DE19816022A1 - Abwärmerückgewinnungsanlage - Google Patents

Abstract

Um eine Abwärmerückgewinnungsanlage mit einer Abwärmequelle, mit einer Nutzwärmesenke, mit einer Abfallwärmesenke und mit einem Wärmetransformator, umfassend eine mit der Abwärmequelle gekoppelte Abwärmesenke, eine mit der Nutzwärmesenke gekoppelte Nutzwärmequelle und eine mit der Abfallwärmesenke gekoppelte Abfallwärmequelle, derart zu verbessern, daß der Wärmetransformator mit möglichst hohem Wirkungsgrad betrieben werden kann, wird vorgeschlagen, daß die Abfallwärmesenke zeitlich variierende Temperaturen aufweist, daß zwischen der Abfallwärmequelle und der Abfallwärmesenke ein Abfallwärmespeicher vorgesehen ist und daß eine Steuerung vorgesehen ist, welche Abfallwärme aus der Abfallwärmequelle zu den Zeiten dem Abfallwärmespeicher zuführt, zu denen die Temperatur der Abfallwärmesenke höher ist als die Temperatur der Abfallwärmequelle, und welche zu den Zeiten, zu denen die Temperatur der Abfallwärmesenke unterhalb einer Entladetemperatur des Abfallwärmespeichers liegt, die Abfallwärme aus dem Abfallwärmespeicher der Abfallwärmesenke zuführt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abwärmerückgewinnungsanlage mit einer Abwärmequelle, mit einer Nutzwärmesenke, mit einer Abfallwärmesenke und mit einem Wärmetransformator, umfassend eine mit der Abwärmequelle gekoppelte Abwärmesenke, eine mit der Nutzwärmesenke gekoppelte Nutzwärmequelle und eine mit der Abfallwärmesenke gekoppelte Abfallwärmequelle.

Derartige Abwärmerückgewinnungsanlagen sind bekannt. Bei diesen arbeitet der Wärmetransformator so, daß die bei Tem­ peraturen von ungefähr 100° Kelvin von der Abwärmequelle abgegebene Abwärme transformiert wird und zwar einmal zu der Nutzwärmequelle, welche die Temperaturen dann an die Nutz­ wärmesenke auf einem Temperaturniveau von größenordnungsmäßig 150 bis 200°C abgibt und ein andermal zu der Abfallwärme­ quelle, welche die Abfallwärme bei einem Temperaturniveau in der Größenordnung von ungefähr 40°C abgibt. Das Temperatur­ niveau der Abfallwärme ist deshalb so hoch gewählt, da eine Möglichkeit geschaffen werden muß, die Abfallwärme stets an die Umgebung, beispielsweise die Umgebungsluft abzugeben und dies stets dann, wenn die Abwärmerückgewinnungsanlage arbeitet.

Diese Temperatur der Abfallwärmequelle bestimmt wesentlich den Wirkungsgrad des Wärmetransformators, wobei der Wirkungs­ grad des Wärmetransformators um so besser wird, je niedriger das Temperaturniveau der Abfallwärmequelle angesetzt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wärme­ rückgewinnungsanlage der gattungsgemäßen Art derart zu ver­ bessern, daß der Wärmetransformator mit möglichst hohem Wirkungsgrad betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Abwärmerückgewinnungsanlage der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abfallwärmesenke zeitlich variierende Temperaturen aufweist, daß zwischen der Abfallwärmequelle und der Abfall­ wärmesenke ein Abfallwärmespeicher vorgesehen ist und daß eine Steuerung vorgesehen ist, welche Abfallwärme aus der Ab­ fallwärmequelle zu den Zeiten dem Abfallwärmespeicher zu­ führt, zu denen die Temperatur der Abfallwärmesenke höher ist als die Temperatur der Abfallwärmequelle, und welche zu den Zeiten, zu denen die Temperatur der Abfallwärmesenke unter­ halb einer Entladetemperatur des Abfallwärmespeichers liegt, die Abfallwärme aus dem Abfallwärmespeicher der Abfallwärme­ senke zuführt.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß die zeitliche Variation der Temperatur der Abfallwärme­ senke dahingehend ausgenutzt werden kann, daß die Temperatur der Abfallwärmequelle nicht so hoch gewählt werden muß, daß stets eine Abgabe von Abfallwärme an die Abfallwärmesenke möglich ist, sonder daß über den Abfallwärmespeicher die Mög­ lichkeit besteht, temporär die Abfallwärme zwischenzu­ speichern und nur zu den Zeiten an die Abfallwärmesenke abzu­ geben, zu denen diese eine Temperatur hat, die niedriger als die Entladetemperatur des Abfallwärmespeichers ist. Damit be­ steht die Möglichkeit, die Temperatur der Abfallwärmequelle niedriger zu wählen und somit auch den Wirkungsgrad des Wärmetransformators zu steigern und folglich auch die ener­ getische Effizienz der Wärmerückgewinnungsanlage zu ver­ bessern.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht noch darin, daß auch die Regelung des Wärmetransformators im Hinblick auf die erforderliche Temperatur der Abfallwärme­ quelle einfacher ausgeführt werden kann, da der Abfallwärme­ speicher für die Speicherung der Abfallwärme eine im wesent­ lichen konstante Temperatur zum Laden erfordert, so daß der Wärmetransformator lediglich so geregelt werden muß, daß er die Abfallwärme bei einer im wesentlichen konstanten Tempera­ tur in der Abfallwärmequelle erzeugt.

Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, daß die Steue­ rung zu den Zeiten, zu denen die Temperatur der Abfallwärme­ quelle minus einer Speichereinsatztemperaturdifferenz niedriger ist als die Temperatur der Abfallwärmesenke Abfall­ wärme dem Abfallwärmespeicher zuführt und diesen somit lädt. Diese Lösung hat den Vorteil, daß damit sichergestellt ist, daß selbst in einem durch die Speichereinsatztemperaturdiffe­ renz definierten Temperaturbereich zwischen der Temperatur der Abfallwärmequelle und der Temperatur der Abfallwärmesenke die Abfallwärme noch an den Abfallwärmespeicher abgegeben wird, um sicherzustellen, daß der der Abfallwärmesenke zuge­ ordnete Wärmetauscher und die Abfallwärmesenke erst dann zum Einsatz kommen, wenn eine effiziente Abgabe der Abfallwärme an die Abfallwärmesenke möglich ist.

Ferner sieht eine vorteilhafte Lösung vor, daß die Steuerung zu den Zeiten, zu denen die Temperatur der Abfallwärmequelle minus der Speichereinsatztemperaturdifferenz größer ist als die Temperatur der Abfallwärmesenke, die Abfallwärme der Ab­ fallwärmesenke zuführt, so daß sichergestellt ist, daß zu all den Zeiten, zu denen die Speicherung der Abfallwärme nicht nötig ist, diese unmittelbar der Abfallwärmesenke, vorzugs­ weise dem Wärmetauscher derselben, zugeführt wird, so daß andererseits wiederum der Abfallwärmespeicher hinsichtlich der Wärmespeicherkapazität möglichst klein gehalten werden kann.

Bezüglich der Festlegung der Entladetemperatur des Abfall­ wärmespeichers im Hinblick auf die Temperatur der Abfall­ wärmequelle und die Umgebungstemperatur wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht ein vorteilhaftes Aus­ führungsbeispiel vor, daß die Entladetemperatur des Abfall­ wärmespeichers gleich der Temperatur der Abfallwärmequelle minus einer Speicherleerungstemperaturdifferenz ist.

Vorzugsweise ist dabei die Speicherleerungstemperaturdiffe­ renz größer als die Speichereinsatztemperaturdifferenz.

Mit dieser Lösung ist sichergestellt, daß stets dann der Abfallwärmespeicher entleert wird, wenn dies mit einer die Entleerung effizient möglich machenden Temperatur der Abfall­ wärmesenke möglich ist.

Hinsichtlich der Art der Ausbildung des Abfallwärmespeichers wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, daß der Abfallwärmespeicher ein Latentwärmespeicher ist, welcher eine hohe Speicherkapazität bei kleinem Volumen aufweist.

