•Zur Gewinnung von Feizwärme aus umgebenden Wärme¬ quellen steht ein als "Wärmepumpe" bekannter Kreisprozeß zur Verfügung. Hiernach v/ird ein Kältemittel, das durch adiabatische Entspannung auf eine niedrige Temperatur ge¬ bracht worden ist, mit der umgebenden Wärmequelle in Wärmetausch gebracht. Das erwärmte Kältemittel wird durch Verdichten mittels eines Kompressors auf ein höheres Tem¬ peraturniveau gebracht, v/orauf es unter Verflüssigung in einem Wärmetauscher Wä me an einen Ueizkreislauf aberibt.

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Zum Antrieb des Kompressors muß Arbeit geleistet werden. Das kann z.B. durch einen Elektromotor geschehen. Die Verwendung von elektrischer Energie zum Antrieb sol¬ cher Kompressoren ist aber eine grundsätzlich schlechte Lösung. Für jede so verbrauchte KWh Strom gehen nämlich bei der Stromerzeugung in den Kraftwerken und bei seiner Verteilung in den Netzen ungefähr zv/ei v/eitere KWh an Primärenergie verloren. Das führt im Ergebnis dazu, daß die Vorteile des Wärmepumpenverfahrens durch die verlust- reiche Erzeugung und Verteilung des für den Kompressoran¬ trieb benötigten Stromes gesamtwirtschaftlich gesehen wei gehend wieder verlorengehen. Wenn sich, v/as zu erwarten is Wärmepumpenverfahren mehr und mehr durchsetzen, so würde das letztendlich zu einem so hohen Gesamt-Strom erbrauch der Wärmepumpenanlagen führen, daß zusätzliche Kraftv/erke für die Deckung des so entstehenden Mehrbedarfs gebaut we den müßten.

Jedenfalls läßt sich feststellen, daß der elektrisch Antrieb von Wärmepumpen-Kompressoren gesamtwirtschaftlich nur zu einem geringfügig niedrigeren Verbrauch an Primär¬ energie führt und zudem andere unerwünschte Auswirkungen hätte. Aus diesem Grunde sind bereits seit längerem Überle gungen angestellt worden, wie solche Kompressoren direkt durch Verbrennungsmotoren angetrieben v/erden könnten. Dafü bietet sich insbesondere der Dieselmotor an, dessen Brenn¬ stoffverbrauch pro geleisteter Arbeitseinheit aus konstruk tiven Gründen bekanntlich sehr viel geringer ist als z.B. derjenige eines Otto-Motors. So könnte der Brennstoffver¬ brauch eines freistehenden Einfamilienhauses mit ca. 170qm Wohnfläche von bisher ca. 80001 pro Jahr (Heizöl) nach der Umstellung auf eine Wärmepumpenvollheizung bei Verwen-

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düng eines Dieselmotors als Kompressorantrieb auf ca. 20001 Dieselöl gesenkt werden. Die Verwendung von Die¬ selmotoren für diesen Zv/eck scheiterte aber bislang an den damit verbundenen Abgasproblemen. Bei der Verbrennung von Dieselöl entstehen nämlich u.a. auch Stickoxide und Schwefeldioxid, welche als Giftgase angesehen v/erden und deren Erzeugung deshalb gerade in Wohngebieten unerwünscht ist. Von beiden Giftgasen entstehen bei der Verbrennung von 1 kg Dieselöl, je nach dessen Herkunft und Verarbei- tungstechnik bei der Praktionierung, zwischen 10 und JO g, also zwischen 1 und 3 % des Kraftstoffverbrauchs.

Das Abgasproblem bei einem als Antrieb für eine Hei- zungs-Wärmepumpenanlage benutzten Dieselmotor ist beispiels¬ weise in der Zeitschrift "Öl + Gasfeuerung" 12/1976, Seite 676, erkannt. Zur Lösung des Problems v/erden die Mo¬ torabgase durch den Feuchtig eitsnebel eines "nassen Ab- gas äschers" geschickt, damit Schadstoffe in den Abgasen in Lösung gehen. Diese Abgasreinigung kann aber nur unvoll¬ kommen sein, da die Abgase den Abgaswäscher mit relativ hoher Temperatur durchtreten. Eine hohe Durchtritts- und Austrittstemperatur der Motorabgase ist aber erwünscht, ^• damit zur Nutzbarmachung der Abwärme der Motorabgase der Feuchtigkeitsnebel in dem Abgaswäscher eine so hohe Tempe¬ ratur erreicht, daß dieser seinerseits durch Trennwand- Wärmetausch Wärmeenergie in den Heizungskreislauf über¬ führen ^" kann.

Nach der genannten Zeitschriftenstelle ist auch vor¬ gesehen, die Kühlwasserwärme des Dieselmotors zu nutzen und hierzu das Motorkühl asser ebenfalls in Trennwand- Wärmetausch mit dem Heizungskreisl-auf zu bringen.

