WO2006050714A2 - Device for transforming a working medium from a liquid to a vapor state - Google Patents

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Franz-Josef Schulte
Richard Matthias Knopf
Hans Lercher
Manfred Peritsch
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Definitions

  • the preheating section is arranged on the outlet side and the superheating section on the inlet side of the hot gases flowing in from a heat source. Both sections are made of conically wound tubes.
  • An evaporation section is formed as a flow channel section coaxially surrounding both sections, which consists either of a helically wound pipeline or of a bivalve wall of a cylindrical housing. Devices of this type are used to generate large quantities of water vapor under high pressure and at substantially constant operating conditions, for example for the Gewin ⁇ voltage of electrical energy.
  • the working medium flowing through the flow channel 1 it applies that it is fed in at the inlet opening 3 and is introduced directly into the first evaporation section 7 after flowing through the preheating section 6.
  • the radially inward end of the preheating section 6 is connected to the beginning of the first evaporation section 7 by means of a substantially radially arranged short transfer section 10.
  • the working medium is then introduced directly into the second evaporation section 9, the beginning of which is connected to the end of the first evaporation section 7 via a further, substantially radially arranged, short transfer section 11.
  • the remaining portions of the flow channel 1 can z. B. be made of stainless steel. Since no evaporation takes place in these sections, here the risk of the formation of undesirable deposits or corrosion od. Like. Virtually not available.

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Abstract

The invention relates to a device for transforming a working medium from a liquid to a vapor state. The device contains a flow channel (1) for the working medium and a heat source (2) for giving off thermal energy in a preselected direction of propagation (5) and for heating the working medium flowing through the flow channel (1). The flow channel (1) comprises at least three sections, which are located in the direction of propagation (5) and which interact with the thermal energy. A preheateing section (6) provided with at least one inlet opening (3) for the working medium is preferably located furthest away from the heat source (2). A superheating section (8) comprises at least one outlet opening (4) for the working medium transformed into vapor, and at least one first vaporizing section (7) is provided between both sections (6, 8) while permitting the working medium to flow. According to the invention, the first vaporizing section (7) is located next to the heat source (2), whereas the superheating section (8) is placed in an interspaced manner between the preheating section (6) and the first vaporizing section (7).

Description

Vorrichtung zur Überführung eines Arbeitsmediums aus einem flüssigen in einen dampfförmigen ZustandDevice for transferring a working medium from a liquid to a vapor state
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angege¬ benen Gattung.The invention relates to a device angege¬ in the preamble of claim 1 genus.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE 42 16 278 Al) ist der Vorwärm- abschnitt auf der Austrittsseite und der Überhitzungsabschnitt auf der Eintrittsseite der von einer Wärmequelle aus zuströmenden Heißgase angeordnet. Beide Abschnitte sind aus konisch gewickelten Rohren hergestellt. Ein Verdampfungsabschnitt ist als ein beide Abschnitte koaxial umgebender Strömungskanalabschnitt ausgebildet, der entweder aus einer schraubenlinienförmig gewickelten Rohrleitung oder einer zwei- schalig aufgebauten Wand eines zylindrischen Gehäuses besteht. Vorrichtungen dieser Art dienen zur Erzeugung großer Mengen von Wasserdampf unter hohem Druck und bei im wesentlichen konstanten Betriebsbedingungen, beispielsweise für die Gewin¬ nung von elektrischer Energie.In a known device of this type (DE 42 16 278 A1), the preheating section is arranged on the outlet side and the superheating section on the inlet side of the hot gases flowing in from a heat source. Both sections are made of conically wound tubes. An evaporation section is formed as a flow channel section coaxially surrounding both sections, which consists either of a helically wound pipeline or of a bivalve wall of a cylindrical housing. Devices of this type are used to generate large quantities of water vapor under high pressure and at substantially constant operating conditions, for example for the Gewin¬ voltage of electrical energy.
Demgegenüber betrifft die vorliegende Erfindung Vorrichtungen zur Dampferzeugung für Kleinstkraftwerke, insbesondere in Verbindung mit elektromechanischen Wandlern für Kraft/Wärme-Kopplungen zur anteiligen Erzeugung von elektrischer Energie aus z. B. Ölöfen, Gasthermen, Biomasseheizanlagen (Pellets oder Holzbrennöfen) aufweisenden Wärmequellen im Bereich von Gebäudeheizungen. Bevorzugt werden hierbei elektromechanische Wandler verwendet, die mit einem frei schwingenden Kolben, einem sog. Freikolben, und einer fest mit diesem gekoppelten Ankerspule arbeiten (z. B. DE 102 09 858 B4). Für Anwendungen dieser Art ist die oben beschriebene, bekannte Vorrichtung weniger gut geeignet. Grund hierfür ist einerseits ihr vergleichsweise komplizierter Aufbau. Andererseits werden für die genannten Anwendungen Vorrichtungen benötigt, die über eine lange Lebensdauer hinweg weitgehend wartungsfrei betrieben und leicht an unterschiedliche Verhältnisse, insbesondere unterschiedliche Leistungen angepasst werden können, mit denen die genannten Wärmequellen in Abhängigkeit vom jeweiligen Bedarf betrieben werden. Kritisch ist in diesem Zusammenhang zum einen der Verdampfungsabschnitt der Vorrichtung, in dem der Übergang vom flüssigen Zustand in den dampfförmigen Zustand des Arbeitsmediums stattfindet. An der Innenwand dieses Verdampfungs¬ abschnitts bilden sich bei Anwendung üblicher Materialien häufig unerwünschte Ablagerungen, die bei Temperaturwechseln abplatzen können und dann den Betrieb des mit dem Dampf betriebenen elektromechanischen Wandlers beeinträchtigen, indem sie z. B. dessen Kolbenringe, Zylinder od. dgl. beschädigen. Zum anderen sollte sichergestellt werden, dass an keiner Stelle des Strömungskanals eine Maximaltempe¬ ratur von z. B. 550 °C überschritten wird, um eine Verzunderung des Strömungs- kanals zu vermeiden und seine Standzeit zu vergrößern.In contrast, the present invention relates to devices for generating steam for micro-power plants, especially in conjunction with electromechanical transducers for power / heat couplings for the proportionate generation of electrical energy from z. As oil stoves, gas water heaters, biomass heating systems (pellets or wood stoves) having heat sources in the range of building heaters. In this case, electromechanical transducers are preferably used which operate with a freely oscillating piston, a so-called free piston, and an armature coil firmly coupled thereto (eg DE 102 09 858 B4). For applications of this type, the known device described above is less well suited. The reason for this is their comparatively complicated structure on the one hand. On the other hand, devices are required for the applications mentioned, which can be operated largely maintenance-free over a long service life and can be easily adapted to different conditions, in particular different performances, with which said heat sources are operated depending on the particular requirement. Critical in this context, on the one hand, the evaporation section of the device in which the transition from the liquid state to the vapor state of the working medium takes place. On the inner wall of this Verdampfungs¬ section are formed when using conventional materials often undesirable deposits that can flake off when temperature changes and then affect the operation of the operated with the steam electromechanical transducer by z. B. the piston rings, cylinder od. Like. Damage. On the other hand, it should be ensured that at no point of the flow channel a maximum temperature of, for. B. 550 ° C is exceeded in order to avoid scaling of the flow channel and to increase its service life.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei der Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung die Voraussetzungen dafür zu schaffen, dass sie bei den genannten Anwendungen auch dann wartungsarm und dennoch betriebssicher arbeitet, wenn sie in Abhängigkeit vom Bedarf mit unterschiedlichen Leistungen betrieben wird.The invention is therefore based on the object to create in the device of the type described in the conditions that it also operates low maintenance and yet reliable in the applications mentioned when it is operated depending on the needs with different services.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.To solve this problem, the characterizing features of claim 1.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass derjenige Abschnitt des Strömungs¬ kanals, nämlich der Verdampfungsabschnitt, der jeweiligen Wärmequelle am nächsten und damit an einer Stelle liegt, wo die meiste Wärmeenergie benötigt wird bzw. wo von dem den Strömungskanal durchströmenden Arbeitsmedium die meiste Energie aufgenommen wird. Dagegen ist der Überhitzungsbereich, in dem der bereits trockene Dampf lediglich stärker erhitzt wird, weiter von der Wärmequelle entfernt. Er befindet sich daher zwar auf einem etwas kühleren Temperaturniveau, doch reicht dieses aus, um den Dampf auf seine gewünschte Endtemperatur zu bringen. Dadurch kann einerseits erreicht werden, dass der Verdampfungsabschnitt unter keinen Umständen auf eine Temperatur von mehr als z. B. 550 0C erhitzt wird. Andererseits kann die Vorrichtung bei zahlreichen unterschiedlichen Leistungsstufen der Wärme¬ quelle betrieben werden, wie weiter unten näher erläutert ist. Schließlich kann, falls sich dies als erforderlich erweisen sollte, die Ablagerung schädlicher Substanzen im Verdampfungsabschnitt dadurch vermieden werden, dass dieser zumindest auf seiner Innenseite aus einem Material wie z.B. Eisen hergestellt wird, das dagegen weitge¬ hend resitent ist.The invention has the advantage that that section of the flow channel, namely the evaporation section, is closest to the respective heat source and therefore at a location where most of the heat energy is needed or where most of the energy flowing through the flow channel is the working medium is recorded. In contrast, the overheating area, in which the already dry steam is heated only more, further away from the heat source. Although it is therefore at a slightly cooler temperature level, this is sufficient to bring the steam to its desired final temperature. This can be achieved on the one hand, that the evaporation section under any circumstances to a temperature of more than z. B. 550 0 C is heated. On the other hand, the device can be operated at numerous different power levels of the heat source, as explained in more detail below. Finally, if If this proves to be necessary, the deposition of harmful substances in the evaporation section can be avoided by producing it at least on its inside from a material such as iron, which, however, is largely resistant.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous features of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below in connection with the accompanying drawings of exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;Fig. 1 is a schematic plan view of a simplified embodiment of a device according to the invention;
Fig. 2 einen schematischen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1;Fig. 2 is a schematic section along the line II-II of Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung;3 is a schematic plan view of a second embodiment of the device according to the invention;
Fig. 4 und 5 je ein Temperatur/Enthalpie- und Enthalpie/-Entropie-Diagramm für den der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugrunde liegenden Clausius-Rankine-Prozess;FIGS. 4 and 5 each show a temperature / enthalpy and enthalpy / entropy diagram for the Clausius-Rankine process on which the device according to the invention is based;
Fig. 6 den inneren und äußeren Temperaturverlauf längs des Strömungskanals der Vorrichtung nach Fig. 1;FIG. 6 shows the inner and outer temperature profile along the flow channel of the device according to FIG. 1; FIG.
