DE102019000476A1

DE102019000476A1 - Gebäudetechnische Wärmekraftanlage

Info

Publication number: DE102019000476A1
Application number: DE102019000476.0A
Authority: DE
Inventors: Peter Hörschelmann
Original assignee: JUB CREATIVE PRODUCT GmbH; JuB-Creative Product GmbH
Current assignee: JUB CREATIVE PRODUCT GmbH; JuB-Creative Product GmbH
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2019-01-24
Publication date: 2020-07-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine gebäudetechnische Wärmekraftanlage, aufweisend einen Verdampfer (3), in dem Wasser verdampfbar und ein Sattdampf bereitstellbar ist und aufweisend eine Arbeitsmaschine (8), in der durch Dampfexpansion eine Rotationsbewegung bereitgestellt wird, mit der wiederum elektrische Energie erzeugbar ist, sowie aufweisend einen Kondensator (17) mit einem Kondensationswärmetauscher, aus welchem mittels Kühlwasser Wärme abführbar ist, wobei der Kondensator (17) mit der Arbeitsmaschine (8) verbunden und dazu in der Lage ist, einen aus der Arbeitsmaschine (8) freigegebenen Abdampf zu Wasser zu kondensieren, und aufweisend eine Förderpumpe (13), mit welcher kondensiertes Wasser aus dem Kondensator (17) entnehmbar und dem Verdampfer (3) zuführbar ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Wärmekraftanlage einen Verdichter (5), eine Druckkammer (6) und eine Druckpumpe (7) aufweist, wobei durch den Verdichter (5) der Dampf vor dem Erreichen der Arbeitsmaschine (8) verdichtet wird und in diesen verdichteten Dampf in der Druckkammer (6) vor der Arbeitsmaschine (8) weiteres kondensiertes Wasser durch die Druckpumpe (7) eingespritzt wird und dabei über eine Hochtemperaturwärmequelle entweder direkt oder indirekt Wärme zugeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine gebäudetechnische Wärmekraftanlage, aufweisend einen Verdampfer, in dem Wasser verdampfbar und ein Sattdampf bereitstellbar ist und aufweisend eine Arbeitsmaschine, in der durch Dampfexpansion eine Rotationsbewegung bereitgestellt wird, mit der wiederum elektrische Energie erzeugbar ist, sowie aufweisend einen Kondensator mit einem Kondensationswärmetauscher, aus welchem mittels Kühlwasser Wärme abführbar ist, wobei der Kondensator mit der Arbeitsmaschine verbunden und dazu in der Lage ist, einen aus der Arbeitsmaschine freigegebenen Abdampf zu Wasser zu kondensieren, und aufweisend eine Förderpumpe, mit welcher kondensiertes Wasser aus dem Kondensator entnehmbar und dem Verdampfer zuführbar ist.
Die Erfindung betrifft an erster Stelle eine gebäudetechnische Wärmekraftanlage zur Umwandlung thermischer Energie in mechanische Energie, die insbesondere in der Umgebung von Wohnhäusern einen vertretbaren Wirkungsgrad hat und eine minimale Sicherheitsgefährdung darstellt.
Nach dem Stand der Technik sind Wärmekraftanlagen zur Umwandlung thermischer Energie in mechanische Energie in unterschiedlichen Ausbildungen bekannt. Insbesondere sind nach dem Stand der Technik Lösungen wasserbasierter Dampfkraftprozesse bekannt, bei denen die thermische Energie durch äußere Verbrennung bewirkt wird. Derartige wasserbasierte Lösungen arbeiten mit hohen Temperaturen und hohen Drücken, was den Nachteil notwendiger erheblicher sicherheitstechnischer Aufwendungen bedingt. Um diesen Nachteil zu vermeiden, versucht man wie im Patent DE 20 2015 007 447 U1 genannt oder auch mittels ORC- Prozesse, über Niedertemperaturwärmekraftanlagen Dampfkraftprozesse zu betreiben. Dieser Ansatz ermöglicht es, neben einer deutlich geringeren Sicherheitsgefährdung gerade gebäudeheiztechnische Temperaturen, wie sie die Solarthermie aber auch thermische Speicher wie Pufferspeicher liefern können, zu erschließen. Der Nachteil ist aber, dass mit solchen Systemen oft ein nur unzureichender Wirkungsgrad bei der Stromerzeugung erreichbar ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Überwindung der Nachteile des Standes der Technik einerseits eine Vorrichtung zur Umformung thermischer Energie in mechanische Energie bereitzustellen, welche einen hohen Wirkungsgrad aufweist und sicherheitstechnisch einfach aufgebaut ist. Weiterführend aber dazu auch durch Umstellungen in der Lage ist Wärme zu pumpen also bei entsprechendem Bedarf dem Gebäude Wärme von außen nach innen zuzuführen oder aus dem Gebäude Wärme abzuführen.
Die Aufgabe wird durch eine gebäudetechnische Wärmekraftanlage mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Wärmekraftanlage weist als Hauptkomponenten mindestens eine Förderpumpe, einen Verdampfer, einen Verdichter, eine Druckkammer, eine Arbeitsmaschine, einen Kondensator, eine Hochtemperaturwärmequelle mit gegebenenfalls mindestens einem Heißgas- oder Heißflüssigkeitskreislauf und eine Druckpumpe auf. Bei der Nutzung auch als Kühl- und Wärmepumpenanlage kommt eine Drossel als Hauptkomponente hinzu. Durch die zusätzlichen Elemente Verdichter, Druckkammer und Druckpumpe ist es ermöglicht, dass durch den Verdichter der Dampf vor dem Erreichen der Arbeitsmaschine verdichtet wird und in diesen verdichteten Dampf in der Druckkammer vor der Arbeitsmaschine weiteres kondensiertes Wasser durch die Druckpumpe eingespritzt wird und dabei über eine Hochtemperaturwärmequelle entweder direkt oder indirekt Wärme zugeführt wird.
