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Energieerzeugungsanlage für Molkereien und ähnliche Betriebe mit Energieverbrauchern
Die Energieverbraucher. einer Molkerei sowie zahlreicher anderer Betriebe lassen
sich in drei Gruppen aufteilen: erstens Arbeitsmaschinen u ' nd Geräte"die
einen Kraftantrieb erfordern, zweitens Wärmeverbraxicher und drittens Kälteverbraucher.
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Für. die Versorgung dieser Energieverbraucher sind Anlagen verschiedener
Art be-Icannt. Im einen Falle sind betriebseigene Energieerzeugungsanlagen, insbesondere
Dam#fkraftanlagen, Üblich, im anderen Falle elektrische Anlagen, bei ;denen die
erforderliche Energie von einem ÜberlancInetz o. dgl. als Fremdsttorn bezogen wird.
Somit müssen auch,dieEnergieverbraucher selbst so ausgebildet sein, daß sie im einen
Falle durch Dampfenergie, im anderen Falle durch elektrische Energie betreibbar
sind.
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Gegenstand,der Erfindung ist eine Energieanla.ge für Molkereien und
ähnliche Betriebe mit Energieverbrauchern, welche ihre Energie teils in Form von
Elektrizität, teils in Form von Wärmeund teils in Form von Kälte gebrauchen, und
mit einer betriehseigenen, insbesondere zur Erzeugung der erforderlichen Elektrizität
dienenden Dampfkraftanlage, deren Ab-dampf zum Betrieb der Wärmeverbraucher nutzbar,-gemacht
wird. Erfindungsgemäß ist diese Ehergieanlage derart eingerichtet, daß zur Erzeugung
der benötigten Kälteenergie Absorptionskältemaschinen vorgesehen sind und daß zur
Beheizung dieser Absorptionskältemaschinen und vorzugsweise auch aller oder einzelner
Wärmeverbraucher wahlweisesowohl elektrische Energie als auch Ali,dampf verwendet
werden kann.
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Es ist an sich bereits bekannt, den Antrieb einer Maschine so,einzurichten,
daß diese wahlweise mit verschiedener Energieform betrieben werden kann. So ist
es beispielsweise bekannt, bei Dampfkraftbetrieben zum Antrieb von Pumpen und anderen
Hilfsmaschinen gleichzeitig sowohl einen Elektromotor als als auch eine vom A.b.dampf
einer Hauptturbine gespei##te Hilf sturhine vorzusehen und je nach den vorliegenden
Betriebsverhältnissen wahlweise. entweder den Elektr omotor oder die Hilfsturbine
zum Antrieb der Hilfsmaschinen zu verwenden. Erst durch die Energieanlage nach
. der Erfind-ung ist es jedoch möglich, in Molkereianlagen und ähnlichen
Betrieben, auf deren besondere Betriebsbedingungen die angeführten bekannten Anlagen
in keiner Weise Bezug nehmen und in denen man bisher meist dien Kompressionskältemaschinen
den Vorzug gegenüber den Absorptionskältemaschinen gegeben hat, Absorptionskältemaschinen
derart mit Vorteil zu verwenden, daß gegenüber bekannten Molkereianlagen eine wesentlich
bessere Energiewirtschaft und eine erhebliche Erhöhung der Betriehssicherheit- erzielt
wird.
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.Zur Darlegung der durch die Erfindung erzielbaren Vorteile soll im
folgenden zunächst
die Energiewirtschaft -der bisher für Molkereien
und ähnliche Betriebe bekannten Anla-en erläutert werden.
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Bei Dampfkraftanlagen wird die von einem Dampfkessel gelieferte Energie
den einzelnew# Energieverbrauchern gewöhnlich in folgender*;' .
Weise zugeführt-Die
einen Kraftantrieb erfordernder Arbeitsmaschinen und Geräte werden von Dampfkraftmaschinen
(Dampfmaschinen oder Dampfturbinen) entweder unmittelbar über Transmissionen oder
auch durch Umwandlung der Energie in elektrische Energie über Elektromotoren angetrieben.