Fig. 7 den inneren und äußeren Temperaturverlauf der Vorrichtung nach Fig. 1 in radialer Richtung; undFIG. 7 shows the inner and outer temperature profile of the device according to FIG. 1 in the radial direction; FIG. and
Fig. 8 und 9 schematisch zwei weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung.8 and 9 schematically show two further embodiments of the device according to the invention.
Fig. 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überführung eines Arbeitsmediums, vorzugsweise Wasser, von einem flüssigen Zustand in einen dampf¬ förmigen Zustand, insbesondere in überhitztem Dampf. Das Arbeitsmedium wird z. B. dem Arbeitsraum eines elektromechanischen Wandlers entnommen, der einen frei schwingenden, von einem dampfförmigen Medium angetriebenen Arbeitskolben aufweist, der mit einer der elektrischen Energieerzeugung dienenden Ankerspule fest verbunden ist. Das entnommene Arbeitsmedium wird unter Druckerhöhung auf z. B. 20 bar bis 50 bar in eine Verdampfungsvorrichtung gepumpt, in der sich ein Brenner befindet, um das zugeführte Arbeitsmedium in Wasserdampf umzuwandeln und dann einem zum Antrieb des Freikolbens bestimmten Zylinder zuzuführen. Anschließend wird der Dampf wieder in den Arbeitsraum des elektromechanischen Wandlers überführt, wo er kondensiert und danach erneut der Verdampfungsvorrichtung zugeführt wird. Anlagen dieser Art sind z. B. aus der Schrift DE 102 09 858 B4 bekannt, die insoweit zur Vermeidung von Wiederholungen durch Referenz auf sie zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht wird.Fig. 1 and 2 show a device according to the invention for the transfer of a Working medium, preferably water, from a liquid state to a vaporous state, in particular in superheated steam. The working medium is z. Example, taken from the working space of an electromechanical transducer having a free-swinging, driven by a vapor medium working piston which is fixedly connected to an electric power generating anchor coil. The removed working fluid is pressurized to z. B. 20 bar to 50 bar pumped into an evaporator, in which there is a burner to convert the supplied working fluid into water vapor and then fed to a particular cylinder for driving the free piston. Subsequently, the steam is again transferred to the working space of the electromechanical transducer, where it is condensed and then fed again to the evaporation device. Plants of this type are z. B. from the document DE 102 09 858 B4, which is so far to avoid repetition by reference to them made the subject of the present disclosure.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verdampfen des Arbeitsmediums, nachfol¬ gend kurz als Verdampfungsvorrichtung oder Vorrichtung bezeichnet, ist in Fig. 1 und 2 dargestellt. Sie enthält als wesentliche Bestandteile einen Strömungskanal 1 und eine Wärmequelle 2.A device according to the invention for vaporizing the working medium, hereinafter referred to briefly as vaporizing device or device, is shown in FIGS. 1 and 2. It contains as essential components a flow channel 1 and a heat source. 2
Der Strömungskanal 1 enthält wenigstens eine Eintrittsöffnung 3 für das in flüssigem Zustand befindliche Arbeitsmedium und wenigstens eine Austrittsöffnung 4 für das in den dampfförmigen Zustand überführte Arbeitsmedium. Dabei soll das Arbeitsmedium der Eintrittsöffhung 3 in flüssigem Zustand z. B. mit einem Druck von 20 bis 50 bar, einer Strömungsgeschwindigkeit von z. B. 100 ml/min und einer Temperatur von z. B. 100 0C zugeführt und der Austrittsöffnung 4 in dampfförmigem Zustand z. B. mit einem geringfügig geringeren, durch Druckverluste in der Verdampfungsvorrichtung bedingten Druck und einer im wesentlichen unveränderten Strömungsgeschwindigkeit von 100 ml/min, jedoch mit einer Temperatur von z. B. 450 0C entnommen werden.The flow channel 1 contains at least one inlet opening 3 for the working medium in the liquid state and at least one outlet opening 4 for the working medium transferred into the vaporous state. In this case, the working medium of the Eintrittsöffhung 3 in the liquid state z. B. with a pressure of 20 to 50 bar, a flow rate of z. B. 100 ml / min and a temperature of z. B. 100 0 C and the outlet opening 4 in the vapor state z. B. with a slightly lower, caused by pressure losses in the evaporation device pressure and a substantially unchanged flow rate of 100 ml / min, but with a temperature of z. B. 450 0 C are removed.
Die Wärmequelle 2 besteht in der Regel aus einem für die Warmwassererzeugung in Gehäuden üblichen Brenner, der mit Öl, Gas, Biomasse (Pellets, Holz) od. dgl. gespeist wird. Die von der Wärmequelle abgegebene Wärmeenergie in Form von Heißgasen breitet sich in einer vorgewählten, hier gleichförmig radialen Richtung aus, wie im Ausführungsbeispiel durch radiale Pfeile 5 angedeutet ist. Alternativ können als Wärmequelle 2 auch andere Wärmeerzeuger, z. B. Wärmestrahlung abgebende Heizstrahler vorgesehen sein.The heat source 2 is usually one for hot water production in Housing usual burner, the od with oil, gas, biomass (pellets, wood) or the like. Is fed. The heat energy emitted by the heat source in the form of hot gases propagates in a preselected, in this case uniform, radial direction, as indicated by radial arrows 5 in the exemplary embodiment. Alternatively, as a heat source 2, other heat generator, z. B. radiant heat emitting radiant heater may be provided.