Es wird durch die Erfindung möglich, dass eine sinnvoll dimensionierte Arbeitsmaschine Arbeit verrichten kann, dabei eine Niedertemperaturquelle zur Stromproduktion erschließbar wird, die sonst nicht wirtschaftlich erschließbar wäre und vor allem nur in einem kleinen sicherheitsunkritischem Volumen, nämlich in der Druckkammer vor der Arbeitsmaschine, ein erhöhter Betriebsdruck auftritt. Dadurch wird parallel auch eine wirkungsvolle Hochtemperaturanwendung im sicherheitstechnisch sensiblen Bereich von Wohngebäuden möglich.
Die Anforderungen an die Druckfestigkeit der meisten Anlagenkomponenten sind dabei sehr gering. Damit können andere, vor allem billigere Konstruktionswerkstoffe genutzt werden. Es ist so z.B. für die Absorberrohre beim Parabolrinnenkollektor möglich auch Glas zu nutzen und dadurch keinen problematischen Materialwechsel zwischen Isolierglasrohr und Absorberrohr zu haben. Dadurch kann wiederum eine bessere Vakuumhaltung im gesamten Receiverrohr garantiert werden. Auch im Heizkessel kann der Hochtemperaturwärmetauscher z.B. aus Hochtemperaturkeramik gebaut werden und er muss nicht aus hochwarmfestem Stahl bestehen.
Die erfindungsgemäße gebäudetechnische Wärmekraftanlage weist einen Verdampfer auf. Im Verdampfungsraum des Verdampfers wird durch Wärmeübertragung bei niedriger Temperatur vorzugsweise bei unter 95°C Wasser verdampft und somit Frischdampf bereitgestellt. Hierzu weist der Verdampfer einen Verdampfungswärmetauscher auf, welchem mittels des Heizwassers aus der gebäudetechnischen Wärmequelle Wärme zuführbar ist und mit welchem mittels Wärmeübergang von dem Heizwasser in das Wasser dessen Verdampfen bereitgestellt und Frischdampf erzeugt wird. Das Heizwasser wird hierbei vorzugsweise aus einem Heizwasservorlauf einer Gebäudeheizung wie Holzkessel oder thermische Solaranlage bereitgestellt. Es ist aber genauso möglich, dass der Verdampfer direkt in einem Pufferspeicher, z.B. als Rohrwärmetauscher ausgebildet, sitzt und er die Verdampfungswärme aus dem Pufferwasser bezieht. Dabei ist der Pufferspeicher bzw. sein Wasserinhalt direkt mit dem Vor- und Rücklauf mindestens einer gebäudetechnischen Wärmequelle, wie einem Holzkessel oder einer thermischen Solaranlage verbunden.
An den Verdampfungsraum des Verdampfers ist entweder direkt oder indirekt über eine Rohrleitung ein Verdichter angekoppelt. Gegebenenfalls sitzt zwischen dem Verdampfer und dem Verdichter auch ein Dampfabscheider, der in der Lage ist einen hohen Anteil von Sattdampf dem Verdichter zur Verfügung zu stellen. Als Verdichter können im Kleinleistungsbereich vorzugsweise ein oder mehrere Radial- und im Großleistungsbereich ein oder mehrere Axialverdichterstufen ihren Einsatz finden. Generell ist es aber auch möglich, dass jede andere Art von Kompressionsmaschine, wie z.B. ein Kolbenverdichter zum Einsatz kommt. Im Verdichter wird bei der erfindungsgemäßen gebäudetechnischen Wärmekraftanlage der vom Verdampfer gelieferte Frischdampf durch Zuführung von mechanischer Energie komprimiert. Dieser verdichtete Dampf erreicht im Anschluss eine Druckkammer, die wiederum an ihrem Ausgang mit einer Arbeitsmaschine verbunden ist. In die Druckkammer wird von außen über eine oder mehrere Düsen Wasser, gegebenenfalls vorgewärmtes Wasser, mit höherem Druck durch eine Druckpumpe eingespritzt. Außerdem kann von einer Hochtemperaturwärmequelle aus kommend entweder direkt durch z.B. eine Flammeneinwirkung oder indirekt über einen Kreislauf bevorzugt ein Heißgas- oder ein Heißflüssigkeitskreislauf mit Hilfe eines Wärmeüberträgers ein Wärmestrom in die Druckkammer fließen. Dieser heizt den Niedertemperaturdampf auf und das zusätzlich eingespritzte Wasser verdampft unter hoher Temperatur. Der sich ausbildende Gesamtdampfvolumenstrom erreicht im Anschluss die Arbeitsmaschine.
Die Arbeitsmaschine kann vorzugsweise im kleineren Leistungsbereich als Radial- und im größeren Leistungsbereich als Axialturbine ausgebildet sein. Es ist aber auch der Einsatz anderer Arten von Expansionsmaschinen wie z.B. einer Kolbenmaschine denkbar.
Die Abtriebswelle der Arbeitsmaschine kann direkt mechanisch mit den Antriebswellen des Verdichters, des Generators, der Förderpumpe und der Druckpumpe gekoppelt sein. Ein gegebenenfalls erforderlicher Anwurfmotor kann, wenn nicht der Generator selbst auch als Anwurfmotor funktioniert, ebenfalls direkt auf die Welle der Arbeitsmaschine wirken. Generell ist aber auch eine andere Kopplung der Verbraucher und des Anwurfsystems möglich.
Der Abdampf aus der Arbeitsmaschine erreicht schließlich den Kondensationswärmetauscher, aus dem mittels Kühlwasser Wärme abführbar ist. Das Kühlwasser wird hierbei durch einen Kühlwasservorlauf bereitgestellt, bei dem es sich um den Rücklauf des Wärmeabnehmers, vorzugsweise um einen Heizungsrücklauf eines Heizungssystems handelt. Die Bezeichnung als Vorlauf oder Rücklauf erfolgt jeweils aus Sicht des Kondensationswärmetauschers. Der Kühlwasservorlauf für den Kondensator ist somit zugleich der Rücklauf des Wärmeabnehmers und der Kühlwasserrücklauf ist zugleich der Vorlauf des Wärmeabnehmers. Im bestimmungsgemäßen Betriebszustand weist der Kühlwasservorlauf eine niedrigere Temperatur als der Kühlwasserrücklauf auf. Der Kondensationswärmetauscher ist vorzugsweise als Plattenwärmetauscher ausgebildet und ermöglicht durch das Kühlwasser eine Kondensierung des Abdampfes zu Wasser, welches anschließend dem Verdampfer und der Druckkammer wieder zugeführt werden kann. Gleichzeitig wird die in dem Abdampf eingespeicherte Energie während der Kondensation als Kondensationswärme freigesetzt und kann in thermischer Form über den Kühlwasserrücklauf dem Wärmeabnehmer, vorzugsweise einem Heizungssystem wie Heizkörper oder Fußbodenheizung, zugeführt werden.
