DE2924027A1

DE2924027A1 - Heiz- und kuehlanlage

Info

Publication number: DE2924027A1
Application number: DE19792924027
Authority: DE
Inventors: William Albert Smith
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1978-06-26
Filing date: 1979-06-13
Publication date: 1980-01-10
Also published as: BR7904010A; CA1093302A; AR219610A1; AU525664B2; IT1121868B; JPS556198A; BE877135A; US4241783A; GB2025028A; GB2025028B; AU4739379A; NL7904718A; IT7923756A0; SE7905554L; FR2429974A1

Description

	Patentanwälte	Dipl -Ing G. Leiser	MU27
Dipl.-Ing. E. Prinz	Di[>l -Chem Dr. G. Hauser
	Fiiisbergfifstrnsse 19
	8 München 60	12. Juni
		1979

ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION 600 Grant Street

Pittsburgh., Pennsylvania 15219 /V.St.A. Unser Zeichen: R 980

Heiz- und Kühlanlage

Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine wirtschaftliche Heiz- und Kühlanlage für einen begrenzten Teil eines Gebäudes zu schaffen.

Die Erfindung ist ferner auf eine derartige Heiz- und Kühlanlage gerichtet, bei der Feststoffmüll als Energiequelle verwendet wird.

Diese und andere Gegenstände der Erfindung sind in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, die mit einer Feststoff - Müllanlage zur wahlweisen Heizung oder Kühlung eines bestimmten Bereichs versehen ist. Die Heiz- und Kühlanlage weist einen pyrolytisehen Müllverbrennungsofen auf, der Feststoffmüll verbrennen kann. Der pyrolytisch^ Müllverbrennungsofen hat Einrichtungen zur Zufuhr von Außenluft, um die Verbrennung des Feststoffmülls aufrecht-

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zuerhalten, und zum Absaugen von Abgasen nach der Verbrennung des Peststoffmülls durch eine Absaugleitung des Müllverbrennungsofens. Ein Nachbrenner befindet sich in der Abgasleitung des pyrol.ytischen Müllverbrennungsofens. Er kann Abgase verbrennen, die sich bei der Verbrennung des Feststoffmülls mit der Außenluft gemischt haben, wodurch die Außenluft-Abgas-Verbrennungsprodukte zusätzlich erhitzt werden. Ein Wärmetauscher ist ebenfalls in der Absaugleitung hinter dem Nachbrenner angeordnet. Er überträgt die Wärme der Außenluft-AbgasVerbrennungsprodukte auf Heizwasser, das den Wärmetauscher durchströmt. Der Heizungsteil der Heiz- und Kühlanlage weist einen ersten geschlossenen Rohrkreis auf, der wahlweise mit dem Wärmetauscher verbunden wird und Heißwasser von dem Wärmetauscher durch einen Heizkörper zirkulieren lassen kann, der sich in dem begrenzten Bereich befindet, um Wärme von dem Heißwasser auf Luft zu übertragen, die durch den Heizkörper strömt. Außerdem ist eine Vorrichtung vorgesehen, die dem pyrolytischen Müllverbrennungsofen Peststoffmüll zuführt. Der Kühlungsteil der Heiz- und Kühlanlage weist einen zweiten geschlossenen Rohrkreis auf, der wahlweise mit dem Wärmetauscher verbunden ist und das erhitzte Wasser von dem Wärmetauscher durch eine Absorptionskühlmaschine zirkulieren lassen kann. Ein dritter geschlossener Rohrkreis ist an die Absorptionskühlmaschine angeschlossen. Er weist eine Vorrichtung auf, um Kühlwasser dort hindurch laufen zu lassen, um ein Klimagerät in dem begrenzten Bereich zu versorgen und die Luft zu kühlen, die durch das Klimagerät strömt. Die Absorptionskühlmaschine kann Wärme von dem erhitzten Wasser, das von dem zweiten geschlossenen Rohrkreis zugeführt wird, zum Kühlen des Kühlwassers des dritten geschlossenen Rohrkreises verwenden. Auf diese Weise wird der begrenzte Bereich geheizt, wenn

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der zweite geschlossene Rohrkreis vom Wärmetauscher getrennt wird, und gekühlt, wenn der erste geschlossene Rohrkreis von dem Wärmetauscher getrennt wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Fand der Zeichnung, deren einzige Figur ein sohematisch.es Blookaohaubild einer kombinierten Heiz- und Absorptionskühlanlage zeigt.

