DE10033604A1

DE10033604A1 - Method of converting heat into mechanical energy includes feed of mixture of low boiling point working medium and high boiling point liquid so that fluid mixture is fed into high pressure or medium pressure evaporation chamber

Info

Publication number: DE10033604A1
Application number: DE2000133604
Authority: DE
Original assignee: BEGOLLI NUHA
Current assignee: BEGOLLI NUHA
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2002-02-07

Abstract

The method of converting heat into mechanical energy includes the feed of a mixture of low boiling point working medium, preferably ammonia, and high boiling point liquid, preferably water, so that the fluid mixture is fed into a high pressure and/or medium pressure evaporation chamber, and upon demand a portion of the low boiling point medium is fed into the evaporation chamber and heat from outside is transferred via a heat transfer connecting circuit. The low boiling point medium absorbs condensate from the fluid mixture and the low boiling point condensate is evaporated, with pressure increase. An Independent claim is included for a system for converting heat into mechanical energy.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Niedertemperatur Wärmeenergie in mechanische Energie mit Dampfkraftprozessführung, wobei ein niedrig siedendes Arbeitsmedium über Wärmeeinspeisung Dampfdruck erzeugend expandiert und nach Dampfdruck-Arbeitseinsatz teilweise mit vorbestimmtem Druckniveau über Wärmeentzug schrumpfend kondensiert und teilweise über Ausdehnung druckabfallend entspannt und über Verdichtereinwirkung Wärmeabgebend verdichtet kondensiert.Method and device for converting low temperature heat energy into mechanical energy with steam power process control, being a low-boiling Working medium via heat feed expanding and generating steam pressure Vapor pressure work insert sometimes with a predetermined pressure level via heat extraction shrinking condensed and partially depressurized over expansion and relaxed over Compressor action condensate.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Ausführung des Verfahrens, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method and devices for carrying out the method, according to the preamble of claim 1.

Bekannte Verfahrensweise ist, dass Wärmeübertragung mit Dampf oder Wasser als Wärmeträgermedium in einer Wärmeträgerkreislaufführung, der von einer oder mehreren Wärmequellen gespeist, die Wärme an ein niedrig siedendes Arbeitsmedium in einer oder mehreren Verdampferkammern überträgt, wodurch das Arbeitsmedium bei gehobenem Druck verdampft, mit gehobenem Druck aus der Verdampferkammer über eine Kraftmaschine arbeitsleistend geführt, mit einem niedrigen Druck über Kondensierungsablauf entspannt, wobei der Kondensierungsprozess in einer Verflüssigungskammer erfolgt, indem aus der Verflüssigungskammer über Wärmetäuscher Wandungen Wärme an ein weiterleitendes Medium in einen Wärmeträgerkreislauf übertragen und abgeleitet von diesem, an die Umwelt und das Kondensat mit einer Pumpe wieder mit Dampfdruckniveau in die Verdampferkammer eingespeist wird. Bekannte Dampfkraftkreislaufführung ist der ORC-Prozess.Known procedure is that heat transfer with steam or water as Heat transfer medium in a heat transfer circuit, the one or more Heat sources fed the heat to a low-boiling working fluid in one or transmits multiple evaporator chambers, creating the working medium at elevated pressure evaporates, with elevated pressure from the evaporator chamber via an engine led to work, relaxed with a low pressure via condensation drain, wherein the condensation process takes place in a liquefaction chamber by the Liquefaction chamber via heat exchanger walls transferring heat to a Medium transferred into a heat transfer circuit and derived from it, to the environment and the condensate with a pump again at the vapor pressure level into the evaporator chamber is fed. Well-known steam power cycle management is the ORC process.

Nachteile dieser Erfindung sind, dass die Wärmeableitung aus dem Kreislauf nur mit geho benem Temperaturniveau über Umweltwärmeniveau durch Weitergabe über Wärmetauscher- Wandungen, bei Wärmeableitung unter Heizwärmeniveau nicht wirkungsvoll ermöglicht wird und aus diesem Grunde nur Wärmeabgabe mit Nutzeffektminderung erfolgt.Disadvantages of this invention are that the heat dissipation from the circuit only with ho temperature level above the environmental heat level by passing on via heat exchanger Walls, when heat dissipation below the heating level is not effectively enabled and for this reason only heat is given off with reduced efficiency.

Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahren und zur Ausführung des Verfahrens Vorrichtungen zu schaffen, die es ermöglichen, dass auch Niedertemperaturwärme bis unter den Jahres durchschnitt der Außenluft, bzw. Umweltwärmeniveau aus einem Dampfkraftprozess wirkungsgradsteigernd eingesetzt und die Wärmeab- und Weiterleitung, beschleunigt wird. Aufgabe wird durch Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und für die Ausführung des Verfahrens mit den genannten Vorrichtungen gelöst.The object of the invention is methods and devices for carrying out the method to create that allow even low temperature heat to go below the year Average outside air or environmental heat level from a steam power process used to increase efficiency and heat dissipation and transmission is accelerated. Object is achieved by the method with the features of claim 1 and for execution solved the method with the devices mentioned.

