AT512138A1 - Anlage zur Kraft-Wärmekopplung mit kombinierten Wärmespeichern - Google Patents

Anlage zur Kraft-Wärmekopplung mit kombinierten Wärmespeichern Download PDF

Info

Publication number
AT512138A1
AT512138A1 ATA619/2012A AT6192012A AT512138A1 AT 512138 A1 AT512138 A1 AT 512138A1 AT 6192012 A AT6192012 A AT 6192012A AT 512138 A1 AT512138 A1 AT 512138A1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
heat
plant
temperature
heat storage
power
Prior art date
Application number
ATA619/2012A
Other languages
English (en)
Other versions
AT512138B1 (de
Original Assignee
Vaillant Group Austria Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vaillant Group Austria Gmbh filed Critical Vaillant Group Austria Gmbh
Publication of AT512138A1 publication Critical patent/AT512138A1/de
Application granted granted Critical
Publication of AT512138B1 publication Critical patent/AT512138B1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
    • C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/12—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having two or more accumulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Kraft-Wärmekopplung mit kombinierten Wärmespeichern. Erfindungsgemäß ist ein Wärmespeicher für ein hohes und ein Wärmespeicher für ein niedriges Temperaturniveau vorgesehen.

Description

25-M9I-2012 10*59 Uaillant GmbH +49 2191 183680 S.05^23 * · · · · · • f « · · e e e l · · * * * Φ · · * · · · # · * Φ ·** · ·
Vaiilant GmbH PT 5130 AT
Anlage zur Kraft-Wärmekopplung mit kombinierten Wärmespeichem
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Kraft-Wärmekopplung mit kombinierten Wärmespei-chem.
Eine Anlage zur Kraft-Wärmekopplung (KWK-Anlage) dient der Gewinnung elektrischer Energie und der Gewinnung von Nutzwärme. Sie wird vorzugsweise am Ort oder in der Nähe der Nutzwärmesenke betrieben. Als Antrieb für den Stromerzeuger können zum Beispiel Verbrennungsmotoren, wie Diesel- oder Ottomotoren, Stiriingmotoren, Brennkraftturbinen, Dampfmaschinen oder Brennstoffzellen verwendet werden.
Der höhere Gesamtnutzungsgrad gegenüber der herkömmlichen Kombination von lokaler Heizung und zentralem Kraftwerk resultiert daraus, dass die Abwärme der Stromerzeugung direkt am Ort der Entstehung genutzt wird. Der Wirkungsgrad der Stromerzeugung liegt dabei typischerweise, abhängig von der Anlagengrüße, Bauart und Betriebsart, zwischen 15 % und 45 %. Durch die ortsnahe Nutzung der Abwärme wird die eingesetzte Primärenergie aber zu 80 % bis über 90 % genutzt. Im Vergleich zu zentralen Großkraftwerken zur Gewinnung elektrischer Energie ohne Wärmenutzung können dezentrale Blockheizkraftwerke Primärenergie einsparen. 25/05/2012 10:58
Nr.: R728 P.005/023 25-MA1-2012 10:59 Uaillant GmbH +49 2191 1B3680 S.06/23
Anlagen zur Kraft-Wärmekopplung sind Im Betrieb durch die technische Nutzbarkeit der je-weils über den Momentanbedarf hinaus erzeugten Wärme eingeschränkt. Deshalb besteht z.B. im Sommerbetrieb das Risiko, dass die gleichzeitig mH elektrischer Energie erzeugte Wärme als Abfallwärme ungenutzt rückgekühlt wird.
Es ist bekannt, mehr oder weniger große Warmwasserspeicher in das System zu integrieren, welche als Wärmepuffer variable Wärmelasten zugunsten eines optimalen Betriebs der Anlage zur Kraft-WärmekoppEung zu vergleichmäßigen. Solche Wasserspeicher weisen jedoch häufig relativ große Verlustwärmeströme auf und eignen sich nur zum Speichern eines ^ Wärmebedarfs für wenige Tage, sofern sie nicht ungewöhnlich groß ausgeführt werden. Der zur Verfügung stehende Einbauraum gestattet jedoch üblicherweise nicht den Aufbau sehr großer Speicher.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anlage zur Kraft-Wärmekopplung bereitzustellen, die auch in Betriebszelten mit geringem Wärmebedarf zur Deckung des Bedarfs an elektrischer Energie genutzt werden kann und welche die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.
