DE202015100037U1 - Stationary power generation plant based on a wood gas system for private homes - Google Patents

Stationary power generation plant based on a wood gas system for private homes Download PDF

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Abstract

Stationäre Energieerzeugungsanlage auf der Basis einer Holzgasanlage für Eigenheime, bestehend aus den Komponenten Holzgaserzeuger (2) mit einem nachgeschalteten Filter (3) und Holzgaskühler (4), ein Holzgastank (7) mit einem vorgeschaltetem Verdichter (6), einer Holzgaszapfanlage (10), diversen Wärmetauschern am Holzgaserzeuger (2) und am Holzgaskühler (4) und diverser Regler (11) und Sicherheitseinrichtungen (11) an der Gesamtanlage.Stationary energy production plant on the basis of a wood gas system for private homes, consisting of the components wood gas generator (2) with a downstream filter (3) and wood gas cooler (4), a wood gas tank (7) with an upstream compressor (6), a wood gas dispenser (10), various heat exchangers on the wood gas generator (2) and the wood gas cooler (4) and various controllers (11) and safety devices (11) on the entire system.

Description

Stationäre Energieerzeugungsanlage auf der Basis einer Holzgasanlage für Eigenheime zur Erzeugung von Wärme, Elektroenergie und Holzgas insbesondere als Treibstoff für gasgetriebene Kraftfahrzeuge.Stationary power generation plant based on a wood gas plant for homes for the production of heat, electricity and wood gas, especially as fuel for gas-powered motor vehicles.

Holzgasanlagen zur Nutzung zum Antrieb von Kraftfahrzeugen sind seit langem bekannt. Diese Anlagen sind auf dem jeweiligen Fahrzeug montiert. Wood gas systems for use to drive motor vehicles have long been known. These systems are mounted on the respective vehicle.

Eine Anlage zur Versorgung von Einfamilienhäusern mit Wärme und Elektroenergie ist in der DE 20 2006 007 359 U1 beschrieben. Bei dieser Anlage ist eine wärmeenergieerzeugende Brennkammer mit einem Gasmotor operativ gekoppelt. Der Gasmotor ist mit einem Elektrogenerator gekoppelt. Weiterhin ist ein Filter gleichzeitig als Kühler ausgebildet. Alle diese Bauteile sind durch ein wärme- und schallisolierendes Gehäuse vollständig eingehaust. Hieran ist eine Wärmepumpe angeschlossen, die ebenso wie ein Wärmetauscher an der Abgasanlage des Gasmotors die dort entstehende Wärme zur Hauserwärmung nutzt. Die Brennkammer ist zur Vergasung von Holz ausgelegt. A plant for the supply of single family houses with heat and electrical energy is in the DE 20 2006 007 359 U1 described. In this system, a heat energy generating combustion chamber is operatively coupled to a gas engine. The gas engine is coupled to an electric generator. Furthermore, a filter is simultaneously designed as a cooler. All these components are completely enclosed by a heat- and sound-insulating housing. This is a heat pump connected, which uses as well as a heat exchanger to the exhaust system of the gas engine, the heat generated there for domestic heating. The combustion chamber is designed for the gasification of wood.

