VORRICHTUNG ZUR ENERGIEERZEUGUNG, INSBESONDERE ORC-ANLAGE

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieerzeugung mit einem geschlossenen Kreislauf für ein Kältemittel, umfassend wenigstens einen Wärmetauscher (3), insbesondere einen Plattentauscher; wenigstens eine im geschlossenen Kreislauf dem Wärmetauscher nachgeordnete Vorrichtung (9) zum Antrieb eines Generators, insbesondere eines Scroll-Expanders; wenigstens eine Wärmequelle, wenigstens einen Verflüssiger (20), insbesondere mit einem Lüfter, wobei der Wärmetauscher aus der Wärmequelle einen derartigen Energieeintrag in das Kältemittel aufweist, das das Kältemittel auf eine Temperatur im Bereich von 30° C bis 50° C, bevorzugt 30° C bis 40° C, erhitzt und auf einen Druck im Bereich 8 bar bis 80 bar, bevorzugt 13 bar bis 70 bar, nach dem Wärmetauscher und vor dem Eintritt in die wenigstens eine Einrichtung zum Antrieb eines Generators, insbesondere eines Scroll-Expanders, gebracht wird

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieerzeugung mit einem geschlossenen Kreislauf für ein Kältemittel, umfassend wenigstens einen Wärmetauscher, wenigstens eine im geschlossenen Kreislauf angeordnete Einrichtung zum Antrieb eines Stromgenerators, einen Verflüssiger sowie wenigstens einer Wärmequelle.

[0002] Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich um eine sogenannte ORC (Organic Cycle)-Anlage. ORC ist ein thermodynamischer Kreisprozess, der die Stromgewinnung bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen auf Basis eines organischen Kältemittels ermöglicht. Bei der ORC-Technologie wird Abwärme über einen Wärmetauscher geführt, der das Kältemittel in einem geschlossenen Kreislauf erhitzt. Dadurch wird schon bei niedrigen Temperaturen ein hoher Dampfdruck aufgebaut, der dazu benutzt wird, eine Turbine anzutreiben, die wiederum mit einem Stromgenerator verbunden ist. Das über der Turbine entspannte Medium wird wiederum verflüssigt, abgekühlt und dem Verdampfungsprozess erneut zugeführt.

[0003] Beim ORC-Prozess zirkuliert in einem thermodynamischen Kreisprozess somit anstelle von Wasser ein niedrig siedender organischer Stoff wie Kohlenwasserstoff oder Silikonöle. Eine derartige ORC-Anlage wird beispielsweise von der CONPOWER Technik GmbH & Co. KG, Schwarze Breite 17, 34260 Kaufungen, vertrieben. Die von CONPOWER Technik vertriebene Niedertemperatur-ORC-Anlage ermöglicht eine Nutzung von Rest- oder Abfallwärme mit Temperaturen ab 85° C zur Erzeugung von Strom. Beispielsweise kann eine derartige Niedertemperatur-ORC-Anlage die Abwärme aus Abgas- und/oder Motorkühlung bei einem Blockheizkraftwerk nutzen.

[0004] Aus der WO 2014/141072 A1 ist eine ORC-Anlage bekannt geworden, die eine Vorrichtung zur Energieerzeugung mit einem geschlossenen Kreislauf für ein Kältemittel umfasst. Die Vorrichtung gemäß der WO 2014/141072 A1 weist des Weiteren einen Wärmetauscher sowie eine im geschlossenen Kreislauf dem Wärmetauscher nachgeordnete Einrichtung zum Antrieb eines Generators auf. Ein Wärmeeintrag in den Wärmetauscher ist in der WO 2014/141072 A1 nicht beschrieben.

[0005] Die DE 195 33249 C1 beschreibt eine Strömungsmaschine zur Erzeugung mechanischer Arbeit aus Wärmeenergie.

[0006] Die US 2011/0137522 A1 zeigt eine Steuerung für ein Kondensorflügelrad einer Autoklimaanlage.

[0007] Aus der US 2010/0212873 A1 ist eine Wärmepumpe bekannt geworden.

