DE202006008141U1

DE202006008141U1 - Wärme- und Kälteerzeugung aus einem Blockheizkraftwerk

Info

Publication number: DE202006008141U1
Application number: DE202006008141U
Authority: DE
Original assignee: Icemaster GmbH Generatoren und Kaeltetechnik
Current assignee: Fischer Panda GmbH
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2016-05-20

Abstract

Blockheizkraftwerk zur Erzeugung einer konstanten Menge elektrischer Energie mit einem Kühlwasserkreislauf, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Energie (12) in das öffentliche Stromnetz (13) eingespeist wird und aus der anfallenden Abwärme des Kühlwassers direkt Wärme und Kälte zum lokalen Verbrauch erzeugt werden.

Description

Die Erfindung beschreibt ein Blockheizkraftwerk zur Erzeugung einer konstanten Menge elektrischer Energie mit einem Kühlwasserkreislauf.
Blockheizkraftwerke zur Erzeugung elektrischer Energie werden in einem breiten Maß eingesetzt. Sie werden über Kühlwasser gekühlt und die anfallende Abwärme wird zu Heizzwecken genutzt.
In der Patentanmeldung DE 199 40 465 A1 ist ein Blockheizkraftwerk zur Versorgung eines Gebäudekomplexes mit Strom und Heizwärme beschrieben, in dem die anfallende Heizwärme auch für eine Kälteeinrichtung zur Kühlung einer Photovoltaikanlage nutzbar ist. Damit wird weiterer Strom erzeugt.
In der Patentanmeldung DE 199 39 915 A1 ist eine Verbrennungskraftmaschine beschrieben, deren Abwärme der Auspuffgase über Dampfstrahlkältemaschinen Klimageräte mit Kälte versorgt.
In der Patentanmeldung DE 196 07 125 A1 ist ein Blockheizkraftwerk zur Versorgung eines Gebäudekomplexes mit Strom, Hoch- und Niedertemperaturheizwärme und Kälte aus mehrwegigen Absorberkälteanlagen mit aufwendiger Kälteverteileinrichtung beschrieben.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Blockheizkraftwerk anzugeben, dass konstant elektrische Energie erzeugt, die entstehende Abwärme lokal nutzt und einfach aufgebaut ist.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die elektrische Energie in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird und aus der anfallenden Abwärme des Kühlwassers Wärme und Kälte zum lokalen Verbrauch erzeugt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Motore und Generatoren arbeiten am wirtschaftlichsten, wenn sie mit einer Drehzahl betrieben werden, bei der der Wirkungsgrad am höchsten ist und konstant mit dieser Leistung betrieben werden. Daher ist es günstig, Motor und Generator eines Blockheizkraftwerkes mit konstanter Leistung zu betreiben und die erzeugte Energie in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen. Die Abwärme aus diesem Betrieb fällt konstant an und kann quasi kostenlos lokal genutzt werden. Neben der Bereitstellung von heißem Wasser für Klimageräte und sonstige Verbraucher ist es vorteilhaft, die anfallende Abwärme ohne Umwandlung in mechanische oder elektrische Energie mit einer Kältemaschine zur lokalen Erzeugung von Kälte zu nutzen.
Der Betrieb eines Blockheizkraftwerkes wird besonders günstig, wenn er mit Öl aus nachwachsenden Rohstoffen betrieben wird, etwa mit Palmöl. Ein solcher Betrieb wird staatlich gefördert, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern.
Eine geeignete Kältemaschine zur direkten Erzeugung von Kälte aus der Abwärme ist eine Absorber-Kältemaschine. Sie wandelt die Wärme ohne vorherige Umwandlung in mechanische oder elektrische Energie in Kälte um.
Da die von den Verbrauchern benötigte Wärmemenge sehr wechselnd ist, ist es günstig, die anfallende Abwärme in einem Wärmespeicher, etwa einem Wassertank, über Wärmetauscher zwischenzuspeichern. Darüber werden Bedarfsspitzen abgefangen.
Für den Betrieb einer Absorber-Kältemaschine ist es vorteilhaft, wenn die zugeführte Wärme eine konstante Temperatur besitzt. Von daher wird die Austrittstemperatur des Kühlwassers aus dem Blockheizkraftwerk über einen Temperatursensor gemessen und der Volumenstrom des Kühlwassers mittels einer Umlaufpumpe geregelt, so dass die Temperatur konstant bleibt.
Der Wirkungsgrad einer Absorber-Kältemaschine ist umso besser, je höher dieser Temperatur liegt. Von daher wird sie auf einen Wert über 90°C gehalten.
Falls die aus der Abwärme abgenommene Energiemenge geringer ist als die anfallende Abwärme, wird der Energieüberschuss durch einen Notkühler an die Umgebung abgegeben. Im Notfall kann auch das Blockheizkraftwerk abgeschaltet werden.
Vorteilhafterweise werden an die Kältemaschine und den Wärmespeicher Klimageräte angeschlossen, die etwa zur Raumkühlung dienen, und die mit kaltem und heißem Wasser betrieben werden können.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in der Figur beschrieben.
In der Figur ist ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anlage dargestellt.
In dem Blockheizkraftwerk 1 befindet sich der Motor M, der mit Öl aus dem Tank T betrieben wird. Dieser Motor M treibt den Generator G an, der die elektrische Energie 12 in das Stromnetz 13 einspeist.
Motor M und evtl. der Generator G werden über die Kühlwasserleitungen 2 gekühlt. Dabei sorgt die Pumpe 6 für den geregelten Umlauf des Kühlwassers. Der Sensor 7 überwacht die Austrittstemperatur darauf, dass der konstante Temperaturwert eingehalten wird.
Die Abwärme des Kühlwassers wird an dem Wärmespeicher 3 oder auch die Absorber-Kältemaschine 4 abgegeben. Die entsprechende Verteilung des Kühlwassers wird über die Drei-Wege-Ventile 8 vorgenommen.
Falls nicht genügend Wärme abgenommen wird, wird der Überschuss über die Ventile 15 zum Notkühler 14 geleitet und an die Umgebung abgegeben.
An die Anlage sind die Klimageräte 5 angeschlossen, die über die Warmwasserleitung 9 oder die Kaltwasserleitung 10 entsprechend ihrem Betriebszustand versorgt werden. Weitere Verbraucher von Warmwasser sind über die Leitung 11 an den Wärmespeicher 3 angeschlossen.

