DE69618805T2 - Verfahren und vorrichtung zum erzeugen von kälte - Google Patents
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Kühlleistung, bei dem die Kühlleistung durch ein Absorptionsaggregat erzeugt wird, das Energie von einem Fernheizungssystem bezieht, und mittels einer in einem Rohrleitungssystem zirkulierenden Flüssigkeit an Gebäude verteilt wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Anordnung zum Erzeugen von Kühlleistung.
- Heutzutage werden Gebäude im Allgemeinen durch ein Kühlaggregat auf Basis eines Kompressoraggregats gekühlt, wobei die Kühlaggregate auf ihre Verwendungsstellen verteilt sind. Kühlleistung wird in ihnen aus Elektrizität erzeugt. Der Anteil der Kühlung von Gebäuden am Elektrizitätsverbrauch ist nun von ziemlicher Bedeutung, z. B. erreicht der Elektrizitätsverbrauch in südeuropäischen Ländern im Sommer Spitzenwerte. Hinsichtlich der Erzeugung entsteht der Verbrauch außerdem zu einer ungünstigen Zeit. Für die unvermeidlich in Zusammenhang mit der Erzeugung von Energie entstehende Wärme bleibt kaum eine andere Nutzung als die Erzeugung von Warmwasser, und deshalb muss sie kondensiert und Wasserleitungen zugeführt werden z. B. mittels Solekondensatoren oder mittels Kühltürmen an die Luft abgegeben werden.
- Kühlleistung könnte auch durch Abwärme, die bei der Elektrizitätserzeugung anfällt, in so genannten Absorptionsaggregaten erzeugt werden, von denen die bekanntesten Lithiumbromid- /Wasser- und Ammoniak-/Wasser-Aggregate sind. Der Elektrizitätsverbrauch und somit z. B. CO&sub2;-Emissionen könnten mit diesen Aggregaten gesenkt und die Abwärme, die jetzt vollkommen verschwendet wird, könnte genutzt werden.
- Die US-A-4134273 beschreibt ein typisches Absorptionsaggregat, das zur Heizung und Kühlung eines Hauses vorgesehen ist.
- Die bevorzugte Weise der Erzeugung von Kühlung ist ein so genanntes Fernkühlungssystem, bei dem Kühlleistung konzentriert in Kraftwerken erzeugt und an die Verbraucher über ein Rohrleitungssystem in der gleichen Weise wie die Fernwärme geliefert wird. Dies hat eine vorteilhafte Auswirkung z. B. auf die Wartungskosten, die bei den derzeitigen verteilten Systemen hoch sind, sowie auf die Zuverlässigkeit, auf den Ausgleich unregelmäßig auftretender Lastspitzen auf niedrigerem Niveau usw.
- Fernkühlungssysteme haben sich jedoch wegen der hohen Investitionskosten nicht allgemein durchgesetzt. Obwohl der Kilowattstundenpreis der auf diese Weise erzeugten Kühlung im Vergleich zum Elektrizitätspreis niedrig ist, ist die Anzahl der Betriebsstunden in den Klimazonen, in denen sich der Bau von Fernheizungssystemen rentiert, so gering, dass die Investitionskosten nicht abgedeckt werden. In Finnland z. B. sind solche Systeme deshalb nicht gebaut worden. Die Mehrzahl von ihnen ist in Japan, Korea und in den USA vorhanden.
- Die finnische Patentanmeldung 940,342 (WO-A-9520134, EP 0740761) lehrt ein Dreirohrsystem, durch das die Kosten des Verteilungssystems erheblich reduziert werden können. Außerdem lehrt die finnische Patentanmeldung 940,343 (WO-A-9520135, EP 0772754) ein System, bei dem die Funktionen der Wärmetauscher kombiniert sind, was es möglich macht, die Investitionskosten für die einzelnen Gebäude erheblich zu senken. Des Weiteren lehrt die finnische Patentanmeldung 940,344 (WO-A-9520133, EP 0740760) ein System, bei dem das Rücklaufwasser des Fernheizungs-/kühlungssystems als vom Absorptionsaggregat benötigtes Kondenswasser verwendet wird, wodurch im Kraftwerk kein Kühlturm oder ein anderer Kondensator erforderlich ist. Dies verringert die Investitions- und Betriebskosten bei der Erzeugung von Fernkälte.
