DE3130165C2 - Wärmeträger zur Fernübertragung von Wärmeenergie - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Fernübertragung von Wärmeenergie. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu finden, mit dem Wärmeenergie im Vergleich zum Verfahren der Fernleitung über größere Entfernungen, in kleineren Mengen und für einzelne Objekte wirtschaftlich übertragen werden kann. Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Wärmeenergie von einem Heizkraftwerk oder einem Abwärme liefernden Kraftwerk in einen Wärmeträger, der in einen Großraumbehälter eingeschlossen ist, über einen Wärmeaustauscher eingespeichert, mit diesem zum Verbraucher transportiert und dort über den Wärmeaustauscher aus dem Wärmeträger entnommen wird. Der Wärmeträger kann aus Wasser bestehen, das in einem druckfesten Behälter bis auf 180 K aufgeheizt wird. Vorzugsweise wird als Wärmeträger ein Öl verwendet, das bis auf 300 K aufheizbar ist. Der Wärmeaustauscher kann im Behälter selbst angeordnet sein. Der Behälter wird vorzugsweise mit der Eisenbahn transportiert.

Description

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Die Erfindung betrifft einen Wärmeträger zur Fernübertragung von Wärmeenergie, wobei der heiße Wärmeträger in geschlossenen isolierten Behältern zum Verbraucher transportiert wird und seine Wärme abgibt.

Die in Heizkraftwerken erzeugte Wärmeenergie wird heute in Form von Wasserdampf durch Röhren zum Verbraucher übertragen. Dieses Verfahren ist jedoch bei größeren Entfernungen unwirtschaftlich. Aus diesem Grund hat man schon Versuche unternommen. Wasser mit der Abwärme von Kraftwerken aufzuheizen und das heiße Wasser als Wärmeträger in wärmeisolierten Behältern zum Verbraucher zu transportieren, wo der Wärmeinhalt des heißen Wassers an den Verbraucher abgegeben wird. Nutzbar ist der Wärmeinhalt des Heißwassers aber allenfalls bis herab auf etwa 40⁰C Damit liegt der nutzbare Wärmeinhalt des Wärmeträgers sogar in einem Großraum-Transportbehälter bezogen auf die Transportkosten noch unterhalb der wirtschaftlichen Grenze. Die nutzbare Wärmeenergie bei Verwendung von Wasser als Wärmeträger läßt sich zwar maßgeblich erhöhen, wenn das Wasser am Ort der Wärmeaufnahme überhitzt wird, jedoch würde dies den Einsatz von Druckbehältern erforderlich machen, die erheblich teurer sind als drucklose Behälter und daher ebenfalls keine wirtschaftliche Lösung bieten.

Aus der DE-OS 30 34 608 ist es bekannt, zum Transport von Wärmeenergie als Wärmeträger Glaubersalz zu verwenden, das bei etwa 32°C seinen Phasenumwandlungspunkt hat. Die relativ hohe Schmelzwärme fällt aber nur bei relativ niedriger Temperatur an und würde für Heizungszwecke den Einsatz einer kostenaufwendigen Wärmepumpenanlage erfordern. Außerdem ist der nutzbare Energieinhalt durch Ausnutzung der Schmelzwärme noch niedriger als bei Wasser und beträgt bei Verwendung eines Großraumbehälters mit 65 t Nutzgewicht nur etwa 1,2 MWh.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmeträger zur Fernübertragung von Wärmeenergie in drucklosen Behältern vorzuschlagen, der eine höhere Energieausbeute pro Transportgewicht beim Verbraucher möglich macht.

Die Lösung besteht in der Verwendung eines auf etwa 300°C erwärmten Mineralöls als Wärmeträger.

Die Erfindung ermöglicht die Abkühlung des aufgeheizten Mineralöls bis auf einen Wert von ca. 50°C, ohne daß die notwendige Wärmeaustauschanlage unwirtschaftlich groß werden müßte. Der nutzbare Warmeinhalt eines 65 t Nutzlast aufweisenden Großbehälters beträgt etwa 14 MWh und liegt damit gegenüber der Verwendung von Heißwasser als Wärmeträger mehr a 1.1 Jmal so hoch. Verglichen mit dem Schmelzwärmeträger Glaubersalz ist der nutzbare Energieinhalt mehr als 10 ■ so hoch. Mit dem erfindungsgemäß verwendeten Mineralöl ist es möglich, Wärmeenergie wirtschaftlich auch über große Entfernungen zu transportieren. Der Wärmeverlust in einem Großraumbehälter mit nicht üDermäßig dimensionierter Wärmeisolierung beträgt nur 8⁰C in 24 Stunden. Der Wärmeveriust ist daher überraschend gering. Ein weiterer erheblicher Vorteil, der sich aus der Verwendung von hochtemperiertem Mineralöl als Wärmeträger für die Fernübertragung von Wärmeenergie ergibt, besteht darin, daß im Wärmeaustauscher eine sehr große Temperaturdifferenz vorhanden ist, die einmal eine kleindimensionierte Wärmeaustauschanlage zuläßt und gleichwohl die Wärmeübertragung am Verbrauchsort in kurzer Zeit vonstatten gehen läßt

Bei der Verwendung von hochtemperiertem Thermoöl als Wärmeträger treten allerdings zwei Problerne auf. Bezogen auf das abgekühlte Mineralöl tritt im aufgeheizten Zustand eine Volumenausdehnung von 20% ein. Es müssen also entsprechende Vorrichtungen eingebaut werden, die einen Volumenausgleich ermöglichen. Weiterhin darf das Thermoöl nicht mit Sauerstoff in Berührung gelangen, was den Volumenausgleich zusätzlich erschwert, da das Aufheizen, der Transport und das Abkühlen unter Luftabschluß stattfinden müssen. Als kostengünstiges Ausgleichsmedium bietet sich jedoch Stickstoff an. .

Die wärmeisolierten Thermoöl-Großraumbehälter werden auf Verkehrswegen, insbesondere Schienen und Land- und Wasserstraßen transportiert

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verwendung eines auf etwa 300° C erwärmten Mineralöls als Wärmeträger zur Fernübertragung von Wärmeenergie, wobf i der heiße Wärmeträger in geschlossenen, isolierten Behältern zum Verbraucher transportiert wird und dort seine Wärme abgibt