DE2537655A1

DE2537655A1 - Energieversorgungsanlage fuer haeuser

Info

Publication number: DE2537655A1
Application number: DE19752537655
Authority: DE
Inventors: William Foulks Meyers; Oleg Serge Savinov
Original assignee: SAVCO Inc
Current assignee: SAVCO Inc
Priority date: 1974-08-26
Filing date: 1975-08-23
Publication date: 1976-03-11
Also published as: GB1512104A; NL7510077A; US3944837A; FR2283578A1; JPS5176513A; IT1041526B; SE7509354L; FR2283578B1; CA1042984A

Description

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Dr.-lng. E. BERKENFELD · Dipl.-Ing. H. BiRKENFELD, Patentanwälte, Köln Anlage Aktenzeichen ^ O O /DDO

zur Eingabe vom jg_# August 1975 my. ^{Name d}·^Anm· SAV CO INC

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Energieversorgungsanlage für Häuser

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Erzeugen und Ausliefern von elektrischer und thermischer Energie und auf eine automatische Steuereinrichtung zur Verwendung bei dieser Energieversorgung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf neue und verbesserte Systeme zum Erzeugen von elektrischer und thermischer Energie und zu deren Abgabe auf verteilte Lasten, wie zum Beispiel elektrische und thermische Lasten in Wohnhäusern.

Zwei der ernsthafteren Schwierigkeiten, denen die Vereinigten Staaten von Amerika und die Welt gegenüber stehen, sind die Befürchtungen zunehmender Brennstoffknappheit und der Umweltverschmutzung. Gegenwärtig sind diese Schwierigkeiten miteinander verbunden. Viele Vorschläge zum Abmildern der einen Schwierigkeit verstärken nämlich die zweite, und umgekehrt. Zur Zeit gibt es Hoffnung, dass Systeme zum mindestens teilweisen Lösen dieser Schwierigkeiten bis etwa zum Jahre 2000 in Betrieb sein werden. Die Aussichten für die dazwischen liegenden drei Jahrzehnte sind jedoch schlecht. Dringend benötigt werden somit sichere Lösungen dieser Schwierigkeiten für die nächsten wenigen Jahrzehnte, vorzugsweise unter Verwendung von heute verfügbaren Technologien und mit Ausrüstungen, die von der Öffentlichkeit anerkannt werden. Selbstverständlich ist man immer bestrebt, die Kosten neuer Systeme so niedrig wie möglich zu halten. Die Ernsthaftigkeit der hier zur Erörterung stehenden Schwierigkeiten und die wahrscheinlichen Kosten jedes Versuches einer Lösung sind jedoch der Gestalt, dass sehr hohe nationale Ausgaben für Kapitalinvestitionen für neue Systeme tragbar und wahrscheinlich auf jeden Fall notwendig sein werden.

Ein Versuch zur Lösung dieser Probleme liegt in einer Herabsetzung der Verschwendung der Energiequellen» w|e _zum _ Bei spiel fossiler

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Brennstoffe. Ein grosser Anteil der beim Verbrennen dieser Brennstoffe gewonnenen Energie wird heute noch verschwendet und in vielen Fällen erhöht diese Wärmeverschwendung noch die thermische Belastung der Unweit.

Ein gutes Beispiel hierfür ergibt sich bei den heutigen Verfahren zum Erzeugen von elektrischer Energie an einem zentralen Ort unter Verbrennung von fossilen Brennstoffen zur anschliessenden Verteilung zum Beispiel an Wohnhäuser. Bei der Verbrennung der Brennstoffe wird Energie zum Antrieb eines zentral gelegenen elektrischen Generators frei und die zentral erzeugte elektrische Leistung wird über lange Verteilerleitungen an die verteilt gelegenen elektrischen Lasten aufgeteilt. Bei typischen Systemen dieser Art werden bis zu etwa 70% der aus dem Brennstoff gewonnenen Wärmeenergie als Abfallwärme an der zentralen Station abgegeben und nur die verbleibenden etwa 30$ werden in elektrische Energie umgewandelt. Zur Zeit bestehen nur geringe Aussichten einer wesentlichen Verbesserung des Wirkungsgrades bei dieser Art von Energieerzeugung. Dies liegt insbesondere daran, dass bei den heutigen Systemen eine Wärmemaschine zum Antrieb des elektrischen Generators verwendet wird und diese Maschine infolge ihres Betriebes nach dem Carnot-Prinzips eine wesentliche Wärmemenge mindestens freisetzen muss.

Es wurden schon einige Versuche zur Wiedergewinnung der bei solchen Systemen freiwerdenden Abfallwärme unternommen. Zum Beispiel wurde sie zum Beheizen von benachbarten Häusern mit Dampf verwendet. In grösseren Entfernungen von der zentral gelegenen Station lässt sich dieses Verfahren jedoch nicht anwenden. Häufig verzichtet man sogar auf einen Versuch. Die Vernichtung der Abfallwärme selbst ist damit zu einem Problem geworden und bedarf besonderer Ausrüstung. Im allgemeinen wird die Abfallwärme mit verhältnismässig teuren Luftkühleinrichtungen in die die Energiestation unmittelbar umgebende Atmosphäre abgelassen. Dies führt zu einem unerwünschten üisermässigen lokalen Anstieg der Lufttemperatur. Ebenso hat man die Abfallwirme auf Wasserkühlungen übertragen. Auch dies ist verhältnismässig teuer und führt zu einer erhöhten thermischen Belastung von Flüssen oder anderen Gewässern. Die Beliefe-

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rung der bei den Verbrauchern, zum Beispiel in Wohnhäusern, verteilt angeordneten thermischen Lasten mit der N notwendigen Wärme erfolgt im allgemeinen durch das Verbrennen von fossilen Brennstoffen bei jedem Verbraucher beziehungsweise in jeder Wohnung selbst.

Abgesehen hiervon und zusätzlich zu dieser Energieverschwendung an der zentral gelegenen Station entstehen sehr beträchtliche Verluste der erzeugten elektrischen Energie bei ihrem Weg durch das Verteilersystem, mit dem sie zu den entfernt gelegenen Verbrauchern befördert wird. Genaue, zuverlässige und schlüssige Daten über die Grosse dieses Energieverlustes sind schwierig zu erhalten. Zum Teil mag dies daran liegen, dass die Lieferanten dieser Daten mit der Energieerzeugung und/oder Verteilung zu tun haben und es daher nicht in ihrem Interesse liegt, sämtlich Informationen über Ursachen von Verteilungsverlusten bei den heutigen Systemen bei langen Betriebsdauern und unter zahlreichen Betriebsbedingungen anzusammeln ζ und zu veröffentlichen. Während damit Zahlen von mehr als 90% häufig als Wirkungsgrad der Verteilung elektrischer Energie erwähnt werden, besteht guter Grund zu der Annahme, dass vielleicht 70 bis 80% eine realistischere Zahl ist. Zusammen mit dem Wirkungsgrad von etwa 30% bei der Energiegewinnung führt dies zu einem Gesamtwirkungsgrad von etwa 20 - 25%. Von der Tatsache ausgehend, dass ü"e gegenwärtige jährliche Brennstoffknappheit in den Vereinigten Staaten, die etwa einer Billion barrel öl pro Jahr entspricht, nur etwa 40% der zum Erzeugen von elektrischer Energie verwendeten fossilen Brennstoffe gleichkommt, leuchtet es ein, dass eine 40%ige Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades bei der Erzeugung elektrischer Energie von etwa 20 - 25% auf etwa 60 bis 65% zur Behebung der jährlichen Fehlmenge an Brennstoff ausreichen würde.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt damit in der Ausbildung eines neuen und nutzbaren Systems und eines Verfahrens zum Erzeugen von elektrischer und thermischer Energie und zum Ausliefern dieser Energie an verteilte Lasten, wie zum Beispiel thermische und elektrische Lasten in Wohnhäusern oder anderen Gebäuden.

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Eine weitere 'Aufgabe liegt in der Ausbildung eines solchen Systems und eines Verfahrens, das beim Vergleich mit den heutigen Systemen und Verfahren zu einer Verminderung der Energieverschwendung führt.

Eine weitere Aufgabe liegt in der Ausbildung eines solchen Systems und eines Verfahrens, das eine wesentliche Herabsetzung der Verschwendung der bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen entstandenen Wärme ermöglicht, die im allgemeinen an der zentral gelegenen Station eines zentral angetriebenen elektrischen Energiesystems erfolgt, und eine wesentliche Herabsetzung der Verschwendung von elektrischer Energie, die bei den heutigen Systemen beim Energietransport von der zentral gelegenen Station zu den entfernt gelegenen Verbrauchern erfolgt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Ausbildung eines solchen Systems und eines Verfahrens, mit dem die thermische Belastung der Umwelt herabgesetzt wird.

Eine andere Aufgabe der Erfindung liegt in der Ausbildung eines solchen Systems und eines Verfahrens, das für die Öffentlichkeit und für die am System arbeitenden Personen einen höheren Grad der Sicherheit bietet.

Eine weitere Aufgabe liegt schliesslich noch in der Ausbildung einer in diesem System anwendbaren Vorrichtung, mit der sichergestellt wird, dass der normalerweise am Verbrauchsort und damit in einem Abstand von mehr der zentral gelegenen Station an die Verteilerleitungen angeschlossene elektrische Generator diese Verteilerleitungen nur dann mit elektrischer Energie beaufschlagt, wenn er an zentral gesteuerte Leitungen angeschlossen ist.