[0008] Die US 2009/0211253 A1 beschreibt eine ORC-Anlage, bei der die Turbine der ORC-Anlage mechanisch an eine Maschine gekoppelt ist. Das ORC-Sub-System der ORC-Anlage extrahiert Wärme aus der Eingangsluft der Maschine, dem Kühlmittel, dem Öl oder dem Abgas.

[0009] Die US 2008/0289344 A1 beschreibt ein transkritisches Kühlsystem.

[0010] Aus der WO 2008/121070 A1 ist eine Schneckenrotormaschine mit einem Energieumwandlungssystem bekannt geworden.

[0011] Die WO 03/019085 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Kapazität eines Dampfkompressionszylinders.

[0012] Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein System anzugeben, das eine noch höhere Energieeffizienz als die derzeit bekannten ORC-Anlagen bietet.

[0013] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 8 sowie eine Verwendung gemäß Anspruch 13 gelöst.

[0014] Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zur Energieerzeugung so ausgelegt, dass im Wärmetauscher ein derartiger Energieeintrag aus einer Wärmequelle erfolgt, dass das Kältemittel auf eine Temperatur im Bereich von 30° C bis 50° C, bevorzugt 30° C bis 40° C erhitzt und einen Druck im Bereich 80 bar bis 8 bar, bevorzugt 70 bar bis 13 bar, nach dem Wärmetauscher und vor dem Eintritt in die wenigstens eine Turbine gebracht wird. Das Kältemittel ist insbesondere eines der nachfolgenden Kältemittel R134a, R410a, R407c, R404, R744, R245. Das Kältemittel hat dann einen derartigen Dampfdruck, dass die Einrichtung zum Antrieb eines Generators eine ausreichende Strommenge am nachgeschalteten Generator zur Verfügung stellt. Bei dem besonders bevorzugt verwandten Kältemittel R134a handelt es sich um 1,1,1,2-Tetrafluorethan, einem Kohlenwasserstoff, der als Treib- und Kältemittel alternativ zu Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoff Verwendung findet und im Gegensatz zu den Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen keine zerstörende Wirkung auf die Ozonschicht hat.

[0015] Die Vorrichtung kann insbesondere auch mit CO₂ als Kältemittel betrieben werden, das den Vorteil der Nichtbrennbarkeit hat und kaum umweltgefährdend ist. Das Kältemittel CO₂ wird auch als R744 bezeichnet.

[0016] Als Wärmequellen zum Eintrag von Wärme in den Wärmetauscher und damit Erhitzen des Kühlmittels kommen eine Vielzahl von Wärmequellen in Frage, beispielsweise ein Kessel für fossile Brennstoffe, eine Biogasanlage oder andere Wärmequellen. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn als Wärmequelle ein Verflüssiger eines zweiten Kühlkreislaufs verwandt wird. Auf diese Art und Weise kann eine Kühleinrichtung, die beispielsweise mit einem CO₂-Kältemittel (R744) betrieben wird und Aufstellungen in Räumen zur Kühlung findet, sehr effizient ausgestaltet werden, da die notwendigerweise im Verflüssiger anfallende Abwärme bei der Verflüssigung des Kältemittels durch die nachgeschaltete Niedertemperatur-ORC-Anlage genutzt werden kann. Dies ist insbesondere in Supermarktketten von Interesse, die oftmals über sehr große Kühlanlagen mit einer Vielzahl von Verflüssigern verfügen. Die in den Kühlkreisläufen anfallende Abwärme kann dann effektiv zur Stromerzeugung genutzt werden. Im Gegensatz zu anderen Wärmequellen, wie beispielsweise ein Kessel für fossile Brennstoffe oder eine Biogasanlage, ist die Abwärme des Verflüssigers eines zweiten Kühlkreislaufs nicht so energiereich und erwärmt daher das über dem Wärmetauscher geleitete Kältemittel der ORC-Anlage auf nur sehr niedrige Temperaturen von beispielsweise 30° C bis 50° C und Drücken von wenigstens 80 bar bis 8 bar, bevorzugt 70 bar bis 13 bar. Trotz dieser niedrigen Temperaturen und niedrigen Drücke ist es mit der erfindungsgemäßen ORC-Anlage möglich, über einen der Einrichtung zum Antrieb eines Generators nachgeschalteten Generator Strom zu erzeugen und somit die Energieeffizienz, beispielsweise einer Kühlanlage in einem Supermarkt deutlich zu steigern, da die Abwärme der Kühlanlage nunmehr genutzt werden kann. Die Erfinder haben überraschenderweise herausgefunden, dass der Betrieb einer ORC- Anlage bei derart niedrigen Temperaturen beispielsweise dann möglich ist, wenn als Einrichtung zum Antrieb eines Generators eine Turbine, insbesondere ein Scroll Expander mit einer Leistung zwischen 1 kW und 200kW, insbesondere 1 kW bis 60kW, bevorzugt 1 kW bis 10 kW, eingesetzt wird. Ein Beispiel für einen derartigen Scroll Expander ist der Scroll Expander von Air Squared Inc., 3001 Industrial In #3 Broomfield, CO 80020, USA unter der Typenbezeichnung E15H22N4.25 für 1 kW Leistung und unter der Typenbezeichnung E25H61N5.0 für 10kW Leistung angeboten deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich mit eingeschlossen wird. Die Drehzahl liegt dabei bei maximal 3600 U/min. Die zuvor genannten Scroll Expander sind bevorzugt mit einer Magnetkupplung ausgeführt und zeichnen sich durch weitgehende Wartungsfreiheit aus.