Eine andere vorteilhafte Lösung für den Abfallwärmespeicher sieht vor, daß dieser die Abfallwärme in Form von sensibler Wärme speichert. In diesem Fall ist bei geringen treibenden Temperaturdifferenzen ein Betrieb des Abfallwärmespeichers möglich.

Bezüglich der Ausbildung der Abfallwärmesenke wurden im Zu­ sammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Aus­ führungsbeispiele der Erfindung keine näheren Angaben ge­ macht. So wäre es beispielsweise möglich, als Abfallwärme­ senke die Erde oder ein ähnliches Reservoir zu verwenden. Da diese Wärmesenken jedoch einen hohen Installationsaufwand bei der Nutzung derselben erfordern, sieht ein besonders ein­ faches Ausführungsbeispiel vor, daß die Abfallwärmesenke von der Umgebungsluft gebildet ist. Diese Umgebungsluft kann bei­ spielsweise in einfacher Weise an einen Wärmetauscher heran­ geführt werden, welcher die Abfallwärme an die Umgebungsluft abgibt.

Eine besonders günstige Lösung bei der Heranziehung von Um­ gebungsluft als Abfallwärmesenke sieht dabei vor, daß ein Wärmetauscher in einem Kühlturm angeordnet ist, welcher von der Umgebungsluft durchströmt ist, so daß sich in einfacher Weise eine einfache und effiziente Ankopplung der Abwärme an die Umgebungsluft realisieren läßt.

Der Kühlturm könnte prinzipiell ein Naßkühlturm sein. Beson­ ders einfach ist jedoch der Betrieb derselben, wenn der Kühl­ turm ein Trockenkühlturm ist.

Hinsichtlich der zeitlichen Variation der Temperaturen der Abfallwärmesenke sind im Zusammenhang mit der bisherigen Er­ läuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele ebenfalls keine näheren Angaben gemacht worden. Wie bereits erläutert, könnte die Wärmesenke die Erde sein, welche aufgrund unterschied­ licher Jahreszeiten oder aufgrund anderer Bedingungen sich zeitlich verändernde Temperaturen aufweist. Auch in diesem Fall sieht das erfindungsgemäße Konzept mit dem Abfallwärme­ speicher eine besonders effiziente Nutzung der Abfallwärme­ senke bei möglichst hoher energetischer Effizienz des Wärme­ transformators vor.

Eine besonders günstige Lösung bei Luft als Abfallwärmesenke sieht vor, daß die Temperatur der Abfallwärmesenke mit dem Tag-/Nachtzyklus variiert, so daß sich der relativ kurze Tag-/Nacht­ zyklus ausnutzen läßt, um die Abfallwärme der Abfall­ wärmesenke bei möglichst niedrigen Temperaturen zuzuführen, wobei gleichzeitig der Aufwand hinsichtlich des Abfallwärme­ speichers begrenzt ist, da maximal ein Speichervolumen zur Verfügung gestellt werden muß, welches in der Lage ist, die Abfallwärme während eines Zeitraums von der Größenordnung eines Tages, vorzugsweise der Größenordnung eines halben Tages, zu speichern.

Ferner ist bei dieser Lösung besonders günstig, daß das Ent­ laden des Abfallwärmespeichers während der Nacht erfolgt, und die für das Entladen des Abfallwärmespeichers erforderliche Antriebsenergie in Form von elektrischem Strom vorteilhafter­ weise als günstiger Nachtstrom eingesetzt werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Dar­ stellung einiger Ausführungsbeispiele.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Wärmerückgewinnungsanlage;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines im Detail ausgeführten Abwärmespeichers;

Fig. 3 eine beispielsweise Darstellung eines Tempe­ raturverlaufs der Umgebungsluft im Verlauf eines Tages und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Ablauf­ diagramms für die Steuerung des erfindungs­ gemäßen Ausführungsbeispiels.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abwärmerück­ gewinnungsanlage, wie sie beispielsweise in der chemischen Industrie einsetzbar ist, dient dazu, bei einem industriellen Prozeß als Abwärme, beispielsweise als Brüdendampf, insbeson­ dere bei einer Temperatur von ungefähr 100°C den Prozeßkreis­ lauf verlassende Abwärme zumindest teilweise rückzugewinnen.

