DE2556772A1

DE2556772A1 - Verfahren und vorrichtung zur wirtschaftlichen ausnutzung der abwaerme von waermekraftwerken

Info

Publication number: DE2556772A1
Application number: DE19752556772
Authority: DE
Inventors: Karl Hollemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-12-17
Filing date: 1975-12-17
Publication date: 1977-06-30
Also published as: DE2556772C2; IT1081088B; DK219476A; BE842191A; GB1550911A; JPS5276752A; FR2335695A1

Description

Karl Hollemann J 15.12.1975

Laubenerstrasse 10 B/tk

3201 Borsura

Verfahren und Vorrichtung zur wirtschaftlichen Ausnutzung der Abwärme von Wärmekraftwerken

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur besseren wirtschaftlichen Ausnutzung der Abwärme von Wärmekraftwerken, die meist überhaupt nicht oder nur innerhalb des Wärmekraftwerkes unzureichend ausgenutzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist, diesen Übelstand zu beseitigen und ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch welche die in erheblichem Umfang anfallende Abwärme, wie z.B. aus Kühlwasser, Abgasen oder dergl., weitestgehend praktisch ausgenutzt wird, für die Wärmekraftwerke eine beträchtliche Verringerung der Betriebskosten und für zahlreiche Stellen mit ständigem Wärmebedarf eine erhebliche Einsparung an Energie und Kosten erbracht wird.

Erreicht wird dies dadurch, dass radial von dem Wärmekraftwerk ausgehend allseitig um dieses herum mehrere Ringzonen mit abgestuft abnehmendem Temperaturniveau vorgesehen sin-d, in denen Wärmeverbrauchsstellen mit dem jeweiligen Temperaturniveau der betreffenden Ringzone angepasstem Wärmebedarf angeordnet sind, die durch wärmeisolierte Zuführungsrohrleitungen mit dem Wärme kraftwerk und unter sich in Verbindung stehen. Die einzelnen Wärmeverbraucher sind mit ihrer Wärmemitteleinlass-

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seite an eine voraufgehende Stelle der allgemeinen Zonenzuf ührun ssleitung.für das Wärmemittel und mit ihrer Wärmemittelaustrittsstelle mit einer nachfolgenden Stelle der Zonenzuführungsleitung verbunden. Die allgemeine Wärmemittelzuführungsleitung ist in de:? äussersten Ringzone mit niedrigstem Temperaturniveau direkt an Fussbodenheizungen, Ackerboden- oder Wegbodenheizungen oder dergl. angeschlossen, bevor das Wärmemittel direkt durch Rückleitungen ohne Wärmeisolierung wieder nach dem Wärmekraftwerk zurückgeführt und dort als Kühlmittel verwendet wird. Die Wärmemittelzuführungsleitungen nach den Zonen und die Rückführungsleitungen sind zumindest in vier radial und rechtwinklig zmeinander verlaufenden Richtungen angeordnet. Weitere Einzelheiten und Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung sind in der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel derr Erfindung schematisch dargestellt.

Von dem Wärmekraftwerk 1 gehen in radialen, beispielsweise, rechtwinklig zueinander verlaufenden Richtungen Wärmemittelzuführungsleitungen mit Wärmeisolierung 2, 3, 4, 5 durch beispielsweise drei konzentrische Ringzonen A, B, C hindurch, Die Zuführungsleitungen können auch in jedem anderen, beliebigen Winkel zueinander oder bogenförmig ohne Knickungen verlaufen. Die erste Ringzone A hat eine maximale radiale Ausdehnung von etwa 20 km und ein Temperaturniveau von ca 14o bis 9o C des vom Wärmekraftwerk kommenden Wärmemittels, wie z.B. abfLiessendes Kühlwasser, Abgase oder dergl. Die zweite Ringzone B hat eine maximale radiale Ausdehnung von etwa 50 km und ein Temperaturniveau von ca 80 bis 60⁰C. Die dritte Ringzone C hat eine

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maximale radiale Ausdehnung von etwa 80 km und ein "femperaturniv von ca 5o bis 4o°C. Am äussersten Rand der dritten Zone C hat das Wärmemittel noch eine Temperatur von ca 14 bis 18° C.