- Die obigen Maßnahmen machen den Bau von Fernkühlungssystemen in neuen Siedlungen, in denen alle zu kühlenden Gebäude an das System angeschlossen sind, rentabel. Der Anteil solcher Baumaßnahmen ist jedoch in Industrieländern gering und der Anteil an der Gesamtzahl der Baumaßnahmen wird kleiner. Bei den meisten Baumaßnahmen handelt es sich um den Ausbau oder um Renovierungen in bereits bestehenden Siedlungen. Es ist dann nicht möglich, eine wesentliche Anzahl Gebäude gleichzeitig an ein Fernkühlungssystem anzuschließen, wenn ein System in diesem Gebiet gebaut wird. Eine kleine Anzahl angeschlossener Gebäude reicht nicht aus, die Investitionskosten eines Fernkühlungssystems und die Kosten der Erzeugung von Fernkälte abzudecken, was den Bau von Fernkühlungssystemen in bestehenden Siedlungen verhindert.
- Ein ähnliches Problem hat sich beim Bau von Fernheizungssystemen gestellt. Das Problem ist durch bewegliche Heizstationen gelöst worden, in denen Wärme für nur ein begrenztes Gebiet erzeugt wird, so dass die Kosten für ein Verteilungssystem niedrig geblieben sind und sich sofort amortisiert haben. Nach dem Anschluss einer hinreichenden Anzahl Gebieten wird ein Hauptnetz gebaut und die Gebiete werden über das Netz an das Kraftwerk angeschlossen. Die beweglichen Heizstationen werden in neue Gebiete verlagert oder im bisherigen Gebiet als Heizstationen für maximale Wärmenachfrage belassen. Diese Idee lässt sich nicht problemlos auf den Bau eines Fernkühlungssystems anwenden. Es ist richtig, dass die Kosten für den Bau eines Hauptnetzes entfallen, aber die Verwendung des Rücklaufwassers als Kondenswasser ist hier nicht möglich. Aus diesem Grund sollten Kühltürme, das Grundwasser etc. genutzt werden. Es ist jedoch z. B. aus Gründen der Architektur, wegen Platzmangels usw. häufig unmöglich, Kühltürme in städtischen Gebieten zu errichten.
- Einige Kraftwerke des obigen Typs auf Basis von Absorptionsaggregaten sind gebaut worden und arbeiten unter technischen Gesichtspunkten gut, allerdings ist ihre Konkurrenzfähigkeit im Vergleich zur Kompressorkühlung fraglich, und je geringer die Anzahl der Betriebsstunden (d. h. in Zonen mit mildem und kaltem Klima, in denen Fernheizsysteme üblich sind), umso weniger konkurrenzfähig werden sie. Der Grund hierfür ist, dass die Investitionskosten für eine Absorptionswärmepumpe, einen Kühlturm und ein Verteilungssystem viel höher sind als die Kosten des entsprechenden Kompressoraggregats. Selbst wenn die Energie, d. h. die Wärme, nahezu kostenlos und die vom Kompressoraggregat verbrauchte Elektrizität teuer ist, reicht eine Verringerung der Betriebskosten nicht aus, die Differenz zu den Investitionskosten auszugleichen, wenn die Anzahl der Betriebsstunden nicht hoch genug ist. Die Situation verschlechtert sich mit einer ausgeprägten kurzzeitigen Lastspitze des Kühlbedarfs, wobei diese Spitze dem mehr als Doppelten der durchschnittlichen Last während einer Kühlperiode entspricht. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass in der milden und kalten Zone die Auslegungsaußentemperatur nur nachmittags an wenigen Tagen im Jahr herrscht. Die durchschnittliche Kühllast ist ebenfalls kurzfristig. Anders als Heizung ist Kühlung nicht rund um die Uhr erforderlich, sondern nur mittags und nachmittags. Da der Elektrizitätsverbrauch in Ländern in kalten und milden Zonen im Winter Spitzenwerte erreicht, lassen sich hohe Investitionskosten nicht - wie in Ländern in der heißen Zone - durch eine Senkung der Investitionen in Maschinen zur Elektrizitätserzeugung rechtfertigen. Nur wenige solcher Kraftwerke sind deshalb in Mittel- und Nordeuropa für Erprobungs- und Forschungszwecke gebaut worden, obwohl sie in der heißen Zone üblich sind.