Auch zur Erzeugung der Kälteenergie für die Kälteverbraueher werden durchweg Kraftantriebe
verwendet (Kompressionskältemaschinen). Zur Erzeugung der Wärmeenergie dagegen wird
der Dampf- selbst verwendet. Gewöhnlich wird die Dampfkraftmaschine zur besseren
Ausnutzung des Dampfes als Gegendruckinaschine ausgeführt, wobei der Abdainpf der
Gegendruckniaschine zur Beheizung der Wärme-verbraticher verwendet wird.
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Somit wird also die gesamte im Betrieb erforderliche Energie durch
Dampf aufgebracht. Die im Dampfkessel erzeugte Energie wird zunächst in einer Dampfmaschine
oder Dampfturbine in mechanische Energie umgesetzt, welche für die einen Kraftantrieb
erfordernden Maschinen sowie für die Kälteerzeugung verwendet wird, während der
Ab-
dampf der Dampfkraftmaschine noch für die Wärineverbraucher ausgenutzt
wird.
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Trotz der zweifachen Ausnutzung der Dampfkraft ist aber eine solche
Energiewirtschaft in Moll,--ereien nicht besonders vorteilhaft. Die Ursache hierfür
liegt in dem unreg elmäßigen, absatzweisen Energieverbrauch der verschiedenen Maschinen
und Geräte. So kommt es beispielsweise vor, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt besonders
viel inechanische Energie zum Antrieb von Butterfertigern, Kältemaschinen usw. erforderlich
ist, während die Wärmeverbraucher zum großen Teil oder gar vollkommen stilliegen.
Die Dampfkraftmaschine verbraucht dann sehr viel Frischdampf und liefert auch entsprechend
viel #,bdampf. Da dieser Abdampf aber von den Wärmeverbrauchern kaum oder überhaupt
nicht benötigt wird, muß er ins Freie geblasen werden. Umgekehrt liegt der Fall,
wenn viele Wärmeverbraucher, z. B. Pasteurisiereinrichtungen, Flaschenspüleinrichtungen
u. dgl., in Betrieb - sind, aber wenig mechanische Kraft benötigt
wird; dann reicht der von der Dampfkraftmaschine in nur geringem Maße anfallende
Abdampf nicht aus, um die Wärmeverbraucher hinreichend zu versorgen, so daß den
Wärmeverhrauchern zusätzlich Frischdampf zugeführt werden muß, der durch Drosselorgane
o. dgl. auf den niedrigen Druck des Abdampfes entspannt wird.
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Infolge dieser verhältnismäßig schlechten .'Ausnutzung der Dampfenergie
haben sich die Holkereien mehr und mehr auf elektrischen Betrieb umgestellt und
die erforderliche elektrische Energie für sämtliche Energieverbraucher als Fremdstrom
von einem Überlandnetz o. dgl. bezogen. Für die Wärmeerzeugung jedoch wurde der
teure Frerndstroni gewöhnlich nicht verwendet, vielmehr wurde' die Wärmei-als heißes
Wasser in eigens hierfür bestimmten Kesseln erzeugt. Außerdem wurden hierbei die
Milcherhitzer durchweg, im Wärmeaustauschverfahren -betrieben, indem die aus dem
Milcherhitzer austretende aufgeheizte Milch zum Vorwärmen der dein Erhitzer zuzuführenden
kalten Milch verwendet wird. Hierdurch wurde erreicht, -daß der elektrische Betrieb
der Molkerei tro'tz des teuren Fremdstromes wirtschaftlicher und vorteilhafter als
der Dampfbetrieb ist, da sowohl der Kraft- als auch der Wärrnebezug stets -weitgehend
dem jeweiligen Energiebedarf angepaßt werden kann.
