DE2500641C2

DE2500641C2 - Wärme- und Stromerzeugungsanlage

Info

Publication number: DE2500641C2
Application number: DE2500641A
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. 7921 Gerstetten Hein
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1975-01-09
Filing date: 1975-01-09
Publication date: 1985-08-29
Also published as: DE2500641A1

Description

dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmelauscher (4), der Wärmespeicher (3) und die Steuer-, Schulz- und Überwachungseinrichtungen (6) die Wände eines bis auf einet: die erforderliche Verbrennungsluft von außerhalb /-!führenden Ansaugkanal liifldichi geschlossenen Raum (2; als Schallschulzkapsel bilden, in dem der bzw. die Maschinen-Generator-Blöckc (1) stehen.

2. Wärme- und Stromerzeugungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (4). der Wärmespeicher (3) und die Steuer-, Schutz- und Überwachungseinrichtungen (6) an ihren, den Raum (2) begrenzenden Innenseiten mit schall- und wärmedämmendem Material verkleidet sind.

3. Wärme- und Stromerzeugungsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (4) zusätzlich zur Hindurchleitung und Vorwärmung der angesaugten Verbrennungsluft ausgebildet ist, und daß der Verbrennungslufteinlaß (9) des Wärmetauschers (4), um eine Erwärmung der angesaugten Verbrennungsluft ;ius den Wämieverlustcn des/der Maschinen-Generalor-Blöekc (I) zu gewährleisten, möglichst weit von der inneren Mündungsstelle (8) des die Verbrennungsluft in den Raum (2) einlassenden Ansaiigkanals entfern! ist, und daß der Verbrennungsluftauslaß des Wärmetauschers (4) über eine Luftansauglcitung (14) mit der thermischen Maschine verbunden ist.

4. Wärme- und Stromcrzcugungsanlagc nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine wärme- und schallgcdiimmic. luftdicht schließende Tür (7) vorgesehen ist. die einen Zutritt in das Innere des Raumes (2) für Einstell-. Kontroll-, Warnings- oder dergleichen Tätigkeiten ermöglicht.

5. Wärme- und Stromerzeugungsanlage nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß

zwischen dem Ansaugkanal und dem Verbrennungslufteinlaß des Wärmetauschers (4) eine mittelbar absperrbare bzw. auf Durchlaß steilbare Bypaß-I.eitung verlegt ist, die bei Bedarf, insbesondere wenn ein Betreten des innenliegenden Raumes (2) durch die Tür (7) erforderlich ist. eine direkte Zuführung der erforderlichen Luft vom Ansaugkanal zum Verbrennunjfslufteinlaß (9) des Wärmetauschers (4) ermöglicht.

6. Wärme- und Siromcrzcugungsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer-, Schutz- und Überwachungseinrichtungen (6) an der Außenseite Anzcigecinrichtungcn für Bctricbsdaien der Anlage umfassen.

Die Erfindung betrifft eine Wärme- und Stromerzeugungsanlage, bestehend aus Komponenten wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben.

Eine solche Wärme- ur.d Stromerzeugungsanlagc ist aus der GB-PS 11 91 473 bekannt Dort sind aber lediglieh die Komponenten und deren Wirkungsweise als solche beschrieben.

Bekannte Heizkraftwerke herkömmlicher Bauart besitzen in bezug auf die Wärmeausnutzung der verfügbaren Einsatzenergie wesentliche Vorteile gegenüber normalen Kraftwerken. Die bekannten Nachteile, wie Standortproblcme, hohe Vorleistungen, keine Anpassungsmöglichkeit an ein zeillich gedehntes Realisieren der Wärmeniilzungsobjeklc. Verluste in ilen Wärme fernleilungcn. hohe Investitionskosten für die Wärme

ι¹; übcrlragungslcitungcn und dgl., haben bisher eine weitere Verbreitung solcher I lcizkraftwerke verhindert. Ansätze zur Erzeugung von Wärme und elektrischer Energie in kleinen Anlagen blieben bisher auf .Sonderobjekte beschränkt. Total-Energie-Af-Iagcn, wie beispielsweise aus der GB-PS 11 91 473 bekannt, kamen in dichtbesiedelten Gebieten vor allem deshalb nicht zur Anwendung, weil eine wirtschaftliche Funktion in bezug auf den nur objektgebundenen Strom- und Wärmcvcrbrauch nicht immer möglich war.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen und eine Wärme- und Stromerzeugungsanlage mit Komponenten der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daP sie kompakt und möglichst raumsparend ausgebildet im, ferner wenigstens den bchörd-

