DE3141538A1

DE3141538A1 - Verfahren und anordnung zur uebertragung von waerme aus einem ersten fernwaermenetz mit einer hoeheren vorlauftemperatur auf mindestens ein zweites fernwaermenetz mit einer niedrigen vorlauftemperatur

Info

Publication number: DE3141538A1
Application number: DE19813141538
Authority: DE
Inventors: Fritz Ing.(grad.) 4300 Essen Zimmermann
Original assignee: STEAG FERNWAERME GmbH; Steag Fernwaerme 4300 Essen GmbH; Steag Fernwaerme GmbH
Current assignee: STEAG FERNWAERME GmbH; Steag Fernwaerme 4300 Essen GmbH; Steag Fernwaerme GmbH
Priority date: 1981-10-20
Filing date: 1981-10-20
Publication date: 1983-05-19

Description

STEAG Aktiengesellschaft _U ■ O I H I OOÖ

Bismarckstraße 54

4300 Essen
Az. 501

Stichworts Rücklauftemperaturabsenkung

Verfahren und Anordnung zur Übertragung von Wärme aus einem ersten Fernwärmenetz mit einer■■höheren Vorlauftemperatur auf mindestens ein zweites Fernwärmenetz mit einer niedrigeren Vorlauftemperatur

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Wärme aus einem ersten Fernwärmenetz mit einer höheren Vorlauftemperatur auf mindestens ein zweites Fernwärmenetz mit r.

einer niedrigeren Vorlauftemperatur.

In Fernwärmeversorgungsgebieten findet man oft Fernwärmenetze, die mit unterschiedlichen Vor- und Rücklauftemperaturen des Heizmediums betrieben werden. Als Heizmedium wird vorzugsweise Heizwasser benutzt. So werden z= B„ die von Heizwerken, Heizkraftwerken und industriellen Abwärmequellen als Wärmeerzeuger primär versorgten Fernwärmehauptleitungen (Primärnetze) mit Vor- und Rücklaufheizwassertemperaturen von 180 bzw. 80⁰C betrieben. Von derartigen Primärnetzen wird Wärme auf unterverteilende Sekundärnetze übertragen, die mit Vor- und Rücklaufheizwassertemperaturen von 130 bzw. 70°C arbeiten. Schließlich werden von den Sekundärnetzen her die Hausverteilungsnetze versorgt, bei denen die Vorlauf-

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temperatur in der Regel 90°C und die Rücklauftemperatur 70°C beträgt (Tertiärnetze).

Üblicherweise werden zwei Fernwärmenetze,' die mit unterschiedlichen Vor- und ggf. unterschiedlichen Rücklauftemperaturen betrieben werden, mit Hilfe von Wärmetauschern zusammengeschaltet. Zu diesem Zwecke werden in einer Übergabestation Wärmetauscher aufgestellt, die primärseitig vom vorlaufenden Primärheizwasser durchströmt werden, so daß das auf der Sekundärseite der Wärmetauscher strömende Heizwasser des Sekundärnetzes Wärme aufnehmen kann. Vom Sekundärnetz wird die erforderliche Heizwärme an Wärmetauscher von Hausstationen abgegeben.

Die Größe der für die Zusammenschaltung zweier Fernwärmenetze erforderlichen Wärmetauscher hängt ab von den Temperaturdifferenzen zwischen den einzelnen Netzen, also z. B. zwischen Primärnetz und Sekundärnetz 180/13O⁰C auf der Vorlaufseite und 8O/7O°C auf der Rücklaufseite. Die Rücklauftemperatur im Primärnetz muß etwas größer sein als die Temperatur auf der Rücklaufseite des Sekundärnetzes, wobei die Differenz durch die Grädigkeit bestimmt ist. Die relativ hohe Rücklauftemperatur von 70⁰C im Sekundärnetz und im Hausverteilungsnetz ist durch die übliche Auslegung der Heizkörper in den Wohnungen bestimmt. Die in den einzelnen Fernwärmenetzen zu transportierende Wärmeleistung ist zum einen abhängig von der umgewälzten Heizwassermenge und zum anderen von

