DE3333828A1

DE3333828A1 - Energy supply system

Info

Publication number: DE3333828A1
Application number: DE19833333828
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing.(FH) 5300 Bonn Gauchel
Original assignee: BEDIA MASCHF VERWALT
Current assignee: BEDIA MASCHF VERWALT
Priority date: 1983-09-19
Filing date: 1983-09-19
Publication date: 1985-04-04

Abstract

Energy supply system, preferably a block heating and power station with a supply unit, especially a generator (2) driven by a combustion engine, especially by an air-cooled combustion engine (1), both machines being arranged in a closed, heat-insulated outer housing (5) and at least one fan being provided for circulation of the air inside the housing, which air inside the housing is fed by way of at least one heat exchanger, preferably admitting water as the heat carrier and air baffle devices being provided. The cylinder area of the internal combustion engine (1) is additionally enclosed by an inner housing (7) and the other areas of the internal combustion engine (1) and the inner housing (7) are enclosed by an outer housing (6). In the inner housing (7) at least one fan (9) is arranged for producing an inner air circuit (10) and in the outer housing (6) at least one fan (13) for producing an outer air circuit (14). In both the inner and outer air circuit at least one heat exchanger (11, 12; 18) admitting air is provided which is connected to a process heat consumer. <IMAGE>

Description

Bezeichnung: EnergieversorgungsanlageDesignation: Energy supply system

Beschreibung: r Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungsanlage, vorzugsweise ein Blockheizkraftwerk,mit einem durch eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere durch eine luftgekühlte Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Versorgungsaggregat, insbesondere Generator, wobei beide Maschinen in einem geschlossenem, wärmeisolierten Gehäuse angeordnet sind und wobei wenigstens ein Ventilator zur Umwälzung der Luft innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, die innerhalb des Gehäuses über wenigstens einen, vorzugsweise mit Wasser als Wärmeträgermittel beaufschlagten Wärmetauscher geführt wird und wobei Luftleiteinrichtungen vorgesehen sind, die eine Zwangsführung des umgewälzten Luftstromes wenigstens im Bereich zwischen den Kühlflächen der Verbrennungskraftmaschine und wenigstens einem Wärmetauscher bewirken.Description: The invention relates to an energy supply system, preferably a block-type thermal power station, with an internal combustion engine, in particular a supply unit driven by an air-cooled internal combustion engine, especially generator, with both machines in a closed, thermally insulated Housing are arranged and wherein at least one fan for circulating the air is provided within the housing, the inside of the housing about at least a heat exchanger, preferably acted upon with water as the heat transfer medium is guided and with air guiding devices are provided which have a positive guide of the circulated air flow at least in the area between the cooling surfaces of the internal combustion engine and effect at least one heat exchanger.

