DE3726493A1 - Verfahren und vorrichtung zur begrenzung der raumtemperatur bei in geschlossenen raeumen angeordneten, abwaerme entwickelnden antriebsmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vor­ richtung zur Begrenzung der Raumtemperatur bei in geschlos­ senen Räumen angeordneten, Abwärme entwickelnden Antriebs­ maschinen, wie beispielsweise in Hallen untergebrachten Ver­ dichtern zur Kompensation der Druckverluste von in Pipelines gefördertem Erdgas, wobei die anfallende Abwärme als Abgas­ strom über eine Ableitungseinrichtung in die Atmosphäre ab­ geleitet wird.

Bei Rohrleitungen für die Förderung von gasförmigen Medien, welche, wie beispielsweise Pipelines für Erdgas, über größere Entfernung verlegt sind, treten aufgrund von Reibungswider­ ständen Druckverluste des Mediums auf, welche für den Weiter­ transport ausgeglichen werden müssen. Zur Überwindung der Reibungswiderstände werden in bestimmten Abständen sogenannte Verdichter in die Rohrleitungen zwischengeschaltet, welche zusammen mit entsprechenden Nebenaggregaten und elektrischen Einrichtungen, wie elektrischen Anschlußleitungen, Schütze u.dgl., in hierfür vorgesehenen Hallen untergebracht sind. Infolge der bei Betrieb der Verdichter, welche üblicherweise mittels Gasturbinen angetrieben werden, auftretenden hohen Abstrahlungswärme im Megawattbereich ergeben sich in den Verdichterhallen, insbesondere bei sommerlichen Außentempe­ raturen und Vollastbetrieb Raumtemperaturen von mehr als 70°C. Hierdurch kann es jedoch zu Störungen an den elektri­ schen Anlagen, wie beispielsweise Kleben der Schaltkontakte in den Schützen, und vorzeitigen physikalische Alterungs­ erscheinungen an den Isolationswiderständen der Kabel kommen, sofern nicht von vornherein die Elektroanlagen für extrem hohe Umgebungstemperaturen ausgelegt werden, was jedoch mit relativ hohen Erstehungskosten verbunden ist.

Zur Absenkung der Raumtemperaturen auf einen den VDE-Empfeh­ lungen für elektrische Anlagen entsprechenden Wert von etwa 40°C werden daher zur Zeit auf dem Hallendach installierte Abluftventilatoren eingesetzt, welche über Überströmöffnungen in den Hallenwänden Außenluft ansaugen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit den bekannten Abluftventilatoren nur eine unzureichende Abführung der auftretenden Abwärme der An­ triebsmaschinen erreicht werden kann. Insbesondere in wärme­ ren Jahreszeiten treten häufig Hallentemperaturen von mehr als 40°C auf, so daß die Verdichter abgeschaltet werden müssen. Eine Kapazitätserhöhung der Abluftventilatoren ist jedoch insbesondere bei bereits bestehenden Verdichtersta­ tionen aufgrund von baustatischen Problemen, begrenzten Räum­ lichkeiten auf dem Hallendach, zu großen Ansaugöffnungen in den Wandelementen der Halle, des zu großen Luftwechsels wegen, so daß ein Aufhalten des Betriebspersonals in der Halle kaum möglich ist, und aufgrund der relativ hohen Anschaffungs- und Betriebskosten für die Abluftventilatoren nicht möglich.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs näher bezeich­ neten Art zu schaffen, wodurch bei störungsfreiem Betrieb der Antriebsmaschinen die Begrenzung auf eine vorgegebene mittle­ re Raumtemperatur in der Halle auch bei ungünstigen Betriebs­ bedingungen bzw. Außentemperaturen ermöglicht ist und welches sich durch besondere Wirtschaftlichkeit auszeichnet.

Die Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß dem Abgasstrom zumindest ein Teil der von den Antriebsmaschinen entstammenden Abwärme ent­ zogen und zum Betreiben einer für die Raumkühlung vorgesehe­ nen Absorptionskältemaschine zugeführt wird.