[0017] Um bei hohen Temperaturen von beispielsweise 40° C noch eine ausreichende Abkühlung des Kältemittels zu erreichen, bevor es erneut dem Wärmetauscher zugeführt wird, ist in einer fortgebildeten Ausführungsform ein zusätzlicher Unterkühler vorgesehen. Dem Unterkühler kann Kältemittel zugeführt werden, wobei dieses vor dem Unterkühler über ein Expansionsventil geführt wird, um es abzukühlen. Besonders bevorzugt ist es, wenn diese Zuführung geregelt erfolgt. Hierzu kann eine Steuerung bzw. Regelung vorgesehen sein. Die Temperatur nach dem Verflüssiger wird hierzu mit einem Fühler bestimmt und abhängig von dieser Temperatur ein Magnetventil in der Zuleitung zum Unterkühler gesteuert bzw. geregelt.

[0018] Neben der Vorrichtung stellt die Erfindung auch ein Verfahren zum Erzeugen von Energie, insbesondere elektrische Energie, zur Verfügung, wobei bevorzugt eine ORC-Anlage zum Einsatz kommt. Zur Erzeugung von Energie wird Wärme, insbesondere Abwärme, über einen Wärmetauscher in einem geschlossenen Kühlkreislauf einem Kühlmittel zugeführt und das Kältemittel auf eine Temperatur im Bereich von 30° C bis 50° C, bevorzugt 30° C bis 40° C, erhitzt und auf einen Druck im Bereich 80 bar bis 8 bar, bevorzugt 70 bar bis 13 bar, gebracht. Anschließend wird das erhitzte und unter Druck stehende Kältemittel über eine Einrichtung zum Antrieb eines Generators, insbesondere eines Scroll Expanders geführt und entspannt, so dass wobei die Einrichtung angetrieben wird und das entspannte Kältemittel auf eine Temperatur im Bereich 20° C bis 35° C, bevorzugt 20° C bis 32° C, und einem Druck im Bereich 56 bar bis 6 bar, bevorzugt 50 bar bis 6 bar, entspannt. Um das Kältemittel nachdem es in der Einrichtung zum Antrieb einer Turbine, insbesondere einem Scroll-Expander entspannt wurde, zu verflüssigen, bevor es erneut den Wärmetauscher zugeführt wird, ist ein Verflüssiger im Kühlkreislauf nach dem Scroll-Expander und vor dem Wärmetauscher vorgesehen. In einer weitergebildeten Ausführungsform wird zwischen Verflüssiger und Wärmetauscher noch ein Unterkühler eingebracht, der insbesondere bei hohen Außentemperaturen von + 30° C bis + 40° C zum Einsatz kommt. Aufgrund der niedrigen Temperatur und des niedrigen Drucks nach dem Scroll-Expander ist es bei vorliegender Vorrichtung möglich einen Verflüssiger mit einem Lüfter mit einer sehr geringen Leistungsaufnahme von nur 200W zu verwenden. Bereits dieser geringe Leistungseintrag ist zur Verflüssigung des Kältemittels ausreichend. Der Druckunterschied zwischen dem Eintritt in den Verflüssiger und dem Austritt beträgt 20 bis 2 bar, bevorzugt 8 bar bis 4 bar, d.h. der Druck des Kältemittels ist nach dem Verflüssiger 20 bis 2 bar, bevorzugt 8 bar bis 4 bar, niedriger. Die Turbine wiederum treibt einen Stromgenerator zur Erzeugung von Strom an. Anschließend wird das entspannte Kältemittel erneut dem Wärmetauscher zugeführt.

