DE102007006512B4 - Method and device for energy storage and for controlled, low-loss heat energy conversion - Google Patents

Method and device for energy storage and for controlled, low-loss heat energy conversion Download PDF

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Abstract

Emissionsfreies und zyklisches, geschlossenes Verfahren zum Speichern von Energie, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Zuführen einer Wärmeenergie Q von einem ersten beliebigen Wärmereservoir zu einem Wärmekollektor; b) Separieren eines Speichermediums in mindestens zwei Komponenten mittels der zugeführten Wärmeenergie Q; c) Abgabe einer Wärmemenge, enthaltend den Entropieterm an ein zweites Wärmereservoir, das eine niedrigere Temperatur als das erste Wärmereservoir aufweist; d) Speichern der übrigen Energie in Form der mindestens zwei separierten Komponenten bzw. Arbeitsmedien; e) Aufbau einer Druckdifferenz zwischen den separierten Komponenten, wobei durch Erwärmen über den Siedepunkt einer Komponente sich der Druckunterschied erhöhen lässt; f) Entspannung der verdampften Komponente in einem Energiewandler, vorzugsweise einer Dampfmaschine oder einer Dampfturbine; g) Kondensation der verdampften Komponente in der zweiten Komponente des Speichermediums, wodurch die Kondensationswärme und die Lösungswärme freigesetzt werden; h) Verwendung der Kondensationswärme und der Lösungswärme bei der Erwärmung der zwei separierten Komponenten bei Schritt e); und i) Zurückführung des rekombinierten Speichermediums zum Wärmekollektor bei Schritt a); j) Nutzung der nach Schritt d) gespeicherten Energie in Form von Wärme durch Zurückführung der separierten Komponenten wobei als Speichermedium ein geeignetes dynamisches reversibles Gleichgewichtssystem verwendet wird.An emission-free and cyclic closed-loop method of storing energy, characterized in that the method comprises the steps of: a) supplying a heat energy Q from a first arbitrary heat reservoir to a heat collector; b) separating a storage medium into at least two components by means of the supplied heat energy Q; c) releasing an amount of heat containing the Entropieterm to a second heat reservoir having a lower temperature than the first heat reservoir; d) storing the remaining energy in the form of the at least two separated components or working media; e) establishing a pressure difference between the separated components, wherein by heating above the boiling point of a component, the pressure difference can be increased; f) relaxing the vaporized component in an energy converter, preferably a steam engine or a steam turbine; g) condensing the vaporized component in the second component of the storage medium, thereby liberating the heat of condensation and the heat of solution; h) using the heat of condensation and the heat of solution in the heating of the two separated components in step e); and i) returning the recombined storage medium to the heat collector at step a); j) Use of the energy stored after step d) in the form of heat by recycling the separated components using a suitable dynamic reversible equilibrium system as the storage medium.

