Verfahren zur Temperierung eines eine Energieverteilungseinrichtung durchströmenden Nutzmediums

Abstract

 Bei einem Verfahren zur Temperierung eines eine Energieverteilungseinrichtung (4) einer Industrieanlage durchströmenden Nutzmediums, wobei ein Kreislaufmedium in einer Temperiereinrichtung (3) mit einer regelbaren Temperierleistung beaufschlagt und zur Temperierung des Nutzmediums zu der zur Temperiereinrichtung (3) beabstandeten Energieverteilungseinrichtung (4) gefördert wird, wobei erste Istwerte erster physikalischer Größen des Kreislaufmediums und eines in der Energieverteilungseinrichtung (4) temperierten Nutzmediums im Bereich der Energieverteilungseinrichtung (4) gemessen werden, und wobei in Abhängigkeit der ersten Istwerte in einer Berechnungseinheit (5) eine Vorgabe ermittelt wird, wird zur schnellen Reaktionsfähigkeit der Industrieanlage auf sich ändernde Anforderungen vorgeschlagen, dass der Massedurchsatz des Kreislaufmediums in Abhängigkeit der Vorgabe geregelt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperierung eines eine Energieverteilungseinrichtung durchströmenden Nutzmediums gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Bei herkömmlichen Verfahren zur Temperierung eines Nutzmediums wird ein Kreislaufmedium in einem ersten Bereich temperiert und überträgt Wärme bzw. Kälte in einem zweiten Bereich an das Nutzmedium. Das Kreislaufmedium fließt dabei in einem Kreislauf.

[0003] Das Verfahren betrifft einen Kreislauf einer großindustriellen Anlage, also Industrieanlagen mit Leistungen von über mehreren MW oder Gasspeichersysteme, welche an regionale oder überregionale Netze angeschlossen sind. Ein regionales Gasnetz kann dabei das Gasnetz eines Krankenhauses, eines Industriebetriebes, einer Stadt oder einer Gemeinde sein. Ein überregionales Gasnetz kann dabei das Gasnetz eines Bundeslandes, eines Landes oder ein Staaten übergreifendes Gasnetz sein. Beispiel hierfür ist der Kreislauf in einem Kraftwerk, insbesondere zur Erzeugung von elektrischem Strom, zwischen einem Dampferzeuger, einer Dampfturbine und zurück oder der Kreislauf zwischen einem Heizkessel und einem Wärmetauscher zur Temperierung eines Nutzmediums, wobei das Nutzmedium beispielsweise ein Sekundärkreislauf in dem Kraftwerk ausbilden kann. Die Temperierung des Kreislaufmediums beeinflusst dabei die erzeugbare elektrische Leistung des Kraftwerkes. Weiteres Beispiel wäre eine Anlage zur Dampferzeugung oder zur Heißwasserzeugung für die chemische Industrie, wobei beispielsweise in einer Kolonne ein vorbestimmter Dampfdruck bei vorbestimmter Dampftemperatur für die Erwirkung gewünschter Reaktionsabläufe vorzuliegen hat und wobei ebendieser Dampf in einem Kreislauf bewegt und temperiert wird. Ein weiteres Beispiel ist die Einspeisung des Nutzmediums Gas, beispielsweise Erdgas, in das regionale oder überregionale Gasnetz. Wichtig in einem derartigen Gasnetz ist, dass das Gas im Gasnetz in einer vorbestimmten Temperatur bei einem vorbestimmten Druck eingespeist wird.

[0004] Bei allen diesen Beispielen haben als gemeinsames Problem, dass die Temperierung des Kreislaufmediums beabstandet zur Energieabnahme stattfindet. Oftmals ist dabei die Temperiereinrichtung des Kreislaufmediums in einem anderen Gebäude und über lange Leitungen, oftmals mit einer Länge von mehreren hundert Metern mit der Energieverteilungseinrichtung verbunden. Derart große Systeme haben den Nachteil, dass auf Änderungen im Energieverbrauch, also auf Änderungen der benötigten Energie im Bereich der Energieverteilungseinrichtung lediglich mit großen Zeitverzögerungen reagiert werden kann. Die Zeitverzögerung wird dabei als Verzugszeit bezeichnet. Beispielsweise dauert das Hochfahren eines Dampfkraftwerkes, also das Anfahren von 0% Leistung auf 100% Leistung, üblicherweise zwischen 4 und 8 Stunden und auch Leistungsänderungen im Bereich von 10-Prozent-Schritten weisen eine lange Verzugszeit zwischen 30 Minuten und 60 Minuten auf.

[0005] Diese lange Verzugszeit bei Industrieanlagen, insbesondere bei Energieversorgeranlagen, sorgt in der Wirtschaft, insbesondere der Energiewirtschaft, immer wieder für Probleme und Engpässe. Einerseits schwankt der Energiebedarf täglich und untertags sehr stark. Zusätzlich dazu werden verstärkt Alternativenergien eingesetzt, welche jedoch - da deren Energieerzeugung von nicht regulierbaren Parametern abhängt - Energie mit schwankender, insbesondere stark schwankender - Leistung ins Leitungsnetz eingespeist.

[0006] In diesem Zusammenhang wird zwischen schnellen Schwankungen und langsamen Schwankungen unterschieden, wobei sich schnelle Schwankungen durch eine Dauer der Schwankung von unter 30 Minuten und sich langsame Schwankungen durch eine Dauer der Schwankung von über 2 Stunden auszeichnet. Schwankungen im Bereich einer Zeitdauer von 30 Minuten und 2 Stunden sind mittelschnelle Schwankungen.

[0007] Nachteilig dabei ist, dass wenn die Leistungsabnahme und die Leistungseinspeisung in ein Energienetz nicht zusammenpassen, dass es zu Spannungsschwankungen im Energienetz kommt. Im Fall des Energienetzes des elektrischen Stromes drücken sich diese Spannungsschwankungen durch Schwankungen der elektrischen Spannung aus. Im Fall des Gasenergienetzes drücken sich diese Spannungsschwankungen durch Druckschwankungen im Gasnetz aus. Diese Schwankungen belasten jedoch das Leitungsnetz und auch die angeschlossenen Energieverbraucher, welche üblicherweise für eine vorbestimmte, konstante Spannung bzw. konstanten Druck ausgelegt sind. Dies kann die Lebensdauer der Leitung und/oder des Energieverbrauchers, beispielsweise einer Glühlampe oder eines Gasherdes, senken.

[0008] Zur Lösung dieser Schwierigkeiten werden unterschiedliche Ansätze verfolgt, welche jedoch allesamt höchst ineffizient sind. Ein möglicher derartiger Ansatz ist, das Verringern der täglichen Schwankung der Leistungsabnahme durch die Ausbildung von Verbrauchern, welcher überschüssigen Strom "verbraten". Als Beispiel hierfür wird immer wieder die Autobahnbeleuchtung der Autobahnen in Belgien zitiert. Ein weiterer möglicher Ansatz ist die Ausbildung von mehr Spitzenstromkraftwerken, welche sich schnell regulieren lassen, also welche - an sich - schnellen Schwankungen folgen können. Nachteilig bei diesem Ansatz ist, dass die Möglichkeiten und die Ressourcen zur Ausbildung von Spitzenstromkraftwerken an sich begrenzt ist und dass die Energiepreise von Spitzenstromkraftwerken höher als die von Grundlastkraftwerken sind.

[0009] Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Reaktionsgeschwindigkeit einer Industrieanlage auf geänderte Anforderungen gegenüber herkömmlichen vergleichbaren Industrieanlagen deutlich zu erhöhen und eine Möglichkeit zu schaffen, mit welcher eine bestehende Industrieanlage umgerüstet werden kann, sodass die Verzugszeiten dieser Industrieanlage deutlich reduziert sind.

[0010] Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.

[0011] Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Anlage, beispielsweise das Kraftwerk oder die Gaseinspeiseanlage, welches herkömmlicherweise regelungstechnisch lediglich langsam und somit träge in der Reaktionsfähigkeit auf geänderte Anforderungen ist, mittels diesem Verfahren auch schnellen Schwankungen folgen kann, also regelungstechnisch schnell ist und kurze Verzugszeiten aufweist. Vorteilhaft dabei ist, dass mit diesem Verfahren Anlagen mit langsamer Reaktionszeit zu Anlagen mit schneller Reaktionszeit umgerüstet werden können.

[0012] Vorteilhaft dabei ist, dass das Umrüsten bestehender Anlagen insofern einfach ist, da nicht ganze Anlagenteile ausgewechselt werden müssen. Beispielsweise können Leitungen des Kreislaufs, Brenner, Druckreduzierer und Wärmetauscher weiterverwendet werden, wobei im Wesentlichen lediglich die Regelungsvorrichtungen angepasst und/oder ausgetauscht werden müssen.

[0013] In besonders vorteilhafter Weise können in der Energiewirtschaft Grundlastkraftwerke auf schnelle Schwankungen reagieren, wodurch bestehende Grundlastkraftwerke besser die täglichen Schwankungen der Leistungsabnahme aus dem Energienetz ausgleichen können. Ebenso können derart Grundlastkraftwerke besser schnelle Schwankungen der Leistungserzeugung von Alternativenergien ausgleichen, womit der Anteil der Leistungserzeugung von Alternativenergien an der gesamten Leistungserzeugung weiter erhöht werden kann.

[0014] Die Unteransprüche, welche ebenso wie der Patentanspruch 1 gleichzeitig einen Teil der Beschreibung bilden, betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

[0015] In vorteilhafter Weise kann als Vorgabe eine Soll-Wärmeleistung zur Temperierung des Nutzmediums bestimmt werden. Die Soll-Wärmeleistung ist eine Soll-Wärmemenge pro Zeiteinheit. Die Soll-Wärmeleistung kann dabei größer null oder kleiner null sein. Dabei kann das Nutzmedium erhitzt oder gekühlt werden. Vorteilhaft dabei ist, dass die Ist-Wärmeleistung zur Temperierung des Nutzmediums besonders schnell mittels des Massedurchsatzes des Kreislaufmediums im Bereich der Energie-verteilungseinrichtung geregelt werden kann.

[0016] In diesem Zusammenhang kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass eine Vorlauftemperatur des Kreislaufmediums im Wesentlichen derart geregelt wird, dass die Vorlauftemperatur im Wesentlichen konstant gehalten wird. Die Vorlauftemperatur ist dabei die Temperatur des Kreislaufmediums nachdem verlassen der Temperiereinrichtung und vor dem Eintritt in die Energieverteilungseinrichtung. Vorteilhaft dabei ist, dass das Nutzmedium derart mit einem eine im Wesentlichen konstante Temperatur sowohl im Vorlauf als auch im Nachlauf aufweisenden Kreislaufmedium temperiert wird. Vorteilhaft dabei ist, dass dabei die Energieverteilungseinrichtung - trotz sich ändernder Temperierleistung - im Wesentlichen auf konstanter Temperatur gehalten werden kann, womit das Nutzmedium besonders energieschonend temperiert werden kann.

