DE2942932A1 - Verfahrenstechnische einrichtung zur einsparung von brennstoffen aller art, insbesondere elektrischen strom zu heizzwecken - Google Patents

Description

• Betr.: Patentanmeldung für eine
• verfahrenstechnische Einrichtung zur Einsnaruna von Brennstoffen aller Art, insbesondere elektr. Strom zu Heizzwecken Die Anmeldung betrifft eine verfahrenstechnische Einrichtung zur Einsparung von fossilen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen - insbesondere aber elektrischem Strom - zu Heizzwecken in Form einer durch Abgase vorhandener Heizungsanlagen und Außenluft betriebenen Absorntions-Wärmenumne.
• Wärmenumpen sind in zwei technisch unterschiedlichen Ausftihrungen bekannt: 1. - als Absorptions-Wärme?umpe 2. - als Komnressions-Wärmepumne.
• Zu 1. Die bisher bekannten Absorstions-ltJärme?umpen benötigen für ihren Antrieb einen hohen Aufwand an Energie, so daß nur ein Nutzeffekt von 25 z - 30 % möglich ist.
• Der besondere Nachteil liegt darin, daß diese Anlagen zusätzlich neben der vorhandenen Heizungsanlage direkt mit Gas oder Strom angetrieben werden.
• Damit ist die Einrichtung einer zweiten Feuerstelle notwendig, die schon wegen der fehlenden Kamine nroblematisch ist.
• Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die sog. Austreiber - oder Verdamnfer - aus einem direkt befeuerten Stahl- oder Gußkörner bestehen und damit nur als Kältemittel NH3 - also Ammoniak - benutzt werden kann.
• Die ätzenden Eiaenschaften von Ammoniak sind bekannt.
• Der Einbau solcher Anlagen in Wohnhäusern ist daher sehr riskant, weil bei einem möglichen Defekt im System gesundheitsschädigende Dämpfe entstehen.
• Zu 2. Die bekannten Kompressions-Wärmepumpen werden vorzugsweise durch mit Elektromotoren angetriebene Kompressor-Verdichter ausgerüstet.
• Der Nutzeffekt in verwendbarer Wärme liegt bei diesem System bei etwa 50 % - 60 % und damit höher als bei Absorptions-Wärmepumnen.
• Der besondere Nachteil der elektrisch angetriebenen Kompressions-Wärmesumpe ist der relativ hohe Stromverbrauch. Etwa 40 % des erzeugten Nutzeffektes an einsetzbarer Wärme müssen an elektrischem Strom zum Antrieb des Kompressors (Verdichter) aufgebracht werden.
• Das heißt: Bei einer nutzbaren Wämeleistung von ca. 25 kW = 20.000 kcal/h sind zum Antrieb ca. 10 kW Strom notwendig. Bei Einbau und Betrieb größerer Stückzahlen muß daher mit einer tiberlastung der vorhandenen Kraftwerke gerechnet werden. Bereits 100.000 Anlagen dieser Art für Ein- bis Zweifamilienhäuser ergeben einen Strombedarf, zu dessen Deckung ein Kernkraftwerk vom Tyn 'Biblis' erforderlich ist.
• Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Kompressions-Wärmepumpen besteht darin, daß eine erhebliche Geräuschentwicklung nicht zu vermeiden ist und nur mit großem Aufwand an Schallisolierung eliminiert werden kann.
• Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verfahrenstechnische Einrichtung zur Brennstoffeinsnarung zu schaffen, die keine der Nachteile bekannter Wärmepumpen aufweist, mit bereits vorhandenen thermischen Antriebsmitteln auskommt, keine zweite Feuer stelle benötigt und insbesondere mit einem wesentlich geringeren Strombedarf zu betreiben ist.
• Die der Anmeldung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch eine in zwei separaten Blöcken aufgeteilte und durch Rohrleitungen verbundene Absorptions-Wärmenumne, wobei der erste Block den Auskocher- und Verdampferteil mit Ventilator und Kondenswasser-Abscheider aufnimmt. Im zweiten Block sind alle Einrichtungen zur Kondensation und Wärmeaustausch an den Heizungskreislauf untergebracht.
• Die Besonderheit der Anmeldung liegt darin, daß der erste Block (Auskocher und Verdampferteil) direkt oder durch geeignete Kanalstutzen an den vorhandenen Heizkessel in vertikaler oder horizontaler Lage angebracht werden kann.
• Hierbei ist sowohl die Kesselausführung (Stahl- oder Gußkessel) als auch die Art der Befeuerung (Öl, Gas oder Festbrennstoffe aller Art) ohne Bedeutung.
• Wesentlich ist, daß die Abaase des vorhandenen Heizkessels, die im allgemeinen eine Temneratur von 200 - 3000 C haben, durch den Auskocher mittels des eingebauten Ventilators zwangsweise geführt werden und damit die Anlage antreiben.
• Nachgeschaltet ist dann der Verdampfer, der durch die Resttemperatur des Auskochers, der Abstrahlungswärme des Heizkessels und der angesaugten Außenluft durch den gleichen Ventilator beaufschlagt wird.
• Die Austrittstemperatur aus dem ersten Block kann dann + 3 0C betragen und zu Kühlzwecken verwendet werden. Das bei diesem Verfahren auftretende Kondensat kann über einen eingebauten und geeigneten Abscheider gesammelt und nach Filtrierung abgeführt werden.
• Eine weitere Besonderheit der Anmeldung liegt darin daß eine in der Außenwand des Heizraum einzubauende Luftansaugöffnung mit beweglichen Jalousien versehen ist, die über einen direkt verbundenen mechanischen Thermostat in Abhängigkeit von der Außenlufttemperatur gesteuert wird.
• Gleichzeitig kann durch eine geeignete Einrichtung der eingebaute Ventilator auf eine geringere Drehzahl umgeschaltet werden.
• Bei diesem äußeren Betriebszustand arbeitet die Einrichtung nur noch mit der Abgastemperatur des Heizkessels, der Abstrahlungswärme des Heizkessels und der Raumluftwärme.
• Auskocher und Verdampfer aus dem ersten Block sind mit den im zweiten Block befindlichen, hintereinander aeschalteten Kühlmittel-Absorber, Nachkühler und Rücklaufkondensator sowie dem wassergekühlten Kondensator und Absorber durch flexible Rohrleitungen verbunden.
• Zur Umlaufbeschleunigung und Drucksteigerung sind im Kältemittelkreislauf eine geeignete Pumpe sowie einstellbare Reaulierungsventile eingebaut, die ebenfalls im zweiten Block installiert sind.
• Zweckmäßigerweise ist der im zweiten Block untergebrachte Wasserkühler wasserseitig in den Rücklauf des Heizkreises einzuschalten.
• Damit ergibt sich eine weitere Besonderheit der Anmeldung durch eine vollkommene Integration der Einrichtung in die vorhandenen Heizungsanlagen, insbesondere in die Regeimöglichkeiten.
• Alle bekannten Temperatur-Regeleinrichtungen für Heizungsanlagen wie Vorlaufsteuerung, Außensteuerung oder gleitende Steuerung sind verwendbar.
• Eine weitere Besonderheit der Anmeldung besteht darin, daß durch den direkten Zusammenschluß von Heizkessel und Absorntions-ärmepumpe die Leistung des Heizkessels um den Leistungsfaktor der Absorptions-Wärmepumpe kleiner sein kann, und zwar insbesondere dann, wenn eine notwendige Erweiterung der Heizung erforderlich wird oder bei Einbau von Neuanlagen.
• Durch ein auf Blatt 7 zeichnerisch dargestelltes Blockschaltbild und der auf Blatt 8 aufgeführten Legende wird die Anmeldung näher erläutert.