Description

GEGENSTAND DER ERFINDUNGSCOPE OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Verfahren zur Energiespeicherung und zur gesteuerten Wärmeenergieumwandlung sowie Vorrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren. Insbesondere betrifft die Erfindung Verfahren und Vorrichtungen zur Energiespeicherung bei der Gewinnung erneuerbarer Energien, wie z. B. Solar- und Windenergie, um überschüssige Energie zu speichern und bei Bedarf wieder freizugeben, sowie zur Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie bzw. elektrische Arbeit. Dabei wird Wärmeenergie aus beliebigen Wärmequellen verwendet, wobei auch alternative Energien bzw. Energiequellen zum Einsatz kommen können. Die Temperatur der Wärmequelle kann dabei auch unterhalb des Gefrierpunkts des Wassers liegen, insofern ein weiteres, kälteres Wärmereservoir zur Verfügung steht.The present invention generally relates to methods of energy storage and controlled thermal energy conversion, and to apparatus for performing these methods. In particular, the invention relates to methods and devices for energy storage in the production of renewable energy, such. As solar and wind energy to store excess energy and release it again when needed, as well as for the conversion of heat energy into mechanical energy or electrical work. In this case, heat energy from any heat sources is used, whereby alternative energy or energy sources can be used. The temperature of the heat source can also be below the freezing point of the water, insofar as another, colder heat reservoir is available.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Energie wird heutzutage aus fossilen Brennstoffen (Erdöl, Erdgas, Kohle), aus Kernenergie, Wasserkraft oder auch aus den sogenannten regenerativen Energien (Windenergie, Solarenergie, Biogas, Erdwärme usw.) ”gewonnen”. Kraftfahrzeuge, Schiffe und Flugzeuge werden fast ausschließlich mit fossilen Brennstoffen betrieben. Bei der sogenannten regenerativen Energiegewinnung ist eine kontinuierliche Energieentnahme nicht gewährleistet, wie beispielsweise im Fall von Stürmen und Windflauten bei Windkraftwerken oder im Fall von trübem Wetter oder Dunkelheit bei Solaranlagen.Today, energy is "extracted" from fossil fuels (oil, natural gas, coal), from nuclear energy, hydropower or even from the so-called regenerative energies (wind energy, solar energy, biogas, geothermal energy, etc.). Motor vehicles, ships and aircraft are almost exclusively powered by fossil fuels. In the so-called regenerative energy production a continuous energy extraction is not guaranteed, such as in the case of storms and wind surges in wind power plants or in the case of cloudy weather or darkness in solar systems.

In modernen Wärmekraftwerken wird Wasserdampf mit hoher Temperatur und hohem Druck erzeugt, der sich dann in einer Dampfmaschine oder Dampfturbine entspannt. Dabei wird Arbeit verrichtet und der Dampf kühlt sich ab.In modern thermal power plants, high temperature, high pressure steam is generated which then relaxes in a steam engine or steam turbine. Work is done and the steam cools down.

Der Wirkungsgrad η einer Wärmekraftmaschine lässt sich folgendermaßen bestimmen:

Figure DE102007006512B4_0002
mit

Tk
Temperatur des unteren (kalten) Wärmereservoirs bzw. Wärmebehälters
Tw
Temperatur des oberen (warmen) Wärmereservoirs bzw. Wärmebehälters.
The efficiency η of a heat engine can be determined as follows:
Figure DE102007006512B4_0002
With
T k
Temperature of the lower (cold) heat reservoir or heat tank
T w
Temperature of the upper (warm) heat reservoir or heat tank.

Mit Θk = Tk – 273 = 10°C und Θw = Tw – 273 = 170°C ergibt sich beispielsweise ein theoretischer Wirkungsgrad von 36%. Der Rest (64%) bleibt ungenutzt und fällt als Abwärme an. Bei Vergrößerung der Temperaturdifferenz verbessert sich der Wirkungsgrad; ein Wirkungsgrad von 100% ist jedoch prinzipiell nicht erreichbar. Die eingespeiste Energie E besteht somit aus vollständig umwandelbarer Energie, der sogenannten Exergie EE, und aus nichtumwandelbarer Energie, der sogenannten Anergie EA: E = EE + EA. (Gl. 2) With Θ k = T k - 273 = 10 ° C and Θ w = T w - 273 = 170 ° C results, for example, a theoretical efficiency of 36%. The remainder (64%) remains unused and accumulates as waste heat. As the temperature difference increases, the efficiency improves; However, an efficiency of 100% is not achievable in principle. The injected energy E thus consists of completely convertible energy, the so-called exergy E E , and non-convertible energy, the so-called anergy E A : E = E E + E A. (Equation 2)

In der Thermodynamik wird statt des Begriffs Anergie EA die Wärmemenge TdS benutzt, die mitunter auch als Entropieterm bezeichnet wird. Die Entropie S beschreibt die Qualitätsminderung von Energie, das aber wenig anschaulich ist, sodass hier weiterhin von Anergie gesprochen werden wird.In thermodynamics, instead of the term anergy E A, the amount of heat TdS is used, which is sometimes also referred to as entropy term. The entropy S describes the reduction in quality of energy, which is not very descriptive, so that here continues to be spoken of anergy.

