DE3143366C2 - Anlage mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem von dieser angetriebenen Versorgungsaggregat - Google Patents

Anlage mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem von dieser angetriebenen Versorgungsaggregat

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Abstract

Energieversorgungsanlage mit einem durch eine luftgekühlte Verbrennungskraftmaschine (4) angetriebenen Energieversorgungsaggregat (Verdichter 5) und/oder elektrischer Generator (27), wobei alle Aggregate (4, 5, 27) gemeinsam in einem geschlossenen, wärmeisolierten Gehäuse (1) angeordnet sind, ferner wenigstens ein Ventilator (6) zur Umwälzung der Luft innerhalb des Gehäuses (1) vorgesehen ist, ferner innerhalb des Gehäuses (1) ein vorzugsweise mit Wasser als Wärmeträgermittel beaufschlagter Wärmetauscher (7) angeordnet ist und daß Luftleiteinrichtungen (8) vorgesehen sind, die eine Zwangsführung des umgewälzten Kühlluftstromes wenigstens zwischen Ventilatoraustritt, Kühlflächen der Verbrennungskraftmaschine (4) und Wärmetauscher (7) bewirken.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei Anlagen die über eine Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden, seien es nun Ottomotoren, Dieselmotoren oder Gasmotoren, ist man bemüht, die anfallende Verlustwärme, die durch die Kühlung des Motors und ggf. der mit dem Motor gekoppelten Aggregate abgeführt werden muß, insbesondere für Heizzwecke nutzbringend zu verwerten. So ist es beispielsweise aus der DE-OS 27 47 734 bekannt, bei einem motorgetriebenen, elektrischen Generator sowohl den Motor als auch den Generator mit Flüssigkeit zu kühlen und so die gewonnene Wärme in einer Warmwassergebäudeheizung zu verwerten. Hierdurch kann jedoch nur ein Teil der anfallenden Verlustwärme nutzbar gemacht werden, da sowohl die in den Abgasen enthaltene Restwärme als auch die verbleibende Strahlungswärme des Motors ungenutzt und durch die Belüftung des Maschinenraumes abgeführt wird.
  • Aus der JP-Patentanmeldung 55-112 820 ist ein Generatoraggregat bekannt, bei dem ein wassergekühlter Verbrennungsmotor mit dem Generator aus Gründen der Schalldämmung in einem vollständig abgeschlossenen Gehäuse angeordnet ist. Oberhalb des ausschließlich der Schalldämmung dienenden Gehäuses für den Motor-Generator-Satz ist ein Luftführungskanal angeordnet, in dem sich der Kühler des Motors befindet, der über ein gesondert angetriebenes Gebläse mit einem aus der Umgebungsluft angesaugten Kühlluftstrom beaufschlagt wird. Der aufgeheizte Kühlluftstrom wird ins Freie abgeblasen. Die Zwischenwand zwischen der Schallschutzkammer und dem Luftführungskanal ist doppelwandig ausgebildet und mit einer Wärmeträgerflüssigkeit gefüllt und sowohl zum Luftführungskanal wie auch in die Schallschutzkammer hinein mit Wärmeübertragungsrippen versehen.
  • Mit Hilfe dieser Zwischenwand soll die innerhalb des Schallschutzgehäuses anfallende Strahlungswärme des Verbrennungsmotors, die durch die Flüssigkeitskühlung des Motors nicht erfaßt wird, in den Luftführungskanal übertragen werden. Mit einem kleinen Ventilator innerhalb der Schallschutzkammer wird die Luft innerhalb der Schallschutzkammer umgewälzt, so daß diese Wärmemenge über die Wärmeübertragungswand nach außen in den Kühlluftstrom abgeführt werden kann. Eine gezielte Ausnutzung der durch den Verbrennungsmotor erzeugten Wärme, insbesondere die Nutzbarmachung auch der Verlustwärme zu Heizzwecken, ist mit dieser vorbekannten Anordnung nicht möglich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs bezeichneten Art dahingehend zu verbessern, daß die anfallende Verlustwärme bei einfachem Aufbau der Anlage möglichst vollständig nutzbar gemacht wird.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst.
