WO2017021031A1 - Compressed air generation device - Google Patents

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WO2017021031A1
WO2017021031A1 PCT/EP2016/062983 EP2016062983W WO2017021031A1 WO 2017021031 A1 WO2017021031 A1 WO 2017021031A1 EP 2016062983 W EP2016062983 W EP 2016062983W WO 2017021031 A1 WO2017021031 A1 WO 2017021031A1
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compressed air
unit
cooling
heat exchanger
generating device
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PCT/EP2016/062983
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Stefan Mueller
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Robert Bosch Gmbh
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    • F04B39/066—Cooling by ventilation
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    • F04B35/002—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for driven by internal combustion engines
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    • F04C23/005—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of dissimilar working principle
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    • F04C2210/00—Fluid
    • F04C2210/10—Fluid working
    • F04C2210/1005—Air

Definitions

  • Compressor unit for generating compressed air and a heat exchanger unit, which is provided for cooling the compressed air has.
  • the invention relates to a compressed air generating device with a compressor unit for generating compressed air and with a
  • Heat exchanger unit which is provided for cooling the compressed air.
  • Cooling unit which is intended to at least one
  • a “compressed air generating device” should be understood to mean, in particular, at least one part, in particular a subassembly, a compressed air generator and, preferably, a compressed air heat power plant.
  • the compressed air generating device is intended to be connected to a compressed air network and / or to supply it with compressed air.
  • "Provided” is to be understood in particular to be specially programmed, designed and / or equipped. among them, that an object is intended for a specific function, should be understood in particular that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state.
  • a “compressor unit” is to be understood in particular a unit which is provided for a gas and / or a gas mixture, in particular
  • the compressor unit has at least one internal combustion engine and at least one compressor, which is operatively coupled to the internal combustion engine.
  • An "internal combustion engine” is to be understood in particular as meaning an engine which is intended to supply chemical energy, in particular by combustion of a fuel-air
  • the internal combustion engine is designed at least as an internal combustion engine, as a gasoline engine and preferably as a gasoline engine.
  • the compressor may in particular be designed as a piston compressor, as a screw compressor and / or as a rotary compressor.
  • a "heat exchanger unit” is to be understood as meaning, in particular, a unit which is intended to transfer heat in the direction of a temperature gradient between at least two, in particular fluid streams, in particular in a countercurrent principle, in a direct current principle and / or in a crossflow operation.
  • the heat exchanger unit transmits a thermal energy of the compressed air to a cooling medium, in particular a cooling air and / or an ambient air, in particular that a compressed air line can pass through at least in sections
  • the compressor unit and the heat exchanger unit are arranged at least partially and preferably completely within a housing, in particular within a soundproof booth, of the pressure generating device.
  • cooling unit is to be understood as meaning, in particular, a unit which is intended to make at least a contribution to the dissipation of resulting waste heat from technical components. which is intended to provide both heat loss of the compressor unit as well as heat loss of the heat exchanger unit dissipate at least partially.
  • the cooling unit has at least one fan for generating and / or for removing the common cooling air flow.
  • Compressed air generating device can be provided with improved operating characteristics. In particular, by generating a common
  • Cooling air flow for the compressor unit and the heat exchanger unit by a cooling unit an advantageously simple and / or cost-effective cooling can be achieved.
  • Heat exchanger unit are arranged in terms of flow such that the cooling air flow of the first compressor unit and then the
  • Heat exchanger unit is supplied.
  • the cooling air flow is supplied, in particular by natural convection and / or forced convection, first to the compressor unit and subsequently to the heat exchanger unit. This allows an advantageous heat dissipation of the
  • Compressor unit and the heat exchanger unit done.
  • the cooling unit is provided to supply to the heat exchanger unit by the compressor unit differently heated portions of the cooling air flow corresponding to a temperature gradient of the compressed air within the heat exchanger unit.
  • the heat exchanger unit is supplied with decreasing temperature in accordance with a decrease in the temperature of the compressed air along the heat exchanger unit portions of the cooling air flow.
  • the cooling unit is provided to supply a portion of the heat exchanger unit, in which the compressed air has a lowest temperature, a portion of the cooling air flow which is least heated by the compressor unit.
  • the cooling unit is further provided to supply a region of the heat exchanger unit, in which the compressed air has a highest temperature, a portion of the cooling air flow which is heated to the greatest extent by the compressor unit.
  • the cooling unit is provided to a through the Internal combustion engine of the compressor unit heated portion of the cooling air flow to a region of the heat exchanger unit to supply, in which the compressed air has a high temperature.
  • cooling unit be at least partially integral with the compressor unit, in particular with an outer wall of the compressor unit
  • Compressor unit is formed.
  • Cooling unit be integrally formed with the compressor unit.