Der Strömungskanal 1 besitzt nach Fig. 1 in räumlicher Hinsicht eine Spiralform. An seine Eintrittsöffnung 3 schließt sich zunächst ein Vorwärmabschnitt 6 an, der aus drei spiralförmig verlaufenden Windungen besteht und von der Wärmequelle 2 den weitesten Abstand hat. An das radial innen liegende Ende des Vorwärmabschnitts 6 schließen sich bei ebenfalls spiralförmigem Verlauf drei weitere Windungen des Strömungskanals 1 an, wobei nachfolgend die erfindungsgemäß radial am weitesten innen und der Wärmequelle 2 am nächsten liegende Windung als erster Verdamp- fungsabschnitt 7, die sich daran anschließende Windung als Überhitzungsabschnitt 8 und die radial zwischen dem Überhitzungsabschnitt 8 und dem Vorwärmabschnitt 6 liegende Windung als zweiter Verdampfungsabschnitt 9 bezeichnet wird. Dabei ist für die Zwecke der vorliegenden Erfindung beachtlich, dass die beschriebene Anordnung nur in räumlicher Hinsicht gilt. Im Hinblick auf das den Strömungskanal 1 durch- strömende Arbeitsmedium gilt dagegen, dass dieses bei der Eintrittsöffnung 3 zu¬ geführt und nach dem Durchströmen des Vorwärmabschnitts 6 direkt in den ersten Verdampfungsabschnitt 7 eingeleitet wird. Dazu ist das radial innen liegende Ende des Vorwärmabschnitts 6 mittels eines im wesentlichen radial angeordneten, kurzen Überleitungsabschnitts 10 mit dem Anfang des ersten Verdampfungsabschnitts 7 verbunden. Vom ersten Verdampfungsabschnitt 7 aus wird das Arbeitsmedium dann direkt in den zweiten Verdampfungsabschnitt 9 eingeleitet, dessen Anfang über einen weiteren, im wesentlichen radial angeordneten, kurzen Überleitungsabschnitt 11 mit dem Ende des ersten Verdampfungsabschnitts 7 verbunden ist. An das Ende des zweiten Verdampfungsabschnitts 9 schließt sich dann ohne Unterbrechung der Spiralform der Überhitzungsabschnitt 8 an, dessen Ende mit der Austrittsöffnung 4 versehen ist. Die daraus resultierenden Strömungsrichtungen sind jeweils durch Pfeile angedeutet. Außerdem zeigen Fig. 1 und 2, dass die Wärmequelle 2 bei Anwendung eines spiralförmig ausgebildeten Strömungskanals 1 zweckmäßig genau in einem vom Strömungskanal 1 frei bleibenden Zentrum und so angeordnet wird, dass die von ihr abgegebene Wärmeenergie gleichförmig von innen nach außen in der hier radialen Ausbreitungsrichtung strömen und dabei nacheinander mit den verschiedenen Ab¬ schnitten 7, 8, 9 und 6 des Strömungskanals 1 in Wechselwirkung treten, d. h. mit dem Arbeitsmedium Wärme austauschen kann.The flow channel 1 has according to Fig. 1 in space a spiral shape. At its inlet opening 3, a preheating section 6 initially connects, which consists of three spirally running turns and has the furthest distance from the heat source 2. At the radially inner end of the preheating section 6, three further turns of the flow channel 1 follow, likewise in the form of a spiral, with the winding, which is closest to the inside and the heat source 2, being the first evaporation section 7, which adjoins it Winding as overheating section 8 and the winding lying radially between the superheating section 8 and the preheating section 6 is referred to as the second evaporation section 9. It is noteworthy for the purposes of the present invention that the arrangement described applies only in terms of space. With regard to the working medium flowing through the flow channel 1, on the other hand, it applies that it is fed in at the inlet opening 3 and is introduced directly into the first evaporation section 7 after flowing through the preheating section 6. For this purpose, the radially inward end of the preheating section 6 is connected to the beginning of the first evaporation section 7 by means of a substantially radially arranged short transfer section 10. From the first evaporation section 7, the working medium is then introduced directly into the second evaporation section 9, the beginning of which is connected to the end of the first evaporation section 7 via a further, substantially radially arranged, short transfer section 11. At the end of the second evaporation section 9 is then followed without interruption of the spiral shape of the overheating section 8, whose end is provided with the outlet opening 4. The resulting flow directions are each indicated by arrows indicated. In addition, Figs. 1 and 2 show that the heat source 2 is expediently arranged exactly in a free from the flow channel 1 center and so using the application of a spiral-shaped flow channel 1, that the heat energy emitted by her uniform from the inside to the outside in the radial propagation direction here flow and successively with the various Ab¬ sections 7, 8, 9 and 6 of the flow channel 1 interact, ie can exchange heat with the working fluid.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 ist wahlweise aus Abschnitten eines Hohlformkörpers oder aus entsprechend geformten Rohrabschnitten aufgebaut, die in Strömungsrichtung durchlaufend und insbesondere an den Stoßstellen der Überleitungsabschnitte 10 und 11 durch geeignete Verbindungseinrichtungen und/oder Schweißnähte miteinander verbunden sind. Außerdem sind zumindest im Fall von Rohrabschnitten vorzugsweise mehrere, radial erstreckte Verbindungs- und Abstandseinrichtungen 12 (Fig. 2) vorhanden. Diese bestehen vorzugsweise aus kammartig ausgebildeten Verbindungs¬ elementen mit Stegen 12a, die die einzelnen Rohrabschnitte zwischen sich aufnehmen, deren Verschiebungen in radialer Richtung verhindern und damit eine insgesamt stabile, spiralförmige Konstruktion bilden, wie insbesondere Fig. 2 zeigt.The device according to FIG. 1 is optionally constructed from sections of a hollow shaped body or from correspondingly shaped pipe sections, which are connected to one another in the flow direction and in particular at the joints of the transfer sections 10 and 11 by means of suitable connecting devices and / or welds. In addition, at least in the case of pipe sections, there are preferably a plurality of radially extending connecting and spacing means 12 (Figure 2). These preferably consist of comb-like Verbindungs¬ elements with webs 12a, which receive the individual pipe sections between them, prevent their shifts in the radial direction and thus form a generally stable, spiral construction, as shown in particular Fig. 2.
Bei dem aus Fig. 3 ersichtlichen Ausführungsbeispiel sind sowohl die räumlichen Anordnungen als auch die strömungsmäßen Verbindungen der einzelnen Abschnitte eines Strömungskanals 14 analog zu denen des Strömungskanals 1. Unterschiedlich ist hier lediglich, dass die verschiedenen Abschnitte aus mäanderförmig verlegten Windungen gebildet und linear hintereinander angeordnet sind. Die vorgewählte Ausbreitungsrichtung von Wärmeenergie, die von einer nicht dargestellten Wärme¬ quelle abgegeben wird, ist hier durch einen Pfeil 15 angedeutet. Die Zahl der zusätz¬ lich eingezeichneten Punkte soll außerdem die Höhe der Temperatur andeuten, die aufgrund der Heißgase, Wärmestrahlung od. dgl. erzeugt wird. Das Arbeitsmedium tritt an einer Eintrittsöffnung 16 in einen von der Wärmequelle am weitesten entfern- ten Vorwärmabschnitt 17 ein, der durch einen zur Ausbreitungsrichtung der Wärme- ' energie parallelen Überleitungsabschnitt 18 mit einem der Wärmequelle am nächsten liegenden, ersten Verdampfungsabschnitt 19 verbunden ist. Von diesem aus gelangt das Arbeitsmedium zunächst durch einen weiteren, zur Ausbreitungsrichtung der Wärmeenergie parallelen Überleitungsabschnitt 20 in einen zweiten Verdampfungs¬ abschnitt 21, dessen Ende mit einem Überhitzungsabschnitt 22 verbunden ist, der wie in Fig. 1 räumlich zwischen den beiden Verdampfungsabschnitten 19 und 21 liegt, strömungsmäßig aber den letzten Abschnitt des Strömungskanals 14 bildet und daher mit einer Austrittsöffhung 23 für den Dampf versehen ist.In the embodiment shown in FIG. 3, both the spatial arrangements and the flow connections of the individual sections of a flow channel 14 are analogous to those of the flow channel 1. The only difference here is that the various sections are formed of meander-shaped windings and arranged linearly one behind the other , The preselected propagation direction of heat energy which is emitted by a heat source, not shown, is indicated here by an arrow 15. The number of additionally drawn in points should also indicate the height of the temperature, which od due to the hot gases, heat radiation. Like. Is generated. The working medium enters at an inlet opening 16 in a Vorwärmabschnitt 17 farthest from the heat source, the next by a to the propagation direction of the heat ' energy parallel transition portion 18 with one of the heat source lying, first evaporation section 19 is connected. From this, the working fluid first passes through another, parallel to the direction of heat energy transfer section 20 into a second Verdampfungs¬ section 21 whose end is connected to an overheating section 22, which is as in Fig. 1 spatially between the two evaporation sections 19 and 21 , but fluidly forms the last portion of the flow channel 14 and is therefore provided with an outlet opening 23 for the steam.
Im übrigen können die verschiedenen Abschnitte einzeln oder gesamt wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 aus Abschnitten von Hohlformkörpern oder aus Rohrabschnitten bestehen, die durch kammartige oder sonstwie ausgebildete Ver- bindungs- und Abstandseinrichtungen zu einer stabilen Konstruktion zusammengesetzt sind. Außerdem unterliegt das Arbeitsmedium im Bereich der Überleitungsabschnitte 18, 20 ähnlichen Temperatursprüngen, wie dies für die Überleitungsabschnitte 10 und 11 in Fig. 1 gilt.Incidentally, the various sections may consist, individually or in total, as in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, of sections of hollow moldings or of pipe sections which are assembled into a stable construction by comb-like or otherwise formed connecting and spacing devices. In addition, the working medium in the region of the transfer sections 18, 20 is subject to similar temperature jumps, as applies to the transfer sections 10 and 11 in FIG.