der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf. Bei vorgegebener und durch den Leitungsquerschnitt festgelegter Heiz wassermenge kann durch Vergrößerung der Temperaturdifferenz die Wärmeleistung entsprechend erhöht werden. Die Temperaturdifferenz kann zunächst durch Anheben der Vorlauftemperatur vergrößert werden. Wenn als Wärmequelle ein Heizkraftwerk eingesetzt wird,, bedeutet die Anhebung der Vor lauf temperatur eine wesentliche Erhöhung des Wärmeaufwandes für die Auskopplung von Fernwärme aus dem Kraftwerk. Darüber hinaus steigen die Wärmeverluste in der Vorlaufleitung. Unter Umstän den muß die Fernwärmeleitung sogar für eine höhere Nenndruckstufe ausgelegt werden. Andererseits ist eine Vergrößerung der Temperaturdifferenz durch Absenken der Rücklauftemperatur bei Kopplung der beiden Netze durch Wärmetauscher nicht möglich, da im zweiten bzw. Sekundärnetz die Rücklauftemperaturen vom Wärmeabnehmer vorgegeben sind.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der vorstehend genannten Art anzugeben, bei dem die Rücklauftemperatur des ersten Fernwärmenetzes abgesenkt werden kann, und zwar vorzugsweise unter die Rücklauftemperatur des zweiten Fernwärmenetzes.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.

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Die aus dem Absorptionskälteprozeß abzuführende Wärme wird an das Heizmedium des zweiten Fernwärmenetzes (Sekundärnetz) übertragen, so daß insgesamt keine Wärme von außen in den übertragungsprozeß zugeführt oder nach außen abgeführt werden muß. Lediglich für den Umlauf des Lösungsmittels im Absorptionskälteprozeß muß Pumpenergie aufgebracht werden; diese Pumparbeit ist jedoch im Vergleich zur umgesetzten Wärmeleistung zu vernachlässigen.

Absorptionskältemaschinen sind an sich bekannt ("Physikalische Grundlagen der Verfahrenstechnik", Verlag Sauerländer, Aarau und Frankfurt am Main (1970), S. 152), jedoch nicht der Einsatz einer Absorptionskältemaschine zur Absenkung der Rücklauftemperatur des primärseitigen Fernwärmenetzes zweier miteinander zu koppelnder Fernwärmenetze.

Durch Vergrößerung der Temperaturdifferenz unter Absenkung der Rücklauftemperatur können Fernwärmerohrleitungen von kleinerem Durchmesser als bisher eingesetzt werden, wodurch die Fernwärmerohrleitung kostengünstiger erstellt werden kann. Weiterhin wird durch die Absenkung der Rücklauftempe-

ratur der Wirkungsgrad der einspeisenden Kraftwerke verbessert, da dann an der Turbine des Kraftwerks eine Anzapfstufe niedrigeren Drucks genutzt werden kann. Weiterhin werden durch Absenkung der Rücklauftemperatur die Wärmeverluste an der Rücklaufleitung verringert. Bei vorhandenen Rohrleitungen kann durch Absenkung der Rücklauftemperatur'die durch die Leitung übertragbare Wärmeleistung erhöht werden.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Rücklauftemperatur von den bisher üblichen 8O⁰C auf beispielsweise 50 - 35°C verringert werden, so daß die transportierbare Wärmemenge bei gleichbleibendem Heizwasserdurchsatz im Primärnetz um 30 bis 45 % bei Beibehaltung einer Primärheizwasservorlauftemperatur von 180⁰C gesteigert werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich aber nicht nur für die Kopplung eines ersten Fernwärmenetzes in Form von Fernwärmehauptleitungen mit einem zweiten Fernwärmenetz in Form eines Unterverteilungsnetzes (Sekundärnetz), sondern auch zum Zusammenschalten eines solchen Sekundärnetzes mit einem dritten Fernwärmenetz, nämlich dem Hausverteilernetz als Tertiärnetz. Bei einem solchen Zusammenschalten dreier Fernwärmenetze mit zwei Absorptionskälteprozessen der erfindungsgemäßen Art kann eine noch weitere Absenkung der Rücklauftemperatur im Primärnetz erreicht werden, so daß im Kraftwerk Turbinenanzapfdampf einer noch niedrigeren Druckstufe genutzt werden kann. Durch die entsprechende