[0017] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Rücklauftemperatur des Kreislaufmediums im Wesentlichen derart geregelt wird, dass die Rücklauftemperatur im Wesentlichen konstant gehalten wird. Die Rücklauftemperatur ist die Temperatur des Kreislaufmediums, nachdem es das Nutzmedium temperiert hat und nachdem es aus der Energieverteilungseinrichtung austritt und in Richtung der Temperiereinrichtung zurück fließt bzw. zurück gefördert wird.

[0018] In besonders bevorzugter Weise kann vorgesehen sein, dass die Temperierleistung der Temperiereinrichtung in Abhängigkeit der Vorgabe geregelt wird. Die Vorgabe kann dabei in Form eines elektronischen Signals unmittelbar an die Temperiereinrichtung übermittelt werden. Wenn der Massedurchsatz des Kreislaufmediums und die Temperiereinrichtung in Abhängigkeit der Vorgabe geregelt werden, ist dabei vorteilhaft, dass die Vorlauftemperatur und die Rücklauftemperatur im Wesentlichen selbsttätig konstant bleiben kann.

[0019] Erfindungsgemäß lässt sich derart beispielsweise eine Gasentnahme aus einem Gasspeicher zur Einspeisung des Gases in ein Gasnetz regeln, wobei das Gas das Nutzmedium ist. Wenn Gas aus einem Gasspeicher entnommen wird und dabei von einem hohen Druckniveau, dem Speicher, auf ein niedrigeres Druckniveau, das Gasnetz, gebracht wird, kühlt es ab. Um diese Abkühlung auszugleichen, muss dem Gas Wärmeenergie zugeführt werden, wobei die zuzuführende Leistung der Wärmeenergie mit der Durchsatzmenge des Gases zusammenhängt. Da mit diesem Verfahren die zum Gas zuführbare Leistung, wobei das Gas hierbei das Nutzmedium ist, schnell reguliert werden kann, so kann auch die Durchsatzmenge des Gases durch die als Wärmetauscher ausgebildete Energieverteilungseinrichtung schnell reguliert werden, womit schnell auf sich ändernde Sollwerte der Menge der Einspeisung des Gases ins Gasnetz reagiert werden kann.

[0020] Beispielsweise lässt sich derart auch die Leistungszufuhr zu einem Dampferzeuger eines Dampfkraftwerkes regeln, wobei das Nutzmedium der im Dampferzeuger erzeugte Dampf ist. Je mehr unter Druck stehender Heißdampf erzeugt wird, desto schneller rotiert dabei die Dampfturbine, womit ein Generator mehr elektrische Leistung erzeugen kann. Dadurch dass die erzeugte Dampfmenge dabei schnell geregelt werden kann, kann auch die generierte elektrische Leistung schnell geregelt werden und das Dampfkraftwerk kann schnell auf einen sich ändernden Leistungsbedarf reagieren.

[0021] Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Regelung eines Massedurchsatzes eines Kreislaufmediums einer Industrieanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.

[0022] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 10 erreicht. Dadurch können ebenso die vorstehend genannten Vorteile und vorteilhaften Wirkungen gewährleistet werden.

[0023] Die Erfindung betrifft weiters eine Industrieanlage zur Temperierung eines Kreislaufmediums gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.

[0024] Industrieanlagen zur Temperierung sind als die eingangs genannten Industrieanlagen und/oder Kraftwerke bekannt und weisen die eingangs genannten Nachteile, also die systembedingte Trägheit, auf.

[0025] Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Industrieanlage derart weiterzubilden, dass die Verzugszeit der erfindungsgemäßen Industrieanlage auf geänderte Anforderungen gegenüber einer vergleichbaren herkömmlichen Industrieanlage kurz ist und dass die vergleichbare herkömmliche Industrieanlage einfach in Richtung der erfindungsgemäßen Industrieanlage umgerüstet werden kann.

[0026] Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 11 erreicht.

[0027] Dadurch können ebenso die vorstehend genannten Vorteile und vorteilhaften Wirkungen gewährleistet werden.

[0028] Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Industrieanlage einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur Gaseinspeisung eines Gases aus einem Gasspeicher in ein Gasnetz, wobei die Berechnungseinheit und eine Messeinrichtung in einer ersten vorteilhaften Anordnung angeordnet sind;

Fig. 2 schematisch eine Industrieanlage einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zum Betrieb einer Dampfturbine für die Erzeugung elektrischer Leistung;

Fig. 3 schematisch Teile der Industrieanlage der Fig. 1, wobei die Berechnungseinheit und die Messeinrichtung in einer zweiten vorteilhaften Anordnung angeordnet sind;

Fig. 4 schematisch Teile der Industrieanlage der Fig. 1, wobei die Berechnungseinheit und die Messeinrichtung in einer dritten vorteilhaften Anordnung angeordnet sind;

Fig. 5 den schematischen Aufbau der Industrieanlage einer dritten bevorzugten Ausführungsform, welche gemäß dem Grundprinzip der Industrieanlage gemäß der Fig. 1 arbeitet;

Fig. 6 den schematischen Aufbau der Industrieanlage einer vierten bevorzugten Ausführungsform, welche gemäß dem Grundprinzip der Industrieanlage gemäß der Fig. 2 arbeitet; und

Fig. 7 schematisch als ein vorteilhaftes weiteres Anwendungsbeispiel eine Einbindung von Alternativwärmequellen in den Kreislauf.

[0029] Die Fig. 1 bis 7 zeigen zumindest Teile einer Industrieanlage 10 zur Temperierung eines Nutzmediums umfassend einen Kreislauf 1 für ein im Kreis laufendes Kreislaufmedium, eine Transportvorrichtung 2 zur Kreisförderung des Kreislaufmediums im Kreislauf, eine Temperiereinrichtung 3 zur Temperierung des Kreislaufmediums mit einer regelbaren Temperierleistung und eine von der Temperiereinrichtung 3 beabstandete Energieverteilungseinrichtung 4 zur Temperierung des Nutzmediums, wobei eine Berechnungseinheit 5 eingangsseitig mit wenigstens einer Messeinrichtung 51 zur Ermittlung von ersten Istwerten erster physikalischer Größen des Kreislaufmediums und des Nutzmediums im Bereich der Energieverteilungseinrichtung 4 wirkverbunden ist, und wobei die Berechnungseinheit 5 zur Berechnung wenigstens einer Vorgabe vorgesehen ist. Zur schnellen Reaktionsfähigkeit, also zur kurzen Verzugszeit, der Industrieanlage auf sich ändernde Anforderungen wird vorgeschlagen, dass die Berechnungseinheit 5 ausgangsseitig mit der Transportvorrichtung 2 derart verbunden ist, dass der Massedurchsatz des Kreislaufmediums mittels der Vorgabe regelbar ist.

[0030] Insbesondere die Industrieanlage 10 kann mittels einem Verfahren zur Temperierung de die Energieverteilungseinrichtung 4 der Industrieanlage 10 durchströmenden Nutzmediums betrieben werden, wobei das Kreislaufmedium in der Temperiereinrichtung 3 mit einer regelbaren Temperierleistung beaufschlagt und zur Temperierung des Nutzmediums zu der zur Temperiereinrichtung 3 beabstandeten Energieverteilungseinrichtung 4 gefördert wird, wobei die ersten Istwerte erster physikalischer Größen des Kreislaufmediums und/oder des temperierten Nutzmediums, insbesondere im Bereich der Energieverteilungseinrichtung 4, gemessen werden, und wobei in Abhängigkeit der ersten Istwerte in einer Berechnungseinheit 5 die Vorgabe ermittelt wird, wobei vorgesehen ist, dass der Massedurchsatz des Kreislaufmediums in Abhängigkeit dieser Vorgabe geregelt wird.

[0031] Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen ist, dass der Massedurchsatz des Kreislaufmediums in Abhängigkeit der Vorgabe geregelt wird, wobei die Industrieanlage 10 auch bevorzugt mit einem Verfahren zur Regelung des Massedurchsatzes des Kreislaufmediums der Industrieanlage 10 betrieben werden kann, wobei das Kreislaufmedium in der Temperiereinrichtung 3 der Industrieanlage 10 mit der regelbaren Temperierleistung beaufschlagt und zur Temperierung des Nutzmediums zu der zur Temperiereinrichtung 3 beabstandeten Energieverteilungseinrichtung 4 gefördert wird, wobei die erste Istwerte erster physikalischer Größen des Kreislaufmediums und/oder des in der Energie-verteilungseinrichtung 4 temperierten Nutzmediums gemessen werden, insbesondere im Bereich der Energieverteilungseinrichtung 4, und wobei in Abhängigkeit der ersten Istwerte in der Berechnungseinheit 5 die Vorgabe ermittelt wird, wobei vorgesehen ist, dass der Massedurchsatz des Kreislaufmediums in Abhängigkeit dieser Vorgabe geregelt wird.

[0032] Dadurch kann eine langsame Reaktionsgeschwindigkeit, also eine hohe Trägheit, der Industrieanlage verkürzt werden. Die Trägheit bzw. Reaktionsgeschwindigkeit können auch als Totzeit und/oder Verzugszeit bezeichnet werden.

[0033] Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Industrieanlagen 10 umfassend Leistungen mehrerer Megawatt, weiterhin kurz als MW bezeichnet, insbesondere mit Leistungen mehrerer 10MW, welche - aufgrund der Größe - auch als Großanlagen bezeichnet werden können. Derartige Anlagen sind immer Individualanfertigungen umfassend mehrere hintereinandergeschaltete Anlageneinheiten, wobei jede Anlageneinheit für sich betrachtet ein komplexes System darstellt und dementsprechend komplex zu regeln ist. Von der Industrieanlage 10 umfasste unterschiedliche Anlageneinheiten sind dabei die Temperiereinrichtung 3, der Kreislauf 1 und die Energieverteilungseinrichtung 4.

[0034] Die unterschiedlichen Anlageneinheiten werden aufgrund ihrer Komplexität daher von unterschiedlichen darauf spezialisierten Anlagenbauern erstellt und jeweils für sich geregelt.