Hierdurch wird erreicht, daß beispielsweise eine mittlere Raumtemperatur von 40°C in einer Verdichterhalle auch bei un­ günstigen Außentemperaturen sicher eingehalten werden kann und damit ein wirtschaftlicher und störungsfreier Betrieb des Verdichteraggregats ermöglicht ist. Auch haben Rechnungen gezeigt, daß zur Erzielung des gleichen Kühleffekts bei be­ stehenden Anlagen mit Abluftventilatoren, deren Kapazität auf das Drei- bis Vierfache der Abgasmenge vergrößert werden müßte, was jedoch rein technisch nicht möglich ist. Während sich die Erstehungskosten für entsprechend ausgelegte Dachab­ luftgeräte und für eine Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens etwa im gleichen Rahmen bewegen, ergeben sich bei diesen großdimensionierten Abluftventilatoren erheblich größere Betriebskosten für die erforderliche Antriebs­ leistung. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens besteht darin, daß eine handelsübliche Absorptions­ kältemaschine eingesetzt werden kann, bei welcher vorzugs­ weise eine aus Lithium-Bromidsole als Absorptionsmittel und Wasser als Kältemittel eingesetzt werden.

In einer ersten besonderen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, daß die dem Abgasstrom entzogene Wärmemenge über einen Wärmeträger, vorzugsweise Wasser, der Absorptions­ kältemaschine ggf. mittels einer Förderpumpe zugeführt wird. Hierdurch kann sicherheitstechnisch besonders günstig die Absorptionskältemaschine entfernt von dem den Abgasstrom in die Atmosphäre leitenden Abgaskamin installiert werden, was sich auch positiv auf einen zuverlässigen und störungsfreien Betrieb der Absorptionskältemaschine und deren Nebenaggregate auswirkt.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann der Wärme­ träger in einem geschlossenen Kreislauf, vorzugsweise im Gegenstrom zum Abgasstrom zirkulieren, wodurch sich ein besonders intensiver Wärmeaustausch zwischen Abgasstrom und Wärmeträger ergibt.

Im Hinblick auf eine Regelung der der Absorptionskältema­ schine im jeweiligen Lastzustand zuzuführenden Wärmemenge ist es nach einem weiteren Gedanken der Erfindung vorgesehen, daß die auf den Wärmeträger übertragene Wärmemenge einem von dem Abgasstrom abgezweigten, vorzugsweise regelbaren Teilstrom entnommen wird.

Auch läßt sich der Wärmeaustausch zwischen Abgasstrom bzw. Teilstrom noch dadurch erhöhen, daß die Wärmeübertragung mittels eines Wärmetauschers erfolgt.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung soll die Tempe­ ratur des Teilstroms nach erfolgtem Wärmeentzug auf einen Wert oberhalb von 180°C, vorzugsweise oberhalb von 200°C begrenzt gehalten werden, so daß bei vertretbarer Höhe eines für die Ableitung des Teilstroms vorgesehenen Abgaskamins keine zusätzlichen Ventilatoren benötigt werden.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung soll die Vorlauf­ temperatur des Wärmeträgers bzw. des erhitzten Wassers auf einen Wert von etwa 125°C begrenzt oder konstant gehalten werden. Bei ausreichender Wärmemengenzufuhr zur Absorptions­ kältemaschine kann hierdurch die bis zu einer Temperatur von maximal 125°C reichende Sicherheitsstufe der Dampfkesselver­ ordnung angewendet werden, deren sicherheitstechnische Auf­ lagen im Vergleich zur nächst höheren Sicherheitsstufe mit wesentlich geringeren Kosten verbunden sind.

Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gedankens kann ein Kühlmedium, vorzugsweise Wasser, von der Kaltseite der Absorptionskältemaschine her einer für die raumseitige Ein­ leitung von gekühlter Außenluft vorgesehenen Klimaanlage zu­ geführt werden, wodurch sich eine besonders effektive Kühlung des die Antriebsmaschinen beherbergenden Raums ergibt. Auch läßt sich durch den erfindungsgemäßen Einsatz einer herkömm­ lichen Klimaanlage die Einhaltung bzw. Begrenzung einer vorgegebenen Raumtemperatur durch Regelung der Ventilatoren bzw. der raumseitig eingeleiteten gekühlten Luftmenge mit einfachen Mitteln erreichen.