- Das obige System wird beispielsweise in der gleichzeitig eingereichten finnischen Patentanmeldung 954,949 (WO-A-9714917, EP 0856131) beschrieben. Das Dokument offenbart außerdem ein System, bei dem die Investitionskosten erheblich verringert werden können und die Zuverlässigkeit der Anlage im Vergleich zum Stand der Technik verbessert werden kann. Diese Vorteile werden erzielt, indem die Spitzenlast durch Verdunstungskühlung in den Klimatisierungseinheiten eines Gebäudes gesenkt wird und indem die täglichen Verbrauchsschwankungen ausgeglichen werden, indem das System mit einem Behälter ausgerüstet wird, aus dem Leistung, die über Nacht oder während einer anderen Zeit, in der kein Verbrauch oder minimaler Verbrauch vorliegt, gespeichert wurde, am Tag während einer Verbrauchsspitze entnommen wird.
- Die Verdunstungskühlung und vor allem der Behälter verursachen natürlich zusätzliche Kosten, die jedoch wesentlich niedriger sind als die Einsparungen, die durch Verkleinern der Absorptionswärmepumpe, des Sprühturms, des Rohrleitungssystems etc. erzielt werden können. Allerdings wird dadurch die Wettbewerbsfähigkeit des Systems im Vergleich zur Kompressorkühlung verschlechtert.
- Bei dem in der oben genannten finnischen Patentanmeldung beschriebenen System wird der Verbrauch von Elektrizität im Sommer durch die Nutzung von Abwärme, die sonst im Sommer nahezu vollständig verschwendet wird, ausgeglichen und das System egalisiert die Verwendung der Abwärme über eine Zeitspanne von 24 Stunden. Dies macht die Energieerzeugung preiswerter. Investitionen in das Fernheizungsnetz und die Erzeugung von Wärme werden jedoch von der im Winter verbrauchten Wärme bestimmt.
- Die Investitionen in die Erzeugung und Verteilung von Wärme werden durch den Spitzenverbrauch bestimmt, der in erster Linie von der Außentemperatur abhängt. Die Auslegungs-Außentemperatur liegt jedoch relativ selten vor. Die Auslegungstemperatur für z. B. Helsinki beträgt -26ºC. Diese Temperatur herrscht jedoch durchschnittlich während weniger als 18 Stunden im Jahr. Eine Temperatur von 20ºC oder darunter wiederum herrscht durchschnittlich während 88 Stunden, während die gesamte Heizperiode je nach Gebäude etwa 5000 bis 6500 Stunden dauert. Die Situation ist also dem Sommer sehr ähnlich. Die Kurve der Temperaturdauer weist einen hohen Spitzenwert von kurzer Dauer auf.