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Absenkung im Sekundärnetz gegenüber dem Tertiärnetz werden auch dort die Vorteile geringerer Wärmeverluste, geringerer Rohrleitungsnennweiten bzw. höherer transportierbarer Wärmeleistung erreicht.

Durch den Einsatz eines Absorptionskälteprozesses bzw. die Verwendung einer Absorptionskältemaschine kann erreicht werden, daß die Rücklauftemperatur im ersten Fernwärmenetz wesentlich unter die durch die Wärmeabnehmer vorgegebene Rücklauftemperatur abgesenkt werden kann.

Bei dem Zusammenschalten zweier Fernwärmenetze ist die Möglichkeit gegeben, diese heizmediummäßig zu trennen, so daß ein zweikreisiges System gegeben ist, oder den Austritt von Heizmedium aus dem einen Netz in das andere zuzulassen, so daß das Fernwärmesystem ein Einkreis-System ist.

Bei Ausbildung der beiden Fernwärmenetze in Form eines Einkreis-Systems tritt vorzugsweise aus dem ersten Netz vorlaufendes Heizmedium nach dem Austreiben des Kältemittels in das zweite Netz ein und wird ein Teil des rücklaufenden Heizmediums des zweiten Fernwärmenetzes als rücklaufendes Heizmedium in das erste Fernwärmenetz gepumpt.

Bei der üblichen Ausbildung der beiden Fernwärmenetze in Form zweier getrennter Heizmediumkreise erfolgt zwischen dem Austreiben des Kältemittels und dem Verdampfen des kondensierten und entspannten Kältemittels durch das Heizmedium des ersten Fernwärmenetzes mindestens ein Wärmetausch zwischen den beiden Netzen.

Sowohl bei Zweikreis- als auch bei Einkreis-Systemen ist es möglich, den koppelnden Absorptionskälteprozeß mehrstufig zu gestalten.

Weitere Verfahrensansprüche betreffen zusätzliche vorteilhafte Ausgestaltungen des erf indujisgemäßen Verfahrens.

Die Erfindung ist aber auch auf eine Anordnung zur übertragung von Wärme aus einem ersten Fernwärmenetz mit einer hohen Vorlauftemperatur auf mindestens ein zweites Fernwärmenetz mit einer niedrigeren Vorlauftemperatur mit einer Wärmeübertragungseinrichtung zwischen den beiden Fernwärmentzen gerichtet.

Diese Anordnung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeübertragungseinrichtung eine Absorptionskältemaschine vorgesehen ist.

Vorzugsweise sind dabei der Austreiber und der Verdampfer der Absorptionskältemaschine mit dem ersten Fernwärmenetz und der Absorber und der Kondensator mit dem zweiten Fernwärmenetz heizmediummäßig verbunden.

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Weitere Unteransprüche betreffen vorteihafte Ausgestaltun gen der erfindungsgemäßen Anordnung.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren genauer erläutert werden. Es zeigt:

Figur 1

eine erste Ausführungsform der Anordnung zur Wärmeübertragung zwischen zwei Fernwärmenetzen _r

Figur 2

eine zweite Ausführungsform,

Figur 3

eine dritte Ausführungsform mit zweistufiger Wärmeübertragung und

Figur 4

eine vierte Ausführungsform, bei dem die beiden Fernwärmenetze zu einem Einkreissystem vereinigt sind.