Diese und weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgaben werden mit einem System und einem Verfahren gelöst, gemäss dem eine zentral angeordnete elektrische Generatorstation über Verteilerleitungen an verteilte elektrische Lasten bei entfernt liegenden Verbrauchern, wie in Wohnungen, angeschlossen ist, und eine Vielzahl dieser Ver-

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bra'ucher mit entsprechend verteilten thermischen und elektrischen Energieerzeugern, zum Beispiel mit einem mit Wärme angetriebenen elektrischen Generator ausgerüstet ist. Die an jedem dieser verteilt angeordneten Generatoren erzeugte Wärme wird dort befindlichen Wärmebedarfsstellen zugeführt, zum Beispiel Heizungen, Heisswasserbereitern, mit Wärmeenergie betriebenen Klimaanlagen und so weiter, während die elektrische Energie elektrischen Lasten zugeführt wird, wie Beleuchtungen oder Motoren. Jeder Oberschuss an elektrischer Energie, der bei den lokalen Verbrauchern nicht benötigt wird, wird in die Verteilerleitungen gegeben und kann dann an anderen Orten verwendet werden.

Vorzugsweise ist jeder der verteilt angeordneten Leistungsgeneratoren so ausgewählt, dass er im Betrieb genügend Wärme zur Befriedigung der örtlichen Erfordernisse erzeugt. Hierzu wird sein Betrieb vorzugsweise automatisch, zum Beispiel mit einem Thermostaten, geregelt. Falls dieser örtlich angeordnete Leistungsgenerator zu irgendeinem Zeitpunkt nicht den örtlichen Strombedarf befriedigen sollte, wird die fehlende elektrische Leistung über die Versorgungsleitungen von der zentral liegenden Station und/oder von anderen verteilt angeordneten Generatoren geliefert, die zu diesem Zeitpunkt vielleicht mehr elektrische Energie erzeugen als an ihrem Ort benötigt wird.

Die verteilt angeordneten Leistungsgeneratoren sollen weiter elektrische Energie nur dann an die Hauptverteilerleitungen abgeben können, wenn er an solche angeschlossen ist und diese gerade Energie aus der zentral gelegenen Station beziehen, das heisst nur dann, wenn der Generator an zentral mit Spannung beaufschlagte Verteilerleitungen angeschlossen ist. Falls die zentral angeordnete Station dann abgeschaltet werden sollte oder die Leitung zwischen der Station und einem der lokal angeordneten Generatoren unterbrochen werden sollte, wird dieser nicht weiter elektrische Energie an die Verteilerleitung abgeben. In einer bevorzugten Ausführungsform sind diese örtlich angeordneten Generatoren Induktionsgeneratoren, die zur Spannungsabgabe einen Scheinstrom zwischen der zentral gelegenen Station und sich selbst benötigen. Bei anderen Ausführungsfor-

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men werden von der zentral gelegenen Station über die Energieleitungen oder über besondere Nachrichtenverbindungen Steuersignale ausgesandt, die die lokal angeordneten Generatoren einschalten.

Vorzugsweise sind auch Einrichtungen zum Messen und Aufzeichnen des Energieflusses zwischen jedem Verbraucher und den Verteilerleitungen vorgesehen. Hierbei handelt es sich zum Beispiel um richtungsabhängige Wattstundenmessgeräte, die bei einem Stromfluss zum Verbraucher in Richtung steigender Anzeige laufen und sich bei einer Energieströmung in umgekehrter Richtung auch im anderen Sinne drehen.

Bei dem oben beschriebenen System können die bei den lokalen Verbrauchern verwendeten Maschinen und Generatoren mindestens den gleichen Wirkungsgrad wie bestehende Heizungsanlagen aufweisen, die zum Umwandeln von Brennstoff in Wärme verwendet werden und die Wärme in nutzbare Arbeit umsetzen.

Der während des Betriebes von Maschinen und Generator erzeugte elektrische Strom wird ohne wesentliche zusätzliche Abfallwärme erzeugt. Es kommt hinzu, dass die übertragung des örtlich erzeugten Stromes auf die zugehörige Last oder auf nahe gelegene elektrische Lasten bei naheliegenden Verbrauchern im wesentlichen ohne zusätzliche Abfallwärme erfolgt. Der gesamte Energiewirkungsgrad beim Erzeugen und Liefern des örtlich erzeugten Stromes an nahegelegene Lasten ist daher sehr hoch. Er liegt zum Beispiel über 90%. Im Vergleich hierzu gibt es einen Wirkungsgrad von vielleicht 20 bis 25% für den an einer zentralen Station erzeugten Strom. Bei richtiger Auswahl der Maschine und des Generators, so dass sie für eine beträchtliche Zeitspanne während des grössten Teiles des Jahres arbeiten und so dass der Generator im Betrieb verhältnismässig grosse Ströme abgibt, lässt sich ein grosser Teil des von den örtlichen Verbrauchern benötigten Stromes mit dem oben erwähnten sehr hohen Wirkungsgrad erzeugen, was zu einer grossen Abnahme der Brennstoffverschwendung und Wärraebelastung an der zentral gelegenen Station führt. Die Verwendung von mit Warne betriebenen Vorrichtungen, insbesondere Klimaanlagen» anstelle von mit Strom betriebenen Vor-

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richtungen am Ort der örtlichen Verbraucher ermöglicht die Erzeugung von Strom mit dem höheren Wirkungsgrad für einen grösseren Zeitanteil, insbesondere im Sommer. Damit erhöht sich der durchschnittliche Wirkungsgrad für das gesamte System. Vorzugsweise ist die zentral angeordnete Station jedoch immer eingeschaltet und liefert etwas Strom in das System.

Bei dem erfindungsgemässen System werden Einrichtungen und Technologien verwendet, die mit dem heutigen Stand der Technik ohne weiteres verfügbar sind, die für die an den Energieleitungen arbeitenden Personen sicher sind und die unter Berücksichtigung der Ernsthaftigkeit des Problems und der Kosten von Alternativlösungen nicht übermässig teuer sind.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1: ein Blockschaltbild des erfindungsgemässen Systems in einer Ausführungsform,

Figur 2: eine schematische Darstellung, teilweise in Blockform, einer möglichen erfindungsgemässen Ausführungsform der in Figur 1 gezeigten Verbrauchereinrichtung A,

Figur 3: eine schematische Darstellung, teilweise in Blockform, einer anderen Ausführungsform eines Teiles der in Figur 2 gezeigten Einrichtung,

Figur 4: eine schematische Darstellung, teilweise in Blockform, bestimmter Abänderungen des Systems von Figur 1 und von Figur 2, wobei die in Figur 4 eingezeichnete rechte Bruchlinie an den beiden Eingangsleitungen der Hauptwicklung 92 in Figur 2 liegt und

Figur 5: eine schematische Darstellung, teilweise in Blockform,

abgewandelter Ausführungsformen des Systems zum Anschalten der örtlichen elektrischen Generatoren, damit diese

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Anschluss an zentral gespeiste Energieleitungen Leistung an die Verteilerleitungen abgeben.

Mit speziellem Bezug auf die in den Zeichnungen nur als Beispiel und keineswegs zur Beschränkung des Umfanges der Erfindung gezeigten Ausführungsformen der Erfindung, sei nun gesagt, dass Figur 1 eine zentral angeordnete elektrische Energiestation 10 zeigt, die über Verteilerleitungen 12 an drei Verbraucher/angeschlossen ist, die als Verbrauchereinrichtung A, Verbrauchereinrichtung B und Verbrauchereinrichtung C gekennzeichnet sind. Die Leistungsstation ist auch noch an andere m nicht im einzelnen gezeigte Verbraucherstationen angeschlossen. Die zentral gelegene elektrische Leistungsstation 10 kann zum Beispiel eine übliche Stromversorgungsstation sein, die die Verteilerleitungen mit elektrischer Energie beaufschlagt, um diese den Verbrauchern an den Verbraucherstationen A, B und C zuzuführen. In diesem Beispiel sei angenommen, dass die Energie zum Betreiben dieser zentral angeordneten Energiestation durch Verbrennen eines fossilen Brennstoffes gewonnen wird, obgleich auch andere Energiequellen verwendet werden können. Es leuchtet ein, dass auch andere zentral angeordnete Einrichtungen zum Erzeugen von elektrischer Energie mit geeigneten bekannten Mitteln, zum Beispiel Leistungsschaltern, an die Verteilerleitungen 12 angeschlossen werden können. Weiter lexbtet ein, dass die Energiestation sämtliche der üblichen Oberwachungs- und Steuereinrichtungen, die für eine solche Energiestation typisch sind, enthält, und dass auch die Verteilerleitungen 12 sämtliche der üblichen Leitungsausrüstungen enthält, wie Transformatoren, Unterbrecher, manuell betätigbare Schalter und so weiter, obwohl diese Ausrüstungen im Interesse der Klarheit nicht gezeigt wurden. Für die vorliegenden Zwecke wird angenommen, dass die zentral gelegene Energiestation zugehörige Unterstationen enthält. Hierzu gehören solche, die kompensierende Blindströme auf die Verteilerleitungen geben.

Als Beispiel sei angenommen, dass die mittlere Zuführung in den Energieleitungen zu jeder der drei gezeigten Verbrauchsstationen und auch zu allen anderen Verbrauchsstationen eine neutrale Leitung ist und dass dfe beiden äusseren Zuführungen etwa 115 Volt Spannung

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entgegengesetzter Polarität mit zum Beispiel 60 Hz führen, obwohl das System zur Zuführung von Dreiphasenleistung auch auf übliche Weise abgeändert werden kann.

Die Verbrauchsstation A kann ein Haus, ein Bürogebäude, ein Lager, ein Kaufhaus oder eine ähnliche Verbrauchseinrichtung sein. Im folgenden wird jedoch allgemein angenommen, dass die Verbrauchsstation A ein übliches Privathaus ist.

