DE369516C

DE369516C - Verfahren zur Erzeugung von Wasserdampf

Info

Publication number: DE369516C
Application number: DES51121D
Authority: DE
Inventors: Erich Zander
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Priority date: 1919-09-20
Filing date: 1919-09-20
Publication date: 1923-02-20

Description

Verfahren zur Erzeugung von Wasserdampf. Der thermodynamische Kreisprozeß der Kältemaschine beruht darauf, daß eine Wärmemenge mit Hilfe mechanischer Arbeit auf ein höheres Temperaturniveau gehoben wird. Dabei tritt auf der einen Seite eine Abkühlung auf, auf der anderen Seite eine Erwärmung ein. Es ist bekannt, auch diese Erwärmung wirtschaftlich nutzbar zu machen. Man hat sogar auf die Erzeugung von künstlichem Eis verzichtet und die thermodynamischen Anlagen nur zur Wärmeerhöhung benutzt. Alle derartigen Anlagen blieben jedoch auf solche Fälle beschränkt, bei denen es sich eben nur um eine Erwärmung, d. h. . um eine geringe Temperatursteigerung handelte. Nur zur Erzeugung von warmem Wasser oder zur Raumheizung hat man derartige Anlagen gekannt.
Die Erfindung ist eine Weiterbildung dieser bisher bekannten Verfahren. Sie besteht darin, die Temperatursteigerung durch entsprechende Kompression der Dämpfe so weit zu treiben, daß die Temperaturhöhe zur Erzeugung von Wasserdampf ausreicht, der alsdann technisch verwertbar ist, und zwar in viel weitergehendem Maße als die oben geschilderten bekannten Heizverfahren.
Ein Ausführungsbeispiel dieses Verfahrens soll an Hand von Abb. r beschrieben werden. Die Rohrschlange a ist mit einer leicht flüchtigen Flüssigkeit, z. B. Äther, angefüllt. Aus ihr werden die Ätherdämpfe dauernd durch den. Kompressor h abgesaugt, der in der Abbildung als ein zweistufiger dargestellt ist. Damit der Äther ständig nachverdampfen kann, muß ihm die hierzu notwendige Wärmemenge zugeführt werden, beispielsweise durch einen Luftstrom oder dadurch, daß die Rohrschlange a in einem Kasten c untergebracht ist, der von Wasser durchströmt wird. Nimmt man die Temperatur dieses Wassers mit 15' C an, so kann man es beispielsweise erreichen, daß die Temperatur der Ätherflüssigkeit in der Schlange nicht unter 9° C sinkt. Das würde einer Dampfspannung des Äthers von 0,3 Atm. entsprechen. Von dem Kompressor wird nun der Ätherdampf bis auf etwa 13 Atm. komprimiert, wodurch der Siedepunkt auf etwa I30° C steigt. Der komprimierte Dampf durchströmt die _Rohrschlange d, die in einem Dampfkessel e -eingebaut ist. Dieser Kessel soll Dampf für Heiz-und Kochzwecke von a Atm. abs. erzeugen, d. h. von einer Sättigungstemperatur von 119,6' C. Bei dieser Temperatur kondensiert der Ätherdampf in der Rohrschlange d und gibt seine Verdampfungswärme an das Kesselwasser ab, das infolgedessen seinerseits verdampft. Der kondensierte Äther fließt aus dem Kondenstopf g in die Rohrschlange a zurück, kann aber zur teilweisen Ausnutzung seiner Flüssigkeitswärme vorher noch das Kesselspeisewasser vorwärmen. Dem Kessel e wird der zu Heizzwecken benötigte Heizdampf entnommen. Handelt es sich um das Sieden größerer Flüssigkeitsmengen, wie in chemischen Fabriken, Papierfabriken, Brauereien, so kann der Kessel e statt mit Wasser gleich mit der zu erwärmenden Flüssigkeit -gefüllt werden.