Eine Energieversorgungsanlage der eingangs bezeichneten Art ist aus der DE-OS 31 43 366 bekannt. In dieser Druckschrift ist erstmals eine Energieversorgungsanlage dargestellt, bei der ein luftgekühlter. Verbrennungsmotor in einem abgeschlossenen Gehäuse angeordnet und mit einem in sich geschlossenen Luftkreislauf gekühlt und die vom Verbrennungsmotor und von dem angetriebenen Aggregat, beispielsweise einem Generator abgegebene Wärme über einen Wärmetauscher nach außen geführt wird. Hierdurch ist nicht nur eine zuverlässige Schallisolierung gegeben, sondern darüber hinaus auch die Möglichkeit geschaffen worden, derartige Systeme innerhalb von Gebäuden oder auch freistehend in unmittelbarer Nähe von Wohngebäuden, Fertigungsbetrieben oder dgl. aufzustellen, wobei neben der elektrischen Energie auch die anfallende Wärmeenergie in vollem Umfang nutzbar gemacht werden kann. Es ist ferner möglich, innerhalb des Gehäuses die Kühlung der Verbrennungskraftmaschine praktisch konstant einzustellen und so die Verbrennungskraftmaschine in optimalen Drehzahlbereichen zu betreiben. Die bekannte Einrichtung ist nun so konzipiert, daß die innerhalb des Gehäuses durch den Betrieb von Verbrennungsmotor und Versorgungsaggregat anfallende Wärmemenge über ein Wärmetauschersystem, beispielsweise eine Wärmepumpenanlage auf genommen und zu einer Verwendungsstele über ein Wärmeträgermedium, beispielsweise Wasser, geleitet wird. Da jedoch innerhalb des Gehäuses vom Luftstrom Zonen mit unterschiedlicher Temperatur gekühlt werden, stellt sich im Bereich des Wärmetauschers innerhalb des Systems eine Mischtemperatur ein, die zu Heizzwecken völlig ausreicht, da es hier darauf ankommt, die anfallende Wärmemenge überhaupt noch zu nutzen.A power supply system of the type mentioned is off the DE-OS 31 43 366 known. This publication is the first time a power supply system shown at the one air-cooled. Combustion engine in one arranged closed housing and with a self-contained air circuit cooled and the internal combustion engine and the driven unit, for example Heat given off by a generator is conducted to the outside via a heat exchanger. This not only provides reliable sound insulation, but also above it In addition, the possibility has also been created of such systems within buildings or also free-standing in the immediate vicinity of residential buildings, manufacturing plants or the like. In addition to the electrical energy also the accruing Thermal energy can be made fully usable. It is also possible the cooling of the internal combustion engine is practically constant within the housing adjust and so the internal combustion engine in optimal speed ranges to operate. The known device is now designed so that the inside of the housing resulting from the operation of the combustion engine and supply unit Amount of heat via a heat exchanger system, for example a heat pump system taken and to a usage stele via a heat transfer medium, for example Water, is piped. However, there are zones within the housing of the air flow be cooled at different temperatures, arises in the area of the heat exchanger a mixed temperature within the system that is completely sufficient for heating purposes, since it is important here to use the amount of heat that arises at all.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das bekannte System so abzuwandeln, die in den einzelnen Bereichen anfallenden Wärmemengen differenziert nach der Temperatur ab zugreifen, um so eine Nutzung der Wärme auch nach der Temperaturhöhe zu erreichen.The invention is now based on the object of the known system to be modified in such a way that the amounts of heat generated in the individual areas are differentiated according to the temperature to access so a use of the heat also according to the temperature level to reach.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens zwei Gehäuse vorgesehen sind, wobei das innere Gehäuse im wesentlichen den Zylinderbereich des Verbren- nungsmotors umschließt und das äußere Gehäuse das innere Gehäuse einschließlich der übrigen Bereiche des Motors umschließt,daß im inneren Gehäuse wenigstens ein Ventilator zur Erzeugung eines inneren Luftkreislaufes und im äusseren Gehäuse ein Ventilator zur Erzeugung eines äußeren Luftkreislaufes angeordnet ist, und daß im inneren und im äußeren Luftkreislauf jeweils wenigstens ein von Luft beaufschlagter Wärmetauscher angeordnet ist, der mit einer Prozeßwärmeverbrauchsstelle in Verbindung steht. Hierdurch wird der Umstand nutzbar gemacht, daß die verschiedenen Bereiche eines luftgekühlten Verbrennungsmotors unterschiedliche Temperaturlagen aufweisen und dementsprechend bei der Kühlung Wärme in unterschiedlicher Temperaturhöhe abgenommen werden kann. Dies ermöglicht es, entweder die Wärmetauscher entsprechend der jeweils anfallenden Temperaturhöhe mit unterschiedlichen Prozeßwärmeverbrauchsstellen zu verbinden oder aber die Wärmetauscher in beiden Gehäusen im Prinzip des Gleichstromwärmetauschers hintereinander zu schalten, um so mit der größtmöglichen Temperaturhöhe die größtmögliche Wärmemenge der Prozeßwärmeverbrauchsstelle zuführen zu können. Während der "innere" Luftkreislauf im wesentlichen durch die Kühlluftführung des Verbrennungsmotors selbst in seiner Richtung vorgegeben ist, kann der äußere" Luftkreislauf in seiner Richtung so geführt werden, daß entsprechend den baulichen Gegebenheiten von etwaigen hoch zu kühlenden Zusatzaggregaten wiederum hinsichtlich der Temperaturlage eine Gleichstromführung erzielt wird und so der Wärmetauscher in Strömungsrichtung der Luft gesehen, hinter dem Bauteil mit der höchsten Temperaturlage angeordnet ist. Dies ist meist das Auspuffrohr.This object is achieved according to the invention in that at least two housings are provided, the inner housing being essentially the cylinder area of burning tion motor encloses and the outer housing the inner Housing including the remaining areas of the motor encloses that inside Housing at least one fan for generating an internal air circuit and a fan for generating an external air circuit is arranged in the outer housing is, and that in the inner and in the outer air circuit each at least one of Air acted upon heat exchanger is arranged, which with a process heat consumption point communicates. This makes use of the fact that the various Areas of an air-cooled internal combustion engine have different temperature levels have and accordingly heat at different temperatures during cooling can be removed. This makes it possible to either use the heat exchanger accordingly the respective temperature level with different process heat consumption points to connect or the heat exchangers in both housings in the principle of the co-current heat exchanger to switch one after the other in order to achieve the greatest possible temperature with the greatest possible temperature To be able to supply the amount of heat to the process heat consumption point. During the "inner" Air circulation essentially through the cooling air routing of the internal combustion engine itself is given in its direction, the outer "air circuit can in its direction be managed so that according to the structural conditions of any high Auxiliary units to be cooled, in turn, a direct current flow with regard to the temperature situation is achieved and so the heat exchanger is seen in the direction of flow of the air, behind is arranged on the component with the highest temperature level. This is usually the exhaust pipe.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das innere Gehäuse und das äußere Gehäuse sowie das Versorgungsaggregat mit Abstand von einem Außengehäuse umschlossen sind und daß im Außengehäuse ein Ventilator für einen weiteren, gesonderten Luftkreislauf angeordnet ist, der über einen Wärmetauscher eines Niedrig- temperatur-Wäremträgerkreislaufs geführt ist. Mit Hilfe einer derartigen Trennung ist es nicht nur möglich, den Verbrennungsmotor einerseits und das Versorgungsaggregat, beispielsweise den Generator andererseits jeweils optimal durch eine entsprechende Anpassung des Volumenstroms zu kühlen, sondern darüber hinaus die im Bereich des Generators rückgewinnbare, geringe Wärmemenge mit niedriger Temperatur von etwa 80 bis 900 C ausschließlich zu Heizzwekken zu verwenden und andererseits die im Bereich des Verbrennungsmotors anfallende Hochtemperaturwärme mit der größtmöglichen Temperatur als Prozeßwärme auszunutzen.In a preferred embodiment of the invention it is also provided that the inner housing and the outer housing and the supply unit with Distance from an outer housing are enclosed and that a fan in the outer housing is arranged for a further, separate air circuit, which is via a heat exchanger of a low temperature heat carrier circuit is performed. With With the help of such a separation it is not only possible to use the internal combustion engine on the one hand and the supply unit, for example the generator, on the other hand to cool optimally in each case by adjusting the volume flow accordingly, but also the small amount of heat that can be recovered in the area of the generator with a low temperature of about 80 to 900 C exclusively for heating purposes and on the other hand the high-temperature heat generated in the area of the internal combustion engine to use as process heat with the highest possible temperature.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Ventilatoren jeweils mit einem gesonderten Antriebsmotor versehen sind und daß die Antriebsmotore im Luftkreislauf des Außengehäuses angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, daß auch bei stillstehendem Verbrennungsmotor die Ventilatoren betrieben und Wärmestau vermieden werden können. Ferner ist es möglich, zu Wartungs- und Reparaturarbeiten bei stillstehendem Verbrennungsmotor alle Wärmetauscher bei laufenden Ventilatoren mit kaltem Wasser zu beaufschlagen; so daß in kurzer Zeit die Innenräume aller Gehäuse abgekühlt und zugänglich sind.In a preferred embodiment of the invention it is also provided that the fans are each provided with a separate drive motor and that the drive motors are arranged in the air circuit of the outer housing. this has the advantage that even when the internal combustion engine is at a standstill, the fans operated and heat build-up can be avoided. It is also possible to carry out maintenance and repair work when the internal combustion engine is at a standstill, all heat exchangers are included apply cold water to running fans; so that in a short time the interiors of all enclosures have cooled down and are accessible.