Die aus dem Prozeßkreislauf austretende Abwärme stellt dabei eine in Fig. 1 dargestellte Abwärmequelle 10 dar, von welcher die Abwärme an eine Abwärmesenke 12 eines als Ganzes mit 14 bezeichneten Wärmetransformators abgegeben wird, der seiner­ seits wiederum in der Lage ist, über eine Nutzwärmequelle 15 Nutzwärme an eine Nutzwärmesenke 16 abzugeben und anderer­ seits über eine Abfallwärmequelle 18 Abfallwärme an einen Ab­ fallwärmespeicher 20 abzugeben.

Der Wärmetransformator 14 transformiert somit die von der Ab­ wärmequelle 10 bei einer Temperatur t₁ aufgenommene Abwärme einerseits auf eine zweite Temperatur t₂ in Form von Abfall­ wärme, welche von der Abfallwärmequelle 18 abgegeben wird, und andererseits auf eine höhere dritte Temperatur t₃, die der, beispielsweise in dem chemischen Prozeß erforderlichen Temperatur entspricht, auf welcher die Nutzwärme von der Nutzwärmequelle 15 abgegeben wird.

Die Abfallwärme bei der zweiten Temperatur t₂ wird dabei an den Abfallwärmespeicher 20 abgegeben und dort gegebenenfalls zwischengespeichert. Der Abfallwärmespeicher 20 ist dann seinerseits wiederum mit einem zweiten Wärmetauscher 22 gekoppelt, welcher in einer Wärmesenke angeordnet ist, bei­ spielsweise in Umgebungsluft. Der zweite Wärmetauscher 22 ist dabei vorzugsweise in einem Kühlturm 24 angeordnet, welcher mit einem, Luftstrom 26 von Umgebungsluft durchströmt ist.

Der Wärmetransformator 14 ist vorzugsweise als einstufiger Absorptionswärmetransformator ausgebildet und umfaßt einen Austreiber 30 und einen Verdampfer 32, welche zusammen die Abwärmesenke 12 bilden sowie einen die Nutzwärmequelle 15 bildenden Absorber und einen die Abfallwärmequelle 18 bilden­ den Kondensator. In dem Kondensator 18 sich bildendes Konden­ sat wird von einer Kondensatpumpe 34 zum Verdampfer 32 geför­ dert, dort verdampft und im Absorber 15 durch die Lösung absorbiert, welche mit einer Lösungspumpe 36 vom Austreiber zum Absorber gepumpt wird und dann wieder vom Absorber zum Austreiber zurückströmt.

Ein derartiger Absorptionswärmetransformator, ist beispiels­ weise von Peter Riesch in "Absorptionswärmetransformator mit hohem Temperaturhub", Forschungsberichte des Kälte- und Klimatechnischen Vereins Nr. 36 (1991) oder von W.T. Hanna, M.L. Lance, L.T. Whitney in "Industrial Applications for Waste Heat Powered Temperature Booster", Proceedings of the 18^th Intersociety Energy Conservation Conference (IECEC), 4.p. 1906-1910, beschrieben.

Bei derartigen Wärmetransformatoren wird stets auf ungefähr denselben Temperaturniveaus gearbeitet. Das Temperaturniveau t₁ liegt in der Größenordnung von 100°C, das Temperaturniveau t₃ in der Größenordnung von ungefähr 150 bis 200°C und das Temperaturniveau t₂ in der Größenordnung der Umgebungstempe­ raturen.

Der Wärmetransformator 14 arbeitet nun so, daß diesem auf dem Temperaturniveau t₁ die thermische Energie q₁ zugeführt wird. Diese Energie q₁ treibt das Kältemittel - in diesem Fall Wasser - aus der an Wasser reichen Wasser-/Lithiumbromid- Lösung aus und verdampft das Kältemittel im Austreiber 30.

Der im Austreiber 30 erzeugte Kältemitteldampf wird der Ab­ fallwärmequelle 18, welche als Kondensator wirkt, zugeführt und gibt dort die Wärmemenge q₂ bei der niedrigen Temperatur t₂ ab durch Kondensation. Das flüssige Kältemittel wird nun mittels der Kondensatpumpe 34 vom Niederdruck auf Hochdruck verdichtet und dem Verdampfer 32 zugeführt.