[0035] Aufgrund der Spezialisierung wird auf den jeweiligen Regelkreis der jeweiligen Anlageneinheit geachtet, die aufeinanderfolgenden Anlageneinheiten werden jedoch getrennt betrachtet. Die - zur erfindungsgemäßen Industrieanlage 10 äquivalente - herkömmliche Industrieanlage umfasst eine herkömmliche Temperiereinrichtung als erste Anlageneinheit, einen herkömmlichen Kreislauf als zweite Anlageneinheit und eine herkömmliche Energieverteilungseinrichtung als dritte Anlageneinheit.

[0036] Die Temperierung des Nutzmediums in der herkömmlichen Industrieanlage erfolgt derart, dass das Kreislaufmedium mit konstantem Massedurchsatz im Kreis gefördert wird und dass lediglich die Vorlauftemperatur im Wesentlichen auf konstanter Temperatur gehalten geregelt wird. Wenn sich bei der herkömmlichen Industrieanlage die Temperierleistung in der Energieverteilungseinrichtung 4 ändert, also absinkt oder ansteigt, ändert sich dabei die Rücklauftemperatur des Kreislaufmediums. Das Kreislaufmedium tritt dabei mit geänderter Rücklauftemperatur in die herkömmliche Temperiereinrichtung ein und wird üblicherweise mit der gleichen Temperierleistung, also Heizleistung oder Kühlleistung, beaufschlagt. Aufgrund der geänderten Rücklauftemperatur ändert sich deutlich verzögert dabei auch die Vorlauftemperatur, welche bei herkömmlichen Industrieanlagen erfasst wird. Erst jetzt erfolgt die Nachregelung der Temperierleistung, womit die Vorlauftemperatur auf den Sollwert der Vorlauftemperatur zurückgeführt wird. Nachteilig dabei ist, dass die Verzugszeit zwischen sich verändernder Temperierleistungsabnahme in der Energieverteilungseinrichtung 4 und Nachregelung der dem Kreislaufmedium zugeführten Temperierleistung in der Temperiereinrichtung 3 hoch ist. Nachteilig dabei ist weiters, dass die Rücklauftemperatur sich ständig ändert, womit die herkömmliche Energieverteilungseinrichtung bzw. die herkömmliche Temperiereinrichtung in bestimmten Situationen nicht im optimalen Bereich des Wirkungsgrades betrieben werden.

[0037] Erfindungsgemäß wird die Beförderung der Temperierleistung - sofern es die beteiligten Anlagenteile ermöglichen, also innerhalb vorgebbarer oberer und unterer Temperatur-, Druck-und Massedurchsatzgrenzen - mittels Änderungen des Massedurchsatzes des Kreislaufmediums erwirkt, wobei vorgesehen sein kann, dass - zumindest innerhalb der vorgebbaren oberen und unteren Temperatur-, Druck- und Massedurchsatzgrenzen - die Beförderung der Temperierleistung im Wesentlichen mittels der Änderungen des Massedurchsatzes des Kreislaufmediums bewirkt wird. Insbesondere kann die Änderung der Temperierleistung im Wesentlichen ausschließlich, also lediglich, mittels der Änderungen des Massedurchsatzes des Kreislaufmediums bewirkt werden. Im Idealfall, also bis auf Verlustleistungen der Industrieanlage 10, bleiben dabei die Vorlauftemperatur sowie die Rücklauftemperatur im Wesentlichen selbsttätig im Wesentlichen konstant. Die Verlustleistungen der Industrieanlage 10 können ermittelt, also berechnet oder experimentell bestimmt, werden und können bei der Berechnung der Vorgabe berücksichtigt werden.

[0038] Vorteilhaft dabei ist, dass sich der sich ändernde Massedurchsatz, also der höhere bzw. niedrigere Massedurchsatz, im Wesentlichen gleichzeitig in der Energie-verteilungseinrichtung 4 und der Temperiereinrichtung 3 auswirkt. Die im Wesentlichen gleichzeitige Auswirkung kann in vorteilhafter Weise dabei im Wesentlichen unabhängig der Entfernung zwischen der Temperiereinrichtung 3 und der Energieverteilungseinrichtung 4 sein.

[0039] Insbesondere kann das Kreislaufmedium in der Temperiereinrichtung 3 mittels eines Temperiereinrichtung-Wärmetauschers auf die Vorlauftemperatur, beispielsweise auf 85°C, erhitzt werden. Insbesondere kann das Kreislaufmedium Wärme an das Nutzmedium mittels eines von der Energieverteilungseinrichtung 4 umfassten Wärmetauschers 41 übertragen, welcher als Energieverteilungseinrichtungs-Wärmetauscher bezeichnet werden kann.

[0040] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Energieverteilungseinrichtung 4 wenigstens den einen Wärmetauscher 41 umfasst und dass der Wärmetauscher 41 mit einer Zuleitung 8 mit einem Gasspeicher 6 verbunden ist, und dass der Wärmetauscher 41 mit einer Ableitung 9 an ein regionales oder überregionales Gasnetz 7 angeschlossen ist, wie dies in Fig. 1, 3, 4, 5 und 8 dargestellt ist. Das Nutzmedium ist dabei als Gas, insbesondere das Erdgas. Bei der Entnahme aus dem Gasspeicher 6, welcher unter höherem Druck steht als das Gasnetz 7, entspannt sich das Gas und kühlt ab. Das Gas soll allerdings mit einer Solltemperatur in das Gasnetz eingespeist werden und ist dabei zu erwärmen.

[0041] Sobald der Durchsatz des Gases durch den Wärmetauscher 41 steigt, entzieht dieses dem Wärmetauscher 41 eine höhere Wärmeleistung. Diese höhere Wärmeleistung wird durch den nachgeregelten Massedurchsatz des Kreislaufmediums zur Verfügung gestellt, wobei sich die zur Verfügung gestellte Wärmeleistung aus der Temperaturdifferenz zwischen Vorlauftemperatur und Rücklauftemperatur, dem Massedurchsatz und der spezifischen Wärmekapazität ergibt. Vorteilhaft dabei ist, dass der Wärmetauscher 41 schnell auf sich änderndem Gasdurchsatz reagieren kann. Vorteilhaft dabei ist, dass derart das Gasnetz 7 unabhängig der aus dem Gasnetz 7 entnommenen Gas-Leistung, also Gas-Menge, stabil auf konstantem Druck gehalten werden kann.

[0042] Sofern in der Energieverteilungseinrichtung 4 auch eine Phasenumwandlung im Nutzmedium erfolgt kann anstatt der Soll-Wärmeleistung auch eine Soll-Enthalpie berechnet werden und der Massedurchsatz des Kreislaufmediums entsprechend der auf Basis der Soll-Enthalpie bestimmten Vorgabe geregelt werden. Dies kann insbesondere in einer Industrieanlage 10 umfassend Dampfkreislauf vorgesehen sein, welche Industrieanlage 10 schematisch in Fig. 2 und 6 dargestellt ist. Bei diesen vorteilhaften Ausführungsformen der Industrieanlage 10 ist das Nutzungsmedium der Dampfkreislauf, welcher zur Erzeugung von Strom in einer Dampfturbine vorgesehen ist. Der Strom wird dabei in ein Stromnetz 46 eingeleitet. Vorteilhaft dabei ist, dass derart das Stromnetz 46 im Wesentlichen unabhängig von der aus dem Stromnetz 46 entnommenen elektrischen Leistung stabil auf konstanter elektrischer Spannung gehalten werden kann.

[0043] Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Industrieanlage 10 ist, dass durch die schnelle Reaktion der Energieversorgung des Kreislaufmediums, welche die Temperiereinrichtung 3 gewährleistet, schnell auf positive sowie negative Änderungen des Energieverbrauchs, also schwankender Abnahmeleistung aus Gasnetz 7 oder aus dem Stromnetz 46, reagiert werden kann.

[0044] Vorteilhaft dabei ist ebenso, dass Schwankungen der Leistungsabnahme in kurzer Zeit, also deutlich schneller als herkömmlich, ausgeglichen werden können, womit die Verfügbarkeit der Industrieanlage 10 erhöht werden kann. Dabei können insbesondere auch schnelle und starke Schwankungen, also Schwankungen mit schnellem, starkem Anstieg oder mit schnellem starkem Abfall, zuverlässig ausgeglichen werden.

[0045] Vorteilhaft dabei ist weiters, dass durch das schnelle und zuverlässige Ausgleichen der Abnahmeleistung aus dem Netz die Parameter im Netz - also die Spannung beim Strom bzw. der Druck und die Temperatur beim Gas - besonders exakt geregelt werden können. Derart können insbesondere Überdrücke und Unterdrücke im Gasnetz 7 sowie Überspannungen und Unterspannungen im Stromnetz 46 vermieden werden, womit das Stromnetz 46 bzw. das Gasnetz 7, sowie daran angeschlossene Geräte geschont werden können und die Lebensdauer dieser erhöht werden kann.

[0046] Dadurch kann in vorteilhafter Weise auch die Industrieanlage 10 selbst besser und schneller innerhalb des optimalen Wirkungsgradbereichs geregelt werden, womit auch der Wirkungsgrad der Industrieanlage 10 erhöht werden kann, wobei der Gesamtenergieverbrauch gesenkt wird.

[0047] Ebenso kann damit der Automatisierungsgrad der Industrieanlage 10 erhöht werden, da seltener in die Regelung eingegriffen werden muss bzw. die Regelung besonders einfach und stabil automatisch erfolgen kann.

[0048] Durch eine derartige, schonende Fahrweise, also regeltechnische Steuerung, der Industrieanlage 10 kann die Lebensdauer der Industrieanlage 10 besonders hoch ausgebildet sein und Wartungskosten verringert werden.

[0049] Insgesamt kann dadurch die erfindungsgemäße Industrieanlage 10 im Vergleich zur herkömmlichen Industrieanlage energieschonend, wartungsextensiv und mit hoher Lebensdauer, also insgesamt kostengünstig und wettbewerbsfähig, betrieben werden.

[0050] Die erfindungsgemäße Industrieanlage 10 gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform umfasst im Kreislauf 1 einen Vorlauf 18 und einen Rücklauf 19, wobei das Kreislaufmedium im Rücklauf 19 aus der Energieverteilungseinrichtung 4 in die Temperiereinrichtung 3 und im Vorlauf 18 aus der Temperiereinrichtung 3 zur Energieverteilungseinrichtung 4 transportiert wird. Der Vorlauf 18 wird oftmals auch als Hinlauf bezeichnet.

[0051] In Fig. 1 ist eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Industrieanlage 10 gezeigt. Vorteilhaft dabei ist, dass eine bereits bestehende herkömmliche Industrieanlage einfach und mit geringem Kostenaufwand in Richtung der erfindungsgemäßen Industrieanlage 10 umgerüstet werden kann. In der erfindungsgemäßen Industrieanlage 10 werden Istwerte erster physikalischer Größen des Kreislaufmediums und/oder des Nutzmediums im Bereich der Energieverteilungseinrichtung 4 gemessen.

