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Dokumentenidentifikation DE202006007359U1 07.09.2006
Titel Anlage zur Versorgung von Einfamilienhäusern mit Wärme- und Elektroenergie
Anmelder Langer, Rainer, 39126 Magdeburg, DE
DE-Aktenzeichen 202006007359
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 07.09.2006
Registration date 03.08.2006
Application date from patent application 09.05.2006
IPC-Hauptklasse F02G 5/02(2006.01)A, F, I, 20060509, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur Versorgung von Einfamilienhäusern mit Energie aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz, hauptsächlich für Heizungszwecke. Es wird die Kleinstanlage einer Kraft-Wärmekopplung beschrieben, bei der die wirtschaftliche Arbeitsweise dadurch sichergestellt wird, indem sie genau die Wärme zur Verfügung stellt, die ein Haushalt benötigt.

Die Neuerung befasst sich mit der Zusammenstellung von bekannten Elementen

  • a) Holzvergasung
  • b) Weiterverarbeitung des Gases in einem Ottomotor
  • c) Stromerzeugung
  • d) Wärmenutzung

Die Holzvergasung ist eine verfahrenstechnisch chemische Reaktion, die es ermöglicht, durch Pyrolyse aus Holz das brennbare Holzgas zu gewinnen. Dieses Gas wird unter anderem dazu benutzt, Kraftfahrzeuge zu betreiben (www.wikipedia.de)

Der Ottomotor ist ein nach Nikolaus August Otto benannter Verbrennungsmotor, bei dem der Kraftstoff während des Ansaugvorganges in die angesaugte Luft eingebracht wird, was ein zündfähiges Gemisch im Zylinder ergibt (www.wikipedia.de). In dem speziellen Fall, dieser hier erklärten Erfindung, wird als Kraftstoff Holzgas verwendet.

Generatoren die Bewegungsenergie in elektrische Energie und Heizspiralen die diese in Wärmenergie umwandeln, sind ebenfalls bekannt.

Die Wärmepumpe ist eine Maschine, die Wärme von einem niedrigen Temperaturniveau unter Aufwand von Arbeit auf ein höheres Temperaturniveau transportiert. Bekannte Wärmepumpen sind:

  • Luft – Luft
  • Luft – Wasser
  • Wasser – Wasser

Bei der Verbrennung von Kohlenmonoxid durch eine offene Flamme in einem Holzvergaserofen wird keine Elektroenergie erzeugt und die Abgasverluste sind relativ hoch.

Eine bekannte Maschine zur Umwandlung von heißen Gasen in mechanische Arbeit ist der Stirlingmotor.

Bekannt ist eine Anlage mit zwei Stirlingmotoren und einem Gasmotor zur hauptsächlichen Erzeugung von Strom DE 19643109 A1. Nachteilig der hohe Aufwand, sowie die anfallenden Kosten der gesamten Anlage.

Dampfmaschinen und Turbogeneratoren sind für Kleinanlagen nicht geeignet, da Druckbehälter regelmäßiger TÜV – Prüfungen unterliegen und durch einen Fachmann mit Prüfung ständig überwacht werden müssen. Es ist damit kein automatischer Betrieb garantiert.

Die Lösung des technischen Problems bestand darin, mit wenigen, bekannten und einfachen Geräten eine einfache Anlage aufzubauen, die mit geringen Investitionsmitteln eine wirtschaftliche Energieumwandlung garantiert. Da alle elektrischen Geräte, wie Ventilator oder Verdichter und der Antrieb der Wärmepumpe mit Elektroenergie von der Anlage selbst versorgt werden, belaufen sich die Kosten für das Betreiben der Anlage nur auf die Beschaffung des nachwachsenden und preiswerten Rohstoffes Holz und/oder Holzabfall.

In einem abgeschlossenen Behälter wird Holzgas hergestellt, über einen Filter der die staubförmigen Teilchen absondert wird das Gas gekühlt, abgesaugt und verdichtet. Die zur Nutzung der im Gas enthaltenen Energie, wird einem Gasmotor zugeführt.