Aufgabe der Erfindung ist es, bekannte Anlagen zur Versorgung von Eigenheimen mit Wärme und Elektroenergie mit zusätzlichen Funktionen, wie z. B. eine Holzgaszapfanlage, zu versehen und eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Anlage zu erreichen. Die Holzgasanlage besteht aus einem Holzgaserzeuger mit einem Zündmechanismus, einem Holzgasreiniger, einem Holzgaskühler, Holzgasverdichter und einem Holzgastank und anschließend einem Holzgasluftmischer. Dieses Holzgasluftgemisch kann einem Kleinblockheizkraftwerk als Antriebsmittel für einen Gasmotor zur Verfügung stehen. Der Gasmotor treibt einen Elektrogenerator an. Weiterhin kann das Holzgasluftgemisch einer Holzgaszapfanlage zugeführt werden, welche zum Betanken von Gasfahrzeugen genutzt werden kann.The object of the invention is known systems for the supply of homes with heat and electricity with additional features such. As a Holzgaszapfanlage to provide and to achieve an improvement in the efficiency of the system. The wood gas system consists of a wood gas generator with an ignition mechanism, a wood gas cleaner, a wood gas cooler, wood gas compressor and a wood gas tank and then a wood gas air mixer. This wood gas mixture may be available to a small block heat and power plant as a drive means for a gas engine. The gas engine drives an electric generator. Furthermore, the wood gas mixture can be supplied to a wood gas dispenser, which can be used for refueling of gas vehicles.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anlage bestehen einmal in der Auslegung der Gesamtanlage auf die Größenordnung des Bedarfs eines Eigenheimes und der Anpassung auf die Wünsche des jeweiligen Nutzers, auf die Nutzung von Holz als nachwachsender Rohstoff und gleichzeitig auf die individuelle Nutzung des Holzgases zum Antrieb für gasgetriebene Kraftfahrzeuge.The advantages of the system according to the invention once in the design of the entire system on the scale of the need for a home and the adaptation to the wishes of the user, to the use of wood as a renewable resource and at the same time on the individual use of wood gas to drive for gas-powered vehicles ,

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung im Folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt den schematischen Aufbau der Gesamtanlage und die Verknüpfung der einzelnen Komponenten untereinander.Several embodiments of the invention will be described in more detail below with reference to the drawing. The drawing shows the schematic structure of the entire system and the connection of the individual components with each other.

Die Gesamtanlage als stationäre Anlage ist in ihren Größenverhältnissen dem Bedarf an Energie des jeweiligen Eigenheims bzw. der Art der Nutzung des Holzgases G angepasst. So kann das erzeugte Holzgas G vorrangig oder nur als Antriebsgas für gasgetriebene Kraftfahrzeuge genutzt werden. Die Kopplung mit einem Kleinblockheizkraftwerk 9 kann entfallen. Eine Kopplung mit der Gebäudeheizung 5 bzw. Warmwassererzeugung 5 ist in diesem Fall jedoch auch sinnvoll, da die Abwärme W an den Anlagenteilen Holzgaserzeuger 2, Holzgaskühler 4 und Holzgasverdichter 6 hier sinnvoll im Eigenheim nutzbar ist.The overall system as a stationary system is adapted in size proportions to the energy requirement of the respective home or the type of use of the wood gas G. Thus, the generated wood gas G can be used primarily or only as a drive gas for gas-powered motor vehicles. The coupling with a small block heat and power plant 9 can be omitted. A coupling with the building heating 5 or hot water production 5 However, in this case also makes sense, since the waste heat W at the plant components wood gas producer 2 , Wood gas cooler 4 and wood gas compressor 6 useful here in the home is usable.

Die Holzgasanlage besteht aus den Komponenten Holzgaserzeuger 2 mit einem Zündmechanismus 1 und weiteren im Folgenden beschriebenen Anlagenteilen. Das im Holzgaserzeuger 2 erzeugte Holzgas G wird anschließend in einem Holzgasreiniger 3 gefiltert. Der Holzgasreiniger 3 ist mit einem Holzgaskühler 4 gekoppelt. Der Holzgaserzeuger 2 und der Holzgaskühler 4 sind vorteilhaft jeweils mit einem Wärmetauscher versehen, die die dort entstehende Wärme W zur Gebäudeheizung 5 bzw. Warmwassererzeugungsanlage 5 weiterleitet. Nach dem Holzgaskühler 4 ist ein Holzgasverdichter 6 angeordnet, der das Holzgas G in einen Holzgastank 7 pumpt. Die Verdichtung des Holzgases G erfolgt vorteilhaft bis zur Flüssigkeitsform. The wood gas system consists of the components wood gas producer 2 with an ignition mechanism 1 and other parts of the system described below. The in the wood gas producer 2 generated wood gas G is then in a wood gas cleaner 3 filtered. The wood gas purifier 3 is with a wood gas cooler 4 coupled. The wood gas producer 2 and the wood gas cooler 4 are each advantageously provided with a heat exchanger, the heat generated there W for building heating 5 or hot water production plant 5 forwards. After the wood gas cooler 4 is a wood gas compressor 6 arranged, the wood gas G in a wood gas tank 7 inflated. The compression of the wood gas G is advantageously up to the liquid form.