[0052] Vorteilhafterweise kann dabei die Durchflussmenge, also der Massedurchsatz, des Nutzmediums durch die Energieverteilungseinrichtung 4 gemessen werden. Weiters kann dabei die Einströmtemperatur des in die Energieverteilungseinrichtung 4 einströmenden Nutzungsmediums gemessen werden. Weiters kann der - insbesondere bei dem gasförmigen Nutzungsmedium - Eingangsdruck des einströmenden Nutzungsmediums gemessen werden. Bei bekanntem Soll-Ausgangsdruck, bekannter Soll-Ausgangstemperatur und bekanntem Soll-Durchfluss des Nutzungsmediums kann die Soll-Wärmeleistung bzw. die Soll-Enthalpie einfach errechnet werden.

[0053] Insbesondere beim gasförmigen Nutzungsmedium kann zusätzlich der Gasausströmdruck des aus der Energieverteilungseinrichtung 4 ausströmenden Nutzungsmediums gemessen werden und mit dem Soll-Gasausströmdruck verglichen werden. Derart kann die Vorgabe mit weiteren Korrekturwerten nachgeregelt werden, womit die Genauigkeit der Ist-Ausgangstemperatur und des Ist-Ausgangsdrucks weiter erhöht werden kann.

[0054] Bei der vorteilhaften ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass aus diesen Istwerten, den durch das Gasnetz 7 vorgegebenen Sollwerten des Gasdruckes und der Gastemperatur an der Stelle der Einleitung in das Gasnetz 7, also an der Kontaktstelle der Ableitung 9 und des Gasnetzes 7, sowie aus für das jeweilige Nutzmedium vorbekannten, das Nutzmedium, insbesondere das Gas, kennzeichnenden Kennwerten und/oder Eigenschaften dabei der Sollwert der Leistung des Energieübertrags vom Kreislaufmedium an das Nutzmedium berechnet wird und derart die Vorgabe in Abhängigkeit der ersten Istwerte ermittelt wird.

[0055] Diese Vorgabe wird bei der ersten Ausführungsform sofort, insbesondere durch kabelgebundene oder funkgebundene Übertragung, an die Temperierregelung 31 der Temperiereinrichtung 3, an die Durchsatzregelung 21 der Transportvorrichtung 2 und/oder an die Verbraucherregelung 42 des Wärmetauschers 41 übermittelt. Der Umweg über das Nachregeln kann dabei entfallen und die Regelung der Temperierleistung in der Temperiereinrichtung 3, die Regelung des Durchsatzes der Transportvorrichtung 2 und/oder die Regelung der Durchströmung des Wärmetauschers 41 ist derart - anstatt lediglich nachgeregelt - aktiv geregelt. In diesem Zusammenhang kann die herkömmliche Regelung der herkömmlichen Industrieanlage - da hiebei lediglich nachgeregelt wird - als passive Regelung und die herkömmliche Industrieanlage als passiv geregelt bezeichnet werden.

[0056] Überraschenderweise hat sich in vorteilhafter Weise dabei herausgestellt, dass durch die erfindungsgemäße aktive Regelung der Industrieanlage 10 die Reaktionsgeschwindigkeit der Gesamtanlage deutlich erhöht werden kann, wobei die Gesamtträgheit des Gesamtsystems deutlich verringert - insbesondere und unter 10% der ursprünglichen Gesamtträgheit des Gesamtsystems gesenkt - werden kann. Insbesondere kann dadurch verhindert werden, dass sich Einzelträgheiten einzelner Anlageneinheiten zu einer größeren Gesamtträgheit zusammensummieren. Zeitmessungen an der erfindungsgemäßen Industrieanlage 10, bei welcher die Vorgabe sowohl an die Temperierregelung 31, an die Durchsatzregelung 21 als auch an die Verbraucherregelung 42 übermittel wird, haben eine vorteilhafte besonders hohe Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit der Gesamtanlage ergeben. Insbesondere haben diese Zeitmessungen ergeben, dass durch die aktive Regelung der Industrieanlage 10 die erfindungsgemäße Industrieanlage 10 derart schnell aktiv geregelt werden kann, dass innerhalb von unter 20 Minuten ab dem Öffnen des Gasspeichers 6 hundert Prozent der maximalen Kapazität der Gaseinspeisung in das Gasnetz 7 gewährleistet werden kann. Im Vergleich zur - dazu äquivalenten - herkömmlichen Industrieanlage kann durch die aktive Regelung, die Gesamtträgheit der Industrieanlage 10 um insbesondere über 90% reduziert werden, wobei jede den Gesamtarbeitsprozess erleichternde Verringerung der Gesamtträgheit als deutliche Verringerung der Gesamtträgheit und somit als deutliche Erhöhung der Reaktionsfähigkeit der Industrieanlage 10 angesehen werden kann. Die aktive Regelung der Industrieanlage 10 senkt dabei die Gesamtträgheit dabei nicht nur auf die längste Einzelträgheit der mehreren Anlageneinheiten, sondern senkt die Gesamtträgheit dabei vorteilhafterweise sogar unter diese längste Einzelträgheit. Insbesondere ist dabei vorteilhaft, dass durch die kurze Verzugszeit der Industrieanlage 10 auf kurzfristige Abnahmeschwankungen im Gasnetz 7 besonders schnell reagiert werden kann, womit der Gasdruck und die Verfügbarkeit des Nutzmediums im Gasnetz 7 besonders konstant gehalten werden kann. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von Erdgas als Gas, also als Nutzmedium, von hohem Interesse. Äquivalent gilt dies auch für das Stromnetz 46.

[0057] Besonders bevorzugt kann die Vorgabe dabei sowohl an die Temperierregelung 31, die Durchsatzregelung 21 und die Verbraucherregelung 42 des Wärmetauschers 41 übermittelt werden, womit das Gesamtsystem besonders stabil und besonders reaktionsschnell geregelt werden kann. Dabei wird die am Wärmetauscher 41, also von der Energieverteilung 4, benötigte Leistung berechnet und an sämtliche das Gesamtsystem regelnde Regelungen übermittelt. Insbesondere werden dabei sowohl die Energieverteilung 4, in diesem Fall der Wärmetauscher 41, die Transportvorrichtung 2 und die Temperiereinrichtung 3 aktiv geregelt. Dadurch kann das Gas mit besonders exakt vorbestimmbaren Temperatur- und Druckwerten in das Gasnetz 7 eingespeist werden und Änderungen des Einspeisedurchsatzes können besonders zügig, also mit lediglich kurzen Zeitverzögerungen, durchgeführt werden.

[0058] Die Berechnungseinheit 5 und die Messeinrichtung 51 sind in einer ersten vorteilhaften Anordnung im Bereich der Energieverteilungseinrichtung 4 angeordnet, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, und sind mittels Signalübertragungsmitteln 55, beispielsweise Kabeln, Lichtwellenleitern, Signalbussen, Infrarotverbindungen und/oder Funkverbindungen, miteinander, insbesondere wirkend, verbunden. Als Istwerte der ersten physikalischen Größen können dabei Werte des Nutzmediums und/oder des Kreislaufmediums innerhalb der Energieverteilungseinrichtung 4 gemessen werden. Vorteilhaft dabei ist, dass damit Werte des Nutzmediums und/oder des Kreislaufmediums bestimmt werden können und somit ausreichend viele Messgrößen zur genauen Berechnung der Vorgabe mittels der Berechnungseinheit zur Verfügung stehen.

[0059] In einer zweiten vorteilhaften Anordnung der Berechnungseinheit 5 und der Messeinrichtung 51 - in Fig. 3 schematisch dargestellt - sind die Berechnungseinheit 5 und die Messeinrichtung 51 im Bereich des Gasspeichers 6 angeordnet. Also Istwerte der ersten physikalischen Größen werden dabei die entsprechenden Wert im Inneren des Gasspeichers 6 ermittelt. Vorteilhaft dabei ist, dass Änderungen des Drucks und/oder der Temperatur im Gasspeicher 6 erfasst und von der Berechnungseinheit 5 berücksichtigen werden können. Dies kann insbesondere bei verhältnismäßig kleinen Gasspeichern 6, bei welchem sich Gastemperatur und Gasdruck aufgrund der Entnahme von Gas merkbar ändern von Interesse sein. Vorteilhafterweise kann - nicht dargestellt - hierbei auch der Gasausströmdruck, also der Druck des Nutzmediums in der Ableitung 9, gemessen werden.

[0060] In einer dritten vorteilhaften Anordnung der Berechnungseinheit 5 und der Messeinrichtung 51 - in Fig. 4 schematisch dargestellt - sind diese beiden im Bereich der Abgabeleitung 9 angeordnet. Dabei wird der Gasdruck und die Gastemperatur des Gases im Bereich der Einleitung gemessen und kann dabei vorteilhafterweise unmittelbar mit den Sollwerten verglichen werden. Vorteilhafterweise können - nicht dargestellt - hierbei auch der Gaseinströmdruck, also der Druck des Nutzmediums in der Zuleitung 8, gemessen werden.

[0061] Ebenso sind Kombinationen der ersten, der zweiten und/oder der dritten Anordnung von Berechnungseinheit 5 und Messeinrichtung 51 möglich, womit besonders zuverlässig aktiv geregelt werden kann.

[0062] Bei den Industrieanlagen 10 gemäß der Fig. 1, 3 oder 4 kann - wie bereits angemerkt - vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Energieverteilungseinrichtung 4 wenigstens den einen Wärmetauscher 41 umfasst, wobei das Nutzmedium in dem von der Energieverteilungseinrichtung 4 umfassten Wärmetauschers 41 mittels des Kreislaufmediums temperiert wird. Dazu kann als Kreislaufmedium insbesondere eine Flüssigkeit verwendet werden, und vorgesehen sein, dass das Kreislaufmedium in der Temperiereinrichtung 3 erwärmt wird. Dabei können insbesondere Anlagenteile bestehender herkömmlicher Industrieanlagen im Wesentlichen beibehalten werden, wodurch mit im Wesentlichen lediglich geringem Umrüstaufwand die Reaktionsschnelligkeit der derart erfindungsgemäßen Industrieanlage 10 deutlich erhöht werden kann.

[0063] Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Wärmetauscher 41 mit einer Zuleitung 8 zum Zuleiten vom Gas mit einem Gasspeicher 6 verbunden ist, und dass der Wärmetauscher 41 mit einer Ableitung 9 zum Ableiten vom Gas an ein regionales oder überregionales Gasnetz 7 angeschlossen ist, wie dies auch in den Fig. 1, 3 und 4 sowie in der Fig. 5 dargestellt ist.

