20 ummantelt, mit dem die von den Heizregistern erzeugten Wärme nach oben zum und durch den Gitterrost 18 geleitet wird.
In den Vorlauf 10 ist vor dem Verteiler 19 noch ein Pufferspeicher 28 eingeschaltet, in dem sich elektrische Heizpatronen 29 für eine Notfallheizung befinden.
Ferner ist mit der Rücklaufleitung 15 ein Ausdehnungsgefäss 30 verbunden, welches die infolge der Temperaturunterschiede entstehenden Mengenunterschiede auffängt. Ein weiterer Notfallbrenner 31 kann ggf. dem Abgaskanal 6 zugeordnet werden.
Die gesamte Steuerung der Regelklappe 7, der entsprechenden Pumpen bzw. nur angedeuteten Magnetventilen für die Versorgung des Pufferspeichers 28 und auch der Notfallaggregate übernimmt eine Kontrolleinheit 32, diejenige für die Saunakabine eine Steuerungseinheit 35.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Durch das Blockheizkraftwerk 1 wird elektrische Energie erzeugt und zwar in einem Umfang von etwa 37% bis 40%. Diese wird über einen Abgang 33 einer entsprechenden Verbrauchsstelle zugeführt oder eingespeist.
Beim Betrieb des Blockheizkraftwerks 1 entsteht eine erhebliche Menge Abgas, welches durch den Kanal 6 abgeführt wird. In der Regelklappeneinrichtung 7 wird dieses Abgas aufgeteilt und einmal dem Wärmetauscher 8 für Heizwasser und zum anderen dem Wärmetauscher 9 für die Sauna zugeführt. Dies geschieht je nach Bedarf oder aber auch gleichzeitig.
In dem Wärmetauscher 9 erfolgt die Aufwärmung des Thermoöls auf etwa 340°C. Dieses so aufgewärmte Thermoöl wird dann mittels der Pumpe 11 über den Vorlauf 10, den Pufferspeicher 28 und den Verteiler 19 den Heizkreisen 13 und 14 für den Saunaofen 12 in der Saunakabine 34 zugeführt. Dort gibt das Thermoöl dann seine Wärme ab, die durch den Gitterrost 18 in die Saunakabine 34 gelangt. Ausserdem werden die Steine für kräftige Aufgüsse erwärmt.

Nach dem Saunaofen 12 wird das abgekühlte Thermoöl in den Leitungen 25 und 26 über den Verteiler 19, den Pufferspeicher 28 und den Rücklauf 15 wieder zurück zum Wärmetauscher 7 geführt, wo es wieder auf etwa 340°C aufgewärmt wird. Bezugszeichenliste

1	Blockheizkraftwerk
2	Abgang
3	Wärmetauscher
4	Abgang
5	Kühlregister
6	Abgaskanal
7	Regelklappeneinrichtung
8	Wärmetauscher
9	Wärmetauscher
10	Vorlauf
11	Pumpe
12	Saunaofen
13	Heizkreis
14	Heizkreis
15	Leitung
16	Aussenverkleidung
17	Innenraum
18	Gitterrost
19	Verteiler
20	Stahlblech
21	Steinkorb
22	Heizregister/Rohrbündel
23	Rohr
24	Verteilerkammer
25	Rückleitung
26	Rückleitung
27	Anschlussnippel
28	Pufferspeicher
29	Heizpatrone
30	Ausdehnungsgefäss
31	Notfallbrenner
32	Kontrolleinheit
33	Abgang
34	Saunakabine
35	Steuereinheit

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

DE 6918696 [0002]
DE 102010043611 [0003]
DE 102007047567 A1 [0004]

Claims

Anlage zum Versorgen eines Verbrauchers (12) mit Wärmeenergie, insbesondere Wellnessbereiche und dort Saunaöfen, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher (12) mit einem externen Wärmeerzeuger (1) über Leitungen (10, 13, 14, 25, 26, 15) verbunden ist, in welchen Thermoöl zirkuliert.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der externe Wärmeerzeuger ein Blockheizkraftwerk (1) ist.
Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine bei einer Verbrennung entstehende Wärme des Wärmeerzeugers (1) auf das Thermoöl übertragbar ist.
Anlage nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wärmeerzeuger (1) und dem Verbraucher (12) zumindest ein Wärmetauscher (9) eingeschaltet ist.
Anlage nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Wärmetauscher (9) und Verbraucher (12) ein ggfs. beheizbarer Pufferspeicher (28) eingeschaltet ist.
Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Pufferspeicher (28) und Verbraucher (12) noch ein Verteiler (19) vorgesehen ist.
Anlage nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoöl in zumindest zwei Heizkreisen (13, 14) in dem Verbraucher (12) geführt ist.
Anlage nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Verbraucher (12) Heizregister (22.1, 22.2, 22.3) mit Rohrbündeln zum Führen des Thermoöls vorgesehen sind.
Anlage nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abgaskanal (6) ggf. ein Notfallbrenner (31) zugeordnet ist.
Verfahren zum Versorgen eines Verbrauchers (12) mit Wärmeenergie, insbesondere Wellnessbereiche und dort Saunaöfen, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher (12) von einem externen Wärmeerzeuger (1) mit Thermoöl versorgt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine bei einer Verbrennung entstehende Wärme des Wärmeerzeugers (1) auf das Thermoöl übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoöl zwischen Verbraucher (12) und Wärmeerzeuger (1) in Leitungen geführt und in diese eine Pufferspeicher (28) eingeschaltet ist.
Verwendung einer bei einer Verbrennung entstehenden Wärme eines Wärmeerzeugers (1), insbesondere eines Blockheizkraftwerks, zum Versorgen eines Verbrauchers (12) mit Wärmeenergie, insbesondere eines Verbrauchers in einem Wellnessbereich.