Die Abwärme W des Holzgasverdichters 6 wird ebenfalls der Warmwassererzeugungsanlage 5 bzw. Gebäudeheizung 5 zugeführt. Aus dem Holzgastank 7 wird das Holzgas G eventuell über einen Holgasluftmischer 8 einem Kleinblockheizkraftwerk 9 zugeführt, der Wärme W für die Gebäudeheizung 5 bzw. Warmwassererzeugungsanlage 5 bzw. Elektroenergie E über ein Gasmotor, der einen Elektrogenerator antreibt, erzeugt.The waste heat W of the wood gas compressor 6 is also the hot water generation plant 5 or building heating 5 fed. From the wood gas tank 7 the wood gas G is possibly via a Holgasluftmischer 8th a small-scale combined heat and power plant 9 supplied, the heat W for the building heating 5 or hot water production plant 5 or electric power E via a gas engine that drives an electric generator generated.

Nach dem Holzgasluftmischer 8 kann eine Abzweigung für eine Holzgaszapfanlage 10 angeordnet sein, aus der Holzgas G für gasbetriebene Kraftfahrzeuge entnommen werden kann. Ein Kraftfahrzeug mit einem modernen Holzgastank ist mit anderen Gasfahrzeugen vergleichbar, besitzt jedoch die Vorteile, das mit der erfindungsgemäßen Energieerzeugungsanlage der Kraftstoff selbst hergestellt werden kann.After the wood gas air mixer 8th may be a branch for a wood gas dispenser 10 be arranged, can be removed from the wood gas G for gas-powered motor vehicles. A motor vehicle with a modern wood gas tank is comparable to other gas vehicles, but has the advantages that can be produced with the energy production plant according to the invention, the fuel itself.

Die Gesamtanlage besitzt natürlich Regler 11 und Sicherheitseinrichtungen 11 insbesondere zur Zwangsabschaltung der Gesamtanlage bei Havarien, sofern einzelne Komponenten der Gesamtanlage ausfallen oder Unstimmigkeiten der Gesamtanlage erkennbar sind. Weiterhin übernehmen die Regler 11 eine Optimierung der Gesamtanlage auf der Basis der benötigten Energie und möglichen Speicherungen bzw. beim Wärmebedarf in Anhängigkeit von der Außentemperatur bzw. vom Warmwasserbedarf.The entire system has of course regulator 11 and safety devices 11 in particular for forced shutdown of the entire system in case of accidents, if individual components of the entire system fail or discrepancies of the entire system can be seen. Furthermore, the controllers take over 11 An optimization of the entire system on the basis of the required energy and possible storage or heat demand depending on the outside temperature or the hot water demand.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Zündmechanismus ignition mechanism
22
Holzgaserzeuger Wood gas generator
33
Holzgasreiniger, Filter Wood gas purifier, filter
44
Holzgaskühler Wood gas cooler
55
Gebäudeheizung, Warmwassererzeugungsanlage Building heating, hot water generation plant
66
Holzgasverdichter Wood gas compressor
77
Holzgastank Wood gas tank
88th
Holzgasluftmischer Wood gas air mixer
99
Kleinblockheizkraftwerk Small cogeneration
1010
Holzgaszapfanlage Wood gas dispenser
1111
Regler und Sicherheitseinrichtung Regulator and safety device
Ee
Elektroenergie electric energy
GG
Holzgas wood gas
WW
Wärme, Abwärme Heat, waste heat

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 202006007359 U1 [0003] DE 202006007359 U1 [0003]

Claims (6)