Aus der Zone C mit 5-0 bis 4o° C kann das Wärmemittel in Fussfür/

bodenheizungen,/Boden-, Wegboden- oder Ackerbodenerwärmung mit einem Wärmebedarf von ca 28 - 40⁰C, über Wärmeaustauscher, Verteilerstationen oder dergl. geleitet werden, bevor es durch Rückleitungen ohne Wärmeisolierung wieder nach dem Wärmekraftwerk zurückgeführt wird und für Kühlzwecke oder andere Zwecke verwendet wird. In der ersten Ringzone A kann das Wärmemittel mit 14o bis 9o°C beispielsweise an einer voraufgehenden Stelle der Wärmemittelzuführungsleitungen 2, % 4, 5 abgezweigt; und normalen Plattenheizkörpern oder Kovektionsheizkörpem 7, Wärmespeichern 8, Wärmewasserbereitern 9 direkt oder über Verteilerstationen 6 zugeleitet werden. Die Ausflussstelle der zu beheizenden Heizeinrichtungen ist dann mit einer nachfolgenden Stelle der Wärmemittelzufuhrleitung anzuschliessen, von der das Wärmemittel nach der Heizeinrichtung geleitet war. In der nächsten Ringzone werden Wärmebedarfseinrichtungen mit entsprechend niedrigerem Temperaturniveau an die Wärmemittelzufuhrleitung dieser Ringzone angeschlossen, und die Auslassseit der Wärmebedarfseinrichtung wieder an eine nachfolgende Stelle der Zuführungsleitung dieser Ringzone angeschlossen· In der dritten Ringzone C oder hinter dieser kann das Wärmemittel noch direkt, in Fussbodenheizungen 10, Wärmetauscher 11, Ackerbodenerwärmungseinrichtungen 12 oder dergl. geleitet werden, bevor ihm der Wärmegehalt bis auf 14 bis 18⁰C entzogen wird, und es durch eine Rückleitung dem Wärmekraftwerk zu Kühlzwecken oder anderen Verwendungen zugeleitet wird. Beim Vorhandensein mehrerer Wärmekraftwerke können diese auch

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durch Wärmeisolierte Leitungen miteinander verbunden werden, damit bei Störungen eines Wärmekraftwerkes ein anderes Wärmekraftwerk die Wärmemittelversorgung für das ausgefallene Kraftwerk übernehmen kann. Benachbarte Wärmekraftwerke können sich mit ihren Zonenbereichen auch überlappen, so dass Wärmebedarfseinrichtungen in einer Zone C wegen ihres höheren Temperaturniveaus an eine Zone A oder B eines benachbarten Wärmekraftwerkes angeschlossen werden können, welche ein höheres Temperaturniveau haben.

In den Ringzonen, wie A, B mit hohem Wärmeniveau werden die Wärmemittelzufuhrleitungen mit etwa 30 bis 60 cm Durchmesser und entsprechender Wandstärke mit besserer Wärmeisolierung aus Isolierfolien oder Glaswolle in entsprechender Dicke verwendet, während für die Wärmemittelzufuhrleitungen anderer Ringzonen^; Hartschaumbelag genügt. In den Rückleitungen beträgt; die Wassertemperatur von Anfang an bis zum Wärmekraftwerk 14 bis 18⁰C ohne Wärmeisolierung> Sie werden zweckmässig unter den Wärmemi ttelzufuhrleitungen angeordnet. Die Verteilerstationen werden raummässig in Gebäuden zusammengefasst. Sie dienen dazu, den Leitungsdruck und den Wärmebedarf der Wärmebedarfseinrichtung anzupassen.