Erfindungsgemäß wird die Anlage durch Einbindung eines Latentwärmespeichers im Form w eines Sorptionsspeichers und/oder Speichers m'it Phasenwechselmaterial (POM-Speicher) oder einer Kombination verschiedener Speicherbauarten angepasster Kapazität ergänzt. Ein Sorptionsspeicher gestattet die praktisch verlustlose Pufferung latent gespeicherter Wärme über lange Zeiträume, weil er auch bei vollständigem Verlust des sensiblen Wärmeinhalts die gespeicherte latente Wärme behält. Ein PCM-Speieher gestattet die Erhöhung der Speicherdichte und des Wärmekomforts durch Temperaturstabilisierung, weil er im Temperaturbereich des Phasenwechsels seines Speichermaterials eine große Erhöhung seiner spezifischen Wärmekapazität aufweist. Ergänzend können Vorrichtungen verwendet werden, welche eine Nutzung des sensiblen Wärmeinhalts des Sorptionsspeichers gestatten, z.B. zur Brauchwassererwärmung, Breuchwasssrvorwärmung oder Erwärmung bzw. Vorwärmung 25/05/2012 10:58
Nr. : R728 P.006/023 25-Mfl1-2012 10=59 Uaillant GmbH +49 2191 183680 S.07/23
eines Niedertemperatur-Heizsystems wie z.B. Fußbodenheizung. Weiterhin können die Speicher mit elektrischen Heizungen ausgestattet werden, um bei Verfügbarkeit überschüssiger Elektroenergie die Speicher nachzuladen.
Insgesamt lassen sich durch das System in Verbindung mit geeigneter Anlagenregelung Wirtschaftlichkeit und Komfort verbessern. Bei geeigneter Auslegung sind Systeme mit Saisonalspeichem herstellbar, welche einen optimierten Betrieb der Anlage zur Kraft-Wärmekopplung gestatten, ohne dass Zusatzaggregate wie Spitzenlastkessel erforderlich wären, und ohne dass besonderer Aufwand zur Ermöglichung von Leistungsmodulation des KWK-Systems erforderlich wäre. Gleichzeitig kann die Anlage auf diese Weise in minimaler Baugröße und sehr kostengünstig konstruiert werden, weil sie ohne Erfordernis einer Leistungsmodulation für die durchschnittliche Last ausgelegt werden kann.
Die Erfindung wird anhand der Figuren detailliert erläutert.
Es stellen dar:
Figur 1: ein Prinzipschattbild einer erfindungsgemäßen Anlage aus Wärmekraftmaschine in Kombination mit Wärmespeichersystemen
Figur 2: ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Anlage aus Wärmekraftmaschine in Kombination mit Wärmaspeichersystemen und einem zusätzlichen Brennwert-Wärmetauscher.
Figur 3: ein Energieflussdiagramm der erfindungsgemäßen Anlage zur Kraft-Wärmekopplung beim Aufladen des Sorptionsspeichers, 25/05/2012 10:59
Nr.: R728 P.007/023 25-MP1-2012 11--00 Uai1lant GmbH +49 2191 163660 S.08/23
Figur 4: ein Energieflussdiagramm der erfindungsgemäßen Anlage zur Kraft-Wärmekopplung beim Entladen des Sorptionsspeichers,
Figur 5: ein Energieflussdiagramm der erfindungsgemäßen Anlage zur Kraft-Wärmekopplung beim elektrischen Aufladen des Sorptionsspeichers,
