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DE2731583A1 - Baugruppe eines heizkraftwerkes - Google Patents

Baugruppe eines heizkraftwerkes

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Publication number
DE2731583A1
DE2731583A1 DE19772731583 DE2731583A DE2731583A1 DE 2731583 A1 DE2731583 A1 DE 2731583A1 DE 19772731583 DE19772731583 DE 19772731583 DE 2731583 A DE2731583 A DE 2731583A DE 2731583 A1 DE2731583 A1 DE 2731583A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchanger
assembly according
engine
exhaust gas
gas heat
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
DE19772731583
Other languages
English (en)
Inventor
Alfred Dipl Ing Titl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN AG
Original Assignee
MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
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 MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG filed Critical MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Priority to DE19772731583 priority Critical patent/DE2731583A1/de
Priority to FR7818754A priority patent/FR2397532A1/fr
Priority to AT0474778A priority patent/AT371917B/de
Publication of DE2731583A1 publication Critical patent/DE2731583A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/04—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators
    • F02B63/044—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators the engine-generator unit being placed on a frame or in an housing
    • F02B2063/045—Frames for generator-engine sets
    • 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
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBERG 2731583
Aktiengesellschaft
München, den 06. Juli 1977
Baugruppe eines Heizkraftwerkes
Die Erfindung bezieht sich auf eine Baugruppe eines Heizkraftwerkes mit einer Kraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine, einer von der Kraftmaschine angetriebenen Arbeitsmaschine insbesondere in der Form eines Generators sowie einem Wärmetauscher zur Nutzung der Abwärme der Kraftmaschine.
Für die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme eignen sich sogenannte Kraftwärme-Systeme, wie sie z.B. für große Leistungen in Heizkraftwerken seit langem auf der Basis von thermischen Kraftmaschinen realisiert werden. Auch für Leistungen ab 100 kW bis 12 MW und mehr mit Verbrennungskraftmaschinen sind derartige Anlagen besonders aus den USA (total energy) in einer Vielzahl bekannt geworden und v/erden zur Zeit in zunehmendem Maße auch in europäischen Ländern gebaut, weil sie bei höherem Gesamtwirkungsgrad eine besonders rationelle Nutzung der eingesetzten Primärenergie ermöglichen.
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Die kennzeichnenden Merkmale dieser sogenannten Blockheizkraftwerke (im folgenden kurz: BHKW genannt) sind in Fig. 1 dargestellt.
Die Brennkraftmaschine 1 treibt den stromerzeugenden Generator 2 an, während die hierbei entstehende Wärme über getrennt aufgestellte Kühlwasser-Wärmetauscher 3 sowie Rauchrohrkessel 4 zurückgewonnen und dem Verbraucher 6 zugeführt wird. Die Motorabgase werden schließlich über einen Abgasschalldämpfer 5 in die Atmosphäre abgeführt. Motor 1 und Generator 2 werden in der bekannten Weise entweder zusammengebaut oder einzeln auf einer gemeinsamen Grundplatte aufgestellt.
Nachteilig bei dieser bisher bekannten Bauweise eines BHKW ist vor allem die vom Motor-Generatorsatz räumlich getrennte Aufstellung der erforderlichen Wärmetauscher und Rauchrohrkessel, da dies einen erheblichen Aufwand an verbindenden Rohrleitungen sowie Ortsmontage-Kosten erfordert, abgesehen von den damit entstehenden zusätzlichen Abstrahlungsverlusten des Systemes.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Baugruppe der eingangs genahnten Gattung so auszugestalten, daß eine kompakte Bauweise mit kurzen Rohrleitungen möglich ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wärmetauscher das Fundament bzw. den Grundrahmen für den zu einem Block zusammengefaßten Maschinensatz aus Kraftmaschine und Arbeitsmaschine bilden. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstands der Unteransprüche.
Eine Lösung gemäß der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt und nachfolgend erläutert. Die beiden Bilder der Fig. 2 sind zwei zueinander senkrechte Ansichten einer schematischen Darstellung einer erfindungsgemäßen Lösung.
Alle zu einem BHKW-Modul gehörenden Baukomponenten sind räumlich so eng wie möglich zusammengebaut. Dies gilt insbesondere für den Motorkühlwasser-Wärmetauscher 3 und den Abgas/Wasser-Wärmetauscher 4b, welche anstelle der bisher üblichen Grundplatte die tragende Konstruktion für den zu einem Block verschraubten Motor 1 mit Generator 2 bilden.
Mit der erfindungsgemäßen Bauweise eines BHKW-Modules wird erreicht, daß alle verbindenden Rohrleitungen auf ein Mindestmaß reduziert werden. Eine Verminderung der baulichen Abmessungen bewirkt ferner die Maßnahme, einen Teil
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der Abgaswärme des Motors unmittelbar nach den Auslaßventilen mittels eines wassergekühlten Abgassammeirohres 4a in den verbraucherseitigen Warmwasserkreislauf zu übertragen. Schließlich wird der zum BHKW-Modul gehörende Abgasschalldämpfer 5 in geeigneter Weise in den Behälter des Abgas-/Wasser-Wärmetauschers 4b integriert. Damit ergibt sich für den Nutzkreislauf der Wärmerückgewinnung der folgende Weg: Der Rücklauf 6a vom Verbraucher erreicht als erste Stufe der Wärmerückgewinnung den Motorkühlwasser-Wärmetauscher 3, danach wird der Nutzkreis durch den Abgas-/Wasser-Wärmetauscher 4b geführt und zuletzt durch das wassergekühlte Abgassammeirohr 4a am Motor und zur Vorlaufleitung 6b. Der im Serienmotor meistens vorhandene Kühlwasserthermostat wird durch einen von einem Umschaltventil 8 gesteuerten Bypass 7 in an sich bekannter Weise ersetzt, wodurch bei der oben gewählten Anordnung ein besonders rasches Erwärmen des Motors aus dem kalten Anfahrzustand erreicht wird.
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•09883/0486
L e e r s e i t e

