Die Erfindung betrifft eine Maschine, zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- Karton-, oder Tissuebahn umfassend mindestens eine Maschinenpartie, vorzugsweise einer Trockenpartie oder Formierpartie, und mindestens einen Wärmeenergie-Verbraucher, vorzugsweise ein Dampf- und Kondensatsystem und/oder einen Sekundärsystemverbraucher, und mindestens ein Wärmeenergie-Rückgewinnungssystem, und wobei die mindestens eine Maschinenpartie mindestens einer Abluft-Leitung umfasst, und wobei das Wärmeenergie-Rückgewinnungssystem in der mindestens einen Abluft-Leitung angeordnet ist und mindestens eine Wärmepumpe umfasst, und wobei die mindestens eine Maschinenpartie und der mindestens, eine Wärmeenergie-Verbraucher über das mindestens eine Wärmeenergie-Rückgewinnungssystem in einer Wirkverbindung stehen, derart, dass die Wärmepumpe einem Abluft-Strom der mindestens einen Abluft-Leitung eine restliche Wärmeenergie teilweise entzieht und unter zusätzlicher Zufuhr von elektrischer Energie einem Heizmedium-Strom des einen Wärmeenergie- Verbrauchers Wärmeenergie zuführt.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Maschine.

Das Dokument DE102015219379 A1 , offenbart eine Maschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Maschine, wobei einem Trocknungsbereich ein Medium zum Trocknen einer Faserstoffbahn zugeführt wird und das Medium stromab des Trocknungsbereichs von dem Trocknungsbereich abgeführt und als Wärmequelle einer Wärmepumpe zugeführt wird, mittels welcher ein zweites Medium erwärmt wird und einem Glättzylinder innerhalb des Trocknungsbereichs weiter stromab zugeführt wird.

Das Dokument DE102015219381 A1 , offenbart eine Maschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Maschine, wobei einem Trocknungsbereich ein Medium zum Trocknen einer Faserstoffbahn zugeführt wird und das Medium stromab des Trocknungsbereichs von dem Trocknungsbereich abgeführt und als Wärmequelle einer Wärmepumpe zugeführt wird, mittels welcher dasselbe Medium unter Zuführung von weiterer Energie erwärmt wird und dem Trocknungsbereich am Anfang wieder zugeführt wird.

Das Dokument W02020 079326 A1 , offenbart einen Wärmepumpeneinsatz in einen Umluftsystem und ein Umluftverfahren für eine Trockenpartie einer Karton- oder Maschine. Die Anlage umfasst dabei mindestens drei in Laufrichtung eines bahnförmigen Materials hintereinander an eine Trockenpartiehaube angeschlossene Luftrückführungsteile. Jeder Umluftteil umfasst eine oder mehrere Wärmerückgewinnungseinheiten. Jede Wärmerückgewinnungseinheit umfasst ein Umluftgebläse zum Ansaugen von feuchter Abluft aus der Trockenpartiehaube durch die Wärmerückgewinnungseinheit und zum Zuführen zumindest einen Teil der konditionierten feuchten Abluft zur Trockenpartiehaube und einen Luft-Fluid- Wärmetauscher zum Konditionieren der feuchten Abluft durch Kühlen und Reduzieren eines Feuchtigkeitsgehalts der feuchten Abluft.

Das Dokument DE10 2007 051165 A1 offenbart eine Maschine und ein Verfahren mit einer Nasspartie und einer Trockenpartie, wobei in der Trockenpartie ein Trocknungsabschnitt und eine Trockenpartiehaube für die Papierbahn vorgesehen ist. Dabei wird Energie aus der Abluft der T rockenpartie zur Erwärmung einer Zuluft in einer in der Nasspartie angeordneten Erwärmvorrichtung über eine Wärmepumpe geführt.

Das Dokument DE2630853 A1 , 1976, offenbart eine Trockenpartie für eine Maschine, wobei eine Wärmepumpe zwischen der Eingangsleitung mit frischer, heißer Zuluft und der Ausgangsleitung mit feuchter Abluft geschalten ist und wobei dadurch eine Energierückgewinnung aus der Abluft und Übertragung der Energie auf die Eingangsleitung der Trockenpartie ermöglicht wird.

Zur Trocknung von Faserstoffbahnen oder Tissuepapieren in der Papierindustrie werden verschiedene Trocknungsvorrichtungen eingesetzt. Dazu zählen beispielsweise Kontakt-Trockenstrecken oder auch kontaktlose Trockenstrecken. Zu den Kontakt-Trockenstrecken gehören beispielsweise einreihige, zweireihiger Trockenzylinder-Trockenstrecken und zu den kontaktlosen Trockenstrecken beispielsweise Lufttrocknungsvorrichtungen oder auch Infrarot-Trockenstrecken. Die Erzeugung von Wärme in Form von Heißluft für die Trockenstrecken erfolgt typischerweise entweder durch Dampfheizregister, vorzugsweise Hochdruck- Dampfheizregister, oder Gasbrenner. Im Falle eines Dampfeinsatzes, wie beispielsweise bei dampfbeheizten Trockenzylindern, wird dieser oft einem mit fossilen Brennstoffen befeuerten Dampferzeuger, beispielsweise einem Gas- und Dampf- Kraftwerk (GuD-Kraftwerk) entnommen. Die heiße Luft besitzt üblicherweise eine Eintrittstemperatur von größer als 180°C, teilweise auch nur größer als 100°C und kann beispielsweise bis zu 650°C betragen. Im unteren Temperaturbereich werden heute üblicherweise Dampf-Lufterhitzer, Thermoöl-Lufterhitzer oder Gasbrenner eingesetzt, im oberen Temperaturbereich überwiegend Gasbrenner, seltener Thermoöl- Lufterhitzer. Der heiße Dampf besitzt üblicherweise Temperaturen größer als 110°C und kleiner als 150°C.

Die genannten bisherigen Lösungen besitzen jedoch eine Reihe von Nachteilen. Die im Stand der Technik genannten Lösungen zeigen einen Einsatz einer Wärmepumpe innerhalb einer Trockenpartie, teilweise in einem Rezirkulationsbetrieb, was eine energetisch gesehene ungünstige Anordnung ist. Das Medium für die Trocknung einer Faserstoffbahn in einer Trockenpartie benötigt eine hohe Wärmeenergie, diesem Medium nach der ersten Abkühlung durch die Trockenpartie erst noch weiter durch eine Wärmepumpe Wärmeenergie zu entziehen und zu Versorgung einer Trockenpartie oder eines anderen Systems durch elektrische Energie wieder zu erhöhen heißt, dem am Anfang der Trockenpartie benötigten Wärmeenergiebedarf zu erhöhen und im Vergleich zu einer direkten Rezirkulation mehr Anfangswärmeenergie zuführen zu müssen.

Gezeigte Wärmepumpenanordnungen in einem Wärmeenergie- Rückgewinnungssystem einer Trockenpartie sind deutlich effizienter, da hier die Wärmeenergie quasi eigentlich nicht für die auf einer höheren Temperaturniveau arbeitende Trockenpartie weiterverwendet werden kann. Über teils komplexe Wärmeführungen wird die Rückgewinnung der Wärmeenergie und Versorgung von der Trockenhauben-Zulufterwärmung erreicht. Ein weiterer nachteiliger Aspekt ist, dass die Wärmepumpen in der Bereitstellung der benötigten erhöhten Energielevel unter dem Gesichtspunkt eines effizientes Betriebspunktes (COP) begrenzt sind. Dies resultiert, wenn man noch akzeptable Effizienzwerte erreichen möchte, in einer begrenzten Aufheiztemperatur durch die Wärmepumpe.

Die Maschinen haben auch einen hohen Bedarf an fossilen Brennstoffen, insbesondere Erdgas, für die Trocknung der Faserstoffbahn mit den zu erwartenden Nachteilen in Bezug auf Kosten. Wobei die steigenden Beschaffungskosten und auch die immer strengeren CO2-Auflagen und CO2-Abgaben einen entscheidenden Anteil an den Herstellungskosten einnehmen. Weiter sind durch globale Krisen oft die Verfügbarkeit und auch die Reputation im Hinblick auf die Auswirkungen auf das globale Klima weitere wichtige Gesichtspunkte.

Im Rahmen der Dekarbonisierung wäre es ideal eine Wärmepumpe zur alleinigen Versorgung der Trockenpartien zu verwenden, jedoch stellen sich dadurch einige Herausforderungen an die richtige Anordnung der Wärmepumpe in der Maschine und auch für den Betrieb einer Papiermaschine. Normalerweise werden die Papiermaschinen aus ökonomischen Gründen rund um die Uhr betrieben, sozusagen in einem Normalbetrieb gehalten, nun können im Normalbetrieb immer wieder unvorhergesehene Fehler wie beispielsweise ein Bahnabriss auftreten oder auch geplante kurze Stillstände vorkommen, beispielsweise bei einem Sortenwechsel oder kleineren Wartungsarbeiten. Diese kurzen Stillstände betragen üblicherweise wenige Stunde bis maximal jedoch drei Tage. Die Systeme und Maschinenpartien kühlen dabei üblicherweise nicht komplett aus, jedoch verlieren diese teilweise an Wärmeenergie und es wird von einem Warmstart bei einem erneuten Anfahren der Maschine gesprochen. Bei einem Warmstart kann die im Einsatz befindliche Wärmepumpe die dann vorhandenen größeren Temperaturdifferenzen, im Vergleich zum Normalbetrieb, nur sehr ineffizient oder gar nicht erzeugen. Weiter problematisch zeigt sich der üblicherweise jedes Jahr vorkommende größere Stillstand für anstehende Wartungen oder eine größere Revision der Maschine, hierbei kühlt die Maschine über mehrere Tage bzw. Wochen komplett aus und die Papiermaschine mit den zugehörigen Komponenten muss komplett von Umgebungstemperatur auf eine Betriebstemperatur erwärmt werden, ein sogenannter Kaltstart benötigt deutlich mehr Wärmeenergie, für die eine alleinige Versorgung durch eine Wärmepumpe nicht ausreicht.