Die an Kältemittel arme Lösung wird vom Austreiber 30 mittels der Lösungspumpe 36 ebenfalls auf Hochdruck verdichtet und dem Absorber 15, welcher gleichzeitig als Nutzwärmequelle 15 dient, zugeführt. Im Absorber 15 wird das aus dem Verdampfer 32 kommende Kältemittel von der an Kältemittel armen Lösung unter Abgabe der bei der Absorption entstehenden Nutzwärme q₃ auf dem Temperaturniveau t₃ absorbiert.

Um den Lösungskreislauf zu schließen, wird die an kälte­ mittelreiche Lösung über ein Entspannungsventil 38 dem Aus­ treiber 30 zugeführt.

Die Abfuhr der Abfallwärme aus der Abfallwärmequelle 18 erfolgt über einen Rückkühlkreislauf 50 zu dem Abfallwärme­ speicher 20.

Bei den bislang bekannten Lösungen wird bei den Wärmetrans­ formationen bei einem Temperaturniveau t₂ in der Größen­ ordnung von ungefähr 40°C gearbeitet, während bei der erfin­ dungsgemäßen Lösung die Möglichkeit besteht mit einem Tempe­ raturniveau t₂ in der Größenordnung von ungefähr 25°C zu arbeiten, da durch die Zwischenspeicherung der Abfallwärme im Abfallwärmespeicher 20 die Möglichkeit besteht, die Abfall­ wärme über den Kühlturm 24 in Zeiten günstiger Umgebungstem­ peraturen an die Umgebungsluft abzugeben, wie im folgenden im einzelnen beschrieben wird.

Zum Laden und Entladen des Abfallwärmespeichers 20 werden dieser und der Kühlturm 24 mit einer als Ganzes mit 60 bezeichneten Steuerung gesteuert.

Der in Fig. 1 in Form eines Blocks schematisch dargestellte Abfallwärmespeicher 20 umfaßt, wie in Fig. 2 dargestellt, beispielsweise im einzelnen ein Speichervolumen 62 mit einem in diesem angeordneten Speichermedium 64, wobei dieses Speichermedium 64 durch einen eingangsseitigen Wärmetauscher 66 Wärme aufnehmen und durch einen ausgangsseitigen Wärme­ tauscher 68 Wärme abgeben kann. Der eingangsseitige Wärme­ tauscher 66 ist über zwei Ventile V1 und V2 mit einem Rück­ kühlkreislauf 50 verbindbar, in welchen die Abfallwärmequelle 18 liegt. Ferner ist der ausgangsseitige Wärmetauscher 68 über zwei Ventile V5 und V6 mit einem Entladekreislauf 70 und über diesen mit dem zweiten Wärmetauscher 22 verbindbar. Zu­ sätzlich besteht noch die Möglichkeit, eine Vorlaufleitung 52 des Rückkühlkreislaufs 50 mit einer Vorlaufleitung 72 des Entladekreislaufs 70 direkt über eine Bypassleitung 82 mit einem darin angeordneten Ventil V3 zu verbinden und eine Rücklaufleitung 54 des Rückkühlkreislaufs 50 sowie eine Rück­ laufleitung 74 des Entladekreislaufs 70 über eine Bypass­ leitung 84 mit einem darin angeordneten Ventil V4 zu ver­ binden, so daß über die Bypassleitungen 82 und 84, welche mit den Ventilen V3 und V4 ein Bypassystem 80 bilden, die Möglichkeit besteht, den Rückkühlkreislauf 50 direkt mit dem Entladekreislauf 70 zu koppeln, unabhängig davon, ob an die jeweiligen Kreisläufe 50, 70 der eingangsseitige Wärme­ tauscher 66 bzw. der ausgangsseitige Wärmetauscher 68 ange­ schlossen sind oder nicht.

Die Steuerung 60 dient nun dazu, das Entladen des Abfall­ wärmespeichers 20 so zu steuern, daß dieser mit einer möglichst niedrigen Speichertemperatur t_sp betrieben werden kann, wobei die Temperatur t_U des Luftstroms 26 der Umge­ bungsluft, welche als Abfallwärmesenke dient, variiert, bei­ spielsweise, wie in Fig. 3 dargestellt, mit der Tageszeit variiert.