Figur 6: ein Energieflussdiagramm der erfindungsgemäßen Anlage zur Kraft-Wärmekopplung beim Entladen der Ladewärme des Sorptionsspeichers, ^ Figur 1 illustriert den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Anlage zur Kraft-Wärmekopplung mit kombinierten Wärmespeichern, Eine Kraftmaschine 1 liefert mechanische Energie, die zum Antrieb eines Generators 15 verwendet wird, der Strom fDr den häuslichen Verbrauch oder zur Einspeisung ins Stromnetz liefert. Erfindungsgemäß kann anstelle der Kraftmaschine 1 und des Generators 15 auch eine Brennstoffzelle zum Einsatz kommen. Die dabei anfallende Wärme für Heizzwecke verwendet. Die gleichzeitige Nutzung von Kraft und Wärme wird als Kraft-Wärme-Kopplung bezeichnet. In Figur 1 ist die Funktion der Kraftmaschine 1 ausschließlich als Wärmequelle dargestellt. Für die Stromerzeugung wird auf den Stand der Technik verwiesen. Bei der Kraftmaschine kann es sich zum Beispiel um eine Kraftmaschine handeln, die auf dem Otto-, Diesel-, Dampf-, Stirling-, Ericsson- oder Joule-Verfahren basiert. Die Kraftmaschine 1 liefert Wärme auf mindestens zwei verschiedenen Temperatumiveaus, z.B. einen Kühlwasserstrom von 80 °C und einen Abgasstrom mit einer Temperatur im Bereich von 300 bis 600 “C. Die Wärmeströme werden mittete einer Leitung für Hochtemperatur-Wirmestrom 8, eines Hochtemperatur-Wärmetauschers 5 sowie daran anschließend einer Leitung für kaltes Abgas 10 und einem Schornstein 11, sowie mittels einer Leitung für Niedertemperatur-Medienstrom 13 und eines Niedertemperatur-Wärmetauschers 6 unter Zuhilfenahme zirkulierender Wärmträgerkreise mit Pumpen 4 auf Speichermedien in dem Hochtemperatur-Wärmespeichersystem 2 und dem Niedertempera-tur-Wänmespeichersystem 3 übertragen. 25/05/2012 10:59
Nr, : R728 P.008/023 25-MA1-2012 1U00 Uaillant GmbH +49 2191 1B36B0 S.09/23
Das Hochtemperatur-Wärmespeichersystem 2 und das Niederternperatur-Wärmespeicher-system 3 weisen jeweils Wärmetauscher 12 auf, mit denen die Wärme ausgekoppelt werden kann und mittels Anschlüssen 8 einem Wärmeträgerkreislauf zur Mitteltemperatur-Wärmesenke, beispielsweise einem Brauchwassererwärmungssystem, oder mittels Anschlüssen 7 einem Wärmeträgerkreislauf zur Niedertemperatur-Wärmesenke, beispielsweise einem Niedertemperatur-Heizungssystem, zugeführt wird. Darüber hinaus ist das Hochtemperatur-Wärmespeichersystem 2 durch eine elektrische Heizung 21 zusätzlich beheizbar, um beispielsweise in Zeiten mit geringen Strompreisen die preiswerte elektrische Energie zu nutzen. Erfindungsgemäß trifft dies alternativ oder zusätzlich auch auf das Niedertemperatur-Wärmespeichersystem 3 zu.
Erfindungsgemäß sind auch weitere Wärmespeichersysteme für zusätzliche Speicber-Temperaturstufen enthalten. Das Hochtemperatur-Wärmespeichersystem 2 ist zweckmäßigerweise als Latentwärmespeicher ausgeführt, um eine hohe Speicherdichte bei beschränkter Maximaltemperatur zu erreichen. Dies kann ein Sorptionsspeicher sein, z.B. mit einem Zeolithen, der bei einer Temperatur von 150 bis 300 "C getrocknet wird. Weitere Wärmespeichermedien sind beispielsweise Salzschmelze oder Metallschmelze. Der Restwärmestrom, welcher mit dem Wärmeträger (Abgas) aus dem Hochtemperatur-Wärmespeichersystem fortgeführt wird, sollte zweckmäßig durch einen hier nicht dargestellten Wärmetauscher auf ein Nledertemperatur-Nutzwärmesystem übertragen werden, um auch diesen Energieanteil zu nutzen. Weiterhin wird der Niedertemperatur-Wärmestrom, zum Beispiel der Kühlwasserstrom der Kraftmaschine zur Erwärmung eines Niedertempera-tur-Wärmespelchersystems 3 genutzt. Das Wärmespaichersystem 3 ist z.B. mit Phasen-wechselmaterial, insbesondere Paraffinschmelze oder Salzhydratschmetze ausgeführt, welches bei einer für die optimale Energieausnutzung in Verbindung mit den Temperatumiveaus der Wärmequelle, beispielsweise der Kühlwasserstrom, und der Wärmesenke, beispielsweise der Gebäudeheizung, Phasenwechseltemperatur betrieben wird. Diese Temperatur liegt z.B. bei ca. 25 °C für ein Niedertemperatur-Heizungssystem oder bei ca. 60 *C oder 80 °C 25/05/2012 11:00