Aus der D -OS 21 4-9 506 ist eine Abgasreinigung in

Verbindung mit einem Kraftfahrzeugmotor bekannt. Die hier vorgesehene Abgasreinigung beruht auf dem Prinzip der plötzlichen adiabatischen Volumenvergrößerung der Motor¬ abgase zwecks Herabsetzung der Abgastemperatur auf den kritischen Punkt, um Kondensieren der im Motorabgas ent¬ haltenen Wasserpartikel an den als Kern dienenden feinen Rußteilchen und in Lösunggehen anderer giftiger Abgas¬ bestandteile zu bewirken. Zur Unterstützung der Abkühlung der Motorabgase insbesondere bei hoher Außenlufttempera- tur im Sommer ist vorgesehen, die Abgasexpansi nskammer durch einen Kältemittelverdampfer zu kühlen, der besonders oder im Rahmen einer Kraftfahrzeugklimatisierungsanlage vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver- fahren anzugeben, nach welchem die Abgase eines als An¬ trieb für eine Heizungs-Wärmepumpenanlage benutzten Diesel motors wirksam entgiftet und zudem dessen Abwärme nutzbar gemacht werden können.

Diese Aufgabe v/ird erfindungsgemäß mit dem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.

Zur näheren Erläuterung wird zunächst eine Wärme¬ pumpenanlage beschrieben, in Verbindung mit der das erfin¬ dungsgemäße Verfahren bevorzugt zur Anwendung kommt; Aus einem Wasserspeicher von z.B. 50 cbm Inhalt wird it- tels eines eingetauchten Kältemittel-Verdampfers während einer ersten Tageszeit nach dem Wärmepumpenprinzip Wärme entnommen und zunächst in einen kleineren Sekundärwasser¬ speicher abgegeben. Aus diesem v/ird die Wärme dann während einer zweiten Tageszeit ebenfalls nach dem Wärmepumpen— prinzip in den Heizungskreislauf entnommen. In dem größere Wasserspeicher kommt es insbesondere während längerer Kält

Perioden im Winter durch fortgesetzte Wärmeentnahme zu Eisbildung an der Verdampferoberfläche. Es bildet sich so ein Wasser-Eis-Gemisch, dessen Temperatur 0 0 beträgt. Zum Ersatz entnommencrWärme wird die Flüssigphase des Ge- isches z.B. im IJmwälzverfahren mit umgebenden Wärme¬ quellen in Wärmetausch gebracht, wenn diese eine Tempera¬ tur von über 0° C haben, was z.B. auch im V/in er bezüg¬ lich der Außenluft in den dicht besiedelten Gebieten der Erde häufig der Fall ist. Die Entgiftung der Abgase und Nutzbarmachung der Ab¬ wärme des als Antrieb für den Wärmepumpenkompressor be¬ nutzten Dieselmotors geschieht wie folgt: Die Abgase des Dieselmotors werden, bevor sie in Wärme¬ tausch mit dem Wasserspeicher gelangen, zunächst mit dem Rücklaufv/asser des Heizungskreislau s in Trennwand-Wärme- ^' tausch gebracht. Danach v/erden die Motorabgase mittels einer keramischen oder metallischen Rohrleitung durch den Sekundärwasserspeicher geführt,dessen Temperatur bei ca. + 20 C liegen kann. Die Tempe-rratur der Motorabgase liegt je nach Kon-struktion und jeweiligem Belastungsgrad- des

Dieselmotors zwischen 2 0 und 400° C, so daß eine intensive Wärmeabgabe zunächst an den Heizungskreislauf und dann an das Wasser des Sekundärwasserspeichers erfolgt. Nachdem die Abgase so auf z.B. + 60 C abgekühlt worden sind, wer- den sie über eine Fortsetzung der erwähnten Rohrleitung durch den größeren Wassorspeicher geleitet, wo sie in Trenn¬ wand-Wärmetauseh mit dem erwähnten Wasser-Eis-Gemisch tre¬ ten. Bei ausreichender Länge dieser gleichzeitig als Aus¬ puff v/irkenden Wärmetauscherleitung kann dabei nahezu die gesamte über 0° C liegende Restwärme der Ab-gase für den Wärmepumpenprozeß gewonnen werden.

Nach Verbrennung von 1 kg Dieselöl haben sich Ab- gase in folgender Menge und Zusammensetzung gebildet: ca. 31OO g Kohlendioxid, ca. 1150 g Wasserdampf, ca. 60 g Kohlenmonoxid, ca. 20 g Schwefeldioxid, ca. 10 g Stickoxide, v/eitere Bestandteile in Spuren.