[0064] Die Fig. 2 zeigt das zur Industrieanlage 10 gemäß der ersten und der dritten Ausführungsform äquivalente Grundprinzip der erfindungsgemäßen Industrieanlage 10, bei welcher anstatt des Wärmetauschers 41 ein anderer Verbraucher die mittels des Kreislaufmediums zugeführte Energie abnimmt. Dieser Verbraucher kann insbesondere - wie in der Fig. 2 dargestellt - eine Dampfturbine 45 sein, wobei die Dampfturbine insbesondere einen Generator zur Stromerzeugung unmittelbar antreiben kann, womit Strom in ein Stromnetz 46 eingespeist werden kann. Das Nutzmedium ist hiebei der zum Antrieb der Dampfturbine 45 erzeugte Dampf.

[0065] Wie in der Einleitung bereits beschrieben, kann der Verbraucher zur Abnahme der mittels des Kreislaufmediums zugeführten Energie auch eine Kolonne einer chemischen Anlage, oder ein Sterilisator beispielsweise eines Krankenhauses sein.

[0066] Als Istwerte können erste physikalische Werte des Kreislaufmediums bestimmt werden. Dies können insbesondere die Temperatur, der Druck und der Phasenzustand des Kreislaufmediums im Vorlauf 18, sowie die Temperatur, der Druck und der Phasenzustand des Kreislaufmediums im Rücklauf 19 sein. Aus diesen Werten, wird in der Berechnungseinheit 5 die dem Kreislaufmedium vom - zum Schließen des Kreislaufs 1 an die Energieverteilung 4 angeschlossenen - Verbraucher, also vom Wärmetauscher 41, von der Dampfturbine 45, vom Sterilisator und/oder von der Kolonne, entnommene Wärmeenergie und/oder Enthalpie bestimmt.

[0067] Die Berechnungseinheit erzeugt daraus einen oder mehrere Vorgabewerte zur Übermittlung an die Durchsatzregelung 21, die Temperierregelungen 31 und/oder die Verbraucherregelung 42, insbesondere zur parallelen Regelung sämtlicher dieser Anlageneinheitenregelungen. Dadurch kann die vom Verbraucher aus dem Kreislauf 1 abgezogene Leistung schnell und exakt bestimmt werden und dementsprechend schnell kann reagiert werden, um die zum Ausgleich dieses Leistungsabzuges benötigte Leistung dem Kreislaufmedium mittels der Temperiereinrichtung 3 wieder zur Verfügung zu stellen. Die Energieverteilung 4, die Transportvorrichtung 2 und die Temperiereinrichtung 3 werden dabei - im Sinne der Erfindung - aktiv geregelt.

[0068] In diesem Zusammenhang - also bei der Industrieanlage 10 gemäß Fig. 2 - können die Transportvorrichtung 2, die Temperiereinrichtung 3 und die Energieverteilung 4 auch für sich selbst - also wie weiter oben beschrieben - nachgeregelt sein, wobei die Gesamtregelung der Transportvorrichtung 2, der Temperiereinrichtung 3 und der Energieverteilung 4 vorteilhafterweise als eine Überlagerung der aktiven Regelung und der passiven Regelung vorgesehen sein kann.

[0069] Wenn bei der ersten und der dritten Ausführungsform der Industrieanlage 10 die Istwerte zur Bestimmung der Vorgabe am Kreislaufmedium anstatt am Nutzmedium gemessen werden, so ergibt dies das Funktionsprinzip der Bestimmung der Vorgabe und der Reglung der Anlageneinheiten gemäß der zweiten oder der vierten Ausführungsform der Industrieanlage 10.

[0070] In der Fig. 5 ist die Industrieanlage 10 gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform dargestellt, welche wie die in Fig. 1, 3 und 4 dargestellte Industrieanlagen 10 betrieben werden kann und aktiv geregelt wird. Diese Industrieanlage 10 umfasst in der Temperiereinrichtung 3 drei Temperierzweige 3.1, 3.2, 3.3, wobei jeder der Temperierzweige 3.1, 3.2, 3.3 jeweils eine Temperierregelung 31 sowie jeweils einen Temperierheizkessel 35 aufweist. Ebenso weist jeder der Temperierzweige 3.1, 3.2, 3.3 jeweils als zum Transport des Kreislaufmediums eine Pumpe 36 auf. Derart kann die Temperierleistung über einen weiten Bereich geregelt werden, wobei einer oder zwei der drei Temperierzweige 3.1, 3.2, 3.3 auch gänzlich abgeschaltet werden kann.

[0071] Jeder der Temperierzweige 3.1, 3.2, 3.3 kann dabei passiv geregelt werden, indem die Temperatur des rücklaufenden Kreislaufmediums und des vorlaufenden Kreislaufmediums gemessen wird und Sollwerten folgend - wie weiter oben beschrieben - nachgeregelt wird.

[0072] Alternativ dazu kann die Temperiereinrichtung 3 auch eine andere Anzahl von Temperierzweigen 3.1, 3.2, 3.3 umfassen, beispielsweise lediglich einen, wie dies in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist.

[0073] Die Industrieanlage 10 gemäß Fig. 5 umfasst weiters den Kreislauf 1, in welchem das Kreislaufmedium mit dem regelbaren Durchsatz bewegt wird, wobei der Kreislauf 1 ebenso den Vorlauf 18 und den Rücklauf 19 umfasst.

[0074] Die Transportvorrichtung 2 der Industrieanlage 10 umfasst drei Pumpzweige 2.1, 2.2, 2.3, wobei in jedem der Pumpzweige 2.1, 2.2, 2.3 eine Pumpe zum Transport des Kreislaufmediums angeordnet ist. Dadurch kann die Pumpleistung, also die Fördergeschwindigkeit und damit der Massedurchsatz des Kreislaufmediums durch den Kreislauf genau und in einem weiten Bereich geregelt werden, wobei lediglich ein Pumpzweig, zwei Pumpzweige oder drei Pumpzweige aktiv sein können. Der Massedurchsatz kann insbesondere bei einem als Flüssigkeit und/oder Gas, welches auch als Dampf vorliegen kann, ausgebildeten Kreislaufmedium auch als Durchfluss oder Massedurchfluss bezeichnet werden. Auch der Begriff Durchsatz bezeichnet in diesem Zusammenhang den Massedurchsatz, welcher z.B. in den Einheiten kg/min oder in kg/h angegeben werden kann.

[0075] Alternativ dazu kann die Transportvorrichtung 2 auch eine andere Anzahl von Pumpzweigen 2.1, 2.2, 2.3 umfassen, beispielsweise lediglich einen, wie dies in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist.

[0076] Die maximal mögliche Leistung, welche in der Industrieanlage 10 an die Energieverteilungseinrichtung 4 geliefert wird, ergibt sich dabei aus dem Durchsatz mal der Differenz der Temperatur, der Enthalpie und/oder des Energiegehalts vom Kreislaufmedium im Vorlauf 18 zum Kreislaufmedium im Rücklauf 19 und der zu erwartenden Verlustleistung der Industrieanlage 10. Bei der Differenz der Enthalpie sind dabei auch Phasenumwandlungen, insbesondere die Phasenumwandlung von flüssig aus gasförmig oder umgekehrt, enthalten.

[0077] Von der Transportvorrichtung 2 wird das Kreislaufmedium zur Energieverteilungseinrichtung 4 weitergefördert. Auch die Energieverteilungseinrichtung 4 der Industrieanlage 10 gemäß der Fig. 5 umfasst drei Verteilzweige 4.1, 4.2, 4.3, wobei jeder der drei Verteilzweige einen Wärmetauscher umfasst. Dabei kann die übertragbare Leistung vom Kreislaufmedium auf das Nutzmedium sehr fein dosiert werden. Auch kann in vorteilhafter Weise der Durchsatz von Nutzmedium durch die Energieverteilungseinrichtung 4 sehr genau geregelt werden, wobei ein, zwei oder alle drei Verteilzweige 4.1, 4.2, 4.3 aktiviert sein können.

[0078] Alternativ dazu kann die Energieverteilungseinrichtung 4 auch eine andere Anzahl von Verteilzweigen 4.1, 4.2, 4.3 umfassen, beispielsweise lediglich einen, wie dies in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist.

[0079] In den ersten Verteilzweig 4.1 münden eine erste Zuleitung 8.1 und eine erste Ableitung 9.1, wobei das Nutzmedium in Pfeilrichtung 9.5 von der ersten Zuleitung 8.1 durch den Wärmetauscher 41 in die erste Ableitung 9.1 gefördert wird und dort weiter in das - weiter oben beschriebene - regionale oder überregionale Netz, insbesondere Gasnetz 7, gefördert, also eingespeist, werden kann.

[0080] In den zweiten Verteilzweig 4.2 münden eine zweite Zuleitung 8.2 und eine zweite Ableitung 9.2, wobei das Nutzmedium in Pfeilrichtung 9.5 von der zweiten Zuleitung 8.2 durch den Wärmetauscher 41 in die zweite Ableitung 9.2 gefördert wird.

[0081] In den dritten Verteilzweig 4.3 münden eine dritte Zuleitung 8.3 und eine dritte Ableitung 9.3, wobei das Nutzmedium in Pfeilrichtung 9.5 von der dritten Zuleitung 8.3 durch den Wärmetauscher 41 in die dritte Ableitung 9.3 gefördert wird.

[0082] Die Zuleitungen 8, 8.1, 8.2, 8.3 können auch als Nutzmediumszuleitungen bezeichnet werden. Die Ableitungen 9, 9.1, 9.2, 9.3 können auch als Nutzmediumsableitungen bezeichnet werden.

[0083] Erste, zweite und dritte Zuleitung 8.1, 8.2, 8.3 können an einen Nutzmediumsspeicher, insbesondere Gasspeicher 6, oder an verschiede Nutzmediumsspeicher, insbesondere Gasspeicher 6, angeschlossen sein.

[0084] Erste, zweite und dritte Ableitung 9.1, 9.2, 9.3 können an ein Netz, insbesondere Gasnetz 7, oder an verschiede Netze, insbesondere Gasnetze 7, angeschlossen sein.