Nr.: R728 P.009/023 25-ΠΑ1-2012 11=00 Uaillant GmbH +49 2191 183680 S.10/23 ·« ** · Μ · Φ·*· ···· ·· i φ · » * Q · · · * Φ * für ein Brauchwassererwärmungssystem. Es ist ebenfalls erfindungsgemäß eingeschlossen, auch mehrere separate Hochtemperaturwärmespeicher 2 und/oder Niedertemperaturwärme· Speicher 3 auf verschiedenen Temperatumiveaus zu betreiben, um eine dem Wärmebedarf auf den verschiedenen Nutz· und Speichertemperatumiveaus gemäße Aufteilung der Wärmemengen zu erzielen. Weiterhin ist es auch erfindungsgemäß eingeschlossen, z.B. durch geeignete bauliche Anordnung, beispielsweise nach dem Matrjoschka-Prinzip aufgebaute einander umfangender Speichersystem oder durch Schichtenspeicher die sensiblen Verlustwärmeströme der jeweils wärmeren Speicher zur Erhaltung und Nachladung der bei jeweils niedrigerer Temperatur betriebenen Wärmespeicher zu verwenden. Die Dimensionierung der Speicherkapazitäten und Wärmetauscherflächen auf den technisch sinnvollen Temperatumiveaus kann zweckmäßig auf Grundlagen einer Pinch-Anafyse des Systems gekoppelter Wärmequellen und Wärmesenken erfolgen.
Figur 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau aus Figur 1, ergänzt um einen mit der Leitung für kaltes Abgas 10 verbundenen Wärmetauscher 14 zur Restwärmenutzung aus dem Abgas des Hochtemperatur-Wärmetauschers 5. Die Verwendung der Restwärme aus dem Abgas dient hier der Vorwärmung des Rücklaufs von der Niedertemperatur-Wärmesenke zum Nieder-temperatur-Wärmespeicher 3. Zu diesem Zweck wird der zusätzliche Wärmetauscher 14 in den Wärmeträgerkreislauf des Niedertemperatur-Wärmeverteilsystems 7 eingekoppelt, bevor das weitestmöglich abgekühlte Abgas in den Schornstein 11 entlassen wird. Alternativ kann die Abgaskühlung auch an einer anderen, möglichst kalten Nutzwärmesenke erfolgen. Dadurch wird eine Brennwertnutzung erreicht.
Figur 3 stellt ein Energieflussdiagramm bzw. ein Leistungsflussdiagramm der erfindungsgemäßen Anlege zur Kraftwärmekopplung aus Figur 1 oder 2 beim Aufladen des Hochtempera-tur-Wärmespeichersystems 2 und/oder des Niedertemperatur-Wärmespeichersystem 3 dar. Die Funktion der Anlage zur Kraft-Wärmekopplung wird zunächst anhand des Energieflusses beschrieben. Die Kraftmaschine 1 mit angekoppettem Generator 15 oder eine Brennstoffzel- 25/05/2012 11:00
Nr.: R728 P.010/023 25-MRI-2012 11=01 UaiLlant GmbH +49 2191 183680 S.11/23
* » le wandelt die im Brennstoff gespeicherte Energie 100 um in elektrische Energie 103 und in Wärmeenergie 102 um. Oie elektrische Energie 103 wird an ein hier nicht dargestelltes elektrisches Netz abgegeben. Durch Verlustwärme der Kraftmaschine 1 (heißes Abgas 9 in Figur 1, Wärme aus Rückkühlung eines Kühlwasserkreises 131 und des Ölkreislaufs 132, katalytische Nachverbrennung unverbrannten Brennstoffs, Abwärmeströme aus Wärmetauschern zur Auskopplung von Hochtemperatur-Wärme) und der Hilfsaggregate, wie beispielsweise einer Umwälzpumpe 4 fällt Wärme an, die nach dem Stand der Technik direkt für Heizzwecke genutzt werden soll. Die Abkühlung von Wärmeströmen mit hohem Temperaturniveau auf Wärmeströme mit niedrigem Temperatumiveau bewirkt jedoch eine Verminderung der Effizienz, well ein erheblicher Teil der Exergie ungenutzt bleibt. Erfindungsgemäß ist ein Niedertemperatur-Wärmespeichersystem 3 vorgesehen, das eine Vergleichmäßigung der Temperaturniveaus im Bereich seiner