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Zur weiteren Erhöhung,der Wirtschaftlichkeit könnte man nun daran
-denken, auch bei Eigenerzeugungsanlagen, also bei Dampfkraftanlagen, Wärmeaustanscher
zu verwenden und den früher überschüssigen Abdampf dadurch auszunutzen, idaß die
benötigte Kälte nicht mehr durch Kraft, sondern unter Verwendung von Absorptionskältemaschinen
.durch Wärme erzeugt wird. Hierfür würde jedoch im allgemeinen der Abdampf nicht
ausreichen, da infolge des nunmehr nach Fortfall der zur Kälteerzeugung erforderlichen
Kraft erheblich kleineren Kraftbedarfs weniger Abdampf zur VerfÜgung steht, dagegen
von der Absorptionsmaschine zusätzlich erhebliche Dampfmengen benötigt werden.
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Werden jedoch gemäß der Erfindung zur Erzeugung der benötigten Kälteener
'gie Absorptionsinaschinen vorgesehen, und zwar derart, daß zur Beheizung dieser
Absorl)-tionskältemaschinen und vorzuggsweise auch aller oder einzelner Wärmeverbraucher
walilweise sowohl -elektrische Energie als auch Ab-
dampf verwendet werden
kann, so ist die Ausnutzungsmöglichkeit der Energie gafiz erheblich günstiger. Die
Speisung -der mit Dampfenergie zu beheizen-den Wärmeverbraucher kann idurch Frischdampf
oder auch durch den Abdampf einer beliebigen Dampfkraftmaschine erfolgen, während
zur Speisungder mit elektrischer Energie zu beheizenden Wärmeverbraucher ein beliebiges
betriebseigenes oder auch -fremdes Versorcyt.n-snetz herang e t' gezogen werden
kann.
Der Betrieb der Anlage nach der Erfindung gestaltet sich etwa
folgen-dermaßen: Es sei angenommen, daß in einem bestimmten Zeitpunkt die I,,xaftantriebe
sämtlich elektrisch arbeiten, während von den vorhandenen Wärme- und bzw. oder Kälteerzeugern
ein Teil Jurch Abdampf und die übrigen gleichzeitig durch Elektrizität betrieben
werden. Das Verhältnis des elektrischen Energieumsatzes zu der unmittelbar als Dampf
verwerteten Energiemenge sei hierbei augenblicklich so gewählt, daß der gesamte
von der Darnpfkraftmaschine anfallende Abdampf ausgenutzt wird. Die Anlage befindet
sich somit hinsichtlich der Energieverwertung im ausgeglichenen Zustand.
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Wird jetzt beispielsweise einer der Abdampfverbraucher stillgesetzt,
so ist ein Abdampfüberschuß vorhanden, der einen Verlust darstellt. Zur Vermeidung
dieses" Verlustes kann aber bei der Anlage nach der Erfindung ohne weiteres irgendeiner
der bisher elektrisc,h betriebenen Wärmeverbraucher ganz oder teilweise auf Abdampfbetrieb
umgestellt werden. Diese Änderung der Energieverteilung, die' sowohl eine Verringerung
des Frischdampfverbrauches und somit der anfallend-en Abdampfmenge als auch eine
Erhöhung der Abdampfausnutzung darstellt, wird so weit geführt, bis wieder das ursprüngliche
gleiche Verhältnis zwischen Abdampfbedarf und Frischdampfverbrauch hergestellt ist.
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Bestehen ih einem Ivlolkereibetrieb - die Energieverbraucher
in üblicher Weise aus Kraftantrieben, Wärnleerzeugern und Kälteerzeugern, so ist
es zweckmäßig, alle Kraftantriebe oder zumindest einen Teil derselben elektrisch
zu betreihen, während für den wahlweisen Energiebetrieb, vornehmlich die Wärrnetrzeuger
oder die Kälteerzeuger oder beide bestimmt werden. In den meisten Fällen wird es
bei einer solchen Aufteilung sogar möglich sein, die Kraftantriebe ausschließlich
für elektrischen Betrieb auszulegen, so:daß lediglich die Wärme- und Kälteerzeuger,
gegebenenfalls sogar nur die einen von beiden für den wahlweisen Energiebetrieb
eingerichtet-zu werden brauchen.