Zweckmäßigerweise zirkuliert das Kühlmedium in einem ge­ schlossenen Kreislauf, wobei die Abkühlung der von der Klima­ anlage geförderten, in den zu kühlenden Raum geleiteten Außenluft mittels eines Wärmetauschers erfolgt.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wird die der Ab­ sorptionskältemaschine zugeführte Menge an Wärmeträger bzw. an erhitztem Wasser durch die Vorlauftemperatur des Kühl­ mediums lastabhängig geregelt mit maximaler Fördermenge bei Vollast- und abgesperrter Zuführung bei Nullastbetrieb, so daß Überhitzungen der Absorptionskältemaschine vermieden werden.

Darüber hinaus kann die überschüssige Wärmemenge des Wärme­ trägers, beispielsweise im Teillastbetrieb zum Betreiben weiterer Einrichtungen, beispielsweise Heizanlagen oder zur Erwärmung von Brauchwasser und/oder das Kühlmedium zumindest im Teillastbereich der Antriebsmaschinen zum Betreiben wei­ terer Klimaanlagen genutzt werden, so daß die Betriebskosten der Gesamtanlage erheblich gesenkt werden können.

Vorrichtungsmäßig wird die Aufgabe im wesentlichen dadurch gelöst, daß im Strömungsweg des Abgasstromes ein Wärmetau­ scher angeordnet ist, der sekundärseitig mit dem Generator bzw. Austreiber einer für die Raumkühlung vorgesehenen Ab­ sorptionskältemaschine verbunden ist.

Neben den bereits zu dem erfindungsgemäßen Verfahren ange­ führten Vorteile zeichnet sich diese Vorrichtung durch die Anordnung von bewährten Einzelkomponenten aus, deren Zuver­ lässigkeit sich auch im Betrieb der erfindungsgemäßen Vor­ richtung widerspiegelt und wodurch die Entstehungskosten auf­ grund der sehr geringen Entwicklungsarbeiten relativ niedrig gehalten werden können.

In einer ersten besonderen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, daß an der Ableitungseinrichtung eine von einem vorzugsweise mittels Regelklappen regelbaren Teilstrom des Abgasstroms durchströmte Abzweigleitung vorgesehen ist, in welcher der Wärmetauscher angeordnet ist. Damit läßt sich entsprechend dem jeweiligen Lastzustand der Absorptionskälte­ maschine mit einfachen konstruktiven Mitteln eine Regelung der von der Absorptionskältemaschine jeweils benötigten Wärmemenge erreichen.

Zweckmäßigerweise erfolgt der Abzug des Teilstroms von dem Abgasstrom mittels eines vorzugsweise einseitig saugenden Ventilators, beispielsweise eines Radialventilators und/oder die Ableitung des Teilstroms nach erfolgtem Wärmeaustausch über eine zweite Ableitungseinrichtung, beispielsweise einen Abgaskamin, in die Atmosphäre. Aus sicherheitstechnischen Gründen kann zusätzlich über dem Abgaskamin ein Funkenschutz und für den Abtrieb des Radialventilators ein explosionsge­ schützter Motor außerhalb des Abgasstroms bzw. Teilstroms vorgesehen sein.

Zweckmäßigerweise ist der sekundärseitige Wärmeträger des Wärmetauschers Wasser, welches in einem geschlossenen Lei­ tungssystem geführt ist.

Auch empfiehlt es sich, für die Umwälzung des erhitzten Wassers eine in das Leitungssystem zwischengeschaltete Förderpumpe vorzusehen, welche aus Retundanzgründen vorzugs­ weise als Zwillingspumpe ausgebildet ist.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist eine Regelung zur Begrenzung oder Konstanthaltung der Wasservorlauftempe­ ratur auf 125°C vorgesehen, so daß lediglich die bis zu dieser Temperatur reichende Sicherheitsstufe der Dampfkes­ selverordnung angewendet werden muß mit im Vergleich zur nächst höheren Sicherheitsstufe relativ geringen Kosten für die geforderten Auflagen.