auslegungsgemäßen Betriebstemperatur bewirkt. Das Nie-dertemperatur-Wärmespeichersystem 3 wird von verschiedenen Wärmeströmen 112 aus verschiedenen Wärmequellen 15, 4,13,131,132, 5 gespeist. Erfindungsgemäß ist ebenfalls ein Hochtemperatur-Wärmespeichersystem 2 vorgesehen, der von einem Wärmestrom 122 auf hohem Temperatumiveau von einer Wärmequelle 5 gespeist wird, welche Wärme auf relativ niedrigem Temperatumiveau liefern. So kann beispielsweise Abgaswärme über einen Abgaswärmetauscher 5 genutzt werden, um Energie jm Hochtemperatur-Wärmespeichersystem 2 einzulagern. Abhängig vom verwendeten Material können dies zum Beispiel Temperaturen von 80 *C, 150 X oder 300 X sein. Beispielsweise wird bei einem Zsolith-Sorptionswärmespeicher das vom Zeolith gebundene Wasser in dieser Phase aus dem Zeolith ausgetrieben. Der Vorteil ist, dass nach dem Aufladen des Sorptionswärmespeichers die latent gespeicherte Wärme ohne Wärmeverluste beliebig lange gespeichert werden kann, sofern der erneute Zutritt von Feuchtigkeit durch geeignete Maßnahmen verhindert wird.
Figur 4 stellt das in Figur 3 dargestellte Energieflussdiagramm für den Betriebszustand dar, in dem das Hochtemperatur-Wärmespeichersystem 2 entladen wird. Beispielsweise beim 25/05/2012 11:00
Nr.: R728 P.011/023 25-MA1-2012 11:01 Uei tlant GmbH +49 2191 1836Θ0 S.12/23 * I · » · 6 I · · ft · ft ft ft »9 ft ft ^·· ft · ft ft * « I t · • * · · · e « ft · « *
Zeolith-Sorptionswärmespeicher erfolgt dies durch Zuführen von Wasser. Die während dem in Figur 3 dargestellten Betriebszustand eingelagerte Energie wird nun wieder genutzt und beispielsweise einem Heizkreislauf zugeführt oder für Brauchwassererwärmung genutzt.
Figur 3 stellt eine Option des Hochtemperatur-Wärmespeichersystems 2 dar, der durch eine elektrische Heizung 12 beheizbar ist. Dies ist beispielsweise dann wirtschaftlich sinnvoll, wenn über eine Strombörse elektrische Energie vorübergehend sehr günstig zur Verfügung steht.
In Figur 6 wird zusätzlich der sensible Anteil der Ladewärme des als Sorptionswärmespei-cher ausgeführten Hochtemperatur-Wärmespeichersystem 2 genutzt. So ist der Sorptions-wärmespeicher beispielsweise beim Aufladen erhitzt. Die durch den Desorptionsvorgang latent eingelagerte Wärme bleibt auch beim Abkühlen des Speichers erhalten, während die sensible Wärme mehr oder weniger schnell abfließen kann. Dieser Abfluss sensibler Wärme hängt z.8. von der Ausführung der Wärmedämmung des Speichers ab. Der nur kurz- bis mittelfristig verfügbare Anteil sensibler Wärme des mit Vorteil als Langzeitspeicher ersetzbaren Latentwärmespeichersystems wird hier ebenfalls genutzt. 25/05/2012 11:01
Nr.: R728 P.012/023 25-MA1-2012 11:01 Ua i11ant GmbH +49 2191 183680 S.13/23 • · · · · g « · · · ••'i « · · · · • φ * · · · ·· *· ♦·· * · ♦ ···
Bezugszeichenliste 1 Kraftmaschine 2 Hochtemperatur-Wannespeichersystem 3 Niedertemperatur-Wärmespeichersystem 4 Zirkulationspumpe 5 Hochtemperatur-Wärmetauscher 6 Niedertemperatur-WärmetauBCher 7 Anschlüsse für Wärmeträgerkreislauf an Niedertemperatur-Wärmesenke 8 Anschlüsse für Wärmeträgekreislauf an Mitteltemperatur-Wärmesenke 9 Leitung für Hochtemperatur-Wärmestrom 10 Leitung für kaltes Abgas 11 Schornstein 12 Wärmetauscher 13 Leitung für Niedertemperatur-Medienstrom 14 Wärmetauscher 15 Generator 21 Elektrische Heizung 100 Energie im Treibstoff 101 Mechanische Energie 102 Wärme 103 Elektrische Energie 104 Verlustenergie 112 Wärme 113 Elektrische Energie 122 Wärme 131 Motorkühlung 132 Motorölkühler 25/05/2012 11:01
Nr. : R728 P.013/023

