DE19623874A1

DE19623874A1 - Procedure for using thermal energy contained in liquid or gaseous primary energy carrier, released by combustion

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Publication number: DE19623874A1
Application number: DE19623874A
Authority: DE
Original assignee: BRANDENBURGER ERDWAERMETECHNIK
Current assignee: BRANDENBURGER ERDWAERMETECHNIK
Priority date: 1996-06-15
Filing date: 1996-06-15
Publication date: 1997-12-18

Abstract

A procedure for using thermal energy contained in a liquid or gaseous primary energy carrier, released by combustion, uses a heat-power coupling. The energy component converted into mechanical energy by the combustion process in a thermal machine (1) is itself converted by a generator into electricity. The equivalent of heat not converted into mechanical energy by the combustion is extracted from the media, cold water, lubricating oil, charging air and the air in the chamber. The mechanical equivalent of heat caused by friction in the generator and the electrical equivalent of heat caused by hysteresis losses, as well as the radiation heat contained in the air of the chamber surrounding the power station comprising the thermal machine and the generator.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur wirtschaftlichen Ver wertung von bei der Kraft-Wärme-Kopplung im Betrieb von Block heizkraftwerken anfallenden Abwärmemengen bei einem möglichst hohen Anteil von Elektroenergie und wird in dezentralisierten Heizzentralen zur Wärme- und Stromversorgung eingesetzt.The invention relates to a method for economical Ver evaluation of combined heat and power in the operation of block amount of waste heat generated by heating power plants if possible high proportion of electrical energy and is in decentralized Heating centers used for heating and power supply.

Die allgemein bekannte Umweltproblematik führt dazu, daß in allen Bereichen der Wirtschaft zunehmend Initiativen zur Energieeinsparung ergriffen werden. Eine der wichtigsten Maßnahmen ist dabei in der Energiewirtschaft der Einsatz der Wärmekraftkopplung, insbesondere der der Blockheizkraftwerke, da diese Technik eine wirtschaftliche und ökologisch sinnvolle Umwandlung von Primärenergieträgern in sekundäre Energieformen, wie Wärme und Elektrizität ermöglicht. The generally known environmental problem leads to the fact that in initiatives in all areas of the economy Energy savings can be taken. One of the most important The measures in the energy industry are the use of Thermal power coupling, in particular that of combined heat and power plants, because this technique is an economical and ecologically sensible Conversion of primary energy sources into secondary forms of energy, how heat and electricity enables.

Die Kraft-Wärme-Kopplung wird mit Blockheizkraftwerken reali siert, wobei Verbrennungskraftmaschinen oder Gasturbinen zum Einsatz kommen, die gleichzeitig Strom und nutzbare Wärme er zeugen. Die von diesen Verbrennungskraftmaschinen erzeugte mechanische Energie wird über Generatoren in elektrische Energie umgewandelt, während die thermische Energie für Heizzwecke ge nutzt wird.Combined heat and power is realized with combined heat and power plants siert, with internal combustion engines or gas turbines for Use, which at the same time electricity and usable heat testify. The one produced by these internal combustion engines mechanical energy is converted into electrical energy via generators converted while the thermal energy ge for heating purposes is used.

Bekannt sind Einrichtungen, bei denen die in Verbrennungskraft maschinen anfallende thermische Energie (die Kühlwasserwärme, die Auspuffwärme, die Abgaswärme) zu Wärmeaustauschern geführt wird. Die dabei anfallende, bzw. erzeugte Nutzwärme dient der Wärmeversorgung.Facilities are known in which the internal combustion thermal energy (the cooling water heat, the exhaust heat, the exhaust heat) led to heat exchangers becomes. The resulting or generated useful heat serves the Heat supply.