  • one-piece should in particular be cohesively connected, as for example, by a welding process and / or bonding process, etc., and particularly advantageous molded, as understood by the production of a cast and / or by the production in a one- or Mehrkomponentenspritzver-. This can be done an advantageous guidance of the common cooling air flow.
  • a method for cooling a compressed air generating device with a compressor unit for generating compressed air and with a
  • Heat exchanger unit which is provided for cooling the compressed air, proposed, wherein at least one common cooling air flow for the
  • Compressor unit and the heat exchanger unit is generated.
  • the common cooling air flow is generated by means of a common fan.
  • a compressed air-heat power plant is proposed with at least one compressed air generating device.
  • a compressed air-heat power plant is to be understood in particular a device which is provided for generating compressed air and heat.
  • Heat power plant on a heat exchanger unit which is intended to transfer waste heat at least partially as useful heat in a heating water network.
  • the heat exchanger unit is in particular provided to heat from an engine cooling water and / or an exhaust gas of the internal combustion engine unit and / or a compression heat of the compressor unit in a heating water network transfer. In this way, an advantageous simple and / or efficient cooling of a compressed air-heat power plant can be achieved.
  • the compressed air generating device according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the compressed air generating device according to the invention may have a number deviating from a number of individual elements, components and units mentioned herein.
  • values lying within the stated limits are also to be disclosed as disclosed and used as desired.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a compressed air-heat power plant with a compressed air generating device
  • Fig. 2 is a side view of the compressed air heat power plant with open soundproof cabin.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a compressed air heat power plant 36.
  • the compressed air heat and power plant 36 is provided for generating heat and compressed air 16.
  • the compressed air heat power plant 36 has a
  • the compressed air generating device 10 includes a compressor unit 12 for generating compressed air 16 and a Heat exchanger unit 14, which is provided for cooling the compressed air 16.
  • the compressor unit 12 includes an engine 32 and a compressor 34.
  • the compressor 34 is, for example, by means of a shaft 38 operatively coupled to the engine 32.
  • the internal combustion engine 32 is designed, for example, as a gasoline engine.
  • the internal combustion engine 32 is a mixture of a fuel 40 and 42 Verbrennungsluit supplied.
  • the engine 32 is designed to convert the chemical energy of the fuel 40 into mechanical energy and heat. The heat is largely transferred by means of an engine cooling water heat exchanger 44 and an exhaust gas heat exchanger 46 as useful heat into a heating water network 48.
  • the compressor 34 is provided to generate compressed air 16 and feed via an oil separator 54 and the heat exchanger unit 14 in a compressed air network not shown in detail.
  • the heat of compression produced during the production of the compressed air 16 is transferred to the heating water network 48 to a large extent as useful heat by means of a compression heat exchanger 50.
  • Figure 2 shows the compressed air-heat power plant 36 in a side view.
  • Compressed air generating device 10 are together in a soundproof cabin
  • Compressed air generating device 10 has a cooling unit 18, which is intended to generate a common cooling air flow 20 for the compressor unit 12 and the heat exchanger unit 14.
  • the cooling unit 18 has a fan 56, which is provided for generating the cooling air flow 20.
  • the cooling unit 18 is partially formed integrally with the compressor unit 12.
  • the cooling unit 18 may be at least partially formed by housing components and / or add-on components of the compressor unit 12.
  • the compressor unit 12 and the heat exchanger unit 14 are fluidically arranged within the soundproof cabin 52 such that the cooling air flow 20 is first supplied to the compressor unit 12 and subsequently to the heat exchanger unit 14.
  • the cooling unit 18 is provided to the heat exchanger unit 14 by the compressor unit 12 differently heated portions 22, 24 of the
  • Cooling air flow 20 according to a temperature gradient 26 of the compressed air 16 within the heat exchanger unit 14 supply.
  • the cooling unit 18 is provided to a region 28 of the heat exchanger unit 14, in which the
  • Compressed air 16 has a lowest temperature, one through the
  • Compressor unit 12 to supply the lowest heated portion 22 of the cooling air flow 20. Further, the cooling unit 18 is provided, a portion 30 of the heat exchanger unit 14, in which the compressed air 16 has a highest temperature, a portion heated by the compressor unit 12 the strongest

Abstract

Compressed air generation device comprising a compressor unit (12) for generating compressed air (16), and comprising a heat exchanger unit (14) provided for cooling the compressed air (16). The compressed air generation device includes at least one cooling unit (18) provided for generating at least one common cooling air flow (20) for the compressor unit (12) and the heat exchanger unit (14).