In der Verbrauchsstation A werden damit drei Anschlüsse 14, 16 und 18 an dem Haus gezeigt, an das die Energieleitungen angeschlossen sind und die mittlere Leitung ist örtlich geerdet. Die Anschlüsse 14 und 18 sind über ein Wattstundenmessgerät 20 und über Sicherungen und Schalter 22 an die örtliche elektrische Last 24 angeschlossen. Die elektrische Last 24 kann zum Beispiel die Beleuchtungsanlage umfassen, die Heizelemente von verschiedenen Heiz- oder Kochgeräten und auch die verschiedenen elektrischen Motoren, die sich in einem Haus anfinden, wie bei den Einrichtungen der Waschküche, in Eisschränken, in Klimaanlagen, in Ventilatoren und so weiter. Der bis hier hin im Detail beschriebene Teil des Systems stellt die übliche Anordnung zur Zufuhr von elektrischer Energie zu den Einrichtungen in einer Privatwohnung dar.

Die typische Verbrauchsstation A enthält auch eine thermische Last 28. Dies kann zum Beispiel der Raum in dem Haus sein, der bei kaltem Wetter eine Beheizung verlangt, die übliche Heisswasserversorgung zum Liefern von warmen Haushaltswasser und auch irgendeine andere Einrichtung, die eine Wärmezufuhr erfordert. Zum Beispiel kann es sich auch um die bekannten Ausführungen von Klimaanlagen handeln, die zu ihrem Betrieb eine Wärmezufuhr verlangen.

In der Vergangenheit ist der Wärmebedarf im allgemeinen mit einer fossile Brennstoffe verbrennenden Heizanlage befriedigt worden, zum Beispiel mit einem Kohleofen oder mit ül- oder Gasbrennern und in anderen Fällen erfolgte die Beheizung des Hauses auch mit elektrischem Strom, der von den Hauptversorgungsleitungen abgenommen wurde.

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Es wurde bereits erwähnt, dass eine solche übliche Anordnung naturgegeben mit einer hohen Energieverschwendung und einer unnötigen übermässigen WSrmebelastung der Umwelt arbeitet. Bei Betreiben der zentral gelegenen Energiestation mit fossilen Brennstoffen werden typischerweise nur etwa 3025 der Brennstoffenergie an der Station in Elektrizität umgewandelt und infolge der Verluste auf den Verteilerleitungen erreicht noch nicht einmal der gesamte Teil dieser Energie die Verbrauchsstation,, Schlüssige Daten über die Grosse der Verteilungsverluste sind schwierig zu finden. Aus verfügbaren Daten lässt sich jedoch schätzen, dass etwa 75 bis etwa 80% der aus der ursprünglichen Energiequelle entnehmbaren Energie bei der Erzeugung und Verteilung der elektrischen Energie in einer solchen Anordnung verschwendet wird.

Gemäss der vorliegenden Erfindung weist jede Verbrauchsstation, wie die Station A, eine leitungsgesteuerte Generatorvorrichtung 30 für thermische und elektrische Energie auf, die in einem typischen Fall mit fossilem Brennstoff betrieben wird und die in vollem Betrieb für mindestens einen Teil der Last 24 elektrische Leistung an ihren Anschlüssen 32 und 34 abgibt. Jeder Oberschuss an elektrischer Energie, den sie erzeugt, wird über die Sicherungen und Schalter 22 und den Wattstundenmesser 20 auf die Verteilerleitungen gegeben. Wichtig ist, dass die Vorrichtung 30 im Betrieb in erster Linie Wärme erzeugt, die der thermischen Last 28 zugeführt wird, wie dies die gestrichelte Linie 36 anzeigt.

In dieser Ausführungsform misst eine Wärmebedarfsvorrichtung, wie ein Thermostat 40, die Temperatur der thermischen Last 28. Sie ist an die Vorrichtung 30 angeschlossen und lässt sie bei höherem Wärmebedarf arbeiten und schaltet sie zu anderen Zeiten ab.

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Das Ergebnis dieser Anordnung liegt darin, daß die Vorrichtung 3C wie erforderlich arbeitet, um die richtige gewünschte Temperatur der thermischen Last 28 beizubehalten, wie die Hausteaperatur, die Heißwassertemperatur usw. Im Betrieb liefert sue dann nicht nur den elektrischen Strom für die elektrische Last 24 am örtlichen Verbrauchsort, sondern, falls der von der Vorrichtung 30 erzeugte Strom nicht völlig von der örtlichen elektrischen Last benötigt wird, speist sie auch die Verteilerleitungen 14, und 18 mit elektrischem Strom zur Verwendung dort« wo er an anderen Verbrauchsorten benötigt wird»

Mit dieser Anordnung dann wird ein wesentlicher Teil des elektrischen Stromes, der von den an den verschiedenen Verbrauchsaorten verteilten elektrischen Lasten benötigt wird, durch die entsprechend verteilten Energie erzeugenden Vorrichtungen, wie die Vorrichtung 30, erzeugt. Bezüglich des elektrischen Stromes, der damit von jeder lokalen Generatorvorrichtung ihrer zugehörigen oder nahegelegenen lokalen elektrischen Last zugeführt wird, wird der der beträchtliche Verlust praktisch vermieden, der bei einer Zulieferung über die langen Verteilerleitungen aus einer zentral gelegenen Station auftreten würde. Zusätzlich und als wichtig ist aufzuführen, daß ein großer Teil der von der verteilt angeordneten Generatorstatinn 30 erzeugten Wärme ihrer Verwendung durch Weitergabe an die zugehörigen thermischen Lasten, wie 28, zugeführt wird. In der Tat betätigt bei der gezeigten Ausführungsform die Wärmebedarfsvorrichtung 40 die Generatorvorrichtung 30 zu solchen Zeitpunkten und für solche Zeitspannen, die zur Befriedigung der thermischen Last 28 notwendig sind. Damit stellt sich.die oben beschriebene Stromabgabe durch die Vorrichtung 30 als ein Nebenprodukt dieses Heizungsvorganges heraus.

Bei nicht in Betrieb befindlicher oder von den Energie leitungen abgetrennter Generatorvorrichtung 30 wird die Energie für die lokale elektrische Last 24 in der üblichen Weise über die Verteilerleitungen zugeführt.

Folglich ergeben sich ein Nettoanstieg im Gesamtwirkungsgrad und eine entsprechende Herabsetzung der von dem System benötigten Ge-

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samtbrennstofftoenge durch Verwendung dieser verteilt angeordneten thermischen und elektrischen Energieerzeugervorrichtungen, die zum Beispiel 30, um damit die entsprechenden lokalen thermischen Lasten, wie zum Beispiel 28, zu speisen, und um bei Betrieb auch die örtlichen elektrischen Lasten, wie 24, zu versorgen, während jede überschüssige elektrische Energie den Verteilerleitungen übermittelt wird. Dies steht im Gegensatz zu der üblichen Situation, bei der die lokale elektrische Last nur von der zentral gelegenen Energiestation versorgt wird und die an dieser zentral gelegenen Energiestation entsprechend erzeugte Wärme im allgemeinen verschwendet und als Umweltbelastung statt zum Begtreiben von nutzbaren thermischen Lasten weitergegeben wird. Zusätzlich entstehen in den Verteilerleitungen bei einem System mit nur zentraler Energieversorgung größere Energieverluste.

Die Verbrauchsstation B ist als identisch mit der Verbrauchsstation A dargestellt und kann zum Beispiel ein anderes an die gleiche Verteilerleitung angeschlossenes Haus sein. Dabei sei gesagt, daß diese Anordnung für viele oder sämtliche Häuser in einem gegebenen Gebiet wiederholt werden kann, das von einer vorgegebenen zentralen Energiestation oder von mehreren EnergieStationen bedient wird.

Die Verbrauchsstation C ist die gleiche wie die Station A und B mit der Ausnahme, daß die elektrische Last weggelassen wurde. Damit soll die mögliche Situation dargestellt werden, bei der zwar eine örtliche Erwärmung erforderlich, aber eine elektrische Last nicht vorhanden ist. Dies gilt zum Beispiel beim Aufrechterhalten einer ausreichenden Temperatur zum Verhindern des Einfrierens von Wasserleitungen an Orten, an denen elektrischer Strom nicht erforderlich ist.

In diesem Fall wird praktisch der gesamte elektrische und als Nebenprodukt beim Befriedigen der thermischen Last erzeugte Strom in die Verteilerleitungen eingeführt mit dem Vorteil, daß die bei der Stromerzeugung anfallende Wärme einem nützlichen Zweck zugeführt statt verschwendiet und als Umweltbelastung abgegeben wird·

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Es wurde bemerkt, daß sämtliche Energiegeneratorvorrichtungen, wie zum Beispiel 30, "leitungsgesteuert" genannt werden. Das Wesen dieser Steuerung liegt darin, daß diese Generatorvorrichtungen für thermische und elektrische Energie an jeder der Verbrauchs Stationen nur dann elektrische Energie an die Verteilerleitungen 12 abgeben können, wenn sie an die zentral beaufschlagten Verteilerleitungen angeschlossen sind, das heißt, wenn diese Verteilerleitungen den erforderlichen elektrischen Strom von einer zentral gelegenen Station erhalten. Falls die Verteilerleitungen an irgendeiner Stelle offen sein sollten und ein an den Verteilerleitungen jenseits dieser offenen Verbindung arbeitender Elektriker daher damit rechnen kann, an einer "toten" Leitung zu arbeiten, ist keine der Energiegeneratorvorrichtungen, wie zum Beispiel 30, in Betrieb und führt den Verteilerleitungen über diese offene Verbindung hinaus elektrische Energie zu und der Elektriker wird damit vor einem gefährlichen Schock geschützt. Bei Fehler einer solchen Anordnung könnte jede in der Verteilerleitung jenseits der offenen Verbindung verteilt liegende Energiegeneratorvorrichtung weiter in Bätrieb sein und der angenommenermaßen toten !Leitung elektrische Energie zuführen und die Arbeit an der Leitung durch den Elektriker für diesen unsicher gestalten.