Die Erfinder haben erkannt, dass eine vorteilhafte Anordnung in der Maschine und ein optimiertes Verfahren für den Betrieb die Nachteile beheben können.

Die Aufgabe der Erfindung ist es eine Maschine und ein Verfahren zur Herstellung und/oder Behandlung von einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- Karton-, oder Tissuebahn, mit einer Wärmepumpe anzugeben, wobei die benötigte Wärmeenergie für die Trockenpartie hauptsächlich, vorzugsweise alleinig im Normalbetrieb, durch eine verbesserte Anordnung eine Wärmepumpe im Wärmeenergie- Rückgewinnungssystem einer Abluft energetisch effizient bereitstellt wird.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, für den Betrieb der Maschine mit einer alleinigen Bereitstellung der benötigten Wärmeenergie durch eine Wärmepumpe im Normalbetrieb eine effiziente Lösung für die Bereitstellung der Wärmeenergie in einem Ausnahmebetriebsfall wie einem Kaltstart oder einem Warmstart anzugeben.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, dem Bedarf an fossilen Brennstoffen, insbesondere Erdgas, bei der Trocknung einer Faserstoffbahn, deutlich zu reduzieren und/oder komplett darauf zu verzichten. Die Betriebskosten werden dadurch deutlich reduziert, ebenso die Gefahr einer Abhängigkeit von einem Verbrauchsmedium oder Versorger.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Maschine und ein Verfahren entsprechend den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen

Die erfindungsgemäße Maschine zeichnet sich dadurch aus, dass die mindestens Wärmepumpe in der Abluft-Leitung derart angeordnet ist, dass die Wärmepumpe vor Erreichen einer Taupunkt-Temperatur des Abluft-Stroms in der Abluft-Leitung die restliche Wärmeenergie zurückgewinnt.

Unter einer Anordnung der Wärmepumpe vor Erreichen der Taupunkt-Temperatur des Abluft-Stroms wird verstanden, dass beim Eintritt bzw. die Eintrittstemperatur des Abluft-Stroms in die Wärmepumpe, höher als die Taupunkt-Temperatur des Abluft- Stroms liegt, und dadurch es der Wärmepumpe gelingt, die Temperatur und restliche Wärmeenergie einer verfügbaren Abluft so weit zu senken, dass die von ihr beim Trocknungsvorgang aufgenommene Feuchte mindestens zum Teil, vorzugsweise komplett, in der Wärmepumpe kondensiert. In anderen Worten, der verwendete Abluft- Strom wird beim Durchströmen der Wärmepumpe unterhalb der Taupunkt-Temperatur abgekühlt. Andererseits wird die, durch die Ausgangsleitung strömenden Abluft, entnommene Wärme auf einem höheren Niveau in einen Wärmeverbraucherkreislauf, beispielsweise einem Dampf- und Kondensatsystem und/oder einem Sekundärsystemverbraucher übertragen. Der Wärmeenergiebedarf für die Trocknung erforderlichen Temperatur kann dabei komplett elektrisch bzw. mit nicht-fossilen Brennstoffen bei niedrigerem Energieaufwand erreicht. Dadurch, dass der Abluft Feuchte in Form von Kondenswasser entnommen wird, entsteht z. B. im erwähnten Fall einer Papierfabrik eine bedeutende Einsparung an Wasserbedarf. Gleichzeitig wird die Umweltbelastung vermindert, die in vielen Fällen durch die aufsteigenden Dampfschwaden entsteht, die von der feuchten Abluft verursacht sind.

Die Wärmeenergie die zur Verdampfung benötigt wird, wird vorteilhafterweise alleinig oder zumindest teilweise aus der Abluft verschiedenem Maschinenpartien gewonnen, dabei zählen in erster Linie die Trockenpartie mit ihren verschiedenen Trockenstrecken mit den höchsten Restwärmemengen in der Abluft, weiter können auch vorteilhaft große Mengen an Abluft aus den üblicherweise umfassten Vakuumgebläsen der Trockenstrecken oder auch für sehr große Mengen der Vakuumgebläse der Formierpartie verwendet werden. Dabei wird aus der Abluft mittels einer Wärmepumpe zurückgewonnen. Die weiter in der Abluft enthaltene Wärmeenergie kann mittels mehrstufiger Wärmeenergie-Rückgewinnungen, beispielsweise Platten- oder Rohrbündelwärmetauscher, weiter zurückgewonnen und zur Versorgung von Sekundärsystemverbrauchern, wie beispielsweise einer Trockenhauben- Zulufterwärmung, einer Prozesswassererwärmung oder einer Heizwassererwärmung genutzt. Dabei sind die Wärmetauscher in der Reihenfolge der Temperaturniveaus der zu versorgenden Verbraucher angeordnet, um die Heizflächen und Kosten der Wärmetauscher möglichst klein zu halten.

Weiter ist es von Vorteil, wenn das Dampf- und Kondensatsystem einen der Wärmepumpe nachgeordneten Dampfspeicher zur Speicherung des Dampfs umfasst.

Vorteilhafterweise kann durch den Dampfspeicher eine Zwischenspeicherung von ausreichend Dampfmenge und bei einer Damp-Temperatur stattfinden. Diese Zwischenspeicherung ermöglicht eine vorteilhafte Überbrückung von Zeiträumen bei einem Warmstart oder evtl, auch Kaltstart der Maschine in denen die Wärmepumpe nur begrenzt effizient bzw. ineffizient arbeiten wird oder nicht in der Lage ist das geforderte Temperaturniveau ohne Vorliegen einer restlichen Abluft Wärmeenergie bereitzustellen.

In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass der Wärmepumpe mindestens ein weiterer Wärmetauscher in der Abluft-Leitung vorgeordnet ist, vorzugsweise ein Luft-Luft Wärmetauscher oder ein Luft- Wärmeträgermedium Wärmetauscher.

In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass der Wärmepumpe ein weiterer Wärmetauscher in der Abluft-Leitung vorgeordnet ist, vorzugsweise ein Luft-Wärmeträgermedium Wärmetauscher, insbesondere ein Luft- Wasser Wärmetauscher, derart, dass die Wärmepumpe aus einem separaten Wärmeträgermedium-Zwischenkreislauf die Wärme zurückgewinnt.

In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass die Wärmepumpe derart angeordnet ist, eine Wärmeenergie bei einer Temperatur des Abluft-Stroms in der Abluft-Leitung von größer gleich 45°C, vorzugsweise größer gleich 60°C, und kleiner gleich 80°, vorzugsweise kleiner gleich 70°C, zurückzugewinnen.

In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass die Wärmepumpe derart ausgeführt ist, dass ein im Normalbetrieb der Maschine benötigter Dampfbedarf, vorzugsweise eine Dampf-Temperatur und einen Dampf- Massenstrom, im Dampf- und Kondensatsystems alleinig durch die Wärmepumpe bereitgestellt wird.

In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass der Wärmepumpe ein im Dampf- und Kondensatsystem umfasster Dampferzeuger nachgeordnet ist, vorzugsweise ein passiv funktionierender oder elektrisch betriebener Dampferzeuger, welcher derart ausgeführt ist, ein durch die Wärmepumpe auf Dampf- Temperatur erwärmtes Kondensat in Dampf umzuwandeln.

Vorteilhafterweise kommt ein Dampferzeuger der Wärmepumpe nachgeordnet zum Einsatz, welcher mit nur geringer Zufuhr oder ganz ohne Zufuhr von zusätzlicher Energie aus dem durch die Wärmepumpe erwärmten Kondensat einen Dampf erzeugt. Beispielsweise kann ein passiver Dampferzeuger eine Drossel sein, über die das erwärmte Kondensat eine Entspannungsverdampfung erfährt.

In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass der Dampfspeicher eine elektrische Heizungs-Vorrichtung oder eine Wasserstoffbrenner-Heizungs-Vorrichtung zur Haltung einer Dampf-Temperatur umfasst.

In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass der Dampfspeicher derart ausgeführt ist, dass der Dampfspeicher eine Speicherdauer des Dampfes von größer gleich 8 Stunden, vorzugsweise von größer gleich 12 Stunden, insbesondere größer gleich 72 Stunden aufweist, zur alleinigen Versorgung der benötigten Dampfmenge bei einem Warmstart der Maschine.

In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass der Dampfspeicher derart ausgeführt ist, dass der Dampfspeicher einen Dampf bei einer Dampf-Temperatur von größer gleich 110°C und einem Dampf-Druckniveau von größer gleich 0,4 und kleiner gleich 1 ,5 bar über Atmosphärendruck speichert. In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass das Dampf- und Kondensatsystems mindestens einen elektrisch betriebenen Dam pfkom pressor umfasst, vorzugsweise zwei, drei oder vier in Serie geschaltete elektrisch betriebene Dampfkompressoren, derart ausgeführt, dass ein Dampf in der Dampf-Zuleitung auf ein Dampf-Druckniveau von größer gleich 5, vorzugsweise größer gleich 6 und kleiner gleich 12, vorzugsweise kleiner gleich 10, bar über Atmosphärendruck erhöht wird.

Die eingesetzten Dam pfkom pressoren sind dabei als elektrisch angetriebene, reine Verdichtereinheit ausgeführt und dienen der weiteren Verdichtung des vorliegenden Dampfes. Diese Dampfkompressoren unterscheiden sich zu den üblicherweise in den Papiermaschinen eingesetzten sogenannten Thermokompressoren.

In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass das Dampf- und Kondensatsystem einen weiteren Dampferzeuger umfasst, vorzugsweise einen mobilen Dampferzeuger, welcher derart ausgeführt ist, dass ein kurzzeitig für die Dauer eines Kaltstarts der Maschine benötigter Dampfbedarf, vorzugsweise eine Dampf-Temperatur und einen Dampf-Massenstrom, im Dampf- und Kondensatsystems alleinig bis zum Erreichen einer Betriebstemperatur für einen Normalbetrieb der Maschine bereitgestellt wird.