Obgleich Heizkraftwerke mit einer Kraft-Wärme-Kopplung große Vorteile gegenüber herkömmlichen Kraftwerken in bezug auf die Wärmeausnutzung der verfügbaren Einsatzenergie besitzen, fanden derartige Heizkraftwerke wegen der Nachteile, z. B. Standortpro bleme, hohe Investitionen, Verluste in der Wärmefernleitung, keine Anpassungsmöglichkeiten an ein zeitlich gedehntes Rea lisieren der Wärmenutzungsobjekte, nur beschränkte Verwendung. Bestimmte Nachteile dieser zentralen Heizkraftwerke können durch den Einsatz dezentraler Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen vermieden werden. Allerdings besitzen derartige dezentrale Anlagen einen ungünstigeren Wirkungsgrad.Although combined heat and power plants are great Advantages over conventional power plants in terms of Possess heat utilization of the available energy such thermal power plants because of the disadvantages, for. B. Location pro bad, high investments, losses in heat transmission, no adjustment options to a temporally extended rea Identify the heat use objects, only limited use. Certain disadvantages of these central heating plants can be caused by avoided the use of decentralized cogeneration plants will. However, such decentralized plants have one less favorable efficiency.

Zur Erhöhung der Effektivität solcher Wärme-Kraft-Kopplungs anlagen, d. h. von Blockheizkraftwerken wird die nicht vor Ort verbrauchte Elektroenergie in das Netz der Energieversorgungs betriebe eingespeist und, sofern die anfallende thermische Ener gie für Heizzwecke und dergleichen nicht im vollen Umfange be nötigt wird, wird diese Wärmerspeichern zugeführt. To increase the effectiveness of such cogeneration plants, d. H. of cogeneration plants is not on site used electrical energy in the network of energy supply companies fed in and provided the thermal energy gie for heating purposes and the like not to the full extent is necessary, this heat storage is supplied.

Zur Erhöhung des Wirkungsgrades derartiger Blockheizkraftwerke ist es nach der DE 30 24 673 bekannt geworden, daß die Verbren nungskraftmaschine bei erhöhtem Wärmebedarf von dem Strom generator getrennt und als Antriebsmaschine für eine Wärmepumpe verwendet wird. Dazu kann der Generator auch im Leerlauf be trieben und an einem zweiten Wellenende über eine Kupplung mit dem Kompressor einer Wärmepumpe verbunden werden.To increase the efficiency of such cogeneration plants it has become known from DE 30 24 673 that the burns Power engine with increased heat demand from the electricity generator separately and as a drive machine for a heat pump is used. For this purpose, the generator can also be idle driven and at a second shaft end with a clutch the compressor of a heat pump.

Diese vorgeschlagene Lösung dient ausnahmslos zur Abdeckung von Lastspitzen. Ein Beitrag zur Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades von Blockheizkraftwerken ist mit dieser Lösung nicht gefunden worden.This proposed solution is used to cover without exception Peak loads. A contribution to increasing the overall efficiency of cogeneration plants is not found with this solution been.

Nach der DE 25 00 641 ist eine kombinierte Wärme- und Stromer zeugungsanlage, die kompakt ausgebildet und den Schallschutz normen genügt und einfach vor Ort, nahe dem mit Strom und Wärme zu versorgenden Verbraucher installierbar ist, einfach bedienbar ist und gleichzeitig einen höheren Wirkungsgrad aufweist, be kannt geworden. Diese Anlage verfügt als Wärmeerzeuger über eine Verbrennungskraftmaschine, die mit einem Generator gekoppelt ist, wobei die erzeugte Elektroenergie in das jeweils vorhandene Nieder- oder Mittelspannungsnetz der örtlichen Versorgungsträger abgegeben wird. Die als Wärmeerzeuger dienende Verbrennungs kraftmaschine und der Generator sind zu einem Motor-Generator-Block zusammengefaßt. Die Wärmequellen des Wärmeerzeugers, die Verbrennungskraftmaschine, wie die Kühlwasserwärme, die Abgas wärme, die Schmierölwärme und die Strahlungswärme der Bauteile werden innerhalb der Wärme- und Stromerzeugungsanlage ausgenutzt für die Erzeugung von Wärmeenergie, die den zu versorgenden Ob jekten über Wärmeübertragungsleitungen durch ein darin einge schlossenes Wärmetransportmedium, z. B. Wasser oder Dampf, zuge führt wird. Der Wärmeaustausch zwischen den vorgenannten Wärme trägern erfolgt über Wärmetauscher. Weiterhin sind Wärmespeicher vorgesehen, damit diese Kraft-Wärme-Kopplungsanlage in Betrieb dem tages- und jahreszeitlichen Wärme- bzw. Strombedarf besser angepaßt werden kann. Weiterhin ist bei dieser bekannt gewor denen Anlage vorgesehen, die angesaugte und für den Verbren nungsvorgang erforderliche Luft über entsprechende Einrichtungen anzusaugen und unter Nutzung aller Abwärmeströme des Motor- Generator-Blockes zu erwärmen.According to DE 25 00 641 is a combined heat and electricity generation system that is compact and soundproof Standards suffice and simply on site, close to that with electricity and heat can be installed to supply consumers, easy to use is and at the same time has a higher efficiency, be became known. This system has a heat generator Internal combustion engine coupled to a generator is, the electrical energy generated in the existing Low or medium voltage network of local supply providers is delivered. The combustion that serves as a heat generator The engine and the generator are part of a motor-generator block summarized. The heat sources of the heat generator, the Internal combustion engine, such as the cooling water heat, the exhaust gas heat, the heat of the lubricating oil and the radiant heat of the components are used within the heat and power generation plant for the generation of thermal energy that the Ob objects via heat transmission lines through a closed heat transfer medium, e.g. B. water or steam leads. The heat exchange between the aforementioned heat Carriers are made via heat exchangers. There are also heat stores provided for this cogeneration plant to operate the daily and seasonal heat and electricity requirements better can be adjusted. Furthermore, it has become known those plant provided, the sucked in and for burning necessary air through appropriate facilities suction and using all waste heat flows from the engine To heat the generator block.