Die in der nachfolgenden Beschreibung angegebenen Temperaturen für das vorzugsweise als Heizmedium verwendete Heizwasser sind bevorzugte Werte.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 tritt aus einem Fernwärmetransportnetz I Vorlaufheizwaser mit einer Temperatur von 180 über eine Vorlaufleitung 1 in einen Aus-

treiber 2 einer Absorptionskältemaschine ein, dem über
eine Leitung 3 reiche Kältemittellösung zugeführt wird.
Das Heizwasser gibt im Austreiber 2 einen Teil seiner Wär me zum Ausdampfen des Kältemittels aus der reichen Kältemittellösung ab. Das von 180° auf 150° abgekühlte Primärheizwasser wird über eine Leitung 4 einem ersten Wärmetau scher 5 und von diesem über eine Leitung 6 einem zweiten
Wärmetauscher 7 zugeführt, die in Wärmeaustauschbeziehung zu dem Heizwasser eines Regionalfernwärmenetzes II stehen. Durch den stufenweisen Wärmeaustausch wird die Tempe ratur des Primärheizwassers auf 75°C abgekühlt. Das abgekühlte Wasser wird über eine^Leitung 8 einem Verdampfer 9 zugeführt und strömt mit einer Rücklauftemperatur von
5o C in die Rücklaufleitung 9 a des Fernwärmetransportnetzes I ein.

Aus dem Austreiber 2 wird die arme Kältemittellösung über eine Leitung Io einer Entspannungseinrichtung 11 zugeführt und verläßt diese entspannt über eine Leitung 12,
die zu einem Absorber 13 führt. In die den Absorber 13
und den Austreiber 2 verbindende Leitung 3 für die reiche Kältemittellösung ist eine von einem Motor 14 angetriebene Pumpe 15 angeordnet.

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Die Rücklaufleitung 16 des Regionalnetzes II steht mit dem Wärmetauscher 7 in Verbindung, so daß das mit 7o C in den Wärmetauscher 7 eintretende Rücklaufsekundärheizwasser dem Primärheizwasser Wärme entziehen kann. Das Sekundärheizwasser wird über eine Leitung 17 einem Kondensator 18 zugeführt, der Bestandteil der Absorptionskältemaschine ist. Das aus dem Kondensator 18 austretende Sekundärwasser wird über eine Leitung 19 dem Absorber 13 zugeführt und strömt von diesem über eine Leitung 2ο in den Wärmetauscher 5, der ausgangsseitig mit der Vorlaufleitung 21 des Regionalfernwärmenetzes II verbunden ist. Der Dampfausgang des Austreibers 2 ist über eine Leitung 22 mit dem Kondensator 18 verbunden, während der Ausgang des Kondensators 18 über eine eine Entspannungseinrichtung 23 aufweisende Leitung 24 mit dem Verdampfer 9 verbunden ist.

Der aus dem Austreiber 2 austretende Kältemitteldampf wird in dem Kondensator durch das Rücklaufwasser des Regionalfernwärmenetzes II kondensiert. Das flüssige Kältemittel wird in der vorzugsweise als Drosselventil ausgebildeten Entspannungseinrichtung 23 auf niedrigen Druck entspannt, wobei es aufgrund des Joule-Thomson-Effektes zu einer starken Abkühlung des Kältemittels kommt. Das in den Verdampfer 9 eintretende Kältemittel entzieht dem zur Rücklaufleitung 9 a strömenden Primärheizwasser Wärme und wird dabei verdampft. Das verdampfte Kältemittel strömt

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über eine Leitung 25 zum Absorber und wird dort begierig vom Lösungsmittel absorbiert- Als Lösungsmittel eignet sich z.B. H„0 und als Kältemittel NH_. Die durch die Absorbtion des dampfförmigen Kältemittels angereicherte Lösung wird über die Leitung 3 dem Austreiber zugeführt.