In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass die Abluft-Leitung mit einer Trockenhaube einer Trockenpartie, einer Trockenhaube eines Yankee-Trockenzylinders, einer Trockenhaube einer kontaktlosen Trockenstrecke, einem Vakuumgebläse einer Trockenstrecke und/oder einem Vakuumgebläse einer Formierpartie verbindbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, in einer Maschine nach Anspruch 1 , zeichnet sich dadurch aus, dass die Wärmepumpe vor Erreichen einer Taupunkt-Temperatur des Abluft-Stroms in der Abluft-Leitung die restliche Wärmeenergie zurückgewinnt und, dass ein Dampf in einen der Wärmepumpe nachgeordneten Dampfspeicher gespeichert wird und, dass ein eingestellter Dampfbedarf des Dampf- und Kondensatsystems a) bei einem Normalbetrieb der Maschine alleinig durch die Wärmepumpe bereitgestellt wird, und b) bei einem Warmstart der Maschine alleinig durch den Dampfspeicher im Dampf- und Kondensatsystems bereitgestellt wird.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform zeichnet sich das Verfahren zusätzlich dadurch aus, dass c) bei einem Kaltstart der Maschine ein weiterer Dampferzeuger, vorzugsweise ein mobiler weiterer Dampferzeuger, im Dampf- und Kondensatsystems angeordnet ist, derart, dass durch den weiteren Dampferzeuger der benötigte Dampfbedarf bis zum Normalbetrieb der Maschine alleinig und/oder ergänzend zur Wärmepumpe bereitgestellt wird.

In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass die Wärmepumpe derart angeordnet ist, ein Heizmedium-Strom, vorzugsweise ein Kondensat in einer Kondensat-Rückleitung des Dampf- und Kondensatsystems, um eine Temperaturdifferenz von größer gleich 15°K, vorzugsweise größer gleich 40°K, vorzugsweise größer gleich 60°K, zu erhöhen.

In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass der Dampfspeicher als ein Siedewasserspeicher, vorzugsweise einen Ruth Dampfspeicher, ausgeführt ist.

In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass das Dampf- und Kondensatsystems dem Dampfkompressor nachgeordnet eine Misch- Leitung umfasst und, dass die Misch-Leitung verbindbar mit einem Niederdruckbereich ist, zur Mischung des Dampfes auf ein eingestelltes Dampf-Druckniveau.

In einer alternativen Ausführungsform zeichnet sich die Maschine dadurch aus, dass das Dampf- und Kondensatsystem einen weiteren Dampferzeuger umfasst, vorzugsweise einen mit nicht-fossilen Brennstoffen beheizten und mobilen weiteren Dampferzeuger, vorzugsweise ein mit Wasserstoff, mit Biogas, geothermisch, solar und/oder elektrisch beheizter und mobilen weiteren Dampferzeuger.

Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung — soweit dies technisch sinnvoll ist — miteinander kombiniert sein können.

Korrespondierende Elemente der Ausführungsbeispiele in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Funktionen solcher Elemente in den einzelnen Figuren entsprechen einander, sofern nichts anderes beschrieben ist und es nicht zu Widersprüchen führt. Auf eine wiederholte Beschreibung wird daher verzichtet.

Es wird auch darauf hingewiesen, dass die sich unterscheidenden Merkmale der gezeigten Ausführungsbeispiele gegeneinander ausgetauscht und miteinander kombiniert werden können. Die Erfindung ist daher nicht auf die gezeigten Merkmalskombinationen der gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand folgender Figuren erläutert.

Figur 1a bis 1d zeigen erfindungsgemäße, schematisch dargestellte Anordnungen der Maschine mit einer Wärmepumpe und einem Dampfspeicher;

Figur 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine als Kompressionswärmepumpe ausgeführte Wärmepumpe;

Figur 3a bis 3e zeigen weitere schematisch dargestellte Anordnungen der Maschine mit einer Wärmepumpe. Die Figur 1 a und 3a verdeutlichet, in schematisiert und stark vereinfachter Darstellung, den Grundaufbau und die Grundfunktion einer erfindungsgemäß ausgeführten Maschine 1 zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn F, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn F mit einer Wärmepumpe 90 und einem Dampfspeicher 54.

Die Maschine 1 umfasst mindestens eine Trockenpartie 2, 4. In der beispielhaften Anordnung sind zwei Trockenpartien 2, 4 dargestellt, wobei mindestens eine weitere Maschinenpartie 3 zwischen den beiden Trockenpartien 2, 4 angeordnet ist. Dabei handelt es sich beispielsweise um einer Auftragsvorrichtung oder einen Kalander. Die Maschine 1 ist schematisiert und stark vereinfacht dargestellt und nur hinsichtlich mit den für die Erfindung relevanten Bestandteilen wiedergegeben. Die sonst üblichen weiteren vor- und nachgelagerten Partien bzw. Bestandteile einer Maschine 1 zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn F, wie beispielsweise ein Stoffauflauf, ein Former, eine Presse, eine Auftragsvorrichtung, ein Kalander, eine Glättvorrichtung und eine Aufrollung werden nicht dargestellt, da diese als bekannt vorausgesetzt werden. Üblicherweise wird die Faserstoffbahn F nach Verlassen der letzten Trockenpartie 4, an eine nachfolgende Maschinenpartie wie einer Glätteinrichtung und/oder der Aufrollung übergeben.

Zur Verdeutlichung der einzelnen Richtungen ist ein kartesisches Koordinatensystem angelegt, an welchem die einzelnen Richtungen verdeutlicht werden können. Die x- Richtung verdeutlicht dabei die Erstreckung in Längsrichtung, welche auch als Maschinenlaufrichtung MD (Machine-Direction) bezeichnet wird. Die y-Richtung entspricht der Richtung senkrecht zur Maschinenrichtung und wird als Maschinenquerrichtung CD (Cross-Direction) benannt, während die z-Richtung der Höhenrichtung entspricht.

Die die Fließrichtungen die verschiedenen Medien ist in den Figuren durch einen Richtungspfeil in den Leitungen veranschaulicht.

Die Faserstoffbahn F tritt üblicherweise in eine dargestellte erste Trockenpartie 2 ein, dabei ist die erste Trockenpartie 2 in mehrere Trockenstrecken 21 , 22, 23 unterteilt und es sind insgesamt fünf Trockenstrecken 21 , 22, 23 dargestellt. Dabei werden die Trockenstrecken in der ersten Trockenpartie 2 weiter von zwei Trockenhauben 29 umschlossen, welche die in den Trockenstrecken abgegebenen und nicht-verbrauchte Wärmeenergie in Form von Abluft sammeln bzw. auffangen.

Weiter umfasst die Maschine 1 ein Dampf- und Kondensatsystem 5 und ein Wärmeenergie-Rückgewinnungssystem 6. Dabei wird das Dampf- und Kondensatsystem 5 üblicherweise zur Versorgung der Trockenpartien 2, 4 mit Wärme in Form von erhitztem, überhitzten und/oder erwärmtem Dampf genutzt. Das Dampf- und Kondensatsystem 5 ist dabei über eine Dampf-Zuleitung 57 und eine Kondensat- Rückleitung 58 mit der Trockenpartie 2, 4 und/oder den Trockenstrecken 21 , 22, 23, 41 verbindbar. Üblicherweise stellt das Dampf- und Kondensatsystem 5 einen Dampf mit maximale Temperaturen T_57 von größer gleich 100°C bis kleiner gleich 130°C und einem Volumen- bzw. Massenstrom zur Versorgung der Trockenpartie 2, 4 bereit. Der in der Trockenpartie 2, 4 verbrauchte Dampf wird in Form von Kondensat in einer Kondensat-Rückleitung 58 in dem geschlossenen Dampf- und Kondensatsystem 5 zurückgeführt. Üblicherweise besitzt das Kondensat eine Rücklauftemperatur von T_58 von größer gleich 90°C bis kleiner gleich 100°C.

Weiter ist eine Trockenstrecke 21 innerhalb der ersten Trockenpartie 2 mit einer weiteren Trockenhaube 291 dargestellt, dabei kann es sich beispielsweise um eine Trockenstrecke 21 handeln, welche als eine kontaktlose Trockenstrecke 21 ausgeführt ist, wie beispielsweise eine Prallströmungs-Trockenstrecke 21 oder einer Infrarot- Trockenstrecke 21 , vorzugsweise werden die kontaktlosen Trockenstrecken elektrisch oder mit Wasserstoff beheizt.

Die zweite Trockenpartie 4 ist beispielsweise mit einer einzigen Trockenstrecke 41 und Trockenhaube 49 ausgeführt. Dabei kann es sich vorteilhafterweise um eine Trockenstrecke 41 handeln, welche als eine Kontaktlose-Trockenstrecke 41 , wie beispielsweise eine Prallströmungs-Trockenstrecke 41 , oder einer Infrarot- Trockenstrecke, vorzugsweise elektrisch oder mit Wasserstoff beheizt ausgeführt ist.

Auch kann die Trockenpartie 4 beispielsweise als eine Hochleistungs-Trockenhaube 49 eines Yankee-Trockenzylinders 41 ausgeführt ist.

Die Trockenpartie 2, 4 kann in ihrem Aufbau und Komponenten unterschiedlich ausgeführt sein, beispielsweise sind Kombinationen oder gleichartig Ausführungen der folgenden Ausführungsbeispiele denkbar. Die Trockenpartie 2, 4 kann beispielsweise einreihige und/ oder zweireihige Trockenzylinder-Trockenstrecke 21 , 22, 23, 41 mit umschließenden Trockenhauben 29, 49 ausgeführt sein. Weiter kann die Trockenpartie beispielsweise in einer Tissuemaschine als eine Hochleistungstrockenhaube 29, 49 an einem Yankee Trockenzylinder, wobei der Yankee-Trockenzylinder eine Trocken strecke 21 , 22, 23, 41 bildet.

Es ist weiter eine weitere mögliche Quelle für eine Abluft 84 in einer weiteren Maschinenpartie 3 der Maschine 1 dargestellt. Dabei umfasst eine Formierpartie 3 üblicherweise zur Entwässerung der Faserstoffbahn F sogenannte Vakuumgebläse der Formierpartie 31 , welche eine weitere Abluft 84 mit einer Restwärme zur Verfügung stellen.

