DE19808050A1 - Heating system with sorption heat accumulator module - Google Patents

Heating system with sorption heat accumulator module

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DE19808050A1
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Carlos Chiappetta
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INTERDOMO GMBH, 48282 EMSDETTEN, DE
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
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Abstract

Heat is conducted away from the desorption stage to the heat user and heat from the sorption stage (12) is also conducted to the heat user. The heat producer can be a calorific value boiler, a solar collector or other external heat source. The heat feed of the energy-rich heat flow can be used as thermic drive for the expeller of a desorption stage, whereby the condensation heat of the expelled storage can be used in the condensor (11). Heat from the high temperature stage is fed to the desorption stage of the sorption heat accumulator module.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizsystem mit Sorptions­ wärmespeichermodul.The invention relates to a heating system with sorption heat storage module.

Die Erfindung soll nachfolgend zum besseren Verständnis an einem Brennwertkessel erläutert werden.The invention is intended to improve understanding below a condensing boiler are explained.

Bei Brennstoffen unterscheidet man zwei Wärmewerte, nämlich den Brennwert und den Heizwert. Während der Heizwert nur die Wärme angibt, die ohne Abgaskondensation nutzbar ist, nennt der Brennwert die gesamte Wärmeenergie. Herkömmliche Heiz­ kessel nutzen nur einen Teil der im Brennstoff enthaltenen Energie, nämlich den Heizwert. Der Rest verläßt als Wasser­ dampf ungenutzt den Schornstein. Hierbei wird ein erhebliches Energiepotential verheizt.There are two heat values for fuels, namely the calorific value and the calorific value. While the calorific value only the Indicates heat that can be used without exhaust gas condensation the calorific value the total thermal energy. Conventional heating Boilers only use a part of the fuel Energy, namely the calorific value. The rest leaves as water steam unused the chimney. This is a significant one Heated energy potential.

Brennwerttechnik dagegen kühlt die Abgase ab. Der dadurch kondensierende Wasserdampf setzt Wärme frei, die dem Heizungssystem zugeführt wird.Condensing technology, on the other hand, cools the exhaust gases. The result condensing water vapor releases heat that the Heating system is supplied.

Voraussetzung für eine optimale Betriebsweise eines Brenn­ wertkessels ist eine Rücklauftemperatur des Wärmeträgers Wasser, die unter dem Taupunkt der Abgase liegt.Prerequisite for optimal operation of a burner Wertkessels is a return temperature of the heat transfer medium Water that is below the dew point of the exhaust gases.

Bei herkömmlichen Heizungssystemen mit Brennwertkessel ist dies bei besonders niedrigen Außentemperaturen nicht immer gewährleistet. In vielen Fällen liegt die Anlagenrücklauftempera­ tur über den Taupunkt der Abgase, so daß ein bestimmungsge­ mäßer Betrieb des Brennwertkessels nicht möglich ist und die latente und sensible Wärme der Abgase nicht genutzt werden kann. Hierdurch wird ein schlechterer Wirkungsgrad bedingt.In conventional heating systems with a condensing boiler this is not always the case with particularly low outside temperatures guaranteed. In many cases the system return temperature is ture over the dew point of the exhaust gases, so that a determ moderate operation of the condensing boiler is not possible and the latent and sensitive heat of the exhaust gases are not used can. This results in poorer efficiency.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in jeder Betriebsphase unabhängig von der Anlagenrücklauftemperatur eine Kesselrücklauftemperatur aufrechtzuerhalten oder zu er­ reichen, die unter dem Taupunkt der Abgase liegt und eine Nutzung der latenten Wärme der Abgase daher gewährleistet.The present invention has for its object in everyone Operating phase regardless of the system return temperature to maintain or maintain a boiler return temperature range that is below the dew point of the exhaust gases and one Use of the latent heat of the exhaust gases is therefore guaranteed.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen dem Wärmeerzeuger und dem Wärmever­ braucher, nämlich einer Heizungsanlage, einem Brauchwasser­ speicher od. dgl. ein Sorptionswärmespeichermodul eingefügt wird, dessen von der Desorptionsstufe abführbare Wärme zum Wärmeverbraucher und dessen von der Sorptionsstufe abführ­ bare Wärme zum Wärmeverbraucher geführt wird.This achieves the object on which the invention is based solved that between the heat generator and the heat ver needs, namely a heating system, a domestic water memory or the like. A sorption heat storage module inserted becomes, whose heat can be dissipated by the desorption stage Heat consumers and their dissipation from the sorption stage bare heat is led to the heat consumer.