Description

Beschreibung  description
Drucklufterzeugervorrichtung Stand der Technik Compressed air generating device prior art
Es ist eine Drucklufterzeugungsvorrichtung bekannt, welche eine There is known a compressed air generating device, which is a
Kompressoreinheit zur Erzeugung von Druckluft und eine Wärmetauschereinheit, welche zu einer Kühlung der Druckluft vorgesehen ist, aufweist. Compressor unit for generating compressed air and a heat exchanger unit, which is provided for cooling the compressed air has.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Drucklufterzeugungsvorrichtung mit einer Kompressoreinheit zur Erzeugung von Druckluft und mit einer The invention relates to a compressed air generating device with a compressor unit for generating compressed air and with a
Wärmetauschereinheit, welche zu einer Kühlung der Druckluft vorgesehen ist. Heat exchanger unit, which is provided for cooling the compressed air.
Es wird vorgeschlagen, dass die Drucklufterzeugungsvorrichtung eine It is proposed that the compressed air generating device a
Kühleinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest einen Cooling unit, which is intended to at least one
gemeinsamen Kühlluftstrom für die Kompressoreinheit und die common cooling air flow for the compressor unit and the
Wärmetauschereinheit zu erzeugen. Heat exchanger unit to produce.
Unter einer„Drucklufterzeugungsvorrichtung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Drucklufterzeugers und vorzugsweise eines Druckluft- Wärme- Kraftwerks verstanden werden. Insbesondere kann die Drucklufterzeugungsvorrichtung auch den gesamten Drucklufterzeuger und vorzugsweise das gesamten Druckluft- Wärme- Kraftwerk umfassen. Insbesondere ist die Drucklufterzeugungsvorrichtung dazu vorgesehen, an ein Druckluftnetz angeschlossen zu werden und/oder dieses mit Druckluft zu versorgen. Unter„vorgesehen" soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Unter einer„Kompressoreinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist ein Gas und/oder ein Gasgemisch, insbesondereIn this context, a "compressed air generating device" should be understood to mean, in particular, at least one part, in particular a subassembly, a compressed air generator and, preferably, a compressed air heat power plant. In particular, the compressed air generating device is intended to be connected to a compressed air network and / or to supply it with compressed air. "Provided" is to be understood in particular to be specially programmed, designed and / or equipped. among them, that an object is intended for a specific function, should be understood in particular that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state. A "compressor unit" is to be understood in particular a unit which is provided for a gas and / or a gas mixture, in particular
Luft, zu komprimieren. Vorzugsweise weist die Kompressoreinheit zumindest einen Verbrennungsmotor und zumindest einen Verdichter auf, welcher mit dem Verbrennungsmotor wirkschlüssig gekoppelt ist. Unter einem„Verbrennungsmotor" soll insbesondere ein Motor verstanden werden, welcher dazu vorgesehen ist, chemische Energie, insbesondere durch Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Air, compress. Preferably, the compressor unit has at least one internal combustion engine and at least one compressor, which is operatively coupled to the internal combustion engine. An "internal combustion engine" is to be understood in particular as meaning an engine which is intended to supply chemical energy, in particular by combustion of a fuel-air
Gemischs, in mechanische Energie umzuwandeln. Insbesondere ist der Verbrennungsmotor zumindest als eine Verbrennungskraftmaschine, als ein Ottomotor und vorzugsweise als ein Gas-Ottomotor ausgebildet. Der Verdichter kann insbesondere als ein Kolbenverdichter, als ein Schraubenverdichter und/oder als ein Rotationsverdichter ausgebildet sein. Unter einer„Wärmetauschereinhei soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, Wärme in Richtung eines Temperaturgefälles zwischen zumindest zwei insbesondere fluiden Stoffströmen zu übertragen, insbesondere in einem Gegenstromprinzip, in einem Gleichstromprinzip und/oder in einem Kreuzstrombetrieb. Darunter, dass die Wärmetauschereinheit zu einer„Kühlung der Druckluft vorgesehen ist" , soll insbesondere verstanden werden, dass die Wärmeübertragereinheit eine thermische Energie der Druckluft auf ein Kühlmedium, insbesondere eine Kühlluft und/oder eine Umgebungsluft, überträgt. Insbesondere kann eine Druckluftleitung zumindest abschnittsweise durch die Wärme- Übertragereinheit hindurchgeführt sein und/oder zumindest teilweise die Wärmeübertragereinheit selbst ausbilden. Insbesondere sind die Kompressoreinheit und die Wärmetauschereinheit zumindest teilweise und vorzugsweise vollständig innerhalb eines Gehäuses, insbesondere innerhalb einer Schallschutzkabine, der Druckerzeugungsvorrichtung angeordnet. Mixture to convert into mechanical energy. In particular, the internal combustion engine is designed at least as an internal combustion engine, as a gasoline engine and preferably as a gasoline engine. The compressor may in particular be designed as a piston compressor, as a screw compressor and / or as a rotary compressor. In this context, a "heat exchanger unit" is to be understood as meaning, in particular, a unit which is intended to transfer heat in the direction of a temperature gradient between at least two, in particular fluid streams, in particular in a countercurrent principle, in a direct current principle and / or in a crossflow operation. It is to be understood, in particular, that the heat exchanger unit transmits a thermal energy of the compressed air to a cooling medium, in particular a cooling air and / or an ambient air, in particular that a compressed air line can pass through at least in sections In particular, the compressor unit and the heat exchanger unit are arranged at least partially and preferably completely within a housing, in particular within a soundproof booth, of the pressure generating device.