In einer bevorzugten Aufgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß im Luftkreislauf des inneren Gehäuses zwei Wärmetauscher angeordnet sind, und daß im Zylidnerbereich des Verbrennungsmotors eine Luftleiteinrichtung vorgesehen ist, die einen Teil des Luftstromes über den Zylinderkopfbereich dem ersten Wärmetauscher und den anderen Teil des Luftstromes über den Zylinderwandungsbereich dem zweiten Wärmetauscher zuführt. Diese Aufteilung hat den Vorteil, durch Parallel schaltung oder Hintereinanderschaltung dieser beiden Wärmetauscher für die beiden Bereiche die Temperaturlage und damit auch die Kühlwirkung in engem Rahmen zu verändern und so zu einer optimalen und gleichmässigen Kühlung des Zylinderbereichs des Verbrennungsmotors zu kommen.In a preferred embodiment of the invention it is provided that two heat exchangers are arranged in the air circuit of the inner housing, and that An air guiding device is provided in the cylinder area of the internal combustion engine, part of the air flow over the cylinder head area to the first heat exchanger and the other part of the air flow over the cylinder wall area to the second Heat exchanger supplies. This division has the advantage of being connected in parallel or series connection of these two heat exchangers for the two areas to change the temperature level and thus also the cooling effect within a narrow range and in this way to an optimal and even cooling of the cylinder area of the internal combustion engine get.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ventilator für den inneren Luftkreislauf und der Ventilator für den äußeren Luftkreislauf so ausgelegt sind, daß im inneren Gehäuse und im äußeren Gehäuse ein in etwa gleiches Druckniveau vorhanden ist. Dadurch entfällt das Erfordernis, das innere Gehäuse, das ja nur einen Teil des Verbrennungsmotors überdeckt, hermetisch gegenüber dem äußeren Gehäuse abzuschliessen. Hierdurch wird die Konstruktion des inneren Gehäuses erheblich vereinfacht. In a further embodiment of the invention it is provided that the fan for the inner air circuit and the fan for the outer air circuit like this are designed that in the inner housing and in the outer housing approximately the same Pressure level is present. This eliminates the need to remove the inner housing, which only covers part of the internal combustion engine, hermetically against that to complete the outer housing. This changes the construction of the inner case considerably simplified.

In Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß nur das äußere Gehäuse und das Außengehäuse wärme- und/oder schallisoliert ausgebildet sind. Hierdurch ist zum einen der vom äußeren Gehäuse umschlossenen Hochtemperaturbereich gegenden vom Außengehäuse umschlossenen Niedrigtemper.aturbereich wärmeisolierbar, wobei die Wärmeisolierung lediglich auf die Temperaturdifferenz zwischen Hochtemperaturbereich und Niedrigtemperaturbereich ausgelegt zu werden braucht.In an embodiment of the invention it is also provided that only that outer housing and the outer housing are designed to be heat-insulated and / or sound-insulated. In this way, on the one hand, there is the high-temperature area enclosed by the outer housing heat-insulated against the low-temperature range enclosed by the outer housing, whereby the thermal insulation only depends on the temperature difference between the high temperature range and low temperature range needs to be designed.