^r)0 l;ch festgelegten Schallschutzauflagcn genügt, außerdem einfach vor Ort nahe dem mit Strom und Wärme zu versorgenden Verbraucher inslallierbar, im übrigen auch leicht bedien- und überwachbar und darüber hinaus mit hohem Wirkungsgrad betreibbar ist.

t> Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Ausbildung der Wärme- und Slromcr/eugungsanliige so wie im Kennzeichen des Anspruches I angegeben gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in

bo den Untcransprüchcn gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Warme- und Slromerzeugungsanlage vermeidet die eingangs crwähn'.en Nachteile und eignet sich besonders gut für einen l-ünsaiz in Siedlungsgebieten. Wohn- und Industriebauten oder

h> Gewerbegebictcn zur Versorgung der dort vorhandenen Verbraucher mit ausreichender Wärmeenergie und Strom.

Nachstehend ist ein Aiisfiihrungsbcispicl der erfin

25 OO

diingsgemäßcn Wärme- und Stromerzeugungsanlage anhand der Zeichnung erläutert.

Als Wärmeerzeuger dienen Gas-Otto-Motoren oder Dieselmotoren oder Gas- bzw. Öl-Kleinturbinen. Mit diesen Wfimieerzeugern sind Generatoren, insbcsonderc Asynehrongencraloren gekoppelt, die elektrischen Strom erzeugen und in das jeweils vorhandene Niedermler Miilelspannungsnet/ abgeben. |c ein Wärniccrzeuger und ein solcher Generator sind zu einem Motor-GeneratorblocK 1 zusammengefaßt. Die in der Zeichnung dargcsteilte Anlage umfaßt zwei solcher Motor-Gencrator-Blöcke 1.

Die Wärmequellen der Wärmeerzeuger, wie die Kühlwasscrwärme, die Auspuffwärme, die Abgasenergie, die Schmicrö!wärme und die Strahlungswärme der Bauteile, werden innerhalb der Wärme- und Stromerzeugungsanlage ausgenützt für die Erzeugung von Wärmeenergie, die den zu versorgenden Objekten über Wärmeübertragungsleitungen durch ein darin eingeschlossenes Wärmciransportmcdium wie z. B. Wasser oder Dampf zugeführt wird. Für diesen Wärmetausch sind ein oder mehrere Wärmetauscher vorgesehen, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel zu einer Wärnvtauschcrcinhcit 4 zusammengefaßt sind. Ei-gänzt ist jicsc Wärmelauschereinheit 4 durch einen oder mehrere. im dargestellten Beispiel zwei Wärmespeicher 3, die es gestatten, die Aggregate kleiner auszulegen und diese dem lagcs- und jahreszeitlichen Wärme- bzw. Strombedarf besser anzupassen.

Ferner sind eine elektrische Zusatzheizung und eine Gas- bzw. Ölzusatzheizung der Wärmetauschereinheit 4 zugeordnet. Diese Zusatzheizung ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit 5 bezeichnet.

Außerdem sind Steuer-, Schutz- und Überwachungseinrichtungen vorgesehen, die im dargestellten Ausfüh- » rungsheispici in der mil 6 bezeichneten Baugruppe /usamiiicngeiaüi sind.

Der bzw. die Wärmetauscher 4 und der bzw. die Wärmespeicher 3 und die Steuer-, Schulz- und Überwachungseinrichtungen 6 bilden crfindungsgcmäß einen bis auf einen die erforderliche Verbrennungsluft von außerhalb zuführenden Ansaugkanal luftdicht geschlossenen Kaum 2 als Schallschutzkapsel. Dies ermöglicht die Nutzung aller Abwärmeströme der Motor-Gencralor-Blöckc 1 über die zum Verbrennungsvorgang erfordcrlichc Luft. Dieser Raum 2 ist durch eine wärme- und schallgedämmte, luftdicht schließende Tür 7 für Einstcll-, Kontroll-, Wartungs- oder dgl. Tätigkeiten betretbar. Im übrigen sind auch wenigstens der bzw. die Wärmetauscher 4 und der bzw. die Wärmespeicher 3 an ihren den Raum 2 begrenzenden Innenseiten mit schall- und wärmedämmendem Material verkleidet. Die zur Verbrennung erforderliche Luft wird über eine im Freien, d. h. außerhalb der Anlage angeordnete öffnung 12 und einen Filter 11 in den Raum 2 eingeleitet. Diese Luft nimmt die im Raum 2 entstehende Verlustwärmc der Moior-Gcnerator-Blöcke 1 auf. Diese so erwärmte Luft wird über einen Verbrennungslufteinlaß 9 in den bzw. die zusätzlich für eine Hindurchlcitung und Vorwärmung der Verbrennungsluft ausgebildeten Wärmetau- bo scher 4 eingespeist, wo sie sich weiter erwärmt und dann über eine sich am Verbrennungsluftauslaß des bzw. der Wärniclauscher 4 anschließende Luftansaugleitung 14 an die thermische Maschine herangeführt wird.