Die Wirkungsweise der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Verdampfungsvor¬ richtung ist im wesentlichen wie folgt:The operation of the Verdampfungsvor¬ direction described with reference to FIGS. 1 and 2 is substantially as follows:
Die Wärmequelle 2, die Zuführgeschwindigkeit des Arbeitsmediums und die Längen und Querschnitte der verschiedenen Strömungskanalabschnitte werden so festgelegt, dass das Arbeitsmedium, z. B. Wasser, der Eintrittsöffnung 3 z. B. mit 20 bar, 100 ml/min und 100 0C zugeführt wird, den Vorwärmabschnitt 6 etwa mit einer Temperatur von 160 0C bis 170 0C verlässt und daher mit einer Temperatur in den ersten Verdampfungsabschnitt 7 eintritt, die etwa der Verdampfungstemperatur des Arbeitsmediums beim gewählten Druck entspricht. Der Verdampfungsabschnitt 7 ist der größten Wärme (z. B. 1000 0C) der Wärmequelle ausgesetzt. Da jedoch das Arbeitsmedium im Verdampfungsabschnitt 7 in den dampfförmigen Zustand übergeht, nimmt es hier auch die meiste Wärmeenergie auf, so dass seine Temperatur im wesentlichen konstant bleibt und die Temperatur des Verdampfungsabschnitts 7 die gewünschte Höchsttemperatur von z. B. 550 °C nicht überschreitet. Am Ende des Verdampfungsabschnitts 7 sollte sich das Arbeitsmedium vollständig in trockenem Dampf umgewandelt haben.The heat source 2, the feed rate of the working medium and the lengths and cross sections of the various flow channel sections are set so that the working medium, for. As water, the inlet opening 3 z. B. with 20 bar, 100 ml / min and 100 0 C, the preheating section 6 leaves about at a temperature of 160 0 C to 170 0 C and therefore enters the first evaporation section 7 at a temperature about the evaporation temperature of Working fluid at the selected pressure corresponds. The evaporation section 7 is exposed to the largest heat (eg 1000 ° C.) of the heat source. However, since the working medium in the evaporation section 7 passes into the vapor state, it also absorbs most of the heat energy, so that its temperature remains substantially constant and the temperature of the evaporation section 7, the desired maximum temperature of z. B. 550 ° C does not exceed. At the end of Evaporation Section 7, the working medium should have completely converted into dry steam.
Aus dem ersten Verdampfungsabschnitt 7 gelangt der Dampf in den zweiten Ver- dampfungsabschnitt 9, in dem er bei der hier angenommenen Leistung der Wärme¬ quelle 2 langsam weiter erhitzt wird. Da in diesem Bereich die Temperatur in der Umgebung des Strömungskanals 1 aufgrund des relativ großen räumlichen radialen Abstands von der Wärmequelle 2 erheblich reduziert ist und z. B. nur noch ca. 600 0C beträgt, besteht keine Gefahr der Erwärmung des Strömungskanals 1 über die kritische Temperatur von z. B. 550 0C hinaus. Dasselbe gilt für den Überhitzungs- abschnitt 8, der der Wärmequelle 2 näher liegt und daher den Dampf allmählich in überhitzten Dampf mit einer Temperatur von 450 0C bis 500 °C umwandelt. Auch in diesem Bereich ist der Wärmeaustausch zwischen dem den Strömungskanal 1 umge¬ benden Medium und dem Arbeitsmedium ausreichend stark, um eine zu große Erwärmung des Überhitzungsabschnitts 8 zu vermeiden. Der überhitzte Dampf wird schließlich an der Austrittsöffnung 4 abgenommen.From the first evaporation section 7, the steam passes into the second evaporation section 9, in which it is slowly heated further at the power of the heat source 2 assumed here. Since in this area, the temperature in the vicinity of the flow channel 1 is considerably reduced due to the relatively large spatial radial distance from the heat source 2 and z. B. only about 600 0 C, there is no risk of heating the flow channel 1 above the critical temperature of z. B. 550 0 C addition. The same is true for the superheat section 8, which is the heat source 2 in more detail, and therefore the steam gradually converts to superheated steam with a temperature of 450 0 C to 500 ° C. Also in this area, the heat exchange between the medium surrounding the flow channel 1 medium and the working medium is sufficiently strong to avoid excessive heating of the overheating section 8. The superheated steam is finally removed at the outlet opening 4.
Vorteilhaft ist bei dieser Betriebsweise außerdem, dass zur weiteren Erwärmung des im ersten Verdampfungsabschnitt 7 gebildeten Dampfs sowohl der zweite Verdamp- fungsabschnitt 9 als auch der Überhitzungsabschnitt 8 verwendet werden können und daher trotz der geringen Leistung der Wärmequelle 2 eine hohe Dampftemperatur erreicht wird.It is also advantageous in this mode of operation that, for further heating of the vapor formed in the first evaporation section 7, both the second evaporation section 9 and the overheating section 8 can be used and therefore a high steam temperature is achieved despite the low heat source 2 output.
Die beschriebenen Verhältnisse sind so gewählt, dass sie sich z. B. bei kleinen Leistungen einer Wärmequelle von ca. 8 kW + 4 kW ergeben. Bei größeren Leistun¬ gen der Wärmequelle 2 von z. B. 14,5 kW + 4 kW besteht daher insbesondere die Gefahr, dass der Verdampfungsabschnitt 7 trotz sonst gleicher Verhältnisse zu stark erwärmt wird und daher durch Verzunderung und andere Effekte beschädigt werden könnte. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die Verhältnisse ohne Änderung der Abmessungen des Strömungskanals 1 jetzt so zu wählen, dass das Arbeitsmedium, hier Wasser, im ersten Verdampfungsabschnitt 7 noch nicht verdampft, sondern lediglich bis auf seine Siedetemperatur erhitzt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass das Arbeitsmedium an der Eintrittsöffnung 3 mit einem entsprechend größeren und insbesondere um so viel höheren Massenstrom zugeführt wird, dass am Ende des ersten Verdampfungsabschnitts 7 eine Temperatur von ca. 160 0C bis 170 0C erreicht wird. Dadurch wird der erste Verdampfungsabschnitt 7 trotz der erhöhten Leistung der Wärmequelle 2 unter Vermeidung von Zunderbildungen od. dgl. ausreichend kühl gehalten.The ratios described are chosen so that they z. B. at low power of a heat source of about 8 kW + 4 kW result. For larger Leistungsun¬ conditions of the heat source 2 of z. B. 14.5 kW + 4 kW is therefore in particular the risk that the evaporation section 7 is heated despite otherwise the same conditions too strong and therefore could be damaged by scaling and other effects. According to the invention it is therefore proposed to choose the ratios without changing the dimensions of the flow channel 1 now so that the working fluid, here water, not yet evaporated in the first evaporation section 7, but is only heated to its boiling point. This is achieved in that the working medium is supplied at the inlet opening 3 with a correspondingly larger and in particular so much higher mass flow, that at the end of the first evaporation section 7, a temperature of about 160 0 C to 170 0 C is reached. As a result, the first evaporation section 7, in spite of the increased power of the heat source 2 while avoiding scaling or the like, is kept sufficiently cool.
Die Verdampfung findet in diesem Fall hauptsächlich im zweiten Verdampfungs- abschnitt 9 statt, der bei erhöhter Abgabe von Wärmeenergie entsprechend wärmer ist und zur Überführung des Arbeitsmediums in Dampf ausreicht. Die Bildung von überhitztem Dampf kann dann allein im Überhitzungsabschnitt 8 stattfinden. Wegen der in diesem Fall höheren Temperaturen im Umgebungsbereich des Überhitzungs- abschnitts 8 ist dies trotz der Tatsache möglich, dass bei dieser Verfahrensweise für die Überhitzung des Dampfes nur der vergleichsweise kurze Überhitzungsabschnitt 8 zur Verfügung steht.The evaporation takes place in this case mainly in the second evaporation section 9, which is correspondingly warmer with increased release of heat energy and sufficient to transfer the working medium in steam. The formation of superheated steam may then take place solely in the superheat section 8. Because of the higher temperatures in this case in the surrounding area of the superheating section 8, this is possible despite the fact that in this procedure for the superheating of the steam, only the comparatively short overheating section 8 is available.
Dieselbe Verfahrensweise ist möglich, wenn eine Vorrichtung entsprechend Fig. 3 vorgesehen wird. Auch hier können die Verhältnisse derart gewählt werden, dass bei geringem Bedarf an Wärmeenergie und entsprechend kleiner Leistung der Wärmequel¬ le der Übergang vom flüssigen in den dampfförmigen Zustand überwiegend im ersten Verdampfungsabschnitt 19 stattfindet, während bei hohen geforderten Leistungen der Wärmequelle die Änderung des flüssigen Aggregatzustands in den dampfförmigen Aggregatzustand überwiegend im zweiten Verdampfungsabschnitt 21 erfolgt.The same procedure is possible if a device according to FIG. 3 is provided. Again, the conditions can be selected such that with low heat energy requirement and correspondingly low power of the Wärmequel¬ le, the transition from the liquid to the vapor state predominantly takes place in the first evaporation section 19, while at high required power of the heat source, the change of the liquid state in the vaporous state of aggregation takes place predominantly in the second evaporation section 21.