Unter einer„Kühleinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, zumindest einen Beitrag zu einer Abfuhr von entstehender Verlustwärme technischer Komponenten zu leisten. Unter einem„gemeinsamen Kühlluftstrom" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein ge- richteter Luftstrom verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, sowohl Ver- lustwärme der Kompressoreinheit als auch Verlustwärme der Wärmetauschereinheit zumindest teilweise abzuführen. Insbesondere weist die Kühleinheit zumindest einen Ventilator zur Erzeugung und/oder zur Abfuhr des gemeinsamen Kühlluftstroms auf. A "cooling unit" is to be understood as meaning, in particular, a unit which is intended to make at least a contribution to the dissipation of resulting waste heat from technical components. which is intended to provide both heat loss of the compressor unit as well as heat loss of the heat exchanger unit dissipate at least partially. In particular, the cooling unit has at least one fan for generating and / or for removing the common cooling air flow.
Durch eine derartige Ausgestaltung kann eine gattungsgemäße By such a configuration, a generic
Drucklufterzeugungsvorrichtung mit verbesserten Betriebseigenschaften bereitgestellt werden. Insbesondere durch die Erzeugung eines gemeinsamen Compressed air generating device can be provided with improved operating characteristics. In particular, by generating a common
Kühlluftstroms für die Kompressoreinheit und die Wärmetauschereinheit durch eine Kühleinheit kann eine vorteilhaft einfache und/oder kostengünstige Kühlung erreicht werden. Cooling air flow for the compressor unit and the heat exchanger unit by a cooling unit, an advantageously simple and / or cost-effective cooling can be achieved.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kompressoreinheit und die It is also proposed that the compressor unit and the
Wärmetauschereinheit strömungstechnisch derart angeordnet sind, dass der Kühlluftstrom zunächst der Kompressoreinheit und darauffolgend der Heat exchanger unit are arranged in terms of flow such that the cooling air flow of the first compressor unit and then the
Wärmetauschereinheit zugeführt wird. Insbesondere wird der Kühlluftstrom insbesondere durch natürliche Konvektion und/oder erzwungene Konvektion zunächst der Kompressoreinheit und darauffolgend der Wärmetauschereinheit zugeführt. Hierdurch kann eine vorteilhafte Wärmeabführung von der Heat exchanger unit is supplied. In particular, the cooling air flow is supplied, in particular by natural convection and / or forced convection, first to the compressor unit and subsequently to the heat exchanger unit. This allows an advantageous heat dissipation of the
Kompressoreinheit und der Wärmetauschereinheit erfolgen. Compressor unit and the heat exchanger unit done.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Kühleinheit dazu vorgesehen ist, der Wärmetauschereinheit durch die Kompressoreinheit unterschiedlich stark erwärmte Anteile des Kühlluftstroms entsprechend einem Temperaturgradienten der Druckluft innerhalb der Wärmetauschereinheit zuzuführen. Insbesondere werden der Wärmetauschereinheit entsprechend einer Temperaturabnahme der Druckluft entlang der Wärmetauschereinheit Anteile des Kühlluftstroms mit abnehmender Temperatur zugeführt. Vorzugsweise ist die Kühleinheit dazu vorgesehen, einem Bereich der Wärmetauschereinheit, in welchem die Druckluft eine niedrigste Temperatur aufweist, einen durch die Kompressoreinheit am geringsten erwärmten Anteil des Kühlluftstroms zuzuführen. Vorzugsweise ist die Kühleinheit ferner dazu vorgesehen, einem Bereich der Wärmetauschereinheit, in welchem die Druckluft eine höchste Temperatur aufweist, einen durch die Kompressoreinheit am stärksten erwärmten Anteil des Kühlluftstroms zuzuführen. Bevorzugt ist die Kühleinheit dazu vorgesehen, einen durch den Verbrennungsmotor der Kompressoreinheit erwärmten Anteil des Kühlluftstroms einem Bereich der Wärmetauschereinheit zuzuführen, in welchem die Druckluft eine höchste Temperatur aufweist. Insbesondere kann eine Führung und/oder Aufteilung des Kühlluftstroms mittels zumindest eines Luftleitelements, beispiels- weise eines Luftleitblechs, erfolgen. Hierdurch kann eine vorteilhaft effektive Kühlung der Druckluft erreicht werden. Furthermore, it is proposed that the cooling unit is provided to supply to the heat exchanger unit by the compressor unit differently heated portions of the cooling air flow corresponding to a temperature gradient of the compressed air within the heat exchanger unit. In particular, the heat exchanger unit is supplied with decreasing temperature in accordance with a decrease in the temperature of the compressed air along the heat exchanger unit portions of the