Die Zeichnung zeigt schematise!! eine kombinier te Luft-Heiz- und Kühlanlage 10, die einen Absorptions - Kühlungsteil 12 und einen Wasser - Heizungsteil 14 aufweist. Der Heizungsteil 14 weist einen pyrolytischen Müllverbrennungsofen 16, einen Nachbrenner 18 und einen Wärmetauscher 20 auf, die alle drei bekannt sind. Der Wärmetauscher 20 dient zur Übertragung der Wärme, die durch den Müllverbrennungsofen 16 erzeugt wird, auf Wasser, um einen begrenzten nicht dargestellten Wohn- oder Arbeitsraum zu heizen. Der pyrolytische Müllverbrennungsofen 16 verwendet Feststoffmül]/ um Wärme durch thermische Zersetzung des Peststoffmülls in einer Atmosphäre geringen Sauerstoffgehalts zu erzeugen. Der Feststoffmüll wird dem pyrolytischen Müllverbrennungsofen 16 durch eine Müll-Zuführvorrichtung 22 zugeführt. Durch das Verbrennen des Mülls in einer Atmosphäre geringen Sauerstoffgehalts entstehen flüchtige Abgnse. Die flüchtigen Abgase entstehen dadurch, daß der Feststoffmüll mit etwa einem Drittel der zur Verbrennung erforderlichen stöchiometrischen Luftmenge zusammengebracht wird, wodurch sich hohe Verbrennungstemperaturen ergeben. Diese hohen Temperaturen bewirken die Vergasung der flüchtigen Verbindungen in dem Feststoffmüll. Die Zuführvorrichtung 22 führt dem Müllverbrennungsofen

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den Feststoffmüll in der Weise zu, daß die Menge der in die Brennkammer gelangenden Luft begrenzt wird, wodurch die sauerstoffarme Verbrennungsatmosphäre entsteht.

Bei der bevorzugten Ausführungsform werden die flüchtigen Abgase durch eine Abgasleitung 24· in den Nachbrenner 18 geleitet. In dem Nachbrenner 18 verbrennen die den pyrolytischen Müllverbrennungsofen verlassenden gasförmigen Abfälle, wodurch eine Hochtemperaturverbindung von Luft und Abgasen der Verbrennungsprodukte entsteht. Der Nachbrenner 18 bewirkt die weitere Verbrennung der Gase, die in dem pyrolytischen Müllverbrennungsofen entstehen, indem Luft hinzugesetzt und diese Gasmischung mit einer nicht dargestellten Erd- oder Leuchtgaszündflamme gezündet wird. Dem Nachbrenner 18 wird so lange Luft zugeführt, bis mindestens 150 % der stöchiometrischen Luftmenge erreicht sind. Dieser Sauerstoffüberschuß gewährleistet die vollständige Verbrennung aller flüchtigen Gase, so daß die aus der Heizanlage ausströmenden Abgasverbrennungsprodukte rein sind.

Eine Rückgewinnung der Wärme aus den Abgasen wird durch irgend einen Standard-Rohrmantel-Wärmetauscher 20 erreicht, der hinter dem Nachbrenner 18 angeordnet ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird ein horizontaler Dreikanalheizrohrboiler verwendet, bei dem Wasser über die Rohre fließt. Die heißen Abgase werden duroh. eine Abgasleitung 23 von dem Nachbrenner 18 direkt duroh die Rohre des bevorzugten Wärmetausohers 20 geleitet.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Boiler oder Wärmetauscher 20 mit einem Saugzug - Gebläse 26 vernehon, um die Abgase durch den Wärmetauseber zu

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leiten. Das Gebläse 26 zieht die Gase aus dem pyrolytischen Müllverbrennungsofen 16 durch den Nachbrenner 18 in den Wärmetauscher 20. Das Gebläse 26 weist zur Steuerung der durch den Wärmetauscher 20 gehenden heißen Abgasmenge am Gebläseeinlaß eine verstellbare Drosselklappe 28 auf. Die Feuergase durchströmen den Wärmetauscher, wodurch heißes Wasser zum Heizen oder Kühlen entsteht, wie es zuvor beschrieben wurde. Die Stellung der verstellbaren Drosselklappe 28 wird entsprechend dem Bedarf an heißem Wasser reguliert. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist ein Hochtemperatur-Grenzschalter 30 vorgesehen, um das Saugzug - Gebläse 26 abzuschalten, falls aus irgend einem Grund der normale Arbeitstemperaturbereich des Wärmetauschers' 20 überschritten wird. Nach Verlassen des Saugzug Gebläses 26 werden die heißen Abgase durch ein Abgasrohr J2 in die Atmosphäre abgelassen.