Claims (10)

  1. 25-MA1-2012 11=02 Uaillant GmbH +49 2191 183680 S.14/23 • · t · · 4 S · * » + » · S · ··· »»·» * * · * * Vaillant GmbH PT 5130 AT PATENTANSPRÜCHE 1. Anlage zur Kraft-Wärmekopplung, umfassend einen Stromerzeuger (1, 15) und zumindest ein Wärmespeichersystem (2, 3) zum Speichern und Bereitstellen von bei der Stromerzeugung anfallender Wärmeenergie, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromerzeuger (1, 15) Wärme auf verschiedenen Temperatumiveaus liefert, und dass die Anlage zur Kraft-Wärmekopplung mindestens ein Hochtemperatur-Wärmespeichersystem (2) zum Speichern von Wärme auf hohem Temperatumiveau und mindestens ein Niedertemperatur-Wärmespeichersystem (3) zum Speichern von Wärme auf niedrigem Temperatumiveau umfasst. w
  2. 2. Anlage zur Kraft-Wärmekopplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindest eines der Wörmespeichersysteme (2, 3) ein Latentwärmespeicher ist.
  3. 3. Anlage zur Kraft-Wärmekopplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Latentwärmespeicher (2,3) ein Sorptionsspeicher, bevorzugt auf der Basis von Zeolith oder Salzhydrat ist
  4. 4. Anlage zur Kraft-Wärmekopplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Latentwärmespeicher (2, 3) ein Phasen- 25/05/2012 11:01 Nr. : R728 P.014/023
    25-Mfi1-2012 11:02 Uai1lernt GmbH +49 2191 183680 S.15/23 ····#«* · · · « · · t ··« · · * * * S · · * « · ··· • · · » ·« ·· · · · wechselspeicher, bevorzugt auf der Basis von Paraffinschmelze, Salzschmelze, Salz-hydratschmelze oder Metallschmelze ist.
  5. 5. Anlage zur Kraft-Wärmekopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochtemperatur-Wärmespeichersystem ein Sorptionsspeicher und dass das Niedertemperatur-Wärmespeichersystem ein Phasenwechselspeicher ist,
  6. 6. Anlage zur Kraft-Wärmekopplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeichersysteme (2, 3) getrennt aufgebaut sind.
  7. 7. Anlage zur Kraft-Wärmekopplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeichersysteme <2, 3) so aufgebaut sind, dass sie thermisch in der Art miteinander verbunden sind, dass die Verlustwärme des Wärme-speichersystems (2) mit höherem Temperaturniveau als Nutzwärme vom Wärmespei-chersystems (3) mit niedrigerem Temperaturniveau genutzt werden kann, bevorzugt nach dem Matrjoschka-Prinzip aufgebaut sind, wobei das Wärmespeichersysteme (2) mH höherem Temperaturniveau innerhalb des Wärmespeichersysteme (3) mH niedrigerem Temperaturniveau angeordnet ist.
  8. 8. Anlage zur Kraft-Wärmekopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Wärmespeichersysteme (2, 3) mit einer elektrischen Heizung (21) beheizbar ist.
  9. 9. Anlage zur Kraft-Wärmekopplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromerzeuger eine Kraftmaschine (1) und einen mechanisch mit der Kraftmaschine (1) gekoppelten Generator(15) umfasst. 25/05/2012 11:01 Nr.: R728 P.015/023
    25-MA1-2012 11=02 Uaillant GmbH +49 2191 1836B0 S.16/23
  10. 10. Anlage zur Kraft-Wärmekopplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromerzeuger eine Brennstoffzelle umfasst. 25/05/2012 11:02 Nr.: R728 P.016/023
ATA619/2012A 2011-05-27 2012-05-25 Anlage zur Kraft-Wärmekopplung mit kombinierten Wärmespeichern AT512138B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011103333 2011-05-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT512138A1 true AT512138A1 (de) 2013-05-15
AT512138B1 AT512138B1 (de) 2014-02-15