- Hinsichtlich der Erzeugung und Verteilung von Wärme wird die Situation durch Schwankungen im Verbrauch über einen Zeitraum von 24 Stunden verschlechtert. Etwa die Hälfte der Gebäude wird nur während der Arbeitszeit benutzt. In solchen Gebäuden wird die Belüftung während der Nacht und der Wochenenden normalerweise eingestellt oder auf ein Minimum eingeregelt. Der Anteil der Belüftung am Wärmeverbrauch eines durchschnittlichen Gebäudes beträgt etwa die Hälfte, aber in diesen Gebäuden variiert der Wärmeverbrauch während einer Zeitspanne von 24 Stunden kontinuierlich zwischen 50% und 100%. Dies erhöht die Differenz zwischen dem Durchschnitts- und dem Spitzenverbrauch an Wärme zusätzlich. Die Innentemperatur eines solchen Gebäudes wird außerdem häufig abgesenkt, wenn das Gebäude nicht benutzt wird, was die Situation sogar noch weiter verschlechtert.
- In den letzten Jahren wurde festgestellt, dass die ergriffenen Energiesparmaßnahmen die Situation sogar noch schlechter gemacht haben. Der jährliche Wärmeverbrauch ist während der vergangenen 20 Jahre drastisch gesunken. Der Spitzenverbrauch dagegen ist bei weitem nicht so stark zurückgegangen. Hierfür gibt es mehrere Gründe. Der wichtigste Grund ist vielleicht, dass Wärme nicht in vollem Umfang während der Spitzenlast wiedergewonnen werden kann, da die Gefahr des Einfrierens besteht. Ein anderer Hauptgrund ist, dass die Innentemperatur abgesenkt wird, wenn die Gebäude nicht benutzt werden.
- Was die Erzeugung und Verteilung von Wärme betrifft, ist die Situation schwierig. Ein Heizkraftwerk und ein Verteilungssystem sollten entsprechend dem Spitzenverbrauch ausgelegt werden, ihr durchschnittlicher Nutzungsgrad würde jedoch dann bei etwa 25% bis 35% liegen. Darüber hinaus verschlechtert sich die Situation immer mehr.
- In der Praxis werden das Kraftwerk und das Verteilungssystem, deren Bau teuer ist, nicht im Hinblick auf die Spitzenlast, sondern für eine wesentlich niedrigere Leistung ausgelegt. Die Spitzenleistung des Wärmeverbrauchs wird in Heizstationen erzeugt, die während der maximalen Heiznachfrage eingesetzt werden, wobei die Heizstationen an verschiedenen Teilen des Verteilungssystems angeordnet werden und ihr Anteil an der Gesamtheizleistung wahlweise hoch ist. In Helsinki ist beispielsweise der Umfang, in dem Heizstationen für den maximalen Bedarf eingesetzt werden müssen, gering und liegt höchstens bei einigen Dutzend Stunden pro Jahr. Der Einheitspreis der in ihnen erzeugten Wärme ist wegen der hohen Investitionskosten sehr hoch.
- Bei einer in der gleichzeitig eingereichten finnischen Patentanmeldung 954,950 (WO-A-9714918, EP 0856132) beschriebenen Anordnung kann die tägliche Schwankung des Wärmeverbrauchs so ausgeglichen werden, dass die mit dem System verbundenen Gebäude keinerlei Wärme aus dem Fernheizungsnetz entnehmen und in manchen Fällen sogar Leistung an das Fernheizungsnetz liefern können, wenn der Verbrauch in den anderen Gebäuden maximal ist. Dementsprechend entnehmen sie Leistung aus dem Netz, wenn der Verbrauch in den anderen Gebäuden gering ist. Die Basis des Systems ist, dass ein Behälter zur Speicherung von Kühlleistung sogar zur Speicherung von Heizleistung bei einer Temperatur verwendet wird, die höher ist als die Temperatur der Wärme verbrauchenden Vorrichtungen des Gebäudes. Das System ermöglicht es, die durch die anderen Gebäude verursachten Spitzenlasten auszugleichen und die unwirtschaftlichen Heizstationen für maximalen Bedarf zu verkleinern oder sie sogar zu ersetzen.