Ein erster geschlossener Rohrkreis 34- ist an den Wärmetauscher 20 angeschlossen, um heißes Wasser an eine Vielzahl von Heizkörpern 36 zu bringen, die über den begrenzten Wohn- oder Arbeitsbereich verteilt sind. Der Rohrkreis 34- weist einen Rücklauf 38 auf, der das Wasser zum Wärmetauscher 20 zurückbringt. Der Rohrkreis 34- weist ferner eine Pumpe 4-0 auf, die das erhitzte Wasser in Umlauf versetzt und von den Heizkörpern 36 zum Wärmetauscher 20 zurückführt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform weist der Kühlungsteil 12 der Anlage eine Absorptions - Kühlmaschine 42 auf, die das heiße Wasser des Wärmetauschers 20 zur Erzeugung von Kühlmitteldampf zum Kühlen von Wasser verwendet. Absorptionskühlmaschinen sind bekannt und in der US-PS 4- 037 64-9 beschrieben.

Ein zweiter geschlossener Rohrkreis 4-3 befindet sich

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in dem Kühlungsteil 12 der Anlage. Der zweite geschlossene Rohrkreis 4-3 verbindet den Wärmetauscher 20 mit der Absorptionskühlmaschine 4-2. Dieser geschlossene Rohrkreis 4-3 weist eine Wasser - Zuführleitung 4-4- auf, die wahlweise heißes Wasser von dem Wärmetauscher 20 an die Absorptionskühlmaschine 4-2 leiten kann.

Ein dritter geschlossener Rohrkreis 4-6 wird dazu verwendet, das kalte Wasser der Absorptionskühlmaschine 4-2 zu den Klimageräten 4-8 zu transportieren, die über den begrenzten Wohn- oder Arbeitsbereich verteilt sind. Der Rohrkreis 4-6 weist eine Kaltwasser - Rücklaufleitung 50 auf, die das Wasser von den Klimageräten 4-8 an die Absorptions - Kühlmaschine zurückführt. In dem Rohrkreis 4-6 befindet sich eine Pumpe 52, die das gekühlte Wasser durch den zuvor beschriebenen geschlossenen Kreis zirkulieren läßt.

Die Absorptionskühlmaschine ist so entworfen, daß sie Wärme von dem erhitzten Wasser des zweiten geschlossenen Rohrkreises 4-3 aufnimmt, um das Kühlwasser des dritten geschlossenen Rohrkreises 4-6 zu kühlen. Die Absorptions - Kühlmaschine besitzt eine nicht dargestellte Pumpe, die das erhitzte Wasser durch den zweiten geschlossenen Rohrkreis zirkulieren läßt.

In der Heißwasser - Zuführleitung 4-4- der Absorptions-Kühlmaschine 4-2 befindet sich ein Ventil 54-, um die Absorptions - Kühlmaschine 4-2 wahlweise an die Heißwasser-ausgangsleitung des Wärmetauschers 20 an- oder abzuschließen, je nachdem, ob die Kühlung des Wohnoder Arbeitsbereiches erwünscht oder nicht erwünscht ißt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist ein Absperrventil 56 vorgesehen, um die Leitung der Heizkörper

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von dem Wärmetauscher 20 abzusperren, wenn die Kühlanlage in Betrieb ist. Wenn gekühlt werden soll, wird das Absperrventil 56 geschlossen und das Ventil 54- geöffnet, damit die Heißwasserausgangslextung des Wärmetauschers 20 mit der Heißwasser-Zuführleitung 4A der Absorptions - Kühlmaschine 42 verbunden wird. Mit anderen Worten: Der erste geschlossene Rohrkreis 34- wird von dem Wärmetauscher und von dem zweiten geschlossenen Rohrkreis 4-3 durch das Ventil 54- abgetrennt.