Vorteile der Erfindung sind, dass die Druckabsenkung in einem Dampfkraftkreislauf mit niedrig siedendem Arbeitsmedium, z. B. Ammoniak in einem Niedrigtemperatur und Druckbereich mit erhöhtem Wirkungsgrad und weniger Kondensierungskammern - Wärmetauscherfläche, d. h. kostengünstigere Anlage, die Dampfschrumpfung und Druckabbau in der erforderlichen Zeit, entsprechend der Dampfdruckvorgabe bei durchströmen der Kraftmaschine, auch bei unterschiedlicher Dampfmengen-Vorgabe erfolgt, so dass eine gehobene Druckdifferenz zwischen Druckaufbau in der Verdampferkammer und Druckab senkung und Dampfdruckentspannung durch Ausdehnung und Weitergabe zu einem Verdichter, mit Kondensierungsablauf über diesen, in Kombination so ermöglicht wird, dass ein gleichmäßiger Enddruck sowohl für eine Hochdruck, Mitteldruck, und Niederdruckturbine, bzw. Kraftmaschinenkombination wirkungsgradsteigernd gegeben, sowie Wärmeübertragung, ohne aufwendige Rohrisolierung bei Nah- und/oder Fernwärmeleitung bei Verdichterkreislauf- Zuordnung für Gebäude Energieversorgung möglich wird.Advantages of the invention are that the pressure drop in a steam power cycle low-boiling working medium, e.g. B. ammonia in a low temperature and Pressure range with increased efficiency and fewer condensation chambers - Heat exchanger surface, d. H. less expensive plant, the steam shrinkage and pressure reduction in the required time, according to the steam pressure specification when flowing through the Engine, even with different steam quantities set, so that one increased pressure difference between pressure build-up in the evaporator chamber and Druckab lowering and vapor pressure relaxation through expansion and transmission to one Compressor, with condensation drain over this, in combination so that a uniform final pressure for both a high pressure, medium pressure and low pressure turbine, or engine combination to increase efficiency, and heat transfer, without complex pipe insulation for local and / or district heating in the compressor circuit Allocation for building energy supply becomes possible.

example

Ausführung der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im nachfolgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described below described in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1 Im senkrechten Schnitt, in schematischer Darstellung eine Kondensierungs-Wärmetauscher- Vorrichtung 1, mit Behälterkammern 2 und 3, sowie Wärmetauscher- und Inneneinrichtung in dieser im Verbund mit Leitungsschema von Niedertemperatur Dampf-Kraftkreislauf-Führung und Wärmeträgerkreislaufführungen mit zugeordnetem Wärmetauscher, Expansionskammer, Pumpen- und Verdichtervorrichtung, sowie Arbeitsmedium-Zwischenspeicher 18, 19, im Einspeis- und Kondensierungsablauf Leitungsverbund. Fig. 1 in vertical section, in a schematic representation, a condensation heat exchanger device 1 , with container chambers 2 and 3 , and heat exchanger and interior equipment in this in conjunction with a wiring diagram of low-temperature steam power cycle guide and heat carrier circuit guides with assigned heat exchanger, expansion chamber, Pump and compressor device, as well as working medium intermediate storage 18 , 19 , in the feed and condensation drain line network.

Fig. 2 Eine schematische Darstellung und Wärmetauscher, sowie niedrig siedende Flüssigkeit und Niedertemperatur-Dampfführende Leitungsverbindung mit zugeordneten Verdichter Vorrich tungen, Wärmeträger-Anschlussverbindungen, im Leitungsverbund eingeordnete Wärme tauscher und Expansionskammern, sowie Kraftmaschinen und Pumpenzuordnung, sowie Wasser- und/oder Dampf-Zwischenspeicher und Wärmetauscherkammern mit Wärmeträger- zu- und ableitender Anschlussverbindung. Fig. 2 is a schematic representation and heat exchanger, as well as low-boiling liquid and low-temperature steam-carrying line connection with assigned compressor devices, heat transfer connection connections, heat exchangers and expansion chambers arranged in the line network, as well as engines and pump allocation, and water and / or steam intermediate storage and heat exchanger chambers with heat transfer and supply connections.