[0085] In der Fig. 5 sind auch die Messeinrichtungen 51 zur Ermittlung von physikalischen Größen. Mit dem Buchstaben "P" sind dabei Messeinrichtungen 51 zur Ermittelung von Drücken bzw. Druckunterschieden bezeichnet. Mit dem Buchstaben "T" sind dabei Messeinrichtungen zur Ermittelung von Temperaturen bzw. Temperaturunterschieden bezeichnet. Mit dem Buchstaben "F" sind dabei Messeinrichtungen 51 zur Ermittelung des Durchflusses, also vom Durchsatz, bezeichnet. Lediglich einige der in der Industrieanlage 10 der dritten bevorzugten Ausführungsform ausgebildeten Messeinrichtungen 51 sind mit Bezugszeichen versehen.

[0086] Durch die Messung der Temperatur und des Druckes des Nutzmediums in der Zuleitung 8.1 und des Durchflusses in der Ableitung 9.1 kann in einer ersten Teilberechnungseinheit 5.1 die Soll-Wärmeleistung für den ersten Verteilzweig 4.1 berechnet werden, wobei die Solltemperatur und der Solldruck des Nutzmediums vergeben werden können. Die Temperatur und der Druck des Nutzmediums in der Zuleitung 8.1 stellen dabei die zur Berechnung in der Berechnungseinheit verwendeten Istwerte der ersten physikalischen Größen dar. Vorteilhaft dabei ist, dass derart für den ersten Verteilzweig 4.1 die Soll-Wärmeleistung bestimmt werden kann.

[0087] Zusätzlich können - wie auch in der Fig. 5 dargestellt - die Istwerte der Temperatur und des Drucks des Nutzmediums in der Ableitung 9.1 gemessen werden und daraus die Abweichung von den Sollwerten bestimmt werden, wodurch Abweichungen vom Sollwert unmittelbar ermittelt und derart unmittelbar regelungstechnisch behandelt werden können.

[0088] Im zweiten Verteilzweig 4.2 und im dritten Verteilzweig 4.3 wird gleichartig vorgegangen, womit mittels einer zweiten Teilberechnungseinheit 5.2 die Soll-Wärmeleistung im zweiten Verteilzweig 4.2 sowie mittels einer die Soll-Wärmeleistung im dritten Verteilzweig 4.2 bestimmt wird.

[0089] Aus den derart bestimmten drei Soll-Wärmeleistungen wird in der Berechnungseinheit 5 eine Gesamt-Soll-Wärmeleistung berechnet und ein dementsprechender Wert als Vorgabewert an die Transportvorrichtung 2 und an die Temperiereinrichtung 3 übertragen. Die Übertragung kann durch dazu geeignete Übertragungsmittel 52 erfolgen. Die Übertragungsmittel 52 können kabelgebunden als Leitungen, insbesondere als Signalleitungen, als Kabel und/oder als Lichtwellenleiter, kabelfrei, als Funkübertragung oder Infrarotübertragung, ausgebildet sein und/oder können computertechnisch als Datenbus und/oder Steuerbus ausgeführt sein.

[0090] In einer Weiterbildung der Berechnungseinheit 5, der Übertragungsmittel 52, der Durchsatzregelung 21 der Temperierregelungen 31 und/oder an die Verbraucherregelung 42 können diese auch in einer Automatisierungseinheit zusammengefasst sein, wobei eingangsseitig der Automatisierungseinheit die zur Berechnung des Vorgabewertes verwendeten Istwerte angeliefert werden, also die Messeinrichtung 51 und/oder die Messeinrichtungen 51 mittels der Signalübertragungsmittel 55 mit der Berechnungseinheit 5 wirkverbunden sind. Dadurch können Berechnungseinheit 5, Übertragungsmittel 52, Durchsatzregelung 21, Temperierregelungen 31 und/oder Verbraucherregelung 42 besonders kompakt, insbesondere als eine Einheit, ausgebildet werden.

[0091] Das Übertragungsmittel 52 ist dazu an die Durchsatzregelung 21 der Transportvorrichtung 2 angeschlossen oder funktechnisch verbunden, wobei jede der drei Pumpzweige 2.1, 2.2, 2.3 eine eigene Durchsatzregelung 21 umfassen kann. Alternativ können die drei Durchsatzregelungen 21 auch als gemeinsame Durchsatzregelung 21 ausgebildet sein kann.

[0092] Das Übertragungsmittel 52 ist dazu auch an die Temperierregelung 31 der Temperiereinrichtung 3 angeschlossen oder funktechnisch verbunden, wobei jeder der drei Temperierzweige 3.1, 3.2, 3.3 eine eigene Temperierregelung 31 umfassen kann. Alternativ können die drei Temperierregelungen 31 auch als eine gemeinsame Temperierregelung 31 ausgebildet sein.

[0093] Als regelungstechnisch besonders stabil hat sich die Überlagerung der Passivregelung, also der eigenständigen Nachreglung der Temperiereinrichtung 3 und der eigenständigen Nachreglung der Transportvorrichtung 2, und der Aktivregelung, also der Regelung der Temperiereinrichtung 3 und der Transportvorrichtung 2 entsprechend dem von der Berechnungseinheit 5 berechneten Vorgabewert erwiesen. Dabei kann ein regelungstechnisches Schwingen einzelner Anlageneinheiten, und somit der gesamten Industrieanlage 10, zuverlässig verhindert werden und gleichzeitig die Reaktionsschnelligkeit der Industrieanlage 10 optimiert werden.

[0094] Durch die Erhöhung der Regelstabilität der Industrieanlage 10 kann auch die Kapazität jedes Verteilzweiges 4.1, 4.2, 4.3 und somit der Energieverteilung erhöht werden. So konnte in Testversuchen beispielsweise die maximale Kapazität der Gaseinspeisung pro Verteilzweig 4.1, 4.2, 4.3 von beispielsweise 200.000 Nm³/h Normkubikmeter pro Stunde auf 250.000 Nm³/h erhöht werden, wodurch die Kapazität der herkömmlichen Anlage ohne weitere Umbaumaßnahmen um 25% gesteigert werden konnte. Dabei konnte ein Gaseinspeisungsgradient von +/- 25.000 Nm³/h/min pro Verteilzweig 4.1, 4.2, 4.3 realisiert werden, womit die Gaseinspeisungsanlage von Stillstand auf Maximalleistung, also auf einen Einspeisedurchsatz ins Gasnetz 7 mehrerer hundert tausend Normkubikmeter pro Stunde, innerhalb von nur 10 Minuten geregelt werden konnte. Auch die Abschaltung der Einspeisung von maximalem Einspeisedurchsatz auf keine Einspeisung kann in vorteilhafter Weise in dieser kurzen Zeitdauer gewährleistet werden.

[0095] Die Fig. 6 zeigt die Industrieanlage 10 einer vierten bevorzugten Ausführungsform, welche nach dem anhand Fig. 2 beschriebenen Grundprinzip betrieben werden kann und welche aktiv geregelt ist. Dargestellt ist die Temperiereinrichtung 3 mit drei Temperierzweigen 3.1, 3.2, 3.3, der Kreislauf 1 mit Vorlauf 18 und Rücklauf 19 sowie mit der Transportvorrichtung 2, wobei die Transportvorrichtung eine Pumpe zum Pumpen des Kreislaufsmediums umfasst sowie Teile der Energieverteilungseinrichtung 4. Die Energieverteilungseinrichtung 4 umfasst wiederum drei Verteilzweige 4.1, 4.2, 4.3, welche in der Fig. 6 offen und zum Anschluss einer Energieabnahmevorrichtung dargestellt sind, jedoch in der Industrieanlage 10 mittels der angeschlossenen Energieabnahmevorrichtung geschlossen sind, womit derart der Kreislauf 1 geschlossen ist. Dabei ist die Energieabnahmevorrichtung von der Energieverteilungseinrichtung 4 umfasst, also insbesondere ein Teil der Industrieanlage 10.

[0096] Die Energieabnahmevorrichtung kann eine Turbine, insbesondere eine Dampfturbine 45, eine Sterilisationseinheit zum Sterilisieren von Gegenständen, beispielsweise von Krankenhausbedarf für ein Krankenhaus und/oder für den Haushalt, oder ein Wärmetauscher zur Energieübertragung vom Kreislaufmedium zu dem temperierenden Medium, also dem Nutzmedium gemäß den obigen Ausführungen, sein. Insbesondere zur Stromerzeugung kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die von der Energieverteilungseinrichtung 4 umfasste Dampfturbine 45 zum Antrieb eines Generators zur Stromerzeugung mittels des Kreislaufmediums angetrieben wird, wobei der derart erzeugt Strom unmittelbar zur Einspeisung von Strom in ein Stromnetz 46 verwendet werden kann. In diesem Zusammenhang kann das Nutzmedium als Strom ausgebildet sein und das Stromnetz 46 dem Gasnetz 7 der dritten Ausführungsform der Industrieanlage 10 entsprechen, wobei der Generator mit dem Stromnetz 46 verbunden ist. Für die Einspeisung von Strom ins Stromnetz 46 gelten dabei im Wesentlichen die gleichen Anforderungen und Kriterien wie für die Einspeisung von Gas ins Gasnetz 7.

[0097] Das Funktionsprinzip der Industrieanlage 10 der vierten Ausführungsform, welche in der Fig. 6 im Detail dargestellt ist, entspricht in vielen Punkten dem Funktionsprinzip der Industrieanlage 10 der dritten Ausführungsform, jedoch findet in den Temperierzweigen 3.1, 3.2, 3.3 neben der Erwärmung des Kreislaufinediums auch eine Phasenumwandlung statt, wobei in der Temperiereinrichtung 3 eine Erwärmung und eine Phasenumwandlung des Kreislaufmediums erfolgt, und dass das Kreislaufmedium gasförmig, insbesondere dampfförmig, zur Energieverteilungseinrichtung 4 gefördert wird. Das Kreislaufmedium kann in diesem Zusammenhang insbesondere Wasser sein, kann dabei im Vorlauf 18 als Wasserdampf geführt werden und kann in die Energieverteilungseinrichtung 4 als Wasserdampf eintreten.

[0098] In der Energieverteilungseinrichtung 4 kann der Wasserdampf auf einen oder mehrere, beispielsweise wie dargestellt drei, Verteilzweige 4.1, 4.2, 4.3 verteilt werden. Da das Kreislaufmedium gasförmig vorliegt, kann dies ohne großen Widerstand durch im Kreislauf 1 fließen und benötigt in diesem Bereich, also im Vorlauf 18, insbesondere keine Transportvorrichtung 2. Dabei ist die Transportvorrichtung 2 im Rücklauf 19 der Industrieanlage 10 ausgebildet.