[0019] Wie zuvor erwähnt, ist es besonders vorteilhaft, wenn in der erfindungsgemäßen ORC-Anlage die Abwärme eines weiteren Kühlkreislaufs, insbesondere die Abwärme eines Verflüssigers des zweiten Kühlkreislaufs, z. B. in einem Supermarkt, genutzt wird.

[0020] Die Erfindung soll nunmehr anhand der Figuren beispielhaft ohne Beschränkung hierauf beschrieben werden.

[0021] Es zeigt:

Fig. 1

das prinzipielle Bild einer ORC-Anlage für niedrige Temperaturen;

Fig. 2

ein System mit einem zweiten Kältekreislauf und Verflüssiger zur Zuführung von Energie in den ORC-Kältekreislauf;

Fig. 3

ein alternatives System mit einem zusätzlichen Verflüssiger

[0022] Bei der in Fig. 1 dargestellten ORC-Anlage wird über ein als Plattentauscher ausgebildeten Wärmetauscher 3 ein beispielsweise mit einer Temperatur von 25° C über Zuführleitung 5 zugeführtes Kühlmittel auf eine Temperatur von 30° C in der Ausgangsleitung 7 erwärmt. Die Temperatur von 30° C in Leitung 7 reicht bei einem Druck von 10 bar, die das Kältemittel in Leitung 7 aufweist, aus, den Scroll-Expander 9 , der eine Leistung im Bereich 1 bis 60 kW, bevorzugt 1 bis 10 kW aufweist, anzutreiben und im nicht gezeigten Generator Strom zu erzeugen. In der Leitung 7 bis zum Scroll Expander 9 sind Druckmessstellen 11.1, 11.2 vorgesehen, um einen Druckabfall, der in Leitung 7 auftreten kann, zu detektieren.

[0023] Um einen Zufluss von Kühlmittel zum Scroll Expander 9 abbrechen zu können, ist in Leitung 7 ein Kugelabsperrventil 13 angeordnet. Ein Zurücklaufen von in Leitung 7 befindlichem Kältemittel in den Wärmetauscher 3 verhindert ein in Leitung 7 angeordnetes Rückschlagventil 15.

[0024] Im geschlossenen Kühlkreislauf dem Scroll Expander 9 nachgeordnet ist in vorliegender Ausgestaltung ein Verflüssiger 20, in dem das in der Turbine entspannte Kältemittel, beispielsweise R134a, wieder verflüssigt wird. Nach dem Verflüssiger ist der Druck des Kältemittels 20 bis 2 bar niedriger. Der Verflüssiger kann vorteilhafterweise einen Lüfter umfassen und eine sehr geringe Leistungsaufnahme von nur 200W.

[0025] Dem Verflüssiger 20 nachgeordnet ist wiederum ein Druckmessgerät 11.3. Die Förderung des Kühlmittels erfolgt mit einer Pumpe 30, die bevorzugt als Zahnradpumpe ausgestaltet ist. Der Fluss durch die Pumpe 30 kann mittels Kugelhähnen 23, 33 abgesperrt werden, Rückschlagventil 35 verhindert ein Zurücklaufen der Kühlflüssigkeit in die Pumpe 30.