Es ist genauso möglich, dass der Kondensator direkt in einem Pufferspeicher, z.B. als Rohrschlangenwärmetauscher ausgebildet, sitzt und er die Kondensationswärme an das Pufferwasser abgibt. Dabei ist der Pufferspeicher bzw. sein Wasserinhalt direkt mit dem Vor- und Rücklauf des Wärmeabnehmers, vorzugsweise einem Heizungssystem wie Heizkörper oder Fußbodenheizung, verbunden. Um eine Wärmeabfuhr auch im Sommer zu ermöglichen und dabei ein zusätzliches Rückkühlwerk zu vermeiden oder zumindest klein zu halten, werden die zur Niedertemperaturerzeugung genutzten Flachkollektoren zusätzlich insbesondere Nachts durch eine klappengesteuerte Belüftungsfunktion in die Lage versetzt auf der Rückseite der Absorberbleche Wärme an die Außenluft abzugeben.
Die Förderung des kondensierten Wassers vom Kondensator wird einmal durch eine Förderpumpe zurück zum Verdampfer und einmal durch die Druckpumpe zu den Düsen in der Druckkammer bereitgestellt.
Der Flüssigkeitsstrom, der sich zwischen Druckpumpe und Düsen befindet, kann durch einen kleinen Flüssigkeits- oder Gas- Wasser- Wärmetauscher beheizt werden. Den erforderlichen Wärmestrom bezieht er dafür von der Hochtemperaturwärmequelle über den Heißgas- oder Heißflüssigkeitskreislauf oder über eine direkte Wärmeeinwirkung z.B. durch eine Flamme.
Bei der Nutzung eines Heißgaskreislaufes dient ein Ventilator zur Umwälzung. Als Wärmeträgergas können unter anderem Luft, Helium oder Kohlenstoffdioxid Verwendung finden. Beim Einsatz eines Flüssigkeitskreislaufes kann z.B. eine temperaturfeste Kolbenpumpe mit selbsttätigen Ventilen oder eine Zahnradpumpe eingesetzt werden. Jede andere Art von Pumpe ist hier aber möglich. Im Folgenden wird diese Pumpe als Hochtemperaturpumpe bezeichnet. Als Wärmeträgermedien sind z.B. Zinn oder Natrium, aber auch Thermoöle denkbar. Sollte die erforderliche Temperatur für die Verflüssigung bzw. Flüssighaltung der Wärmeträgermedien nicht durch die Umgebung möglich sein, ist im gesamten Heißflüssigkeitskreislauf der Anlage eine Heizeinrichtung z.B. über elektrische Heizdrähte vorzusehen. Durch ihren kurzzeitigen Betrieb kann das Wärmeträgermedium bei Bedarfsanforderung verflüssigt werden und schließlich bei verfügbarer Hochtemperaturwärmequelle ohne weitere Beheizung als Wärmetransportmittel zirkulieren. Denkbar ist aber auch, dass das aufschmelzbare Wärmeträgermedium sich in einem Sammelbehälter befindet und bei Bedarf der Hochtemperaturanwendung dort durch eine Beheizung, z.B. direkt durch die Wärmestrahlung einer Flamme im Brennraum eines Kessels, verflüssigt wird. Das flüssige Material kann dann im Anschluss, ähnlich dem bekannten Prinzip einiger solarthermischer Anlagen, über ein Drain Back System hier vorzugsweise auf Flüssigmetallbasis durch den Hochtemperaturkreislauf gepumpt werden. Ist die Hochtemperaturanwendung nicht mehr erforderlich bzw. kann sie von der Hochtemperaturwärmequelle nicht mehr gespeist werden, fließt das Wärmeträgermedium selbsttätig wieder in den Vorratsbehälter zurück.
Der Heißgas- oder der Heißflüssigkeitskreislauf ist in der Lage, von mehreren Hochtemperaturwärmequellen, wie die direkte Einwirkung einer Holzgasflamme die Einwirkung hochkonzentrierter Sonnenstrahlung, über Wärmeaustausch Wärme aufzunehmen und an die Druckkammer wieder abzugeben. In gleicher Weise kann er mindestens einen Hochtemperaturspeicher durch entsprechende Verschaltung und die Versorgung durch eine der Hochtemperaturquellen beladen. Später kann er wieder den Hochtemperaturspeicher entladen und die Wärme der Druckkammer zur Verfügung stellen.
Die gebäudetechnische Wärmekraftanlage ermöglicht es, bei niedrigem, geringfügig unter dem Atmosphärendruck liegendem Druck im Verdampfer Wasser zu verdampfen. Dadurch kann eine sicherheitstechnische Gefährdung durch ein Explosionsrisiko in diesen relativ voluminösen Komponenten der Wärmekraftanlage entweder erheblich reduziert oder gar ganz ausgeschlossen werden. Durch die spezielle Anordnung ist es aber möglich, über den Niedertemperaturdampf trotz dazwischen sitzender Wärmekraftmaschine große thermische Leistungen gerade von einem unter Volllast betriebenen Heizkessel an das Gebäudeheizungssystem und die Pufferspeicher zu übertragen. Dadurch bleibt sicherheitsunkritisch der in der Gebäudetechnik übliche Beladungsvorgang der Pufferspeicher nur eben über eine Niedertemperaturverdampfung und eine Niedertemperaturkondensation erhalten. Ein großer Vorteil, dass beim Beladungsvorgang auch ohne oder bei nur sehr geringer Hochtemperaturwärmeeinleitung in die Druckkammer die Wärmekraftmaschine, angepasst an den elektrischen Grundlastbedarf des Gebäudes, mitlaufen kann und elektrischen Strom in geringer Menge liefert. Wird eine große Strommenge, z.B. durch das Laden eines Elektrofahrzeuges benötigt, kann der Hochtemperaturkreis durch den Ventilator bzw. durch die Hochtemperaturpumpe zum Umwälzen gebracht werden und die Wärmekraftmaschine liefert während des Beladungsvorgangs mit hohem Wirkungsgrad mehr elektrischen Strom.