Die Beschreibung der ν folgenden Figuren wird in größerer Ausführlichkeit verschiedenartige Anordnungen offenbaren, die zum Anschluß der lokal gelegenen elektrischen Energiegeneratorvorrichtungen an die Verteilerleitungen in einer solchen Weise verwendet werden können, daß diese lokalen Generatorvorrichtungen elektrische Energie an die Verteilerleitungen abgeben können.

Im Interesse der Klarheit sind der Nulleiter und die Erdung der einzelnen elektrischen Vorrichtungen innerhalb der Verbrauchs Stationen nicht in sämtlichen Fällen in Fig. 1 oder den folgenden Figuren gezeigt worden. Es wird nämlich angenommen, daß bei der Erdung sämtlicher elektrischer Vorrichtungen die üblichen Sicherheitsmaßnahmen beachtet werden.. Die Darstellung zeigt ein Einphasensystem mit 230 Volt gegenüber der Erde. Ebenso könnte aber auch ein 230/115 Volt System verwendet werden. Wie zuvor erwähnt,

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können jedoch auch mehrphasige, zum Beispiel dreiphasige, Energiequellen verwendet werden. Insbesondere bei Speisen eines induktiven örtlichen Generators ergeben sich höhere Leistungsfaktoren und ein höherer elektrischer Wirkungsgrad, obgleich dies das Verlegen von drei "heißen" Leitungen zu und in der lokalen Station erfordert.

Ebenso im Interesse der Klarheit ist das Verteilersystem für die elektrische Energie einfach nur mit den Energieleitungen dargestellt worden. Zusätzlich zu Vorrichtungen, wie zum Beispiel Transformatoren und Schaltern, mag das Verteilersystem aber auch noch Einrichtungen zum Vermindern der in den Energieleitungen fließenden Blindströme enthalten, wie zum Beispiel kapazitive Vorrichtungen, um die induktiven Ströme auszugleichen und damit einen mehr bei 1 liegenden Leistungsfaktor zu erzielen. Die Auswirkungen dieser Vorrichtungen in bestimmten Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden erörtert.

Fig. 2 zeigt schematisch weitere Einzelheiten einer möglichen Ausführungsform einer typischen Verbrauchs station, wie zum Beispiel der Verbrauchsstation A in Fig. 1. Teilen von Fig. 1 entsprechende entsprechende Teile in Fig. 2 sind mit entsprechenden Bezugszahlen bezeichnet.

Damit sind die Verteilerleitungen wieder als mit den Anschlüssen 14, 16 und 18 verbunden eingezeichnet. Die vom Anschluß 16 ausgehende Leitung ist an der Verbrauchsstation geerdet. Die Anschlüsse 14 und 18 sind über in beiden Richtungen wirkende Wattstundenzähler 20 und geeignete Leitungssicherungen und Leitungsschalter 22 an die örtliche elektrische Last 24 und die örtliche Energiegeneratorvorrichtung angeschlossen. Für verschiedene Abschnitte der elektrischen Last können wie üblich getrennte Schalter und Sicherungen verwendet werden. Der Wattstundenzähler 20 arbeitet in diesem Beispiel in beiden Richtungen, so daß er den elektrischen Inergiefluß in und aus der Verbrauchs st* ation aufzeichnet. Das heißt, bei Verwendung eines Wattstundenmessers üblicher Form, der in einer Richtung läuft, wenn die elektrische Energie in die Verbrauchsstation fließt und der in der entgegen-

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gesetzten Richtung läuft, wenn die elektrische Energie aus der Verbrauchsstation herausfließt, zeigt die Anzeige auf dem Meßgerät zu jedem Zeitpunkt den Nettobetrag der elektrischen Energie an, der durch die Verbrauchs station aus den Verteilerleitungen aufgenommen wurde. Auf diese Weise wird die Verwendung der örtlich an der Verbrauchsstation erzeugten elektrischen Energie zum Speisen der örtlichen elektrischen Last nicht nur die Wattstundenmesserablesungen herabsetzen oder ausschalten, sondern in den Fällen, in denen die örtlich erzeugte elektrische Energie die Anforderungen der örtlichen Last übersteigt und Strom an die Verteilerleitungen abgegeben wird, das übliche Meßgerät in der umgekehrten Richtung laufen, so daß die lokale Station automatisch einen Kredit für die elektrische Energie erhält, die sie den Verteilerleitungen zuführt. Damit wird nicht nur die weiter oben beschriebene Verminderung an A Energieverschwendung und Umweltbelastung erzielt, sondern der einzelne Verbraucher erhält zusätzlich noch einen Kredit für die Menge an elektrischer Energie, die seine lokale Vorrichtung den gemeinsamen Energieleitungen zuführt.

Die Vorteile der Erfindung in bezug auf eine Ersparnis an Brennstoff und Kosten können jedoch auch bei Fehlen des Wattstundenmeßgerätes erzielt werden und dtatt dessen können andere Meßeinrichtungen verwendet werden, zum Beispiel zwei Richtungsmeßgeräte, die die einfließende und ausfließende elektrische Energie getrennt aufzeichnen.

In dem Beispiel von Fig. 2 besteht die thermische Last 28 aus einem Heißwasser-Radiatorsystem 28A und einer zusätzlichen .thermischen Last 28B, die zum Beispiel ein Heißwasserbereiter oder irgendeine andere Vorrichtung sein kann, die für ihren Betrieb thermische Energie benötigt. Die Wärmebedarfsvorrichtung 40 ist dargestellt als ein typischer Thermostat von der üblichen Art, wie er in einem Raum des Hauses eingesetzt wird, das mit dem Heißwasser-Radiatorsystem geheizt wird. Von diesem Thermostaten kann angenommen werden, daß er nur bei a Abfallen der Temperatur in dem zu beheizenden Raum unter die Solltemperatur schließt und den •Stromkreis bei Erreichen der Solltemperatur wieder öffnet. Nach der Darstellung liegt der Thermostat 40 mit einer Relaisspule 60

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in Reihe, die ihre beiden zugehörigen Schalterkontakte 62 und 64 nur dann in deren geschlossene Stellungen bringt, wenn der Strom die Spule 60 durchläuft. Auch eine Niederspannungsquelle 66 liegt mit der Relaisspule 60 in Reihe und versorgt diese bei geschlossenem Thermostat 40 mit Strom. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß diese Spannungsquelle im allgemeinen nicht eine Batterie ist, sondern typis-cherweise eine Quelle, die ihre Energie in allgemein bekannter Weise aus der höheren Hausspannung bezieht.

Der übrige Teil der Vorrichtung von Fig. 2 stellt die Leitungsgesteuerte Generatorvorrichtung für thermische und elektrische Energie dar, wie sie zum Beispiel bei 30 in Fig. 1 gezeigt wird.

Sie enthält eine Wärme maschine 70, die mit einem geeigneten Brennstoff, typischerweise einem fossilen Brennstoff, wie Gas, Kohle oder öl, beschickt wird. Der Betrieb dieser Maschine schließt das Verbrennen des Brennstoffes unter Bewirken einer Drehung der Maschinenabtriebswelle 72 und mit einigen unvermeidbaren Wärmeverlusten über den Abgasschacht 74 ein. Im vorliegenden Beispiel wird die Maschine 70 nicht so sehr wegen ihrer Drehzahl, ihrer Leistung oder ihres Wirkungsgrades ausgewählt, sondern vielmehr so, daß sie im Betrieb Wärme in ausreichender Menge erzeugt, um damit einen zufriedenstellenden Betrieb der an sie über geeignete Wärmetauscher angeschlossenen Wärmelasten zu bewirken,, Spezieller betrachtet, in diesem Beispiel wird die Maschine 72 als eine wassergekühlte Wärmemaschine gezeigt, wie ein Dieselmotor zum Beispiel. Die Abströmleitung 76 von dessen Wasserkühlsystem führt dem Heißwasser-Radiatorsystem 28A heißes Wasser zu. Das Rücklaufwasser dieses Radiatorsystems wird der Maschine über die Rücklaufleitung 78 zugeführt. Bei Bedarf kann die Vorlaufleitung 76 auch so angeordnet werden, daß sie noch mehr Wärme von der Maschine aufnimmt. Hierzu wird sie zum Beispiel um einen Teil des Schachtes 74 gewickelt.

In diesem Beispiel sind die Maschine 70 wie auch der Induktions-Motor /Generator 80,mit dem die Maschine zusammenarbeitet*, in einem thermisch isolierten Gehäuse 82 eingeschlossen. Um das Innere dieses Gehäuses erstreckt sich eine thermisch leitende inne-

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re Auskleidung 84, durch die eine Strömung von Wärmeaustauschmedium über einen Einlaß 88 und einen Auslaß 90 durchgeführt werden kann. Das Medium in der Auskleidung 84 hat fe deshalb die Tendenz, die von irgendeiner Vorrichtung innerhalb des Gehäuses 82 erzeugte Wärme aufzunehmen und diese an die zusätzliche thermische Last 28B abzugeben.

Es sei bemerkt, daß die gezeigte Anordnung zum Bewirken der Aufheizung des Wassers durch das Kühlsystem der Wärmemaschine und zum Erzielen einer zusätzlichen Aufheizung eines Wärmeaustauschmediums durch die Auskleidung 84 unter dem Gesichtspunkt der Einfachheit und Klarheit der Beschreibung ausgesucht wurde. In einem verwickelten, tatsächlich angewendeten System würde das Wärmeaustauschsystem vorzugsweise in bezug auf maximalen Wirkungsgrad des Wärmeaustausches ν für sämtliche Wärme erzeugende Einrichtungen, insbesondere die Wärmemaschine 70 und der Induktions-Motor/Generator 80 konstruiert. Ein Überdrehzahlregler 81 wird vorzugsweise ebenfalls zum Verhindern eines Durchgehens der Maschine bei Abfall der Last vorgesehen.