  • Diese Anordnung hat eine Reihe von Vorteilen. Zum einen ist es möglich, den Motor in seinem unteren Drehzahlbereich von beispielsweise 1500 min-1 bis 1800 min-1 zu betreiben. Hierdurch ergibt sich beispielsweise für einen Dieselmotor ein minimaler spezifischer Brennstoffverbrauch. Da zur Kühlung der Aggregate das im Gehäuse enthaltene Luftvolumen umgewälzt wird, ergibt sich eine etwas höhere Temperatur innerhalb des Gehäuses als dies bei der Verwendung von Frischluft zu Kühlzwecken der Fall wäre. Bei entsprechender Abstimmung der Kühlleistung des Wärmetauschers stellt sich ein Gleichgewichtszustand her, der praktisch zu einer konstanten Temperaturlage innerhalb des Gehäuses führt. Hohe Temperaturunterschiede, die ein "Verziehen" im Zylinderbereich der Verbrennungskraftmaschine bewirken würden, sind vermieden. Durch die Anordnung von Luftleiteinrichtungen zwischen Ventilatoraustritt, Verbrennungskraftmaschine und Wärmetauscher wird in diesem "kritischen" Bereich eine Zwangsführung des Kühlluftstromes bewirkt, so daß hier eindeutige Abkühlungsverhältnisse gegeben sind. Die in dem Gehäuse umgewälzte Luft nimmt aber auch an allen anderen Stellen der Aggregate Abstrahlwärme auf, die bisher nicht verwertet werden konnte, so z. B. im Bereich des Verdichters einer Wärmepumpenanlage, der ebenfalls im Gehäuse anzuordnen ist, wie auch im Bereich von Rohrleitungen. Diese Abstrahlwärme wurde bisher in ihrer Menge unterschätzt. Die hier abnehmbare Wärmemenge ist erheblich größer als bisher abgenommen.
  • Die Frischluft für die Verbrennungskraftmaschine wird von außen über eine gesonderte Rohrleitung dem Motor zugeführt und die Abgasleitung entsprechend nach außen geführt. Bei entsprechender Auslegung der Wärmeisolierung des Gehäuses kann zusätzlich auch noch eine Schallisolierung erreicht werden, was bei der Aufstellung derartiger Anlagen sowohl in Gebäuden als auch im Freien von erheblicher Bedeutung ist.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung ist in Anspruch 2 angegeben. Diese Ausgestaltung läßt sich in einfacher Weise dadurch bewerkstelligen, daß der zweckmäßigerweise von der Verbrennungskraftmaschine selbst angetriebene Ventilator in seiner Übersetzung so auf die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine abgestellt wird, daß sein Fördervolumen größer ist als es der gegebenen Betriebsdrehzahl entspricht. Wird die Betriebsdrehzahl, wie vorstehend angegeben, beispielsweise auf 1500 min-1 bis 1800 min-1 eingestellt, so wird die Übersetzung so gewählt, daß das tatsächliche Fördervolumen dem für die maximale Drehzahl der betreffenden Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise für 3000 min-1 vorgegebenen Fördervolumen entspricht. Hierdurch ergibt sich ein erhöhter Luftdurchsatz im Bereich der Kühlflächen der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine und des nachgeschalteten Wärmetauschers und damit eine verbesserte Wärmeabfuhr. Dies wird noch dadurch unterstützt, daß bei dem geschlossenen System gemäß der Erfindung eine Verschmutzung der Kühlrippen der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine ausgeschlossen ist, so daß hier immer ein einwandfreier Wärmeübergang gewährleistet ist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die nach außen geführte Abgasleitung der Verbrennungskraftmaschine innerhalb des Gehäuses - in Strömungsrichtung des Kühlluftstromes gesehen - zwischen Verbrennungskraftmaschine und Wärmetauscher mit einem Teilstück (Kühlzone) im Kühlluftstrom verläuft. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß zum einen ein Teil der in den heißen Motorabgasen enthaltenen Wärme noch von dem innerhalb des Gehäuses befindlichen Wärmetauscher aufgenommen wird. Hierdurch kann ein erheblicher Teil der im Abgas der Verbrennungskraftmaschine enthaltenen Wärmeenergie über den Wärmetauscher nutzbringend zurückgewonnen werden.