cooling air flow. Preferably, the cooling unit is provided to supply a portion of the heat exchanger unit, in which the compressed air has a lowest temperature, a portion of the cooling air flow which is least heated by the compressor unit. Preferably, the cooling unit is further provided to supply a region of the heat exchanger unit, in which the compressed air has a highest temperature, a portion of the cooling air flow which is heated to the greatest extent by the compressor unit. Preferably, the cooling unit is provided to a through the Internal combustion engine of the compressor unit heated portion of the cooling air flow to a region of the heat exchanger unit to supply, in which the compressed air has a high temperature. In particular, a guidance and / or division of the cooling air flow by means of at least one air guide element, for example an air guide plate, take place. In this way, an advantageously effective cooling of the compressed air can be achieved.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kühleinheit zumindest teilweise einstückig mit der Kompressoreinheit, insbesondere mit einer Außenwandung der It is also proposed that the cooling unit be at least partially integral with the compressor unit, in particular with an outer wall of the
Kompressoreinheit, ausgebildet ist. Insbesondere kann ein Luftleitelement derCompressor unit, is formed. In particular, an air guide of the
Kühleinheit einstückig mit der Kompressoreinheit ausgebildet sein. Unter„einstückig" soll insbesondere stoffschlüssig verbunden, wie beispielsweise durch einen Schweißprozess und/oder Klebeprozess usw., und besonders vorteilhaft angeformt verstanden werden, wie durch die Herstellung aus einem Guss und/oder durch die Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzver- fahren. Hierdurch kann eine vorteilhafte Führung des gemeinsamen Kühlluftstroms erfolgen. Cooling unit be integrally formed with the compressor unit. By "one-piece" should in particular be cohesively connected, as for example, by a welding process and / or bonding process, etc., and particularly advantageous molded, as understood by the production of a cast and / or by the production in a one- or Mehrkomponentenspritzver-. This can be done an advantageous guidance of the common cooling air flow.
Zudem wird ein Verfahren zur Kühlung einer Drucklufterzeugungsvorrichtung mit einer Kompressoreinheit zur Erzeugung von Druckluft und mit einer In addition, a method for cooling a compressed air generating device with a compressor unit for generating compressed air and with a
Wärmetauschereinheit, welche zu einer Kühlung der Druckluft vorgesehen ist, vorgeschlagen, wobei zumindest ein gemeinsamer Kühlluftstrom für die  Heat exchanger unit, which is provided for cooling the compressed air, proposed, wherein at least one common cooling air flow for the
Kompressoreinheit und die Wärmetauschereinheit erzeugt wird. Insbesondere wird der gemeinsame Kühlluftstrom mittels eines gemeinsamen Ventilators er- zeugt. Compressor unit and the heat exchanger unit is generated. In particular, the common cooling air flow is generated by means of a common fan.
Ferner wird ein Druckluft- Wärme- Kraftwerk mit zumindest einer Drucklufterzeugungsvorrichtung vorgeschlagen. Unter einem Druckluft- Wärme- Kraftwerk soll insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, welche zu einer Erzeugung von Druckluft und Wärme vorgesehen ist. Insbesondere weist das Druckluft-Furthermore, a compressed air-heat power plant is proposed with at least one compressed air generating device. Under a compressed air-heat power plant is to be understood in particular a device which is provided for generating compressed air and heat. In particular, the compressed air
Wärme- Kraftwerk eine Wärmetauschereinheit auf, welche dazu vorgesehen ist, Abwärme zumindest teilweise als Nutzwärme in ein Heizwassernetz zu übertragen. Die Wärmetauschereinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, Wärme aus einem Motorkühlwasser und/oder einem Abgas der Verbrennungsmotoreinheit und/oder eine Verdichtungswärme der Verdichtereinheit in ein Heizwassernetz zu übertragen. Hierdurch kann eine vorteilhaft einfache und/oder effiziente Kühlung eines Druckluft- Wärme- Kraftwerks erreicht werden. Heat power plant on a heat exchanger unit, which is intended to transfer waste heat at least partially as useful heat in a heating water network. The heat exchanger unit is in particular provided to heat from an engine cooling water and / or an exhaust gas of the internal combustion engine unit and / or a compression heat of the compressor unit in a heating water network transfer. In this way, an advantageous simple and / or efficient cooling of a compressed air-heat power plant can be achieved.
