DE19800004A1 - Gewerbliche und industrielle Kälteanlage und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Kälteanlage - Google Patents
Gewerbliche und industrielle Kälteanlage und Verfahren zum Betreiben einer derartigen KälteanlageInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine gewerbliche und/oder industrielle Kälteanlage, bestehend
aus wenigstens einem Kältemittelkreislauf mit wenigstens einem Verdichter,
wenigstens einem Wärmetauscher und wenigstens einer Entspannungseinrichtung,
und ggf. bestehend aus wenigstens einem Kälteträgerkreislauf mit wenigstens einer
Pumpe und wenigstens einem Wärmetauscher.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen
Kälteanlage.
Unter dem Begriff "Kälteanlage" sei zum einen die Erzeugung von Kälte und zum
anderen die Verteilung der erzeugten Kälte - also der Transport von der Erzeugungs
stelle zu den kälteverbrauchenden Einrichtungen - zu verstehen.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine gewerbliche und/oder industrielle
Kompressionskälteanlage. In derartigen Kälteanlagen wird ein Kältemittel und ggf. ein
Kälteträger im "Kreis gefahren". Das "Umpumpen" des Kältemittels erfolgt mittels
wenigstens eines Verdichters 2. Das verdichtete Kältemittel wird einem Kühler 3
zugeführt und in diesem z. B. gegen Umgebungsluft abgekühlt und verflüssigt. In
einer Entspannungseinrichtung, vorzugsweise in einem Entspannungsventil 4, wird
das Kältemittel anschließend entspannt, woraufhin es in einem Wärmetauscher 5
Kälte abgibt bzw. Wärme aufnimmt. Sodann wird das verdampfte Kältemittel wieder
von dem bereits erwähnten Verdichter 2 angesaugt.
Bei einer Vielzahl von Anwendungen von Kälteanlagen ist es aus unterschiedlichen
Gründen notwendig, Kälte mittels Kälteträger zu "transportieren". Ein Kälteträgerkreis
lauf weist wenigstens eine Pumpe, wenigstens einen Wärmetauscher und, sofern es
sich um einen geregelten Kälteträgerkreislauf handelt, eine entsprechende Regelein
richtung auf.
Verdichter sowie die ggf. vorzusehende(n) Pumpe(n) werden von einem Motor M',
vorzugsweise einem Elektromotor angetrieben, wobei der Motor elektrische Energie
verbraucht, die in Fossil- und/oder Kernkraftwerken erzeugt wird. Der Verbrauch an
fossilen Brennstoff führt jedoch zur einer erhöhten Umweltbelastung durch Kohlen
dioxidausstoß, Abwärme, etc. Auch die mit Kernkraftwerken verbundenen Nachteile
sind hinreichend bekannt. Die mit dem Verbrauchen von fossilen Brennstoffen
einhergehenden Nachteile treten selbstverständlich auch bei mit Brennkraftmaschinen
angetriebenen Motoren auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gewerbliche und/oder industrielle
Kälteanlage anzugeben, die eine Reduzierung der Umweltbelastung sowie des Fossil- und
Kernbrennstoffverbrauchs ermöglicht.
Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer
derartigen Kälteanlage, das die erwähnten Nachteile vermeidet, anzugeben.
Diese Aufgabe wird entsprechend der erfindungsgemäßen Kälteanlage dadurch
gelöst, daß diese wenigstens eine Solarzelle, die zumindest zeitweilig dem Antrieb der
Verdichter und ggf. der Pumpen dient, aufweist.
Gemäß der Erfindung weist die Kälteanlage Solarzellen auf, die der Direktumwand
lung von Solarenergie in elektrische Energie, die wiederum zum Antreiben des
Verdichters und ggf. der Pumpe verwendet wird, dienen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer gewerblichen und/oder
industriellen Kälteanlage ist dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von der mittels
der Solarzelle erzeugten Menge an elektrischer Energie elektrische Energie aus dem
Stromnetz entnommen oder an das Stromnetz abgegeben wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise weiterbildend wird
vorgeschlagen, daß die mittels der Solarzelle erzeugte überschüssige elektrische
Energie weiteren Verbrauchern der Kälteanlage, wie z. B. Abtaueinrichtungen, etc.
zugeführt wird.
Des weiteren kann - entsprechend einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens - die mittels der Solarzelle erzeugte überschüssige elektrische Energie
durch eine Temperaturabsenkung in den zu kühlenden Produkten und/oder in dem
Kälteträgerkreislauf gespeichert werden.
Die Erfindung sei nachfolgend anhand der bereits angesprochenen Fig. 1 sowie der
Fig. 2 näher erläutert.
Auf die Solarzellen 7 auftreffendes Sonnenlicht - dargestellt durch die Pfeile - wird in
den Solarzellen 7 in elektrische Energie umgewandelt. Mittels der so erzeugten
elektrischen Energie wird ein Elektromotor M gespeist - dargestellt durch die strich
punktierte Linie -, der wiederum einen Verdichter 1 bzw. eine Pumpe der Kälteanlage
antreibt.
Die erfindungsgemäße Kälteanlage weiterbildend wird vorgeschlagen, daß den
Solarzellen 7 ein Akkumulator 6 nachgeschaltet ist. Da die mittels der Solarzellen 7
gewonnene elektrische Energie tageszeitlich stark schwankt, kann durch das
Vorsehen eines derartigen Akkumulators eine Speicherung erzielt werden.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kälteanlage ist dadurch
gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Einspeisen der mittels der bzw. den Solarzellen
erzeugten elektrischen Energie in das Stromnetz aufweist.