Wie aus der Zeichnung gut ersichtlich, ist der Ver- b5 forennungsluftcinlaß 3 des/der Wärmetauschers) möglichst weit von der inneren Mündungsstelle 8 des die Verbrennungsluft in den Kaum 2 einlassenden Ansaugkanals entfernt. Diese Stellen liegen sich beim gezeigter, Ausführungsbeispiel etwa diagonal im Raum 2 gegenüber. Dies ermöglicht eine relativ starke Erwärmung der angesaugten Verbrennungsluft aus den Wärmeverlusten der Maschinen-Generator-Blöcke I. Um zu gewährleisten, daß stets nur gefilierte I-lift den Motoren zugeführt wird, isi zwischen dem Ansaugkanal und dem Verbrennungslufleinlaß 9 des bzw. der Wärmetauscher eine Bypaßleilung 10 verlegt, die wenn ein Betreten des Raumes 2 notwendig ist. durch Mittel J3 auf Durchlaß schaltbar ist und dann eine direkte kanalisierte Zuführung der Verbrennungsluft vom Ansaugkanal zum Verbrennungslufteinlaß 9 des bzw. der Wärmetauscher 4 ermöglicht.

Die Steuer-, Schutz und Überwachungseinrichtungen 6 umfassen vorteilhafterweise Anzeigeeinrichtungen, die an der Außenseite der Anlage Betriebsdaten derselben aufzeigen.

Durch eine Aufteilung der Wärmeleistung in zwei oder mehrere Wärmcer/cugereinheiten (Motor-Gencrator-Blöcke 1) können in Verbindu;'/ mit den Wärmespeichern 3 und der Gas- bzw. Ölzusatzr eizung die Sicherheit und Regelfähigkeil der Anlage, außerdem die Ausfallreserve und die Darbietung von elektrischer Energie erhöht werden.

Bei einer Auslegung der Anlage zwischen 418 700 kj/h und 4 187 000 kj/h Wärmeleistung kann eine Aufstellung innerhalb von Siedlungen in kleinen Anbauten oder ähnlichen, im Keller von Gebäuden, in Industriebauten usw. erfolgen, ohne daß btandortschwierigkeiten entstehen. Die in der Anlage erzeugte Wärme wird entweder direkt im Gebäude oder in einem relativ kleinen Gebiet um die Anlage verteilt, so daß keine hohen Investitionskosten für die Wärmeübertragungslcitungen und keine hohen Wärnieübcrlragungsvcrlustc entstehen.

Hierzu I Blau Zeichnungen

Claims

25 OO 641 Patentansprüche:

1. Wärme- und Slromerzeugungsanlage, bestehend aus folgenden Komponenten:

a) einem oder mehreren Maschinen-Generator-Blöcken mit jeweils einer als Wärmeerzeuger dienenden, mit gasförmigem oder flüssigem Kraftstoff betriebenen thermischen Maschine — Motor b/.w. Turbine —, die zur Stromerzeugung einen Elektrogenerator, insbesondere Asynchrongenerator antreibt, der erzeugten Strom in ein außerhalb der Anlage vorhandenes Stromnetz abgibt,

b) mindestens einem Wärmetauscher, in dem ein zum Transport der Wärme zu den zu versorgenden Verbrauchern dienendes Medium durch Abwärme der thermischen Maschinen aufgeheizt wirr* und dem zur Aufrechterhaltung oder ErhöhuRjr des verfügbaren Wärmeenergieangebotes eine Elektro- und Gas- bzw. Ölzusatzheizung zugeordnet ist,

c) mindestens einem Wärmespeicher zur Aufnahme der vom Wärmetauscher gewonnenen Wärme, und

d) Steuer-, Schutz- und Überwachungseinrichtungen.