- Wie oben erwähnt, kann das Rücklaufwasser der Fernheizung aus den derzeitigen Netzen nicht zur Abfuhr zusätzlicher Wärme aus einem Absorptionsaggregat verwendet werden. Eine übliche Temperatur für Rücklaufwasser in einem Auslegungsfall beträgt etwa 40-50ºC. Die Temperatur des zu kondensierenden aus dem Absorber zurückgeführten Wassers beträgt etwa 40-50ºC und sollte auf unter 30ºC gesenkt werden, was natürlich mit dem Rücklaufwasser der Fernheizung unmöglich ist.
- Um zusätzliche Wärme zu kondensieren sind also Kühltürme, geschlossene luftgekühlte Kondensatoren, Solekondensatoren oder dgl. erforderlich, die zusätzliche Kosten verursachen, Elektrizität verbrauchen, Wartungskosten mit sich bringen usw. Ein besonderes Problem ist ihr Raumbedarf, da zusätzlicher Raum in alten Gebäuden im Stadtzentrum schwer zu finden ist. Zu den anderen Problemen zählen beispielsweise Architekturprobleme und Gesundheitsgefahren, wobei letztere mit Kühltürmen und luftgekühlten Kondensatoren in Zusammenhang stehen, deren Temperatur z. B. für das Bacterium legionella ideal ist.
- Die gleichzeitig eingereichte finnische Patentanmeldung 954,951 (WO-A-9714919, EP 0856133) lehrt ein System, bei dem Kondensatoren entweder ganz entfallen können oder zumindest ihre Anzahl and/oder Größe erheblich verringert werden kann, wodurch die Investitionskosten der Maschinen zur Erzeugung der Kühlleistung reduziert werden können. Die Grundidee des Systems ist die Verwendung des Rücklaufs des Kühlsystems eines Gebäudes als Kondenswasser in einem Kühlaggregat, wobei das Rücklaufwasser mit erhöhter Temperatur während des Tages gespeichert und während der Nacht mittels Klimatisierungseinheiten auf seine ursprüngliche Temperatur abgekühlt wird.
- Das Problem speziell bei Absorptionsaggregaten ist die hohe Temperatur des Rücklaufs. Moderne Absorptionsaggregate können Wasser von etwa 80ºC höchstens auf 70ºC abkühlen. Da die Durchflussrate in vielen Teilen eines Fernheizungssystems im Sommer minimal ist, kann der Rücklauf des Absorptionsaggregats normalerweise nicht zu einem Vorlaufrohr zurückgeführt werden, sondern sollte zu einem Rücklaufrohr zurückgeführt werden. Ist die Durchflussrate sogar dort minimal, besteht die Gefahr, dass die Temperatur im Rücklaufrohr auf nahezu 70ºC ansteigt. Dies ist für viele Rücklaufrohre wahrscheinlich zu hoch, für die der Wärmedehnungsausgleich unter Annahme einer Temperatur von 50ºC ausgelegt wurde. Die geschätzte maximale Temperatur ist 60ºC. Der Rücklauf des Fernheizungssystems sollte dann um 10-15ºC abgekühlt werden. Dazu sind ähnliche Kondensatoren wie oben in Zusammenhang mit dem Absorptionsaggregat beschrieben erforderlich, und selbst die von ihnen verursachten Nachteile sind die gleichen, d. h. Kosten, Energieverbrauch, Wartung, Raummangel, Gesundheitsgefahren etc.