  • Die Kühlzone der Abgasleitung ist zweckmäßigerweise so bemessen, daß der Taupunkt der Abgase nicht unterschritten wird. Hierdurch wird vermieden, daß sich innerhalb der Abgasleitung ein Kondensat bildet, das aufgrund der Schadstoffbelastung beispielsweise von Dieselabgasen sehr aggressiv ist und das in Verbindung mit Rußanteilen zu festen Ablagerungen führt, die im Dauerbetrieb zu einer ständigen Verschlechterung des Wärmeübergangs und damit einer Verschlechterung der Wärmerückgewinnung führen würden. Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform die Kühlzone des Abgasrohres in dem bereits durch die Kühlung der Verbrennungskraftmaschine aufgeheizten Kühlluftstrom liegt und dementsprechend keine intensive Kühlung erfährt, wird eine Kondensatbildung unterbunden und dementsprechend beispielsweise bei der Verwendung von Gasmotoren eine Verschmutzung in der Abgasleitung vermieden. Die bei Dieselmotoren anfängliche Verschmutzung fällt nur in Form von Ruß an, der vom Abgasstrom immer abgerissen wird, so daß sich sehr schnell ein Gleichgewichtszustand und damit ein gleichbleibender Wärmeübergang herstellt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei vorgesehen, daß die Zwangsführung der Luft im Bereich der Kühlzone der Abgasleitung ein Bypasskanal angeordnet ist, der im Bereich seiner Abzweigung - in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen - vor der Kühlzone der Abgasleitung mit einer Abhängigkeit von der Abgastemperatur steuerbaren Umlenkeinrichtung versehen ist. Durch diese Anordnung wird auf die über die Kühlzone der Abgasleitung geführte Luftmenge Einfluß genommen, ohne daß die durch den Wärmetauscher schließlich geführte Gesamtluftmenge verändert wird. Durch diese Anordnung ist sichergestellt, daß Taupunktunterschreitungen in der Abgasleitung vermieden werden.
  • In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abgasleitung einen außerhalb der Kühlzone liegenden Bypasskanal aufweist, der mit einer in Abhängigkeit von der Abgastemperatur steuerbaren Umlenkeinrichtung versehen ist. Auch mit Hilfe dieser Maßnahme wird vermieden, daß durch die Kühlung der Abgase die Taupunkttemperatur unterschritten wird, so daß die mit einer Taupunktunterschreitung verbundenen Nachteile mit Sicherheit vermieden werden.
  • Bei beiden Anordnungen ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Temperaturfühler zur Steuerung der Umlenkeinrichtung in Abgasströmungsrichtung gesehen hinter der Kühlzone angeordnet ist.
  • In einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein mit einem Luftzulaufkanal versehener Verdampferwärmetauscher einer Wärmepumpenanlage außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, daß die Abgasleitung der Verbrennungskraftmaschine in den Luftzulaufkanal mündet und daß wenigstens ein, vorzugsweise langsam laufender Lüfter im Luftzulaufkanal für die Mischung von Abgas und Frischluft sowie zur Beaufschlagung des Verdampferwärmetauschers mit dem Abgas-Luft-Gemisch angeordnet ist. Durch die Mischung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine wird zwar mit Sicherheit der Taupunkt des Abgases unterschritten. Durch die Zumischung der Luft werden aber die in den Abgasen enthaltenen Schadstoffe so verdünnt, daß sie für die Verdampferwerkstoffe unschädlich sind. Trotzdem wird der in den Abgasen enthaltene Energieanteil über den Verdampfer weitgehend aufgenommen und nutzbar gemacht. Durch die Verwendung eines langsam laufenden Lüfters wird zum einen die Geräuschbelästigung der Umgebung trotz der Anordnung auf der Außenseite des Gehäuses weitgehend vermieden. Zum weiteren werden "Wärmesträhnen" wie sie bei der Einleitung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine in den Luftzulaufkanal zwangsläufig auftreten, vor dem Eintritt in den Verdampfer zerstört, so daß das durch den Verdampferwärmetauscher geführte Abgas- Luft-Gemisch ein annähernd gleiches Temperatur- und Konzentrationsprofil aufweist.
  • Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt
  • Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung durch ein Aggregat für eine Wärmepumpenanlage,
  • Fig. 2 eine Anordnung zur Regelung der Abgastemperatur,
  • Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Anordnung zur Regelung der Abgastemperatur,
  • Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung durch eine elektrische Generatoranlage.
  • Wie aus der Schnittdarstellung in Fig. 1 ersichtlich, weist die Anlage ein vollständig geschlossenes Gehäuse 1 auf, dessen Wandungen mit einer Wärmeisolierung versehen sind. Die Wärmeisolierung kann hierbei auch so ausgestaltet sein, daß sie gleichzeitig als Schallisolierung wirkt. Im Gehäuse ist ein Fundament 2 angeordnet, das in üblicher Weise auf schematisch angedeuteten Schwingungsisolatoren 3 auf dem Boden des Gehäuses 1 abgestützt ist. Auf dem Fundament 2 ist ein beispielsweise mit Erdgas betriebener, luftgekühlter Verbrennungsmotor 4 gelagert, der einen Verdichter 5 einer Wärmepumpenanlage antreibt. Gegebenenfalls kann zusätzlich zu dem Verdichter 5 von der Verbrennungskraftmaschine 4 ein hier nicht dargestellter elektrischer Generator angetrieben werden.
  • Die Verbrennungskraftmaschine ist in üblicher Weise mit einem Ventilator 6 versehen, der von der Verbrennungskraftmaschine selbst angetrieben wird. Der Motor wird hierbei im unterenDrehzahlbereich von etwa 1500 min-1 bis 1800 min -1 betrieben, während die Übersetzung für den Antrieb des Ventilators 6 so ausgelegt ist, daß er eine Luftmenge fördert, wie sie erforderlich wäre, wenn der Motor bei seiner maximalen Drehzahl von beispielsweise 3000 min-1 betrieben würde.
  • Im Gehäuse ist ferner ein vorzugsweise mit Wasser als Wärmeträgermittel beaufschlagter Wärmetauscher 7 angeordnet, der über eine zweckmäßigerweise kanalförmige Luftleiteinrichtung 8 mit der Kühlluftaustrittsseite der Verbrennungskraftmaschine 4 in Verbindung steht, so daß der vom Ventilator 6 über die Kühlflächen der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine geförderte Luftmenge über eine Zwangsführung durch den Wärmetauscher 7 geführt wird. Nach dem Durchströmen des Wärmetauschers 7 tritt der nunmehr wieder abgekühlte Luftstrom frei in das Gehäuseinnere ein und kann so auf seinem Weg zum Eintritt des Ventilators 6 den Verdichter 5 sowie die übrigen Außenflächen der Verbrennungsmaschine umspülen und hierbei kühlen.
  • Die Umwälzung des Kühlluftstromes innerhalb des Gehäuses bewirkt zwar eine Lufteintrittstemperatur von etwa 60°C im Ansaugbereich des Ventilators 6, aber wegen der vergleichsweise großen geförderten Luftmenge nur eine Austrittstemperatur von 101°C im Bereich des Kühlluftaustritts der Verbrennungskraftmaschine. Eine Überhitzung ist somit in jedem Falle ausgeschlossen.