Wird in naher Zukunft, z.B. während der Nacht, erst eine große Strommenge benötigt, kann eine entsprechende Steuerung dafür sorgen, dass während eines Heizvorganges oder über starke solare Einstrahlung durch den Hochtemperaturkreis ein Hochtemperaturspeicher geladen wird, während der Niedertemperaturdampf bzw. der Niedertemperaturkollektorkreis die Heizungswasserpufferspeicher lädt. Als Hochtemperaturwärmespeichermaterial können neben z.B. Schamott, Keramik, Magnesit, Gesteine oder Salzen auch erstarr- und aufschmelzbare Metalle wie z.B. Aluminium Verwendung finden. Da eine parallele Einspeicherung von Niedertemperaturwärme auf Wasserbasis in den Pufferspeichern erfolgt, kann der Hochtemperaturspeicher in einer vertretbaren kleineren Größe ausgelegt werden. Zum erforderlichen Zeitpunkt kann dann die gebäudetechnische Wärmekraftanlage umschalten und sowohl den Wärmeinhalt des Hochtemperaturspeichers als auch den des Niedertemperaturspeichers nutzen, um elektrischen Strom z.B. für das Aufladen eines Elektroautos und Wärme für die Gebäudeheizung bereitzustellen. Nicht nutzbare Wärme gerade im Sommer muss dann nachts über die Niedertemperaturkollektoren mittels Lüftungsklappen belüfteter Flachkollektoren und/oder über ein Rückkühlwerk ausgekoppelt werden.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:

1: schematische Prinzipdarstellung Wärmekraftanlage,
2: schematische Prinzipdarstellung Wärmekraftanlage mit hohem mechanischen Wirkungsgrad
3: schematische Prinzipdarstellung Wärmekältekraftanlage

Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der reinen gebäudetechnischen Wärmekraftanlage. In einem Heizkessel 1 bevorzugt einem Biomassekessel, wird insbesondere in den Wintermonaten bei solarer Schwacheinstrahlung thermische Energie bereitgestellt. Diese wird im Kessel einmal unter sehr hoher Temperatur z.B. >700°C in einem Brennraum 2a durch einen Hochtemperaturwärmetauscher 2b und durch eine Wassertasche 2c, die überwiegend abgasbeheizt ist, auf niedriger Temperatur z.B. <95°C abgegriffen. Das gebildete Heizwasser aus der Kesselwassertasche 2c gelangt durch eine Kesselkreispumpe 14 in ein in Kaskade stehendes Pufferspeichersystem 4. Dabei wird von oben nach unten erst ein erster Pufferspeicher 4a und dann durch eine Verbindungsleitung von oben nach unten ein zweiter Pufferspeicher 4b thermisch beladen.
Das rückfließende kühle Pufferwasser erreicht währenddessen über eine Rücklaufleitung wieder die Wassertasche 2c des Kessels 1 zur Aufheizung. Parallel dazu oder bei teils geladenem Pufferspeicher ohne Heizkesselbetrieb kann im oberen Bereich des ersten Pufferspeichers 4a durch die Heizkreispumpe 22 ein Wärmetransport in die gebäudetechnischen Heizkreise 23 z.B. in eine Fußbodenheizung oder in eine Radiatorenheizung erfolgen. Der Rückfluss aus den Heizkreisen 23 wird in den unteren Bereich des zweiten Pufferspeichers 4b geleitet. Damit wird das Pufferspeichersystem 4 über die Heizkreispumpe 22 und über die Heizkreise 23 bei Beheizung des Gebäudes wieder entladen. Es entlädt sich zuerst von unten nach oben der zweite Pufferspeicher 4b und später auch von unten nach oben der Speicher 4a. Durch die Verschaltung bleibt der obere Bereich des ersten Pufferspeichers 4a bezogen auf das Speicherwasservolumen am längsten auf hoher Temperatur bzw. er wird auch als erster durch den Kesselkreis wieder auf hohe Temperatur gebracht. Deshalb sitzt in diesem Bereich des ersten Pufferspeichers 4a ein Verdampfer 3. In diesem ist Wasser enthalten, welches durch das Vorhandenseins eines Druckes leicht unter dem Atmosphärendruck und dem Wärmebezug aus dem heißen Pufferspeicherwasser bei Temperaturen <95°C verdampfbar ist. Dadurch wird Dampf bereitgestellt, der zum Verdichter 5 geleitet wird. Unter geringer Zuführung mechanischer Energie wird dieser Niedertemperaturdampf schwach oder gar nicht weiter verdichtet, aber er erreicht über die Druckkammer 6 die Arbeitsmaschine bzw. Dampfturbine 8. Dort kann durch eine Dampfexpansion mechanische Energie bereitgestellt werden, die schwach den Verdichter 5 aber vor allem den Generator 9 antreibt. Durch den Generator kann wiederum elektrische Energie für den Grundlastbedarf des Gebäudes in Teilen oder gar ganz geliefert werden. Der Abdampf aus der Dampfturbine 8 erreicht schließlich den Kondensator 17. Dieser sitzt im unteren Bereich des zweiten Pufferspeichers 4b. Dort bleibt durch die Verschaltung das Wasser des zweiten Pufferspeichers 4b bezogen auf das gesamte Speicherwasservolumen am längsten auf niedriger Temperatur bzw. es wird auch als erstes nach einer vollständigen Beladung wieder durch den/die Heizkreis(e) wieder auf niedrige Temperatur gebracht und gehalten. Dadurch kann der im Inneren des Kondensators 17 ankommende Abdampf aus der Dampfturbine unter Wärmeabgabe an das Pufferspeicherwasser bei Temperaturen von z.B. 35°C kondensieren. Das Kondensat wird dann durch die Speisepumpe 13 wieder in den Verdampfer 3 zurückgepumpt, wo es erneut verdampft werden kann. Die bei Kesselbetrieb anfallende Hochtemperaturwärme, bereitgestellt durch den Hochtemperaturwärmetauscher 2b im Brennraum 2a des Kessels, wird durch einen Heißgas- oder Heißflüssigkeitskreislauf abgeführt. Dabei wird bei entsprechender Ansteuerung der Umschaltventile 24a, 24b und 24c erreicht, dass mit Hilfe der Hochtemperaturpumpe 10 bzw. des Ventilators 10 der wärmetransportierende Massenstrom durch den Wärmetauscher 11, sitzend in der Druckkammer 6, oder durch den Wärmetauscher 25, sitzend im Hochtemperaturspeicher 21, geleitet wird. Über das regelbare Schaltventil 24a ist es auch möglich, je nach Bedarf entsprechend