Claims (12)

1. A n s n r ü c h e 1. Verfahrenstechnische Einrichtung zur Einsnarunq von Brennstoffen aller Art, insbesondere elektrischem Strom, gekennzeichnet durch eine in zwei separaten Blöcken aufgeteilte Absorptions-Wärmepumpe, die mit den Abaasen vorhandener Heizkessel und Außenluft betrieben wird.
2. 2. Verfahrenstechnische Einrichtung nach Ansnruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Block der Auskocher (Austreiber), der Verdamn-fer, der Ventilator und die Einrichtung zur Beseitigung des Kondensats untergebracht sind.
3. 3. Verfahrenstechnische Einrichtung nach Ansnruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zweiten Block alle zum Betrieb notwendiqen Ausrüstungen wie Absorber, Kiihler, Nach-.

   kiihler, Wärmetauscher sowie die Kältemittel-Pumpe untergebracht sind.
4. 4. Verfahrenstechnische Einrichtung nach Ansnruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Blöcke durch flexible T.eituncJen miteinander verbunden sind, soweit sie Kältemittel führen.
5. 5. VerFahrenstechnische Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auskocher (Austreiber) und der Verdampfer in Strömungsrichtung der Gase hintereinander angeordnet: sind.
6. 6. Verfahrenstechnische Einrichtung nach Ansnruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Block sowohl horizontal als auch vertikal je nach den baulichen Gegebenheiten angeordnet werden kann.
7. 7. Verfahrenstechnische Einrichtung nach Ansnruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Dimensionen des Auskochers (Austreiber) und des Verdampfers so bemessen sind, daß der Auskocher (Austreiber) nur von den heißen Abgasen des Heizkessels und der Verdamnfer nur von der Außenluft, der Wärmestrahlung des Kessels und der Restwärme aus dem Auskocher (Austreiber) beaufschlagt wird.
8. 8. Verfahrenstechnische Einrichtung nach Ansnruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hinter dem Verdamnfer angeordnete ventilator auf gleicher Antriebsachse einen kegelförmigen Zentrifugal-Abscheider für das Kondenswasser trägt.
9. 9. Verfahrenstechnische Einrichtung nach Ansi)ruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die üblicherweise vorhandene Kesselisolierung entfernt wird und der so entstandene Raum zwischen Kesselverkleidunci (Ummantelung) und Kesselkörner der Luftführung und Aufnahme der Abstrahlunctswärme dient.
10. 10. Verfahrenstechnische Einrichtung nach Ansnruch 1, dadurch qekennzeichnet, daß eine in der Außenwand befindliche Öffnung mit beweglichen Jalousien versehen ist, die über einen Thermostaten in Abhängigkeit von der Außentemneratur mechanisch verstellt werden. Die Außenwandöffnung ist nach den 5rtlichen Gegebenheiten in geeigneter Weise zur Luftführung mit der Kesselverkleidung nach Ansnruch 9 verbunden.
11. 11. Verfahrenstechnische Einrichtung nach Ansnruch 1, (1ekennzeAchnet dadurch, daß der erwärmte Wasseraustritt aus dem zweiten Block dem Kesselrücklauf, der Heizungsrücklauf mit dem Wärmetauscher des zweiten Blocks verbunden werden.
12. 12. Verfahrenstechnische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Heizungsanlagen mit mehreren Kesseln mehrere erste Blöcke, aber nur ein entsprechender zweiter Block - iber Sammelleitunaen verbunden - eingesetzt werden kann.