Die dargestellten Trockenhaube 29, 291 , 49 sind dabei mit einer Zuluft-Leitung 82 und einer Abluft-Leitung 84 verbindbar, wobei durch die Zuluft-Leitung 82, vorzugsweise ein aufgewärmter Frischluftstrom 82 zur besseren Aufnahme einer abgegebenen Feuchtigkeit zugeführt wird. Durch die verbundene Abluft-Leitung 84 wird die durch die Trocknung der Faserstoffbahn aufgewärmte und feuchte Luft wieder abtransportiert.

Es können vorteilhaft mehrere Abluft-Leitung 84 zusammengeschaltet werden, beispielsweise, um einen größeren Abluft-Volumenstrom zu erhalten und/oder alternativ, wenn die zur Verfügung stehende Wärme deutlich über den benötigten Temperaturen für eine effiziente Wärmeenergie-Rückgewinnung liegt, weiter verschnitten bzw. gemischt werden, um ein optimales Ausgangstemperaturniveau mit einem höheren Volumenstrom zur effizienten Wärmeenergie-Rückgewinnung zur Verfügung zu stellen.

Für die effiziente Ausnutzung der Restwärme werden die Abluft-Ströme 84 einzeln jeweils einem eigenen Wärmerückgewinnungssystem 6 zugeführt. Vorteilhafterweise besitzt jeder Abluft-Leitung 84 ein separates Wärmerückgewinnungssystem, welche ebenso vorteilhaft auf Verbraucherseite wieder zusammengeschaltet und gemischt werden können, beispielsweise zum Erreichen der gewünschten Temperaturen in einem Sekundärsystemverbraucher 70, 71 ,72 ,73, 74. Ein anderer sich daraus ergebender Vorteil ist, beispielsweise wenn die vorliegenden Abluft-Volumenströme 84, wie beispielsweise bei einem Vakuumgebläse in einer Formierpartie 31 , derart groß sind, dass die Dimensionierung der Abluft-Leitungen 84, beispielsweise im Durchmesser, über weite Strecken der Maschine 1 geleitet werden müssen und kosten- sowie fertigungstechnisch zu komplex werden. Hierbei wird in einer möglichst kurz gehaltenen Abluft-Leitungsführung ein Wärmetauscher 60, vorzugsweise eine Luft- Wärmeträgermedium Wärmetauscher 60, vorgeschaltet, welcher vorteilhaft die Wärme mit geringen Verlusten in ein Wärmeträgerzwischenkreislauf 86 überführt. Das Wärmeträgermedium 86, vorzugsweise Wasser 86, besitzt im Vergleich zur Abluft eine hohe spezifische Wärmekapazität, so dass ein Transport über größere Distanzen in der Maschine 1 leichter umzusetzen ist.

Um einen besonders effizienten Betrieb der Maschine 1 realisieren zu können, umfasst die Maschine 1 ein Wärmeenergie-Rückgewinnungssystem 6 mit mindestens einer Wärmepumpe 90 zur Versorgung der in der Trockenpartie 2, 4 umfassten Trockenstrecken 21 , 22, 23, 41 mit Wärme, welche von einer Abluft-Leitung 84, 84' aus einer Maschinenpartie die notwendige Wärme entzieht. Vorzugsweise wird die Abluft 84, 84' aus einer Trockenpartie 2, 4 und/oder direkt aus einer Trockenstrecke 21 , beispielsweise einem enthaltenen Vakuumsaugkasten oder einer Prallluft- oder Heißluft-Trockenstrecke 21 entnommen. Die dort vorgefundenen Restwärmen oder Temperaturen sind im Vergleich zu anderen Abluft-Strömen höher als beispielsweise ein Abluft-Strom 84 eines Vakuumgebläses einer Formierpartie 31. Werden höhere Volumenströme in dem Abluft-Strom 84 benötigt, kann vorteilhaft eine Zumischung von verschiedenen Abluft-Leitungen 84 über entlang des gesamten Wärmeenergie- Rückgewinnungssystem / Prozess 6 stattfinden. Idealerweise befinden sich die Ausgangstemperaturen der gemischten Abluft-Ströme 84 noch über dem Taupunkt, somit ist eine vorteilhafte Rückgewinnung der darin enthaltenen Kondensationswärme möglich.

Weiter benötigte Zuluft wird aus der Umgebung 88 der Maschine 1 bezogen, dabei weist die Umgebung eine Umgebungs-Temperatur und einen Umgebungs-Druck, üblicherweise im Wesentlichen 1 atm (Atmosphäre) oder 1 bar auf.

Weiter umfasst das Dampf- und Kondensatsystem 5 einen Hochdruckbereich 51 und einen Niederdruckbereich 52, wobei der Hochdruckbereich 51 gekennzeichnet ist, dadurch, dass ein Dampf-Druckniveau von größer gleich 5, vorzugsweise größer gleich 6 und kleiner gleich 12, vorzugsweise kleiner gleich 10, bar über Atmosphärendruck vorliegt und im Niederdruckbereich 52 ein Dampf-Druckniveau von größer gleich 0, vorzugsweise größer gleich 0,4 und kleiner gleich 1 , vorzugsweise kleiner gleich 1 ,5, bar über Atmosphärendruck.

Weiter umfasst der Hochdruckbereich 51 mindestens einem Dam pfkom pressor 55, vorzugsweise zwei, drei oder vier in Serie geschalteten Dam pfkom pressoren 55, welche derart ausgeführt sind, einen vorliegendes Dampf-Druckniveau des Niederdruckbereichs 52 auf das eingestellte Dampf-Druckniveau des Hochdruckbereiches zu erhöhen.

Der mindestens eine Dam pfkom pressor 55, vorzugsweise die zwei, drei oder vier in Serie geschalteten Dampfkompressoren 55, sind derart ausgeführt, dass ein Dampf in der Dampf-Zuleitung 57 der Trockenstrecken 21 , 22, 23, 41 auf ein Dampf-Druckniveau von größer gleich 5, vorzugsweise größer gleich 6 und kleiner gleich 12, vorzugsweise kleiner gleich 10, bar über Atmosphärendruck erhöht wird.

Weiter umfasst das Dampf- und Kondensatsystem 5 einen Dampfspeicher 54, wobei der Dampfspeicher 54 beispielsweise ein Siedewasserspeicher sein kann, jedoch auch eine andere Form einer Dampfspeicherung sein kann zur Abdeckung der Anforderungen. Der Dampfspeicher 54 ist der Wärmepumpe 90 nachgeordnet.

Vorteilhafterweise ist der Dampfspeicher 54 derart ausgeführt, dass er eine Speicherdauer des aufgewärmten Dampfes, von größer gleich 8 Stunden, vorzugsweise von größer gleich 12 Stunden, insbesondere größer gleich 72 Stunden aufweist.

Dabei ist es von Vorteil, wenn die Speicherdauer ohne zusätzliche Zufuhr von Wärme, also durch passive Methoden erreicht werden kann. Unter einer „Speicherdauer“ wird verstanden, dass im Wesentlichen die Haltung der ursprünglichen Temperatur und des Druckes des aufgewärmten Dampfes ermöglicht wird.

Dies ermöglicht eine kurzfristige, begrenzte Überbrückung bei kurzen Stillständen der Maschine durch evtl. Fehler und/oder kleiner Wartungsarbeiten.

In einer alternativen Ausführungsform besitzt der Dampfspeicher 54 eine elektrische Heizungs-Vorrichtung oder eine Wasserstoffbrenner-Heizungs-Vorrichtung zur Haltung einer Siedewassertemperatur. Dies kann zum Einsatz kommen, wenn die Passiven-Methoden nicht vollkommen ausreichen. Weiter umfasst das Dampf- und Kondensatsystem 5 einen Dampfverteiler 50, welcher den Dampf in einen Hochdruckbereich 51 und einen Niederdruckbereich 52 verteilen kann.

Weiter umfasst das Dampf- und Kondensatsystem 5 einen Dampferzeuger 53, wobei der Dampferzeuger 53 der Wärmepumpe 90 nachgeordnet ist, und der Dampferzeuger 53 passiv oder elektrisch beheizt ist, und der Dampferzeuger 53 derart ausgeführt, dass der Dampferzeuger 53 ein auf über 110°C erwärmtes Kondensat in der Kondensat- Rückleitung 58' nach der Wärmepumpe 90 durch keine oder nur geringe elektrische Energiezufuhr in einen Dampf umwandeln kann. Üblicherweise ist die Wärmepumpe dazu geeignet bei der Temperaturerhöhung des Kondensats aus der Kondensat- Rückleitung 58 zu einem erwärmten Kondensat in der Kondensat-Rückleitung 58' direkt schon einen Phasenübergang von flüssigem Kondensat zum gasförmigen Dampf zu erreichen. Das üblichen Druckniveau in der Kondensat-Rückleitung 58' liegt zwischen 0,4 bis 1 ,5 bar über Atmosphärendruck und bei einer Temperatur von größer gleich 100°C bis kleiner gleich 120°C.

Für den Fall eines längeren Stillstandes der Maschine 1 kann in einer alternativen Ausführungsform das Dampf- und Kondensatsystem 5 einen weiteren Dampferzeuger 56 umfassen. Dies kann beispielsweise ein stationärer und/oder auch ein mobiler, kurzzeitig bereitgestellter weiterer Dampferzeuger 56 sein. Der weitere Dampferzeuger 56 ist vorzugsweise ein, mit nicht-fossilen Brennstoffen beheizter Dampferzeuger 56, vorzugsweise ein mit Wasserstoff, mit Biogas, geothermisch, solar und/oder elektrisch beheizter Dampferzeuger 56.

Ein separater, mobiler weiterer Dampferzeuger 56 kann üblicherweise durch die Vorhersehbarkeit bzw. Planbarkeit eines längeren Stillstandes eingeplant und zielgerichtet nur für den benötigten Zeitraum angeordnet werden, dies ist unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten vorteilhaft.