aufgeteilt Massenströme stärker über den einen oder den anderen Wärmetauscher zu leiten. Dabei kann unter Wärmeabgabe der Hochtemperaturspeicher 21 geladen werden. Der Hochtemperaturwärmestrom, der über den Wärmetauscher 11 in die Druckkammer 6 fließt, wird genutzt den Niedertemperaturdampf, kommend aus dem Verdampfer 3, zu erhitzen und zusätzlich eingespritztes Wasser, kommend vom Kondensator 17 und gefördert durch die Druckpumpe 7, unter hoher Temperatur und hohem Druck zu verdampfen. Dabei wird die Antriebsleistung des Dampfstromes für die Dampfturbine 8 erheblich gesteigert und durch die Kopplung wird der Niedertemperaturdampf durch den stärker angetriebenen Verdichter 5 vor dem Erreichen der Druckkammer stärker verdichtet. Insgesamt steigt die Wellenleistung der Dampfturbine 8 an und der daran gekoppelte Generator 9 kann eine große Menge elektrischen Strom liefern. Der größere Abdampfstrom aus der Dampfturbine wird auch wie beim Niedertemperaturbetrieb im Kondensator 17 niedergeschlagen und das gebildete Wasser teils durch die Speisepumpe 13 wieder in den Verdampfer 3 und teils durch die Druckpumpe 7 wieder zu den Düsen 12 in der Druckkammer 6 gefördert. Ist der Hochtemperaturspeicher 21 und das Pufferspeichersystem 4 geladen sowie der Heizkessel 1 durch nicht mehr vorhandenen Brennstoff außer Betrieb, kann über die Speicher durch die entsprechenden Einstellungen bei geringem Strombedarf die reine Niedertemperaturverdampfung und bei hohem Strombedarf zusätzlich die Hochtemperaturverdampfung ausgeführt werden. Entsprechend müssen im Hochtemperaturkreislauf die Umschaltventile 24a, 24b und 24c so angesteuert werden, dass der Wärmetransport zwischen der Wärmeaufnahme im Hochtemperaturspeicher 21 über den Wärmetauscher 25 zur Wärmabgabe über den Wärmetauscher 11 in die Druckkammer 6 erfolgen kann und die erforderliche Stoffflusszirkulation über den Ventilator 10 oder über die Hochtemperaturpumpe 10 realisiert ist.
In den Übergangsjahreszeiten und im Sommer ergibt sich durch die Erfindung die Möglichkeit über Thermie Strom bereitzustellen. Hier wird die Niedertemperaturwärme nicht vom Kessel 1 durch die Wassertasche 2c für das Pufferspeicherwasser im ersten Pufferspeicher 4a sondern durch solarthermische Kollektoren insbesondere einfachen Flachkollektoren 15 bereitgestellt. Dabei wird am Tag durch die Solarkreispumpe 16 Wasser oder Wasser- Glyocolgemisch als Wärmeträger aus den Kollektoren 15 bei entsprechend in Stellung gebrachtem Umschaltventil 26 durch den Wärmetauscher 18 im ersten Pufferspeicher 4a gepumpt. Unter Wärmeabgabe geht die gelieferte thermische Energie aus dem Niedertemperatursolarkreis in das Pufferspeicherwasser des Pufferspeichers 4a über. Durch die speicherinternen Dichteunterschiede des warmen und des kalten Wasser steigt das wärmere Wasser nach oben und erreicht den Verdampfer 3, während das kältere Wasser nach unten sinkt. Genauso werden die Flachkollektoren nachts zum Auskühlen des zweiten Pufferspeichers 4b genutzt. Dazu sind die Flachkollektoren 15 zwischen ihren Absorberblechen und ihrer Isolierung bzw. ihren Kollektorwannen durch auffahrbare Klappen am oberen und unteren Kollektorende belüftbar. Durch die Kollektorneigung entsteht nachts bei geöffneten Klappen ein natürlicher Luftstrom, der Wärme von den großen Absorberflächen der Flachkollektoren 15 abführen kann. Am Tag kann aber der Kollektor 15 bei geschlossenen Klappen in herkömmlicher Form thermisch Solarenergie ernten. Über die nächtliche Auskühlfunktion wird der Kühlwasserstrom bzw. der Kühlwassser-Glycolstrom durch die Solarkreispumpe 16 bei entsprechend geschaltetem Umschaltventil 26 von den Kollektoren 15 durch den Wärmetauscher 19 gepumpt. Dabei nimmt dieses Kühlwasser über den Wärmetauscher 19 Wärmeenergie, kommend vom zweiten Pufferspeicher 4b, auf. Dadurch wird das Speicherwasser im oberen Bereich des zweiten Pufferspeichers 4b abgekühlt. Durch die speicherinternen Dichteunterschiede des kalten und des warmen Wassers sinkt das kältere Wasser nach unten und erreicht den Kondensator 17, während das wärmere Wasser zum weiteren Wärmeabtransport nach oben steigt. Durch die erläuterte Verschaltung bildet auch beim Einsatz der Solarthermie der obere Bereich des ersten Pufferspeichers 4a für den Niedertemperaturdampfkraftprozess die Wärmequelle, während dazu der untere Bereich des zweiten Pufferspeichers 4b die Wärmesenke bildet. Der Niedertemperaturdampfkraftprozess zur Abdeckung des Grundlastbedarfes an Strom im Gebäude wird letztlich wieder genauso wie schon beim Kesselbetrieb im Winter gezeigt zwischen ersten und zweiten Pufferspeicher 4a und 4b durch die Komponenten 13, 3, 5, 6, 8, 9 und 17 betrieben. Zur Bereitstellung größerer Strommengen wird aber in der Übergangszeit und im Sommer auch der Hochtemperaturkreislauf betrieben. Dabei werden sehr hohe Temperaturen nicht wie im Winter durch den im Brennraum des Kessels 2a sitzen Hochtemperaturwärmetauscher 2b, sondern durch solarthermische Kollektoren mit sehr hohem Sonnenlichtkonzentrationsfaktor 20, insbesondere Parabolrinnenkollektoren, bereitgestellt. Hierfür werden durch die entsprechenden Stellungen der Umschaltventile 24a, 24b und 24c die Hochtemperaturkreisläufe zwischen den solarthermischen Kollektoren mit hohem Sonnenlichtkonzentrationsfaktor 20, dem Hochtemperaturspeicher 21 und dem Wärmetauscher 11 in der Druckkammer 6 durch die Hochtemperaturpumpe 10 oder dem Ventilator 10 betrieben. Der Wärmekraftmaschinenbetrieb zur Produktion großer Strommengen erfolgt schließlich, wie schon beim Kesselbetrieb im Winter gezeigt, über die Komponenten 13, 3, 5, 6, 7, 12, 11, 8, 9 und 17.