Nach einem wiederum anderen Gedanken der Erfindung ist auf der Kaltseite der Absorptionskältemaschine ein geschlossenes Leitungssystem für ein Kühlmedium, vorzugsweise Wasser, vorgesehen, mit zwischengeschaltetem Wärmetauscher, welcher innerhalb einer für die raumseitige Zuführung von gekühlter Außenluft vorgesehenen Klimaanlage angeordnet ist. Hierdurch läßt sich eine optimale Regelung bzw. Begrenzung der Raum­ temperatur im jeweiligen Lastzustand der Antriebsmaschinen erreichen.

Für eine gute und gleichmäßige Umwälzung des Kühlmediums weist sein Leitungssystem mindestens eine, vorzugsweise als Zwillingspumpe ausgebildete Förderpumpe auf.

Der Wirkungsgrad des Wärmeaustauschs zwischen Abgasstrom bzw. Teilstrom und dem Wärmeträger einerseits und zwischen Kühl­ medium und angesaugter Außenluft andererseits gestaltet sich nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung dann be­ sonders effizient, wenn die vorgesehenen Wärmetauscher als vorzugsweise im Gegenstromverfahren betriebene Rohrbündel­ wärmetauscher ausgebildet sind.

Um eine besonders wirtschaftliche Arbeitsweise der Absorp­ tionskältemaschine zu ermöglichen, weist das Leitungssystem für den sekundären Wärmeträger bzw. für das erhitzte Wasser ein durch die Vorlauftemperatur des Kühlmediums bzw. des gekühlten Wassers lastabhängig geregeltes Ventil auf.

Das Leistungssystem für den sekundären Wärmeträger bzw. das erhitzte Wasser kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfin­ dung mit ggf. absperrbaren Anschlußleitungen für weitere Ein­ richtungen, wie Heizungsanlagen oder Brauchwassereinrich­ tungen, versehen sein. Hierdurch wird erreicht, daß die von der Absorptionskältemaschine beispielsweise im Teillast­ betrieb oder in kälteren Jahreszeiten nicht benötigte Wärme­ menge für weitere Aggregate genutzt wird. Ebenso kann das Leitungssystem für das Kühlmedium mindestens eine Bypass- Leitung zum Betreiben weiterer Klimaanlagen, beispielsweise für einen mit Computeranlagen versehenen Raum, aufweisen.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeich­ nung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer möglichen Ausführungs­ form einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Tempe­ raturbegrenzung in einer Verdichterhalle und

Fig. 2 den Kältekreislauf der für die Kühlung der Ver­ dichterhalle vorgesehenen Absorptionskältemaschine gemäß Fig. 1.

Die in Fig. 1 gezeigte Verdichterstation weist einen die Ver­ dichterhalle darstellenden Raum 1 auf, in welchem die (nicht gezeigten) Verdichter für die Kompensation des Druckverlusts für das in einer Pipeline geförderte Erdgas angeordnet sind. Die von den Verdichtern, welche überlicherweise mit Gas be­ feuerten Turbinen angetrieben werden, entwickelte Abwärme wird als Abgasstrom 2 über Lüftungsgitter 24 einer als Abgas­ kamin ausgebildeten Ableitungseinrichtung 12 zugeführt. Vor Ableitung in die Atmosphäre wird diesem, bei dem hier ge­ wählten Ausführungsbeispiel eine Temperatur von etwa 503°C aufweisenden Abgasstrom 2 über eine an der Ableitungsein­ richtung 12 angeflanschten Abzweigungsleitung 15 ein Teil­ strom 6 entnommen, einem Lüftungsgerät 25 zugeführt und schließlich über eine Ableitungseinrichtung 17 in Form eines zweiten Abgaskamins in die Atmosphäre abgeleitet. Für den Abzug des Teilstroms 6 von dem Abgasstrom 2 ist ein innerhalb des Lüftungsgeräts 25 angeordneter, als einseitig saugender Radialventilator ausgebildeter Ventilator 16 vorgesehen. Für eine zusätzliche Regelung des Teilstroms 6 sind am Einlaß der Abzweigleitung 15 sowie am Einlaß des Lüftungsgerätes 25 Regelklappen 14 angeordnet. Die isolierte Abzweigleitung 15 und das Lüftungsgerät 15 sind aus sicherheitstechnischen Gründen außerhalb des Gebäudes und bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel auf dem Hallendach installiert, so daß die geforderten Oberflächentemperaturen von maximal 50°C eingehalten werden können.

