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Ein Motor wandelt nur einen Teil seines Kraftstoffs in Strom um; der Rest geht als Wärme an das Kühlwasser, das Öl, die Ladeluft und die Abgase verloren. Ein Blockheizkraftwerk sammelt diese Wärme und verkauft sie als Warmwasser; der Plattenwärmetauscher ist das Bauteil, das diese Wärme vom Motor an den Heizkreis übergibt. Dieser Leitfaden erläutert, wo der Wärmetauscher in der Wärmerückgewinnungskette angesiedelt ist, warum dort ein Plattenwärmetauscher zum Einsatz kommt und welchen Anforderungen er standhalten muss.
Der Übergabepunkt
Die Kühlkreisläufe des Motors sind geschlossen und gehören zum Motor: ein aufbereitetes Gemisch, ein festgelegter Druck, ein vom Motorhersteller vorgegebener Durchfluss. Der Heizkreislauf gehört zum Kunden: ein Fernwärmenetz, ein Gebäude, ein Gewächshaus oder ein Prozess mit eigenem Wasser, eigenem Druck und eigenen Pumpen. Zwischen ihnen steht ein Plattenwärmetauscher. Die Wärme des Motors wird über die Platten übertragen und vom Heizungswasser abgeführt, doch die beiden Flüssigkeiten kommen nie miteinander in Berührung, sodass ein Problem im Netz den Motor nicht beeinträchtigen kann und der Motorkreislauf nicht in das Netz übergehen kann.
Wärmegewinnung entlang der Kette
Die Wärmerückgewinnung ist in der Regel als Kette ausgelegt. Das Heizwasser durchläuft zunächst die Wärmetauscher, die die Wärme niedrigerer Qualität auffangen, wie beispielsweise aus dem Öl und der Ladeluft, wo diese zurückgewonnen wird, dann den Wärmetauscher im Mantelwasserkreislauf und schließlich den Abgaswärmetauscher, der die Temperatur weiter erhöht. Der Abgaswärmetauscher ist eine separate Einheit, die für heiße Gase ausgelegt ist, da ein Plattenwärmetauscher nicht für Abgase vorgesehen ist; die Plattenwärmetauscher übernehmen die Flüssig-Flüssig-Wärmeübertragung davor. Die Reihenfolge ist entscheidend und so festgelegt, dass jede Quelle so viel Wärme wie möglich abgibt.
Warum wird ein Plattenwärmetauscher verwendet?
Motorwerke werden oft als kompakte Container oder Skids gebaut, und ein Plattenwärmetauscher erfüllt seine Aufgabe auf kleinem Raum. Er kann das Heizwasser nahezu auf die Temperatur des Motorkreislaufs bringen, was bedeutet, dass aus demselben Motor mehr Wärme gewonnen wird. Er reagiert schnell, wenn sich die Motorlast oder der Wärmebedarf ändert. Die mit Dichtungen versehene Ausführung lässt sich öffnen und reinigen, wenn sich auf der Heizseite – die oft die weniger saubere der beiden Seiten ist – Ablagerungen bilden; die gelötete Ausführung eignet sich für kleinere Anlagen mit sauberen, geschlossenen Kreisläufen.
Wenn niemand die Hitze will
Der Wärmebedarf entspricht selten genau dem des Motors: An einem warmen Tag, bei einem Netzausfall oder bei einem angehaltenen Prozess kann es vorkommen, dass die Heizseite die Wärme nicht aufnehmen kann. Da der Motor dennoch gekühlt werden muss, benötigt die Anlage eine zweite Abführmöglichkeit – in der Regel einen Notkühler oder einen Abwärmekühler – sowie ein Regelventil, das die Motorwärme je nach Bedarf zum Wärmetauscher oder zum Kühler leitet. Der Plattenwärmetauscher und der Kühler sind so aufeinander abgestimmt, dass der Motor in beiden Fällen innerhalb seiner Grenzwerte bleibt. TECS Engineering entwickelt und liefert Plattenwärmetauscher-Lösungen für Motor-, Kraftwerks- und industrielle Kühlkreisläufe und fertigt die dazugehörigen Kühler und Notkühler; senden Sie uns die Motordaten, den Wärmebedarf und die Standortbedingungen, und unser Ingenieurteam wird Ihnen eine Lösung anbieten.
Kurz gesagt
- Leitet die Motorwärme an den Heizkreis weiter, während die Flüssigkeiten voneinander getrennt bleiben
- Schützt den Motorkreislauf vor dem Heizungsnetz und das Heizungsnetz vor dem Motor
- Teil einer Kette: Öl und Ladeluft, dann Mantelwasser, dann Abgase
- Der Abgaswärmetauscher ist eine separate Einheit, die für Heißgas ausgelegt ist
- Kompakt, mit geringer Temperaturabweichung und schneller Reaktion
- Ein Notkühlaggregat übernimmt die Wärmeabfuhr, wenn die Heizseite dies nicht leisten kann
Was in eine Anfrage gehört
- Motor-Datenblatt mit der Wärmeabgabe jedes Kreislaufs
- Der Heizkreislauf: Wasser, Temperaturen und Durchfluss
- Welche Wärmequellen sollen zurückgewonnen werden?
- Druck auf jeder Seite und der zulässige Druckabfall
- Wie sich der Wärmebedarf verändert und was passiert, wenn er wegfällt
- Verfügbarer Platz, Standortbedingungen und etwaige Materialspezifikationen
Häufige Fragen
Welche Funktion hat ein Plattenwärmetauscher in einem Blockheizkraftwerk?
Es leitet die Wärme aus den Kühlkreisläufen des Motors an den Warmwasserkreislauf weiter, der sie zum Kunden befördert, wobei die beiden Flüssigkeiten voneinander getrennt bleiben.
Kann ein Plattenwärmetauscher Abwärme zurückgewinnen?
Nicht direkt. Die Abwärme wird von einem separaten Wärmetauscher aufgefangen, der für Heißgas ausgelegt ist; die Plattenwärmetauscher übernehmen die Flüssigkeitskreisläufe davor.
Warum schließt man den Motor nicht direkt an das Fernwärmenetz an?
Das Wasser, der Druck und die Reinheit des Netzes entsprechen nicht den Anforderungen des Motors, und ein Defekt auf der einen Seite würde sich auf die andere Seite auswirken. Der Wärmetauscher hält beide Seiten voneinander getrennt.
Was passiert, wenn keine Heizleistung benötigt wird?
Ein Regelventil leitet die Motorwärme zu einem Notkühler oder einem Abwärmekühler weiter, sodass der Motor unabhängig vom Betrieb der Heizungsseite gekühlt bleibt.
Welche Art von Plattenwärmetauscher wird verwendet?
Eine Einheit mit Dichtungen, bei der es auf der Heizseite zu Verschmutzungen kommen kann und ein Zugang zur Reinigung erforderlich ist; eine gelötete Einheit in kleineren Anlagen mit sauberen, geschlossenen Kreisläufen.
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