[0026] In einem optional aber nicht notwendigen Vorratsbehälter 40 wird das verflüssigte Kühlmittel gesammelt und vom Vorratsbehälter 40 aus wiederum der Wärmequelle bzw. dem Plattentauscher über Leitung 5 zugeführt. Der Druck vor Eintritt in den Plattentauscher wird mit Druckmessventil 11.4 überwacht. Durch den Vorratsbehälter wird sichergestellt, dass immer ausrechend Kühlmittel zur Verfügung steht.

[0027] In Fig. 2 ist eine Ausgestaltung einer Niedertemperatur-ORC-Anlage gemäß Fig. 1 dargestellt, wobei die Abwärme des Verflüssigers, die am Wärmetauscher in den Kühlkreislauf zum Antrieb des Scroll Expanders eingebracht wird, einer Kühlanlage konventioneller Bauart, beispielsweise einer mit CO₂ als Kältemittel betriebenen Kühlanlage ist. Eine derartige Kühlanlage kann in vielfältigen Bereichen eingesetzt werden, beispielsweise als Kühlanlage für Computeranlagen, wie beispielsweise in der WO 2012/000254 oder der WO 2012/116769 offenbart. Auch konventionelle Kühlsysteme, wie sie beispielsweise in Warenhäusern oder Supermärkten sowie in der Industrie Verwendung finden, wären hier möglich.

[0028] Der Verflüssiger des zweiten Kühlkreislaufs ist mit Bezugsziffer 100 bezeichnet. Die im Verflüssiger des konventionellen Kühlkreislaufs anfallende Abwärme wird über den Wärmetauscher 3 zum Scroll Expander 9 der ORC-Anlage geleitet. Gleiche Bauteile wie in Fig. 1 sind mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet. Auch der zweite Kühlkreislauf weist einen Vorratsbehälter 400 auf sowie nicht dargestellte Kühlstellen 500. Eine derartige Anlage, bei der die Abwärme des Kühlkreislaufes für die Erzeugung elektrischer Energie genutzt wird, ist besonders energieeffizient.

