DE3008948A1 - Verfahren zur versorgung von waermeverbrauchern mit waerme aus fernwaermenetzen unter einsatz von sorptionswaermepumpen - Google Patents

Verfahren zur versorgung von waermeverbrauchern mit waerme aus fernwaermenetzen unter einsatz von sorptionswaermepumpen

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Helmut Dipl.-Ing. 6622 Schaffhausen Besch
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SAARBERG-FERNWAERME GmbH
Saarberg Fernwaerme 6600 Saarbruecken GmbH
SAARBERG FERNWAERME GmbH
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    • F25B30/00—Heat pumps
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0207—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps district heating system
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Description

Verfahren zur Versorgung von Wärmeverbrauchern mit Wärme aus Fernwärmenetzen unter Einsatz von Sorptionswarmepumpen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Versorgung von Wärmeverbrauchern mit Wärme aus Fernwärmenetzen, bei dem Sorptionswarmepumpen zur Transformation von Wärme von niedrigeren auf höhere Temperaturen eingesetzt werden.
Der Einsatz von Wärmepumpen in Fernwärmenetzen zur Nutzung industrieller Abwärme oder von Umgebungswärme zur Erhöhung der Erzeugerkapazität am Netzanfang und/oder der Verbraucherkapazität am Netzende ist bekannt. Vielfach übernehmen Wärmepumpen die Lastspitzen, so daß das eigentliche Fernwärmenetz für eine gleichbleibende Grundlast ausgelegt und somit wirtschaftlich betrieben werden kann.
Sorptionswärmepumpen haben dabei gegenüber Kompressionswärmepumpen wesentliche Vorteile:
- es sind in einer Stufe höhere Nutztemperaturen erreichbar
- es sind - außer Pumpen - keine bewegten Teile bzw. Maschinen erforderlich. Daraus ergibt sich eine hohe Verfügbarkeit bei geringem Wartungsaufwand
- Sorptionswärmepumpen sind einfach regelbar und haben ein gutes Teillastverhalten. Die Leistungsziffer ist weniger abhängig vom Temperaturverhältnis Nutzer-Wärmequelle.
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Dennoch werden in Fernwärmenetzen bisher bevorzugt Kompressionswärmepumpen eingesetzt/äa die zuzuführende Energie, beispielsweise Elektrizität, besonders einfach und kostengünstig bereitgestellt werden k?nn, während der Betrieb von Sorptionswärmepumpen die Installation eigener Feuerungs- oder Heizanlagen erfordert
Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorteile des Einsatzes von Sorptionswärmepumpen in Fernwärmenetzen zu nutzen unter weitgehender Vermeidung zusätzlicher, aufwendiger Feuerungs- oder Heizanlagen
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die zum Betreiben der Sorptionswärmepumpe benötigte Heizenergie dem im Fernwärmenetz strömenden Wärmeträger entnommen wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es, .Abwärme und/ oder Umgebungswärme in Verbindung mit Fernwärmenetzen zu nutzen, weitgehend ohne Bereitstellung und Einsatz zusätzlicher Energie, zumindest kann die erforderliche zusätzliche Energie auf ein Minimum beschränkt und die zusätzliche Heizanlage sehr klein gehalten werden Um in möglichst günstigen Arbeitsbereichen der Sorptionswärmepumpe arbeiten zu können, kann es insbesondere bei Fernwärmenetzen mit Wärme mittlerer Temperatur vorteilhaft sein, den die zum Betreiben der Sorptionswärmepumpe benötigte Heizenergie liefernden Wärmeträger durch Zufuhr von Fremdenergie oder mittels einer weiteren Wärmepumpe zusätzlich aufzuheizen Die in der Sorptionswärmepumpe zu transformierende Wärme kann an einer geeigneten Stelle des Fernwärmenetzes in an sich bekannter Weise dem Rücklauf des Fernwärmenetzes, der Umgebung und/oder einer Abwärmequelle entnommen werden·. Das in der Sorptionswärmepumpe gekühlte Medium kann zusätzlich zu Kühl- und/oder Klimatisierungszwecken genutzt werden
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der beispielhaften Schaltungsmöglichkeiten nach Figur 1 und 2 weiter erläutert.