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Die Ausführung der für wahlweisen Energiebetrieb bestimmten Energieverbraucher,
beispielsweise Pasteurisiergeräte, kann so getroffen werden, daß in einem einzigen
Gerät z-weierlei Beheizungseinrichtungen vorgesehen sind, von denen jeweils entweder
die eine oder die andere oder aucl# beide gleichzeitig in verschieden hohem Maße
zur Energieabgabe herangezogen werden können. Es können aber auch für jede der beiden
Beheizungsarten gesonderte Geräte vorgesehen werden.
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Es ist für die elektrische Beheizung der Wärmeverbraucher nicht unbedingt
erforderlieh, daß die-se selbst mit elektrischen Heizeinric,htungen versehen wei.den,
sondern es ist in weiterer Ausbildung der Erfindung auch möglich, mit Hilfe ;der
Elektrizität zunächst heißes Wasser zu erzeugen und erst dieses dem Wärmeverbraucher
zuzuführen. Die bauliche Ausführung der Wärmeverbraucher kann hierdurch erhebilich
vereinfacht *erden.
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Die Verteuerung der gesamten Anlage durch #die teilweise in Son#derausführun.g
oder in doppelter Ausführung erforderlichen Geräte wird als eine einmalige Ausgabe
durch die fortlaufend erzielbaxe bessere Energie-#virtschaft bei weitem aufgewogen.
Durch den Fortfall der Transmissionen können alle Maschinen und Geräte im Betriebsraum
an beliebiger Stelle, allein nach technologischen Gesichtspunkten, aufgebaut werden.
Ferner aber wird dadurch, daß ein Teil der Geräte sowohl für Abdampfbetrieh als
auch für elektrischen Betrieb vorhanden ist, eine bedeutende Erhöhungder Betriebsbereitschaft
und somit der Betriebssicherheit erzielt.
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Die jeweils erforderliche Umschaltung der wahlweise mit verschiedenartiger
Energie betreibbaren Geräte kann zweckmäßig selbsttätig durch entsprechende Schalt-
und Regeleinrichtungen erfoilgen, welche die einzelnen Energieverbrauc,her jewe#ils
in einem solchen Verhältnis auf die beiden verschiedenartigen Energiequellen aufteilen,
daß der Energiebedarf der durch Abdampf betriebenen Energieverbraucher 4ern Frischdampfverbrauch
der elektrisch betriebenen Energieverbraucher entspr,icht. 1
Bei dem vorstehend
beschziebenen Ausführungsbeispiel einer Anlage- der Erfindung war angenommen worden,
daß der Abdampf ,für die mit Dampf zu beheizenden W4r#m#-verbraucher,der gleichen
Dampfkraftmaschine entnommen wird, die auch die elektrische Energie für dIe zu-gehörigen
elektrisch zu beheizenden Wärmeverbraucher erzeugt. Es gibt aber auch Betriebe,
in denen mehrere an sich voneinander unabhängige Dampfkraftmaschinen vorhanden sind.
In diesem Falle ist es durchaus möglich, daß - der erfor,derliche Abdampf
einer beliebigen an-deren Dampfkraftmaschine entnommen wird, -auch wenn diese an
sich in keinem Arbeits- oder Bestimmungszusammenhang mit den Maschinen und Geräten
des Betriebes stehen sollte. Auch in diesern Falle kann also gemäß der Erfindung
eine Verbesserung der Energiewirtschaft erzielt werden.
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Erwähnt sei noch, daß bei den erfindungsgemäß ausgeführten Energieanlagen,
bei welchen älso zur Beheizung der Absorptionskälteinaschinen und vorzugsweise auch
aller oder einzelner Wärmeverbraucher wahlweise
sowohl elektrische
Energie als auch Abdampf verwendet werden kann, u. U. zusätzlich auch noch
irgendwelche sonstigen der hisher elektrisch betriebenen Energieverbrauc#her in
für andere Zwecke bekannter Weise für wählweisen Energiebetrieh eingerichtet werden
können.