Die 2 zeigt anhand des dargestellten Ausführungsbeispiels der gebäudetechnischen Wärmekraftanlage, dass durch die Erfindung auch bei Bedarf die Stromproduktion teils vollständig nur durch die Nutzung der Hochtemperaturwärmequellen unter noch höherem mechanischem Wirkungsgrad erfolgen kann. Dazu muss in Erweiterung zu 1 die Verbindungsleitung zwischen dem Verdichter 5 und der Druckkammer 6 durch ein Schaltventil 27 abgesperrt werden und der Verdichter 5 muss durch z.B. eine schaltbare Kupplung 28 von der Dampfturbine 8 abgekoppelt sein. Der Dampfkraftprozess wird dann nur über die Komponenten 7, 12, 11, 8, 9 und 17 geführt. Nachteilig an dieser Variante ist aber, dass hier der relativ teure Hochtemperaturwärmespeicher in seiner Kapazität größer und die sehr kostengünstigen Heizungspufferspeicher in ihrer Kapazität kleiner ausgelegt werden sollten. Insgesamt steigen also bei der Betrachtung der gesamten installierten thermischen Speicherkapazität die Kosten. Einer kostengünstigen großen thermischen Speicherkapazität gerade zur regenerativen Beheizung eines Gebäudes kommt aber letztlich die entscheidende Rolle zu.
Außerdem lassen sich bei diesem Betriebszustand die günstigen Niedertemperaturquellen bereitgestellt aus Flachkollektoren oder niedertemperaturigem Abgas nicht mehr zur Stromproduktion heranziehen und können nur noch für reine Heizzwecke genutzt werden.
Dennoch kann das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung für Objekte mit häufig erhöhtem Strombedarf eine gute Lösung darstellen.
Im Ausführungsbeispiel der 3 ist die gebäudetechnische Wärmekraftanlage, genauso betreibbar wie schon anhand der 1 bzw. bei entsprechender Erweiterung auch anhand der 2 erläutert. Damit ist aus Wärme Strom bereitstellbar. In der 3 wird jetzt aber über weitere kleinere ergänzende Einrichtungen erläutert, dass die Erfindung es außerdem ermöglicht, bei Bedarf zusätzlich einen Wärmepumpenbetrieb unter Verbrauch elektrischer Energie zur Versorgung des Gebäudes mit Wärme zu realisieren und das durch die Erfindung sogar unter Einsatz elektrischer oder thermischer Energie das Gebäude gekühlt werden kann.
Für diesen Zweck sind zur Wärme- bzw. Kälteentnahme im Bereich der gebäudetechnischen Heizkreise 23 nochmals zwei Verbindungsleitungen und zwei Umschaltventile 29 und 30 integriert worden. Dadurch ist es möglich, neben dem wärmetechnischen Zugriff durch die gebäudetechnischen Heizkreise auf das gesamte Pufferrspeichersystem 4 oder getrennt im Einzelnen nur auf den ersten Pufferspeicher 4a oder den zweiten Pufferspeicher 4b zuzugreifen. Außerdem wurde in einem schaltbaren Bypass, mittels Umschaltventil 32, um die Speisepumpe 13 bei Bedarf umgehen zu können, ein Drosselventil 31 in dem Wärme- bzw. Kältearbeitskreislauf integriert. Als letzte Maßnahme kommt zusätzlich noch ein Umschaltventil 33 zum Einsatz, welches die Verbindungsleitung zwischen Verdichter 5 und Druckkammer 6 unterbrechen kann und eine Verbindung zwischen Verdichter 5 und dem Kondensator 17 herstellt.