Für die Isolierung des äußeren Gehäuses braucht lediglich eine optimale Wärmedämmung vorgesehen werden, während auf eine SChallisolierung keine Rücksicht genommen zu werden braucht. Das äußere Gehäuse muß dagegen wärme- und schallisoliert werden, wobei hier wiederum bezüglich der Wärmeisolierung die Temperaturdifferenz zwischen dem Niedrigtemperaturbereich und der Außentemperatur zu berücksichtigen ist. In bezug auf die niedrige Temperatur der Umgebungsluft wirkt somit das Außengehäuse einschließlich einer Luftschicht zwischen Außengehäuse und dem hiervon umschlossenen äußeren Gehäuse zusätzlich wie eine Isolierung.All that is needed to isolate the outer housing is an optimal one Thermal insulation should be provided, while no consideration should be given to soundproofing needs to be taken. The outer housing, however, must be heat and sound insulated here again the temperature difference with regard to the thermal insulation to be taken into account between the low temperature range and the outside temperature is. The outer housing thus acts in relation to the low temperature of the ambient air including an air layer between the outer housing and the one enclosed by it outer casing also like insulation.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der ölkühler des Verbrennungsmotors im Luftkreislauf des äußeren Gehäuses liegt und als Wärmetauscher im Wärmeträgerkreislauf angeordnet ist. Diese Anordnung bietet die Möglichkeit zum einen, die bei der Kühlung des Motoröls anfallende Wärme unmittelbar vom Wärmeträgerkreislauf auf zuneh- men, wobei hier eine auf optimale Wärmeübertragung ausgelegte Kühlerkonstruktion eingesetzt werden kann und wobei darüber hinaus die Abstrahlungswärme des ölkühlers vom "äußeren" Luftkreislauf aufgenommen und über den zugeordneten Wärmetauscher erfaßt werden kann.In a further embodiment of the invention it is provided that the oil cooler of the internal combustion engine is in the air circuit of the outer housing and acts as a heat exchanger is arranged in the heat transfer circuit. This arrangement offers the possibility to one, the heat generated during the cooling of the engine oil directly from the heat transfer circuit on increasing men, with one designed for optimal heat transfer Cooler construction can be used and, in addition, the radiated heat of the oil cooler taken up by the "outer" air circuit and via the assigned Heat exchanger can be detected.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Auspuffleitung des Verbrennungsmotor mit einem an den Wärmeträgerkreislauf angeschlossenen Wärmetauscher versehen ist, der im Luftkreislauf des äußeren Gehäuses liegt. Auch hier kann zunächst einmal die Temperatur der Motorabgase, die die höchste Temperaturlage haben., unmittelbar in den Wärmeträgerkreislauf übertragen werden und zum anderen die Abstrahlungswärme des WErmetauschers sowie die Abstrahlungswärme des' noch im äußeren Gehäuse geführten Teils der Auspuffleitung zusätzlich vom äußeren Luftkreislauf aufgenommen und über den zugehörigen Wärmetauscher zur Heizung des Wärmeträgermediums zu nutzen Zweckmäßigerweise ist die Auspuffleitung noch durch den gesonderten Luftkreislauf des.Außengehäuses geführt und in diesem Bereich mit Kühlflächen versehen, so daß auch noch die nach der Kühlung der Abgase im äußeren Gehäuse auf eine Temperatur von etwa 2000 C verbleibende Restwärme durch eine weitere Kühlung auf etwa 100" C eine Erhöhung der im Außengehäuse gewinnbaren Niedrigtemperatur- Wärmemenge bewirkt.In a further embodiment of the invention it is also provided that the exhaust line of the internal combustion engine with one connected to the heat transfer circuit Heat exchanger is provided, which is in the air circuit of the outer housing. Even Here, first of all, the temperature of the engine exhaust gases, which is the highest temperature range have., are transferred directly into the heat transfer circuit and on the other the radiated heat of the heat exchanger and the radiated heat of the 'still in Outer housing guided part of the exhaust line in addition from the external air circuit recorded and via the associated heat exchanger for heating the heat transfer medium Expediently, the exhaust line is still through the separate air circuit des.Außengehäuses out and provided in this area with cooling surfaces so that even after cooling the exhaust gases in the outer housing to a temperature of about 2000 C remaining residual heat through further cooling to about 100 " C causes an increase in the amount of low-temperature heat that can be obtained in the outer housing.

Die Erfindung wird anhand einer schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on a schematic drawing of an embodiment explained in more detail.

Ein luftgekühlter Verbrennungsmotor 1, beispielsweise ein Gasmotor, ist als Energieversorgungsaggregat mit einem Generator 2 gekoppelt. Verbrennungsmotor und Generator sind auf einem Fundamentrahmen 3 befestigt, der in üblicher Weise über schematisch angedeutete Schwingungsisola- toren 4 abgestützt ist. Die gesamte Anordnung ist von einem Außengehäuse 5 umschlossen, das über eine nicht näher dargestellte Tür geöffnet werden kann und dessen Wandungen schall- und wärmeisoliert ausgeführt sind.An air-cooled internal combustion engine 1, for example a gas engine, is coupled to a generator 2 as an energy supply unit. Internal combustion engine and generator are mounted on a foundation frame 3, in the usual way via schematically indicated vibration isolating gates 4 supported is. The entire arrangement is enclosed by an outer housing 5, which has a door not shown can be opened and its walls soundproof and are heat-insulated.