In der schematischen Darstellung, Fig. 1, ist im Schnitt in der Seitenansicht 2 Behälter- Kammern, 2 und 3 skizziert, wobei diese eine Kondensierungs-Wärmetauscher-Vorrichtung 1, mit eingeordneter Flüssigkeit, Wasser und Ammoniak-Füllung bis über die eingeordneten Wärmetauscher- und Dampfausdehnungsvorrichtungen 23 bis 25 haben. Über der Flüssig keitsfüllung einen Druckpolster aufnehmenden Kammerbereich 4, mit Ein- und Ausführenden Leitungsverbindungen, wobei in der Leitung, welche bis in den unteren Bereich der Flüssig keit im Kammerbereich 2, eintaucht und hier Einsprühdüsen 11 hat, in der leitungsführenden Verbindung Anschlüsse an eine Niederdruck-Kraftmaschinen-Vorrichtung 14 hat, sowie Leitungsanbindung 13, in Verbindung mit einer Mittel- und/oder Hochdruck-Kraftmaschine 15, hat und vom Dampfdruck-Polsterkammerbereich 4, Dampfdruck und Druckpolster in Behälter 3, diese über Leitung 9 Verbindung haben, wobei der Verbindung eine Schaltvorrichtung 61, sowie eine Abzweigleitung, mit im mittleren Teil des Kammerbereichs 3, hineinragende Führung mit Einsprühdüsen 12, hat und vom Dampfdruck-Polster über dem Flüssigkeitspegel im Kammerbereich 3 eine aus dem Kammerbereich führende Leitung 10, mit weiteren Verbin dungen über Schaltvorrichtung 62, 63, nach Verdichtervorrichtungen 48, 49, sowie im Behälter 3, hineinragende Leitungsverbund mit Ausdehnungs- und Wärmetauscher-Vorrichtungen 23, im nachfolgenden 24, und im weiteren Leitungsverbund mit 25, und von dieser über Leitungs verbindung zu den Verdichtervorrichtungen hat. In der Leitungsführung 10, ist eingeordnet eine Kraftmaschinen-Vorrichtung 39, mit Umgehungs-Schaltventil-Zuordnung. Von der Behälter kammer 2, besteht eine Leitungsverbindung 6, mit Wärmetauscher-Verbindung 35 und Umschalt- Steuerung und Zuleitung, der eine Kraftmaschine 38, eingeordnet ist, im weiteren Verbindungs leitungsverlauf zu der Hochdruck-Verdampferkammer-Vorwichtung 21, 22, ist eingeordnet eine Wärmetauscher-Vorrichtung 32, sowie eine Umgehungsleitung mit einer Pumpenvorrichtung 37. Eine weitere Arbeitsmedium führende Leitungsverbindung von der Hochdruck-Verdampfer- Kammer-Vorrichtung 21, 22, besteht über die Druckpumpe mit Wärmetauscher-Leitungsver bindung 20, in der weiterführenden Verbindung mit Ammoniak- und Wasser-Flüssigkeits- Zwischenspeicher 18 und über Leitungsverbindung 17, in den Flüssigkeitsoberbereich in der Behälter Kammer 3, wobei der Flüssigkeitsbereich der Behälter-Kammer 3, über Leitung 16 Verbindung mit dem Flüssigkeitsbereich in der Kammer 2 hat. Die Verdichter-Vorrichtung 38, 1 weist angedeutete Wärmetauscher-Anbindungen 29, mit nicht näher dargestellten Wärmeträger- Kreislauf, z. B. für die Heizungsversorgung auf, und in der weiterführenden Leitung von einem Ammoniak-Flüssig-Zwischenspeicher 19, wobei dieser weiterführende, nach außenführende Leitungen 46, als Anschluss für weitere Ammoniak-Flüssigkeitszuführungen aufweist und eine Pumpenvorrichtung 26 mit Leitungsführung in die Verdampferkammer Vorrichtung 27, 28, sowie über Abzweig-Leitung-Dampfvorrichtung 65, Einspeisleitungs-Führung für nachgeordnete Ver dampfer-Kammer-Vorrichtungen 27, 28, sowie 21, 22, weisen Wärmetauscher-Zuordnungen mit nicht näher dargestellten Anschlussverbindung 30,31, zu Wärmeträger-Kreislaufführung, sowie Anschluss-Leitungen zu der Kraftmaschinen-Vorrichtung 14 oder 15 auf, wobei diese eine mechanische, Energie weiterleitende Anbindung, vorzugsweise mit einem Generator haben. In der Skizze Fig. 2 ist schematisch dargestellt, Kondensierungs-Wärmetauscher-Vorrichtung 1, mit Leitungsführungen und Vorrichtungs-Zuordnung, wie Fig. 1 aufweist, wobei in der Ammoniak- Dampf- und Kondensierungs-Kreislaufführung zur Verdichter-Vorrichtung 48, 49, Wärmetauscher- und Verdampferkammer Anschlussverbindungen haben, mit Wärmetauscher-Einbindung und Wärmeträger-Kreislauf-Anbindung zu einem Wärmetausch-Warmwasser-Behälter 58, der wider rum Wärme übertragende Verbindung zu Wasserdampf-Wärmetauscher, Wärmespeicher-Zuord nungen 59, 60 hat und diese über Leitungsanschluss-Verbindung und Druckpumpen-Zuordnung 57, mit einer nicht näher dargestellten Wärmequelle haben. In the schematic illustration, FIG. 1, in section, in side view, 2 container chambers, 2 and 3 are sketched, these being a condensation heat exchanger device 1 , with arranged liquid, water and ammonia filling up to the arranged heat exchanger. and have steam expansion devices 23 to 25 . Above the liquid filling a pressure-absorbing chamber area 4 , with inlet and outlet pipe connections, being immersed in the line, which penetrates into the lower area of the liquid in the chamber area 2 and here has spray nozzles 11 , connections to a low pressure in the line-carrying connection - Engine device 14 has, as well as line connection 13 , in connection with a medium and / or high pressure engine 15 , and from the vapor pressure cushion chamber area 4 , steam pressure and pressure cushion in container 3 , these have line 9 , the connection has a switching device 61 and a branch line with a protruding guide in the central part of the chamber area 3 with spray nozzles 12 , and from the vapor pressure cushion above the liquid level in the chamber area 3 a line 10 leading from the chamber area, with further connections via switching device 62 , 63 , after compressor devices 48 , 4 9 , as well as in the container 3 , protruding line assembly with expansion and heat exchanger devices 23 , in the following 24, and in the further line assembly with 25, and from this via line connection to the compressor devices. An engine device 39 with bypass switching valve assignment is arranged in the line routing 10 . From the container chamber 2 , there is a line connection 6 , with heat exchanger connection 35 and changeover control and feed line, which is an engine 38 , arranged in the further connection line course to the high-pressure evaporator chamber pre-weighting 21 , 22 , a heat exchanger is arranged Device 32 and a bypass line with a pump device 37 . Another working medium leading line connection from the high-pressure evaporator chamber device 21 , 22 , is via the pressure pump with heat exchanger line connection 20 , in the further connection with ammonia and water-liquid intermediate storage 18 and via line connection 17 , in the Upper liquid area in the container chamber 3 , the liquid area of the container chamber 3 being connected via line 16 to the liquid area in the chamber 2 . The compressor device 38 , 1 has indicated heat exchanger connections 29 , with heat transfer circuit, not shown, z. B. for the heating supply, and in the continuing line from an ammonia-liquid buffer store 19 , which has further, outwardly leading lines 46 , as a connection for further ammonia-liquid feeds and a pump device 26 with a line in the evaporator chamber device 27 , 28 , and via branch line steam device 65 , feed line guide for downstream Ver evaporator chamber devices 27 , 28 , and 21, 22, have heat exchanger assignments with connection connections 30 , 31 , not shown, to heat transfer circuit management, and Connection lines to the engine device 14 or 15 , which have a mechanical, energy-transmitting connection, preferably with a generator. The sketch in FIG. 2 schematically shows a condensation heat exchanger device 1 with line routing and device assignment, as shown in FIG. 1, with the ammonia, steam and condensation circuit routing to the compressor device 48 , 49 having a heat exchanger - And evaporator chamber have connection connections, with heat exchanger integration and heat transfer circuit connection to a heat exchange hot water tank 58 , which in turn has a heat-transferring connection to water vapor heat exchanger, heat storage assignments 59 , 60 and this via line connection connection and pressure pump assignment 57 , with a heat source, not shown.