Der Induktions-Motor/Generator 80 kann irgendeiner aus der Vielzahl der im Handel erhärüfchen Typen sein_e In diesem Beispiel ist er aus Gründen der Einfachheit als ein Einphasen-Motor mit kapazitivem Anlasser und einer Hauptwicklung 92, einem zugehörigen Rotor 94, der mechanisch mit der Maschinenwelle 72 verbunden ist, mit einer Anlaßwicklung 96, mit einem Anlaßkondensator 98 und mit einem durch Fliehkraft betätigten Ruhekontakt 100 dargestellt. Der durch den Betrieb des Thermostaten 40 angezeigte Wärmebedarf des Radiatorsystems bewirkt ein Schließen der Schaltarme 60 und 64 und damit den Anschluß der Hauptwicklung 92 an die Energieleitungen 14 und 18.

In dieser Ausführungsform wird auch eine konventionelle Brennstoffverriegelung 106 verwendet, die die Brennstoffversorgung oder die Drosselklappe der Maschine 70 schließt, ausgenommen dann, wenn diese Brennstoffverriegelung über die Leitungen 108 und 110 elektrischen Strom erhält. Wie es im folgenden noch deutlicher werden wird, verhindert die Brennstoffverriegelung 106 daher im-

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mer dann einen Betrieb.der Maschine 70, wenn keine Spannung an der Hauptwicklung 92 des Induktionsmotor/Generators liegt.

Im Betrieb bewirkt ein Schließen der Kontakte des Thermostaten 40, was einen Wärmebedarf für das Radiator system 28A anzeigt, ein Schließen der Kontakte 62 und 64. Damit werden sowohl der Hauptwicklung 92 als auch der Zusammenstellung aus dem Ahlaßkondensator 89 und der Anlaßwicklung 96 Energie zugeführt. Zum gleichen Zeitpunkt wird die Brennstoffverriegelung 106 infolge des ihr zugeführten Stromes aufgehoben und die Zufuhr von Betriebs-r brennstoff zur Wärmemaschine 70 wird wieder freigegeben. Der Indukti on smotor/Generator 80 beginnt, dann als Motor zu arbeiten, dreht den Rotor 94 und treibt anfangs auch die Maschinenwelle zum Anlassen der Maschine. Nach dem Anlassen der Maschine läuft diese hoch, bis sie den Rotor 94 des Indukti onsmotor/Generators 80 bis über die β Synchrongeschwindigkeit antreibt. Damit arbeitet diese letztere Vorrichtung dann als Induktionsgenerator. Zwischenzeitlich hat die Drehung des Rotors 94 den Fliehkraftschalter 100 geöffnet und die Anlaß schaltung 96, 98 wird damit abgetrennt.

Mit diesen damit erreichten Betriebsbedingungen erzeugt die Maschine 70 Wime. Diese erwärmt das zum Kühlen der Maschine verwendete Wasser. Dieses Wasser wird über die Auslaßleitung 76, durch das Heißwasser-Radiator system 28A umgewälzt und über die Rückführungsleitung 78 zur Maschine zurückgeleitet. Auf diese Weise wird dem durch den Thermostaten 40 signalisierten Wärmebedarf entsprochen. Der zusätzlichen thermischen Last 28B wird auch zusätzliche Wärme zugeführt. Zur gleichen Zeit erzeugt der Indukti onsmotor/Generator 80 «fee· elektrische Energie, die der elektrischen Last 24 zu deren vollständiger oder teilweiser Versorgung zugeleitet wird. Liegt die elektrische Belastung unter demjenigen WfTt, £e£n der Induktionsmotor/Generat or liefern kann, wird der Überschuß an elektrischer Leistung über das in beiden Richtungen arbeitende Wattstundenmeßgerät 20 auf die Verteilerleitungen 14 Wild 18 gegeben.

Wenn dem Wäraebedarf entsprochen ist, öffnet der Thermostat 40,

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die Schalterarme 60 und 62 öffnen sich und die Hauptwicklung 92 des Induktionsmotor/Generators 80 werden damit von den zentral gespeisten Energieleitungen abgetrennt und da die Hauptwicklung 92 damit nicht langer an den zentral gespeisten Energieleitungen liegt, erzeugt der Induktionsmotor/Generator damit zwangsläufig keine weitere elektrische Ausgangsleistung. Damit wird die Brennstoffverriegelung 106 nicht weiter aktiviert und sie bewirkt das Abschalten der Maschine 70, so daß keine weitere Wärme für das Radiatorsystem erzeugt wird, bis zu demjenigen Zeitpunkt, an dem sich der Thermostat wieder schließt. Bei angeschaltetem Induktionsmotor/Generator wird der Strom für die elektrische Last 24 von den externen, zentral gespeisten Verteilerleitungen geliefert.

Insbesondere sei bemerkt, daß der Induktionsmotor/Generator 80 selbst dann keine Leistung auf die Verteilerleitungen gibt, falls sich sein Rotor über Synchrongeschwindigkeit dreht, bis die Energieleitungen, an die er angeschlossen ist, wieder zentral gespeist werden; falls diese Leitungen irgendwo zwischen der lokalen Verbrauchsstation und der zentral gelegenen Station geöffnet sind oder falls die zentral gelegene Station abgeschaltet ist, gibt der Induktionsgenerator keine Leistung an die Leitungen ab, an die er angeschlossen ist; weiter wird er diese Leistung nicht abgeben, obwohl die Verteilerleitungen, an die er angeschlossen ist, auch mit anderen Induktionsmotor/Generatoren in anderen örtlichen VerbrauchsStationen verbunden sind. Dies ist eine natürliche Eigenschaft dieser Art von Induktionsmotor/Generatoren, die sie in der Tat als ein Meßgerät für das Vorliegen oder das Fehlen von an ihre Hauptwicklung angeschlossenen zentral gespeisten Energieleitungen wirken lassen.

Als ein Ergebnis dieses Merkmales werden die durch eine offene Verbindung von der zentral gelegenen Station abgetrennten Verteilerleitungen nicht von irgendeinem der Indukti ons generatoren in irgendeiner der lokalen Stationen mit Energie gespeist «4 und diese isolierten Verteilerleitungen werden damit wie gewünscht tot bleiben und damit zur Wartung durch Leitungsmänner oder andere an ihnen arbeitende Personen sicher sein. Nach einem Abschalten

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bleiben diese verteilt angeordneten Generatoren weiter abgeschaltet, bis ihre Verbindung an die zentral gespeisten Energieleitungen wiederhergestellt wird.

Es sei bemerkt, daß die Anordnung änach Fig. 2 von der Tatsache Gebrauch macht, daß bei einer Abtrennung der lokalen Energiegeneratorvorrichtungen von den zentral gespeisten Energieleitungen durch einen Leitungsbruch oder ein Abschalten der zentral gelegenen Station die verbleibende und dann dem lokalen Generator dargebotene elektrische Last ohmsch oder induktiv oder eine Kombination aus beiden ist und auf keinen Fall ein kapazitiver Scheinwiderstand ist. Beleuchtungen und Heizungen sind im allgemeinen nahe völlig ohmsch und die meisten Motore sind induktiv. In einigen Fällen werden jedoch Kapazitäten durch die Bedienung der zentral gelegenen Leistungsstation an die Leitungen angeschlossen, um damit die üblichen induktiven Komponenten der Ströme auszugleichen oder mindestens zum Teil zu unterdrücken und um damit den Betrag der in den Leitungen fließenden Blindströme herabzusetzen. Normalerweise liegt die Größe dieser an die Energieleitungen angeschlossenen kompensierenden Kapazitäten unter dem zum Kompensieren der Scheinströme erforderlichen Wert oder ist ihm im wesentlichen gleich. Somit werden diese Kapazitäten die in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen grundlegenden Vorgänge nicht ändern. Irgendwelche solche Kapazitäten sind im allgemeinen auch in der Nähe einer starken Konzentration von hochgradig induktiven Lasten, wie zum Beispiel in der Nähe einer Fabrik angeschlossen und es ist deshalb unwahrscheinlich, daß ein Leitungsbruch an einer solchen Stelle stattfindet und damit die Komponente des kapazitiven Blindwiderstandes, der die örtliche Energieerzeugungsvorrichtung beeinflußt, stark vergrößert. Zur größten Sicherheit sollten die Gestalt und der Betrieb des gesamten Systems dieses Problem nichtsdestotrotz durch strategische Auswahl und Verteilung sämtlicher dieser kompensierenden Kapazitäten in Betracht ziehen oder durch Verwendung von speziellen automatischen Trenneinrichtungen, wie sie zum Beispiel in den Figuren 4 und 5 gezeigt werden» um damit die kapazitiven Einrichtungen abzutrennen, falls es ein Problem erzeugen sollte, und hierzu ein oder mehreren lokalen Generatoren ein Weiterlauf selbst dann ermöglicht

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wird, wenn sie nicht an die zentral gespeisten Energieleitungen angeschlossen sein sollten.

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Induktionsmotor/ Generators und der zugehörigen Schaltung, um sicherzustellen, daß potentiell gefährliche Mengen von elektrischer Energie nur dann . auf die Verteilerleitungen gegeben werden, wenn der Generator an die zentral gespeisten Energieleitungen angeschlossen ist. In diesem Beispiel ist die Generatoranordnung die gleiche wie sie in Fig. 2 gezeigt wurde, mit der Ausnahme, daß eine Kapazität 200 bei geschlossenem Schalter 202 und nur bei geschlossenem Schalter parallel an die Hauptwicklung 92 angeschaltet wird. Der Schal ter 202 steht unter Federdruck und ist normalerweise offen. Bei offenem Schalter arbeitet die Schaltung wie die in Fig. 2 und liefert immer dann keine Energie an die Anschlüsse 14 und 18, wenn die Hauptwicklung 92 von den zentral gespeisten Energieleitungen abgetrennt ist. Bei geschlossenem Schalter 202 wird der Generator zu einem sogenannten kapazitiv erregten Induktionsgenerator.