1: Blockheizkraftwerk
2: Kühlwasserleitungen
3: Wärmespeicher
4: Absorberkältemaschine
5: Klimagerät/Heizgerät
6: Umlaufpumpe
7: Temperatursensor
8: Dreiwegeventil
9: Warmwasserleitung
10: Kaltwasserleitung
11: Brauchwasser
12: Abgabe elektrischer Energie
13: Stromnetz
14: Notkühler
15: Ventil
G: Generator
M: Motor
T: Tank

Claims

Blockheizkraftwerk zur Erzeugung einer konstanten Menge elektrischer Energie mit einem Kühlwasserkreislauf, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Energie (12) in das öffentliche Stromnetz (13) eingespeist wird und aus der anfallenden Abwärme des Kühlwassers direkt Wärme und Kälte zum lokalen Verbrauch erzeugt werden.
Blockheizkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mit Öl aus nachwachsenden Rohstoffen betrieben wird.
Blockheizkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kälte durch eine Absorber-Kältemaschine (4) erzeugt wird.
Blockheizkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Wärmeerzeugung benötigte Abwärme in einem Wärmespeicher (3) zwischengespeichert ist.
Blockheizkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittstemperatur des Kühlwassers aus dem Blockheizkraftwerk (1) über eine Regelung der Menge des Wasserumlaufs konstant gehalten ist.
Blockheizkraftwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittstemperatur des Kühlwassers auf über 90°C gehalten wird.
Blockheizkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht für die Wärme- oder Kälteerzeugung benötigte Abwärme durch einen Notkühler (14) an die Umgebung abgegeben wird.
Blockheizkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Kälte- und Wärmeerzeugung Klimageräte (5) angeschlossen sind, die bedarfsweise Wärme aus dem Wärmespeicher (3) oder Kälte aus der Absorber-Kältemaschine (4) beziehen.