[0099] In jedem der Verteilzweige 4.1, 4.2, 4.3 kann in vorteilhafter Weise eine Verbraucherregelung 42 vorgesehen sein, welche in diesem Fall als Druckregelung im Kreislauf ausgebildet ist. Durch diese Druckregelung kann der Dampfdurchfluss in jedem der Verteilzweige 4.1, 4.2, 4.3 individuell geregelt werden und somit die individuelle Leistung, welche zur jeweilig am jeweiligen an die Verteilzweige 4.1, 4.2, 4.3 angeschlossenen Energieabnahmevorrichtung gefördert wird. Die Energieabnahmevorrichtung kann als Verbraucher bezeichnet werden. Im Bereich dieser Verbraucherregelung 42 werden - ähnlich zur dritten Ausführungsform der Industrieanlage 10 - die Istwerte der ersten physikalischen Größen ermittelt, und dazu insbesondere die Ist-Temperatur, der Ist-Druck und der Ist-Durchfluss.

[0100] Aus der Energieabnahmevorrichtung oder aus den Energieabnahmevorrichtungen kommt das Kreislaufmedium entweder mit geänderter Temperatur, mit geändertem Druck und oftmals nach einer Phasenumwandlung zurück. Insbesondere kann das Kreislaufmedium nach dem Durchlaufen der Energieabnahmevorrichtung in flüssiger Form vorliegen und in flüssiger Form durch die Energieverteilungseinrichtung 4 hindurch in den Rücklauf 19 des Kreislaufs 1 eingeleitet werden. Dabei sind Teile der Energieverteilungseinrichtung 4 als Kreislauf 1 ausgebildet, wie dies ebenso bei der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform der Industrieanlage 10 der Fall ist.

[0101] Die vierte Ausführungsform der Industrieanlage 10 umfasst für jeden Verteilzweig 4.1, 4.2, 4.3 eine Teilberechnungseinheit 5.1, 5.2, 5.3 und eine Berechnungseinheit 5. In den Teilberechnungseinheiten 5.1, 5.2, 5.3 werden aus den Istwerten der ersten physikalischen Größen und sonstigen Kenngrößen des Kreislaufmediums Soll-Enthalpien ermittelt, insbesondere errechnet. Aus diesen Soll-Enthalpien wird in der Berechnungseinheit 5 ein Vorgabewert für die Regelung der Temperierregelung 31 der Temperiereinrichtung 3 und/oder einer Durchsatzregelung 21 der Transportvorrichtung 2, insbesondere für die Regelung der Temperierregelung 31 der Temperiereinrichtung 3 und einer Durchsatzregelung 21 der Transportvorrichtung 2, ermittelt. Der Vorgabewert wird - wie in der dritten Ausführungsform der Industrieanlage 10 - mittels der Übertragungsmittel 52 an die Durchsatzregelung 21 und/oder an die Temperierregelung 31, insbesondere an die Durchsatzregelung 21 und an die Temperierregelung 31, übermittelt.

[0102] Dadurch kann die Totzeit der Industrieanlage 10 auf ein Minimum verkürzt werden. Insbesondere können dadurch herkömmliche Industrieanlagen mit langsamen Reaktionsgeschwindigkeiten zu erfindungsgemäßen aktiv geregelten Industrieanlagen 10 mit schnellen Reaktionsgeschwindigkeiten umgerüstet werden. Dazu ist der Einbau von zusätzlichen Messeinrichtungen 51 und die Anpassung der Regelung der Durchsatzregelung 21 sowie der Temperierregelung 31 erforderlich, wobei diese bei der Anlagenumrüstung vorteilhafterweise ausgetauscht werden können.

[0103] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Industrieanlage kann das Kreislaufmedium insgesamt als Gas oder Dampf, also entlang des gesamten Kreislaufs 1 und dabei sowohl in der Temperiereinrichtung 3 als auch in der Energieverteilungseinrichtung 4, ausgebildet sein.

[0104] In vorteilhafter Weiterbildung der Industrieanlage 10 kann das Verfahren auch bei einer Gastrocknung Verwendung finden. Bei der Gasentnahme des Gases, insbesondere des Erdgases, aus dem Gasspeicher 6 kann das Gas Wasseranteile enthalten. Diese Wasseranteile können mittels einer Glykol enthaltenden Gegenströmung aus dem Gas entfernt werden, wobei das Glykol, beispielsweise Tri-Ethylen-Glykol TEG, die Wasseranteile bindet. Derart wird das Gas entwässert. Das Glykol wird dabei mit Wasser angereichert und muss - zur weiteren Verwendung als Gastrocknungsmittel - regeneriert werden. Bei schnellen Durchflussänderungen des Gases, wie diese schnellen Durchflussänderungen bei den vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung gewährleistet werden können, funktioniert diese Trocknung nicht zufriedenstellend. Dies unter anderem deshalb, das sich dabei der Wasseranteil im Glykol, also die Sättigung des Glykols, laufend ändert sich die Regeneration dabei nur schlecht und langsam regeln lässt.

[0105] In überraschender Weise hat sich dabei gezeigt, dass wenn das Glykol das Kreislaufmedium ist, das Gas das Nutzmedium ist, anstatt der Soll-Wärmeleistung eine Soll-Absorptionsleistung vom Wasser ermittelt wird, mittels der Soll-Absorptionsleistung eine Vorgabe, also ein Vorgabewert, zur Regelung des Massedurchsatzes des Glykols ermittelt wird, insbesondere berechnet wird, und der Massedurchsatz des Glykols in Abhängigkeit der Vorgabe geregelt wird, dass die Sättigung des Glykols im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Vorteilhaft dabei ist, dass auch die Regeneration wesentlich einfacher erfolgen kann, wobei sich auch bei der Regeneration der Massedurchsatz entsprechend ändert. Die Regelung des Messendurchsatzes des Glykols erfolgt dabei in vorteilhafter Weise gemäß dem eingangs beschrieben Verfahren zur Regelung de Massedurchsatzes eines Kreislaufmediums einer Industrieanlage 10. Anlagenteile einer derartigen vorteilhafte Glykol-Regeneration ist in Fig. 7 dargestellt, wobei das Glykol in einem Regenerator 300 regenerierbar ist.

[0106] Vorteilhaft dabei ist, dass die zur Regeneration des Glykols benötigte Soll-Wärmeleistung bzw. Soll-Enthalpie gemäß dem weiter oben beschriebenem Verfahren berechnet werden kann. Insbesondere kann dabei ein zur Temperierung der Regeneration des Glykols bewirkendes Kreislaufmedium mit in Abhängigkeit der Soll-Wärmeleistung bzw. Soll-Enthalpie regelbarem Massedurchsatz im Kreislauf gefördert werden, wobei die Regelung der Temperierleistung gemäß dem eingangs beschriebenen Verfahren zur Temperierung des die Energieverteilungseinrichtung 4 der Industrieanlage 10 durchströmenden Nutzmediums erfolgen kann. Vorteilhaft dabei ist, dass auch die Gastrocknung besonders kurze Verzugszeiten aufweist, womit das Gas mit besonders gleichmäßigem Taupunkt, welcher üblicherweise unterhalb von -8°C liegen soll, in das Gasnetz eingespeist werden kann.

[0107] In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass im Vorlauf 18 und/oder im Rücklauf 19 des Kreislaufs wenigstens eine weitere Wärmequelle 210 oder Wärmesenke eingebunden wird, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Insbesondere kann dabei eine Prozessabwärme eines anderen Prozesses und/oder es können alternative Wärmequellen 210, beispielsweise thermische Solartechnik oder eine Wärmepumpe 210.2, genutzt werden. Als Prozessabwärme kann beispielsweise die Abwärme einer Kompressorwasserkühlung 210.1 vorgesehen sein.

[0108] Die in Fig. 7 schematisch dargestellte vorteilhafte Energieerzeugung der Industrieanlage 10 umfasst vier Wärmequellen, die Temperiereinrichtung 3, die Wärmepumpe 210.2, die Kompressorwasserkühlung 210.1 und den zweiten Brenner 3.1. Die Temperiereinrichtung 3 ist hiebei als Brenner ausgebildet und kann - da zur Haupttemperierung des Kreislaufmediums im Kreislauf 1 vorgesehen - als Hauptwärmequelle bezeichnet werden. In anderen Ausbildungen der Industrieanlage 10 können mit der Hauptwärmequelle auch weniger oder mehr als drei weitere Wärmequellen kombiniert werden. Die Energieverbraucher, also die Abnehmer der Wärmeleistung, sind einerseits die Energieverteilungseinrichtung 4 und der Regenerator 300.

[0109] In der wenigsten einen hiebei umfassten Berechnungseinheit 5 wird die Soll-Wärmeleistung berechnet und diese an eine Kapazitätssteuerung 215 übertragen. Die Kapazitätssteuerung 215 kann in vorteilhafter Weise die vier Wärmequellen regeln und dabei die in jeder der vier Wärmequellen 210.1, 210.2, 3, 3.1 erzeugte Wärmeleistung derart optimiert regeln, dass der Verbrauch an Brennstoff in der Temperiereinrichtung 3 minimiert wird. Vorteilhaft dabei ist, dass die dem Kreislaufmedium in der Temperiereinrichtung 3 zugeführte Wärmeleistung besonders gering gehalten werden kann, wobei zusätzlich Kosten und Abgase eingespart werden können. In überraschender Weise hat sich dabei gezeigt, dass die erfindungsgemäße Industrieanlage 10, welche gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird, dabei schnell genug reagiert, um schwankende Leistungen des weiteren Wärmetauschers 210 aufnehmen zu können, ohne dass das Gesamtsystem instabil werden würde. Dies ist bei vergleichbaren herkömmlichen Industrieanlagen nicht der Fall, da diese zu langsam reagieren und derart die Temperierung des Nutzmediums zu starken Schwankungen ausgesetzt wäre.

[0110] In diesem Zusammenhang kann jede der vier Wärmequellen 210.1, 210.2, 3, 3.1 umfassen: eine Wärmeleistungsbestimmungsvorrichtung 211.1, 211.2, 211.3, 211.4 zur Bestimmung der in der jeweiligen Wärmequelle erzeugten Wärmeleistung, eine Leistungsregelung 212.1, 212.2, 212.3, 212.4 zur Regelung der in der jeweiligen Wärmequelle erzeugten Wärmeleistung und einen Wärmetauscher 214.1, 214.2, 214.3, 214.4 zur Abgabe der in der jeweiligen Wärmequelle erzeugten Wärmeleistung an das im Kreislauf 1 geförderte Kreislaufmedium.