Der weitere Dampferzeuger 56 ist dabei derart ausgeführt, dass der weitere Dampferzeuger 56 kurzzeitig für einem Kaltstart der Maschine 1 alleinig den Dampfbedarf der Wärmeenergie-Verbraucher 5, 70, 71 , 72, 73, 74, 82 decken kann. Das bedeutet, dass eine eingestellte Temperatur des Dampfes und einen Dampfmassenstrom bis zum Erreichen einer Betriebstemperatur der Maschine 1 bereitgestellt wird. Weiter ist denkbar, dass der weitere Dampferzeuger 56 in Kombination mit der Wärmepumpe 90 derart betrieben wird, dass der weitere Dampferzeuger 56 und die Wärmepumpe 90 gemeinsam kurzzeitig für einem Kaltstart der Maschine 1 die eingestellte Temperatur und den Massenstrom des Dampfes bis zum Erreichen einer Betriebstemperatur der Maschine 1 bereitstellen. Beispielsweise kann in einem einfachen Fall, ab Erreichen einer bestimmten Temperaturniveaus in der Abluft-Lung 84, ein linearer Zusammenhang zwischen dem weiteren Dampferzeuger und der Wärmepumpe geregelt werden, so dass mit steigender Temperatur bis zum Erreichen der Betriebstemperatur die Wärmepumpe einen steigenden Anteil an dem Dampfbedarf zur Verfügung stellt.

Der weitere Dampferzeuger 56 kann dabei dem Dampfspeicher 54 direkt nachgeordnet sein und noch vor einem Dampfkompressor im Niederdruckbereich 52 des Dampf- und Kondensatsystems 5 den Dampfbedarf einspeisen. Vorteilhafterweise lassen sich dann der mindestens eine Dampfkompressor 55, beispielsweise hier mit drei Stufen und drei Dampfkompressoren in Serie dargestellt nutzen das eingestellte Dampfdruckniveau zu erreichen, was es ermöglicht, einen mobilen Dampferzeuger 56 in der benötigten Leistungsklasse zu reduzieren.

In einer alternativen Anordnung speist der Dampferzeuger 56 im Wesentlichen direkt nach den Dampfkompressoren 55 den benötigten Dampfbedarf vollständig alleinig in das Dampf- und Kondensatsystem 5.

Weiter umfasst das Dampf- und Kondensatsystem 5 eine Misch-Leitung 59, welche den Hochdruckbereich 51 und den Niederdruckbereich 52 zu einem Sekundärsystemverbraucher 70, vorzugsweise einen Dampf- Sekundärverbrauchersystem, hin verbindet. Es ermöglicht nach dem einem, vorzugsweise nach den zwei, drei, oder vier Dampfkompressoren 55 einen Dampf mit einem hohen Druckniveau einem Sekundärsystemverbraucher 70 beizumischen, falls ein bestimmtes Druckniveau zwischen dem vorliegenden Niederdruck und Hochdruck benötigt wird. In den Figuren 1a bis 1 c sind dabei beispielsweise eine Anordnung mit drei Dampfkompressoren 55 in Serie dargestellt.

Durch den Einsatz der Wärmepumpe 90 kann eine geringere Temperatur T_84‘ gegenüber der höheren Temperatur T_84 weiter genutzt werden, um der Abluft in der Abluft-Leitung 84 weiter Wärme bis zum Erreichen einer niedrigeren Temperatur 84“ oder einer Umgebungs-Temperatur T_88 zu entziehen und mittels der entzogenen Wärme und Nutzung von zusätzlicher elektrischer Energie 80 zum Betrieb der Wärmepumpe 90 einen anderen Medien-Strom 58 in einer Heizmedium-Zuleitung 97, vorzugsweise ein Kondensat in einer Kondensat-Rückleitung 58 oder einen Sekundärsystemverbraucher 70, 71 , 72, 73, 74, mit einer Temperatur T_97 auf eine höhere Temperatur T_91 bzw. einer erhöhten Kondensat-Rückleitungstemperatur 58' zu erwärmen. Es gilt dabei, dass die Temperatur beispielsweise in der Abluft-Leitung 84 nach jeder Wärmesenke bzw. Wärmetauscher abfällt, somit stellt sich eine Temperatur T_84 größer gleiche T84' größer gleich T84“ und größer gleich T_88 ein. Analoges gilt für die Temperaturen in den anderen Leitungen, die über eine Wärmesenke geführt sind.

Beispielhaft ist in Fig. 2 der Aufbau einer Wärmepumpe 90 dargestellt. Die Wärmepumpe 90 entzieht dabei einer Wärmequelle eine Restwärme, vorzugsweise einem Abluft-Strom in einer Abluft-Leitung 84, 84‘, 84“ oder einem weiteren Wärmeträgermedium 86, 86‘, vorzugsweise Wasser 86, 86‘, wobei die Wärmequelle über eine Wärmequellen-Zuleitung 92 und eine Wärmequellen-Ableitung 98 mit dem ersten Wärmetauscher 93 der Wärmepumpe verbindbar ist. Dabei ist kennzeichnend, dass die Temperatur in der Wärmequellen-Zuleitung T_92 größer gleich der Temperatur in der Wärmequellen-Ableitung T_98 ist.

Die Wärmepumpe 90, welche beispielsweise als Kompressionswärmepumpe 90 ausgebildet werden kann, umfasst einen ersten Wärmetauscher 93, welcher auch als kalter Wärmetauscher 93 oder Verdampfer 93 bezeichnet wird. Ferner umfasst die Wärmepumpe 90 einen zweiten Wärmetauscher 95, welcher auch als warmer oder heißer Wärmetauscher 95 oder Kondensator 95 bezeichnet wird.

Bei der Ausgestaltung der Wärmepumpe 90 als Kompressionswärmepumpe, umfasst die Wärmepumpe 90 weiter einen Kreislauf 99 mit einem Wärmetransportmittel und weiter einen Verdampfer 93, einen Kompressor 94, ein Entspannungsorgan 96 und einen Kondensator 95. Der Kondensator 95 wird dabei von dem zu erwärmenden Medium bzw. Heizmedium, vorzugsweise Wasser bzw. Kondensat in der Kondensat- Rückleitung 58, durchströmt, wobei der Kondensator 95 üblicherweise an ein geschlossenes System mit einem Heizmedium mit einer Heizmedium-Zuleitung 97 und eine Heizmedium-Ableitung 91 verbindbar oder versorgbar ist. Die Heizmedium- Ableitung 91 wird dabei so verbunden, dass die notwendigen Verbraucher und/oder Sekundärsystemverbraucher mit Wärme versorgt werden. Dabei ist kennzeichnend, dass die Temperatur in der Heizmedium-Zuleitung T_97 kleiner gleich der Temperatur in der -Ableitung T_91 ist.

Der erste Wärmetauscher 95 ist beispielsweise ein Kondensator 95, mittels welchem das im Kreislauf 99 der Wärmepumpe 90 umfasste Wärmetransportmittel kondensiert wird. Mittels des Entspannungsorgan 96 wird das Wärmetransportmittel entspannt, wobei der zweite Wärmetauscher 93 beispielsweise ein Verdampfer 93 ist, mittels welchem das Wärmetransportmittel verdampft wird. Schließlich kann das Wärmetransportmittel mittels des Kompressors 94 wieder verdichtet werden. Zum Antreiben des Kompressors 94 wird der Motor mit elektrischer Energie versorgt, so dass das Wärmetransportmittel mittels des Kompressors 94 mithilfe von elektrischer Energie 80 beziehungsweise elektrischem Strom 80 verdichtet und dadurch erwärmt werden kann.

Wie dargestellt, kann der erste Wärmetauscher 93 alternativ durch unterschiedliche Medien-Ströme 84, 86, vorzugsweise Luft und/oder Wasser, bzw. Medien-Ströme mit unterschiedlichen Temperaturniveaus 84, 84' aus welchem eine Restwärme zurückgewonnen werden soll, verbunden sein.

Alternativ kann der erste Wärmetauscher 93 auch ein Bestandteil eines vorgeschalteten, separaten weiteren Wärmetauschers 60, 61 oder eines separaten Lufterhitzers umfasst sein.

Alternativ kann der zweite Wärmetauscher 95 auch ein Bestandteil eines nachgeschalteten, separaten, weiteren Wärmetauschers 60, 61 oder eines separaten Lufterhitzers umfasst sein.

Ferner ist es denkbar, dass die Wärmepumpe 90 als eine thermochemische Wärmepumpe 90 ausgebildet ist. Bei der thermochemischen Wärmepumpe 90 wird mittels Wärme, die der Wärmepumpe 90 zugeführt wird, eine chemische, Wärme aufnehmende und somit endotherme Reaktion bewirkt.

Figur 1a zeigt eine Anordnung der Wärmepumpe 90 innerhalb des mit einem gestrichelten Kasten gekennzeichneten Wärmeenergie-Rückgewinnungssystem 6. Dabei wird die Abluft-Leitung 84 aus der Maschine 1 mit einer üblichen Temperatur von größer gleich 75°C bis 90°C einem ersten, der Wärmepumpe 90 vorgeordnetem Wärmetauscher 60 zugeführt. In der dargestellten Anordnung wird ein erster Teil der noch in der Abluft 84 enthaltenen Restwärme, an die aus der Umgebung der Maschine 1 zuströmende Zuluft 82 bzw. Zuluft-Leitung 82 übertragen.

Vorteilhafterweise ist in dieser Anordnung der vorgeordnete oder erste Wärmetauscher 60 als ein Luft-Luft Wärmetauscher 60 ausgeführt.

Die den ersten Wärmetauscher 60 verlassende Abluft 84' besitzt nun eine niedrigere Temperatur T_84‘ als die Temperatur T_84 der eingehende Abluft 84.

Der über den ersten, vorgeordneten Wärmetauscher 60 geführte Abluft-Strom 84' wird nun der Wärmepumpe 90, bzw. dem ersten Wärmetauscher 93 der Wärmepumpe 90 über die Wärmequellen-Zuleitung 92 zugeführt und somit ein weiterer Teil der noch in der Abluft 84' enthaltenen Restwärme weiter genutzt.