  • Zur Verbesserung der Ausnutzung von Verlustwärme ist nun die Abgasleitung 10 der Verbrennungskraftmaschine 4 zwischen dieser und dem Wärmetauscher 7durch die kanalförmige Luftleiteinrichtung 8 hindurchgeführt. Dieses Teilstück 11 der Abgasleitung 10 stellt die Kühlzone der Abgasleitung dar, durch den ein Teil der in den Abgasen enthaltenen Wärmemengen von dem durch die Luftleiteinrichtung 8 geführten Kühlluftstrom aufgenommen und an den Wärmetauscher 7 mit abgegeben werden kann. Da hier eine intensive Kühlung der Abgase gerade vermieden werden soll, genügt es, ein in seiner Länge entsprechend bemessenes Teilstück der Abgasleitung 10 für die Kühlzone 11 vorzusehen. Ein besonderer Wärmetauscher ist hier nicht erforderlich, so daß auch eine Abgaskühlung für einen Dieselmotor vorgesehen werden kann, ohne daß hier bei Dauerbetrieb Nachteile durch Korrosion und Ablagerung zu befürchten sind.
  • Die für die Verbrennungskraftmaschine erforderlichen Frischluftmengen werden über einen Luftansaugstutzen 12 von der Außenseite unmittelbar zum Motor geführt. Der Luftansaugstutzen besitzt eine übliche, hier nicht näher dargestellte Schalldämmeinrichtung, um auch im Ansaugbereiche eine Geräuschminderung zu bewirken.
  • Die aus dem Gehäuse nach außen heraugeführte Abgasleitung 10 der Verbrennungskraftmaschine wird in einen Zulaufkanal 13 eines Verdampferwärmetauschers 14 der Wärmepumpenanlage eingeführt. Im Zulaufkanal 13 ist hierbei ein vorzugsweise langsam laufender, elektrischer Lüfter 15 vorgesehen, der die für die Wärmepumpenanlage erforderlichen Luftmengen durch den Verdampferwärmetauscher fördert und gleichzeitig die in den Luftzulaufkanal 13 eingeblasenen heißen Abgase mit der Luft vermischt. Bei einer entsprechend ausgelegten Anlage betragen hierbei beispielsweise die Abgasmengen 90 m3/h, während die für den Wärmepumpenkreislauf durch den Verdampferwärmetauscher geführten Luftmengen 21 000 m3/h betragen. Das bedeutet, daß die Abgase und damit auch die in ihnen enthaltenen Schadstoffe so verdünnt werden, daß trotz der infolge der Vermischung mit der kalten Frischluft auftretenden Taupunktunterschreitungen auch im Dauerbetrieb keine nachteiligen Einflüsse auf den Verdampferwerkstoff zu befürchten sind. Gleichwohl wird die in den Abgasen enthaltene Wärmemenge praktisch in vollem Umfang vom Wärmepumpenkreislauf aufgenommen. Der bzw. die langsam laufenden Lüfter 15 besitzen nicht nur einen niedrigen Geräuschpegel, sondern erfordern auch eine nur geringe Antriebsleistung.
  • In Fig. 2 und 3 sind schematisch Anordnungen dargestellt, die es gestatten, die Kühlung der Abgase der Verbrennungskraftmaschine so zu beeinflussen, daß eine Taupunktunterschreitung in der Kühlzone 11 mit Sicherheit vermieden wird.
  • Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung weist für die Luftleiteinrichtung 8 des Kühlluftstromes im Bereich zwischen Verbrennungskraftmaschine 4 und Wärmetauscher 7 einen Bypasskanal 16 auf, der im Bereich seiner Abzweigung - in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen - vor der Kühlzone 11 der Abgasleitung 10 mit einer steuerbaren Umlenkeinrichtung 17, hier einer einfachen motorbetriebenen Schwenkklappe versehen ist. Der Stellmotor 18 der Umlenkeinrichtung 17 ist über eine entsprechende, hier nicht näher dargestellte Regeleinrichtung mit einem Temperaturfühler eines Reglers 19 verbunden, der in Strömungsrichtung der Abgase (Pfeil 20) gesehen, hinter der Kühlzone 11 in der Abgasleitung 10 angeordnet ist. Durch eine entsprechende Sollwertvorgabe im Regler 19 wird nun über die Umlenkeinrichtung 17 die über die Kühlzone 11 der Abgasleitung 10 geführte Luftmenge so reguliert, daß eine praktisch konstante Abgastemperatur eingehalten und damit eine Taupunktunterschreitung vermieden wird. Die durch den Kühler 7 geführte Gesamtluftmenge bleibt hiervon unbeeinflußt.
  • Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 ist wiederum die Abgasleitung 10 mit ihrer Kühlzone 11 in der Luftleiteinrichrung 8 zwischen Verbrennungskraftmaschine 4 und Wärmetauscher 7 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform wird jedoch nicht die über die Kühlzone 11 geführte Kühlluftmenge sondern die durch die Kühlzone 11 hindurchgeführte Abgasmenge zur Einhaltung einer vorgegebenen Abgastemperatur variiert. Hierzu ist die Abgasleitung 10 außerhalb der Kühlzone mit einem Bypasskanal 21 versehen, der wiederum eine Umlenkeinrichtung 17 a, hier in Form eines motorbetriebenen Stellschiebers aufweist. Der Stellmotor 18 der Umlenkeinrichtung ist wieder mit einem Abgastemperaturfühler eines Reglers 19 versehen, der in Strömungsrichtung der Abgase gesehen hinter der Kühlzone angeordnet ist. Durch eine entsprechende Sollwertvorgabe wird wiederum über den Stellmotor 18 die Schieberstellung verändert und bei dieser Ausführungsform die über die Kühlzone 11 geführte Abgasmenge so variiert, daß eine im wesentlichen konstante, über der Taupunkttemperatur liegende Abgastemperatur eingehalten werden kann.
  • Wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, wird das durch den Wärmetauscher 7 beispielsweise mit Hilfe einer Pumpe 22 geführte Wärmeträgermittel, vorzugsweise Wasser, zur Wärmeversorgung einem entsprechenden Verbraucher 23 zugeführt.
  • Der im wesentlichen aus Verdichter 5, Verdampferwärmetauscher 14 und Kondensator 24 gebildete Wärmepumpenkreislauf gibt seine Wärmemengen über den Kondensator 24 und einen weiteren Wärmemittelträgerkreislauf 25 ebenfalls an einen Verbraucher 26 ab.
  • Die Zumischung der immer noch heißen Abgase der Verbrennungskraftmaschine hat zu dem Effekt der Ausnutzung der Abgaswärme auch noch den Vorteil, daß die Wärmepumpenanlage noch bei Außentemperaturen von 0°C betrieben werden kann, ohne daß der Verdampferwärmetauscher vereist, während der Vereisungseffekt bei herkömmlichen Wärmepumpenanlagen bei Außentemperaturen von +5°C bereits auftrat.
  • Die in Fig. 4 dargestellte Anlage entspricht in ihrem Aufbau im Prinzip der Anlage gemäß Fig. 1. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß anstelle eines Verdichters von der Verbrennungskraftmaschine 4 ein elektrischer Generator 27 angetrieben wird. Auch bei dieser Ausführungsform wird die vom Generatorsatz 4, 27 erzeugte Wärme durch die Luftumwälzung innerhalb des Gehäuses 1 und den vorzugsweise mit Wasser als Wärmeträgermittel beaufschlagten Wärmetauscher 7 aus dem Gehäuse abgeführt und einem Verbraucher 23, beispielsweise einer Gebäudeheizung, einer Warmwasserversorgung oder dgl. zugeführt. Die Kühlung des Generators 27 erfolgt in üblicher Weise durch Luft mit Hilfe eines auf der Rotorwelle festmontierten Lüfterflügels, so daß die aus dem Wärmetauscher 7 austretende, auf etwa 60°C abgekühlte Luft durch den Generator 27 mit Hilfe des Lüfters 28 hindurchgeblasen werden kann.
  • Die heißen Abgase der Verbrennungskraftmaschine werden in der vorbeschriebenen Weise über die Kühlzone 11 geführt und dort bis etwas oberhalb der Taupunkttemperatur abgekühlt. Bei der dargestellten Anlage werden die Abgase anschließend in üblicher Weise über einen Schalldämpfer 29 nach außen abgeführt.