Bei Ausnutzung des Wärmemittels für Fussbodenheizung werden vorzugsweise- Rohre aus Polypropylen oder Polyätylen mit 2 mm Wandstärke in Zementestrich oder dergl. verlegt und mit Wärmemittel von ca. 40⁰C durchströmt. Es kann auch Kupferrohr mit ca 12 mm Durchmesser und 1 mm Wandstärke verwendet werden. Die Bodenflächenheizung oder Erwärmungseinrichtung kann zur Steigerung des Ackerertrages verwendet werden. Gr)^o ssraum-Wärme spei eher können unter den Kellerräumen oder auf

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Bodenräumen etc angebracht werden und erfordern besonders gute Wärmeisolierung. Sie werden parallel zur Wärmemittelzuführleitung geschaltet und werden ständig von dem Wärmemittel durchströmt. Sie können auch als Löschtanks eingerichtet werden, um im Notfall für Feuerlöschzwecke eingesetzt werden zu können. Damit die Durchströmung des Wärmemittels wahlweise eingeschaltet oder ausgeschaltet bzw. geregelt werden kann, empfiehlt es sich, vor und hinter den einzelnen Wärmebedarfseinrichtungen, Verteilerstationen etc. Absperr- oder Regelventile einzuschalten. Bei der Auswahl der an die Wärmemittel zufuhr anzuschli-essenden. Wärmebedarfseinrichtungen ist darauf zu achten, dass ihr Temperaturniveau mit dem Wärmeniveau der betr. Ringzone übereinstimmt. Durch Zwischenschaltung von Wärmetauschern können auch Wärmebedarfseinrichtungen mit höherem Temperaturniveau in einer Ringzone mit niedrigerem Temperaturniveau an benachbarte Ringzonen mit höherem Temperaturniveau angeschlossen werden.

Das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel einer Wärmeausnutzungseinrichtung kann in den Einzelheiten in Anpassung an die jeweiligen Fälle der Praxis zahlreiche Abänderungen erfahren, ohne dass der Bereich der Erfindung verlassen wird.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren und Vorrichtung zur wirtschaftlichen Ausnutzung der Abwärme von Wärmekraftwerken, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Wärmekraftwerk ausgehend allseitig um dieses herum in radialer Richtung mehrere Ringzonen mit abgestuft geringer werdendem Temperaturniveau vorgesehen sind, in denen Wärmeverbraucherstellen mit dem jeweiligen Temperaturniveau der betr. Zone angepasstem Wärmebedarf angeordnet sind, die durch wärmeisolierte Rohrleitungen mit dem Wärmekraftwerk und in Hintereinanderfolge unter sich verbunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Wärmeverbraucher in den Ringzonen ijiit ihrer Einlaufstelle für das Wärmemittel an eine voraufgehende Stelle des allgemeinen Zuleitungsrohree und an ihrer Austrittsstelle an eine nachfolgende Stelle der Zuflussrohrleitung angeschlossen sind.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

an
zeichnet, dass/die allgemeine Wärmemittelzufuhrrohrleitung in der äussersten Ringzone mit dem niedrigtsen Temperaturniveau direkt oder indirekt . Pussbodenheizungen, Ackerboden- oder Wegbodenbeheizungen oder dergl_o angeschlossen sind, bevor das Wärmemittel wärmetechnisch durch eine Rückleitung ohne Wärmeisolierung nach dem Wärmekraftwerk zurückgeleitet und für Kühlzwecke verwendet wird.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Wärmemittelzufuhr- und -rückrohrleitungen zumindest radial in vier Richtungen oder sternförmig vom Wärmekraftwerk verlaufend angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Wärmemittelzufuhr- und -weiterführungsleitungen wärmeisoliert, die von der äussersten Ringzone nach dem Wärmekraftwerk führende Rückleitung jedoch ohne Wärmeisolierung ausgeführt ist.
6. ^erfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar um das Wärmekraftwerk herum eine erste Zone mit einer maximalen Weite von etwa 20 km und einem ÜEemperaturniveau von ca 14o bis 9o ⁰C, darauffolgend eine parallele Ringzone mit etwa 5.o km maximaler radialer Weite und einem Temperaturniveau von&a 8o - 6o°C und darauffolgend eine parallele Ringzone mit etwa 8o km maximaler radial Weite und ca 5o bis 4o°C Temperaturniveau vorgesehen sind, an deren Endbereichen noch Fussbodenheizungen, Warmwasserbereiter, Ackerboden- oder Wegbodenerwärmungseinrichtungen angeschlossen sein können, bevor das Wärmemittel mit ca 14 bis 18⁰C in Rückleitungen ohne Wärmeisolierung wieder dem Wärmekraftwerk als Kühlmittel zugeführt wird.

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