Wie das vorstehende Beispiel zeigt, ist die Energieumwandlung von Wärme in mechanische Arbeit durch Zwangsanfall von Anergie mit einem schlechten Wirkungsgrad behaftet. Darüber hinaus wird die Umwelt durch beträchtliche Mengen an Kohlendioxid, ggf. Schwefeldioxid, und andere Umweltgifte oder radioaktive Stoffe verschmutzt bzw. geschädigt, die bei der Erzeugung anfallen.As the above example shows, the energy conversion of heat into mechanical work by forcing anergy is associated with poor efficiency. In addition, the environment is polluted or damaged by significant amounts of carbon dioxide, possibly sulfur dioxide, and other environmental toxins or radioactive substances that are generated during production.

Bekannt ist auch die ”chemische Speicherung” von elektrischer Energie, wie das z. B. in Akkumulatoren der Fall ist. Der Bleiakkumulator ist wohl der am weitesten verbreitete elektrische Speicher. Die recht komplexen Elektrodenvorgänge lassen sich vereinfacht folgendermaßen darstellen:

Figure DE102007006512B4_0003
Also known is the "chemical storage" of electrical energy, such as the z. B. in accumulators is the case. The lead-acid battery is probably the most widespread electrical storage. The quite complex electrode processes can be simplified as follows:
Figure DE102007006512B4_0003

Technisch wird das Prinzip so umgesetzt, dass eine Bleielektrode und eine Bleidioxid-Elektrode in Schwefelsäure eintauchen. Beim Schließen des Stromkreises wird elektrische Energie frei, die zum Verrichten von Arbeit nutzbar gemacht werden kann (ΔH0 = –506,2 kJ/mol). Es bildet sich unlösliches Blei-(II)-Sulfat. Zur Wiederaufladung muss an die Elektroden eine äußere Spannung von mehr als 0,3588 + 1,6913 = 2,0501 V angelegt werden, um die chemischen Prozesse gemäß den Gleichungen 3 und 4 umzukehren, sodass insgesamt gemäß Gleichung 5 das Bleisulfat wieder in Blei und Bleidioxid verwandelt wird.Technically, the principle is implemented so that a lead electrode and a lead dioxide electrode immersed in sulfuric acid. When closing the circuit, electrical energy is released, which can be harnessed to perform work (ΔH 0 = -506.2 kJ / mol). It forms insoluble lead (II) sulfate. For recharging, an external voltage of more than 0.3588 + 1.6913 = 2.0501 V must be applied to the electrodes to reverse the chemical processes according to equations 3 and 4, so that in total the lead sulphate returns to lead and according to equation 5 Lead dioxide is transformed.

Der Bleiakkumulator erzeugt keine elektrische Energie, d. h. die dem Akkumulator entnommene Energie muss vorher erst als elektrische Energie eingespeist werden. Aufgrund des elektrischen Widerstandes gehen zwangsläufig beträchtliche Mengen an Energie beim Laden und Entladen des Akkumulators verloren.The lead-acid battery does not generate electrical energy, i. H. the energy taken from the accumulator must first be fed in as electrical energy. Due to the electrical resistance, considerable amounts of energy are inevitably lost when charging and discharging the battery.

Mit Ausnahme der Kernenergie sowie der Erdwärme stammt letztendlich jede Energieform, die auf der Erde genutzt wird, unmittelbar oder mittelbar von der Sonne. Jedoch steht die Energie der Sonne nicht kontinuierlich zur Verfügung, denn nachts sowie im Winter muss auf Energiespeichersysteme zurückgegriffen werden.With the exception of nuclear energy and geothermal energy, every form of energy used on Earth ultimately comes directly or indirectly from the sun. However, the energy of the sun is not continuously available, because at night and in winter energy storage systems must be used.