In der Schaltung nach Figur 1 wird ein in einer Leitung 4 von einem Verbraucher 3 zurückfließender Wärmeträgerstrom in zwei Teilströme aufgeteilt. Ein erster Teilstrom fließt über eine Leitung 5 zu einem Kessel 2, wo er wieder aufgeheizt wird. An die Stelle des Kessels 2 können beispielsweise auch eine weitere Wärmepumpe bzw. eine geeignete Abwärmequelle treten. Ein zweiter Teilstrom wird über Leitungen 6, 6a zur Absorptionswärmepumpe 1 geführt, wo er Umgebungswärme oder Abwärme von einem zweiten, über Leitungen Io und 11 geführten Wärmeträger übernimmt. Zum " Antrieb " der Absorptionswärmepumpe 1 wird der erste Teilstrom über eine Leitung 7 zum Austreiber der Absorptionswärmepumpe 1 geleitet. Beide Teilströme werden über Leitungen 8 und 9 wieder zusammengeführt und zum Verbraucher 3 gepumpt.
Diese Schaltung wird vorteilhaft am Anfang von Fernwärmenetzen zur Erhöhung der Erzeugerkapazität gewählt. Zur Erzeugung von Fernkälte kann, in Abwandlung der oben beschriebenen Schaltung, der zweite Teilstrom über Leitungen 4a, 4b direkt über die Absorptionswärmepumpe 1 geleitet werden, wo ihm weitere Wärme entzogen wird. In einem Wärmetauscher 16 wird ein Kühlmittel, beispielsweise Kühlwasser, zurückgekühlt, wobei dieser zweite Teilstrom wieder Wärme aufnimmt. Anschließend kann er über die Leitung 6a wieder der Absorptionswärmepumpe zur weiteren Aufheizung zugeführt werden.
Die in Figur 2 dargestellte Schaltung wird bevorzugt am Ende des Fernwärmenetzes zur Erhöhung der Temperaturspreizung zwischen Vor- und Rücklauf gewählt.
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Der in einer Leitung 13 vom Verbraucher 3 zurückfließende Wärmeträgerstrom wird in zwei Teilströme geteilt. Ein erster Teilstrom fließt über eine Leitung 14 direkt zum Verdampfer der Wärmepumpe 1, wo ihm weitere Wärme entzogen wird, bevor er über Leitungen 23/23a zur Heizzentrale zurückfließt. Diese Wärme wird auf den zweiten Teilstrom übertragen, der über eine Leitung 15 dem Absorber und Kondensator der Absorptionswärmepumpe zugeführt wird. Der Vorlaufstrom wird über Leitungen 12, 12 a dem Austreiber der Absorptionswärmepumpe zugeleitet. Anschließend werden der Vorlaufstrom und der wieder erwärmte zweite Teilstrom des Rücklaufes über Leitungen 2o und 19 zusammengeführt und zum Verbraucher 3 geleitet.
Handelt es sich um ein Fernwärmenetz mit mittlerer Temperatur, kann es vorteilhaft sein, dem Vorlaufstrom zusätzliche Wärme zuzuführen, um die Absorptionswärmepumpe 1 in optimalen Arbeitsbereichen betreiben zu können. Dazu wird der Vorlaufstrom über eine Leitung 21 einem Zusatzkessel 2 a, der auch durch eine weitere Wärmepumpe oder geeignete Abwärmequelle ersetzt werden kann, zugeführt und nach der Wärmezufuhr über eine Leitung 22 und die Leitung 12 a in die Wärmepumpe 1 geleitet.
Ähnlich dem Beispiel nach Figur 1 ist es auch hier sehr einfach möglich, ein Kühlmittel zurückzukühlen. Dazu wird die Leitungsverbindung 23 - 23 a unterbrochen. Der in der Absorptionswärmepumpe weiter abgekühlte erste Teilstrom des Rücklaufes wird über eine Leitung 17 einem Wärmetauscher 16 zugeführt, in dem er einem Kühlkreislauf zur Rückkühlung des Kühlmittels, beispielsweise Wasser, wieder Wärme entzieht, bevor er über Leitungen 18 und 23 a schließlich zur Heizzentrale zürückgepumpt wird.
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L e e r s e i t e

Claims (4)

Verfahren zur Versorgung von Wärmeverbrauchern mit Wärme aus Fernwärmenetzen unter Einsatz von Sorptionswärmepumpen Patentansprüche
1. Verfahren zur Versorgung von Wärmeverbrauchern mit Wärme aus Fernwärmenetzen, bei dem Sorptionswärmepumpen zur Transformation von Wärme von niedrigeren suf höhere Temperaturen eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Betreiben der Sorptionswärmepumpe ( 1 ) benötigte Heizenergie dem im Fernwärmenetz strömenden Wärmeträger entnommen wird
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei im Fernwärmenetz Wärme mittlerer Temperatur transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der die zum Betreiben der Sorptionswärmepumpe ( 1 ) benötigte Heizenergie liefernde Wärmeträger durch Zufuhr von Fremdenergie oder mittels einer weiteren Wärmepumpe aufgeheizt wird
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Sorptionswärmepumpe auf höhere Temperaturen zu transformierende Wärme dem Rücklauf des Fernwärmenetzes, der Umgebung und/oder einer Abwärmequelle entnommen wird.
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4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Sorptionswärmepumpe gekühlte Medium für Kühl- und/oder Klimatisierungszwecke verwendet wird.
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