Gleichzeitig wird der Wärmepumpe 90 das zu erwärmende Heizmedium durch die Kondensat-Rückleitung 58 bei einer Temperatur T_58 über die Heizmedium-Zuleitung 97 zugeführt. Durch gleichzeitige Zufuhr von elektrischer Energie 80 wird das Heizmedium durch die Wärmepumpe 90 auf ein höheres Temperaturniveau T_58‘ in der Heizmedium-Ableitung 91 erwärmt und die Abluft 84' auf eine niedrigere Temperatur, hier auf Umgebungstemperatur T_88 abgekühlt bzw. durch die Wärmequellen-Ableitung 98 in die Umgebung 88 abgeleitet.

Vorteilhafterweise ist die Wärmepumpe 90 dazu geeignet, eine Wärmeenergie bei einer Temperatur T_84 in der Abluft-Leitung 84 von größer gleich 55°C, vorzugsweise größer gleich 60°C, und kleiner gleich 80°, vorzugsweise kleiner gleich 70°C, besonders Energieeffizient rückzugewinnen

Das erwärmte Heizmedium 58‘, vorzugsweise das Kondensat wird dem Dampf- und Kondensatsystem 5 auf einem eingestellten Temperaturniveau T_58‘ von größer gleich 100°C, vorzugsweise größer gleich 110°C, und kleiner gleich 130°C, vorzugsweise kleiner gleich 120°C bereitgestellt.

Die Wärmepumpe 90 ist dazu geeignet, eine Temperatur eines Kondensats in der Kondensat-Rückleitung 58 um eine Temperaturdifferenz von größer gleich 40°K, vorzugsweise größer gleich 60°K, zu erhöhen. Figur 1 b zeigt nur noch den Bereich des Wärmeenergie-Rückgewinnungssystems 6 und des Dampf- und Kondensatsystem 5 und die entsprechenden Zuleitungen und Ableitungen, welche in der Maschine 1 , wie in Figur 1 a dargestellt, umfasst sind. Weiter zeigt Figur 1 b eine Anordnung der Wärmepumpe 90 innerhalb des mit einem gestrichelten Kasten gekennzeichneten Wärmeenergie-Rückgewinnungssystem 6, wobei der Dampfspeicher 54 im Wesentlichen direkt der Wärmepumpe 90 nachgeordnet ist und somit über keinen weiteren Dampferzeuger 53, wie in Figur 1 a dargestellt verfügt. Weiter ist eine alternative Anordnung des, vorzugsweise mobilen, weiteren Dampferzeugers 56 im Hochdruckbereich 51 nach dem letzten Dam pfkom pressor 55 dargestellt. Weiter wird mit einem weiteren gestrichelten Kasten gekennzeichnetes zweites Wärmeenergie-Rückgewinnungssystem 6 dargestellt. Dabei umfasst das zweite Wärmeenergie-Rückgewinnungssystem 6 für einen zweiten Sekundärsystemverbraucher 71 einen weiteren Wärmetauscher 62, welcher die Wärme des Dampfes an einen weiteren separaten Sekundärsystemverbraucherkreislauf überträgt. Dies kann vorteilhafterweise ein mit Luft oder mit Wasser geführtes System sein. Der über den weiteren Wärmetauscher 62 geführte Dampf, wird über eine Rezirkulation-Leitung der Kondensat-Rückleitung 58 zugeführt und dem somit über die Wärmepumpenanordnung wieder erwärmt-

Weiter wird die Abluft-Leitung 84 aus der Maschine 1 mit einer üblichen Temperatur von größer gleich 75°C bis 90°C einem ersten, der Wärmepumpe 90 vorgeordnetem Wärmetauscher 60 zugeführt. In der dargestellten Anordnung wird ein erster Teil der noch in der Abluft 84 enthaltenen Restwärme, an die aus der Umgebung der Maschine 1 zuströmende Zuluft 82 bzw. Zuluft-Leitung 82 übertragen, welche aus der Umgebung 88 versorgt wird.

Die den ersten Wärmetauscher 60 verlassende Abluft 84' besitzt nun eine niedrigere Temperatur T_84‘ als die Temperatur T_84 der eingehende Abluft 84. Vorteilhafterweise ist in dieser Anordnung der vorgeordnete oder erste Wärmetauscher 60 als ein Luft-Luft Wärmetauscher 60 ausgeführt.

Der über den ersten, vorgeordneten Wärmetauscher 60 geführte Abluft-Strom 84' wird nachgelagert weiter über einen weiteren, zweiten Wärmetauscher 61 geführt, dieser ist vorteilhafterweise als ein Luft- Wärmeträgermedium, Wärmetauscher 61 ausgeführt. Der zweite Wärmetauscher 61 überträgt die in der Abluft 84' enthaltenen Restwärme an einen separaten, vorzugsweise geschlossenen, Wärmeträgermedium- Zwischenkreislauf 86, 86‘. Das Wärmeträgermedium 86 kann vorteilhafterweise Wasser oder ein Wärmeträgermedium mit hoher Wärmekapazität sein.

Der Wärmeträgermedium-Zwischenkreislauf 86, 86' wird nun der Wärmepumpe 90, bzw. dem ersten Wärmetauscher 93 der Wärmepumpe 90 über die Wärmequellen- Zuleitung 92 zugeführt und somit ein weiterer Teil der, vor dem zweiten Wärmetauscher 61 noch in der Abluft 84' enthaltenen und in den separaten Wärmeträgermedium- Zwischenkreislauf 86 übertragene, Restwärme weiter genutzt.

Vorteilhafterweise wird die Anordnung aus Figur 1 b mit einem zweiten, zwischengeschalteten Wärmetauscher 61 und mit einem geschlossenen, Wärmeträgermedium-Zwischenkreislauf 86, 86' vor der Wärmepumpe 90 dann gewählt, wenn mit einem für Zustand der Abluft gerechnet werden muss, welche sich beispielsweise aggressiv gegenüber den verbauten Materialien im Wärmetauscher zeigt. Beispielsweise kann die feuchte Abluft korrosiv sein und ein Risiko entstehen, dass der Wärmetauscher 93 der Wärmepumpe 90 angegriffen wird. Es wird dadurch erfolgreich eine Korrosion des Wärmetauschers 93 der Wärmepumpe 90 vermieden, welcher unter gewissen Bedingungen, das im Kreislauf 99 enthaltenen Wärmeträgermedium freisetzen kann. Insbesondere ist dies von Vorteil, wenn die Wärmepumpe 90 mit speziellen Wärmeträger-Medien befüllt ist, welche im Fall eines Austritts aus dem Kreislauf 99 für die Umwelt schädlich sein kann und/oder ein Explosionsrisiko darstellen kann. Weiter vorteilhaft kann der Wärmeträgermedium- Zwischenkreislauf 86, 86' derart ausgeführt sein, dass der Zwischenkreislauf eine ausreichend hohe Wärmekapazität bzw. Wärmespeicherung aufweist, ähnlich dem integrierten Dampfspeicher 54. Ein derart dimensionierter Zwischenkreislauf kann bei einem ungeplanten oder geplanten Stillstand der Maschine, beispielsweise die in einem Abrissfall, abreisende Wärmequelle bzw. Abluft 84, kurzzeitig mit noch genügend Wärmeenergie kompensieren. Dadurch kann vorteilhaft ein kurzzeitiger Weiterbetrieb der umfassten Komponenten ermöglicht werden und vorteilhaft eine Beschädigung durch zu hohe Temperaturgradienten der Wärmepumpe ausgeschlossen werden.

Gleichzeitig wird der Wärmepumpe 90 das zu erwärmende Heizmedium durch die Kondensat-Rückleitung 58 bei einer Temperatur T_58 über die Heizmedium-Zuleitung 97 zugeführt. Durch gleichzeitige Zufuhr von elektrischer Energie 80 wird das Heizmedium durch die Wärmepumpe 90 auf ein höheres Temperaturniveau T_58‘ in der Heizmedium-Ableitung 91 erwärmt und der Rücklauf des separaten Wärmeträgermedium-Zwischenkreislaufs 86' auf eine niedrigere Temperatur T_86‘ abgekühlt.

Das erwärmte Heizmedium 58‘, vorzugsweise das Kondensat wird dem Dampf- und Kondensatsystem 5 auf einem eingestellten Temperaturniveau T_58‘ von größer gleich 100°C, vorzugsweise größer gleich 110°C, und kleiner gleich 130°C, vorzugsweise kleiner gleich 120°C bereitgestellt.

Die Wärmepumpe 90 ist dazu geeignet, eine Temperatur eines Kondensats in der Kondensat-Rückleitung 58 um eine Temperaturdifferenz von größer gleich 40°K, vorzugsweise größer gleich 60°K, zu erhöhen.

Vorteilhafterweise ist die Wärmepumpe 90 dazu geeignet, eine Wärmeenergie bei einer Temperatur T_84 in der Abluft-Leitung 84, 84' von größer gleich 55°C, vorzugsweise größer gleich 60°C, und kleiner gleich 80°, vorzugsweise kleiner gleich 70°C, besonders Energieeffizient rückzugewinnen

Figur 1 c zeigt eine alternative Anordnung der in Figur 1 b dargestellten Anordnung, wobei der Wärmepumpe 90 innerhalb des mit einem gestrichelten Kasten gekennzeichneten Wärmeenergie-Rückgewinnungssystem 6 ein weiterer Wärmetauscher 63, welcher vorteilhaft als ein Luft-Luft Wärmetauscher 63 ausgeführt ist, nachgeordnet ist.

Der nachgeordnete weitere Wärmetauscher 63 versorgt dabei eine weiteres, drittes Sekundärverbrauchersystem 72 mit der Abluft 84“ des vorhergehenden Wärmetauschers 61 und nutzt einen weiteren Teil der noch in der Abluft 84“ enthaltenen Restwärme.