  • Auch wenn bei der Anlage gemäß Fig. 4 die in den nach außen angeführten Abgase enthaltenen Wärmemengen nicht genutzt werden, so ergibt sich doch gegenüber der bisher üblichen Anordnung derartiger Generatoraggregate ein erheblicher isoliertechnischer Vorteil. Bisher wurde nämlich die Abstrahlwärme des Generatoraggregates durch Öffnungen nach außen abgezogen. Hierbei war es erforderlich, durch aufwendige Schalldämmkulissen für eine ausreichende Schallisolierung zu sorgen, um eine Geräuschbelästigung der Umgebung zu vermeiden. Die Abstrahlwärme des Aggregates wurde bei den bisherigen Bauformen überhaupt nicht nutzbar gemacht, obwohl diese Wärmemengen erheblich größer sind als bisher angenommen, so daß selbst für einen elektrischen Generatorsatz die erfindungsgemäße Ausbildung neben der gewonnenen elektrischen Energie zur "Erzeugung" von Wärmeenergie nutzbar gemacht werden kann. Die Wärmeisolierung des Gehäuses 1 wird hierbei gleichzeitig so ausgelegt, daß sie als Schallisolierung dient. Sofern die mit Energie zu versorgende Wirtschaftseinheit ohnehin mit einer Wärmepumpenanlage ausgerüstet ist, kann nach der erfindungsgemäßen Ausführung die Anlage gemäß Fig. 1 mit einer Anlage gemäß Fig. 4 gekoppelt werden. Hierbei wird von der Verbrennungskraftmaschine 4 nicht nur der Verdichter 5 der Wärmepumpenanlage sondern zusätzlich auch der elektrische Generator 27 angetrieben, so daß auch die in den nach außen gegebenen Abgase enthaltenen Wärmemengen in vollem Umfang über den Verdampferwärmetauscher der Wärmepumpenanlage zurückgewonnen und dem Verbraucher zugeführt werden können. Die vorstehenden Vorteile bzgl. der Schallisolierung gegenüber dem bisherigen Stand der Technik gelten auch für die reine Wärmepumpenanlage gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1. Beide Aggregate 5 und 27 sind dann gemeinsam in einem Gehäuse 1 zusammen mit der Verbrennungskraftmaschine 4 untergebracht.

Claims (7)

1. Anlage mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem von dieser angetriebenen Versorgungsaggregat, insbesondere einer Wärmepumpenanlage, bei der die Verbrennungskraftmaschine und das Versorgungsaggregat gemeinsam in einem gegenüber der Umgebung geschlossenen isolierten Gehäuse angeordnet sind, eine Zuleitung für die Verbrennungsluft und eine Ableitung für die Abgase von der Verbrennungskraftmaschine nach außen geführt sind, das Gehäuse mit Kühlflächen zur Abfuhr von Wärme vom Gehäuseinnern nach außen versehen ist, wenigstens ein Ventilator zur Umwälzung der Luft im Gehäuse vorhanden ist und Leiteinrichtungen zur Zwangsführung der umgewälzten Luft zwischen dem Ventilatoraustritt und den Kühlflächen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskraftmaschine in an sich bekannter Weise als luftgekühlte Verbrennungskraftmaschine (4) ausgebildet ist, die Kühlflächen als im Gehäuse angeordneter Wärmetauscher (7) ausgebildet sind, durch den ein flüssiger Wärmeträger im Kreislauf zu einem außerhalb des Gehäuses (1) angeordneten Nutzwärmeverbraucher (21) gepumpt wird, und die Kühlflächen der Verbrennungskraftmaschine (4) im Strömungsweg der im Gehäuse umgewälzten Luft zwischen dem Austritt des Ventilators (6) und dem Wärmetauscher (7) innerhalb der Luftleiteinrichtungen (8) angeordnet sind.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskraftmaschine (4) im unteren Drehzahlbereich betrieben wird und den Ventilator (6) über eine Übersetzung mit einer Ventilator-Drehzahl antreibt, die dem erforderlichen Kühlluft-Fördervolumen bei maximaler Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine unter normalen Einsatzbedingungen entspricht.