Bringt man diese Gase in oben beschriebener V/eise in Wärmetausch zunächst mit dem Heizungskreislauf und dan mit den Wasserspeichern, so kondnsiert zunächst der Wasse dampf. Sowohl die Stickoxide als auch das Schwefeldioxid gehen sodann in dem sich bildenden Wassernebel bzw. - kon densat in Lösung. Dabei bildet sich aus den Stickoxiden mit Wasser ein Gemisch aus Salpetersäure H 0- und salpetr ger Säure HNOp. Ferner geht das SOp wegen seiner hohen Wasserlöslichkeit (106,6 g/1 Wasser bei 20 C) im wesent¬ lichen vollständig in Lösung- _, wobei eine teilweise Umset¬ zung in schwefelige Sä re H S0- stattfindet. Wegen der sehr hohen Wasserbildung und der geringen Endtemperatur aufgrund des Wärmetauschvorgan es werden sowohl die Säure bildung als auch die Lösung von nicht umgesetzten Rest¬ gasen im Wasser praktisch 100 fό betragen. Dabei ist bei der Leitungsführung darauf zu achten, daß die sich bilden den Kondensate in Strömungsrichtung der Motorabgase im freien Gefälle ablaufen können, damit es nicht zum Rück¬ stau von Kondensaten kommt. Wegen der stark oxidierenden Wirkung von Salpetersäure, welche bekanntlich selbst Edel¬ metalle angreift, muß entweder geeignetes keramisches Material für die Abgasleitung verwendet werden oder aber Aluminium, welches sich gegenüber Salpetersäure in allen

Konzentrationen ziemlich indifferent verhält.

Das so gewonnene schwachsaure Kondensat kann den Hausabwässern zugeschlagen und mit diesen in die Kanali¬ sation geleitet werden. Bausabwässer enthalten nämlich in großen Mengen Seifen- und Detergentienlaugen, welche auf¬ grund ihrer alkalischen Wirkung die Abwasseraufbereitung in den Kläranlagen erschweren. Die alkalische Wirkung v/ird durch den Zuschlag schwacher Säuren ganz oder teilweise neutralisiert. In dem Abgas-Kondensat sind aber nicht nur die Stick- und Schwe eloxide gelöst oder in Form ihrer Säuren gebun¬ den, sondern auch noch andere zum Teil als schädlich be¬ kannte, in den Dieselabrasen enthaltene Stoffe, wie z.B. das v/egen seiner krebserregenden Wirkung gefürchtete 3j - Benzpyren, v/elches auf die oben beschriebene Weise im we¬ sentlichen vollständig aus denschließlich ins Freie ge¬ langenden gereinigten Motorabgasen entfernt v/ird.

Schließlich ist noch zu erwähnen, daß die Motorab¬ wärme, die in das zur Motorkühlung verwendete V/asser ein- fließt, durch Einleiten dieses Kühlwassers direkt in den Heizkreislauf oder durch Trennwand-Wärme ausch mit dem Heizkreislauf ebenfalls voll Heizzwecken zugeführt v/erden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht also a) die Entfernung von Stick- und Schwefeloxiden sowie an¬ derer Schadstoffe aus den Dieselabgasen, b) die Rückgewinnung nahezu aller in den Abgasen enthalte¬ ner Abwärme, einschließlich der Lei den Lösungs- und Umwandlun sυrozessen f-'emäfi a) freiwerdenden Wärme, c) eine umweltfreundliche Verwen-düng bzw. abwassertechnisch vorteilhafte Ableitung der die Giftstoffe enthaltenden

Kon-denεate in die allgemeine Abwasserbeseitigung, und d) die vollständige Rückgewinnung der ins Kühlwasser des Motors einfliessen en Abwärme. Insgesamt v/ird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine umweltfreundliche Verv/endung von Dieselmotoren für d Wärmepumpenantrieb ermöglicht. Zudem steht dem Gesamt¬ system wegen der nahezu restlosen Verwertung aller Motor¬ abwärme im wesentlichen der gesamte Energieinhalt des Die- seltreibstoffes mit einem Betrag von mehr als 4-0000 kJ/kg zur Vorfügung. Die Arbeitsweise eines solchen Systems läßt sich so einstellen, daß die beiden Stufen des Wärme¬ pumpenprozesses mit einer Leistun-gsziffer von jeweils über 3j0 stattfinden. Selbst unter hochwinterlichen Be- dingungen v/ird damit erreicht, αaß die in den eigentlichen Heizwasserkreislauf gelangende Wärmemenge pro kg einge¬ setzten Kraftstoffes ca. 60 000 kJ beträgt, im Jahres¬ durchschnitt etwa 70 OCC - 75 000 kJ. Zum Vergleich: bei konventionellen Ölheizungen sind es maximal 25000 kJ, im Betrieb während der sog. Übergangszeiten sinkt diese Aus¬ beute bei den Ölheizungen sogar noch, während sie bei der Wärmepumpenheizung zunimmt.