Stationäre Energieerzeugungsanlage auf der Basis einer Holzgasanlage für Eigenheime, bestehend aus den Komponenten Holzgaserzeuger (2) mit einem nachgeschalteten Filter (3) und Holzgaskühler (4), ein Holzgastank (7) mit einem vorgeschaltetem Verdichter (6), einer Holzgaszapfanlage (10), diversen Wärmetauschern am Holzgaserzeuger (2) und am Holzgaskühler (4) und diverser Regler (11) und Sicherheitseinrichtungen (11) an der Gesamtanlage.Stationary power generation plant based on a wood gas system for private homes, consisting of the components wood gas generators ( 2 ) with a downstream filter ( 3 ) and wood gas cooler ( 4 ), a wood gas tank ( 7 ) with an upstream compressor ( 6 ), a wood gas dispenser ( 10 ), various heat exchangers on the wood gas producer ( 2 ) and the wood gas cooler ( 4 ) and various controls ( 11 ) and safety devices ( 11 ) at the whole plant. Stationäre Energieerzeugungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Holzgasanlage ein Kleinblockheizkraftwerk (9) gekoppelt ist, welches zur Wärmeerzeugung und Elektroenergieerzeugung für das Eigenheim angepasst ist.Stationary power generation plant according to claim 1, characterized in that to the wood gas plant a small-scale combined heat and power plant ( 9 ), which is adapted for heat generation and electric power generation for the home. Stationäre Energieerzeugungsanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzgaszapfanlage (10) für das Betanken von gasgetriebenen Kraftfahrzeugen geeignet ist.Stationary power generation plant according to claim 1 and 2, characterized in that the wood gas dispenser ( 10 ) is suitable for the refueling of gas-powered motor vehicles. Stationäre Energieerzeugungsanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher des Holzgaserzeugers (2), des Holzgaskühlers (4), des Verdichters (6) und der Abgaswärmetauscher des Kleinblockheizkraftwerkes (9) mit der Gebäudeheizung (5) bzw. Warmwassererzeugungsanlage (5) des Eigenheims verbunden ist.Stationary power generation plant according to claim 1 and 2, characterized in that the heat exchanger of the wood gas producer ( 2 ), the wood gas cooler ( 4 ), the compressor ( 6 ) and the exhaust gas heat exchanger of the small-scale combined heat and power plant ( 9 ) with the building heating ( 5 ) or hot water production plant ( 5 ) of the home is connected. Stationäre Energieerzeugungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (3) bzw. Holzgasreiniger (3) direkt mit einem Holzgaskühler (4) gekoppelt ist, wobei der Holzgaskühler (4) einen Wärmetauscher besitzt und der Holzgasreiniger (3) einen Hochleistungsgaswäscher besitzt, der mindestens aus einem Multiventuriwäscher und einem Bayer-Reither-Wäscher besteht.Stationary power generation plant according to one of the preceding claims, characterized in that the filter ( 3 ) or wood gas cleaner ( 3 ) directly with a wood gas cooler ( 4 ), wherein the wood gas cooler ( 4 ) has a heat exchanger and the wood gas cleaner ( 3 ) has a high-performance gas scrubber, which consists of at least one Multiventuri scrubber and a Bayer Reither scrubber. Stationäre Energieerzeugungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regler (11) und Sicherheitseinrichtungen (11) insbesondere zur Zwangsabschaltung der Gesamtanlage ausgelegt sind, sofern einzelne Komponenten der Gesamtanlage ausfallen und eine Optimierung der Gesamtanlage auf der Basis der benötigten Energie und möglichen Speicherungen bzw. beim Wärmebedarf in Anhängigkeit von der Außentemperatur bzw. vom Warmwasserbedarf ausgelegt ist.Stationary power generation plant according to one of the preceding claims, characterized in that the regulators ( 11 ) and safety devices ( 11 ) are designed in particular for forced shutdown of the entire system, if individual components of the entire system fail and an optimization of the entire system based on the required energy and possible storage or heat demand is designed in dependence on the outside temperature or hot water demand.
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