Family

ID=47140523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA619/2012A AT512138B1 (de) 2011-05-27 2012-05-25 Anlage zur Kraft-Wärmekopplung mit kombinierten Wärmespeichern

Country Status (3)

Country Link
AT (1) AT512138B1 (de)
CH (1) CH705028B1 (de)
DE (1) DE102012010270A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014217114A1 (de) * 2014-08-28 2016-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Kraft-Wärme-Kopplungsanlage zur dezentralen Strom- und Wärmeversorgung
CN113004873B (zh) * 2021-03-09 2022-05-24 内蒙古工业大学 一种熔融盐多孔硅基复合相变储热材料的制备方法
CN113237133A (zh) * 2021-06-07 2021-08-10 西安热工研究院有限公司 一种利用高温熔融盐储热的可再生能源清洁供暖及调峰系统
CN114543108B (zh) * 2022-02-23 2025-09-19 中煤科工集团重庆研究院有限公司 一种瓦斯蓄热氧化多介质梯级储热调峰方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0042160A2 (de) * 1980-06-13 1981-12-23 Georg Prof. Dr. Alefeld Verfahren und Einrichtung zum Speichern und Hochtransformieren der Temperatur von Wärme
DE19740398A1 (de) * 1997-09-09 1999-03-11 Vng Verbundnetz Gas Ag Kraft-Wärme-gekoppelte Einrichtung zur Energieversorgung
EP2280227A2 (de) * 2009-07-20 2011-02-02 Michael Plasch System zum Speichern und Wiederverwenden von Wärme