Das von der Absorptions - Kühlmaschine 4-2 verwendete heiße Wasser wird durch eine Rückführleitung 58 an den Wärmetauscher 20 zurückgeleitet. Die Rückführleitung 58 zum Wärmetauscher kann durch ein Trennventil 60 abgesperrt werden, damit kein heißes Wasser in die Absorptions - Kühlmaschine fließt, wenn sie nicht in Betrieb ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wird heißes Wasser zum Wärmetransport in den Wohn- oder Arbeitsbereich und zum Betrieb der Absorptions - Kühlmaschine 4-2 verwendet. Jedoch kann ebenso leicht Dampf benutzt werden. Die vorliegende Erfindung ergibt ein neues und verbessertes System zum Heizen und Kühlen eines bestimmten Wohn-oder Arbeitsbereiches, das wirksamer ist und daher wirtschaftlicher zu betreiben ist als bisher bekannte Anlagen.

Obgleich nur ein Beispiel für die vorliegende Erfindung beschrieben wurde, kann der Fachmann der Lüftungs-, Heiz-oder Kühltechnik andere Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung oder der Ansprüche hinzufügen.

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Claims

Patentanwälte

Dipl -Ing. Dipl -Chem. Dipl.-Ing.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

12. Juni 1979

ROCKWEIL INTERNATIONAL CORPORATION

Grant Street

Pittsburgh, Pennsylvania 15219 /V.St.A.

Unser Zeichen: R 980

Fa t~ ent ansp rü ehe

M. JFe st st off müll verwendende Heiz- und Kühlanlage zur wahlweisen Heizung oder Kühlung eines bestimmten Bereichs, gekennzeichnet durch:

einen Feststoffmüll verbrennenden pyrolytischen Müllverbrennungsofen mit einer dem pyrolytischen "Verbrennungsofen zur Verbrennungsunterstützung des Feststoff mulls Außenluft zuführenden Torrichtung und einer Abgase duroh eine Absaugleitung des pyrolytischen Müllverbrennungsofens nach Verbrennung des Feststoffmülls absaugenden Vorrichtung,

einen Wachbrenner in der Absaugleitung des pyrolytischen Müllverbrennungsofens, der Abgase verbrennen kann, die während des Verbrennens des Feststoffmülls mit Außenluft gemischt wurden, um die Verbrennungsprodukte der Außenluft und Abgase zusätzlich, zu erhitzen,

einen Wärmetauscher hinter dem Nachbrenner in der

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Absaugleitung, der Wärme von den Verbrennungsprodukten der Außenluft und Abranne zur Erhitzung von Wnnnor übertragen kann, das durch den Wärmetauscher fließt,

einen Heizungsteil mit einem ersten geschlossenen Rohrkreis, der wahlweise mit dem Wärmetauscher verbunden ist und das erhitzte Wasser des Wärmetauschers durch einen Heizkörper in dem bestimmten Bereich zirkulieren lassen kann, um die Wärme des erhitzten Wassers auf den Heizkörper durchströmende Luft zu übertragen,

eine Vorrichtung zunZuführen des Feststoffmülls zu dem pyrolytischen Müllverbrennungsofen,

einen Kühlteil mit einem zweiten geschlossenen Robrkreis, der wahlweise mit dem Wärmetauscher verbunden ist und das erhitzte Wasser des Wärmetauschers durch eine Absorptionskühlmaschine zirkulieren lassen kann,

einen dritten geschlossenen, mit der Absorptionskühlmnschine verbundenen Rohrkreis mit ei nor Vorrichtung, die das Kühlwasser durchzirkulieren .läßt, um ein Klimagerät in dem bestimmten Bereich zur Kühlung der das Klimagerät durchströmenden Luft zu versorgen,

wobei die Absorptionskühlmaschine Wärme vom erhitr.ten Wasser des zweiten geschlossenen Rohrkreises zum Kühlen des Kühlwassers des dritten geschlossenen Rohrkreises verwenden kann, wodurch der bestimmte Bereich geheizt wird, wenn der zweite geschlossene Rohrkreis von dem Wärmetauscher getrennt ist, und gekühlt wird, wenn der erste geschlossene Rohrkreis von dem Wärmetauscher getrennt ist.

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3 —

Heiz- und Kühlanlage nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Zuführen von Außenluft eine Drosselvorrichtung aufweist, um die Menge der erhitzten Außenluft und der Abgasverbrennungsprodukte zu regulieren, die den Wärmetauseher durchströmen, wodurch die Wärme begrenzt wird, die auf den ersten und zweiten geschlossenen Eohrkreis übertragen wird.

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