Weiter ist in Figur 1 c der weitere mobile Dampferzeuger 56 im Niederdruckbereich 52 den Dampfkompressoren 55 vorgeordnet und der, vorzugsweise passive oder elektrisch beheizte, Dampferzeuger 53 der Wärmepumpe 90 im Wesentlichen direkt nachgeordnet. Figur 1 d zeigt eine alternative Anordnung der in Figur 1 b dargestellten Anordnung, wobei der Wärmepumpe 90 innerhalb des mit einem gestrichelten Kasten gekennzeichneten Wärmeenergie-Rückgewinnungssystem 6 ein weiterer Wärmetauscher 63, welcher vorteilhaft als ein Luft-Luft Wärmetauscher 63 ausgeführt ist, nachgeordnet ist.

Der nachgeordnete weitere Wärmetauscher 63 versorgt dabei die Trockenhauben- Zulufterwärmung 82, welches ebenso ein Sekundärverbrauchersystem ist, mit der Abluft 84' des vorhergehenden Wärmetauschers 61 und nutzt einen weiteren Teil der noch in der Abluft 84' enthaltenen Restwärme.

Weiter ist in Figur 1 d der weitere mobile Dampferzeuger 56 im Hochdruckbereich 51 den Dampfkompressoren 55 nachgeordnet und der, vorzugsweise passive oder elektrisch beheizte, Dampferzeuger 53 der Wärmepumpe 90 im Wesentlichen direkt nachgeordnet.

Weiter ist in Figur 1 d der der Wärmepumpe 90 vorgeordnete Wärmetauscher 61 mit einem separaten Wärmeträgermedium-Zwischenkreislauf 86 direkt mit der Abluft 84 versorgt.

Die den nachgelagerten Wärmetauscher 63 verlassende Abluft 84“ besitzt nun eine niedrigere Temperatur T_84“ als die Temperatur T_84‘ der eingehende Abluft 84' oder wird in die Umgebung 88 abgeleitet.

In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform kann die Abluft-Leitung 84 aus der Maschine 1 mit einer üblichen Temperatur von größer gleich 75°C bis 90°C der Wärmepumpe 90 direkt zugeführt werden. Der zugeführte Abluft-Strom 84 wird der Wärmepumpe 90, bzw. dem ersten Wärmetauscher 93 der Wärmepumpe 90 über die Wärmequellen-Zuleitung 92 zugeführt und ein erster Teil der in der Abluft 84 enthaltenen Restwärme weiter genutzt. Der Wärmepumpe 90 ist kein weiterer Wärmetauscher 60 vorgeschaltet.

Die Figuren 3a bis 3e zeigen weitere alternative Anordnungen mindestens einer Wärmepumpe 90 in der Maschine 1. Die Wärmepumpe 90 ist dabei vorteilhafterweise in dem mit einem gestrichelten Kasten gekennzeichneten Wärmeenergie- Rückgewinnungssystem 6 der Maschine 1 umfasst. Die Wärmeenergie- Rückgewinnungssysteme 6 der Maschine 1 werden vorteilhafterweise ebenso zur energieeffizienten Versorgung von benötigter Wärme in weiteren Sekundärsystemverbrauchern 70, 71 , 72, 73 ,74 eingesetzt.

Figur 3a zeigt eine Anordnung einer Wärmepumpe 90, wobei diese einem ersten Wärmetauscher 60 nachgelagert ist. Der Abluftstrom 84“ wird nachfolgend durch einen zweiten Wärmetauscher 61 , gefolgt von einer weiteren Wärmepumpe 90 und einem dritten Wärmetauscher 62 weitergeleitet für eine energieeffiziente Wärmeenergierückgewinnung und der Möglichkeit die Wärmeenergie auf ein evtl, benötigtes geringfügig, höheres Temperaturniveau zu erhöhen. Vorteilhafterweise sind die eingestellten Temperaturdifferenzen in einer zweiten Wärmepumpe im Bereich von dT = 15°K.

Weiter erwärmt der erste Wärmetauscher 60 beispielsweise die Zuluft 82 für die Trockenhauben 29, 39, 49 einer Trockenpartie 2, 4 aus der Umgebung 88. Die erste Wärmepumpe 90 versorgt dabei das Dampf- und Kondensatsystem 5, der zweite Wärmetauscher 61 einen ersten Sekundärsystemverbraucherkreislauf 70, die zweite Wärmepumpe 90 einen zweiten, weiteren Sekundärsystemverbraucherkreislauf 71 , sowie der dritte Wärmetauscher 62 einen dritten, weiteren Sekundärsystemverbraucherkreislauf 72. Entscheidend für eine solche mehrstufige Anordnung ist, dass die zur Versorgung der Sekundärsystemverbraucherkreisläufe 70, 71 , 72 benötigten Temperaturniveaus mit voranschreitenden Komponenten weiter erniedrigt bzw. reduziert sind und ein größtmöglicher Teil der in der Abluft 84 enthaltenen Wärmeenergie zurückgewonnen wird und die Temperatur T_84 annährend auf Umgebungstemperatur T_88 abgekühlt wird. Dabei ist es entscheidend, die zum Einsatz kommenden separaten Wärmetauscher 60, 61 , 62, 63, 64 oder auch die in der Wärmepumpe 90 umfassten Wärmetauscher 93, derart auszuführen, dass diese über große Wärmetauscher-Übertragungsflächen für den effizienten Austausch der Wärmeenergie verfügen um eine größtmögliche rückgewonnen Wärmeenergie mit einem geringen Energiebedarf 80 der Wärmepumpe 90 auf das benötigte Temperaturniveau oder Wärmeniveau zu erwärmen.

Gleichzeitig ist eine maximale Wärmetauscher-Übertragungsfläche unter Gesichtspunkten wie Fertigung und Kosten begrenzt. Als Sekundärsystemverbraucher 70, 71 , 72, 73, 74 mit reduzierten oder niedrigen Temperaturniveaus können beispielsweise die Trockenhauben-Zuluft 82, die Prozesswassererwärmung, die Hallenbelüftung bzw. Hallenbeheizung und die Versorgung von Dampfblaskästen in den Trockenpartien verbunden werden.

Für die Sekundärsystemverbraucher ergibt sich nach einer Anpassung der Wärmetauscher-Übertragungsflächen in der Wärmepumpe 90 oder den separaten Wärmetauschern 60, 61 ,62 ,63 ,64 beim Betrieb der Maschine 1 eine niedrigere, sogenannte Temperaturspreizung, die über die Temperaturdifferenz in der Wärmepumpe 90 von der Temperatur im Wärmetauscher 93 bzw. dem Verdampfer 93 und der Temperatur im Wärmetauscher 95 bzw. dem Verdampfer 95 bestimmt werden. Die üblicherweise zum Einsatz kommende Temperaturdifferenz beispielsweise für einen Hallenbelüftung bzw. Hallenbeheizung auf Heizmedium-Seite des Wärmetauschers beträgt zwischen größer gleich 18°K bis kleiner gleich 22°K, vorzugsweise 20°K. Es können damit die üblichen hohen Zulauf- und Rücklauftemperaturen von 25°C bis 50°C erreicht werden. Für die Erreichung der üblichen Hallentemperatur von 20°C bis 25°C werden die modifizierten Wärmetauscher auf Heizmedium-Seite nur mit reduzierten Zulauf- und Rücklauftemperaturen von 20°C bis 40°C und einer Temperaturdifferenz größer gleich 13°K bis kleiner gleich 18°K, vorzugsweise im Wesentlichen 15°K betrieben.

Ein noch vorhandenes Wärmedefizit in einem nachfolgenden Sekundärsystemverbraucher 72, 73 ,74, beispielsweise im Heizwasser- oder Prozesswassersystem, aber auch an anderen Stellen der Papierherstellungsprozesses mit Wärmebedarf auf einem Temperaturniveau bis 60°C kann durch eine zweite, nachgeschaltete Wärmepumpe 90 ausgeglichen werden, wobei diese zweite Wärmepumpe dann wieder mit geringer Temperaturdifferenz und damit sehr effizient arbeitet.

Figur 3b zeigt nur noch den Bereich des Wärmeenergie-Rückgewinnungssystems 6 und die entsprechenden Zuleitungen und Ableitungen, welche in der Maschine 1 , wie in Figur 1a oder 3a dargestellt, umfasst sind. Weiter zeigt Figur 3b eine Anordnung, in der der Abluft-Strom 84 direkt in eine Wärmepumpe 90 geführt wird, beispielsweise zur Versorgung der Trockenhauben-Zuluft 82. Der Wärmepumpe 90 sind dann zwei weitere Wärmetauscher 60, 61 zur Wärmeenergie-Rückgewinnung mit zugeordneten Sekundärverbrauchen 70, 71 nachgeordnet.

Vorteilhafterweise arbeitet eine Wärmepumpe 90 umso effizienter, je geringer der zu leistende Temperaturhub bzw. die Temperaturdifferenz ist. Eine Anordnung des ersten Wärmetauschers 93 bzw. des Verdampfers 93 einer Wärmepumpe 90 als erste Stufe zur Wärmerückgewinnung in einer Abluft-Leitung 84 ist deshalb besonders vorteilhaft.

Die Figur 3c zeigt eine alternative Anordnung der in Figur 3a dargestellten Anordnung, wobei die Wärmepumpe 90 einen Sekundärsystemverbraucher 70 versorgt und der Wärmepumpe 90 drei Wärmetauscher 61 , 62, 63 nachgeordnet sind, und jeder Wärmetauscher 61 , 62, 63 ein Sekundärsystemverbraucher 71 , 72, 73 versorgt. Dabei ist kennzeichnend das die nachgeordneten Sekundärsystemverbraucher von der Temperatur weiter erniedrigt sind.