Der beschriebene Aufbau der Vorrichtung ermöglicht auch eine einfache Steuerung im Sinne der oben erläuterten Arbeitsweise. Hierzu wird gemäß Fig. 1 und 3 am Ende des ersten Verdampfungsabschnitts 7, 19 oder am Anfang des zweiten Verdampfungs¬ abschnitts 9, 21 oder auch dazwischen ein erster Temperatursensor 25 und am Ende des zweiten Verdampfungsabschnitts 9, 19 oder am Anfang des Überhitzungsabschnitts 8, 22 oder dazwischen ein zweiter Temperatursensor 26 angebracht, wie in Fig. 1 und 3 schematisch angedeutet ist. Beide Temperatursensoren 25, 26 bestehen z. B. aus in den Strömungskanal 1 bzw. 14 eingelassenen Thermoelementen, messen daher die Temperatur des strömenden Arbeitsmediums und sind in einem Regelkreis derart angeordnet, dass sie in Abhängigkeit von der geforderten Leistung der Wärmequelle 2 wahlweise aktiviert bzw. zugeschaltet werden können. Der Regelkreis dient dem Zweck, den Massenstrom des Arbeitsmediums im Strömungskanal 1 zu regeln, indem beispielsweise eine vorgeschaltete Pumpe entsprechend gesteuert wird. Im übrigen arbeitet der Regelkreis im wesentlichen wie folgt:The described construction of the device also allows a simple control in the sense of the above-described operation. 1 and 3, at the end of the first evaporation section 7, 19 or at the beginning of the second evaporation section 9, 21 or also therebetween, a first temperature sensor 25 and at the end of the second evaporation section 9, 19 or at the beginning of the overheating section 8, 22 or between a second temperature sensor 26 is mounted, as shown in Fig. 1 and 3 is indicated schematically. Both temperature sensors 25, 26 consist z. B. from in the flow channel 1 or 14 embedded thermocouples, therefore, measure the temperature of the working fluid flowing and are arranged in a control loop so that they can be selectively activated or activated depending on the required power of the heat source 2. The control circuit serves the purpose of regulating the mass flow of the working medium in the flow channel 1, for example by correspondingly controlling an upstream pump. Otherwise, the control loop essentially works as follows:
Ist die Leistung der Wärmequelle 2 vergleichsweise gering, dann wird der Sensor 25 zugeschaltet. Da in diesem Fall die Verdampfungstemperatur des Arbeitsmediums (z. B. 160 °C bis 170 0C) am Ort des Sensors 25 nur geringfügig überschritten sein sollte, wird die Transportgeschwindigkeit des Arbeitsmediums im Strömungskanal 1 so geregelt, dass die vom Sensor 25 gemessene Ist-Temperatur stets einem Sollwert entspricht, der z. B. um einige Grad größer als ca. 160 °C bis 170 0C ist. Nimmt die geforderte Leistung der Wärmequelle 2 bei dieser Betriebsweise geringfügig zu oder ab, dann steigt oder fällt die Temperatur am Ort des Sensors 25 entsprechend, z. B. aufgrund einer zu früh einsetzenden Temperaturerhöhung des Dampfes bzw. einer noch nicht vollständig abgeschlossenen Dampfbildung. Das erhaltene Sensorsignal wird dann dazu genutzt, den Massenstrom des Arbeitsmediums entsprechend zu vergrößern oder zu verkleinern, damit unabhängig von der Leistung der Wärmequelle 2 am Ort des Sensors 25 die Dampfbildung im wesentlichen abgeschlossen ist und eine geringfügige Überhitzung des Dampfs bereits begonnen hat.If the power of the heat source 2 comparatively low, then the sensor 25 is switched on. Should be in this case, since the evaporation temperature of the working medium (eg., 160 ° C to 170 0 C) at the location of the sensor 25 is only slightly exceeded, the conveying speed of the working medium in the flow channel 1 is controlled so that the temperature measured by sensor 25 is Temperature always corresponds to a target value, the z. B. is a few degrees greater than about 160 ° C to 170 0 C. If the required power of the heat source 2 in this mode of operation increases or decreases slightly, then the temperature at the location of the sensor 25 increases or decreases in accordance with, for. B. due to an early onset of temperature increase of the steam or not yet completely completed steam formation. The resulting sensor signal is then used to increase or decrease the mass flow of the working medium accordingly, so that regardless of the performance of the heat source 2 at the location of the sensor 25, the vapor formation is substantially complete and a slight overheating of the steam has already begun.
Steigt die Wärmeabgabe der Wärmequelle 2 sehr stark an, z. B. auf eine Leistung von 14,5 kW ± 4 kW, dann ist zwar möglicherweise durch eine entsprechende Steigerung des Massenstroms erreichbar, dass die Dampfbildung wie bei der zuerst beschriebenen Verfahrensweise an einer Stelle kurz vor dem Sensor 25 abgeschlossen ist. Dagegen wird kaum vermeidbar sein, dass zumindest die Temperatur des Überhitzungsab- Schnitts 8 aufgrund der erhöhten Wärmezufuhr stark zunimmt und dieser Abschnitt 8 des Strömungskanals 1 dadurch zerstört wird. Erfindungsgemäß wird daher ab einer bestimmten Leistung der Wärmequelle 2 die Regelvorrichtung auf den zweiten Sensor 26 umgeschaltet. Dadurch wird der Massenstrom des Arbeitsmediums jetzt so stark erhöht, dass die Verdampfung erst am Ende des zweiten Verdampfungsabschnitts 9 bzw. 21 beendet ist. Als Folge dessen findet die Überhitzung des Dampfs allein in dem kurzen Überhitzungsabschnitt 8 bzw. 22 statt, weshalb der Dampf ausreichend Wärme aufnehmen kann und der Überhitzungsabschnitt 8, 22 unterhalb der kritischen Temperatur von z. B. 550 0C bleibt.Does the heat output of the heat source 2 very strong, z. For example, to a power of 14.5 kW ± 4 kW, then possibly achievable by a corresponding increase in the mass flow that the vapor formation is completed as in the first-described procedure at a position just before the sensor 25. By contrast, it will hardly be avoidable that at least the temperature of Überhitzungsab- section 8 greatly increases due to the increased heat and this section 8 of the flow channel 1 is destroyed. According to the invention is therefore from a certain power of the heat source 2, the control device to the second sensor 26 switched. As a result, the mass flow of the working medium is now increased so much that the evaporation is terminated only at the end of the second evaporation section 9 or 21. As a result, the overheating of the steam takes place solely in the short overheating section 8 or 22, which is why the steam can absorb sufficient heat and the overheating section 8, 22 below the critical temperature of z. B. 550 0 C remains.
Ein besonderer Vorteil der beschriebenen Regelung besteht darin, dass etwaige Temperaturänderungen am Ort der Sensoren 25, 26 sehr schnell eintreten. Die Regelvorrichtung spricht daher entsprechend schnell auf etwaige Änderungen an.A particular advantage of the described scheme is that any temperature changes at the location of the sensors 25, 26 occur very quickly. The control device therefore responds accordingly quickly to any changes.
Alternativ zu den beschriebenen Maßnahmen ist es möglich, die Umschaltungen zwischen den Sensoren 25, 26 von anderen Größen als der Leistung der Wärmequelle 2 abhängig zu machen, beispielsweise vom Dampfdruck in einem nachfolgenden Zylinder eines elektromechanischen Wandlers.As an alternative to the described measures, it is possible to make the switching between the sensors 25, 26 dependent on variables other than the power of the heat source 2, for example, the vapor pressure in a subsequent cylinder of an electromechanical transducer.
Im übrigen versteht sich, dass durch Anwendung von weiteren, insbesondere zwischen den Sensoren 25, 26 angeordneten Temperatursensoren dafür gesorgt werden kann, dass die eigentliche Verdampfungszone, d. h. die Zone, in welcher der Wechsel des Aggregatzustandes stattfindet, innerhalb des von den beiden Verdampfungsabschnitten 7 und 9 bzw. 19 und 21 eingenommenen Bereichs des Strömungskanals 1 beliebig verschoben werden kann. Diese Maßnahme hat sich als äußerst effektiv erwiesen, um auch bei stark schwankenden Leistungen der Wärmequelle 2 einerseits eine sichere Erzeugung von überhitztem Dampf zu gewährleisten, andererseits aber die Temperatu¬ ren insbesondere der der Wärmequelle 2 am nächsten liegenden Abschnitte 7, 8 bzw. 19, 22 des Strömungskanals 1, 14 auf werte zu begrenzen, die an die Warmfestigkeit der verwendeten Materialien angepasst sind und Beschädigungen dieser Materialien sicher vermeiden, wodurch ein langer, wartungsfreier Betrieb der Verdampfungsvor- richtung ermöglicht ist. Das gilt selbst dann, wenn die von der Wärmequelle 2 erzeugten Temperaturen dort, wo die genannten Strömungskanalabschnitte angeordnet sind, wesentlich größer als die genannten 550 0C sind. Abgesehen davon bietet die Erfindung den Vorteil, dass die Verdampfungsvorrichtung insbesondere dann, wenn die Wärmeenergie beim Betrieb nur vergleichsweise geringen Schwankungen unterliegt (z. B. 8 kW + 4 kW), auch ohne die Regelvorrichtung angewendet werden kann, selbst wenn die beschriebene Regelung auch in einem solchen Fall vorteilhaft wäre.Incidentally, it is understood that by using further, in particular between the sensors 25, 26 arranged temperature sensors can be ensured that the actual evaporation zone, ie the zone in which the change of state of aggregation takes place within the of the two evaporation sections 7 and 9 and 19 and 21 occupied area of the flow channel 1 can be moved arbitrarily. This measure has proved to be extremely effective in order to ensure reliable production of superheated steam even in the event of strongly fluctuating performances of the heat source 2, but on the other hand the temperatures of the sections 7, 8 and 19 closest to the heat source 2, 22 of the flow channel 1, 14 to values which are adapted to the heat resistance of the materials used and safely avoid damage to these materials, whereby a long, maintenance-free operation of the evaporation device is made possible. This is true even if the temperatures generated by the heat source 2 are located where said flow channel sections are substantially larger than the mentioned 550 0 C are. Apart from that, the invention offers the advantage that the vaporizing device can be used even without the regulating device, in particular if the heat energy undergoes only comparatively slight fluctuations during operation (eg 8 kW + 4 kW), even if the regulation described also applies would be advantageous in such a case.