Im Strömungsweg des Teilstroms 6 durch das Lüftungsgerät 25 befindet sich ein stromaufwärts des Ventilators 16 angeordne­ ter Wärmetauscher 7, welcher als im Gegenstromverfahren be­ triebener Rohrbündelwärmetauscher ausgebildet ist. Bei Um­ strömen der Wärmetauscherflächen bzw. der Rohrbündel über­ trägt der eine Temperatur von 503°C aufweisende Teilstrom 6 einen Teil seiner Wärmemenge, welche der von den Verdichtern entwickelten Abwärme entstammt, auf eine sekundärseitig des Wärmetauschers 7 in einem geschlossenen Leitungssystem 18 zirkulierenden Wärmeträger 4. In dem gewählten Ausführungs­ beispiel dient als Wärmeträger 4 Wasser, welches durch eine (nicht dargestellte) automatische Regelung auf eine konstante Vorlauftemperatur von 125°C erhitzt wird. Gleichzeitig sorgt die Regelung durch eine Änderung des entnommenen Teilstromes 6 mittels der eingangsseitig und ausgangsseitig der Abzweig­ leitung 15 angeordneten Regelklappen 14 und ggf. durch Ände­ rung der Ausgangsleistung des im Lüftungsgerät 25 angeord­ neten Ventilators 16 dafür, daß die kaminseitige Austritts­ temperatur des Teilstromes 6 nach dem Wärmetausch noch etwa 200°C beträgt, so daß zusätzliche Ventilatoren zur Ableitung des Teilstromes 6 in die Atmosphäre bei vertretbarer Höhe des Abgaskamins 17 vermieden werden.

Die vom Wärmeträger 4 aufgenommene Wärmemenge bzw. das er­ hitzte Wasser wird mittels einer als Zwillingspumpe ausge­ bildeten Förderpumpe 5 über die Vorlaufleitung des Leitungs­ systems 18 zu einer Absorptionskältemaschine 3 transportiert, in welcher wiederum durch Wärmeaustausch ein Teil der ur­ sprünglich den Antriebsmaschinen entstammenden Abwärme zur Kühlung eines Kühlmediums 8 ausgenutzt wird, welches bei dem gewählten Ausführungsbeispiel Wasser ist. Dieses der Kalt­ seite der Absorptionskältemaschine 3 entnommene Kühlmedium 8 zirkuliert unterstützt durch eine ebenfalls als Zwillings­ pumpe ausgebildete Förderpumpe 20 innerhalb einem geschlos­ senen Leitungssystem 19 und kühlt dabei über einen weiteren Wärmetauscher 11 die von einer Klimaanlage 10 angesaugte Außenluft 29 ab. Diese im gewählten Beispiel auf 15°C abge­ kühlte Luft 23 wird mittels eines stromab des Wärmetauschers 11 angeordneten doppelseitig saugenden Radialventilators 26 über ein isoliertes Kanalsystem 27 und gebäudeseitige Luft­ einlässe in den Raum 1 eingeleitet, um damit die Raumtempe­ ratur auf beispielsweise 40°C zu begrenzen. Sofern größere Luftmengen 23 eingeleitet werden müssen, empfiehlt sich der Einsatz von Spezialdüsen, um dadurch Zugerscheinungen wei­ testgehend zu vermeiden.

Zur Regelung der der Absorptionskältemaschine 3 zugeführten Wärmemenge ist ein in der Vorlaufleitung des Leitungssystems 18 zwischengeschaltetes Ventil 21 vorgesehen, welches lastab­ hängig von der Temperatur des Kühlmediums 8 im Leitungssystem 19 geregelt wird. Bei Vollastbetrieb ist das Ventil 21 voll­ ständig geöffnet, während bei abfallender Last, korrespon­ dierend mit einem Absinken der Wassertemperatur im Vorlauf des Kühlmediums 8 unter einen vorgegebenen Wert, das Ventil 21 entsprechend, schließt, bis es sich bei Nullast im ab­ gesperrten Zustand befindet.