Bei abgeschalteter Kapazität 200 zieht die Wicklung 92 bei Betrieb als Motor eine beträchtliche nacheilende Blindstromkomponente aus der Leitung und bei Betrieb als Generator liefert sie einen Strom mit einer großen kapazitiven Blindistromkomponente.

Eine solche Anordnung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, gibt eine starke positive Sicherheit, daß Energie nur bei an die zentral gespeisten Energieleitungen angeschlossenem Generator von diesem abgegeben wird. Die große vorlaufende kapazitive Stromkomponente, die er abgibt, läßt sich jedoch von dem System nur etwas mühsam unterbringen, obgleich dies an sich mit heute bekannten Techniken möglich ist. Der Anschluß der Kapazität 200 parallel an die Generatorwicklung 200 vermindert diese abgegebene kapazitive Komponente auf einen kleinen, aber erkennbaren Betrag. Als Ergebnis, falls nichts anderes geschieht, wird dann nicht positiv gewährleistet, daß der Generator Energie nur dann an die Verteilerleitungen abgibt, wenn diese zentral gespeist werden.

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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 liegt damit ein Richtungs-Leistungsrelais 210 so in der Schaltung, daß es den Fluß von Blindstrom in beiden Richtungen erkennen kann. Das Fehlen des Flusses eines solchen Blindstromes in der richtigen Richtung ist damit eine Anzeige dafür,, daß die Hauptwicklung des Generators nicht an die zentral gespeisten Energieleitungen angeschlossen ist und das Richtungs-Leistungsrelais wird unter diesen Umständen ein öffnen des Schalters 202 zulassen, so daß die Schaltung in die in Fig. 2 gezeigte Form zurückkehrt und die Zufuhr von gefährlicher elektrischer Energie an die Anschlüsse 14 und 18 durch den Generator unter diesen Umständen unterbleibt. Mit dem Anschluß der zentral gespeisten Energie leitungen an die Anschlüsse 14 und 18 wird damit nicht nur der Induktionsgenerator aktiviert, sondern dieser auch in einen Generator mit hohem Leistungsfaktor (zum Beispiel 0,9) umgewandelt, der einen nur geringfügig kapazitiven Strom mit den begleitenden praktischen Vorteilen liefert.

Insbesondere, mit Verwendung der Anlaßwicklung als einen Phasendreher für 90°, kann für das Richtungs-Leistungsrelais 210 jede im Handel erhältliche Bauart verwendet werden, bei der vom Anschluß 212 zum Anschluß 214 fließender Strom mit der Spannung zwischen den Anschlüssen 216 und 218 verglichen und der Schalter 202 nur dann geschlossen wird, wenn der Strom eine der Spannung nacheilende Komponente aufweist und diese mindestens eine vorgegebene minimale Größe hat. In. diesem Beispiel liegen die Anschlüsse 212 und 214 in Reihe zwischen dem Anschluß 18 und dem oberen Ende der Hauptwicklung 92 und messen den durch die Hauptwicklung und den Kondensator 200 fließenden Strom, sofern der Kondensator in den Kreis eingelegt w ist. Die Anschlüsse 216 und 218 liegen an der Anlasserwicklung 96 und leiten damit eine zur Netzspannung senkrecht stehende Spannung ab.

Da die Wicklung 96 in der Tat ein an die Anschlüsse 14 und 18 angeschlossener Phasenwechsler ist, wird die an ihr liegende Spannung auch an die Wicklung 92 angelegt, jedoch mit einer Phasenverschiebung von 90°.

Im Betrieb dann, wenn der Leitungsschalter an der örtlichen Ver-B 113/, 609811/0294

brauchsstation zuerst zum Anschließen des örtlichen Systems an die Hauptenergieleitungen geschlossen wird, ist der Schalter 202 offen und der Fliehkraftschalter 100 geschlossen. Beim Start ziehen dann die Hauptwicklung 92 und die Anlaßwicklung 96 sofort Strom. Während der Beschleunigung des Motors über die Synchrongeschwindigkeit hinaus öffnet sich der Fliehkraftschalter 100 und die Anlaßwicklung 96. wird abgetrennt. Der Schalter 202 wird dann durch das Leistungsrelais 210 infolge des während des Betriebes des Generators durch die Parallelkombination von Hauptwicklung 92 und Kapazität 200 fließenden induktiven Stromes geschlossen gehalten. Das Richtungs-Leistungsrelais 212 und seine Verbindungen dienen als ein zusätzliches und stärker empfindliches Mittel, um festzustellen, ob die Hauptwicklüng des Generators in der Tat an die zentral gespeisten Energieleitungen angeschlossen ist, und um mit Gewiß^heit zu verhindern, daß der Generator Leistung an die Verteilerleitungen abgibt, falls er nicht an die zentral gespeisten Energieleitungen angeschlossen sein sollte.

Fig. 4 zeigt eine alternative Anordnung, mit der sichergestellt wird, daß der Induktionsgenerator keine Leistung an die Verteilerleitungen abgibt, bis diese an ihn angeschlossen und zentral gespeist werden. Bei dieser Anordnung sind die Konstruktion und die Schaltung des Induktionsmotor/Generators genau wie bei Fig. "■)ie Steuerung des Betriebes des Schalters 202 unterscheidet sich jedoch wie folgt. An der zentral gelegenen Energiestation 10 wird ein Signal erzeugt, das die exakte Phase der zentral erzeugten Wechselspannung anzeigt. Dieses die Phase anzeigende Signal wird über eine Nachrichtenleitung 402 auf einen Empfänger und PHasenvergleicher 404 gegeben. Diese Vorrichtung liegt ihrerseits parallel an der Hauptwicklung 92 des Motor/Generators 80. Damit erhält der Empfänger und Phasenvergleicher 404 Wechselspannung von der Hauptstation 10 solange, wie die Hauptwicklung 92 in der Tat an die zentral gespeisten Energieleitungen angeschlossen ist. Zur gleichen Zeit erhält der Empfänger und der Phasenvergleicher aus der Nachrichtenleitung 402 das die zentrale Phase anzeigende Signal. Der Empfänger und Phasenvergleicher 404 vergleichen dann .die Phase des ihnen von der Nachrichtenleitung 402 zugeführten Signales mit der Phase der an der Hauptwicklung 92 liegenden

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Spannung und halten den Schalter 202 nur dann geschlossen, wenn diese beiden Signale in richtiger Phasenbeziehung zueinander stehen.

Als ein Beispiel, die Nachrichtenleitung 402 kann eine Telefonleitung mit einem 60 Hz-Signal sein, das unmittelbar vom Ausgang der zentralen Energiestation 10 abgeleitet wird, und der Empfanger und Phasenvergleicher 404 können eine übliche Phasenvergleichsschaltung sein, die in der in ihr enthaltenen Relaiswicklung nur dann ein Signal erzeugt, wenn das über die Telefonleitung zugeführte Signal in einer festen Phasenbeziehung zum Signal an der Erregerwicklung 92 steht. Die Nachrichtenleitung kann das 60 Hz-Signal von der Energiestation ebenso auf einen Träger aufmodulieren zwecks Übertragung an den Empfänger und den Phasenvergleicher 404 über eine Telefonleitung, wobei diese letztere Vorrichtung dann das auf den Träger aufmodulierte Signal vor dem Phasenvergleich demoduliert. Als eine weitere Alternative kann die Nachrichtenleitung 402 auch ein Raumverbindungssystem sein, bei dem nach Maßgabe der Ausgangswechselspannung der Energie station 10 modulierte Rundfunksignale dem Empfänger und Phasenvergleicher 404 zugeführt werden, der diese ausgestrahlten Signale vor dem Phasenvergleich mit dem an der Erregerwicklung 92 liegenden Signal empfängt und demoduliert. Zum Erhöhen der Zuverlässigkeit in Gegenwart von elektrischen Störgeräuschen können auch kompliziertere Nachrichtentechniken verwendet werden.

In Fig. 5 wird eine alternative Abänderung des Systemes nach den Figuren 1 und 2 gezeigt. Diese Abänderung gibt die positive Sicherheit, daß der Induktionsgenerator nur dann Leistung auf die Verteilerleitungen gibt, wenn diese zentral gespeist werden und an die Hauptwicklung des Generators angeschlossen sind. In diesem Fall legt ein Trägersignalgenerator 300, der vorzugsweise an oder in der Nähe der zentralen Energiestation 10 angeordnet ist, ein Trägersignal von vorgegebener höherer Frequenz f^ an die beiden von der zentralen Energie station kommenden "heißen" Leitungen.

Dieses Signal mit der höheren Frequenz wird von den Energieleitungen durch das System getragen. Typische ¥e· verwendbare Fre-

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quenzen liegen im Bereich von etwa 100 kHz bis 130 kHz. An jeder Stelle im System, an der ein Blindwiderstand das Trägersignal auslöschen könnte, zum Beispiel eine Serieninduktion, wie 302, wird vorzugsweise ein geeignetes zusätzliches Schaltelement, wie der parallel zu der Induktion liegende Kondensator 304, vorgesehen, um sicherzustellen, daß das Trägersignal tatsächlich durch, das System und zu jeder Verbrauchsstation gelangt, solange wie die zentrale Leistungsstation arbeitet und kein Leietungsbruch vorliegt, und ohne dabei zu verhindern, daß auch die eine andere Frequenz aufweisenden Leistungsströme durch das System getragen werden. Fig. 5 zeigt die Verwendung eines Induktionsmotor/Generators 80 von der gleichen Bauart wie in Fig. 3 mit der Ausnahme, daß eine kleine in Reihe liegende Drosselspule 310 hinzugefügt wurde, um beim Schließen des Kondensators 200 entstehende Stromspitzen zu begrenzen, und mit der weiteren Ausnahme, daß ein zusätzlicher normalerweise offener Schalter 203 mit der Hauptwicklung 92 in Reihe geschaltet wird. Statt des Leistungsrelais 210 wird weiter ein auf die Trägerfrequenz ansprechender Vergleicher 320 verwendet, der über die Serienkapazität 322 an die die Hauptwicklung 92 speisende Leitung angeschlossen ist. Der Vergleicher 320 kann eine scharf auf die Trägerbezugsfrequenz f^ abgestimmte Resonanzschaltung und eine Relaisschaltung enthalten, die so ausgerichtet sind, daß sie nur bei Zuleitung des Trägersignales über die Kapazität 322 die Schalter 202 und 203 schließen. Bei nicht geschlossenem Schalter 202 und 203 wird der Generator 80 unabhängig von allen anderen Bediigingen mit Sicherheit abgeschaltet. Die Größe der Kapazität 200 ist damit für das Abschalten des Generators nicht länger kritisch und kann entsprechend anderen Entwurfszielen ausgewählt werden.