Function / Procedures

Von einer nicht näher dargestellten Wärmequelle, wird über Wärmeträger-Verbindungs- Leitungsanschluss 50, Wärme mit gehobenem Niveau, über Wärmetauscher 52, in einer Wärmetauscherkammer 51, Wärme z. B. von Wasserdampf an Ammoniakdampf übertragen und der Ammoniakdampf aufgeheizt. Die Ammoniak-Dampferzeugung erfolgt über Ammoniak-Verdampfung mit Einspeisung und Wärmezuführung in Verdampferkammer 21, 22, 27, 28, mit unterschiedlichem Druck- und Wärmeniveau, entsprechend Wärme zuführung. Die Verdampferkammern 21, 22, erhalten als Hoch- und Mitteldampfdruck- Kammern, Wärmezuführung über Wärmetauscher 31 oder direkter Wasserdampf-Zu- Strömung zur Verdampferkammer Vorrichtungen 21, 22, wobei dieser über Verbindung 50 und Wärmeträger-Kreislaufführung in und durch Wärmetauscherkammer 51 und im weiteren durch Wasserdampf-Speicher und Wärmetauscher-Kammer 59, 60, geleitet und diese Wärmeträger-Kreislaufführung über Wasser-Pumpenzuordnung 57 erfolgt. Die Niederdruck-Verdampferkammern 27, 28, erhalten Wärme über Mittel- und/oder Nieder temperatur, Wärmeträger-Kreislaufanbindung über Wärmetauscher 30 und 58. In die Ver dampferkammer Vorrichtungen 21, 22, wird Wasser- und Ammoniak als Arbeitsmedium gemisch über Druckpumpe 26 und Zwischenspeicher 18, aus der Kondensierungs-Vor richtung 1 zugeführt und bedarfsgesteuert, Flüssig-Ammoniak aus einem Ammoniak- Zwischenspeicher 19 eingespeist. In die Verdampferkammern 27, 28, wird zusätzlich zu dem Arbeitsmediumgemisch, aus Zwischenspeicher 18 Ammoniak und Zwischenspeicher 19, bedarfsgesteuert zugeführt und eingespeist. Von dem in die Mittel- und Hochdruck-Verdampferkammern eingespeistes Arbeitsmedium-Gemisch, wird durch gehobene Wärmezuführung das Ammoniak verdampft und vom Wasser getrennt. Das Wasser wird im Verdampfer im Bodenbereich angesammelt, und im Zyklus über Ventil, durch dem darüber befindlichen Ammoniak-Dampfdruck über Leitungsführung, arbeits wirksam, über Kraftmaschine 38, geleitet sowie vom Wärmetauscher 35, gekühlt und in die Kondensierungs-Wärmetauscher-Vorrichtung 1, als gekühltes Wasser zurückbefördert. Der in den Verdampferkammern erzeugte Ammoniak-Dampfdruck, wird im vorprogram mierten Arbeitszyklus, über Schalt-Vorrichtung gesteuert, aus den Verdampferkammern abgeleitet und entweder ganz oder teilweise, über Wärmetauscher mit zusätzlicher Wärme angereichert und arbeitswirksam über Hoch-Mittel- und Niederdruck-Kraftmaschinen- Vorrichtung 14, 15, arbeitswirksam mit nachfolgender Druckabsenkung in die Konden sierungs- und Wärmetauscher-Vorrichtung abgeleitet. In diesen teilweise kondensiert und teilweise mit abgesenktem Druckniveau zu den Verdichter-Vorrichtungen weiter geleitet. Mit der arbeitswirksamen Druckdifferenz, über Wasser oder Dampfdruck übertragen, wird von der oder den Kraftmaschinen 14, 15, 38, mechanische Energie für eine Arbeitsleistung z. B. Stromerzeugung oder Verdichter- und Druckpumpen-Antrieb abgeleitet. Die Dampfdruckent spannung in der Kondensierungs-Wärmetauscher Vorrichtung 1, erfolgt indem Ammoniak- Dampf über Einsprühdüsen 11, in das Flüssigkeitsgemisch Wasser-Ammoniak in der Be hälter Kammer 2, hineingedrückt, das Flüssigkeitsgemisch durchströmend, teilweise kondensiert und über dem Flüssigkeitsgemisch ein mit vorbestimmtem Druckniveau programmiertes Dampfpolster aufbauend, mit laufender Dampfzuführung und Weiterleitung erfolgt. Mit der Durchströmung durch die Flüssigkeitsmischung, wird ein wesentlicher Teil im Ammoniak-Dampf kondensiert, hierbei Wärme an das Flüssigkeitsgemisch über tragen, wobei aus diesem Wärme zu einem Anteil über Wärmetauscher 34, entzogen und an Wärmeträger Kreislauf übertragen wird. Vom Dampfpolster 4, über Behälterkammer 2, wird aus dem Dampfpolster über Leitung 9, mit Druckabsenkung der Dampf weitergeleitet, und über Schaltvorrichtung 61, dosiert, gesteuert, in das Dampfdruckpolster 4 der Behälter kammer 3 oder über Einsprühdüsen 12, zuerst in die Flüssigkeitsfüllung der Behälter kammer 3 eingeleitet, wobei hier ebenfalls ein Teil des Dampfes kondensiert und Wärme an die Flüssigkeit übertragen wird. Wärmeentzug aus dem Flüssigkeitsgemisch wird weiterhin über Wärmetauscher mit Wärmeträger Kreislaufführung durch Wärmetauscher 33, abgeleitet und ein Teil der Wärme über Dampfausdehnung, aus dem Flüssigkeitsgemisch entzogen. From a heat source, not shown, is via heat transfer connection line connection 50 , high-level heat, via heat exchanger 52 , in a heat exchanger chamber 51 , heat z. B. from water vapor to ammonia vapor and the ammonia vapor is heated. The ammonia vapor generation takes place via ammonia evaporation with feed and heat supply in the evaporator chamber 21 , 22 , 27 , 28 , with different pressure and heat levels, corresponding to heat supply. The evaporator chambers 21 , 22 , as high and medium vapor pressure chambers, heat supply via heat exchanger 31 or direct water vapor inflow to the evaporator chamber devices 21 , 22 , this via connection 50 and heat transfer circuit in and through heat exchanger chamber 51 and in the further through water vapor storage and heat exchanger chamber 59 , 60 , and this heat transfer circuit is carried out via water-pump assignment 57 . The low pressure evaporator chambers 27 , 28 receive heat via medium and / or low temperature, heat transfer circuit connection via heat exchangers 30 and 58 . In the evaporator chamber devices 21 , 22 , water and ammonia are mixed as a working medium via pressure pump 26 and intermediate storage 18 , fed from the condensation device 1 and controlled as required, liquid ammonia from an ammonia intermediate storage 19 is fed. In the evaporator chambers 27, 28, in addition to the working fluid mixture from latch 18 and latch 19 ammonia supplied on demand and fed. From the working medium mixture fed into the medium and high pressure evaporator chambers, the ammonia is evaporated and separated from the water by increased heat supply. The water is accumulated in the evaporator in the bottom region, and in the cycle via valve, through the ammonia vapor pressure above via piping, working effectively, via engine 38 , passed and cooled by heat exchanger 35 , and into the condensation heat exchanger device 1 , as chilled water returned. The ammonia vapor pressure generated in the evaporator chambers is controlled in the pre-programmed work cycle, controlled by a switching device, derived from the evaporator chambers and either wholly or partially, enriched with additional heat via heat exchangers and effective in terms of work via high-medium and low-pressure engine devices 14 , 15 , work effective with subsequent pressure reduction in the condensing and heat exchanger device derived. Partially condensed in these and partly passed on to the compressor devices at a reduced pressure level. With the work-effective pressure difference, transmitted via water or steam pressure, the one or more engines 14 , 15 , 38 , mechanical energy for a job z. B. power generation or compressor and pressure pump drive derived. The Dampfdruckent voltage in the condensation heat exchanger device 1 , takes place by ammonia steam through spray nozzles 11 , in the liquid mixture water-ammonia in the loading chamber 2 , pressed in, flowing through the liquid mixture, partially condensed and above the liquid mixture a programmed with a predetermined pressure level Building up steam cushion, with ongoing steam supply and forwarding. With the flow through the liquid mixture, a substantial part is condensed in the ammonia vapor, in this case transferring heat to the liquid mixture, some of which heat is withdrawn via heat exchanger 34 and transferred to the heat transfer circuit. From the steam cushion 4 , via container chamber 2 , is passed on from the steam cushion via line 9 , with pressure reduction of the steam, and metered, controlled via switching device 61 , into the steam pressure cushion 4 of the container chamber 3 or via spray nozzles 12 , first into the liquid filling of the containers chamber 3 initiated, here also a part of the steam condenses and heat is transferred to the liquid. Withdrawal of heat from the liquid mixture is furthermore carried out via heat exchangers with a heat transfer circuit through heat exchanger 33 , and part of the heat is extracted from the liquid mixture via steam expansion.