[0111] Die Kompressorwasserkühlung 210.1 umfasst bei dieser in Fig. 7 dargestellten vorteilhaften Ausführungsform einen lokalen Kompressorwasserkühlungskreislauf 1.1, die Abwärmeleistungsbestimmungsvorrichtung 211.1 der Kompressorwasserkühlung 210.1, die Leistungsregelung 212.1 des Kompressorwasserkühlungskreislaufs 1.1, eine durchflussgeregelte lokale erste Transportvorrichtung 213.1 der Kompressorwasserkühlung 210.1 und einen lokalen ersten Wärmetauscher 214.1 der Kompressorwasserkühlung 210.1. Die Leistungsregelung 212.2 kann dabei in besonders vorteilhafter Weise mittels der Regelung des Massedurchsatzes des Kreislaufmediums im lokalen Kompressorwasserkühlungskreislauf 1.1 erfolgen, wozu die lokale erste Transportvorrichtung 213.1 durchflussgeregelt ist. Die Wärmeleistung des Kompressorwasserkühlungskreislaufs 1.1 wird dabei in den Rücklauf 19 des Kreislaufs 1 eingespeist, also ans im Rücklauf 19 befindliche Kreislaufmedium übertragen.

[0112] Die Wärmepumpe 210.2 umfasst bei dieser vorteilhaften in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform einen lokalen Wärmepumpenkreislauf 1.2, die Wärmeleistungsbestimmungsvorrichtung 211.2 der Wärmepumpe 210.2, die Leistungsregelung 212.2 der Wärmepumpe 210.2, eine durchflussgeregelte lokale zweite Transportvorrichtung 213.2 der Wärmepumpe 210.2 und einen Wärmetauscher 214.2 der Wärmepumpe 210.2. Die Leistungsregelung 212.2 kann dabei in besonders vorteilhafter Weise mittels der Regelung des Massedurchsatzes des Kreislaufmediums im lokalen Wärmepumpenkreislauf 1.2 erfolgen, wozu die lokale zweite Transportvorrichtung 213.2 durchflussgeregelt ist. Die Wärmeleistung des Wärmepumpenkreislaufs 1.2 wird dabei in den Rücklauf 19 des Kreislaufs 1 eingespeist, also ans im Rücklauf 19 befindliche Kreislaufmedium übertragen.

[0113] Die Temperiereinrichtung 3 umfasst bei dieser vorteilhaften in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform die Temperierleistungsbestimmungsvorrichtung 211.3 der Temperiereinrichtung 3, die Leistungsregelung 212.3 der Temperiereinrichtung 3 und einen Wärmetauscher 214.3 der Temperiereinrichtung 3. Die Leistungsregelung 212.2 kann dabei in besonders vorteilhafter Weise mittels der Regelung der Brennstoffmenge erfolgen, welche der als Brenner ausgebildeten Temperiereinrichtung 3 zugeführt wird.

[0114] Der zweite Brenner 3.1 umfasst bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform, die Wärmeleistungsbestimmungsvorrichtung 211.4 des zweiten Brenners 3.1, die Leistungsregelung 212.4 des zweiten Brenners 3.1, wenigstens eine Rauchgasklappenregelung 213.4 des zweiten Brenners 3.1 und einen Rauchgaswärmetauscher 214.4 des zweiten Brenners 3.1. Die Leistungsregelung 212.4 kann dabei in besonders vorteilhafter Weise mittels der Regelung des Rauchgasdurchsatzes des Rauchgaswärmetauschers 214.4, wozu die Rauchgasklappenregelung 213.4 durchflussgeregelt ist. Die Wärmeleistung des Rauchgases des zweiten Brenners 3.1 wird dabei parallel zur Temperiereinrichtung 3 in den Kreislauf 1 des Kreislaufmediums eingespeist, also parallel zur Temperiereinrichtung 3 ans im Kreislauf 1 befindliche Kreislaufmedium übertragen. Der zweite Brenner 3.1 ist dabei für die Regeneration des Glykols vorgesehen und die Abwärme im Rauchgas des zweiten Brenners 3.1 kann die Temperiereinrichtung 3 entlasten, womit der Gesamtbrennstoffverbrauch gesenkt werden kann.

[0115] In besonders vorteilhafter Weise können die Temperiereinrichtung 3 und/oder der zweiten Brenner 3.1 eine Leistungsbegrenzung aufweisen, welche ein Überhitzen der Temperiereinrichtung 3 bzw. des zweiten Brenners 3.1 verhindern kann.

[0116] In besonders vorteilhafter Weise können die Leistungsregelung 212.4 des zweiten Brenners 3.1 und/oder die Leistungsregelung 212.4 der Temperiereinrichtung 3 derart erfolgen, dass, anstatt die Vorlauftemperatur des Kreislaufmediums im Kreislauf 1 zu messen und dieser entsprechend die Rauchgasklappenregelung 213.4 bzw. die verbrannte Brennstoffmenge in der Temperiereinrichtung 3 zu regeln, vielmehr sowohl Vorlauftemperatur und die Rücklauftemperatur des Kreislaufmediums gemessen werden, daraus die Temperaturdifferenz bestimmt wird und die Rauchgasklappenregelung 213.4 bzw. die verbrannte Brennstoffmenge in der Temperiereinrichtung 3 gemäß der jeweils gemessenen Temperaturdifferenz geregelt wird. Vorteilhaft dabei ist, dass der die Rauchgasklappenregelung 213.4 bzw. die Regelung der für die Temperiereinrichtung 3 bestimmten Brennstoffmenge von der Rücklauftemperatur des Kreislaufmediums abhängt und derart entsprechend eine sich ändernde Rücklauftemperatur des Kreislaufmediums nachgeregelt werden kann. Vorteilhaft dabei ist, dass sowohl Verzugszeit der Rauchgasklappenregelung 213.4 als auch die Verzugszeit der Temperiereinrichtung 3 wesentlich verkürzt werden kann und die Verzugszeit der Temperierung des die Energieverteilungseinrichtung 4 der Industrieanlage 10 durchströmenden Nutzmediums weiter deutlich minimiert werden kann.

[0117] Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen weisen lediglich einen Teil der beschriebenen Merkmale auf, wobei jede Merkmalskombination, insbesondere auch von verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen, vorgesehen sein kann.

Ansprüche

1. Verfahren zur Temperierung eines eine Energieverteilungseinrichtung (4) einer Industrieanlage (10) durchströmenden Nutzmediums, wobei ein Kreislaufmedium in einer Temperiereinrichtung (3) mit einer regelbaren Temperierleistung beaufschlagt und zur Temperierung des Nutzmediums zu der zur Temperiereinrichtung (3) beabstandeten Energie-verteilungseinrichtung (4) gefördert wird, wobei erste Istwerte erster physikalischer Größen des Kreislaufmediums und/oder des in der Energieverteilungseinrichtung (4) temperierten Nutzmediums im Bereich der Energieverteilungseinrichtung (4) gemessen werden, und wobei in Abhängigkeit der ersten Istwerte in einer Berechnungseinheit (5) eine Vorgabe ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Massedurchsatz des Kreislaufmediums in Abhängigkeit der Vorgabe geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorgabe eine Soll-Wärmeleistung zur Temperierung des Nutzmediums bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorlauftemperatur des Kreislaufmediums im Wesentlichen derart geregelt wird, dass die Vorlauftemperatur im Wesentlichen konstant gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rücklauftemperatur des Kreislaufmediums im Wesentlichen derart geregelt wird, dass die Rücklauftemperatur im Wesentlichen konstant gehalten wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierleistung der Temperiereinrichtung (3) in Abhängigkeit der Vorgabe geregelt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Kreislaufmedium eine Flüssigkeit verwendet wird, und dass das Kreislaufmedium in der Temperiereinrichtung (3) erwärmt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzmedium in einem von der Energieverteilungseinrichtung (4) umfassten Wärmetauscher (41) mittels des Kreislaufmediums temperiert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Nutzmedium ein Gas verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas einem Gasspeicher (6) entnommen, in die Energieverteilungseinrichtung (4) eingeleitet und temperiert wird, und dass das Gas nach der Temperierung in ein regionales oder überregionales Gasnetz (7) eingespeist wird.

10. Verfahren zur Regelung eines Massedurchsatzes eines Kreislaufmediums einer Industrieanlage (10), wobei das Kreislaufmedium in einer Temperiereinrichtung (3) der Industrieanlage (10) mit einer regelbaren Temperierleistung beaufschlagt und zur Temperierung eines Nutzmediums zu einer zur Temperiereinrichtung (3) beabstandeten Energieverteilungseinrichtung (4) gefördert wird, wobei erste Istwerte erster physikalischer Größen des Kreislaufmediums und/oder des in der Energieverteilungseinrichtung (4) temperierten Nutzmediums im Bereich der Energieverteilungseinrichtung (4) gemessen werden, und wobei in Abhängigkeit der ersten Istwerte in einer Berechnungseinheit (5) eine Vorgabe ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Massedurchsatz des Kreislaufmediums in Abhängigkeit der Vorgabe geregelt wird.

11. Industrieanlage (10) zur Temperierung eines Nutzmediums umfassend einen Kreislauf (1) für ein im Kreis laufendes Kreislaufmedium, eine Transportvorrichtung (2) zur Kreisförderung des Kreislaufmediums im Kreislauf, eine Temperiereinrichtung (3) zur Temperierung des Kreislaufmediums mit einer regelbaren Temperierleistung und eine von der Temperiereinrichtung (3) beabstandete Energieverteilungseinrichtung (4) zur Temperierung des Nutzmediums, wobei eine Berechnungseinheit (5) eingangsseitig mit wenigstens einer Messeinrichtung (51) zur Ermittlung von ersten Istwerten erster physikalischer Größen des Kreislaufmediums und des Nutzmediums im Bereich der Energieverteilungseinrichtung (4) wirkverbunden ist, und wobei die Berechnungseinheit (5) zur Berechnung wenigstens einer Vorgabe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinheit (5) ausgangsseitig mit der Transportvorrichtung (2) derart verbunden ist, dass der Massedurchsatz des Kreislaufmediums mittels der Vorgabe regelbar ist.

12. Industrieanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieverteilungseinrichtung (4) wenigstens einen Wärmetauscher (41) umfasst.

13. Industrieanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (41) mit einer Zuleitung (8) mit einem Gasspeicher (6) verbunden ist, und dass der Wärmetauscher (41) mit einer Ableitung (9) an ein regionales oder überregionales Gasnetz (7) angeschlossen ist.

14. Industrieanlage nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieverteilungseinrichtung (4) wenigstens eine Dampfturbine (45) umfasst.

15. Industrieanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfturbine (45) mit einem Generator zur Stromerzeugung verbunden ist, und dass der Generator mit einem Stromnetz (46) zur Einspeisung von Strom in das Stromnetz (46) verbunden ist.

Zeichnung