Mit diesem Vorschlag ist eine Lösung bekannt geworden, die der Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades dient. Allerdings besitzt diese vorgeschlagene Kraft-Wärme-Kopplungsanlage den Nachteil, daß keine optimale Prozeßsteuerung unter Ausnutzung aller anfallenden Wärmeenergien genutzt wird.This proposal has made known a solution that the Serves to increase the overall efficiency. However owns this proposed cogeneration plant has the disadvantage that no optimal process control taking advantage of all heat energy is used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erhöhung des Ausnutzungsquotienten von zum Einsatz kommenden Primärenergieträgern zu den genutzten Anteilen der aus Wärme energie und Elektroenergie bestehenden Sekundärenergie, wobei das Verhältnis zwischen Wärmeenergie und Elektroenergie zu Gunsten der Elektroenergie gestaltet ist, und einer Einrichtung zur Umsetzung des Verfahrens zu entwickeln.The invention has for its object a method for Increase in the utilization ratio of those used Primary energy sources to the used proportions of heat energy and electrical energy existing secondary energy, being the relationship between thermal energy and electrical energy too Is designed in favor of electrical energy, and a facility to develop to implement the process.

Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß ein Verfahren zur Aus nutzung der in einem flüssigen oder gasförmigen Primär energieträger und durch Verbrennung freigesetzten Wärmeenergie mittels einer Wärmekraftkopplungseinrichtung entwickelt wurde, bei dem erfindungsgemäß der durch einen Verbrennungsvorgang in einer Verbrennungskraftmaschine in mechanische Energie umge setzte Anteil durch einen Generator in Elektroenergie umge wandelt wird, und daß das bei der Verbrennung in einer Verbren nungskraftmaschine nicht in mechanische Energie umgesetzte Wärmeäquivalent, den diese Wärmeäquivalente tragenden Medien, Kühlwasser, Schmieröl, Ladeluft und Raumluft sowie das im Generator durch Reibung verursachte mechanische Wärmeäquivalent sowie das durch Hystereseverluste begründete elektrische Wärme äquivalent und die in der das aus Verbrennungskraftmaschine und Elektrogenerator bestehende Blockheizkraftwerk umgebenden Raum luft enthaltene Strahlungswärme durch Wärmeaustausch und Wärme übertragung entzogen und in einem nachgeschalteten Vollbrenn wertkessel auf ein Heizmedium übertragen wird, und daß die Ver brennungskraftmaschine mit einem Ladeluftstrom konstanter Ansaugtemperatur betrieben wird und die bei der Aufladung der Verbrennungsluft durch einen Turbolader auf die Ladeluft über tragene Verdichtungswärme nachfolgend wieder entzogen und über eine Wärmeübertragungseinrichtung über eine Wärmepumpe (Luft- Wasser-Kältesatz) auf das Heizmedium übertragen wird.This object was achieved in that a method to use of the in a liquid or gaseous primary energy-efficient and thermal energy released by combustion was developed using a thermal power coupling device, in which according to the invention by a combustion process in an internal combustion engine converted into mechanical energy converted share into electrical energy through a generator is converted, and that when burning in a cremation engine not converted into mechanical energy Heat equivalent, these heat equivalents carrying media, Cooling water, lubricating oil, charge air and room air as well as in the Generator mechanical mechanical equivalent caused by friction as well as the electrical heat caused by hysteresis losses equivalent and that in which the internal combustion engine and Existing CHP unit surrounding space Radiant heat contained in air through heat exchange and heat transmission removed and in a subsequent full fire Wertkessel is transferred to a heating medium, and that the Ver internal combustion engine with a charge air flow constant Suction temperature is operated and when charging the Combustion air through a turbocharger to the charge air The heat of compression subsequently removed and transferred again a heat transfer device via a heat pump (air Water cooling unit) is transferred to the heating medium.