Dieser Wärmeentzug wird gesteuert über Schaltvorrichtung 66, in und durch die Wärmetauscher 23, 24, mit der Temperaturniveau- und Druckabsenkung im Dampf, welche durch die Ausdehnung entsteht. Durch die Dampftemperaturabsenkung wird Wärme über die Wärmetauscher aus dem Flüssigkeitsgemisch in den Behälterkammern 3, 2, entzogen und in den Dampf übertragen. Der Dampf wird im nachfolgenden Weiterleitungsverlauf über Schaltventile 63, 62, gesteuert, in und zu den Verdichter Vorrichtungen 48, 49, übertragen, verdichtet und über die Verdichtung die Temperatur angehoben, sowie über Wärmeabgabe der Dampf kondensiert, das Kondensat in der Kondensatführenden Leitung 46, zu Zwischenspeicher 19 und von diesem wieder in die Kreislaufführung weitergeleitet. Für die dosierte Verdichterversorgung mit Ammoniakdampf bei vorbestimmtem Druck und einer vorbestimmten Menge, ist in das Dampfpolster 4, Behälterkammer 3, eine weiterführende Leitung mit zugeordneten Schalt-Vorrichtungen 63, 62, 66, eingeordnet, worüber der Dampf gesteuert, mit mehr oder weniger Druck-Niveauabsenkung zu den Verdichtervorrichtungen abgeleitet werden kann. Die zu den Verdichter-Vorrichtungen führenden Ammoniakdampf- Leitungen und von diesem wieder zurückleitenden Kondensleitungen, können als Nah- oder Fernleitungen ausgeführt sein. In näheren oder auch mit entsprechenden Leitungsführungen im unmittelbaren Verdichterbereich, sind Wasser-Zwischenspeicher und Verdampferkammer 42, 43, eingeordnet, die eine Verbindung zu einem wasserführenden Wärmeträgerkreis 45 und über Schalt Vorrichtung mit einem weiteren Wärmeträgerkreis, sowie über Schalt- Vorrichtung 64, 65, mit dem Ammoniakdampf, sowie der Kondensat führenden Teilkreis verbindung haben. Über zugeordnete die zugeordneten Verdampferkammern in den wasserführenden Vorrichtungen 42, 43, wird Ammoniakdampf mit zusätzlicher Ver dampferwärme-Zuführung für die Verdichter-Vorrichtungen 48, 49, bedarfsgesteuert zugeliefert. Weiterhin wird über die Verdampferkammern und der wasserführenden Wärmeträgerkreislaufführung, Wärme nach Bedarf gesteuert, an die Umwelt oder sonstige wärmeabnehmende Stellen abgeleitet. Aus der Kondensierungs-Vorrichtung 1, wird über diese Wärmeableitung nach Bedarf der Wärmeträgerkreislaufführungs-Kühlprozess, gesteuert erhöht. 1 Kondensierungs-Wärmetäuscher-Vorrichtung
2 Großraum-Behälterkammer
3 Großraum-Behälterkammer
4 Dampfdruck-Polster-Kammer
5 Flüssigkeitsfüllung "Wasser-Ammoniakgemisch"
6 Verbindungs-Leitung
7 Verbindungs-Leitung
8 Verbindungs-Leitung
9 Rohr-Leitung
10 Rohr-Leitung
11 Einsprühdüsen
12 Einsprühdüsen
13 Entspannungsteilkreis-Leitung
14 Niederdruck-Kraftmaschine
15 Mitteldruck-Kraftmaschine
16 Mitteldruck-Kraftmaschine
17 Verbindungsleitung
18 Arbeitsmedium-Flüssigkeitsgemisch-, bzw. "Ammoniak-Wasser Zwischenspeicher
19 Niedrig siedend Flüssigkeits-, bzw. Ammoniak Zwischenspeicher
20 Druckpumpe mit Wärmetauscher-Leitungsverbindung
21 Hochdruck-Verdampferkammer-Vorrichtung
22 Hochdruck-Verdampferkammer-Vorrichtung
23 Dampf-Ausdehnungs- und Wärmetauscher-Vorrichtung
24 Dampf-Ausdehnungs- und Wärmetauscher-Vorrichtung
25 Dampf-Ausdehnungs- und Wärmetauscher-Vorrichtung
26 Einspeispumpe
27 Verdampferkammer-Vorrichtung
28 Verdampferkammer-Vorrichtung
29 Wärmetauscher-Vorrichtung zum Verdichter
30 Wärmetauscher-Vorrichtung zum Verdampfer
31 Wärmetauscher-Vorrichtung zum Verdampfer
32 Wärmetauscher-Vorrichtung
33 Wärmetauscher-Vorrichtung
34 Wärmetauscher-Vorrichtung
35 Wärmetauscher-Vorrichtung
36 Umgehungsleitung mit Schaltung
37 Umgehungsleitung mit Schaltung und Absaugpumpe
38 Kraftmaschine
39 Kraftmaschine
40 Umwälzpumpe
41 Umwälzpumpe
42 Wasser-Zwischenspeicher und Verdampferkammern
43 Wasser-Zwischenspeicher und Verdampferkammern
44 Schaltvorrichtung
45 Leitung
46 Leitung
47 Leitung
48 Verdichter-Vorrichtung
49 Verdichter-Vorrichtung
50 Verbindungs-Leitungsanschluss zur Wärmequelle
51 Wärmetauscherkammern
52 Wärmetauscher
53 Verbindungsleitung
54 Verbindungsleitung
55 Verbindungsleitung
58 Verbindungsleitung
57 Druckpumpe
58 Wärmetauscher-Warmwasser-Behälter
59 Wärmetauscher-Wasser-Wasserdampfspeicher