- Die Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Systems, mit dem die Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden können. Dies wird durch die Erfindung erreicht. Die Grundidee der Erfindung ist, dass die Temperatur des vom Absorptionsaggregat zurückkommenden Kondenswassers ca. 45ºC beträgt, so dass das Rücklaufwasser des Fernheizungssystems damit abgekühlt werden kann, vorzugsweise auf 60-65ºC. Da die an den Boiler und den Verdampfer des Absorptionsaggregats gelieferte Wärme vom Kondenswasser absorbiert wird, reicht der Wasserdurchfluss mit Sicherheit aus, den Rücklauf des Fernheizungssystems abzukühlen. Das Wasser wird in Abhängigkeit vom Leistungsfaktor und der Temperaturauslegung des Absorptionsaggregats um 5-9ºC erwärmt, d. h. auf 50-55ºC. Diese Art des Temperaturanstiegs bewirkt keinen deutlichen Anstieg der Kosten, unabhängig davon, auf welche Weise das Kondenswasser abgekühlt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des vom Absorptionsteil des Absorptionsaggregates kommenden Kondenswassers so geführt wird, dass es den Rücklauf des Fernheizungssystems abkühlt, bevor das Kondenswasser in einen Kondensator oder Behälter geleitet wird. Die erfindungsgemäße Anordnung wiederum ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des vom Absorptionsteil des Absorptionsaggregates kommenden Kondenswassers zu einem Wärmetauscher geführt wird, der im Rücklaufrohr des Fernheizungssystems angeordnet ist, bevor es zu einem Kondensator oder Behälter geleitet wird, wodurch das Kondenswasser den Fernheizungsrücklauf abkühlt.
- Der Hauptvorteil der Erfindung ist, dass im System für das Rücklaufwasser der Fernheizung entweder keine Kondensatoren benötigt werden oder dass ihre Größe und/oder ihre Anzahl im Vergleich zu den bisher bekannten Lösungen deutlich verringert werden kann. Die obigen Nachteile des Standes der Technik werden entweder völlig beseitigt oder ihre Problematik lässt sich zumindest wesentlich leichter lösen. Es ist besonders wichtig, dass die Kosten des Absorptionsaggregats deutlich gesenkt werden, wodurch die durch Abwärme erzeugte Kühlenergie im Vergleich zur Kompressorkühlung wettbewerbsfähiger wird.
- Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsformen detaillierter beschrieben; es zeigen:
- Fig. 1 ein allgemeines Diagramm, das eine erste Ausführungsform einer Anordnung gemäß der Erfindung darstellt;
- Fig. 2 ein allgemeines Diagramm, das eine zweite Ausführungsform einer Anordnung gemäß der Erfindung darstellt;
- Fig. 3 ein allgemeines Diagramm, das eine dritte Ausführungsform einer Anordnung gemäß der Erfindung darstellt; und
- Fig. 4 ein allgemeines Diagramm, das eine vierte Ausführungsform einer Anordnung gemäß der Erfindung darstellt.
- Fig. 1 zeigt ein Fernheizungsnetz 1-4, ein Absorptionsaggregat 5-16, einen Wärmeübertragungskreis 18-25 einer Klimatisierungseinheit, der Kühlenergie anfordernde Vorrichtungen des Gebäudes darstellt, und ein System der die Kälte verteilenden Rohre 32 und 33.
- Die Funktionsweise des Absorptionsaggregats wird in den gleichzeitig eingereichten Patentanmeldungen WO-A-5714917, WO- A-9714918 und WO-A-9714919 beschrieben, auf die hierin bezüglich der Funktion Bezug genommen wird.
- Die Anordnung von Fig. 1 arbeitet im Prinzip wie im Folgenden beschrieben. Der Teil des von einem Absorptionsteil 10 des Absorptionsaggregats durch das Rohr 13 kommenden Rücklaufwassers, der zur Kühlung des Rücklaufs des Fernheizungssystems benötigt wird, wird durch ein Ventil 50 zu einem in einem Rücklaufrohr 4 angeordneten Wärmetauscher 51 geleitet, wo er das Rücklaufwasser des Fernheizungssystems abkühlt. Vom Wärmetauscher 51 wird das Wasser wieder zum Rohr 13, des Weiteren zu einem Kondensator 14 und durch ein Rohr 15 zu einem Kondensator 8 des Absorptionsaggregats geführt.