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Während die Trägerfrequenz aus Gründen der Einfachheit vorzugsweise ein abgestimmter Kreis ist, dessen Resonanzfrequenz wirkungsvoll mit der Frequenz des über die Kapazität 322 zugeführten Signales verglichen wird, lässt sich auch ein frequenzstabiler Generator zum Erzeugen eines Bezugssignales mit einer der Frequenz des Trägersignales gleichen Frequenz F, verwenden, wobei dieses lokal erzeugte Trägersignal dann in einer Einheit 320 mit dem über die Kapazität 322 zugeführten Signal verglichen wird und der Schalter 202 dann nur dann betätigt wird, wenn das empfangene Signal und das örtlich erzeugte Signal die gleiche Frequenz fj aufweisen.

Um sicher zu stellen, dass das Trägersignal die Verbrauchsstationen nur bei sich in Betrieb befindlicher zentraler Energiestation erreicht, sollte die Anordnung zum Zuleiten des Trägersignales zu den Energieleitungen so beschaffen sein, dass das Signal nicht zugeführt wird, wenn die Ausgangsklemmen der zentralen Station von den Energieleitungen abgetrennt sein sollten. Auf zwei Weisen lässt sich dies einfach erreichen:

(a) das Trägersignal wird auf derjenigen Seite des % Ausganges der zentralen Station angelegt, an die auch der zentrale Generator angeschlossen ist, so dass das Trägersignal bei öffnen des Ausgangsschalters von den Energieleitungen abgenommen wird oder

(b) durch Spannungsversorgung des Trägersignalgenerators von derjenigen Seite des Ausgangsschalters aus, an die auch die Energieleitungen angeschlossen sind, so dass beim öffnen des Ausgangsschalters der zentralen Station die Leistung vom Trägersignalgenerator abgenommen und dieser damit stillgesetzt wird.

Es leuchtet ein, dass auch andere Arten von identifizierbaren Signalen von der Zentralstation über die Energieleitungen zu den an den Verbrauchsstationen verteilt angeordneten lokalen Energiegeneratorvorrichtungen gesandt werden können, um damit die Verbindung an eine zentral gespeiste Leitung anzuzeigen. Zum Beispiel lassen sich Trägersignale verwenden, die mit niederfrequenten Sinuswellen oder mit periodischen Impulsen moduliert sind. Zum Herabsetzen der

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Auswirkungen von zufälliger Interferenz lassen sich auch Pulskodmodulation oder viele andere Nachrichtentechniken verwenden.

Die Anordnungen sowohl nach Figur 3 wie auch nach Figur 4 dienen zum automatischen Anschliessen der Kapazität 200 parallel an die Erregerwicklung 92 nur für die Zeitspanne, während der die Hauptwicklung an die zentral gespeisten Energiev^rteilerleitungen angeschlossen ist. Zu diesen Zeiten tenn der Induktionsgenerator wie ein kapazitiv erregter Wechselspannungserzeuger mit sich dabei einstellenden praktischen Vorteilen arbeiten. Falls die Hauptwicklung 92 zu irgendeinem Zeitpunkt nicht mehr an die zentral gespeisten Energieleitungen angeschlossen sein sollte, ist die Frequenz und/ oder Phase des an der Wicklung 92 liegenden Signales nicht länger mit der entsprechenden Frequenz und/oder Phase des von der Leistungsstation 10 erzeugten Stromes identisch. Der Schalter 202 öffnet sich und die Motor/Generatorschaltung kehrt in der Tat zu dem in Figur 2 gezeigten Zustand zurück und der Generator ist nicht länger in der Lage, Leistung an die Energieverteilerleitungen abzugeben.

Es sei auch bemerkt, dass sich mindestens die Anordnungen el nach den Figuren 4 und 5 ohne weiteres zur Verwendung mit lokalen Energiegeneratoren eignen, die nicht von der Bauart eines Induktionsmotor/Generators sind. Der Ausgang des Trägerfrequenz- und Vergleichers 320 oder des Empfängers und Phasenvergleichers 404 lässt sich nämlich zum automatischen Abschalten oder Abtrennen jeder Art von lokal verteilten Energieerzeugervorrichtungen von den-Leitungen verwenden, sofern diese Vorrichtung nicht an zentral gespeiste Leitungen angeschlossen ist. Dies lässt sich zum Beispiel dadurch erreichen, dass entweder die den Generator antreibende Maschine abgeschaltet oder der Generator von den Energieleitungen abgetrennt wird oder durch Unterbrechen der die Erregung liefernden Wechselströme. Verfahren, mit denen der Generatorausgang von den Energieleitungen abgetrennt wird statt die Antriebsmaschine abzuschalten eignen sich insbesondere für Anordnungen, bei denen der Ausgang des lokalen Generators dann ohne weiteren Anschluss an die Energieverteilerleitungen auf die Versorgung der lokalen elektri-

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schen Last umgeschaltet wird, so dass die Erzeugung von thermischer und elektrischer Energie an der Verbrauchsstation auch zu diesen Zeiten weitergehen kann.

Nur als Beispiel sei gesagt, dass ein lokaler Generator zum Erzeugen von thermischer und elektrischer Energie mit ausreichender Wärmeversorgung zur Flächenbeheizung, zum Erzeugen von heissem Wasser und zum Betreiben einer thermisch betriebenen Klimaanlage in einem Haus durchschnittlicher Grosse einen ölbefeuerten Dieselmotor mit einer Leistung von 12 PS zum Antrieb eines Generators von 12 kW enthalten kann und im Betrieb etwa 90.000 BTU erzeugt. Es wird daran gedacht, dass dieser Motor und Generator von einer Bauart sind, die keiner Wartung bedürfen und durch Personal nur soweit überwacht oder eingestellt werden müssen, wie es die übliche Einstellung und Wartung von anderen Heiz- und Kühleinrichtungen in Häusern normalerweise erfordert. In Häusern mit mehreren Wohnungen, in Lagern und gewerblichen Einrichtungen ähnlicher Grosse und ähnlicher Anforderungen wird daran gedacht, dass die Generatoren in jedem Fall unter 100 kW liegen. Der lokale elektrische Generator mag in einigen Fällen Zweiphasen-, Dreiphasen- oder auch Spannungen mit anderer Phasenzusammensetzung mit jeder beliebigen Spannung von zürn Beispiel 115 Volt, 230 Volt oder einer anderen Spannung erzeugen. Die Maschine kann von jeder beliebigen Bauart sein, die Wärme in für die jeweilige Anwendung ausreichender Menge erzeugt und sie kann den Generator unmittelbar oder über irgendeine Kupplung wie mit Zahnrädern, Treibriemen, Drehmomentwandlern und so weiter antreiben.

Die Verwendung einer Anlasswicklung im Generator ist nicht unbedingt erforderlich, da auch andere bekannte Anlasseinrichtungen verwendet werden können. In einem denkbaren Energieverteilersystem, das von der heute typischen Bauart abweicht, mögen auch kapazitive anstelle von induktiven Blindströmen in den Verteilerleitungen im Oberschuss vorhanden sein. In diesem Fall könnte ein kapazitiver Blindstrom zum Anlassen der lokalen Induktionsgeneratoren verwendet werden. Es sei auch noch darauf hingewiesen, dass jegliche und sämtliche der üblichen Sicherheitsvorrichtungen an den Verbrauchsstationen

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verwendet werden können, wie Kaminschalter, Flammenwächter, gerichtete Leistungsrelais und so weiter. Zusätzlich zu der mit den oben beschriebenen Erregerschaltungen erreichten Leitungssicherheit können auch Einrichtungen verwendet werden, die die Drehzahl, die Last, die Spannung, die Frequenz und/oder den Strom des örtlichen Generators messen und den Generator stillsetzen, wenn die Werte dieser Parameter i Abnormalitäten anzeigen und damit nahelegen, dass dieser lokale Generator nicht länger an die zentral gespeisten Energieleitungen angeschlossen ist.

Obgleich die Erfindung im Interesse vollständiger Eindeutigkeit mit besonderem Bezug auf spezielle erfinderische Ausführungsformen beschrieben wurde, leuchtet es doch ein, dass sie auch in einer Vielzahl von von den speziell gezeigten und beschriebenen Formen abweichenden Formen ausgeführt werden kann, ohne dass dabei das Wesen und der Umfang der Erfindung verlassen wird, wie er in den beifolgenden Patentansprüchen festgelegt ist.

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Claims

Dr.-lng. E. BERKENFELD · Dipl.-lng. H. BERKENhELD, Pctentanwä:te, Köln

Anlage Aktenzeichen SAVCO INC.

zur Eingabe vom IQ AuGUSt 1975 DIV Name d. Anm.