Bei dem erfindungsgemäß gestalteten Verfahren, wird durch die Wärmepumpe die Temperatur über das Niveau der des Puffermediums im Pufferspeicher angehoben.In the method designed according to the invention, the Heat pump the temperature above the level of that of the buffer medium raised in the buffer.

Weiterhin ist nach dem erfindungsgemäß ausgebildeten Verfahren auch vorgesehen, daß die Öltanks mit dem Abgasstrom des Voll brennwertkessel beheizt werden, soweit eine Primärenergie versorgung mit Heizöl oder Naturöl erfolgt.Furthermore, according to the method designed according to the invention also provided that the oil tanks with the exhaust stream of the full condensing boilers are heated as far as a primary energy Supply with heating oil or natural oil.

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens sieht vor, daß dem Blockheizkraftwerk ein Vollbrennwertkessel zugeordnet ist, wobei in diesem Wärmeaustauscher für die Wärmeübertragung auf das Heizmedium vorgesehen sind, wobei dieser eine zusätzliche Brennereinheit aufweist und dem Vollbrennwertkessel ein Puffer speicher nachgeschaltet ist. The facility for carrying out the procedure provides that a full condensing boiler is assigned to the combined heat and power plant, being in this heat exchanger for heat transfer the heating medium are provided, this one additional Burner unit and the full condensing boiler has a buffer memory is connected.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens verfügt über eine Wärmepumpe zur Wärmerückgewinnung der in der Ladeluft der Verbrennungskraftmaschine des durch Aufladung ent haltenen Wärmeäquivalents und diese Wärmepumpe steht mit einem in einem Wärmetauscherkreislauf eines in einem Pufferspeicher vorgesehenen Nachheizwärmetauschers in Verbindung.The inventive device for performing the method has a heat pump for heat recovery in the Charge air of the internal combustion engine ent by charging heat equivalent and this heat pump stands with one in a heat exchanger circuit one in a buffer storage provided post-heat exchanger in connection.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe invention will be based on an embodiment are explained in more detail. Show in the accompanying drawing

Fig. 1 den Aufbau einer aus einem Blockheizkraftwerk (BHKW) bestehenden Heizzentrale mit einer Erdwärmetauscher anlage und Tankbeheizung Fig. 1 shows the structure of a combined heat and power plant (CHP) heating center with a geothermal heat exchanger and tank heating

Fig. 2 den Aufbau der Restwärmenutzung zur Tankbeheizung bei Ölbetrieb Fig. 2 shows the structure of the residual heat for tank heating in oil operation

Fig. 3 eine Heizzentrale nach Fig. 1 mit Anschluß an eine Solarkollektoranlage mit einer Überwechselautomatik für den als Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Wärmeerzeuger. Fig. 3 shows a heating center according to Fig. 1 with connection to a solar collector system with an automatic transfer for the heat generator designed as an internal combustion engine.

Zur Wärme- und Elektroenergieerzeugung dient eine Verbrennungs kraftmaschine 1. Diese wird wahlweise mit Öl oder mit Gas als Primärenergieträger betrieben. Zur Elektroenergieerzeugung ist diese Verbrennungskraftmaschine 1 mit einem Elektrogenerator 2 mechanisch verbunden. Das aus Verbrennungskraftmaschine 1 und Generator 2 bestehende Aggregat ist räumlich gekapselt. Als Wärmeerzeuger dient die Verbrennungskraftmaschine 1. An internal combustion engine 1 is used to generate heat and electrical energy. This is operated either with oil or with gas as the primary energy source. For the generation of electrical energy, this internal combustion engine 1 is mechanically connected to an electrical generator 2 . The unit consisting of internal combustion engine 1 and generator 2 is spatially encapsulated. The internal combustion engine 1 serves as the heat generator.