Wie die Verhältnisse im Einzelfall genau zu wählen sind, wird vorzugsweise experi¬ mentell ermittelt.How to choose the conditions in the individual case, is preferably determined experimentally.
Da Dampf, insbesondere trockener Dampf, eine schlechtere Energieaufnahme als z. B. Wasser hat, kann es zweckmäßig sein, die Wärmeaustauschflächen insbesondere im ersten und zweiten Verdampfungsabschnitt zu vergrößern. Dies kann dadurch erfol¬ gen, dass dem Strömungskanal 1 hier ein größerer Querschnitt als in den übrigen Abschnitten gegeben wird. Das ist in Fig. 1 schematisch für die Abschnitte 7 und 9 angedeutet. Weiter hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, zumindest die Innenseiten der Verdampfungsabschnitte 7, 9 bzw. 19, 21 aus normalem Eisen oder einem in der Wirkung ähnlichen Material herzustellen. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass sich auf den Innenwänden der Verdampfungsabschnitte 7, 9, 19, 21 bei der Verdampfung eine Schicht bildet, die auch unter den gegebenen wechselhaften Bedingungen stabil ist und nicht abplatzt. Eine Beschädigung von mit dem Dampf betriebenen Einrichtungen wird dadurch sicher vermieden.Since steam, especially dry steam, a worse energy intake than z. B. has water, it may be appropriate to increase the heat exchange surfaces, in particular in the first and second evaporation section. This can be achieved by providing the flow channel 1 with a larger cross section than in the other sections. This is indicated in Fig. 1 schematically for the sections 7 and 9. Furthermore, it has proven particularly expedient to produce at least the insides of the evaporation sections 7, 9 and 19, 21 from normal iron or a material similar in effect. Thereby, the advantage is achieved that forms on the inner walls of the evaporation sections 7, 9, 19, 21 in the evaporation of a layer which is stable even under the given variable conditions and does not flake off. Damage to steam operated equipment is thereby safely avoided.
Die übrigen Abschnitte des Strömungskanals 1 können z. B. aus Edelstahl hergestellt sein. Da in diesen Abschnitten keine Verdampfung stattfindet, ist hier die Gefahr der Bildung unerwünschter Ablagerungen oder von Korrosion od. dgl. praktisch nicht vorhanden.The remaining portions of the flow channel 1 can z. B. be made of stainless steel. Since no evaporation takes place in these sections, here the risk of the formation of undesirable deposits or corrosion od. Like. Virtually not available.
Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 und 2 bzw. 3 können auf zahlreiche Weise abgewandelt werden. Je nach Ausbildung und Leistung der Wärmequelle kann z. B. der zweite Verdampfungskanal 9 bzw. 21 ganz weggelassen werden. Weiter brauchen die verschiedenen Abschnitte der Strömungskanäle 1, 14 je nach Fall nur aus wenig- stens je einer spiralförmigen Windung (Fig. 1) bzw. wenigstens je einer mäanderför- mig verlegten Schleife (Fig. 3) bestehen. Dasselbe gilt für den zweiten Verdampfungs- abschnitt 9, 21, falls ein solcher vorhanden ist. Weiter ist es möglich, den Strömungs¬ kanal 1, 15 in mehreren, übereinander liegenden Schichten bzw. Ebenen auszubilden, indem jeweils mehrere Spiral- oder mäanderförmige Kanalabschnitte übereinander gelegt und strömungsmäßig so miteinander verbunden werden, dass sich die be¬ schriebene räumliche und strömungsmäßige Anordnung ergibt. Die Zahl der ver¬ wendeten Schichten kann dabei an die Erfordernisse des Einzelfalls angepasst werden. Außerdem können die verschiedenen Abschnitte z. B. Längen von einigen Metern und Durchmesser von einigen Millimetern aufweisen. Dabei ist stets zu beachten, dass die Größen der Oberflächen, der Wandstärken und der Längen der verschiedenen Ab¬ schnitte in Verbindung mit dem Massenstrom des Arbeitsmediums die Wärmeüber¬ tragung von der Wärmequelle 2 auf das Arbeitsmedium bestimmen.The embodiments according to FIGS. 1 and 2 or 3 can be modified in numerous ways. Depending on the training and performance of the heat source z. B. the second evaporation channel 9 and 21 are omitted entirely. Furthermore, the various sections of the flow channels 1, 14 need only a small amount, depending on the case. at least one spiral winding (FIG. 1) or at least one meandering loop (FIG. 3). The same applies to the second evaporation section 9, 21, if one is present. Furthermore, it is possible to form the flow channel 1, 15 in a plurality of layers or planes lying one above another by superimposing a plurality of spiral or meandering channel sections one above the other and fluidly interconnected such that the described spatial and fluid arrangement is achieved results. The number of layers used can be adapted to the requirements of the individual case. In addition, the different sections z. B. have lengths of a few meters and a diameter of a few millimeters. It should always be noted that the sizes of the surfaces, the wall thicknesses and the lengths of the various sections in conjunction with the mass flow of the working medium determine the heat transfer from the heat source 2 to the working medium.
In thermodynamischer Hinsicht ist beachtlich, dass der vorzugsweise aus rostfreiem Stahlrohr, insbesondere Chrom/Nickel-Stahl (Austenitbildner) hergestellte Vorwärm¬ abschnitt 6, 17 und ggf. der erste Verdampfungsabschnitt 7, 19 zur isobaren Erwär¬ mung des Arbeitsmediums auf die Siedetemperatur beim jeweils vorhandenen Druck dienen. Die von der Wärmequelle 2 abgegebenen Heißgase od. dgl. werden im Bereich des Vorwärmabschnitts auf ihre niedrigste Temperatur abgekühlt und dann an die Umgebung abgegeben.From a thermodynamic point of view, it is noteworthy that the preheating section 6, 17, which is preferably made of stainless steel pipe, in particular chromium / nickel steel (austenite former), and if necessary the first evaporation section 7, 19, for isobaric heating of the working medium to the boiling temperature in each case serve existing pressure. The hot gases emitted by the heat source 2 or the like are cooled to their lowest temperature in the region of the preheating section and then released to the environment.
Fig. 4 und 5 zeigen die Zustandsdiagramme des Clausius-Rankine-Prozesses. Die obere Hälfte dieses Kreislaufprozesses spiegelt die Bereiche wider, die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgedeckt werden.Figs. 4 and 5 show the state diagrams of the Rankine process. The upper half of this cycle process reflects the areas covered by the device of the invention.
Das Arbeitsmedium mit einer vorzugsweise durch einen Kondensator reduzierten Anfangstemperatur Tl und dem Ruhedruck pθ wird vom Flüssigkondensatpunkt 30 durch die Speisepumpe auf einen Arbeits- bzw. Sättigungsdruck pl gebracht (Speise- zustand 31 des Arbeitsmediums). Die isobare Wärmezufuhr im Vorwärmabschnitt 6, 17 erhöht die Temperatur (bzw. Enthalpie und Entropie) bis zu dem durch das Bezugszeichen 32 angedeuteten Siedepunkt. Die Wärmezufuhr in diesem Abschnitt ist durch die Wechselwirkung zwischen der Umgebung des Strömungskanals 1 und dem Arbeitsmedium bestimmt. Der zeitliche und örtliche Temperaturverlauf wird ins¬ besondere stark durch den zweiten Verdampfungsabschnitt 6 geprägt.The working medium with a preferably reduced by a condenser initial temperature Tl and the static pressure pθ is brought from the liquid condensate point 30 by the feed pump to a working or saturation pressure pl (state 31 of the working medium). The isobaric heat supply in the preheating section 6, 17 increases the temperature (or enthalpy and entropy) up to that through the Reference numeral 32 indicated boiling point. The heat supply in this section is determined by the interaction between the environment of the flow channel 1 and the working medium. The temporal and local temperature profile is particularly strongly influenced by the second evaporation section 6.