Wie weiterhin aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein durch einen zwangsbelüfteten Kühlturm 29 aufrechterhaltener Kühlkreislauf 28 vorgesehen, welcher zur Kondensation des aus der Absorp­ tionskältemaschine 3 anfallenden Wasserdampfes erforderlich ist. Auch hierbei sorgt die vorgesehene Anlagenregelung für eine Konstanthaltung der Temperatur des im Kühlkreislauf 28 zirkulierenden Wassers.

Das Leitungssystem 18 weist weiterhin Anschlüsse 22 auf, welche beispielsweise im Teillastbetrieb der Verdichter für weitere Einrichtungen wie Heizungsanlagen oder zur Erzeugung von Brauchwasser genutzt werden können. Ebenso ist es mög­ lich, das von der Absorptionskältemaschine 3 erzeugte Kühl­ medium 8 bei Teillastbetrieb über eine Bypass-Leitung 40 zum Betreiben weiterer Klimaanlagen, beispielsweise für einen Rechnerraum, zu nutzen.

Die eingesetzte Absorptionskältemaschine 3 beruht auf dem physikalischen Prinzip, daß Wasser als Kältemittel bei niedrigen Temperaturen und entsprechend tiefen Drücken (Vakuum) verdampft und dabei Wärme von dem Kühlmedium 8 aufnimmt. Der dabei entstehende Wasserdampf wird von einem Absorptionsmittel, bei dem gewählten Ausführungsbeispiel Lithium-Bromid-Sole, angezogen und aufgenommen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die vollhermetisch isolierte Absorp­ tionskältemaschine 3 zwei separate Kessel 34, 35 auf mit im unteren Kessel 35 angeordnetem Absorber 31 und Verdampfer 32, während im oberen Kessel 34 der Verflüssiger 33 und der Generator 30 untergebracht sind. Eine Solepumpe 36 und eine Kältemittelpumpe 37 sorgen für die Zirkulation der Flüssig­ keiten durch das System. Die Arbeitsweise der Absorptions­ kältemaschine 3 vollzieht sich derart, daß im Generator 30 durch Zufuhr von dem Wärmeträger 4 bzw. dem erhitzten Wasser entstammender Wärme das leichter siedende Kältemittel aus der wäßrigen Lithium-Bromid-Solelösung ausgedampft wird. Der Wasserdampf wird in dem von Kühlschlangen des Kühlsystems 28 durchzogenen Verflüssiger 33 kondensiert und danach in einer Drosselleitung auf einen niedrigeren Druck entspannt, so daß er im Verdampfer 32 unter Wärmeaufnahme verdampft. Diese Wärmemenge wird dem Kühlmedium 8 bzw. dem zu kühlenden Wasser, welches durch das im Verdampfer 32 befindliche Rohr­ bündel 38 zirkuliert, entnommen, wodurch die Kälteleistung bewirkt ist. Der kalte Wasserdampf wird im Absorber 31 durch die dort versprühten Lithium-Bromid-Sole unter Wärmeabgabe absorbiert und verflüssigt, so daß hier praktisch die im Verdampfer 32 dem Kühlmedium 8 entzogene Wärme als Konden­ sationswärme an das im Kühlkreis 28 geführte Kühlwasser abge­ führt wird. Um den Kreislauf zu schließen, wird die wäßrige Lithium-Bromid-Sole über die Solepumpe 36 zum Generator 30 gepumpt, wo das im Absorber 31 absorbierte Kältemittel in Form von Wasser durch die vom Wärmeträger 4 abgegebene Wärmemenge wieder ausgedampft wird. Die nun wieder regene­ rierte und konzentrierte Lithium-Bromid-Sole gelangt danach in den Absorber 31 zurück, um erneut Wasserdampf aufzunehmen. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades wird die relativ kühle wäss­ rige Lithium-Bromid-Sole aus dem Absorber 31 durch einen zwischengeschalteten Wärmetauscher 38 gepumpt, indem sie die relativ heiße regenerierte Lithium-Bromid-Sole aus dem Gene­ rator 30 kühlt und sich selbst dadurch aufwärmt.