Als Entspannungseinrichtung 11 kommt vorzugsweise eine Entspannungsturbine zum Einsatz, deren Antriebsenergie für den Antrieb der Pumpe 15 ausgenutzt werden kann, so daß der Motor nur noch die Differenz der von der Pumpe 15 benötigten und der von der Entspannungsturbine 11 gelieferten Antriebsleistung liefern muß. Das mit 7o C einströmende Rücklaufsekundarwasser nimmt in dem Wärmetauscher 7, dem Kondensator 18, dem Absorber 13 und dem Wärmetauscher 5 stufenweise Wärme auf und verläßt die Anordnung mit einer Vorlauftemperatur von 13o C.

Bei der alleinigen Verwendung von Wärmetauschern zwischen dem Fernwärmetransportnetz I und dem regionalen Fernwärmenetz II wäre die normale Rücklauftemperatur in der Leitung 9 a etwa 8o C gewesen. Durch die Abkühlung auf 5o C wurde die Temeraturspeisung von^T = 18o°C-8o°C= loo C auf^|-T = 18o°C - 5o°C = 13o°C erhöht, so daß die in den Transportleitungen von Ϊ transportierbare Wärmemenge bei gleichem Heizwasserdurchsatz um 3o % gesteigert werden konnte.

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Die Anordnung mit den beiden Wärmetauschern 5 und 7 zwischen Primärheizwasser und Sekundärheizwasser ist eine bevorzugte Anordnung.

Zur Regelung dieser Anordnung sind einige Meß- und Regeleinrichtungen vorgesehen. In der Vorlaufleitung 1 befindet sich ein Temperaturfühler T zur Erfassung der Vorlauftemperatur, der über einen Regelkreis R1 das als Stellventil ausgebildete Drosselventil 23 ansteuert. Auf beiden Seiten.der Drosseleinrichtung ist jeweils ein Druckfühler P1 bzw. P2 angeordnet, deren Ausgangssignale auf einen Regelkreis R2 gegeben werden. Der in die Vorlaufleitung des Netzes II fließende Massenstrom wird mit einem Massenstrommeßgerat M erfaßt. Das Ausgangssignal des Massehstromfühlers M wird einerseits auf den Regelkreis R2 und andererseits auf einen Regelkreis R3 zur Ansteuerung der ansteuerbaren Pumpe 15 geführt. (Die Pumpleistung kann auch durch Ansteuerung des Antriebsmotors 14 verändert werden.)

Mit Hilfe der vorstehend erwähnten Regeleinrichtungen wird die Absorptionskältemaschine dadurch geregelt, daß der Dampf- — druck des Kältemittels mit Hilfe des Drosselventils 32 als Funktion der Vorlauftemperatur in der Vorlaufleitung 1 verändert wird, daß die Menge der umlaufenden Kältemittellösung mittels der Pumpe _13 als Funktion des gemessenen Massenstromes verändert wird und daß schließlich der Differenzdruck über der Drosseleinrichtung 11"als. Funktion des gemessenen Massenstromes verändert wird.

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Diese Regelung läßt sich in ihren Grundzügen auf die nachfolgenden Äusführungsformen gemäß Figuren 2-4 übertragen und ist dort der Übersicht halber nicht mit dargestellt worden, um die Grundidee der vorliegenden Erfindung deutlicher hervortreten zu lassen.