Das deutsche Patent Nr. 695 10 821 T2 beschreibt ein Kühl- und/oder Heizsystem für einen Absorptionszyklus. Das Kühl- und/oder Heizsystem enthält ein fließendes Arbeitsmedium, das im Wesentlichen aus einer wässrigen Lösung mit 30 bis 80 Gew.-% Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder Gemischen davon besteht, und zur Erhöhung der Rate der Wasserdampfsorption des fließenden Arbeitsmediums aus einer effektiven Additivmenge zwischen 2 und 5000 ppm, bezogen auf das Gewicht eines primären, sekundären oder tertiären aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Amins.The German Patent No. 695 10 821 T2 describes a cooling and / or heating system for an absorption cycle. The cooling and / or heating system contains a flowing working medium consisting essentially of an aqueous solution containing 30 to 80% by weight of sodium hydroxide, potassium hydroxide or mixtures thereof and increasing the rate of water vapor sorption of the flowing working medium from an effective amount of additive between 2 and 5,000 ppm, based on the weight of a primary, secondary or tertiary aliphatic, cycloaliphatic or aromatic amine.

Das US-Patent Nr. 4 823 864 beschreibt ein System zum Speichern chemischer Energie. Das System umfasst ein erstes und ein zweites Behältnis. Das erste Behältnis enthält eine flüssige Lösung aus Ammoniumhalid oder Thiozyanat, Alkali oder einem basischen Erdmetall-Halid, Hydroxid oder Thiozyanat oder Gemische davon, und zwar mit einer Anfangskonzentration von etwa 30% und etwa 80%. In dem zweiten Behälter befindet sich eine Flüssigkeit, und zwar vorzugsweise Wasser, obgleich Ammoniak und Ammoniak-Wassergemische für Anwendungen bei niedriger Temperatur verwendbar sind. Oberhalb der Flüssigkeit in den Behältnissen ist jeweils ein Bereich, und eine Verbindungsleitung kommuniziert mit diesen Räumen über ein Ventil, um Dampf wahlweise zu erlauben, zwischen den Bereichen zu passieren. Das System umfasst ferner eine Heizeinrichtung, um die flüssige Lösung auf eine Temperatur von über etwa 26°C zu erwärmen, eine Kühleinrichtung, um die flüssige Lösung auf eine Temperatur von etwa 12°C zu kühlen, sowie einen Wärmeaustauscher, um die Wärme von der erwärmten flüssigen Lösung auf die gekühlte Flüssigkeit zu übertragen.The U.S. Patent No. 4,823,864 describes a system for storing chemical energy. The system comprises a first and a second container. The first container contains a liquid solution of ammonium halide or thiocyanate, alkali or a basic earth metal halide, hydroxide or thiocyanate or mixtures thereof, with an initial concentration of about 30% and about 80%. In the second container is a liquid, preferably water, although ammonia and ammonia-water mixtures are useful for low temperature applications. Above the liquid in the containers is a respective area, and a connecting pipe communicates with these spaces via a valve to selectively allow steam to pass between the areas. The system further includes a heater to heat the liquid solution to a temperature above about 26 ° C, cooling means to cool the liquid solution to a temperature of about 12 ° C, and a heat exchanger to remove heat from the liquid heated liquid solution to transfer the cooled liquid.