Zusammengefaßt erfolgt die verfahrenstechnische Anwendung derart, daß die von den Verdichtermaschinen entwickelte Abwärme aus dem Abgasstrom entzogen wird, über einen Sekun­ därwärmetauscher auf das Medium Wasser übertragen und zum Betreiben einer Absorptionskältemaschine mit Ausgang Kühl­ wasser als Kühlmedium zur Kühlung der Verdichterhalle über eine lufttechnische Anlage eingesetzt wird. Darüberhinaus kann das der Absorptionskältemaschine entstammende Kühlmedium zur Kühlung aller vorhandenen Objekte über bereits bestehende lufttechnische Anlagen und zur Verbesserung verfahrenstech­ nischer Prozesse, wie bspw. zur Kühlung der Ansaugluft der Verdichter und Kühlung der zur Anlage gehörenden Gas-Öl­ kühler, verwendet werden.

Bezugszeichenliste

 1 Raum
 2 Abgasstrom
 3 Absorptionskältemaschine
 4 Wärmeträger
 5 Förderpumpe
 6 Teilstrom
 7 Wärmetauscher
 8 Kühlmedium
 9 Außenluft
10 Klimaanlage
11 Wärmetauscher
12 Ableitungseinrichtung
13 Generator
14 Regelklappen
15 Abzweigleitung
16 Ventilator
17 Ableitungseinrichtung
18 Leitungssystem
19 Leitungssystem
20 Förderpumpe
21 Ventil
22 Anschlußleitung
23 abgekühlte Außenluft
24 Lüftungsgitter
25 Lüftungsgerät
26 Radialventilator
27 Kanalsystem
28 Kühlkreislauf
29 Kühlturm
30 Generator
31 Absorber
32 Verdampfer
33 Verflüssiger
34 oberer Kessel
35 unterer Kessel
36 Solepumpe
37 Kältepumpe
38 Rohrbündel
39 Wärmetauscher
40 Bypass-Leitung

Claims (22)

1. Verfahren zur Begrenzung der Raumtemperatur bei in ge­ schlossenen Räumen (1) angeordneten, Abwärme entwickelnden Antriebsmaschinen, wie beispielsweise in Hallen untergebrach­ ten Verdichtern zur Kompensation der Druckverluste von in Pipelines gefördertem Erdgas, wobei die anfallende Abwärme als Abgasstrom (2) aus dem Raum (1) abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abgasstrom (2) zumindest ein Teil der von den Antriebsmaschinen entstammenden Abwärme entzogen und zum Betreiben einer für die Raumkühlung vorgesehenen Ab­ sorptionskältemaschine (3) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Abgasstrom (2) entzogene Wärmemenge über einen Wärme­ träger (4), vorzugsweise Wasser, der Absorptionskältemaschine (3) ggf. mittels einer Förderpumpe (5) zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger (4) in einem geschlossenen Kreislauf, vorzugs­ weise im Gegenstrom zum Abgasstrom (2) zirkuliert.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Wärmeträger (4) übertragende Wärmemenge einem von dem Abgasstrom (2) abgezweigten, ggf. regelbaren Teil­ strom (6) entnommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragung zwischen Teilstrom (6) und Wärmeträger (4) mittels eines Wärmetauschers (7) erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Teilstroms (6) nach dem Wärmeentzug auf einen Wert oberhalb von 180°C, vorzugsweise oberhalb von 200°C begrenzt gehalten wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vorlauftemperatur des Wärmeträgers bzw. des erhitzten Wassers auf einen Wert von etwa 125°C begrenzt oder konstant gehalten wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein bestehendes Kühlmedium (8), vorzugs­ weise Wasser, von der Kaltseite der Absorptionskältemaschine (3) her einer für die raumseitige Einleitung von gekühlter Außenluft (9) vorgesehenen Klimaanlage (10) zugeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium (8) in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert und die Kühlung der von der Klimaanlage (10) geförderten, in den zu kühlenden Raum (1) geleiteten Außenluft (9) mittels eines Wärmetauschers erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die der Absorptionskältemaschine zugeführte Menge an Wärmeträger (4) bzw. an erhitztem Wasser durch die Vorlauf­ temperatur des Kühlmediums (8) lastabhängig geregelt wird, mit maximaler Fördermenge im Vollast- und abgesperrter Zuführung im Nullastbetrieb.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die überschüssige Wärmemenge des Werbe­ trägers (4) zum Betreiben weiterer Einrichtungen, beispiels­ weise Heizanlagen, oder zur Erwärmung von Brauchwasser und/oder das Kühlmedium (8) zumindest im Teillastbereich der Antriebsmaschinen zum Betreiben weiterer Klimaanlagen genutzt wird.