- Der Kondensator 14 muss für eine 5-9ºC höhere Vorlaufwassertemperatur ausgelegt werden als ohne einen Kühlkreis 50-51 des Fernheizungsrücklaufs. Die dadurch verursachten Kosten machen jedoch nur einen Bruchteil dessen aus, was anfallen würde, wenn ein vollkommen unabhängiger Kühlkreis mit Kondensatoren, Rohrleitungssystem etc. für das Rücklaufwasser der Fernheizung gebaut werden würde.
- Muss aus Auslegungsgründen oder einem anderen Grund die Temperatur des Kondenswassers des Absorptionsaggregats niedriger als üblich sein, kann ein Anstieg der Temperatur des Kondenswassers aufgrund der Temperatur des Rücklaufs der Fernheizung zu Schwierigkeiten führen. In diesem Fall kann eine Ausführungsform gemäß Fig. 2 verwendet werden. Bei der Ausführungsform wird ein Teil des im Kondensator 14 abgekühlten Wassers durch ein in einem Rücklaufrohr 15 des Kondensators 14 angeordnetes Steuerventil 52 zu einem Rücklaufrohr 13 des Kondensators zurückgeführt. Da die Wassertemperatur in Rohr 15 normalerweise weit unter 30ºC liegt, ist die zum Absenken der Temperatur erforderliche Wassermenge gering, wie auch die Kosten, die durch die Notwendigkeit, den Kondensator 14 größer auszuführen, anfallen.
- Die Temperatur des Rücklaufwassers der Fernheizung, das zum Wärmetauscher 51 kommt, kann deutlich gesenkt und die darin enthaltene Wärme kann von der Ausführungsform gemäß Fig. 3 genutzt werden. Bei der Ausführungsform ist eine Vorheizeinrichtung 54 für warmes Leitungswasser eines/mehrerer Gebäude im Rücklaufrohr 4 vor dem Wärmetauscher 51 angeordnet. In vielen Gebäuden ist der Verbrauch von Leitungswasser so hoch, dass der Wärmetauscher 51 nur zu Bereitschaftszwecken erforderlich ist. Die Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da die meisten Gebäude einen Austauscherkreis 53-55 zur Heizung aufweisen, der im Rücklaufrohr 4 des Fernheizungssystems angeordnet ist. Die eigentliche Funktion des Kreises ist die Absenkung der Temperatur des Rücklaufs während der Heizung. Da der Verbrauch von Leitungswasser in vielen Gebäudetypen stark schwankt, sollte ein Wärmetauscher 54 vorzugsweise über Speicherkapazität verfügen.
- Wie oben angegeben kann die Erfindung in allen System eingesetzt werden, die in den gleichzeitig eingereichten finnischen Patentanmeldungen 954,949 (WO-A-9714917, EP 0856131), 954,950 (WO-A-9714918, EP 0856132) und 954,951 (WO-A-9714919, EP 0856133) offenbart werden, ungeachtet der Art, wie das Kondenswasser abgekühlt wird. Ein Beispiel ist die Ausführungsform von Fig. 4, bei dem das während des Tags erzeugte Warmwasser durch das Rohr 13 zum Behälter 26 geleitet und des Nachts mittels der Wärmeübertragungskreise 18-25 und 35-41 der Klimatisierungseinheiten auf eine Temperatur von ca. 20ºC abgekühlt wird, wobei das Wasser im Absorptionsaggregat 6-16 weiter abgekühlt oder als Kondenswasser im Absorptionsaggregat verwendet werden kann. Die Funktionsweise ist in der finnischen Patentanmeldung 954,951 detailliert beschrieben, so dass hier auf eine Erläuterung verzichtet wird. Es soll nur darauf hingewiesen werden, dass ein Steuerventil in Fig. 4 mit Bezugszeichen 14a gekennzeichnet ist.