Die erfindungsgemäße Drucklufterzeugungsvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Drucklufterzeugungsvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten. The compressed air generating device according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, in order to fulfill a mode of operation described herein, the compressed air generating device according to the invention may have a number deviating from a number of individual elements, components and units mentioned herein. In addition, in the value ranges indicated in this disclosure, values lying within the stated limits are also to be disclosed as disclosed and used as desired.
Zeichnung drawing
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln be- trachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also individually consider the features and combine these into meaningful further combinations.
Es zeigt: It shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Druckluft-Wärme- Kraftwerks mit einer Drucklufterzeugungsvorrichtung undFig. 1 is a schematic representation of a compressed air-heat power plant with a compressed air generating device and
Fig. 2 eine seitliche Ansicht des Druckluft- Wärme- Kraftwerks mit geöffneter Schallschutzkabine. Fig. 2 is a side view of the compressed air heat power plant with open soundproof cabin.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Description of the embodiment
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Druckluft- Wärme- Kraftwerks 36. Das Druckluft- Wärme- Kraftwerk 36 ist zu einer Erzeugung von Wärme und Druckluft 16 vorgesehen. Das Druckluft- Wärme- Kraftwerk 36 weist eine Figure 1 shows a schematic representation of a compressed air heat power plant 36. The compressed air heat and power plant 36 is provided for generating heat and compressed air 16. The compressed air heat power plant 36 has a
Drucklufterzeugungsvorrichtung 10 auf. Die Drucklufterzeugungsvorrichtung 10 umfasst eine Kompressoreinheit 12 zur Erzeugung von Druckluft 16 und eine Wärmetauschereinheit 14, welche zu einer Kühlung der Druckluft 16 vorgesehen ist. Die Kompressoreinheit 12 weist einen Verbrennungsmotor 32 und einen Verdichter 34 auf. Der Verdichter 34 ist beispielsweise mittels einer Welle 38 wirkschlüssig mit dem Verbrennungsmotor 32 gekoppelt. Der Verbrennungsmo- tor 32, ist beispielsweise als ein Gas-Ottomotor ausgebildet. Dem Verbrennungsmotor 32 wird ein Gemisch aus einem Kraftstoff 40 und Verbrennungsluit 42 zugeführt. Der Verbrennungsmotor 32 ist dazu vorgesehen, die chemische Energie des Kraftstoffs 40 in mechanische Energie und Wärme umzuwandeln. Die Wärme wird zu einem Großteil mittels eines Motorkühlwasserwärmetau- schers 44 und eines Abgaswärmetauschers 46 als Nutzwärme in ein Heizwassernetz 48 übertragen. Der Verdichter 34 ist dazu vorgesehen, Druckluft 16 zu erzeugen und über einen Ölabscheider 54 und die Wärmetauschereinheit 14 in ein nicht näher dargestelltes Druckluftnetz einzuspeisen. Die bei der Erzeugung der Druckluft 16 entstehende Verdichtungswärme wird mittels eines Verdich- tungswärmetauschers 50 zu einem Großteil als Nutzwärme an das Heizwassernetz 48 übertragen. Compressed air generating device 10 on. The compressed air generating device 10 includes a compressor unit 12 for generating compressed air 16 and a Heat exchanger unit 14, which is provided for cooling the compressed air 16. The compressor unit 12 includes an engine 32 and a compressor 34. The compressor 34 is, for example, by means of a shaft 38 operatively coupled to the engine 32. The internal combustion engine 32 is designed, for example, as a gasoline engine. The internal combustion engine 32 is a mixture of a fuel 40 and 42 Verbrennungsluit supplied. The engine 32 is designed to convert the chemical energy of the fuel 40 into mechanical energy and heat. The heat is largely transferred by means of an engine cooling water heat exchanger 44 and an exhaust gas heat exchanger 46 as useful heat into a heating water network 48. The compressor 34 is provided to generate compressed air 16 and feed via an oil separator 54 and the heat exchanger unit 14 in a compressed air network not shown in detail. The heat of compression produced during the production of the compressed air 16 is transferred to the heating water network 48 to a large extent as useful heat by means of a compression heat exchanger 50.