3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen geführte Abgasleitung (10) der Verbrennungskraftmaschine (4) innerhalb des Gehäuses (1) - in Strömungsrichtung des Kühlluftstromes gesehen - zwischen Verbrennungskraftmaschine (4) und Wärmetauscher (7) mit einem eine Kühlzone bildenden Teilstück (11) innerhalb der Luftleiteinrichtung (8) verläuft.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zwangsführung der Luft im Bereich der Kühlzone (11) der Abgasleitung die Luftleiteinrichtung (8) einen Bypasskanal (16) aufweist, der im Bereich seiner Abzweigung - in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen - vor der Kühlzone (11) der Abgasleitung (10) mit einer in Abhängigkeit von der Abgastemperatur steuerbaren Umlenkeinrichtung (17) versehen ist.
5. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitung (10) einen außerhalb der Kühlzone (11) liegenden Bypasskanal aufweist, der mit einer in Abhängigkeit von der Abgastemperatur steuerbaren Umlenkeinrichtung (17 a) versehen ist.
6. Anlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler des Reglers (19) zur Steuerung der Umlenkeinrichtung (17, 17 a) in Abgasströmungsrichtung (Pfeil 20) hinter der Kühlzone (11) angeordnet ist.
7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Versorgungsaggregat der Verdichter (5) einer Wärmepumpenanlage ist, daß der mit einem Luftzulaufkanal (13) versehene Verdampferwärmetauscher (14) der Wärmepumpenanlage außerhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist, daß die Abgasleitung (10) der Verbrennungskraftmaschine (4) in den Luftzulaufkanal (13) mündet und daß wenigstens ein, vorzugsweise langsam laufender Lüfter (15) im Luftzulaufkanal (13) für die Mischung von Abgas und Frischluft sowie zur Beaufschlagung des Verdampferwärmetauschers (14) mit dem Abgas-Luft-Gemisch angeordnet ist.
DE3143366A 1981-11-02 1981-11-02 Anlage mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem von dieser angetriebenen Versorgungsaggregat Expired DE3143366C2 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004054072A1 (en) * 2002-12-12 2004-06-24 Gianfranco Bianchi Cooled electrical generator
JP4197005B2 (ja) * 2006-05-15 2008-12-17 トヨタ自動車株式会社 排気熱回収装置
KR101294737B1 (ko) * 2006-07-31 2013-08-08 엘지전자 주식회사 열병합 발전시스템
CN102906506B (zh) * 2009-12-08 2016-08-03 电动能源公司 热和电的分配以及热电联产的方法及系统
EA033778B1 (ru) * 2017-11-20 2019-11-25 Non Profit Joint Stock Company Almaty Univ Of Power Engineering And Telecommunications Геотермальная полигенерационная установка

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2747734A1 (de) * 1976-10-26 1978-04-27 Fiat Spa Einrichtung zur erzeugung elektrischer energie und waerme
DE2710533A1 (de) * 1977-03-10 1978-09-14 Motorheizung Gmbh Elektrische stromerzeugungsanlage
JPS55112820A (en) * 1979-02-22 1980-09-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Sound-insulating box for engine-driven electricity generator
US4231717A (en) * 1977-10-11 1980-11-04 Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Engine drive type generator blower

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2747734A1 (de) * 1976-10-26 1978-04-27 Fiat Spa Einrichtung zur erzeugung elektrischer energie und waerme
DE2710533A1 (de) * 1977-03-10 1978-09-14 Motorheizung Gmbh Elektrische stromerzeugungsanlage
US4231717A (en) * 1977-10-11 1980-11-04 Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Engine drive type generator blower
JPS55112820A (en) * 1979-02-22 1980-09-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Sound-insulating box for engine-driven electricity generator

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