Ist z.B. der Hochtemperaturspeicher 21 im Sommer durch die solarthermischen Kollektoren mit hohem Sonnenlichtkonzentrationsfaktor 20 aufgeladen oder liefern diese solarthermischen Kollektoren mit hohem Sonnenlichtkonzentrationsfaktor 20 direkt Hochtemperaturwärme, dann kann diese Wärme über den Hochtemperaturkreislauf am Wärmetauscher 11 in die Druckkammer 6 fließen. Dabei fördert die Druckpumpe 7 Wasser welches über die Düsen 12 in der Druckkammer 6 zerstäubt wird und dieses verdampft durch Wärmeaufnahme der vom Hochtemperaturkreislauf gelieferten Wärme. Dieser Dampf erreicht dann die Dampfturbine 8 und treibt sie an. Der durch die Dampfturbine 8 angetriebene Generator 9 bleibt elektrisch lastfrei oder er wird z.B. durch eine schaltbare Kupplung abgekoppelt. Der Abdampf aus der Dampfturbine 8 wird im Kondensator 17 niedergeschlagen und wieder durch die Druckpumpe 7 in die Druckkammer 6 gefördert. Durch den Betrieb der Dampfturbine 8 wird aber durch die Kopplung auch der Verdichter 5 angetrieben, während durch das Umschaltventil 33 keine Verbindung zwischen Verdichter 5 und der Druckkammer 6 besteht. Der Verdichter sorgt aber im Verdampfer 3 für einen starken Unterdruck und es kann im Verdampfer 3 unter sehr geringer Temperatur von z.B. 8°C und unter Wärmeaufnahme aus dem Pufferspeicherwasser 4a Wasser verdampfen. Dadurch wird das Pufferwasser im ersten Pufferspeicher 4a gekühlt. Der gebildete Dampf wird über den Verdichter 5 und das entsprechend geschaltete Umschaltventil 33 auch in den Kondensator 17 geleitet, wo er sich unter höherer Temperatur z.B. 40°C, höherem Druck und unter Wärmeabgabe niederschlagen kann. Das gebildete Kondensat strömt durch den Druckunterschied über das Umschaltventil 32 zur Drossel 31, wo es im Druck reduziert wird und schließlich zur erneuten Verdampfung den Verdampfer 3 erreicht. Durch diesen Betrieb wird das Speicherwasser im ersten Pufferspeicher 4a permanent gekühlt. Dieses kühle Speicherwasser kann jetzt durch die Gebäudeheizkreise 23 über die Heizkreispumpe 22 und das so geschaltete Umschaltventil 29, dass den Heizkreisrücklauf unmittelbar wieder in den unteren Bereich des ersten Pufferspeichers 4a fließen lässt, zum Kühlen des Gebäudes genutzt werden. Durch diesen Betrieb muss aber außerdem Wärme aus dem zweiten Pufferspeicher 4b abgeleitet werden. Dies ist über die Kühlfunktion der Flachkollektoren 15 insbesondere nachts durch den Solarkreislauf möglich. Zum Wärmetransport wird die Solarkreispumpe 16 angesteuert und der wärmeübertragende Stofffluss mit dem entsprechend geschalteten Umschaltventil 26 kann zwischen dem im zweiten Pufferspeicher 4b untergebrachten Wärmetauscher 19 und den Flachkollektoren 15 zirkulieren. Kann die Wärmeabführung nicht in ausreichender Form durch die Flachkollektoren 15 gewährleistet werden, muss ein kleines Rückkühlwerk noch zusätzlich in den Solarkreis integriert werden.
Neben der Kühlfunktion gerade im Sommer ermöglicht die erfinderische Anlage es, neben einer jederzeit möglichen Stromproduktion durch Wärme auch gerade in der Übergangsjahreszeit unter Stromverbrauch Wärme in das Gebäude pumpen zu können. Dafür muss die eigentlich als Generator 9 arbeitende elektrische Maschine auch als elektrischer Motor 9 nutzbar sein. Dieser treibt über die Kopplung sowohl die eigentliche Dampfturbine 8 und den Verdichter 5 an. Das Umschaltventil 33 ist dabei auf Durchgang geschaltet, d.h. der Verdichter 5 ist über die Druckkammer 6 mit der Dampfturbine 8 direkt verbunden. Durch den Antrieb arbeiten der Verdichter 5 und die Dampfturbine 8 zusammen und sie sind zusammengefasst als ein Verdichter zu sehen. Ist eine zusätzliche Wärmeeinleitung durch den Wärmetauscher 11 in der Druckkammer 6 kommend aus dem Hochtemperaturkreislauf möglich, so kann dieser den elektrischen Leistungsbedarf des Antriebsmotors 9 für den Wärmepumpenbetrieb teils deutlich reduzieren oder ganz verhindern. Hier soll aber in der Erläuterung nur davon ausgegangen werden, dass der Hochtemperaturkreislauf keine zusätzliche Wärme liefert.
Durch den gemeinsamen Verdichter, bestehend aus Verdichter 5 und Dampfturbine 8, wird ein Unterdruck im Verdampfer 3 erzeugt. Dadurch kann unter niedrigem Druck, unter niedriger Temperatur und unter Wärmeaufnahme vom Pufferspeicherwasser des ersten Pufferspeichers 4a das im Verdampfer enthaltene Wasser verdampfen. Dieser Dampf wird beim Durchströmen durch den Verdichter 5, der Druckkammer 6 und der Dampfturbine 8 verdichtet und gelangt in den Kondensator 17, wo er sich unter erhöhtem Druck, erhöhter Temperatur und unter Wärmeabgabe niederschlagen kann. Das gebildete Kondensat strömt durch den Druckunterschied zum Umschaltventil 32, wo es durch die Drossel 31 im Druck reduziert wird und schließlich zur erneuten Verdampfung den Verdampfer 3 erreicht. Durch diesen Betrieb erfährt das Speicherwasser im zweiten Pufferspeicher 4b permanent eine Wärmezufuhr, die durch die gebäudetechnischen Heizkreise zur Beheizung des Wohngebäudes genutzt werden kann. Dazu zieht die Heizkreispumpe 22 über das entsprechend geschaltete Umschaltventil 30 aus dem oberen Bereich des zweiten Pufferspeichers 4b die Wärme über den zirkulierenden Heizwasserkreislauf ab und führt sie über die Heizkreise 23 und Systeme wie Fußbodenheizung dem Gebäude zu. Während der Rückfluss des Heizwassers in den unteren Bereich des zweiten Pufferspeichers 4b erfolgt.
Auf der anderen Seite erfährt der erste Pufferspeicher 4a durch den Wärmepumpenbetrieb eine permanente Wärmeabführung, die durch eine Wärmezufuhr aus dem Niedertemperatursolarkreis oder aus der Speicherrestwärme selbst, z.B. vorliegend durch eine weiter zurückliegende Kesselbetriebsphase, abgedeckt werden muss. Für den erforderlichen Wärmetransport wird die Solarkreispumpe 16 angesteuert und der wärmeübertragende Stofffluss mit dem entsprechend geschalteten Umschaltventil 26 kann zwischen dem im ersten Pufferspeicher 4a untergebrachten Wärmetauscher 18 und den Flachkollektoren 15 zirkulieren. Dabei ist eine Wärmezufuhr im normalen Kollektorbetrieb gerade bei den sehr niedrigen erforderlichen Kollektortemperaturen durch direkte und indirekte Solarstrahlung besonders von Vorteil. Es ist aber außerdem nicht zu unterschätzen, dass auch eine ausreichende Wärmeaufnahme rein durch die Außenluft z.B. über die Kollektorbelüftungsfunktion zumindest runter bis auf 0°C über die Kollektoren 15 oder/und über das Rückkühlwerk erfolgen kann.
