Dampfmotor-BHKW


In Anlehnung an die Kraftwerkstechnik wird auch der Dampfkraftprozess in kleinen BHKW abgebildet, wobei aufgrund der begrenzten Skalierbarkeit von Turbinen andere Expansionsmaschinen eingesetzt werden. Dabei kommen sowohl Kolbenma¬schinen als auch, insbesondere bei kleineren Leistungen, aus dem Kompressorenbau bekannte Rotationsmaschinen oder linear bewegte Doppelkolben mit Lineargenerator zum Einsatz. Letztere Variante ist in dem Dampfmotor-BHKW lion® Powerblock der Firma OTAG verwirklicht. Dieses BHKW ist seit Ende 2007 am Markt verfügbar und mit einer elektrischen Leistung von 0,3 bis 2 kW sowie einer thermischen Leistung von 3 bis 16 kW speziell für den Einsatz in kleinen Einheiten, wie Ein- und Zweifamilienhäusern, entwickelt worden. An der Angabe der Leistungsdaten ist abzulesen, dass das Gerät in einem weiten Bereich modulierbar ist.
Prinzipbedingt können Dampfmotor-BHKW sehr kompakt aufgebaut werden, und sie arbeiten geräuscharm. Des Weiteren versprechen sie aufgrund der wenigen bewegten Teile einen wartungsarmen Betrieb und emittieren aufgrund der äußeren, kontinuierlichen Verbrennung wenig Schadgase, so dass kein Katalysator zur nachträglichen Abgasrei¬nigung erforderlich ist. Die äußere Verbrennung erlaubt zudem den Einsatz regenerativer Brennstoffe.

Abbildung 14: Das Dampfmotor-BHKW lion® Powerblock

Funktionsweise des Dampfmotor-BHKWs OTAG lion®

Anhand der nachstehenden Abbildung ist das Arbeitsprinzip des Dampfmotor-BHKWs der Firma OTAG erkennbar. Die Erwärmung, Verdampfung und Überhitzung finden in einem Rohrverdampfer (4) mit äußerer Beheizung über einen Gasbrenner (5) statt. Der erzeugte Dampf strömt im Wechsel in die beiden Zylinder (3 und 10) der als Linator (1) bezeichneten Expansionsmaschine. Zwischen den Zylindern ist ein linear beweglicher Doppelkolben (7) angeordnet, der die Entspannungsarbeit aufnimmt und auf diese Weise in Oszillation versetzt wird; die Schwingungsfrequenz kann dabei zur Leistungsmodulation verändert und zwischen 40 und 75 Hz eingestellt werden. Mit dem Doppelkolben ist eine Ankerspule (9) verbunden, die sich als Teil eines Lineargenerators in einem Magnetfeld bewegt, um die Bewegungs¬energie in elektrische Energie umzusetzen. Mit Hilfe eines nachgeschalteten Wechselrichters wird netzkonforme Wechselspannung erzeugt, die entweder zur eigenen Nutzung oder zur Einspeisung dienen kann (6). Dampfseitig erfolgt nach der Entspannung die Abkühlung mit Kondensation, wobei die dabei freiwerdende Wärme mittels eines Plattenwärmeübertragers (8) an das Heiznetz übertragen wird.

Abbildung 15: Arbeitsprinzip des Dampfmotor-BHKWs OTAG lion®

 

 

 

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