Liegt, wie beispielsweise in Fig. 3 angegeben, die Umgebungstemperatur t_U über einen nennenswerten, Zeitraum, beispielsweise 8 Stunden oder mehr, des Tages unterhalb einer Entladetemperatur t_E, so besteht die Möglichkeit, während nennenswert großer Zeiträume den Abfallwärmespeicher 20 zu entladen.

Hierzu arbeitet die Steuerung 60 entsprechend dem in Fig. 4 dargestellten beispielhaften Ablaufdiagramm.

Zunächst stellt die Steuerung 60 fest, ob die Temperatur t₂ minus einer Speichereinsatztemperaturdifferenz t_se kleiner als die Umgebungstemperatur t_U ist. Ist dies der Fall, so öffnet die Steuerung 60 die Ventile V1 und V2 und schließt die Ventile V3, V4, V5, V6, so daß die von dem Wärmetrans­ formator 14 über den Rückkühlkreislauf 50 abgegebene Abfall­ wärme von dem eingangsseitigen Wärmetauscher 66, der durch Öffnen der Ventile V1 und V2 nun in dem Rückkühlkreislauf 50 liegt, an das Speichermedium 64 abgegeben und somit der Ab­ fallwärmespeicher 20 geladen wird.

Ist dagegen die Umgebungstemperatur t_U niedriger als die zweite Temperatur t₂ minus der Speichereinsatztemperatur­ differenz t_se, so besteht zumindest die Möglichkeit, die von der Kältemaschine 14 über den Rückkühlkreislauf 50 abgege­ benen Abfallwärme direkt dem zweiten Wärmetauscher 22 zuzu­ führen und über den Kühlturm 24 an die als Wärmesenke dienende Umgebungsluft abzugeben. Das heißt, daß in diesem Fall die Steuerung 60 die Ventile V1, V2 schließt und somit verhindert, daß der Speicher weiter geladen wird, und die Ventile V3 und V4 öffnet, so daß der Rückkühlkreislauf 50 mit dem Entladekreislauf 70 über die Bypassleitungen 82 und 84 gekoppelt ist und somit die von der Kältemaschine 14 erzeugte Abfallwärme direkt über den zweiten Wärmetauscher 22 an die als Wärmesenke dienende Umgebungsluft abgegeben wird.

Ferner prüft die Steuerung 60 daraufhin noch zusätzlich, ob die zweite Temperatur t₂ minus einer Speicherleerungstempera­ turdifferenz t_s1 größer ist als die Umgebungstemperatur. Ist dies der Fall, so erfolgt auf alle Fälle ein Öffnen der Ven­ tile V5 und V6 dann, wenn der Abfallwärmespeicher 20 nicht leer ist, es besteht aber auch die Möglichkeit, den Abfall­ wärmespeicher 20 noch zusätzlich zu unterkühlen, so daß selbst dann, wenn der Abfallwärmespeicher 20 leer ist, eben­ falls die Ventile V5 und V6 geöffnet werden, um den Abfall­ wärmespeicher 20 zu unterkühlen.

Ist die zweite Temperatur t₂ minus der Speicherleerungstempe­ raturdifferenz t_s1 nicht größer als die Umgebungstemperatur t_u, so besteht die Möglichkeit, die Ventile V5 und V6 ge­ schlossen zu lassen, es besteht aber auch die Möglichkeit, vorab noch zu prüfen, ob der Abfallwärmespeicher 20 als drei viertel voll ist. In diesem Fall besteht trotz der ungün­ stigen Temperaturverhältnisse die Möglichkeit, die Ventile V5 und V6 zu öffnen, um zumindest ein teilweises Entleeren des Abfallwärmespeichers 20 zu erreichen.

Üblicherweise liegt die Speichereinsatztemperaturdifferenz t_se in der Größenordnung von ungefähr 5° und die Speicher­ leerungstemperaturdifferenz t_s1 liegt in der Größenordnung von ungefähr 10°. Dabei entspricht eine Entladetemperatur t_E der zweiten Temperatur t₂ minus der Speicherleerungstempera­ turdifferenz t_s1.

