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Verfahren und Vorlichtung zum Entladen von Wärmespeichern mit Wasserfüllung.
Es ist bekannt, dass man Wärme aufspeichern und zur Dampferzeugung verwerten kann, indem man Wasser erhitzt und dabei den Druck über den Atmosphärendruck ansteigen lässt. Das Wasser gibt dann so lange Nutzdampf ab, bis seine Temperatur nur noch 1000 C beträgt. Die Erfindung bezweckt eine erheblich weitergehende Ausnutzung der im Wasser aufgespeicherten Wärme zur Erzeugung von Dampf und besteht darin, dass der Wasserdampf aus dem als Wärmespeicher dienenden, sich allmählich abkühlenden Wasser durch einen Kompressor abge-
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zunächst den Vorteil, dass die Dampfspannung unabhängig ist von der Temperatur des Wassers, also auch unabhängig von der Menge der aufgespeicherten Wärme.
Vor allem aber können aus einer gegebenen Menge heissen Wassers viel grössere Wärmemengen nutzbar gemacht werden, da der Dampf bei Unterdruck auch weit unterhalb von 1000 gewonnen werden kann.
Eine Vorrichtung zur Aufspeicherung und Ausnutzung der Wärme ist beispielsweise in Fig. l dargestellt. In dem Dampfkessel 1 wird Dampf durch irgend eine Art der Heizung erzeugt, beispielsweise durch den elektrischen Strom, der durch die Widerstände 14 hindurchfliesst. Der Dampf tritt durch die Rohrleitung 3, das geöffnete Ventil 6 und das Rohr 4 in einen geschlossenen, wärmeisolierten Behälter 2 ein, der zum grösseren Teil mit Wasser angefüllt ist. Dieses Wasser wird von dem einströmenden Dampf erhitzt, bis eine Temperatur von beispielsweise 1700 erreicht ist. Diese entspricht einem Überdruck von 7 Atm. Das Ventil 6 kann dann geschlossen werden.
In dem geschlossenem Behälter 2 bleibt die Wärme im Wasser aufgespeichert, bis sie in dem Augenblick, wo die Energiezufuhr zum Kessel 1 nicht mehr ausreicht, gebraucht wird. Es werde beispielsweise Heizdampf von 3 Atm. Überdruck verlangt. Die Ventile 7 und 8 werden geöffnet und der Dampf strömt durch die Rohrleitungen 5 und 3 und das Reduzierventil 9, das den Druck von 7 Atm. auf 3 Atm. herabsetzt, zur Verbrauchsstelle durch die Rohrleitung 12. Das dauert so lange, bis der Druck im geschlossenen Behälter bis auf 3 Atm. gesunken ist ; das Wasser hat dann eine Temperatur von etwa 144 C. Die jetzt noch im Wasser vorhandenen Wärmemengen können nun gemäss der Erfindung weiter ausgenutzt werden. Das Reduzierventil 9 wird geschlossen, das Ventil 10 geöffnet und der Kompressor 11 in Tätigkeit gesetzt.
Er saugt den Dampf aus dem Kessel 1 und dem Gefäss 2 ab, verdichtet ihn auf die Gebrauchsspannung von 3 Atm. und drückt ihn durch die Rohrleitung 13 zur Verbrauchsstelle. In dieer Weise kann die aufgespeicherte Wärme ausgenutzt werden, bis die Temperatur im Behälter 2 weit unter 100 beträgt. Im allgemeinen
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Zwecke nur erwünscht ist. Obwohl der Druck auf der Saugseite des Kompressors immer geringer wird, erfolgt doch die Verdichtung stets auf denselben Enddruck.
Wenn grosse Wärmemengen aufgespeichert werden müssen, so kann der Behälter 2 sehr kostspielig werden, wenn er für Überdruck gebaut sein muss. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht aber gerade darin, dass ein solcher Druckbehältrr ganz entbehrt werden kann.
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Als Behälter für das heisse Wasser können vorhandene Reservoire einfachster Art dienen.
Dadurch gewinnt die Möglichkeit, Wärme in grossen Wassermengen aufzuspeichern, in vielen Fällen überhaupt erst einen wirtschaftlichen Wert. Ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zu diesem Zweck zeigt Fig. 2. Das Wasser, in dem die Wärmemenge aufgespeichert werden soll, befindet sich in einem offenen Behälter 15. Zum Erhitzen möge derselbe Dampfkessel 1 wie in Fig. 1 dienen. Durch die Ventile 22 und 23 ist er mit zwei Umlaufpumpen 6 und 7 verbunden, die durch die Rohrleitungen 18 und 19 mit dem Behälter 15 in Verbindung stehen. Die beiden Umlaufpumpen 16 und 17 sitzen auf einer gemeinsamen Welle und werden
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geben die Bewegungsrichtung des Wassers an. Soll dem Wasser die Wärme wieder eninommen werden, so ist die Bewegungsrichtung umgekehrt. Ausserdem ist dann das Venlil 8 geöffnet.
Der Kompressor 11 saugt den Dampf ab, verdichtet ihn auf die erforderliche Sp'annung und gibt ihn durch die Rohrleitung 13 an die Verbrauchsstelle weiter.
Jede der beiden Umlaufpumpen 16 und 17 ist so eingerichtet, dass sie als Turbine wirken kann, wenn das Wasser von einer Stelle höheren Druckes zu einer Stelle niederen Druckes fliesst. Beispielsweise herrscht während der Dampfabsaugung im Dampfkessel 1 niedrigerer Druck als im Behälter 15. Die Pumpe 17 arbeitet dann ah Kraftmaschine und treibt durch
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Behälters 15 zu fördern hat. Der Elektromotor 20 hat also in allen Fällen nur die Reibungsverluste zu ersetzen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Entladen von Wärmespeichern mit Wasserfüllung, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Dampf mittels eines Kompressors abgesaugt und, obwohl mit dem Sinken der Speichertemperatur der Druck auf der Saugseite immer geringer wird, stets auf denselben Enddruck verdichtet wird.