Zur Durchführung des Verfahrens sind außer Äther natürlich auch andere Flüssigkeiten und Gase verwendbar, z. B. auch Wasser oder Luft, insbesondere aber die bei Kältemaschinen üblichen Mittel, wie Ammoniak, schweflige Säure, Kohlensäure und andere. Bei Verwendung der letzteren sehr niedrig siedenden Stoffe kann eine Unterteilung des Verfahrens von Vorteil sein, derart, daß. man zunächst niedrig gespannten Wasserdampf erzeugt und diesen Dampf dann auf die gewünschte N utzspannung komprimiert. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist in Abb. a schematisch dargestellt. Hier wird in der Rohrschlange a Ammoniak bei 9° C entsprechend 6 Atm. Druck verdampft und von dem einstufigen Kompressor b auf 3o Aim. entsprechend 66° Siedetemperatur komprimiert und- in die Heizschlange d des Dampfkessels e gedrückt. In diesem Dampfkessel herrscht ein Druck von o,2 Atm. abs., so daß das Wasser darin bei 59,8° siedet. Der entwickelte Wasserdampf wird von- einem zweiten Kompressor f abgesaugt und auf die gewünschte Nutzspannung von a Atm. abs. (i200 C) komprimiert. Das in ._der Heizschlänge d niedergeschlagene flüssige Amrnoniak fließt durch einen Kondenstopf g in die Rohrschlange a zurück. Vorher kann es noch teilweise zur Vorwärmung des Speise-,wassers für den Kessel e benutzt werden. Da bei diesem Verfahren der Dampfkessel nur eine Temperatur von 6o0 C hat, werden sich die Ausstrahlungsverluste gegenüber dem Verfahren nach Abb. i etwas geringer gestalten. Überhaupt sind die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung auftretenden Verluste geringer, als es im .allgemeinen bei Pumpanlagen der Fall ist, da alle Reibungsverluste in Wärme umgesetzt, also von dem komprimierten Dampf wenigstens teilweise als nutzbare Wärmeenergie mit weggenommen werden können.
Steht ein Kompressor f zur Verfügung, der auf der Saugseite ein sehr gutes Vakuum aufrechtzuerhalten imstande ist, so kann man das Ammoniak und den Kompressor b ganz entbehren. Durch die Rohrschlange d wird unmittelbar das wärmeliefernde Wasser von 15' C geleitet. Es hält das Wasser im Kessel e auf einer Temperatur von vielleicht io° C, entsprechend einer Dampfspannung von etwa o,oi Atm.; aus diesem Vakuum muß der Kompressor f den Wasserdampf ansaugen und auf die Gebrauchsspannung komprimieren.
Besonders große Wassermengen zur Lieferung der Wärme sind in vielen Fällen gar nicht erforderlich. Handelt es sich z. B. um die Versorgung einer Papierfabrik mit Heizdampf, so wird sich die von diesem abgegebene Wärme immer in irgendeiner Form (z. B. im heißen Kondenswasser in großen abzukühlenden Flüssigkeitsmengen, als vom Ventilator abgesaugte Heißluft u. dgl.) wiederfinden und kann von neuem in den Kreisprozeß eintreten. Ein Teil wird allerdings sicher durch Austrahlung u. dgl. verlorengehen, ein --Teil wird äter auch dauernd aus der erforderlichen mechanischen Arbeitsleistung neu . gewonnen. Nur der Überschuß ..des ersteren Teiles über den letzteren muß durch ein fließendes Wasser oder aus der Luft ergänzt werden.

Claims

PATENT-ANSPRUCII: Verfahren zur Erzeugung von Wasserdampf, wobei eine Wärmemenge aus -der Umgebung entnommen und mit Hilfe von _mechanischer Energie auf ein höheres Temperaturniveau, gehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß 'die Temperaturerliöhung bis zu der für .den zu erzeugenden Dampf erforderlichen Höhe getrieben wird.