Das Sorptionswärmespeichermodul arbeitet derart, daß der energiereiche Wärmestrom als thermischer Antrieb einer Desorptionsstufe verwendet wird, wobei die Kondensationswär­ me des ausgetriebenen Sorbats als Nutzwärme für einen Teil der Bedarfsdeckdung genutzt wird. Die erzeugte sorbatarme Lö­ sung wird in der Sorptionsstufe für eine Wärmetransformation Verwendung. Dabei wird der energiearme Wärmestrom z. B. aus dem Brennwertkessel oder aus einem Solarkollektor oder einer sonstigen externen Wärmequelle für die Verdampfung des Sorbats verwendet und die anfallende Wärme im Absorber als Nutzwärme für die Bedarfsdeckung abgeführt.The sorption heat storage module works in such a way that the high energy heat flow as a thermal drive one Desorption stage is used, the condensation heat me of the expelled sorbate as useful heat for a part the demand coverage is used. The low sorbate Lö generated solution is in the sorption stage for a heat transformation Use. The low-energy heat flow z. B. from the condensing boiler or from a solar collector or another external heat source for the evaporation of the Sorbats used and the heat generated in the absorber as Useful heat dissipated to meet demand.

Zahlreiche Arbeitsstoffsysteme für das Sorptionswärmespei­ chermodul sind aus verschiedenen Prozessen der Sorptionstechnik bekannt. Besonders geeignet sind wäßrige Salzlösungen, wie z. B. H2O-LiBr bzw. H2O-CaCl, welche durch Zugabe von bekannten Hilfsstoffen auch für die hier angestrebte Prozeßführung mit Hilfe von halbdurchlässigen Membranen ge­ eignet sind. Aus den bekannten Stoffeigenschaften solcher Ar­ beitsstoffsysteme, den herrschenden Randbedingungen der hier angestrebten Entwicklung und den experimentellen Labor- Voruntersuchungen zeigt sich, daß ca. 20 bis 30 K als Tempe­ raturhub in der Sorptionsstufe realisierbar sind. Somit wäre selbst bei Rücklauftemperaturen aus der Bedarfsstelle oberhalb des Abgastaupunktes im Gegensatz zu bereits bestehenden Systemen eine beinahe vollständige Nutzung der latenten Wär­ me im Brennwertkessel möglich.Numerous working fluid systems for the sorption heat storage module are known from various processes in sorption technology. Aqueous salt solutions, such as, for. B. H 2 O-LiBr or H 2 O-CaCl, which are suitable by addition of known auxiliaries for the desired process management with the help of semi-permeable membranes ge. From the known material properties of such Ar beitsstoffsysteme, the prevailing boundary conditions of the development sought here and the experimental laboratory pre-examinations show that about 20 to 30 K as a temperature stroke in the sorption stage can be realized. In this way, even at return temperatures from the point of demand above the flue gas dew point, in contrast to existing systems, almost complete use of the latent heat in the condensing boiler would be possible.

Wie bereits ausgeführt, eignet sich der erfindungsgemäße Vor­ schlag insbesondere für einen Brennwertkessel als Wärme­ erzeuger.As already stated, the front according to the invention is suitable blow especially for a condensing boiler as heat producer.