Im Innenraum des Außengehäuses 5 ist nun der Verbrennungsmotor 1 vom Generator 2 durch ein äußeres Gehäuse 6 abgetrennt, das ebenfalls mit wärmeisoliert ausgeführten Wandungen versehen ist und den Verbrennungsmotor 1 vollständig umschließt. Der Bereich der Zylinder des Verbrnnungsmotors 1 ist hierbei seinerseits von einem inneren Gehäuse i umschlossen, das zweckmäßigerweise ebenfalls mit wärmeisolierten Wandungen versehen ist, wobei hier besonderer Wert auf eine Isolierung gegen Wärmestrahlung Wert gelegt sein muß. Das innere Gehäuse 7 läßt jedoch den unteren Bereich der normalerweise ungekühlten Motorteile, hier vor allen den ölsumpf, die Kurbelwellenlagerung, die Nockenwellenlagerung frei. Das Außengehäuse 5, das äußere Gehäuse 6 sowie das innere Gehäuse 7 sind nun so bemessen, daß jeweils die Wandungen zueinander im Abstand angeordnet sind.In the interior of the outer housing 5, the internal combustion engine 1 is now from Generator 2 separated by an outer housing 6, which is also thermally insulated executed walls is provided and the internal combustion engine 1 completely encloses. The area of the cylinders of the internal combustion engine 1 is in turn of one inner housing i enclosed, which is also expediently thermally insulated Walls is provided, with particular emphasis on insulation against thermal radiation Value must be placed. The inner housing 7, however, leaves the lower part of the normally uncooled engine parts, especially the oil sump, the crankshaft bearings, the Camshaft bearings free. The outer housing 5, the outer housing 6 and the inner Housing 7 are now dimensioned so that the walls are spaced apart from one another are arranged.

Im inneren Gehäuse 7 ist hierbei ferner noch eine Luftleiteinrichtung 8 vorgesehen, so daß der vom inneren Gehäuse 7 umschlossene Innenraum in etwa die Form eines Ringkanals erhält.In the inner housing 7 there is also an air guiding device 8 is provided so that the interior space enclosed by the inner housing 7 is approximately the Receives the shape of a ring channel.

Im inneren Gehäuse 7 ist nun ein Ventilator 9 vorzugsweise im unteren Gehäusebereich angeordnet, durch den die Luft im inneren Gehäuse 7 im Kreislauf (Pfeil 10) über den Zylinderbereich des Verbrennungsmotors 1 als Kühlmedium geführt werden kann. In Strömungsrichtung der Luft gesehen hinter dem Zylinderbereich des Verbrennungsmotors 1 sind zwei Wärmetauscher 11 und 12 angeordnet, die mit einem vorzugsweise flüssigen Wärmeträgermedium, beispielsweise Wasser beaufschlagt sind und über die die im Zylinderbereich von der Luft auf genommene Wärme nach außen abgeführt wird.In the inner housing 7 there is now a fan 9, preferably in the lower one Housing area arranged through which the air in the inner housing 7 in the circuit (Arrow 10) passed over the cylinder area of the internal combustion engine 1 as a cooling medium can be. Behind the cylinder area of the seen in the direction of air flow Internal combustion engine 1 are two heat exchangers 11 and 12 arranged with a preferably liquid heat transfer medium, for example water, are applied and through the heat absorbed from the air in the cylinder area to the outside is discharged.

Im äußeren Gehäuse 6, dessen freier Raum durch die Wandung des inneren Gehäuses 7 wiederum die Form eines Ringkanals erhält, ist ein weiterer Ventilator 13 angeordnet, in dem das vom äußeren Gehäuse 6 umschlossene Luftvolumen in Richtung des Pfeiles 14 im Kreislauf geführt werden kann. In the outer housing 6, the free space through the wall of the inner Housing 7, in turn, takes the form of an annular channel, is another fan 13 arranged in which the volume of air enclosed by the outer housing 6 in the direction of arrow 14 can be circulated.

Diese Luft umspült die unteren Motorbereiche, im wesentlichen den ölsumpf und die Kurbelwanne, den ölkühler 15, das Auspuffsrohr 16 sowie einen dem Auspuffrohr 16 zugeordneten Wärmetauscher 17. Die in diesen Bereichen vom Motor aufgenommene Wärmemenge wird über einen dem Ventilator 13 zugeordneten Wärmetauscher 18 aufgenommen und wiederum über ein vorzugsweise flüssiges Wärmeträgermedium abgeführt. This air washes around the lower engine areas, essentially the oil sump and the crankcase, the oil cooler 15, the exhaust pipe 16 and a dem Exhaust pipe 16 associated with heat exchanger 17. The in these areas of the engine The amount of heat absorbed is via a heat exchanger assigned to the fan 13 18 added and in turn discharged via a preferably liquid heat transfer medium.