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0042160A2 (de) * 1980-06-13 1981-12-23 Georg Prof. Dr. Alefeld Verfahren und Einrichtung zum Speichern und Hochtransformieren der Temperatur von Wärme
DE19740398A1 (de) * 1997-09-09 1999-03-11 Vng Verbundnetz Gas Ag Kraft-Wärme-gekoppelte Einrichtung zur Energieversorgung
EP2280227A2 (de) * 2009-07-20 2011-02-02 Michael Plasch System zum Speichern und Wiederverwenden von Wärme

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012010270A1 (de) 2012-11-29
AT512138B1 (de) 2014-02-15
CH705028A2 (de) 2012-11-30
CH705028B1 (de) 2016-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3138148B1 (de) Kraft-wärme-kopplungsanlage zur dezentralen strom- und wärmeversorgung
DE3242903C2 (de)
DE19740398A1 (de) Kraft-Wärme-gekoppelte Einrichtung zur Energieversorgung
DE102019000430B4 (de) Verfahren zur Erreichung sehr niedriger Rücklauftemperaturen mittels einer Wärmepumpe, Heizanordnung zur Durchführung des Verfahrens, sowie System für Wärme- und Kälteverteilnetze
AT512138B1 (de) Anlage zur Kraft-Wärmekopplung mit kombinierten Wärmespeichern
DE102007060666A1 (de) Strom produzierendes Heizsystem
CH712294B1 (de) Thermisches Energieverbundsystem.
EP2492599B1 (de) Heizanlage mit Biomassefeuerung und Wärmepumpe
DE102009011778A1 (de) Energieversorgungssystem
DE102014002761A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Energieumwandlung
EP2115283A2 (de) Hausenergieversorgungsanlage
DE102012212040B4 (de) Wärmepumpenanlage sowie Verfahren zum Bereitstellen von Warmwasser
DE102012104996A1 (de) Energiekonzeptsystem und Verfahren zum Betreiben eines Energiekonzeptsystems
DE202008001386U1 (de) Heizanlage durch Anordnung eines Verbrennungsmotors mit Generator und Luft-Wasser Wärmepumpe
CN215981982U (zh) 热交换式液氮汽化系统
DE102008050244A1 (de) Verfahren und Anordnung zur dezentralen Energieversorgung (DZE) mit Block-Speicher-Kraft-Heiz-Kühl-Funktion (BSKHKWF)
EP3327361A1 (de) Heizkraftwerk und verfahren zum betrieb eines solchen
WO2011134784A2 (de) Kopplungssystem für eine hybridenergieanlage
DE102016205033A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Konfigurieren einer multivalenten Energieversorgungsanlage
DE202022105047U1 (de) Mobile Energieversorgungseinheit
EP2189730A2 (de) System zur Versorgung eines Wärmeverbrauchers und Verfahren zum Betreiben eines derartigen Systems
DE102010022902A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben von Blockheizkraftwerken
EP4468547B1 (de) Energieversorgungssystem für gebäude
DE102012103621A1 (de) Solarthermisches Kraftwerk mit elektrisch beheiztem Wärmespeicher
DE102013004065A1 (de) Wärmepumpensvstem mit Energieversorgung

Legal Events

Date Code Title Description
MM01 Lapse because of not paying annual fees

Effective date: 20220525