- In manchen Fällen wird es erforderlich sein, ein Absorptionsaggregat periodisch zu verwenden, d. h. im Frühjahr oder Herbst, wenn die Kühllast eines Gebäudes gering ist. Das Problem wird vorzugsweise dadurch gelöst, dass das Aggregat nur während der Nacht verwendet und Kaltwasser in einem Behälter 26 gespeichert wird. Während des Tags befindet sich das Absorptionsaggregat im Ruhezustand und die Kühlung erfolgt durch das im Behälter gespeicherte Wasser. Die Klimatisierungseinheiten 18-25 und 35-41 brauchen dann ebenfalls nicht eingesetzt zu werden, da das gespeicherte Wasser eine Temperatur von 20ºC hat.
- Es ist auch möglich, einen Hilfsbehälter für das Rücklaufwasser von 20ºC des Kühlsystems des Gebäudes, das zwischen den Betriebsperioden anfällt, und/oder für das für das während einer Betriebsperiode erzeugte Wasser von 50 bis 55ºC oder für beides bereitzustellen. Sie sind mit an sich bekannten Verrohrungs- und Steuerungsanordnungen angeschlossen und die Anordnungen können je nach der gewählten Einsatzstrategie auf vielerlei Weise variieren. Sämtliche der obigen an sich bekannten Lösungen werden von der Erfindung abgedeckt.
Claims (10)
1. Verfahren zum Erzeugen von Kühlleistung, bei dem die
Kühlleistung durch ein Absorptionsaggregat (5, 8, 9, 10)
erzeugt wird, das Energie von einem Fernheizungssystem bezieht,
und mittels einer in einem Rohrleitungssystem zirkulierenden
Flüssigkeit an Gebäude verteilt wird, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Teil des Kondenswassers aus dem
Absorptionsteil (10) des Absorptionsaggregats den Wasserrücklauf (4)
des Fernheizungssystems abkühlt (51), bevor das Wasser in
einen Kondensator (14) oder Behälter (26) geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
nach dem Kondensator (14) ein Teil des Kondenswassers zurück
zum Kondensator (14) geleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Temperatur Wasserrücklaufs des Fernheizungssystems
verringert (54) wird, bevor die Temperatur durch das
Kondenswasser verringert (51) wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Kondensator (14)
mindestens ein Teil des Kondenswassers zu einem Behälter (26)
geleitet wird, der mit dem Absorptionsaggregat (5, 8, 9, 10)
verbunden ist.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die von den Gebäuden benötigte Leistung
während des Tags aus dem Behälter (26) entnommen wird, in dem
des Nachts kaltes Wasser gespeichert wird.
6. Anordnung zum Erzeugen von Kühlleistung, bei dem die
Kühlleistung durch ein Absorptionsaggregat (5, 8, 9, 10)
erzeugt wird, das Energie von einem Fernheizungssystem bezieht,
und mittels einer in einem Rohrleitungssystem zirkulierenden
Flüssigkeit an Gebäude verteilt wird, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Teil des Kondenswassers aus dem
Absorptionsteil (10) des Absorptionsaggregats zu einem im
Wasserrücklaufrohr (4) des Fernheizungssystems angeordneten
Wärmetauscher (51) geleitet wird, bevor es zu einem Kondensator
(14) oder Behälter (26) geleitet wird, wodurch das
Kondenswasser den Wasserrücklauf des Fernheizungssystems abkühlt.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Teil des Kondenswassers nach dem Kondensator (14) durch
eine Ventileinrichtung (52) an den Kondensator (14)
zurückgeführt wird.
8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Temperatur des Wasserrücklaufs des
Fernheizungssystems vor dem Wärmetauscher (51) mittels eines anderen
Wärmetauschers (54), der zur Erzeugung von warmem Leitungswasser
für das Gebilde konzipiert ist, gesenkt wird.
9. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Kondensator (14)
mindestens ein Teil des Kondenswassers zu einem Behälter (26)
geleitet wird, der mit dem Absorptionsaggregat (5, 8, 9, 10)
verbunden ist.
10. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass kaltes Kondenswasser des Nachts
im Behälter (26) gespeichert wird, und dass der Behälter (26)
am Tag gespeichertes Wasser liefert, um die Gebäude mit
Leistung zu versorgen.
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