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    i1.J Baugruppe eines Heizkraftwerkes mit einer Kraftmaschine insbesondere einer Brennkraftmaschine, einer von der Kraftmaschine angetriebenen Arbeitsmaschine, insbesondere in der Form eines Generators sowie einem Wärmetauscher zur Nutzung der Abwärme der Kraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher (3, 4b) das Fundament bzw. den Grundrahmen für den zu einem Block zusammengefaßten Maschinensatz aus Kraftmaschine (1) und Arbeitsmaschine (2) bilden.
    2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundrahmen von in einer horizontalen Ebene nebeneinander angeordneten Abgaswärmetauscher (4b) und einem Motorkühlwasserwärmetauscher (3) gebildet wird, die beide den Block aus Arbeitsmaschine (2) und Kraftmaschine (1) tragen und nacheinander vom Wärmeträger des Heizkreises durchflossen werden.
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    OF1QINAL
    3. Baugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst der Motorkühlwasserwärmetauscher (3) und dann der Abgaswärmetauscher (4b) vom Wärmeträger des Heizkreises durchströmt werden.
    4. Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger des Heizkreises nach dem Abgaswärmetauscher (4b) einen weiteren Wärmetauscher (4a), der vom Abgassammelrohr der Kraftmaschine (1) beheizt wird, durchströmt.
    5. Baugruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Abgaswärmetauscher (4b) ein Abgasschalldämpfer (5) integriert ist.
    6. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vorlauf (6b) und dem Rücklauf (6a) des Heizkreises eine beim Anlauf der Brennkraftmaschine (1) durchströmte KurzSchlußleitung (7) angeordnet ist.
    7. Baugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Abgaswärme der Kraftmaschine (1) dem Abgaswärmetauscher (4a) direkt zur unmittelbaren Nutzung im Nutzkreislauf der Wärmerückgewinnung zugeführt wird.
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    8. Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasschalldämpfer (5) gleichachsig zum Abgaswärmetauscher (4b) an diesem angebaut ist.
    9. Baugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Steuerung der KurzSchlußleitung (7) von einem gegebenenfalls thermostatgesteuerten Umschaltventil (8) bewirkt wird.
    10. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger des Heizkreises Wasser ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3406355A1 (de) * 1984-02-22 1985-08-22 Fa. Rud. Otto Meyer, 2000 Hamburg Verfahren zur temperatur-regelung fuer motor-zulauf und heizungs-vorlauf von blockheizkraftwerken und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3528917A1 (de) * 1984-02-22 1987-02-19 Meyer Fa Rud Otto Anwendung des verfahrens zur temperaturregelung fuer motor-zulauf und heizungs-vorlauf von blockheizkraftwerken und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens
WO1999020884A1 (de) 1997-10-21 1999-04-29 Bernard Douet Umweltschonendes system zum beheizen und/oder kühlen von gebäuden

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DE3708238A1 (de) * 1987-03-16 1988-09-29 Motoren Werke Mannheim Ag Kraft-waerme-kopplungsanlage

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FR2397532B3 (de) 1982-12-31
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Owner name: M.A.N. MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NUERNBERG AG, 8000

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