Bezugszeichenliste

1: Heizkessel
2a: Brennraum
2b: Hochtemperaturwärmetauscher
2c: Kesselwassertasche
3: Verdampfer
4: Pufferspeichersystem
4a: erster Pufferspeicher
4b: zweiter Pufferspeicher
5: Verdichter
6: Druckkammer
7: Druckpumpe
8: Dampfturbine
9: Generator/ Motor
10: Hochtemperaturpumpe oder Ventilator
11: Wärmetauscher
12: Düsen
13: Speisepumpe
14: Kesselkreispumpe
15: Flachkollektoren mit Belüftungsfunktion
16: Solarkreispumpe
17: Kondensator
18: Wärmetauscher (im Pufferspeicher 4a)
19: Wärmetauscher (im Pufferspeicher 4b)
20: solarthermische Kollektoren mit hohem Sonnenlichtkonzentrationsfaktor
21: Hochtemperaturspeicher
22: Heizkreispumpe
23: Heizkreis(e)
24a: regelbares Umschaltventil (im Hochtemperaturkreislauf)
24b: Umschaltventil (im Hochtemperaturkreislauf)
24c: Umschaltventil (im Hochtemperaturkreislauf)
25: Wärmetauscher (im Hochtemperaturspeicher)
26: Umschaltventil (im Solarkreis)
27: Schaltventil
28: schaltbare Kupplung
29: Umschaltventil (im Heizkreis)
30: Umschaltventil (im Heizkreis)
31: Drossel
32: Umschaltventil (Kondensat)
33: Umschaltventil (Dampf)

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 202015007447 U1 [0003]

Claims

Gebäudetechnische Wärmekraftanlage, aufweisend einen Verdampfer (3), in dem Wasser verdampfbar und ein Sattdampf bereitstellbar ist und aufweisend eine Arbeitsmaschine (8), in der durch Dampfexpansion eine Rotationsbewegung bereitgestellt wird, mit der wiederum elektrische Energie erzeugbar ist, sowie aufweisend einen Kondensator (17) mit einem Kondensationswärmetauscher, aus welchem mittels Kühlwasser Wärme abführbar ist, wobei der Kondensator (17) mit der Arbeitsmaschine (8) verbunden und dazu in der Lage ist, einen aus der Arbeitsmaschine (8) freigegebenen Abdampf zu Wasser zu kondensieren, und aufweisend eine Förderpumpe (13), mit welcher kondensiertes Wasser aus dem Kondensator (17) entnehmbar und dem Verdampfer (3) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmekraftanlage einen Verdichter (5), eine Druckkammer (6) und eine Druckpumpe (7) aufweist, wobei durch den Verdichter (5) der Dampf vor dem Erreichen der Arbeitsmaschine (8) verdichtet wird und in diesen verdichteten Dampf in der Druckkammer (6) vor der Arbeitsmaschine (8) weiteres kondensiertes Wasser durch die Druckpumpe (7) eingespritzt wird und dabei über eine Hochtemperaturwärmequelle entweder direkt oder indirekt Wärme zugeführt wird.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (5) mit der Arbeitsmaschine (8) mechanisch direkt gekoppelt ist.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (5) mechanisch unabhängig von der Arbeitsmaschine (8) arbeitet.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (5) dampfseitig von der Druckkammer abtrennbar ist.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (5) dampfseitig schaltbar direkt mit dem Kondensator (17) oder mit der Druckkammer (6) verbindbar ist.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (13) flüssigkeitsseitig durch einen schaltbaren Bypass umgehbar ist und sich in dem Bypass eine Drossel (31) befindet.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (13) selbst eine Drossel ist.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet das der Generator (9) auch als Motor (9) betreibbar ist.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Heizkessel (1) aufweist, der Niedertemperaturwärme aus einer Wassertasche (2c) und Hochtemperaturwärme aus einem Hochtemperaturwärmetauscher (2b) zur Verfügung stellt.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese solarthermische Kollektoren mit hohem Sonnenlichtkonzentrationsfaktor (20) als hochtemperaturige Wärmequelle aufweist.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Wärmekollektoranlage (15) als niedertemperaturige Wärmequelle aufweist.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Wärmekollektoranlage (15) aufweist, die belüftbar ist und damit Wärme an die Umgebung abführt.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Niedertemperaturwärmespeicherung ein Pufferspeichersystem (4) aufweist.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pufferspeichersystem (4) in einen ersten Pufferspeicher (4a) und in einen zweiten Pufferspeicher (4b) aufgeteilt ist und diese Pufferspeicher unabhängig voneinander Kälte- oder Wärmespeicher sein können.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gebäudetechnische Heizkreis 23 wahlweise auf das gesamte Pufferspeichersystem (4) oder im einzelnen auf den ersten Pufferspeicher (4a) oder auf den zweiten Pufferspeicher (4b) zugreift.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmekollektoranlage (15) wahlweise das gesamte Pufferspeichersystem (4) aber auch den ersten Pufferspeicher (4a) und den zweiten Pufferspeicher (4b) im einzelnen thermisch be- und entlädt.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Hochtemperaturwärmespeicherung einen Hochtemperaturspeicher (21) aufweist.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese zum Hochtemperaturwärmetransport einen Hochtemperaturkreislauf auf Gas- oder Flüssigkeitsbasis aufweist.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochtemperaturkreislauf zum Aufschmelzen eines Wärmetransportmediums eine Heizeinrichtung besitzt.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Hochtemperaturkreislauf durch regelbare und ungeregelte Schalteinrichtungen (24) wahlweise das solarthermische Kollektorsystem mit hohem Sonnenlichtkonzentrationsfaktor (20), der Hochtemperaturwärmetauscher (2b) des Heizkessels (1) der Wärmetauscher (25) im Hochtemperaturspeicher (21) und der Wärmetauscher (11) in der Druckkammer (6) mit einander in Verbindung stehen.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (3) im oberen Bereich eines Pufferspeichers sitzt.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (17) im unteren Bereich eines Pufferspeichers sitzt.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochtemperaturkreislauf Zinn als Wärmeträgermedium aufweist.
Gebäudetechnische Wärmekraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochtemperaturspeicher als Speichermaterial Aluminium enthält.