60 Wärmetauscher-Warmwasserspeicher
61 Schaltvorrichtung
62 Schaltvorrichtung
63 Schaltvorrichtung
64 Schaltvorrichtung
65 Schaltvorrichtung
This heat extraction is controlled by switching device 66 , in and through the heat exchangers 23 , 24 , with the temperature level and pressure drop in the steam, which is caused by the expansion. By lowering the steam temperature, heat is removed from the liquid mixture in the container chambers 3 , 2 via the heat exchangers and transferred into the steam. In the subsequent routing process, the steam is controlled via switching valves 63 , 62 , transferred into and to the compressor devices 48 , 49 , compressed, and the temperature is raised via the compression, and the steam is condensed via heat emission, the condensate in the condensate-carrying line 46 , to buffer 19 and forwarded from this back into the circuit. For the metered compressor supply with ammonia steam at a predetermined pressure and a predetermined amount, a further line with associated switching devices 63 , 62 , 66 is arranged in the steam cushion 4 , container chamber 3 , via which the steam is controlled with more or less pressure. Lowering of the level to the compressor devices can be derived. The ammonia vapor lines leading to the compressor devices and condensate lines leading back from them can be designed as local or long-distance lines. The intermediate water storage and the evaporator chamber 42 , 43 are arranged in closer or also with corresponding piping in the immediate compressor area, which connect to a water-carrying heat transfer circuit 45 and via a switching device with a further heat transfer circuit, as well as via switching device 64 , 65 the ammonia vapor, as well as the condensate leading circuit have connection. About assigned the assigned evaporator chambers in the water-carrying devices 42 , 43 , ammonia vapor with additional Ver evaporator heat supply for the compressor devices 48 , 49 , is supplied as required. Furthermore, heat is controlled as required via the evaporator chambers and the water-carrying heat transfer circuit, discharged to the environment or other heat-sinking points. From the condensing device 1 , the heat transfer circuit cooling process is increased in a controlled manner via this heat dissipation. 1 condensing heat exchanger device
2 large-capacity container chamber
3 large-capacity container chamber
4 vapor pressure cushion chamber
5 Liquid filling "water-ammonia mixture"
6 connecting line
7 connecting line
8 connecting line
9 pipe line
10 pipe line
11 spray nozzles
12 spray nozzles
13 Relaxation Pitch Circuit
14 low pressure engine
15 medium pressure engine
16 medium pressure engine
17 connecting line
18 working medium-liquid mixture, or "ammonia-water buffer
19 Low-boiling liquid or ammonia buffer
20 Pressure pump with heat exchanger line connection
21 High pressure evaporator chamber device
22 High pressure evaporator chamber device
23 Steam expansion and heat exchanger device
24 steam expansion and heat exchanger device
25 steam expansion and heat exchanger device
26 feed pump
27 Evaporator chamber device
28 Evaporator chamber device
29 Heat exchanger device for the compressor
30 heat exchanger device for the evaporator
31 Heat exchanger device for the evaporator
32 heat exchanger device
33 heat exchanger device
34 heat exchanger device
35 heat exchanger device
36 Bypass line with circuit
37 Bypass line with circuit and suction pump
38 engine
39 engine
40 circulation pump
41 Circulation pump
42 intermediate water storage and evaporator chambers
43 Temporary water storage and evaporator chambers
44 switching device
45 line
46 line
47 line
48 compressor device
49 compressor device
50 Connection line connection to the heat source
51 heat exchanger chambers
52 heat exchangers
53 connecting line
54 connecting line
55 connecting line
58 connecting line
57 pressure pump
58 heat exchanger hot water tank
59 Heat exchanger water-steam storage
60 heat exchanger hot water tank
61 switching device
62 switching device
63 switching device
64 switching device
65 switching device