[0029] In Fig. 3 ist eine konkrete Ausgestaltung einer Niedertemperatur-ORC-Anlage mit einem zusätzlichen Unterkühler gezeigt.
Die Niedrigtemperatur-ORC-Anlage ist vorliegend mit der Bezugsziffer 200 bezeichnet. Die Niedertemperatur-ORC-Anlage umfasst, wie in Figur 1 beschrieben, einen als Plattentauscher ausgebildeten Wärmetauscher 203, dem beispielsweise ein Kühlmittel über eine Leitung 205 mit einer Temperatur von 20 bis 25 °C und 50 bis 60 bar Druck zugeführt wird. Das mit einer niedrigen Temperatur über Zuführleitung 205 zugeführte Kühlmittel wird durch die Wärme einer Wärmequelle (nicht dargestellt), die über Leitung 302 dem Wärmetauscher zugeführt wird, erwärmt. Die Wärme kann beispielsweise einem weiteren Verflüssiger eines weiteren Kühlkreislaufs, z. B. einer Supermarktkette oder einem Kessel für fossile Brennstoffe oder einer Biogasanlage entstammen. Die Temperatur in der Leitung 302 beträgt beispielsweise zwischen 30 und 35° C. Durch den Wärmetauscher wird die Temperatur abgekühlt, so dass der Wärmequelle über Leitung 304 eine Flüssigkeit bzw. Kältemittel mit Temperaturen von 20 bis 25° C zugeführt wird. Durch den Wärmetauscher 203 erwärmtes Kühlmittel wird über Ausgangsleitung 207 abgeführt. Dabei beträgt die Temperatur des abgeführten und erwärmten Kühlmittels zwischen 30 und 35° C, der Druck zwischen 5 und 80 bar, bevorzugt 50 bis 80 bar, insbesondere 70 bar. Die Ausgangsleitung 207 umfasst eine Verzweigung 306. Die Verzweigung 306 verzweigt die Ausgangsleitung 207 in eine Leitung 308, die zu einer Turbine bzw. einem Scroll Expander 209 führt und eine Leitung 312, die zu einem zusätzlichen Unterkühler 300 führt. Der zusätzliche Unterkühler 300 dient dazu, bei hohen Temperaturen von beispielsweise mehr als 40° C das über Leitung 322 zugeführte Kühlmittel vom Verflüssiger 1100 weiter abzukühlen. Das weiter abgekühlte Kühlmittel wird über Leitung 324 zum Sammler 360 geleitet und von dort weiter über Leitung 362 und 205 zum Wärmetauscher 203. Die über Leitung 308 der Turbine bzw. dem Scroll Expander 209 zugeführte Flüssigkeit hat eine Temperatur im Bereich 30 bis 35° C und einen Druck von beispielsweise 50 bis 80 bar und treibt die Turbine an, die wiederum Elektrizität erzeugt. In der Leitung 308 ist ein Gasventil 310 angeordnet, das allerdings beispielsweise nur bei einer Temperatur von 30 bis 35° C geöffnet ist. Der andere Teil der Ausgangsleitung 207 verzweigt in die Leitung 312, die zum Unterkühler 300 führt. In Leitung 312 ist ein Magnetventil 354 und ein Expansionsventil 354 vorgesehen. Mit Hilfe des Expansionsventils 354 wird die zum Unterkühler 300 geführte Kühlflüssigkeit weiter abgekühlt. Das Magnetventil 354 ist steuer- bzw. regelbar und dient dazu, Leitung 312 freizugeben bzw. zu schließen.
Der Turbine bzw. dem Scroll Expander 209 ist ein Verflüssiger 1100 nachgeordnet, der dazu dient, das aus der Turbine bzw. dem Scroll Expander austretende Medium zu verflüssigen, d.h. auf eine niedrige Temperatur zu bringen . Das aus dem Verflüssiger 1100 austretende Medium, beispielsweise eine Kühlflüssigkeit, ist auf einer niederen Temperatur und wird dem Unterkühler 300 über Zuführleitung 322 zugeführt. Im Unterkühler 300 wird das Medium mit niederer Temperatur, das über Leitung 322 gegebenenfalls weiter abgekühlt und über Leitung 324 zum Sammler 360 geführt.
Sämtliche Kreisläufe an Medien, beispielsweise Kühlmittel, werden durch eine Pumpe 350 umgepumpt. Das weiter abgekühlte Kühlmittel in Leitung 324 wird dem Wärmetauscher 203 zugeführt. Vorteil der Anlage gemäß Figur 3 mit einem Unterkühler ist, dass auch an sehr heißen Tagen ein sicherer Betrieb der Anlage gewährleistet ist.

[0030] In der Erfindung wird erstmals eine Vorrichtung angegeben, die es ermöglicht, mit Kältemittel mit Temperaturen kleiner 50° C eine Einrichtung zum Antrieb eines Generators und damit einen Generator selbst anzutreiben und Strom zu erzeugen, wodurch insbesondere im Verbund mit Kältemitteleinrichtungen zum Kühlen eine hohe Energieeffizienz erreicht wird Im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen System bei dem die Abwärme aus einem zweiten Kühlkreislauf, beispielsweise einer Kühlkette in Supermärkten, zur Erzeugung von elektrischer Energie verwandt wird, wurde bei Systemen im Stand der Technik, die Abwärme, beispielsweise aus einer Kühlkette. Die erfindungsgemäße ORC-Anlage mit einen Scroll Expander als Vorrichtung zum Antrieb eines Generators ermöglicht die Verwertung der Abwärme des Verflüssigers aus dem zweiten Kühlkreislauf. Dadurch wird die Energiebilanz des Gesamtsystems bestehend aus einem Kühlaggregat und einer ORC-Anlage erheblich verbessert.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Energieerzeugung mit einem geschlossenen Kreislauf für ein Kältemittel, umfassend

- wenigstens einen Wärmetauscher (3), insbesondere einen Plattentauscher;

- wenigstens eine im geschlossenen Kreislauf dem Wärmetauscher (3) nachgeordnete Einrichtung zum Antrieb eines Generators, insbesondere eines Scroll-Expanders (9);