Dem Verbrennungskraftmaschinen-Generator-Satz 1; 2 ist ein Voll brennwertkessel 3 nachgeschaltet. Der Vollbrennwertkessel 3 ist mit einer zusätzlichen Brenneranlage 4 zwecks Betreibung des Vollbrennwertkessels 3 mittels Öl oder Gas ausgerüstet.The internal combustion engine generator set 1 ; 2 is a full condensing boiler 3 downstream. The full condensing boiler 3 is equipped with an additional burner system 4 for the purpose of operating the full condensing boiler 3 by means of oil or gas.

Zur wirtschaftlichen Betriebsgestaltung der Heizzentrale wird die Verbrennungskraftmaschine 1 mit einer Aufladung betrieben. Die bei der Aufladung entstehende Verdichtungswärme wird der Ladeluft wieder insoweit entzogen, wie diese über der optimalen Betriebstemperatur der Ladeluft für die verwendete Verbrennungs kraftmaschine liegt. Die Bereitstellung der Ladeluft erfolgt über einen Abgasturbolator 5. Zur Herstellung eines optimalen und konstanten Ansaugdruckes am Ansaugstutzen des Turboladers ist ein Gebläse 6 vorgesehen, das drehzahlgeregelt ist und für einen optimalen Ansaugdruck sorgt. Das Ansaugen der Ladeluft erfolgt über ein kombiniertes Abgas- und Zuluftsystem 7. Im Gegenstrom zu den Abgasen wird Frischluft sowohl für den Vollbrennwertkessel 3, als auch für den Ladeluftstrom angesaugt. Dabei tritt eine Erwärmung der Zuluft zum Gebläse 6 ein. Die Verdichtungswärme nach dem Austritt aus dem Turbolader wird der aufgeladenen Verbrennungsluft für die Verbrennungskraftmaschine 1 wieder entzogen. Zweckmäßig hat es sich erwiesen, dafür eine Wärmepumpe 8 einzusetzen. Durch diese Wärmepumpe wird die Lade lufttemperatur auf einen Idealwert heruntergekühlt, der bei ca. 25°C liegt. Die aus der Verbrennungskraftmaschine 1, austretende Abgasmenge wird nach Arbeitsleistung im Abgasturbolator dem Vollbrennwertkessel 3 zugeführt, wo der Wärmeinhalt über Wärme tauscherflächen auf das Heizmedium, z. B. Wasser, übertragen wird.In order to economically design the heating center, the internal combustion engine 1 is operated with a supercharger. The compression heat generated during charging is withdrawn from the charge air to the extent that it is above the optimal operating temperature of the charge air for the internal combustion engine used. The charge air is provided via an exhaust gas turbolator 5 . In order to produce an optimal and constant intake pressure at the intake port of the turbocharger, a blower 6 is provided which is speed-controlled and ensures an optimal intake pressure. The charge air is drawn in via a combined exhaust gas and supply air system 7 . In countercurrent to the exhaust gases, fresh air is drawn in both for the full condensing boiler 3 and for the charge air flow. This causes the supply air to the fan 6 to heat up. The heat of compression after exiting the turbocharger is extracted from the charged combustion air for the internal combustion engine 1 again. It has proven expedient to use a heat pump 8 for this. This heat pump cools the charge air temperature down to an ideal value of around 25 ° C. The exiting from the internal combustion engine 1 , the amount of exhaust gas is fed to the full condensing boiler 3 after work in the exhaust gas turbolator, where the heat content via heat exchanger surfaces on the heating medium, for. B. water is transmitted.

Ferner wird die dem Ladeluftstrom entzogene Wärmemenge zur Nutzwärmeverwendung, entweder einem Pufferspeicher 9 bekannter Bauart zugeführt oder in einem Erdwärmespeicher 13 gespeichert. Furthermore, the amount of heat extracted from the charge air flow for use of useful heat is either fed to a buffer store 9 of a known type or stored in a geothermal store 13 .