Daes bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel darauf ankommt, die im Motorbereich anfallende Hochtemperaturwärme als Prozeßwärme zu nutzen, sind der Wärmetauscher 18 im Luftkreislauf des äußeren Gehäuses 6, der blkühler 15, die Wärmetauscher 11, 12 im Zylinderbereich sowie der Wärmetauscher 17 zur Kühlung der Auspuffgase hintereinander'geschaltet. Der vom Prozeßwärmeverbraucher kommende Rücklauf 19 ist hierbei an den Wärmetauscher 18 angeschlossen, während der zum Prozeßwärmeverbraucher führende Vorlauf 20 an den Wärmetauscher 17 des Abgasrohres 16 angeschlossen ist.Since it is important in the illustrated embodiment, the Using high-temperature heat generated in the engine area as process heat is the Heat exchanger 18 in the air circuit of the outer housing 6, the cooler 15, the heat exchanger 11, 12 in the cylinder area and the heat exchanger 17 for cooling the exhaust gases connected in series. The return 19 coming from the process heat consumer is connected to the heat exchanger 18, while the process heat consumer leading flow 20 is connected to the heat exchanger 17 of the exhaust pipe 16.

In dem im Bereich des Generators 2 verbleibenden Freiraum 21 .zwischen Außengehäuse 5 und äußerem Gehäuse 6 sind nun zum einen die Antriebsmotore 22 und 23 der Ventilatoren 9 und 13 angeordnet. Im oberen Bereich des Raumes 21 ist ferner ein mit einem flüssigen Wärmeträgermedium beaufschlagter Wärmetauscher 24 angeordnet, dem ein Ventilator 25 zugeordnet ist, mit dessen Hilfe wiederum die Luft zwischen AuBengehäuse 5 und äußerem Gehäuse 6 über den Generator 2, die Antriebsmotore 22, 23 sowie um das äußere Gehäuse 6 herum und den Wärmetauscher 24 geführt werden kann. Der Ventilator 25 unterstützt hierbei das Lüfterrad des zwangsbelüfteten Generators 2. Die hierbei vom Wärmeträger- medium des Wärmetauschers 24 aufgenommene Wärme wird als Niedrigtemperaturwärme mit einer Temperatur von etwa 800 C in einen Heizkreislauf abgegeben. Ggf. kann auch noch eine Teillänge des Auspuffrohres 16 innerhalb des Außengehäuses 5 geführt werden und mit entsprechenden Kühlrippen versehen sein, so daß der Luftkreislauf innerhalb des Außengehäuses 5 im Bedarfsfalle die im Abgas noch vorhandene Wärme aufnehmen und für Heizzwecke bereitstellen kann. Ggf. können im Bereich des Raumes 21 Luftleiteinrichtungen vorhanden sein, die eine gezielte Führung der Luft sowohl um das äußere Gehäuse 6 herum, als auch über die Antriebsmotoren 22, 23 der Ventilatoren 9 und 13 sicherstellen. In the space 21 remaining in the area of the generator 2 .between Outer housing 5 and outer housing 6 are now on the one hand the drive motors 22 and 23 of the fans 9 and 13 are arranged. In the upper area of the room 21 is also a heat exchanger 24 acted upon by a liquid heat transfer medium is arranged, which is assigned a fan 25, with the help of which in turn the air between Outer housing 5 and outer housing 6 via the generator 2, the drive motors 22, 23 and around the outer housing 6 and the heat exchanger 24 can be performed. The fan 25 supports the fan wheel of the force-ventilated generator 2. The heat transfer medium medium of the heat exchanger 24 recorded Heat is called low temperature heat with a temperature of around 800 C in one Heating circuit released. If necessary, a partial length of the exhaust pipe 16 are guided within the outer housing 5 and provided with appropriate cooling fins be, so that the air circuit within the outer housing 5 if necessary can absorb any heat still present in the exhaust gas and make it available for heating purposes. If necessary, air guiding devices can be present in the area of the room 21, which one targeted guidance of the air both around the outer housing 6, as well as over the Ensure drive motors 22, 23 of fans 9 and 13.

Schaltet man die Wärmetauscher 11, 12, 15, 17 und 18 in der dargestellten Weise hintereinander und führt ein Wärmeträgermedium, beispielsweise Wasser mit einem Volumenstrom von 6m3/h hindurch, so ergibt sich bei einer Eintrittstemperatur von 1400 C in den Wärmetauscher 18 eine Austrittstemperatur von etwa 1420 C. Nach dem Durchströmen des Wärmetauschers 15 zur ölkühlung ergibt sich eine Austrittstemperatur von etwa 1440 C..Mit dieser Temperatur als Eintrittstemperatur wird. das Wasser in Parallelschaltung über die beiden Wärmetauscher 11, 12 geführt, aus denen es mit einer Temperatur von 1520 C austritt. Da die Abgase unmittelbar hinter dem Motor eine Temperatur von etwa 6000 aufweisa, läßt sich dann noch im Wärmetauscher 17 bei einer Eintrittstemperatur von 1520 eine Austrittstemperatur von 1600 C erzielen. Mit dieser Temperatur steht nun das als Wärmeträgermedium dienende Wasser als Prozeßwärme zur Verfügung. Im Bereich des ölkühlers 15 und des Abgaswärmetauschers 17 fällt ein Teil der dort zur Verfügung stehenden Wärme als Abstrahlungswärme an, die dann noch über die im äußeren Luftkreislauf innerhalb des äußeren Gehäuses 6 geführte Luft aufgenommen und im Wärmetauscher 18 genutzt wird. Da das innere Gehäuse 7 gegenüber dem äußeren Gehäuse 6 nicht hermetisch abgeschlossen zu sein braucht, wird von dem äußeren Luftkreislauf 14 die über "Leckverluste" aus dem inneren Kreislauf 10 austretende "Leckwärme" auf genommen.If you switch the heat exchangers 11, 12, 15, 17 and 18 in the illustrated Way one after the other and carries a heat transfer medium, for example water a volume flow of 6m3 / h through, results at an inlet temperature of 1400 C in the heat exchanger 18 an outlet temperature of about 1420 C. According to The flow through the heat exchanger 15 for oil cooling results in an outlet temperature of about 1440 C..With this temperature as the inlet temperature is. the water in parallel via the two heat exchangers 11, 12 from which it exits at a temperature of 1520 C. Because the exhaust is immediately behind the engine a temperature of about 6000 can then still be in the heat exchanger 17 achieve an outlet temperature of 1600 C at an inlet temperature of 1520. At this temperature, the water serving as the heat transfer medium is now available as process heat to disposal. In the area of the oil cooler 15 and the exhaust gas heat exchanger 17 falls part of the heat available there as radiated heat, which then still on the guided in the external air circuit within the outer housing 6 Air is taken up and used in the heat exchanger 18. Since the inner housing 7 opposite the outer housing 6 does not need to be hermetically sealed, is of the outer air circuit 14 which is about "leakage losses" the inner one Circuit 10 escaping "leakage heat" taken up.