Die Figur 3d zeigt eine alternative Anordnung der in Figur 3a dargestellten Anordnung, wobei der dem ersten Wärmetauscher 60 nachgeordneten Wärmepumpe 90, ein separater Wärmeträgermedium-Zwischenkreislauf 86, 86' und ein der Wärmepumpe 90 weiterer Wärmetauscher 61 vorgeordnet sind. Analog der Figur 1c und 1d ergeben sich dadurch die erläuterten Vorteile. Der Abluft-Strom 84 wird über einen ersten Wärmetauscher 60 geführt, beispielsweise zur Versorgung der Trockenhauben-Zuluft 82. Der Abluft-Strom 84' wird in einem nachfolgenden weiteren Wärmetauscher 61 , vorzugsweise einem Luft-Wärmeträgermedium Wärmetaucher 61 geführt. Der weitere Wärmetauscher 61 tauscht die Wärme über einen separaten Wärmeträgermedium- Zwischenkreislauf 86 mit einer nachgeschalteten Wärmepumpe 90 aus. Dem weiteren Wärmetauscher 61 kann in der Abluft-Leitung 84“ ein weiterer Wärmetauscher 62 zur Versorgung eines Sekundärsystemverbrauchers 72 nachgeschaltet sein, bevor die Abluft 84“ eine Umgebungstemperatur 88 angenommen hat. In einem parallelen Wärmeenergie-Rückgewinnungssystem 6 wird durch die Wärmepumpe 90 ein Sekundärsystemverbraucher 70 effizient auf eine benötigte Temperatur erhöht. Es ist dabei denkbar auch mehrere, vorzugsweise zwei dargestellte Wärmepumpen 90 in Serie geschaltet nacheinander zur Versorgung weiterer Sekundärsystemverbraucher 70, 71 zu schalten, bzw. ist mit einer Wärmepumpen Bypass-Leitung 89 auch eine bei erhöhtem Bedarf die zweite Wärmepumpe 90 zugeschaltet werden kann Kombination erreichbar.

Die Figur 3e zeigt eine Anordnung, in der der Abluft-Strom 84 über einen ersten Wärmetauscher 60 geführt wird, vorzugsweise ein Luft-Wärmeträgermedium Wärmetauscher 60. Der Wärmetauscher 60 tauscht die Wärme über einen separaten Wärmeträgermedium-Zwischenkreislauf 86 mit einer nachgeschalteten, ersten Wärmepumpe 90 aus. Diese erste Wärmepumpe 90 erwärmt Frischluft aus der Umgebung 88 der Maschine 1 und wird als erwärmte Trockenhauben-Zuluft 82 den Trockenhauben 29, 39, 49 der Trockenpartie 2, 4 zugeführt. Durch ein kleine Temperaturdifferenz arbeitet diese erste Wärmepumpe 90 besonders effizient. Dem Wärmetauscher 60 kann in der Abluft-Leitung 84' ein weiterer Wärmetauscher 61 zur Versorgung, beispielsweise des Dampf- und Kondensatsystems 5 über eine weitere, zweite Wärmepumpe 90 und einen separaten Wärmeträgermedium-Zwischenkreislauf 86 nachgeschaltet sein, da die Abluft 84“ immer noch korrosiv gegenüber den Materialien im Wärmetauscher sein kann.

Weiter kann der Abluft 84“, durch einen weiteren Wärmetauscher 62, weiter Wärme entzogen werden, welche in dieser Anordnung zur Versorgung eines Sekundärsystemverbrauchers 70 verwendet werden kann.

Bevor die Abluft 84 eine Umgebungstemperatur 88 angenommen hat, wird eine weitere, dritte Wärmepumpe 90 direkt in den Abluft-Strom 84‘“ angeordnet, welche die restliche Wärme der Abluft 84‘“ entzieht und durch die dritte Wärmepumpe 90 auf ein nutzbares Temperaturniveau für einen weiteren Sekundärsystemverbraucher 71 besonders effizient erwärmt.

Unter einem Zuführen oder Entziehen von Wärmenergie in oder aus einer „Leitung“ wird verstanden, dass das in der Leitung mit einer Temperatur und einem Massen- und Volumenstrom bewegte Medium, beispielsweis Luft, Wasser, vorzugsweise Dampf und/oder Kondensat oder ein spezielles Wärmeträgermedium die Wärmeenergie abgibt oder aufnimmt. Unter „optimalen COP“ einer Wärmepumpe wird verstanden, dass die Wärmepumpe im effizientesten Betriebspunkt mit höchstem Wirkungsgrad für die angeforderte bzw. benötigte Temperaturdifferenz dT betrieben wird und somit aus einer hinzugeführten, üblicherweise elektrischen Energie ein Vielfaches an Wärmeenergie bereitstellen kann. Der optimale COP steigt dabei mit geringerer angeforderter Temperaturdifferenz. Beispielsweise sind bei einer Temperaturdifferenz von dT=60°K theoretisch ungefähr COP-Werte von 3 umsetzbar, beispielsweise bei einer Temperaturdifferenz von dT=15°K theoretisch ungefähr COP-Werte von 10. Dabei wird die Temperaturdifferenz zwischen ersten Wärmetauscher und zweiten Wärmetauscher der Wärmepumpe gemessen. Um einen möglichst energieeffizienten Betrieb zu erreichen, ist eine möglichst frühe Anordnung der Wärmepumpe für eine Rückgewinnung einer Kondensationswärme im Abluft-Strom vorteilhaft.

Unter „Kaltstart“ einer Maschine wird verstanden, dass alle möglichen Speichervorrichtungen verbraucht wurden und die Temperatur der Maschine und umfassten Komponenten im Wesentlichen der Umgebungstemperatur entspricht. Dies ist üblicherweise der Fall nach einem längeren Stillstand, wie beispielsweise einer Modernisierung oder einem Umbau.

Unter „Warmstart“ einer Maschine wird verstanden, dass noch genügend Wärme in der Maschine gespeichert ist und die Maschine aus einem Stillstand neu in Betrieb genommen wird. Dies ist üblicherweise der Fall nach einem kurzen Stillstand, wie beispielsweise einem kleinen Fehler wie einem Bahnabriss oder einer kurzen Wartung.

Unter „Wärmequelle“ wird ein Medien-Strom bzw. ein Wärmeträgermedium-Strom, vorzugsweise ein Abluft-Strom 84 und/oder Wasser-Strom 86, mit einer Restwärme aus einer Maschinenpartie 2, 3, 4 der Maschine 1 verstanden, wobei die Restwärme aus der „Wärmequelle“ genutzt wird.

Unter „Wärmesenke“ bzw. einem „Wärmeverbraucher“ wird ein Medium-Strom bzw. ein Heizmedium-Strom, vorzugsweise ein Zuluft-Strom 82 und/oder Wasser, Dampf und Kondensat-Strom 57, 58, vorzugsweise für einen Wärmeverbraucher wie ein Dampf-Kondensatsystem 5 oder ein sogenanntes Sekundärsystemverbraucher 70, 71 , 72, 73, 74, beispielsweise eine Trockenhauben-Zulufterwärmung 82 verstanden, wobei der Wärmesenke eine Wärme zugeführt wird.

Unter „Taupunkt“ -Temperatur wird die Temperatur in einem Medium, vorzugsweise einem Wärmeträgermedium, insbesondere einer feuchten Abluft 84, 84‘, 84“, ab dem die Kondensation des enthaltenen gasförmigen Anteils, vorzugsweise der Feuchte, stattfindet. Der Taupunkt ist dabei gekennzeichnet, dass der Dampfsättigungsdruck gleich dem Dampfpartialdruck des Mediums ist.

Bezugszeichenliste

1 Maschine

2 Trockenpartie

21 Trockenstrecke

22 Trockenstrecke

23 Trockenstrecke

29 Trockenhaube

291 Trockenhaube einer Trockenstrecke

3 weitere Maschinenpartie

31 Vakuumgebläse einer Formierpartie

4 Trockenpartie

41 Trockenstrecke

49 Trockenhaube

5 Dampf- und Kondensatsystem

50 Dampfverteiler

51 Hochdruckbereich

52 Niederdruckbereich

53 Dampferzeuger

54 Dampfspeicher

55 Dam pfkom pressor

56 weiterer Dampferzeuger

57 Dampf-Zuleitung

58 Kondensat-Rückleitung

58' Kondensat-Rückleitung mit erhöhter Temperatur im Vergleich zu 58

59 Misch-Leitung Hochdruck-Niederdruckbereich

6 Wärmeenergie-Rückgewinnungssystem

60 Wärmetauscher

61 weiterer Wärmetauscher

62 weiterer Wärmetauscher

63 weiterer Wärmetauscher

70 Sekundärsystemverbraucher 71 weiterer Sekundärsystemverbraucher

72 weiterer Sekundärsystemverbraucher

73 weiterer Sekundärsystemverbraucher

74 weiterer Sekundärsystemverbraucher

80 elektrische Energieversorgung

82 Zuluft-Leitung Trockenhaube, Zuluft-Strom

84 Abluft-Leitung Trockenhaube, Abluft-Strom

84‘ Abluft-Leitung mit niedriger Temperatur im Vergleich zu 84 (T_84>=T84‘>=T84“)

84“ Abluft-Leitung mit niedriger Temperatur im Vergleich zu 84‘(T_84>=T84‘>=T84“)

85 nicht-fossile Brennstoffversorgung, vorzugsweise Wasserstoffversorgung

86 Separater Wärmeträgermedium-Zwischenkreislauf, vorzugsweise Wasser

86‘ Wärmeträgermedium-Zwischenkreislauf mit höherer Temperatur T_86‘ als T_86

88 Umgebung, Umgebungs-Leitung, Umgebungs-Temperatur, Umgebungs-Druck

89 By-Pass-Rückleitung, weiterer Wärmetauscher-Zwischenkreislauf

90 Wärmepumpe

91 Heizmedium-Ableitung, vorzugsweise Wasser oder Kondensat

92 Wärmequellen-Zuleitung

93 Wärmetauscher, Verdampfer

94 Kompressor

95 Wärmetauscher, Kondensator

96 Entspannungsorgan

97 Heizmedium-Zuleitung, vorzugsweise Wasser oder Kondensat

98 Wärmequellen-Ableitung

99 Kreislauf

F Faserstoffbahn

T Temperatur

MD Maschinenlaufrichtung

CD Maschinenquerrichtung x, y, z Koordinaten