Das Wärmeäquivalent, das in der Verbrennungskraftmaschine 1 nicht in mechanische Energie umgesetzt worden ist und sich als Wärmeenergiemenge im Kühlwasserstrom dieser selben befindet, wird einem Wärmeaustauscher in dem Vollbrennwertkessel 3 zugeführt.The heat equivalent, which has not been converted into mechanical energy in the internal combustion engine 1 and is present as a heat energy quantity in the cooling water flow thereof, is fed to a heat exchanger in the full condensing boiler 3 .

Alle Wärmeaustauscher, d. h. der der primärseitig mit dem Abgas strom der Verbrennungskraftmaschine 1 beaufschlagt wird und der der primärseitig im Kühlwasserstrom der Verbrennungskraft maschine liegt, liegen in Reihe des Heizkreislaufes im Voll brennwertkessel.All heat exchangers, ie the primary side with which the exhaust gas stream of the internal combustion engine 1 is applied and which is located on the primary side in the cooling water flow of the internal combustion engine, lie in the heating circuit in the full condensing boiler.

Bei einem Wärmeüberschuß aus der Stromerzeugung - d. h. wenn die durch die Verbrennungskraftmaschine 1 erzeugte Wärme im sekun dären Heizkreis nicht abgenommen wird - wird von der zentralen Regelung der 3-Wege-Hahn 10 umgeschalten in Richtung Wärme tauscher 11. Die Wärme des Kühlwassers der Verbrennungskraft maschine 1 wird nun solange über den Wärmetauscher 11 und die Umwälzpumpe 12 an den Solekreis 14 - bestehend aus Erdsonden, einem Solespeicher oder einem Groß-Wasser-Speicher - abgeführt, bis der sekundäre Heizkreis wieder Wärme abnimmt. Die Temperatur im Solekreis 14 wird dadurch angehoben.If there is excess heat from the power generation - ie if the heat generated by the internal combustion engine 1 is not removed in the secondary heating circuit - the central control switches the 3-way valve 10 in the direction of the heat exchanger 11 . The heat of the cooling water of the internal combustion engine 1 is now removed via the heat exchanger 11 and the circulation pump 12 to the brine circuit 14 - consisting of geothermal probes, a brine storage device or a large water storage device - until the secondary heating circuit again absorbs heat. This raises the temperature in the brine circuit 14 .

Wenn der sekundäre Wärmebedarf größer als die Wärme der Ver brennungskraftmaschine 1 bei der Stromerzeugung ist, so wird über die Solepumpe 16 die Sole-/Wasser-Wärmepumpe 15 zugeschal tet und entzieht dem Solekreis (oder -Speicher) Wärme, bringt sie auf ein Temperaturniveau von 50 bis 60°C und gibt sie über die Speicherladepumpe 17 an den Pufferspeicher 9 ab. Durch dieses Verfahren wird also Überschußwärme sowie - z.G. bei Aus führung der Soleanlage mit Erdsonden - im Erdreich enthaltene Umweltwärme in den sekundären Heizkreis eingespeist. If the secondary heat requirement is greater than the heat of the internal combustion engine 1 when generating electricity, then the brine / water heat pump 15 is switched on via the brine pump 16 and extracts heat from the brine circuit (or store), bringing it to a temperature level of 50 to 60 ° C and delivers them via the accumulator charging pump 17 to the buffer memory 9 . By this method, excess heat and - zG when executing the brine system with geothermal probes - environmental heat contained in the ground is fed into the secondary heating circuit.

Für den Fall, daß im Sommer bzw. in der Übergangszeit bei ausreichender Sonneneinstrahlung sekundärseitig mehr Wärme benö tigt wird, als die Verbrennungskraftmaschine 1 erzeugt, wird die Solaranlage 18 zur Aufladung des Pufferspeichers 9 und damit zur Einspeisung direkter Solarenergie in den Heizkreis genutzt.In the event that more heat is needed on the secondary side in summer or in the transition period when there is sufficient solar radiation than the internal combustion engine 1 generates, the solar system 18 is used to charge the buffer store 9 and thus to feed direct solar energy into the heating circuit.