Der Verlauf in den Verdampfungsabschnitten vom Siedepunkt 32 bis zu dem durch das Bezugszeichen 33 angedeuteten Taupunkt ist isobar-isotherm, jedoch zweistufig mit unterschiedlichem Wärmezufuhr- Anteil. Der erste Teil erfolgt im Heißgebiet der Wärmequelle 2. Im Anschluss an den zweiten Verdampfungsabschnitt 9, 21 folgt der Überhitzungsbereich 8, 22 entlang eines Überhitzungsprozesses zwischen demThe course in the evaporation sections from the boiling point 32 to the dew point indicated by the reference numeral 33 is isobaric-isothermal, but in two stages with different heat input. The first part takes place in the hot zone of the heat source 2. Subsequent to the second evaporation section 9, 21, the overheating zone 8, 22 follows along an overheating process between the
Taupunkt 33 und einem Punkt 34. Vom Taupunkt bzw. Sättigungspunkt 33 bzw. zum gewählten Vorüberhitzungspunkt verläuft die Wärmezufuhr durch den Verdampfung¬ wärme-Entzugsvorgang bei moderaten Temperaturen des Strömungskanals 1 bzw. 14.Dew point 33 and a point 34. From the dew point or saturation point 33 or to the selected pre-heat point, the heat supply by the Verdampfung¬ heat withdrawal process at moderate temperatures of the flow channel 1 and 14 runs.
Der typische Verlauf einer stationären Temperaturströmung für das Arbeitsmedium und die äußere Umgebung ist in Fig. 6 über die Länge L des Strömungskanals 1, 14 und in Fig. 7 über die radiale Ausbreitungsrichtung R der Wärmeenergie dargestellt. Dabei geben Kurven 36, 37 den Temperaturverlauf Ti im Arbeitsmedium und Kurven 38, 39 den Temperaturverlauf Ta in der Umgebung des Strömungskanals 1, 14 an. Die hohe Temperaturdifferenz für den ersten Verdampfungsabschnitt 7, 17 ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung.The typical course of a stationary temperature flow for the working medium and the external environment is shown in Fig. 6 over the length L of the flow channel 1, 14 and in Fig. 7 via the radial propagation direction R of the thermal energy. Curves 36, 37 indicate the temperature profile Ti in the working medium and curves 38, 39 indicate the temperature profile Ta in the vicinity of the flow channel 1, 14. The high temperature difference for the first evaporation section 7, 17 is an essential feature of the invention.
Die beschriebene Vorrichtung kann in vorteilhafter Weise auch bei normalen, z.B. mit Öl, Gas oder Pellets betriebenen Heizungsanlagen verwendet werden, beispielsweise für eine Notlauf- oder Startbetrieb. Die Wärmequelle wird hierbei durch den jeweili¬ gen Brenner gebildet, während der erzeugte Dampf einem Dampf/Flüssigkeit- Wärme¬ austauscher zugeführt und zur Erwärmung des Brauchwassers (Warmwassers) benutzt wird. Der besondere Vorteil besteht in diesem Zusammenhang darin, dass die Kombination aus Verdampfungsvorrichtung und Wärmeaustauscher im Vergleich zu bisherigen Anlagen extrem klein gebaut werden kann. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausfuhrungsbeispiele beschränkt, die auf vielfache Weise abgewandelt werden können. Insbesondere können zahlreiche andere Formen für den Strömungskanal 1 vorgesehen werden. Mögliche andere Anordnungen sind Kugelschichtwicklungen der Hohlformkörper bzw. Rohre, mäanderförmig gebogene Windungen in zylindrischer, kubischer Anordnung oder frei geführte Anordnungen des Flüssigkeits- bzw. Dampf Strömungskanals durch die verschiedenen Mikroklimazonen. Dabei ist die Grundaufgabe der Zwangsführung durch die Tempera¬ turzonen (warm für die Vorwärmstufe, heiß für die erste Verdampfungsstufe, wärmer für die zweite Verdampfungsstufe und gemäßigt heiß für die Überhitzungsstufe) stets in der beschriebenen Weise zu lösen, wobei eine geringe räumliche Distanz der ver¬ schiedenen Schichten und Bereiche anzustreben ist. Allerdings kann dabei die räumli¬ che Anordnung der verschiedenen Abschnitte relativ zueinander auch eine andere sein, insbesondere wenn der Strömungskanal mit zusätzlichen, nicht dargestellten Ab¬ schnitten versehen wird. Beispiele für alternative Ausbildungen des Strömungskanals sind in Fig. 8 und 9 schematisch dargestellt. Weiterhin sind die obigen Angaben für die Drücke, Temperaturen, Massenströme und Strömungsgeschwindigkeiten natürlich nur als Beispiele aufzufassen, von denen in Einzelfall je nach Bedarf abgewichen werden kann. Weiter ist klar, daß insbesondere beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 die Strömungsrichtung für die Wärmeenergie auch umgekehrt, d.h. die Wärme- quelle 2 radial außen angeordnet und die Wärmeströmung entgegengesetzt zu den Pfeilen 5 gerichtet werden kann. In diesem Fall würde sowohl die räumliche Anord¬ nung als auch die strömungsmäßige Hintereinanderschaltung in einer im Vergleich zu Fig. 1 und 2 entsprechend entgegengesetzten Reihenfolge vorgenommen, d.h. der Vorwärmabschnitt radial innen und der Verdampfungsabschnitt radial außen liegen. Dabei könnten auch mehrere, am radial außen liegenden Umfang der Vorrichtung verteilt angeordnete Wärmequellen vorhanden sein. Außerdem versteht sich, dass die verschiedenen Merkmale in anderen als den beschriebenen und dargestellten Kom¬ binationen angewendet werden können. The described device can be used in an advantageous manner even in normal, eg operated with oil, gas or pellets heating systems, for example, for a run-flat or start operation. In this case, the heat source is formed by the respective burner, while the steam produced is fed to a steam / liquid heat exchanger and used to heat the process water (hot water). The particular advantage in this context is that the combination of evaporator and heat exchanger compared to previous systems can be built extremely small. The invention is not limited to the described exemplary embodiments, which can be modified in many ways. In particular, numerous other shapes can be provided for the flow channel 1. Possible other arrangements are ball-layer windings of the hollow bodies or tubes, meander-shaped curved turns in a cylindrical, cubic arrangement or free arrangements of the liquid or vapor flow channel through the various microclimate zones. In this case, the basic task of forced operation by the temperature zones (warm for the preheating stage, hot for the first evaporation stage, warmer for the second evaporation stage and moderately hot for the overheating stage) is always to be achieved in the manner described, with a small spatial distance of the ver ¬ different layers and areas is to strive for. However, the spatial arrangement of the different sections relative to one another may also be different, in particular if the flow channel is provided with additional sections (not shown). Examples of alternative embodiments of the flow channel are shown schematically in FIGS. 8 and 9. Furthermore, the above data for the pressures, temperatures, mass flows and flow velocities are of course only to be regarded as examples, of which in individual cases can be deviated as required. It is also clear that, in particular in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the direction of flow for the heat energy is also reversed, ie the heat source 2 can be arranged radially on the outside and the heat flow can be directed opposite to the arrows 5. In this case, both the spatial arrangement and the fluid series connection would be carried out in a sequence which is correspondingly opposite in comparison to FIGS. 1 and 2, ie the preheating section is radially inward and the evaporating section lies radially outward. In this case, a plurality of heat sources distributed on the radially outer periphery of the device could also be present. In addition, it is understood that the various features can be applied in combinations other than those described and illustrated.