Zudem können, gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsge
mäßen Kälteanlage, den Solarzellen Mittel zur Stromwandlung, die vorzugsweise als
wenigstens ein Transformator ausgebildet sind, nachgeschaltet werden.
Zum Ausgleich der tages- und jahreszeitlichen Schwankungen, kann die mittels der
bzw. den Solarzellen erzeugte elektrische Energie neben den erwähnten Möglichkei
ten auch in den mittels der erfindungsgemäßen Kälteanlage zu kühlenden Produkten
durch eine Temperaturabsenkung in diesen Produkten oder in dem Kälteträgerkreis
lauf gespeichert werden.
Zwar sind in der Fig. 1 zwei Verdichter in Parallelschaltung gezeigt, jedoch ist es
selbstverständlich denkbar, daß lediglich ein Verdichter bzw. eine Pumpe vorgesehen
ist und die mittels der Solarzellen 7 erzeugte elektrische Energie in das Stromnetz
bzw. in die Energieversorgung des Verdichter- bzw. Pumpen-Antriebes eingespeist
wird.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Betreiben einer gewerblichen und/oder industriellen Kälteanlage,
erfolgt die Steuerung bzw. Überwachung Kälteanlage automatisch und/oder
fernüberwacht.
Aus der Fig. 2 ist die über das Jahr benötigte elektrische Leistung für eine Kältean
lage dargestellt. Hierbei ist der Spitzenbedarf, der überwiegend in den Monaten Juni
bis August anfällt, auf 100% normiert. Die Fläche unterhalb der oberen Linie stellt
den gesamten elektrischen Energiebedarf eines Jahres dar. Die dunkel gefärbte
Fläche zwischen den beiden Linien ist derjenige Anteil an dem elektrischen Energie
bedarf, der durch die Umwandlung von Solarenergie bereitgestellt werden kann. Der
unterhalb der unteren Linie dargestellte schraffierte Bereich ist somit durch fossile
Brennstoffe und/oder Kernbrennstoffe bereitzustellen. Abhängig von den örtlichen
Gegebenheiten, wie Sonnenscheindauer, Strompreis, Investitionskosten, etc., kann
sich die Lage dieser Linie verschieben.
Die erfindungsgemäße Kälteanlage führt zu einer merklichen Umweltentlastung,
insbesondere hinsichtlich des Kohlendioxidausstoßes. Ferner ermöglicht sie die
Einsparung von nicht regenerierbaren Energien. Des weiteren reduziert sie elektrische
Leistungsspitzen in den öffentlichen Stromnetzen.
Selbstverständlich ist die Wirtschaftlichkeit einer derartigen Kälteanlage abhängig von
dem jeweiligen Standort, den Strompreisen sowie den zusätzlichen Investitionskosten
für die Solarzellen und ggf. den Nebeneinrichtungen, wie z. B. den Akkumulatoren.
Claims (10)
1. Gewerbliche und/oder industrielle Kälteanlage, bestehend aus wenigstens einem
Kältemittelkreislauf mit wenigstens einem Verdichter, wenigstens einem
Wärmetauscher und wenigstens einer Entspannungseinrichtung, und ggf.
bestehend aus wenigstens einem Kälteträgerkreislauf mit wenigstens einer
Pumpe und wenigstens einem Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kälteanlage wenigstens eine Solarzelle (7), die zumindest zeitweilig dem
Antrieb der Verdichter (1, 2, . . .) und ggf. der Pumpen dient, aufweist.
2. Gewerbliche und/oder industrielle Kälteanlage nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der bzw. den Solarzellen (7) ein Akkumulator (6)
nachgeschaltet ist.
3. Gewerbliche und/oder industrielle Kälteanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der bzw. den Solarzellen (7) Mittel zur Stromwandlung
nachgeschaltet sind.
4. Gewerbliche und/oder industrielle Kälteanlage nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel zur Stromwandlung als wenigstens ein
Transformator ausgebildet sind.
5. Gewerbliche und/oder industrielle Kälteanlage nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kälteanlage Mittel zum Einspeisen
der mittels der bzw. den Solarzellen (7) erzeugten elektrischen Energie in das
Stromnetz aufweist.
6. Gewerbliche und/oder industrielle Kälteanlage nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kälteanlage weitere elektrische
Energie verbrauchende Einrichtungen aufweist und die mittels der Solarzellen (7)
gewonnene elektrische Energie diesen Verbrauchern zugeführt wird.
7. Verfahren zum Betreiben einer gewerblichen und/oder industriellen Kälteanlage
mit den Merkmalen eines der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß abhängig von der mittels der Solarzelle (7) erzeugten
Menge an elektrischer Energie elektrische Energie aus dem Stromnetz
entnommen oder an das Stromnetz abgegeben wird.
8. Verfahren zum Betreiben einer gewerblichen und/oder industriellen Kälteanlage
nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels der Solarzelle (7)
erzeugte überschüssige elektrische Energie weiteren Verbrauchern der
Kälteanlage zugeführt wird.
9. Verfahren zum Betreiben einer gewerblichen und/oder industriellen Kälteanlage
nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels der Solarzelle
(7) erzeugte überschüssige elektrische Energie durch eine Temperaturabsenkung
in den zu kühlenden Produkten und/oder in dem Kälteträgerkreislauf gespeichert
wird.
10. Verfahren zum Betreiben einer gewerblichen und/oder industriellen Kälteanlage
nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung
der gewerblichen und/oder industriellen Kälteanlage automatisch und/oder
fernüberwacht erfolgt.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19800004A DE19800004A1 (de) | 1998-01-02 | 1998-01-02 | Gewerbliche und industrielle Kälteanlage und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Kälteanlage |
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Publications (1)
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ID=7853923
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Country Status (1)
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DE (1) | DE19800004A1 (de) |
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