Die in der Figur 2 gezeigte Anordnung unterscheidet sich von der Anordnung gemäß Figur 1 zunächst dadurch, daß zwischen den Leitungen 3 und 10 ein Wärmetauscher 26 und zwischen den •Leitungen 24 und 25 ein Wärmetauscher 27 angeordnet ist, um den Grad der Temperaturabsenkung im Rücklauf des Netzes I zu verbessern. Weiterhin ist vorgesehen, daß die über die Rücklaufleitung 16 des Sekundärnetzes II herangeführte Sekundärheizwassermenge die Schaltungselemente 7, 18, 13, 5 nicht seriell durchläuft, sondern daß der Wärmetauscher 7, der Kondensator 18 und der Absorber 13 jeweils von einem Teilstrom des rücklaufenden Sekundärheizwassers durchsetzt werden und daß der den Wärmetauscher 7 verlassende Teilstrom direkt zur Vorlaufleitung 21 des Sekundärnetzes II geführt wird. Die Verteilung des Rücklaufsekundarhexzwassers auf die drei Teilströme wird mit Hilfe zweier Drei-Wege-Ventil-Baugruppen 28 und 29 erreicht. Die Stellung der Drei-Wege-Ventil-Baugruppen wird in Abhängigkeit von den einzuhaltenden Temperaturen und Wärmemengen verändert.

Selbstverständlich können die Wärmetauscher 26 und 27 auch bei der Anordnung gemäß Figur 1 vorgesehen werden.

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Bei der Anordnung gemäß Figur 3 wird das vorlaufende Primärheizwasser (180°C) mittels einer Drei-Wege-Ventil-Baugruppe 30 auf zwei Austreiber 2 und 2' geführt. Die die beiden Austreiber verlassenden Teilströme werden zusammengeführt und mit einer Temperatur von 135°C auf den Wärmetauscher 5 und dann auf den Wärmetauscher 7 geführt. Das Primärheizwasser verläßt den Wärmetauscher 7 mit einer Temperatur von 75 C und durchströmt zunächst einen Verdampfer 9' und dann den Verdampfer 9, den es über die Rücklaufleitung 9 a mit einer Temperatur von 35°C verläßt. Die dem Austreiber 2' zugeordneten Elemente sind mit einem Apostroph versehen. Das aus dem Verdampfer 9 über Leitung 25 austretende Kältemittel tritt -in den Absorber 13' ein, während das aus dem Verdampfer 9' austretende Kältemittel über eine Leitung 25' in den Absorber 13 eintritt. Der Dampfauslaß des Austreibers 2' ist -über eine Leitung 31 mit dem Absorber 13 verbunden. Das aus dem Kondensator 18 austretende verflüssigte Kältemittel wird über eine Drei-Wege-Ventil-Baugruppe 32 auf die Leitung 24 und eine Leitung 24' verteilt, in der die Drosselventile 23 bzw. 23' angeordnet sind.

Das Rücklaufsekundärwasser im Sekundärnetz II wird über eine Drei-Wege-Ventil-Baugruppe 33 in zwei Teilströme geteilt, von denen der eine über den Wärmetauscher 7, den Kondensator 18 und den Absorber 13 zur Vorlaufleitung 21 des Sekundärnetzes II führt. Der andere Teilstrom führt über den Absorber 13' und den Wärmetauscher 5 zur Vorlaufleitung 21.

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Durch die Erhöhung der Temperaturspreitzung auf 145°C kann bei der Anordnung gemäß Figur 3 die transportierbare Wärmemenge bei gleich bleibendem Heißwasserdurchsatz um 45 % gesteigert werden.

Auch bei dieser Anordnung kann eine Parallelspeisung vergleichbar Figur 2 und auch ein Wärmetausch vergleichbar den Wärmetauschern 26 und 27 aus Figur 2 in Betracht gezogen werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 führt die Ausgangslei-

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tung 4 des Austreibers 2 zu einer Drei-Wege-Ventil-Baugruppe 34, d±e in der Vorlaufleitung 21 des Sekundärnetzes II liegt. In die Leitung 4 ist eine Entspannungseinrichtung 35, vorzugsweise in Form eines Drosselventils, eingeschaltet. Die "Sekundärheizwasseraustrittsleitung 20 des Absorbers 13 führt zur Drei-Wege-Ventil-Baugruppe 34. Als Entspannungseinrichtung 35 kann auch hier eine Entspannungsturbine zum Einsatz kommen, die vorzugsweise die Pumpe 37 antreibt.