Claims

1. Process for converting heat into mechanical energy, a low-boiling working medium being fed into one or more evaporator chambers with an elevated pressure level, with heat being supplied via the evaporator chamber wall, the working medium expanding in this with the heat absorption from the liquid to the gaseous state, generating pressure with a predetermined vapor pressure level via expansion. Switching device and line routing controlled in and by an engine to perform work on them from a high to a low pressure level by reducing the working medium by shrinking the working medium via heat dissipation and condensation drain in a condensation chamber when heat is dissipated via the chamber heat exchanger wall to a heat transfer circuit and condensate discharge from the condensation chamber by retransfer with pump action in the evaporator chamber, whereby in the work cycle cycle steam pressure and pressure reduction via heat absorption and release with switching gs- and control sequence of a control center, with the impulse of heat-pressure liquid sensors in the plant devices is effectively controlled, characterized in that with the addition of a mixture of low-boiling working medium, preferably ammonia and a higher-boiling liquid, preferably water, the liquid mixture fed into at least one high-pressure and / or medium-pressure evaporator chamber ( 15 ) and, as required, a portion of the low-boiling working medium is also fed into the evaporator chamber and heat is supplied from outside via heat-inert circuit connection, and the low-boiling working medium condensate from the Absorbs liquid mixture, the low-boiling condensate evaporates to generate pressure, and the higher-boiling liquid fraction "water" from the liquid mixture in the lower evaporator area and conducts via line ( 6 ) into the liquid Eits filling the large container chamber ( 2 ) transported and the steam with a predetermined elevated pressure level from the evaporator chambers ( 21 ) ( 22 ) via the line of work-effective engine device ( 15 ) passed, with a predetermined pressure level reduction from this via introduction under the surface of the liquid filling in Pressed in at least one open-space container chamber ( 2 ), with partial steam condensation in this and partial pressure cushion ( 4 ) above the liquid level, with continuous steam discharge, with predetermined pressure-reducing guidance through expansion heat exchangers ( 23 ) ( 24 ) ( 25 ) and the resulting temperature level lowering Expansion control with simultaneous heat transfer from the liquid filling of the container chambers, via the heat exchanger walls for steam transfer to at least one compressor device with steam condensation drain via compression and heat removal -Outflows with condensate transfer to the condensate collector ( 25 ) and via compressor, with drive energy supply and circular working medium conduits ( 26 ) with low-boiling working medium condensate routing via / and piping ( 19 ) with infeed drains via conduit in a divided working circuit ( 13 ) ( 16 ) and ( 6 ) with two-part condensation circuit ( 12 ) ( 8 ) in the work cycle absorbing heat, giving off heat, passed through heat exchangers, controlled effectively.

2. The method according to claim 1, characterized in that from one or more evaporator chambers ( 21 ) ( 22 ) with heat supply from the outside via heat exchanger connection, heat is metered in via the pressure pump and line ( 20 ) into the evaporator chamber, a working medium mixture, preferably water and Ammonia is sprayed in, the liquid portion of water in the evaporator chamber is temporarily stored in the floor area, the portion of low-boiling liquid ammonia is converted to vapor pressure with continuous heat supply and controlled by demand from an intermediate store ( 19 ) and switching valve ( 20 ), ( 65 ), additionally metered in low-boiling liquid the evaporator chambers is sprayed into it. The steam pressure in this increases to a predetermined level, with the steam being pressurized, the temporarily stored liquid in the cycle from one or more evaporator chambers via line routing ( 6 ), flowing through the heat exchanger device ( 35 ), engine ( 38 ), and passed to the container chamber () 2 ) conveyed back into the liquid by spraying it in and subsequently the steam in the cycle from the or the evaporator chambers in the predetermined steam pressure, partially reheated, the steam having a working effect via engine devices ( 14 ), ( 15 ), in the continuation via relaxation -Teilkreis ( 13 ), expanding pressure drop in the container chamber 2 , fed through spray nozzles under the liquid surface in this, with heat release to the liquid, the steam condenses at least partially with heat release into the liquid, the condensate with the water forming a liquid mixture, ü Via overflow line, forwarded, the liquid mixture in the container chamber via heat exchangers in this, heat removed, conveyed as a liquid mixture through line ( 16 ) from the container chamber ( 2 ) into the container chamber ( 3 ), via heat exchanger devices in this, further Extracted heat from the liquid mixture, the liquid mixture is fed via connection ( 17 ), into the intermediate store ( 18 ) and from these via pumps acting cycle for renewed work in the evaporator device.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the steam in the controlled working cycle of the evaporator chambers via the engine device ( 14 ), ( 15 ), effectively directed to work, via the line and in this arranged spray nozzles ( 11 ), ( 12 ) below the surface of the liquid filling in the container chambers ( 2 ) and ( 3 ), lowering, pressure and heat level relaxing, with a portion of non-condensing steam after flowing through the liquid forming via these steam pads ( 4 ) and ( 3 ), further lowering of steam pressure via steam -Extension management with low vapor pressure and heat transfer in and through the heat exchanger device ( 23 ), ( 24 ) and ( 25 ), extracting heat from the liquid mixture in the further line ( 8 ) and associated control valves ( 63 ) and ( 62 ) and line routing ( 47 ) the uncondensed steam portion to one or more compressor devices ( 48 ) and ( 49 ), derived according to the program specification, compressed via this, via the compression process and heat dissipation from the compressor devices, via condensate-carrying line ( 46 ) in the condensate buffer ( 19 ) in a liquefied form, or is stored temporarily.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that on demand, increased ammonia vapor feed, controlled via line (9) of vapor cushion (4), the container chamber (2), via valves (61), in vapor pressure pad (4), container chamber ( 3 ), conducted, demand-controlled from this, via line ( 10 ), valve ( 62 ), and line routing ( 47 ), to one or more compressor devices ( 48 ), ( 49 ).