Alternativ oder auch in Verbindung mit einem Brennwertkessel ist die Nutzung der Solarkollektoren nicht nur im Sommer auf die Trinkwassererwärmung beschränkt, sondern kann gemäß der Erfindung ganzjährig genutzt werden, da durch Abfallwärme nur geringer Temperatur, die durch die Solarkollektoren in der kal­ ten Jahreszeit geliefert wird, durch das Sorptionswärmespei­ chermodul für Heizzwecke oder die Trinkwassererwärmung nutzbar gemacht werden kann.Alternatively or in connection with a condensing boiler is the use of solar collectors not only on the summer Drinking water heating is limited, but can according to the Invention can be used all year round because of waste heat only low temperature caused by the solar collectors in the cal seasons is delivered by the sorption heat chermodule for heating or drinking water heating can be used.

In Verbindung mit einem Brennwertkessel tritt weiterhin der Vorteil auf, daß neben der ständigen Nutzung des Brennwertes durch das Sorptionswärmespeichermodul sich auch eine Redu­ zierung der Schadgase CO und NOX durch eine Reduzierung der Brennerstarts besonders in der Übergangszeit zu Beginn und Ende der Heizperiode. Die thermochemische Speicher­ fähigkeit des Sorptionswärmespeichermoduls reduziert die Startvorgänge des Brennwertkessels auf ein Minimum, da bei einer Lastabnahme unter 20% der Kesselnennleistung durch die thermochemische Speicherfähigkeit die Brennerlauf- und Brennerstandzeit erhöht wird.In connection with a condensing boiler, the Advantage on that in addition to the constant use of the calorific value due to the sorption heat storage module there is also a Redu reduction of harmful gases CO and NOX the burner starts especially in the transition period at the beginning and end of the heating season. The thermochemical memory ability of the sorption heat storage module reduces the Starting processes of the condensing boiler to a minimum, because at a decrease in load below 20% of the nominal boiler output the thermochemical storage capacity, the burner running and Burner life is increased.

Zur Verdeutlichung der Erfindung wird sich nachfolgend auf die Zeichnungen bezogen. Die Zeichnungen zeigen inTo clarify the invention, reference is made to the following Drawings related. The drawings show in

Fig. 1 ein Sorptionswärmespeichermodul und in Fig. 1 is a sorption heat storage module and in

Fig. 2 die Anordnung des in Fig. 1 gezeigten Sorptions­ wärmespeichermoduls in Verbindung mit einem Brennwertkessel. Fig. 2 shows the arrangement of the sorption heat storage module shown in Fig. 1 in connection with a condensing boiler.

In Fig. 1 erfolgt die Wärmezufuhr des energiereichen Wär­ mestromes als thermischer Antrieb für den Austreiber einer Desorptionsstufe, wobei die Kondensationswärme des ausge­ triebenen Sorbats im Kondensator als Nutzwärme für einen Teil der Bedarfsdeckung genutzt werden kann. Die sorbatarme Lö­ sung wird dann in die Sorptionsstufe für eine Wärmetransforma­ tion geführt und dort verwendet. Dabei wird der energiearme Wärmestrom für die Verdampfung des Sorbats verwendet und die anfallende Wärme im Absorber als Nutzwärme wieder für die Bedarfsdeckung abgeführt.In Fig. 1, the heat of the high-energy heat flow is carried out as a thermal drive for the expeller of a desorption stage, the heat of condensation of the expelled sorbate in the condenser can be used as useful heat for part of the demand coverage. The low sorbate solution is then fed into the sorption stage for a heat transformation and used there. The low-energy heat flow is used for the evaporation of the sorbate and the heat generated in the absorber is dissipated as useful heat for covering the requirements.

In Fig. 2 ist der Einsatz der in Fig. 1 dargestellten Anlage in Verbindung mit einem Brennwertkessel dargestellt. Hierbei ist mit 1 ein Brennwertkessel bezeichnet, mit 2 der Brenner und innerhalb des Brennwertkessels mit 3 eine Hochtemperaturstufe und mit 4 der Kondensationsteil des eigentlichen Brennwert­ kessels.In Fig. 2 the use of the system shown in Fig. 1 in conjunction with a condensing boiler is shown. Here, 1 denotes a condensing boiler, 2 the burner and within the condensing boiler 3 a high-temperature stage and 4 the condensation part of the actual condensing boiler.