Figur 2 zeigt das Druckluft- Wärme- Kraftwerk 36 in einer seitlichen Darstellung. Die Kompressoreinheit 12 und die Wärmetauschereinheit 14 der Figure 2 shows the compressed air-heat power plant 36 in a side view. The compressor unit 12 and the heat exchanger unit 14 of the
Drucklufterzeugungsvorrichtung 10 sind gemeinsam in einer SchallschutzkabineCompressed air generating device 10 are together in a soundproof cabin
52 des Druckluft-Wärme- Kraftwerk 36 angeordnet. Die 52 of the compressed air-heat power plant 36 is arranged. The
Drucklufterzeugungsvorrichtung 10 weist eine Kühleinheit 18 auf, die dazu vorgesehen ist, einen gemeinsamen Kühlluftstrom 20 für die Kompressoreinheit 12 und die Wärmetauschereinheit 14 zu erzeugen. Die Kühleinheit 18 weist einen Ventilator 56 auf, welcher zur Erzeugung des Kühlluftstroms 20 vorgesehen ist.Compressed air generating device 10 has a cooling unit 18, which is intended to generate a common cooling air flow 20 for the compressor unit 12 and the heat exchanger unit 14. The cooling unit 18 has a fan 56, which is provided for generating the cooling air flow 20.
Durch den Ventilator 56 wird Umgebungsluft 58 in die Schallschutzkabine 52 gesogen. Die Kühleinheit 18 ist teilweise einstückig mit der Kompressoreinheit 12 ausgebildet. Insbesondere kann die Kühleinheit 18 zumindest teilweise von Gehäusekomponenten und/oder Anbaukomponenten der Kompressoreinheit 12 ausgebildet sein. Die Kompressoreinheit 12 und die Wärmetauschereinheit 14 sind strömungstechnisch derart innerhalb der Schallschutzkabine 52 angeordnet, dass der Kühlluftstrom 20 zunächst der Kompressoreinheit 12 und darauffolgend der Wärmetauschereinheit 14 zugeführt wird. Die Kühleinheit 18 ist dazu vorgesehen, der Wärmetauschereinheit 14 durch die Kompressoreinheit 12 unterschiedlich stark erwärmte Anteile 22, 24 des By the fan 56 ambient air 58 is sucked into the soundproof cabin 52. The cooling unit 18 is partially formed integrally with the compressor unit 12. In particular, the cooling unit 18 may be at least partially formed by housing components and / or add-on components of the compressor unit 12. The compressor unit 12 and the heat exchanger unit 14 are fluidically arranged within the soundproof cabin 52 such that the cooling air flow 20 is first supplied to the compressor unit 12 and subsequently to the heat exchanger unit 14. The cooling unit 18 is provided to the heat exchanger unit 14 by the compressor unit 12 differently heated portions 22, 24 of the
Kühlluftstroms 20 entsprechend einem Temperaturgradienten 26 der Druckluft 16 innerhalb der Wärmetauschereinheit 14 zuzuführen. Die Kühleinheit 18 ist dazu vorgesehen, einem Bereich 28 der Wärmetauschereinheit 14, in welchem dieCooling air flow 20 according to a temperature gradient 26 of the compressed air 16 within the heat exchanger unit 14 supply. The cooling unit 18 is provided to a region 28 of the heat exchanger unit 14, in which the
Druckluft 16 eine niedrigste Temperatur aufweist, einen durch die Compressed air 16 has a lowest temperature, one through the
Kompressoreinheit 12 am geringsten erwärmten Anteil 22 des Kühlluftstroms 20 zuzuführen. Ferner ist die Kühleinheit 18 dazu vorgesehen, einem Bereich 30 der Wärmetauschereinheit 14, in welchem die Druckluft 16 eine höchste Temperatur aufweist, einen durch die Kompressoreinheit 12 am stärksten erwärmten AnteilCompressor unit 12 to supply the lowest heated portion 22 of the cooling air flow 20. Further, the cooling unit 18 is provided, a portion 30 of the heat exchanger unit 14, in which the compressed air 16 has a highest temperature, a portion heated by the compressor unit 12 the strongest
24 und insbesondere einen durch den Verbrennungsmotor 32 erwärmten Anteil 24 des Kühlluftstroms 20 zuzuführen. 24 and in particular to supply a heated by the internal combustion engine 32 portion 24 of the cooling air flow 20.

Claims

Ansprüche claims
1. Drucklufterzeugungsvorrichtung mit einer Kompressoreinheit (12) zur Erzeugung von Druckluft (16) und mit einer Wärmetauschereinheit (14), welche zu einer Kühlung der Druckluft (16) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch zumindest eine Kühleinheit (18), welche dazu vorgesehen ist, zumindest einen gemeinsamen Kühlluftstrom (20) für die Kompressoreinheit (12) und die Wärmetauschereinheit (14) zu erzeugen. Compressed air generating device with a compressor unit (12) for generating compressed air (16) and with a heat exchanger unit (14) which is provided for cooling the compressed air (16), characterized by at least one cooling unit (18), which is provided to generate at least one common cooling air flow (20) for the compressor unit (12) and the heat exchanger unit (14).
2. Drucklufterzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, dass die Kompressoreinheit (12) und die Wärmetauschereinheit (14) strömungstechnisch derart angeordnet sind, dass der Kühlluftstrom (20) zunächst der Kompressoreinheit (12) und darauffolgend der Wärmetauschereinheit (14) zugeführt wird. 3. Drucklufterzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (18) dazu vorgesehen ist, der Wärmetauschereinheit (14) durch die Kompressoreinheit (12) unterschiedlich stark erwärmte Anteile (22, 24) des Kühlluftstroms (20) entsprechend einem Temperaturgradienten (26) der Druckluft (16) innerhalb der Wärmetau- schereinheit (14) zuzuführen. 2. Compressed air generating device according to claim 1, characterized marked, that the compressor unit (12) and the heat exchanger unit (14) are fluidically arranged such that the cooling air flow (20) is first supplied to the compressor unit (12) and subsequently the heat exchanger unit (14) , 3. Compressed air generating device according to claim 1 or 2, characterized in that the cooling unit (18) is provided, the heat exchanger unit (14) by the compressor unit (12) differently heated portions (22, 24) of the cooling air flow (20) corresponding to a temperature gradient (26) to supply the compressed air (16) within the heat exchanger unit (14).
4. Drucklufterzeugungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (18) dazu vorgesehen ist, einem Bereich (28) der Wärmetauschereinheit (14), in welchem die Druckluft (16) eine niedrigste Temperatur aufweist, einen durch die4. compressed air generating device according to any one of the preceding claims, characterized in that the cooling unit (18) is provided to a region (28) of the heat exchanger unit (14), in which the compressed air (16) has a lowest temperature, one through the
Kompressoreinheit (12) am geringsten erwärmten Anteil (22) des Kühlluftstroms (20) zuzuführen. Drucklufterzeugungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (18) dazu vorgesehen ist, einem Bereich (30) der Wärmetauschereinheit (14), in welchem die Druckluft (16) eine höchste Temperatur aufweist, einen durch die Compressor unit (12) to supply the lowest heated portion (22) of the cooling air flow (20). Compressed air generating device according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling unit (18) is provided to a region (30) of the heat exchanger unit (14), in which the compressed air (16) has a highest temperature, one through the
Kompressoreinheit (12) am stärksten erwärmten Anteil (24) des Kühlluftstroms (20) zuzuführen. Compressor unit (12) to supply the most heated portion (24) of the cooling air flow (20).
Drucklufterzeugungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressoreinheit (12) zumindest einen Verbrennungsmotor (32) und zumindest einen Verdichter (34) aufweist, welcher mit dem Verbrennungsmotor (32) wirkschlüssig gekoppelt ist. Compressed air generating device according to one of the preceding claims, characterized in that the compressor unit (12) has at least one internal combustion engine (32) and at least one compressor (34), which is operatively coupled to the internal combustion engine (32).
Drucklufterzeugungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (18) dazu vorgesehen ist, einen durch den Verbrennungsmotor (32) erwärmten Anteil (24) des Kühlluftstroms (20) einem Bereich (30) der Wärmetauschereinheit (14) zuzuführen, in welchem die Druckluft (16) eine höchste Temperatur aufweist. A compressed air generating device according to claim 6, characterized in that the cooling unit (18) is provided to supply a heated by the internal combustion engine (32) portion (24) of the cooling air flow (20) to a region (30) of the heat exchanger unit (14), in which the Compressed air (16) has a high temperature.
Drucklufterzeugungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (18) zumindest teilweise einstückig mit der Kompressoreinheit (12) ausgebildet ist. Compressed air generating device according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling unit (18) is at least partially formed integrally with the compressor unit (12).
Verfahren zur Kühlung einer Drucklufterzeugungsvorrichtung (10), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer A method for cooling a compressed air generating device (10), in particular according to one of the preceding claims, with a
Kompressoreinheit (12) zur Erzeugung von Druckluft (16) und mit einer Wärmetauschereinheit (14), welche zu einer Kühlung der Druckluft (16) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein gemeinsamer Kühlluftstrom (20) für die Kompressoreinheit (12) und die Wärmetauschereinheit (14) erzeugt wird. Compressor unit (12) for generating compressed air (16) and with a heat exchanger unit (14) which is provided for cooling the compressed air (16), characterized in that at least one common cooling air flow (20) for the compressor unit (12) and the Heat exchanger unit (14) is generated.
Kühleinheit für ein Drucklufterzeugungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8. Cooling unit for a compressed air generating device (10) according to one of claims 1 to 8.
11. Druckluft- Wärme- Kraftwerk mit zumindest einer Drucklufterzeugungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8. 11. compressed air heat power plant with at least one compressed air generating device (10) according to any one of claims 1 to 8.
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