Claims

Ansprüche claims
1. Vorrichtung zur Überführung eines Arbeitsmediums aus einem flüssigen Zustand in einen dampfförmigen Zustand, enthaltend einen Strömungskanal (1, 14) für das Arbeitsmedium und eine Wärmequelle (2) zur Abgabe von Wärmeenergie in einer vorgewählten Ausbreitungsrichtung (5, 15) und zur Erwärmung des den Strömungs- kanal (1, 14) durchströmenden Arbeitsmediums, wobei der Strömungskanal (1, 14) wenigstens drei, in der Ausbreitungsrichtung (5, 15) liegende und mit der Wärmeener¬ gie wechselwirkende Abschnitte aufweist, nämlich einen Vorwärmabschnitt (6, 17), der mit wenigstens einer Eintrittsöffnung (3, 16) für das in flüssigem Zustand befindli¬ che Arbeitsmedium versehen ist, einen Überhitzungsabschnitt (8, 22), der wenigstens eine Austrittsöffnung (4, 23) für das in den dampfförmigen Zustand überführte Arbeitsmedium aufweist, und wenigstens einen ersten, strömungsmäßig zwischen diesen beiden Abschnitten (6, 17 bzw. 8, 22) liegenden Verdampfungsabschnitt (7, 19), dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verdampfungsabschnitt (7, 19) der Wärmequelle (2) am nächsten liegt.1. A device for transferring a working fluid from a liquid state to a vapor state, comprising a flow channel (1, 14) for the working medium and a heat source (2) for the release of heat energy in a preselected propagation direction (5, 15) and for heating the The flow channel (1, 14) has at least three sections lying in the propagation direction (5, 15) and interacting with the heat energy, namely a preheating section (6, 17). which is provided with at least one inlet opening (3, 16) for the working medium in the liquid state, an overheating section (8, 22) which has at least one outlet opening (4, 23) for the working medium transferred into the vaporous state, and at least one first evaporation section (7, 1) lying fluidly between these two sections (6, 17 or 8, 22) 9), characterized in that the first evaporation section (7, 19) of the heat source (2) is closest.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überhitzungs¬ abschnitt (8, 22) räumlich zwischen dem Vorwärmabschnitt (6, 17) und dem ersten Verdampfungsabschnitt (7, 19) angeordnet ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Überhitzungs¬ section (8, 22) spatially between the preheating section (6, 17) and the first evaporation section (7, 19) is arranged.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungs¬ kanal (1, 14) einen zweiten Verdampfungsabschnitt (9, 21) aufweist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the flow channel (1, 14) has a second evaporation section (9, 21).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ver¬ dampfungsabschnitt (7, 19) strömungsmäßig zwischen dem ersten Verdampfungs- abschnitt (7, 19) und dem Überhitzungsabschnitt (8, 22) und räumlich zwischen dem Überhitzungsabschnitt (8, 22) und dem Vorwärmabschnitt (6, 17) angeordnet ist.4. The device according to claim 3, characterized in that the second Ver¬ vaporization section (7, 19) fluidly between the first evaporation section (7, 19) and the overheating section (8, 22) and spatially between the overheating section (8, 22 ) and the preheating section (6, 17) is arranged.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängig- keit von der von der Wärmequelle (2) abgegebenen Wärmeenergie wahlweise der erste und/oder der zweite Verdampfungsabschnitt (7, 19 bzw. 9, 21) überwiegend zur Verdampfung des in flüssigem Zustand befindlichen Arbeitsmediums einsetzbar ist.5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that depending The heat energy emitted by the heat source (2) can optionally be used for the first and / or the second evaporation section (7, 19 or 9, 21) predominantly for the evaporation of the working medium in the liquid state.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Anfangsbereich des zweiten Verdampfungsabschnitts (9, 21) und einem Endbereich des ersten Verdampfungsabschnitts (7, 19) sowie zwischen einem Anfangsbereich des Überhitzungsabschnitts (8, 22) und einem Endbereich des zweiten Verdampfungsabschnitts (9, 21) je ein dem Arbeitsmedium zugeordneter Temperatur- sensor (25, 26) vorgesehen ist.6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that between an initial region of the second evaporation section (9, 21) and an end portion of the first evaporation section (7, 19) and between an initial portion of the superheating section (8, 22) and a End region of the second evaporation section (9, 21) depending on the working medium associated temperature sensor (25, 26) is provided.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (1) eine Spiralform besitzt, die Wärmequelle (2) in einem Zentrum der Spiralform angeordnet ist und die vorgewählte Ausbreitungsrichtung (5), vom Zentrum ausgehend, radial verläuft.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the flow channel (1) has a spiral shape, the heat source (2) is arranged in a center of the spiral shape and the preselected propagation direction (5), starting from the center, extends radially ,
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (1) in mehreren spiralförmigen, übereinander liegenden Schichten bzw. Ebenen ausgebildet ist.8. The device according to claim 7, characterized in that the flow channel (1) is formed in a plurality of spiral, superimposed layers or planes.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwärm¬ abschnitt (6), der erste Verdampfungsabschnitt (7) und der Überhitzungsabschnitt (8) aus wenigstens je einer Windung gebildet ist.9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the Vorwärm¬ section (6), the first evaporation section (7) and the overheating section (8) is formed from at least one turn.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ver¬ dampfungsabschnitt (9) aus wenigstens einer Windung gebildet ist, die radial zwischen dem Vorwärmabschnitt (6) und dem Überhitzungsabschnitt (8) liegt.10. The device according to claim 9, characterized in that the second Ver¬ vaporization section (9) is formed of at least one turn, which is radially between the preheating section (6) and the overheating section (8).
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwärmabschnitt (6) und der erste Verdampfungsabschnitt (7) sowie der erste Verdampfungsabschnitt (7) und der Überhitzungsabschnitt (8) durch im wesentlichen radial verlaufende Überleitungsabschnitte verbunden sind.11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the preheating section (6) and the first evaporation section (7) and the first evaporation section (7) and the overheating section (8) by substantially radially extending transition sections are connected.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwärmabschnitt (6) und der erste Verdamprungsabschnitt (7) sowie der erste Verdamprungsabschnitt (7) und der zweite Verdamprungsabschnitt (9) durch im wesentlichen radiale Überleitungsabschnitte (10, 11) verbunden sind.12. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the preheating section (6) and the first Verdamprungsabschnitt (7) and the first Verdamprungsabschnitt (7) and the second Verdamprungsabschnitt (9) by substantially radial transfer sections (10, 11 ) are connected.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verdamprungsabschnitt (7, 19) zumindest an seiner Innenseite aus einem Material wie z.B. Eisen besteht, das gegenüber Ablagerungen schädlicher Substanzen weitgehend resistent ist.A device according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the first evaporation section (7, 19) is made, at least on its inside, from a material, e.g. Iron exists, which is largely resistant to deposits of harmful substances.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verdampfungsabschnitt (9, 21) zumindest an seiner Innenseite aus einem Material wie z.B. Eisen besteht, das gegenüber Ablagerungen schädlicher Substanzen weitgehend resistent ist. besteht.14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the second evaporation section (9, 21) at least on its inside of a material such. Iron exists, which is largely resistant to deposits of harmful substances. consists.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwärmabschnitt (6, 17) und der Überhitzungsabschnitt (8, 22) aus Edelstahl bestehen.15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the preheating section (6, 17) and the overheating section (8, 22) consist of stainless steel.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (1, 14) als Rohr ausgebildet oder aus mehreren Rohrabschnitten zusammengesetzt ist.16. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the flow channel (1, 14) is formed as a tube or composed of a plurality of pipe sections.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (1) aus wenigstens einem spiralförmig gebogenen Rohr besteht und wenigstens eine kammartige, den Windungen des Rohrs zugeordnete Verbindungs¬ und Abstandseinrichtung (12) vorgesehen ist.17. Device according to one of claims 7 to 16, characterized in that the flow channel (1) consists of at least one spirally bent tube and at least one comb-like, the turns of the tube associated Verbindungs¬ and spacer means (12) is provided.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal eine Mehrzahl von in der Ausbreitungsrichtung hintereinander liegenden, mit Strömungsabschnitten versehenen Strömungsebenen aufweist, wobei der Vorwärmabschnitt, der erste und der zweite Verdampfungsabschnitt und der Überhit- zungsabschnitt jeweils einer oder mehreren Strömungsebenen zugeordnet sind.18. Device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the flow channel has a plurality of in the propagation direction one behind the other, provided with flow sections flow levels, wherein the preheating, the first and the second evaporation section and the overheating portion are each associated with one or more flow levels.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungs¬ abschnitte in den Strömungsebenen jeweils einen mäanderförmigen Verlauf haben.19. The apparatus according to claim 18, characterized in that the Strömungs¬ sections in the flow planes each have a meandering course.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Abschnitte des Strömungskanals (1, 14) unterschiedlich große Längen und/oder unterschiedlich große Querschnitte aufweisen.20. Device according to one of claims 1 to 19, characterized in that the different sections of the flow channel (1, 14) have different lengths and / or different sized cross-sections.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (2) ein Brenner ist.21. Device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the heat source (2) is a burner.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle eine Wärmestrahlungsquelle ist.22. Device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the heat source is a heat radiation source.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Teil eines elektromechanischen Wandlers einer Gebäudeheizungsanlage ausgebildet ist.23. Device according to one of claims 1 to 22, characterized in that it is designed as part of an electromechanical transducer of a building heating system.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursensoren (25, 26) mit einer Regelschaltung für den Massenstrom des Arbeitsmediums im Strömungskanal (1, 14) verbunden sind.24. Device according to one of claims 6 to 23, characterized in that the temperature sensors (25, 26) with a control circuit for the mass flow of the working medium in the flow channel (1, 14) are connected.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der von der Wärmequelle (2) abgegebenen Energie der eine oder andere Temperatur¬ sensor (25, 26) als Istwertgeber für die Regelschaltung verwendbar ist. 25. The device according to claim 24, characterized in that in dependence on the heat source (2) emitted energy of one or the other Temperatur¬ sensor (25, 26) is used as an actual value for the control circuit.
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