In der Rücklaufleitung 16 des Sekundärnetzes liegt eine Drei-Wege-Ventil-Baugruppe 36. Ein Teil des rücklaufenden Sekundärheizwassers wird mittels der Drei-Wege-Ventil-Baugruppe. 36 über eine eine Pumpe 37 enthaltende Leitung 38 dem Verdampfer 9 zugeleitet,, d. h. als Rücklaufprimärheizwasser

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in das Netz I zurückgeführt. Der andere Teilstrom des rücklaufenden Sekundärheizwassers strömt über den Kondensator 18, den Absorber 13 und die Ventilbaugruppe 34 in die Vorlaufleitung 21 zurück.

Bei dieser Ausführungsform können vorzugsweise die folgenden Temperaturen gefahren werden: Primärheizwasservorlauf: 180 - 130°C/ Sekundärheizwasservorlauf: 130 - 90°C, Sekundärheizwasserrücklauf: 70 - 50⁰C und Primärheizwasserrücklauf: 50 - 30°C.

Die in den Figuren 1-4 gezeigten Anordnungen können auch hintereinander geschaltet werden, wenn z. B. drei Netze miteinander verbunden werden sollen: Fernwärme-Hauptleitungen als Primärnetze/ Unterverteilungsnetze als Sekundärnetze und Hausverteilungsnetze als Tertiärnetze.

. In der .vorliegenden Anmeldung wird unter "Drei-Wege-Ventil-Baugruppe" sowohl ein Drei-Wege-Ventil als auch eine Zusammenschaltung anderer Ventile, insbesondere von Ein-Wege-Ventilen, verstanden, die eine gesteuerte Verbindung von drei Leitungen ermöglichen. Es ist in das Benehmen des Fachmannes gestellt, die Drei-Wege-Ventil-Baugruppe von Hand zu verstellen oder diese zu einem Bestandteil eines Regelkreises zu machen. Die "Stellung" der Drei-Wege-Ventil-Baugruppen hängt von der jeweils zu transportierenden Wärmeleistung in den Fernwärmenetzen ab. Diese ist abhängig von der umgewälzten Heizwassermenge und von der gewünschten Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf.

Leerseite

Claims

STEAG Aktiengesellschaft

Bismarckstraße 54 314153

4300 Essen

Az ο 501

Stichwort; Rücklauftemperaturabsenkung

Verfahren und Anordnung zur Übertragung von Wärme aus einem ersten Fernwärmenetz mit einer höheren Vorlauftemperatur auf mindestens ein zweites Fernwärmenetz mit einer niedrigeren Vorlauftemperatur

Patentansprüche

1. ) Verfahren zur Übertragung von Wärme aus einem ersten Fernwärmenetz mit einer höheren Vorlauftemperatur auf mindestens ein zweites Fernwärmenetz mit einer niedrigeren Vorlauftemperatur, dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Fernwärmenetze mittels eines Absorptionskälteprozesses unter Austreiben eines Kältemittels aus einem Lösungsmittel und unter Absorption des verdampften Kältemittels im Lösungsmittel in einem Kältemittelkreislauf zusammen gekoppelt werden derart,

daß das vorlaufende Heizmedium des ersten Fernwärmenetzes Kältemittel aus reicher Lösung austreibt,

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daß das rücklaufende Heizmedium des zweiten Fernwärmenetzes das ausgetriebene Kältemittel kondensiert,

daß das Heizmedium des ersten Fernwärmenetzes das kondensierte und entspannte Kältemittel verdampft und

daß das vorlaufende .Heizmedium des zweiten Fernwärmenetzes bei Absorption des verdampften Kältemittels in armer Lösung Wärme aufnimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß bei Ausbildung der beiden Fernwärmenetze in Form eines Einkreis-Heizsystems das aus dem ersten Netz vorlaufende Heizmedium nach dem Austreiben des Kältemittels in das zweite Netz eintritt und ein Teil des rücklaufenden Heizmediums des zweiten Fernwärmenetzes als rücklaufendes Heizmedium in das erste Fernwärmenetz gepumpt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß bei Ausbildung der beiden Fernwärmenetze in Form zweier getrennter Heizmediumkreise (Zweikreis-System) zwischen Austreiben des Kältemittels und Verdampfen des kondensierten und entspannten Kältemittels durch das Heizmedium des ersten Fernwärmenetzes mindestens