Aus der zusammenfassenden Darstellung (Fig. 3) der einzelnen Temperaturen zu den jeweiligen Zeiten, in Korrelation mit dem exemplarischen Verlauf der Umgebungstemperatur t_U über einen Tag, ist erkennbar, daß über einen nennenswerten Zeitraum des Tages ein Entleeren des Abfallwärmespeichers 20 möglich ist, so daß insgesamt die Möglichkeit besteht, die zweite Tempera­ tur t₂ so zu wählen, daß sie niedriger ist als die maximale Temperatur t_u der Wärmesenke im Tagesverlauf, wodurch die erfindungsgemäßen Vorteile entstehen.

Claims (11)

1. Abwärmerückgewinnungsanlage mit einer Abwärmequelle, mit einer Nutzwärmesenke, mit einer Abfallwärmesenke und mit einem Wärmetransformator, umfassend eine mit der Ab­ wärmequelle gekoppelte Abwärmesenke, eine mit der Nutz­ wärmesenke gekoppelte Nutzwärmequelle und eine mit der Abfallwärmesenke gekoppelte Abfallwärmequelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallwärmesenke (26) zeitlich variierende Tem­ peraturen aufweist, daß zwischen der Abfallwärmequelle (18) und der Abfallwärmesenke (26) ein Abfallwärme­ speicher (20) vorgesehen ist und daß eine Steuerung (60) vorgesehen ist, welche Abfallwärme aus der Abfallwärme­ quelle (18) zu den Zeiten dem Abfallwärmespeicher (20) zuführt, zu denen die Temperatur (t_u) der Abfallwärme­ senke (26) höher ist als die Temperatur (t₂) der Abfall­ wärmequelle (18), und welche zu den Zeiten, zu denen die Temperatur (t_u) der Abfallwärmesenke (26) unterhalb einer Entladetemperatur (t_E) des Abfallwärmespeichers (20) liegt, die Abfallwärme aus dem Abfallwärmespeicher (20) der Abfallwärmesenke (26) zuführt.

2. Abwärmerückgewinnungsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuerung (60) zu den Zeiten, zu denen die Temperatur (t₂) der Abfallwärmequelle (18) minus einer Speichereinsatztemperaturdifferenz (t_se) niedriger ist als die Temperatur (t_u) der Abfallwärme­ senke (26) die Abfallwärme dem Abfallwärmespeicher (20) zuführt.

3. Abwärmerückgewinnungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuerung (60) zu den Zeiten, zu denen die Temperatur (t₂) der Abfallwärme­ quelle (18) minus der Speichereinsatztemperaturdifferenz (t_se) größer ist als die Temperatur (t_u) der Abfallwärme­ senke (26) die Abfallwärme der Abfallwärmesenke (26) zuführt.

4. Abwärmerückgewinnungsanlage nach einem der voran­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladetemperatur (t_E) des Abfallwärmespeichers (20) gleich der Temperatur (t₂) der Abfallwärmequelle (18) minus einer Speicherleerungstemperaturdifferenz (t_sc) ist.

5. Abwärmerückgewinnungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherleerungstemperaturdiffe­ renz (t_sc) größer ist als die Speichereinsatztemperatur­ differenz.

6. Abwärmerückgewinnungsanlage nach einem der voranstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall­ wärmespeicher (20) ein Latentwärmespeicher ist.

7. Abwärmerückgewinnungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfallwärme­ speicher (20) die Abfallwärme in Form von sensibler Wärme speichert.

8. Abwärmerückgewinnungsanlage nach einem der voranstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfall­ wärmesenke von der Umgebungsluft (26) gebildet ist.

9. Abwärmerückgewinnungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmetauscher (22) in einem Kühlturm (24) angeordnet ist, welcher von der Umgebungs­ luft (26) durchströmt ist.

10. Abwärmerückgewinnungsanlage nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kühlturm (24) ein Trockenkühlturm ist.

11. Abwärmerückgewinnungsanlage nach einem der voranstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tempera­ tur (t_u) der Abfallwärmesenke (26) mit dem Tag-/Nachtzyklus variiert.