Der Gasmotor ist mit einem Generator zur Stromerzeugung von 240 Volt gekoppelt. Dieser Strom dient zum Betreiben der Anlage selbst und der Umwälzpumpe der Heizung. Damit wird erreicht, dass die gesamte Anlage kostenfrei arbeitet. Außer der Investition der Anlage verbleibt nur noch die Beschaffung von Holz und Holzabfällen.

Weiterhin kann je nach Kapazität der Anlage die ungenutzte Restelektroenergie in ein externes Netz eingespeist werden. Es können je nach Leistung eine Notbeleuchtung oder über einen Frequenzrichter Kühltruhe, Kühlschrank, Computer oder Fernseher mit hochwertigem Strom versorgt und betrieben werden.

Zum Beispiel bei Havarien oder Naturkatastrophen, bei dem das öffentliche Stromnetz betroffen ist, ist diese eigene Stromversorgung besonders wichtig.

Die im Abgas enthaltene Wärme des Gasmotors wird einem Wärmetauscher zugeführt und dient somit der Erwärmung des Heizungswassers.

Damit absolut keine Wärme ungenutzt verloren geht, ist die gesamte Anlage in einem schall- und wärmeisolierten Tunnel verbaut, an dessen Ende sich eine Wärmepumpe befindet.

Es kann eine Wärmepumpe Luft-Luft eingesetzt werden, wobei die Räume direkt mit Wärme versorgt werden.

Mit einer Wärmepumpe Luft-Wasser kann der indirekte Weg über den Warmwasserspeicher gewählt werden.

Bei den Vorteilen dieser Anlage geht es im Besonderen um die Wärmepumpe. Trotz ständiger Verbesserungen dieser Maschine, wobei nach heutigem Stand der Technik das Verhältnis von aufgenommener zu der abgegebenen Energie 1 zu 4 beträgt, wird immer noch Kritik an den hohen Elektroenergiebedarf geübt. Bei dem hier vorgestellten Verfahren wird diese elektrische Energie für die gesamte Anlage nicht nur kostenfrei, sondern auch umweltfreundlich, aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz hergestellt.


Anspruch[de]
  1. Anlage zur Versorgung von Einfamilienhäusern mit Wärme und Elektroenergie, wobei eine Wärmeenergie erzeugende Brennkammer (1) mit einen Gasmotor (2) operativ gekoppelt ist, dieser mit einen elektrischen stromerzeugenden Generator (3) gekoppelt ist, dass ein Filter der gleichzeitig Kühler ist (4), gekennzeichnet durch ein wärme- und schallisolierendes Gehäuse (5), dass die Brennkammer (1), den Generator (3) und den Gasmotor (2) vollständig umgibt und mit der Wärmepumpe (6) abgeschlossen wird. Gekennzeichnet dadurch, dass der Abgasanlage des Ottomotors (2) ein Wärmetauscher (7) zugeordnet ist, der die thermische Energie dem Warmwasserspeicher (8) zuführt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (1) zur kontinuierlichen Vergasung des nachwachsenden Rohstoffes Holz und Holzabfälle ausgelegt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (1) derart groß ausgelegt ist, um eine Bestückung mit Holz einen 12-stündigen, automatischen Betrieb garantiert.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gehäuse (5) eine Wärmeenergie aufnehmende Vorrichtung (6) zugeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeenergie aufnehmende Vorrichtung eine Wärmepumpe (6) ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betrieb der Vorrichtung, Abwärme innerhalb des Gehäuses (5) freisetzbar ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühler (4) der gleichzeitig Filter ist und seine Wärme dem Warmwasserspeicher (8), durch einen Wärmetauscher (8a) direkt zur Verfügung stellt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasmotor (2) das erzeugte Holzgas in mechanische Energie umwandelt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Gasmotor (2) ein Generator (3) operativ gekoppelt ist, der die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt und die Wärmepumpe (6) und die Umwälzpumpe (9) der Heizungsanlage (11) damit versorgt. Die Restenergie wird einem externen Netz (10) zugeführt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (6) dem Gehäuse (5) die thermische Energie entzieht und dem Warmwasserspeicher (8) zuführt.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase des Gasmotors (2) einen Wärmetauscher (7) zugeführt werden, damit die enthaltene Wärme der Abgase, dem Warmwasserspeicher (8) der Heizung zugeführt werden kann.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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