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ein Wärmetausch zwischen den beiden Netzen erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3; dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen dem armen Lösungsmittel und dem reichen Lösungsmittel ein Wärmetausch stattfindet»

ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen dem kondensierten, noch nicht entspannten

Kältemittel und dem nach Entspannung verdampften Kältex.
mittel ein Wärmetausch stattfindet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß Kondensation des ausgetriebenen Kältemittels und Abführung der Wärme bei der Absorption durch einen Hauptstrom des Heizmediums des zweiten Fernwärmenetzes nacheinander erfolgen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß Kondensation des ausgetriebenen Kältemittels und Abführung der Wärme bei Absorption durch zwei parallele

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Teilströme des Heizmediums des zweiten Fernwärmenetzes erfolgen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß das vorlaufende Heizmedium des ersten Fernwämenetzes das Kältemittel aus der Kältemittellösung in mindestens zwei Stufen austreibt und daß das Heizmedium des ersten Fernwärmenetzes in mindestens zwei Stufen das kondensierte und entspannte Kältemittel verdampft und der Dampf jeweils einer zugeordneten Absorptionsstufe zugeleitet wird.

9. Anordnung zur Übertragung von Wärme aus einem ersten Fernwärmenetz mit einer höheren Vorlauftemperatur auf mindestens ein zweites Fernwärmenetz mit einer niedrigeren Vorlauftemperatur mit einer Wärmeübertragungseinrichtung zwischen den beiden Fernwärmenetzen, dadurch gekennzeichnet,

daß als Wärmeübertragungseinrichtung eine Absorptionskältemaschine (2, 9, 13, 18, 11, 15, 23) vorgesehen ist.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß der Austreiber (2; 2¹) und der Verdampfer (9; 9') der Absorptionskältemaschine mit dem ersten Fernwärme-

netz (I) und der Absorber (13? 13') und der Kondensator (18) mit dem zweiten Fernwärmenetz (II) heizmediummäßig verbunden sind.

11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Fernwärmenetze (I, II) als Einkreis-System (Figur 4) ausgebildet sind=

12, Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet^,

daß die beiden Fernwärmenetze (I, II) als Zweikreis-System ausgebildet sind (Figur 1; Figur 2? Figur 3) und im ersten Kreis zwischen Austreiber (2; 2') und Verdampfer (9? 9') mindestens ein Wärmetauscher (5; 7) für den Wärmetausch zwischen den beiden Netzen angeordnet ist.

13ο Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß Absorber (13; 13^!) und Kondensator (18) parallel oder seriell in der Verbindung zwischen Rücklauf (16) und Vorlauf (21) des zweiten Fernwärmenetzes (II) angeordnet sind.

14. Anordnung nach einem, der Anprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet,

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daß zwischen Austreiber (2; 2¹) und Absorber (13; 13") im Lösungsmittelkreislauf (3, 10; 3¹, 10¹) eine Entspannungseinrichtung (11; 11') angeorndet ist, vorzugsweise eine eine im Losungsmittelkreislauf liegende Pumpeinrichtung (15; 15') antreibende Entspannungsturbine.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen den Zweigen (3, 10; 3' 11') des Lösungsmittelkreislaufes ein Wärmetauscher (26) angeordnet ist. ^,

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen der flüssigen Phase (24) und der dampfförmigen Phase (25) des Kältemittels ein Wärmetauscher (27) angeordnet ist.