12. Vorrichtung zur Begrenzung der Raumtemperatur bei in ge­ schlossenen Räumen (1) angeordneten, Abwärme entwickelnden Antriebsmaschinen, wie beispielsweise in Hallen unterge­ brachten Verdichtern zur Kompensation der Druckverluste von in Pipelines gefördertem Erdgas, wobei die anfallende Abwärme als Abgasstrom (2) über eine Ableitungseinrichtung (12), bei­ spielsweise einen Abgaskamin, in die Atmosphäre abgeleitet wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Strö­ mungsweg des Abgasstromes (2) ein Wärmetauscher (7) angeord­ net ist, der sekundärseitig mit dem Generator (30) bzw. Aus­ treiber einer für die Raumkühlung vorgesehenen Absorptions­ kältemaschine (3) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ableitungseinrichtung (12) eine von einem vorzugsweise mittels Regelklappen (14) regelbaren Teilstrom (6) des Abgas­ stromes (2) durchströmte Abzweigleitung (15) vorgesehen ist, in welcher der Wärmetauscher (7) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzug des Teilstroms (6) von dem Abgasstrom (2) mittels einem vorzugsweise einseitig saugenden Ventilator (16), bei­ spielsweise eines Radialventilators und/oder die Ableitung des Teilstromes (6) nach erfolgtem Wärmeaustausch über eine zweite Ableitungseinrichtung (17), beispielsweise einen Abgaskamin, in die Atmosphäre erfolgt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der sekundärseitige Wärmeträger (4) des Wärmetauschers (7) Wasser ist, welches in einem geschlossenen Leitungssystem (18) geführt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß für die Umwälzung des Wärmeträgers (4) bzw. des erhitzten Wassers eine in das Leitungssystem (18) zwischengeschaltete Förderpumpe (5), vorzugsweise eine Zwillingspumpe vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Regelung zur Begrenzung oder Konstanthal­ tung der Wasservorlauftemperatur auf 125°C vorgesehen ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kaltseite der Absorptionskälte­ maschine (3) ein geschlossenes Leitungssystem (19) für ein Kühlmedium (8), vorzugsweise Wasser, vorgesehen ist mit zwischengeschaltetem Wärmetauscher (11), welcher innerhalb einer für die raumseitige Zuführung von gekühlter Außenluft (9) vorgesehenen Klimaanlage (10) angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem (19) für das Kühlmedium (8) vorzugsweise mindestens eine als Zwillingspumpe ausgebildete Förderpumpe (20) aufweist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgesehenen Wärmetauscher (7, 11) als vorzugsweise im Gegenstromverfahren betriebene Rohr­ bündelwärmetauscher ausgebildet sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem (18) für den sekun­ dären Wärmeträger (4) bzw. für das erhitzte Wasser ein durch die Vorlauftemperatur des Kühlmediums (8) bzw. des gekühlten Wassers lastabhängig geregeltes Ventil (21) aufweist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem (18) für den sekun­ dären Wärmeträger (4) bzw. für das erhitzte Wasser mit ggf. absperrbaren Anschlußleitungen (22) für weitere Einrichtun­ gen, beispielsweise Heizungsanlagen oder Brauchwassereinrich­ tungen, versehen ist und/oder das Leitungssystem (19) für das Kühlmedium (8) mindestens eine Bypass-Leitung (40) zum Betreiben weiterer Klimaanlagen aufweist.