In Verbindung mit Fig. 1 ist nunmehr erkennbar, daß Wärme aus der Hochtemperaturstufe der Desorptionsstufe des Sorp­ tionswärmespeichermoduls zugeführt wird, wobei in Fig. 2 diese Desorptionsstufe mit 5 bezeichnet ist und es erkennbar ist, daß die hier freiwerdende Wärme über eine Leitung 6 dem Verbrau­ cher 7 geführt wird.In connection with Fig. 1 it can now be seen that heat from the high temperature stage of the desorption stage of the sorption heat storage module is supplied, in Fig. 2 this desorption stage is denoted by 5 and it can be seen that the heat released here via a line 6 the consumption cher 7 is performed.

Die im Verbraucher abgekühlte Rücklaufflüssigkeit wird dann über die Leitung 8 der Sorptionsstufe zugeführt, d. h. die in Fig. 1 erkennbare Wärmezufuhr entspricht der Wärmezufuhr aus der Leitung 8 in Fig. 2. Die Wärmeabfuhr in der Sorptions­ stufe erfolgt dann über die Leitung 10 zum Kondensationsteil des Brennwertkessels. Weiterhin ist in Fig. 2 ein Pfeil F er­ kennbar, der verdeutlicht, daß die aus der Desorptionsstufe und Sorptionsstufe freiwerdende Wärme dem Verbraucher 7 zuge­ führt werden kann. Zum besseren Vergleich mit der Anordnung gemäß Fig. 1 ist außerdem in Fig. 2 der in Fig. 1 erkennbare Kondensator der Desorptionsstufe mit 11 bezeichnet und der in Fig. 1 erkennbare Absorber der Sorptionsstufe mit 12.The return liquid cooled in the consumer is then fed via line 8 to the sorption stage, ie the heat supply which can be seen in FIG. 1 corresponds to the heat supply from line 8 in FIG. 2. The heat removal in the sorption stage then takes place via line 10 to the condensation part of the Condensing boiler. Furthermore, an arrow F he can be seen in FIG. 2, which illustrates that the heat released from the desorption stage and sorption stage can be supplied to the consumer 7 . For a better comparison with the arrangement of FIG. 1 also are recognizable in Fig. 1 capacitor of the desorption stage is shown in FIG. 2 are denoted by 11 and visible in FIG. 1 absorber of the sorption step with 12.

Claims (4)

1. Heizsystem mit Sorptionswärmespeichermodul, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wärmeerzeuger und dem Wärmeverbraucher, d. h. einer Heizungsanlage, ei­ nem Brauchwasserspeicher od. dgl. ein Sorptionswärme­ speichermodul eingefügt wird, dessen von der Desorp­ tionsstufe abführbare Wärme zum Wärmeverbraucher und dessen von der Sorptionsstufe abführbare Wärme zum Wärmeverbraucher geführt wird. 1. Heating system with sorption heat storage module, characterized in that a sorption heat storage module is inserted between the heat generator and the heat consumer, ie a heating system, egg nem hot water storage tank or the like is led to the heat consumer. 2. Heizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeerzeuger als Brennwertkessel ausgebildet ist.2. Heating system according to claim 1, characterized in that the heat generator is designed as a condensing boiler is. 3. Heizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeerzeuger als Solarkollektor ausgebildet ist.3. Heating system according to claim 1, characterized in that the heat generator is designed as a solar collector. 4. Heizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeerzeuger als sonstige externe Wärme­ quelle ausgebildet ist.4. Heating system according to claim 1, characterized in that the heat generator as other external heat source is formed.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19962644A1 (en) * 1999-12-23 2001-06-28 Hkf Heizungsbau Gmbh Supply system for supplying hot water and/or drinking water based on regenerative solar energy consists of solar adsorption condensers, solar hot water producers and/or solar moist air distillators

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AT364121B (en) * 1976-05-18 1981-09-25 Schilling Siegfried Dipl Ing STORAGE FOR A SORPTION HEAT STORAGE SYSTEM

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