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that low-temperature heat in with ammonia vapor, via local or remote heat transfer circuit, line routing ( 47 ) to one or more compressors ( 48 ), ( 49 ) with Vapor compression passed through this with condensate-draining guide from the compressor, via line ( 46 ) and control device ( 65 ), ( 64 ) to one or more intermediate water stores ( 42 ), ( 43 ), with condensate feed into the assigned evaporator chambers he follows. In the evaporator chambers via further circulation ( 44 ), ( 45 ), and assigned heat exchangers, heat is fed in and steam is derived from the evaporator, transferred to the compressor circuit and condensate with condensate heat dissipation as required, the ammonia steam into the circuit ( 8 ), ( 47 ) Increasing capacity, is fed via switching devices, controlled according to the program.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that heat is removed from the water circuit with associated heat exchangers ( 33 ), ( 34 ), the liquid filling in the container chamber, ( 2 ), ( 3 ), heat, via a circulation pump ( 40 ) controlled, heat in the intermediate storage ( 42 ), ( 43 ), transferred and, if necessary, switching via switching device ( 44 ), with water-heat transfer circuit, heat is dissipated to the environment or from the heat exchanger hot water tank ( 58 ), and heat is supplied the heat exchanger and evaporator chambers ( 42 ), ( 43 ) is derived or passed on.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that with circuit program control specification via steam circuit guidance to the compressor and previous vapor pressure relaxation in the heat exchanger ( 23-25 ) and the water-heat carrier circuit management with heat exchanger assignment ( 33 ), ( 34 ) in the container chambers ( 2 ), ( 3 ) at a predetermined heat and pressure level with heat exchanger and evaporator circuit ( 45 ), as well as water pressure partial circuit with heat dissipation, via heat exchanger ( 35 ), and labor-efficient water flow partial circuit ( 6 ), with water return to the condensation heat exchanger device ( 1 ), condensate mixture and heat removed, water and steam supplied and via switching devices and pumps, as well as evaporators and compressors, heat extraction and heat supply in the container chamber ( 2 ), in or above 4 ° C range , as well as in the container chamber ( 3 ), in the upper liquid ts range controlled a temperature level below or 4 ° C range is generated.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that heat supply via heat exchanger ( 52 ) with feed into at least one steam pressure working group, in a heat exchanger chamber ( 51 ), through water vapor flow in this, with heat supply via connection ( 50 ) and Transfer via heat transfer medium ( 53 ) into a heat exchanger-water vapor storage ( 59 ) and water-water vapor transferring connection ( 54 ), into a heat exchanger-hot water intermediate storage ( 60 ) and transfer via line and pressure pump ( 57 ), Water is diverted, circulated to and from a heat source and discharged via a heat exchanger circuit ( 31 ), heat into the evaporator chambers ( 21 ), ( 22 ), and a working medium, water and / or ammonia steam pressure, in a controlled manner, the steam is reheated via heat exchangers ( 52 ), used in a work-efficient manner by means of a machine and expansion relaxation Partition circle ( 13 ) is derived.

9. The device for carrying out the method according to claims 1-9, characterized in that arranged in a steam power cycle condensation heat exchanger device ( 1 ), one or more container chambers ( 2 ), ( 3 ), in these a low-boiling working medium and water -Liquid mixture, with steam expansion and heat exchanger devices ( 23 ), ( 24 ), ( 25 ) arranged in these, as well as expansion partial circuit connection ( 13 ), ( 16 ), and line connection to the circuit guide ( 8 ), ( 47 ), with steam working medium guidance in one or more compressor devices ( 48 ), ( 49 ), as well as condensate and heat transfer circuit integration with switching valve and pump assignments, partial circuit connections to and from evaporator devices ( 21 ), ( 22 ), ( 27 ), and line connection with engine devices ( 15 ), ( 14 ) and ( 38 ).

10. Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that in the container chambers ( 2 ), ( 3 ), a chamber area with liquid filling ( 5 ), preferably water and ammonia-liquid mixture, and above the liquid filling a steam chamber area ( 4 ) , line connecting steam chamber areas ( 9 ) and a liquid area connecting line ( 16 ), and from the steam chamber area ( 4 ), further line ( 10 ), with switching valve assignments ( 62 ), ( 63 ) and connection ( 66 ), and heat exchanger ( 23 ), ( 24 ), ( 25 ), with switching valve ( 66 ) in the steam supply line to these and further line ( 8 ).

11. Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that in the liquid filling of the condensation heat exchanger device arranged heat exchangers ( 33 ), ( 34 ), circuit-leading connection connections and via this, circuit-leading connection with heat exchanger in water intermediate storage with assigned evaporator chamber ( 42 ), ( 43 ) and further circuit connections with switching device ( 44 ).

12. Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that, a condensing device ( 1 ) a plurality of large-volume container chambers ( 2 ), ( 3 ) with heat exchanger assignment, as well as liquid filling and in these spray nozzles ( 11 ), with line connection ( 13 ), from the outside as well as spray nozzles ( 12 ) and line connection between several steam cushion chamber areas ( 4 ), with at least one switching device ( 61 ).