Der Luftkreislauf innerhalb des Außengehäuses 5, mit dem der Generator 2 sowie die Antriebsmotore 22, 23, die Außenwandung des äußeren Gehäuses 6 und ggf. auch noch das Auspuffrohr gekühlt wird, erlauben die Bereitstellung von etwa 3 2m3/h Wasser mit einer Vorlauftemperatur von etwa 850 C.The air circuit within the outer housing 5, with which the generator 2 as well as the drive motors 22, 23, the outer wall of the outer housing 6 and possibly the exhaust pipe is also cooled, allow the provision of about 3 2m3 / h Water with a flow temperature of around 850 C.

Die Temperatur lage der Luft in den einzelnen Gehäusen kann im Rahmen der vorgegebenen Wassertemperaturlage geringfügig verschoben werden durch änderung der Hintereinanderschal( tung und/oder durch Parallelschaltungen der Wärmetauscher.The temperature of the air in the individual housings can be within the range the specified water temperature situation can be shifted slightly by changing the series connection and / or by parallel connection of the heat exchangers.

Sofern nicht die gesamte Hochtemperaturwärme an einer Verbrauchsstelle benötigt wird, können differenziert entsprechende Wärmemengen mit unterschiedlichen Temperaturen zu verschiedenen Wärmeverbrauchsstellen geführt werden. Dies richtet sich im wesentlichen jedoch nach der Größe des durch den elektrischen Energiebedarf und damit durch den Generator vorgegebenen Verbrennungsmotors.Unless all of the high-temperature heat is at one point of consumption is required, can differentiated corresponding amounts of heat with different Temperatures can be led to different heat consumption points. This sets up however, depends essentially on the size of the electrical energy demand and thus the internal combustion engine specified by the generator.

Dadurch, daß der Motor praktisch durch zwei Gehäuse in unterschiedlichen Bereichen abgedeckt ist, die jeweils gesonderte Luftkreiskäufe aufweisen, läßt sich für die Hochtemperaturzone 1I "Zylinderbereich" eine effektive und gezielte Kühlung und zugleich eine hohe Wärmerückgewinnung erzielen. Durch die Anordnung des das innere Gehäuse 7 umschließenden äußeren Gehäuses 6 wird demgegenüber erreicht, daß alle bei luftgekühlten Verbrennungsmotoren normalerweise ungekühlten Bereiche ebenfalls gekühlt werden und darüber hinaus die Abstrahlungsverluste im Bereich von Rohrleitungen etc. sowie die Leckverluste aus dem inneren Gehäuse 7 aufgenommen werden.Because the motor is practically separated by two housings Areas is covered, each having separate air circuits, can an effective and targeted cooling for the high temperature zone 1I "cylinder area" and at the same time achieve a high level of heat recovery. The arrangement of the das inner housing 7 enclosing outer housing 6 is achieved that all areas that are normally uncooled in air-cooled internal combustion engines also are cooled and, moreover, the radiation losses in the area of pipelines etc. as well as the leakage losses from the inner housing 7 are absorbed.

Die für das Ausführungsbeispiel angegebenen ungefähren Zahlenwerte beziehen sich auf. eine Energieversorg:ungsanlage mit einem Einsatz an Primärenergie von 237 KW. Für den Motor wurde eine Wellenleistung von 77 KW und für den Generator eine Leistung von 71 KW angenommen. Daraus resultiert für die erfindungsgemäße Anordnung für den Hochtemperaturbereich eine thermische Leistung von etwa 139 KW,die als Prozeßwärme genutzt wird. Für den Niedertemperaturbereich verbleibt eine thermische Leistung von etwa 22 KW für Heizzwecke.The approximate numerical values given for the exemplary embodiment to refer to. an energy supply system using primary energy from 237 KW. A shaft power of 77 KW was required for the motor and for the generator assumed an output of 71 KW. This results in the arrangement according to the invention for the high temperature range a thermal output of about 139 KW, which is used as process heat is being used. A thermal output remains for the low temperature range of about 22 KW for heating purposes.