S 113/1 PATENTANSPROeHE

Energieversorgungsanlage für Häuser mit einer zentral gelegenen Station zu« Erzeugen von elektrischer Energie, mit örtlichen Verbrauchsstationen mit elektrischen Lasten, die elektrische Energieverlangen und «it nutzbaren zeitveränderlichen thermische Energie verlangenden thermischen Lasten, und mit Verteilerleitungen zum Verbinden der zentral gelegenen Station mit den elektrischen Lasten an den lokalen Verbrauchsstationen, dadurch gekennzeichnet,

dass eine Vielzahl von verteilten lokalen Energieerzeugereinrichtungeji vorgesehen ist, jede an einer anderen aus der Vielzahl der Verbrauchsstationen, jede einen lokalen mechanisch antreibbaren elektrischen Generator und eine lokale Wärmemaschine zum Betreiben des lokalen Generators enthält,

dass Einrichtungen zum Verbinden der elektrischen Ausgänge der lokalen elektrischen Energiegeneratoren mit den Energieleitungen vorgesehen sind,

dass Mämnetauscher zur Weiterleitung der von den lokalen Energiegeneratoren an, den Verbrauchsstationen erzeugten thermischen Energie an die entsprechenden thermischen Lasten vorgesehen sind,

dass Einrichtungen zum Steuern des Betriebes jeder der lokalen Wärmemaschinen vorgesehen sind zum Verändern des Betrages der angelieferten thermischen Energie nach Maßgabe des Betrages der von der entsprechenden zugehörigen thermischen Last angeforderten thereischen Energie und um damit die benötigte thermische Energie anzuliefern und

dass die Einrichtungen zum Steuern des Betriebes von jeder der örtlichen Wärmemaschinen Einrichtungen enthalten zum Verändern der durch den entsprechenden lokalen Energiegenerator erzeugten thermischen E_nerg.4_{e uncj} elektrischen Energie in der gleichen Rich-

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tung, so dass Zunahmen in der erzeugten thermischen Energie von Zunahmen in der erzeugten elektrischen Energie begleitet werden, während im wesentlichen die gesamte erzeugte thermische und elektrische Energie nutzbringend verwendet werden.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Steuern des Betriebes jeder der örtlichen Wärmemaschinen eine automatische Steuereinrichtung an jeder der Verbrauchsstationen enthält, die automatischen Steuereinrichtungen auf den Wärmebedarf der entsprechenden thermischen Last ansprechen, um damit die entsprechende lokale Wärmemaschine nach Bedarf zum Sicherstellen der Wärmeanforderungen intermittierend betreiben.

3.Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum automatischen Anlassen jeder der lokalen elektrischen Energiegeneratorvorrichtungen, um den Energieleitungen elektrische Energie nur dann zuzuleiten, wenn die Ausgangsklemmen der Generatorvorrichtungen an Abschnitte der Energieverteilerleitungen angeschlossen sind, die dann von der zentral gelegenen Station gespeist werden.

4. Anlage nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Verbrauchsstation ein durch eine Maschine angetriebener elektrischer Generator vorgesehen ist, die durch den Betrieb der Maschine und des Generators erzeugte Wärme der zugehörigen lokalen thermischen Last zugeleitet wird, der von der Maschine angetriebene Generator automatisch nach Maßgabe des Wärmebedarfs der thermischen Last so gesteuert wird, dass die abgegebene Wärme im wesentlichen den Bedarf der lokalen thermischen Last entspricht, so dass die von der Maschine erzeugte elektrische Leistung ansteigt, der von dem Generator erzeugte Strom bei Lauf des Generators der zugehörigen lokalen elektrischen Last zugeführt wird und zu diesen Zeiten den Energieleitungen auch jeder Oberschuss an Strom zugeführt wird, der über den Bedarf der zugehörigen elektrischen Last hinaus erzeugt wird, so dass im wesentlichen die gesamte erzeugte Wärme und der gesamte erzeugte Strom nutzbar verwendet werden.

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5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der lokalen elektrischen Generatoren nur nach Maßgabe ihm von der zentralen Energiestation zugeführten Stromes angelassen wird.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an jedem der lokalen elektrischen Generatoren den Energieleitungen zugeführte elektrische Energie gemessen und registriert wird.

7. Anlage nach Anspruch 1 - 6, gekennzeichnet durch einen elektrischen Generator, Einrichtungen zum Anschliessen des elektrischen Ausganges des Generators an Energieverteilerleitungen, eine Maschine zum Antnsiben des Generators, Wärmeaustauscher zum Obertragen der durch den Betrieb der Maschine und des Generators erzeugten Wärme auf eine Wärmalast, und Steuereinrichtungen zum automatischen Steuern des Betriebes der Maschine nach Maßgabe des Wärmebedarfs der Wärmelast, so dass die zugeführte Wärme dem Wärmebedarf der Wärmelast in einer Weise entspricht, um die elektrische Leistung des elektrischen Generators in der gleichen Richtung wie die von der Maschine und dem Generator erzeugte Wärme zu ändern, so dass im wesntlichen die gesamte erzeugte Wärme und die gesamte erzeugte elektrische Energie nutzbringend verwendet werden.

8.Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Maschine nach Maßgabe des Wärmebedarfs der Last anlässt und abhält.

9. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Steuern des Betriebes jeder der lokalen Wärmemaschinen Einrichtungen zum Verändern der Geschwindigkeit des Betriebes jeder lokalen Wärmemaschine enthält, so dass die zugeführte thermische Energie mit der erforderlichen thermischen Energie in Obereinstimmung gebracht werden kann.

Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim automatischen Steuern des von der Maschine angetriebenen Generators die Arbeitsgeschwindigkeit -der Maschine geändert wird, so dass die zugeführte Wärme den Anforderungen der lokalen thermischen Last entspricht.

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1Ϊ. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verändern der Betriebsgeschwindigkeit die Maschine betrieben wird, wenn die zugehörige thermische Last einen Wärmebedarf hat, und die Maschine gestoppt wird, wenn der Bedarf der zugehörigen thermischen Last gedeckt ist.

12. Anlage nach Anspruch 1 bis 11, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Verteilung von elektrischer Energie, eine zentral gelegene Station, die normalerweise diesen Verteilereinrichtungen elektrische Spannung zuführt, um sie von einer zentralen Stelle aus zu aktivieren, zusätzliche lokale elektrische Energiegeneratoren, die normalerweise so geschaltet sind, dass sie die Zufuhr von zusätzlicher elektrischer Energie zu den Verteilereinrichtungen an einer von der zentralen Einrichtung abgelegenen Stelle ermöglichen, wenn der lokale Energiegenerator in Betrieb ist, der lokale Energiegenerator durch seinen Anschluss an die zentral aktivierten Verteilereinrichtungen angelassen wird und bei Fehlen der Verbindung zu den zentral aktivierten Verteilereinrichtungen automatisch abgeschaltet wird, der lokale Energiegenerator Einrichtungen enthält, die auf das Auftreten einer wesentlichen Blindstromkomponente zwischen ihm und der Verteilereinrichtung unter Erzeugen eines Steuersignales ansprechen, und auf dieses Steuersignal ansprechende Steuereinrichtungen vorgesehen sind zum Einschalten des Energiegenerators.

13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiegenerator ein Induktionsgenerator mit einer Wicklung und einer steuerbar parallel an die Wicklung anschliessbaren kapazitiven Einrichtung ist, und die Steuereinrichtung eine auf das Steuersignal ansprechende Einrichtung ist zum parallelen Anschalten der kapazitiven Einrichtung an die Wicklung nur dann, wenn dieses Steuersignal erzeugt wird.

14. Anlage nach Anspruch 1 - 13, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Verteilen von elektrischer Energie und eine zentral gelegene Einrichtung, die normalerweise elektrische Spannung an die Verteilereinrichtungen anlegt, um diese von einer zentralen Stelle aus zu aktivieren, zusätzliche lokale elektrische Energiegeneratoren,

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die normalerweise so geschaltet sind, dass sie die Zufuhr von zusätzlicher elektrischer Energie zu den Verteilereinrichtungen an einer von der zentralen Einrichtung abgelegenen Stelle ermöglichen, wenn dieser lokale Energiegenerator arbeitet, und dieser lokale Energiegenerator durcfi seinen Anschluss an die zentral aktivierten Verteilereinrichtungen angelassen und bei Fehlen einer Verbindung mit diesen zentral aktivierten Verteilereinrichtungen automatisch abgeschaltet wird, und Einrichtungen zum Oberlagern eines Signales auf die Verteilereinrichtungen an der zentralen Einrichtung vorgesehen sind, und dieses Signal erkennbar verschieden von der elektrischen Energie ist, und Einrichtungen an dem lokalen Energiegenerator vorgesehen sind, die auf den Empfang dieses Signales über die Verteilereinrichtung^!! ansprechen, um den lokalen Energiegenerator anzuschalten.

15. Anlage nach Anspruch 1 bis 14, gekennzeichnet durch zusätzliche lokale elektrische Energiegeneratoren, die normalerweise so geschaltet sind, dass sie die Zufuhr von zusätzlicher elektrischer Energie an die Verteilereinrichtung an einer von der zentral gelegenen Stelle abgelegenen Stelle ermöglichen, sofern der lokale Energiegenerator in Betrieb ist, dieser lokale Energiegenerator durch seinen Anschluss an die zentral gespeisten Verteilereinrichtungen angelassen und bei Fehlen der Verbindung zu den zentral gespeisten Verteilereinrichtungen automatisch abgeschaltet wird, und ein Nachrichtengelenk zwischen der zentralen Station und den örtlichen Energiegeneratoren angeordnet ist, und Einrichtungen, um an der zentralen Station ein Signal zu erzeugen, das die Phase von Änderungen der von der zehtralen Einrichtung erzeugten Spannung anzeigt, Einrichtungen zum übertragen dieses Signales durch das Nachrichtengelenk an den örtlichen Energiegenerator vorgesehen sind, und weiter Einrichtungen vorgesehen sind, um den Energiegenerator anzuschalten, so dass er nach Maßgabe des Empfanges dieses Signales am örtlichen Energiegenerator elektrische Leistung auf die Verteilereinrichtung gibt.

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