- wenigstens eine Wärmequelle,

- wenigstens einen Verflüssiger (20, 1000), insbesondere mit einem Lüfter,

dadurch gekennzeichnet, dass

- der Wärmetauscher (3) aus der Wärmequelle einen derartigen Energieeintrag in das Kältemittel aufweist, das das Kältemittel auf eine Temperatur im Bereich von 30° C bis 50° C, bevorzugt 30° C bis 40° C, erhitzt und einen Druck im Bereich 80 bar bis 8 bar, bevorzugt 70 bar bis 13 bar nach dem Wärmetauscher (3) und vor dem Eintritt in die wenigstens eine Einrichtung zum Antrieb eines Generators, insbesondere eines Scroll-Expanders (9) gebracht wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kältemittel ausgewählt aus einem der nachfolgenden Kältemittel ist:

R134a

R410a

R407c

R744.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung des Weiteren einen Unterkühler (300), nachgeschaltet dem Wärmetauscher, umfasst.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einer Leitung (312) vom Wärmetauscher (203) zum Unterkühler wenigstens ein Expansionsventil (352), das für den nachgeschalteten Unterkühler (300) zur Verfügung steht, vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Leitung (312) vom Wärmetauscher (203) zum Unterkühler wenigstens ein steuer-/regelbares Magnetventil (354) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einer Leitung (322) vom Verflüssiger (1100) zum Unterkühler (300) ein Temperaturfühler zur Steuerung/Regelung des Magnetventils (354) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wärmequelle wenigstens eine der nachfolgenden Wärmequellen ist:

ein weiterer Verflüssiger (100) eines weiteren Kühlkreislaufs;

ein Kessel für fossile Brennstoffe;

eine Biogasanlage oder andere Wärmequellen.

8. Verfahren zum Erzeugen von Energie, eine Verbundanlage, eine Industrieanlage, eine Kühlanlage, insbesondere in Supermarktketten, insbesondere elektrische Energie, bevorzugt mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
umfassend folgende Schritte:

- Wärme, insbesondere Abwärme, wird über einen Wärmetauscher in einen geschlossenen Kühlkreislauf einem Kühlmittel zugeführt, derart, dass

- das Kühlmittel auf eine Temperatur im Bereich 30° bis 50°C, bevorzugt 30° bis 40° C erhitzt und auf einen Druck im Bereich 80 bar bis 8 bar, bevorzugt 70 bar bis 13 bar, gebracht wird;

- das erhitzte und unter Druck stehende Kältemittel wird einer Vorrichtung zum Antrieb eines Generators, insbesondere eines Scroll Expanders zugeführt und entspannt, so dass dieser angetrieben wird, wobei das entspannte Kältemittel eine Temperatur im Bereich 20° C bis 32° C, und einen Druck im Bereich 56 bar bis 5 bar, bevorzugt 50 bar bis 5 bar, aufweist;

- das entspannte Kältemittel wird in einem Verflüssiger (20, 1100) verflüssigt und erneut dem Wärmetauscher(3) zugeführt.

9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das entspannte Kältemittel nach dem Verflüssiger einem Unterkühler zugeführt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das erhitzte Kühlmittel nach dem Wärmetauscher zur Erzeugung eines Kühlmittels für den Unterkühler über wenigstens ein Expansionsventil geführt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wärme dem Wärmetauscher über eine der nachfolgenden Wärmequellen zugeführt wird:

- einem weiteren Verflüssiger (100) eines weiteren Kühlkreislaufs;

- einem Kessel für fossile Brennstoffe;

- einer Biogasanlage;

- einer Verbundanlage;

- einer industrieanlage;

- einer Kühlanlage, insbesondere in Supermarktketten.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kältemittel ausgewählt aus einem der nachfolgenden Kältemittel ist:

R134a

R410a

R407c

R744.

13. Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, zur Durchführung eines ORC-Kreisprozesses, insbesondere unter Nutzung der Abwärme aus Kühlkreisanlagen von Kühlaggregaten.

Zeichnung