Mit der vorgeschlagenen Lösung wird ein hoher Gesamtwirkungsgrad des Blockheizkraftwerkes erreicht und die Ausbeute an Elektro energie gegenüber der anfallenden Wärmeenergie erhöht. Diese Er höhung des Gesamtwirkungsgrades basiert darauf, daß die Zuluft für die Verbrennungskraftmaschine aufbereitet wird und dadurch diese ständig mit einer Ladeluft mit konstanten Parametern be aufschlagt wird und damit unter Idealbedingungen betrieben werden kann.The proposed solution has a high overall efficiency of the combined heat and power plant and the yield of electrical energy compared to the heat energy generated. This he Increasing the overall efficiency is based on the fact that the supply air is prepared for the internal combustion engine and thereby these constantly with a charge air with constant parameters is served and thus operated under ideal conditions can be.

BezugszeichenlisteReference list

1 Verbrennungskraftmaschine
2 Generator
3 Vollbrennwertkessel
4 Brenner
5 Abgasturbolader
6 Gebläse
7 Abgas- und Zuluftsystem
8 Wärmepumpe
9 Pufferspeicher
10 3-Wege-Hahn
11 Wärmetauscher
12 Umwälzpumpe
13 Erdwärmespeicher
14 Solekreis
15 Sole-/Wasser-Wärmpumpe
16 Solepumpe
17 Speicherladepumpe
18 Solaranlage 1 internal combustion engine
2 generator
3 full condensing boilers
4 burners
5 turbochargers
6 blowers
7 Exhaust and supply air system
8 heat pump
9 buffer memory
10 3-way tap
11 heat exchangers
12 circulation pump
13 geothermal storage
14 brine circuit
15 brine / water heat pump
16 brine pump
17 storage tank charging pump
18 solar system

Claims

1. A method for utilizing. Contained in a liquid or gaseous primary energy source and released by combustion thermal energy by means of a thermal power coupling device, characterized in that the energy converted into mechanical energy by a combustion process in a combustion engine ( 1 ) is converted into electrical energy by a generator ( 2 ) and that the heat equivalent that is converted into combustion energy in a combustion engine ( 1 ) is not converted into mechanical energy, the heat equivalents that carry the media, cooling water, lubricating oil, charge air, and room air as well as in Generator ( 2 ) mechanical heat equivalent caused by friction as well as the electrical heat equivalent caused by hysteresis losses and the radiant heat contained in the ambient air surrounding the internal combustion engine ( 1 ) and electric generator ( 2 ) by heat exchange h and heat transfer is withdrawn and transferred to a heating medium in a downstream full combustion boiler ( 3 ) and the internal combustion engine is operated with a charge air flow at a constant intake temperature and the compression heat transferred to the charge when the combustion air is charged by the turbocharger is subsequently extracted and transferred again a heat transfer device is transferred to the heating medium via a heat pump.

2. The method according to claim 1, characterized in that through the heat pump the temperature above the level of the Buffer medium in the buffer memory is raised.

3. The method according to claim 1, that the oil tanks are heated with the exhaust gas stream of the condensing boiler ( 3 ).

4. A device for performing the method according to claim 1, characterized in that the combined heat and power plant is assigned a full condensing boiler ( 3 ), in which heat exchanger for heat transfer to the heating medium are provided and this has an additional burner unit ( 4 ) and the Fully condensing boiler ( 3 ) is connected to a buffer store ( 3 ).

5. A device for performing the method according to claim 1 to 4, characterized in that a heat pump ( 8 ) for heat recovery of the in the charge air of the internal combustion engine ( 1 ) contained by supercharging heat equivalents is provided and the heat pump ( 8 ) with a heat exchanger circuit ( 14 ) of a post-heating heat exchanger provided in the buffer store ( 9 ) is connected.

6. Device for performing the method according to claim 1-4 to produce a constant precisely defined optimal intake pressure of the supply air at the entrance to the Turbola otherwise (correspondingly with naturally aspirated engine on intake manifold zen of the motor) by means of an electronically controlled Ge pale.

7. Device for performing the method according to claim 1-4 for using excess heat from the CHP. This will via a heat exchanger to the brine system of the heat pump system and thus increases the heat source temperature and can at least partially (depending on Geology) or whole (when using an isolated ent appropriately dimensioned brine or large water storage s can be used seasonally by connecting the Heat pump (s).

8. Device for using the residual heat of the exhaust gas behind the full condensing boiler for heating the tank system with tels pipe of the exhaust pipes 1 through the tank room in Close to the oil tanks 2 and reintegration into the exhaust system.