Da das System eine geschlossene Baueinheit bildet, ist es je nach Leistungsgröße möglich, das Außengehäuse 5 nach Art eines Ladecontainers mit Anschlagmitteln für Hebezeuge zu versehen, so daß das System fabrikmäßig vorgefertigt und leicht zum Einsatzort transportiert werden kann. Am Einsatzort sind nur noch die Verbindungen mit den Energieverbrauchern herzustellen.Since the system forms a closed structural unit, it is dependent on Performance size possible, the outer housing 5 in the manner of a loading container with lifting means for hoists so that the system is prefabricated and lightweight can be transported to the place of use. Only the connections are left on site with the energy consumers.

Wenn auch grundsätzlich wassergekühlte Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Verbrennungsmotore eingesetzt werden können, weist der luftgekühlte Verbrennungsmotor, insbesondere als Gasmotor, erhebliche Vorteile auf. Er ist nicht nur in einfacher Weise in die thermischen Kreisläufe des Systems zu integrieren. Als überraschend hat sich herausgestellt, daß ein luftgekühlter Verbrennungsmotor, insbesondere Gasmotor in einem Gehäuse mit geschlossenem Kühlluftkreislauf zuverlässig im Dauerbetrieb gefahren werden kann, so daß ein System mit hoher Verfügbarkeit gegeben ist. Die nicht dargestellte Zuleitung zum Motor für die Verbrennungsluft und die ins Freie geführte Auspuffleitung sind in üblicher Weise jeweils mit Schalldämpfern versehen.Even if basically water-cooled internal combustion engines, In particular internal combustion engines can be used, has the air-cooled Internal combustion engine, especially as a gas engine, has considerable advantages. He is not can only be easily integrated into the thermal circuits of the system. It turned out to be surprising that an air-cooled internal combustion engine, especially reliable gas engine in a housing with a closed cooling air circuit can be run in continuous operation, so that a system with high availability given is. The supply line, not shown, to the engine for the combustion air and the exhaust pipe leading to the outside are each with silencers in the usual way Mistake.

Claims

Description: . Energy supply claims: fy energy supply system, preferably a combined heat and power unit with an internal combustion engine, in particular a supply unit driven by an air-cooled internal combustion engine, in particular a generator, both machines in one, closed, thermally insulated Housing are arranged and wherein at least one fan for circulating the air is provided within the housing, the inside of the housing about at least a heat exchanger which is preferably acted upon with water as the heat transfer medium is guided and with air guiding devices are provided which have a positive guide of the circulated cooling air flow at least in the area of the cooling surfaces of the internal combustion engine and bring about at least one heat exchanger, thereby not being indicated - That at least two housings (6, 7) are provided, an inner housing (7) essentially encloses the cylinder area of the internal combustion engine (1) and a outer housing (6) the inner housing including the remaining areas of the internal combustion engine (1) encloses that in the inner housing (7) at least one fan (9) for generating an internal air circuit (10) and in the outer housing (6) at least one fan (13) for generating an outer Air circuit barrel (14) is arranged, and that in the inner air circuit (10) and in outer air circuit (14) in each case at least one heat exchanger acted upon by the air (11, 12, 18) is arranged, which is connected to a process heat consumption point stands.

2. Energy supply system according to claim 1, characterized in that that the outer housing (6) and the supply unit (2) at a distance of one Outer housing (5) are enclosed, and that in the outer housing (5) a fan (25) is arranged for a further, separate air circuit, which is via a heat exchanger (24) a low-temperature heat transfer circuit is performed.

3. Energy supply system according to claim 2, characterized in that that the fans (9, 13, 25) each with a separate drive motor (22, 23, 23 ') and that the drive motors are in the air circuit of the outer housing (5) are arranged.

4. Energy supply system according to claims 1 to 3, characterized in that that in the air circuit (10) of the inner housing (7) two heat exchangers (11, 12) are arranged are and that in the cylinder area of the internal combustion engine (1) an air guiding device is provided that part of the air flow over the cylinder head area to the first heat exchanger (12) and the other part of the air flow over the cylinder wall area of the second heat exchanger (11) to £ ührt.

5. Energy supply system according to claims 1 to 4, characterized in that that the fan (9) for the inner air circuit (10) and the fan (13) for the outer air circuit (14) are designed so that in the inner housing (7) and an approximately the same pressure level is present in the outer housing (6).

6. Energy supply system according to claims 1 to 5, characterized in that that only the outer housing (6) and the outer housing (.5) are heat and / or soundproofed are trained.

7. Energy supply system according to claims 1 to 6, characterized in that that the oil cooler (15) of the internal combustion engine (1)) in the air circuit (14) of the outer housing (6) and arranged as a heat exchanger in the heat transfer circuit is.

8. Energy supply system according to claims 1 to 7, characterized in that that the exhaust line (16) of the internal combustion engine (1) with a to the heat transfer circuit connected heat exchanger (17) is provided in the air circuit 114) of the outer Housing (6) lies.

9. Energy supply system according to claim 8, characterized in that that the exhaust line (16) through the separate air circuit of the outer housing (5) is guided and provided with cooling surfaces.