Das US-Patent Nr. 4 614 605 beschreibt eine Wasserdampf absorbierende Zusammensetzung, die Caesiumhydroxid enthält und die in Prozessen und Vorrichtungen, bei denen in Absorptionszyklen Wärme gepumpt wird, nützlich ist. Wenn die Zusammensetzung mindestens entweder mit KOH oder NaOH kombiniert wird, ermöglicht das Absorbens außergewöhnlich hohe Anstiege der Wärmetemperatur, obgleich die Temperatur zu Beginn bei niedriger Umgebungstemperatur liegt. Mit Standardkonstruktionsmaterialen und unter Verwendung gewöhnlicher Korrosionsschutzmittel werden akzeptable niedrige Korrosionsraten erreicht.The U.S. Patent No. 4,614,605 describes a water vapor absorbing composition containing cesium hydroxide which is useful in processes and apparatus in which heat is pumped in absorption cycles. When the composition is combined with at least one of either KOH or NaOH, the absorbent allows exceptionally high rises in the heat temperature, although the initial temperature is at a low ambient temperature. With standard construction materials and using common corrosion inhibitors, acceptable low corrosion rates are achieved.

Das US-Patent Nr. 340,718 beschreibt die Erzeugung von Dampf zum Antrieb von Dampfmaschinen. Die Dampfmaschinen werden durch die Wärme angetrieben, die durch die Absorption von Wasserdampf durch Einleiten in eine Flüssigkeit mit hohem Siedepunkt entsteht, wie eine Lösung aus Natronlauge.The U.S. Patent No. 340,718 describes the generation of steam for driving steam engines. The steam engines are powered by the heat generated by the absorption of water vapor by passing it into a high boiling point liquid, such as a solution of caustic soda.

Das US-Patent Nr. 3 147 744 beschreibt ein Dampfkraftwerk, das Wärmeenergie in mechanische Energie umwandelt. Das thermische Kraftwerk ist in ein Dampfturbinenkraftwerk integriert, dergestalt, dass Wasser durch Wärmeaustausch erhitzt wird, und zwar durch ein in Zirkulation gesetztes Medium, das durch eine Verbrennungseinrichtung erhitzt wird. Das Wärmeaustauschmedium kann durch die Heizeinrichtung und den Kühlkörper zirkuliert werden, um Wärme zu speichern, oder es kann durch den Kühlkörper und den Kessel des Dampfkraftwerks zirkuliert werden, um die Turbine auszutreiben, wenn keine Luft zur Verbrennung zur Verfügung steht.The U.S. Patent No. 3,147,744 describes a steam power plant that converts thermal energy into mechanical energy. The thermal power plant is integrated with a steam turbine power plant such that water is heated by heat exchange through a circulating medium heated by a combustion device. The heat exchange medium may be circulated through the heater and the heat sink to store heat, or it may be circulated through the heat sink and boiler of the steam power plant to drive off the turbine when no air is available for combustion.

Das deutsche Patent Nr. 24993 beschreibt die Verwendung von Ätznatron oder Ätzkali zur Absorption von Maschinenabdampf und die Benutzung der hierbei freiwerdenden Wärme, um gespannten Dampf zu erzeugen. The German Patent No. 24993 describes the use of caustic soda or caustic potash for absorbing engine exhaust steam and utilizing the heat released thereby to generate strained steam.

Das deutsche Patent Nr. 26234 beschreibt die Verwendung von Ätzkalien, Chlorcalcium und anderen Salzen, deren Lösungen einen hohen Siedepunkt haben, um Maschinendampf zu absorbieren und die hierbei freiwerdende Wärme zum Entwickeln gespannter Dämpfe zu benutzen.The German Patent No. 26234 describes the use of caustic, chloro-calcium and other salts whose solutions have a high boiling point to absorb engine steam and use the heat released to develop stressed vapors.

Ziel der Erfindung ist es, eine bedeutende Lücke zur kontinuierlichen Energieabgabe bei Gewinnung erneuerbarer Energie (wie z. B. Solar- und Windenergie) zu schließen, und zwar durch Speicherung überschüssiger Energie, die bei Bedarf wieder freigeben wird, sowie zur Wärmeenergieumwandlung in mechanische bzw. elektrische Arbeit relativ kalter Wärmequellen, die derzeit nicht genutzt werden können.The aim of the invention is to close a significant gap for the continuous release of energy in the production of renewable energy (such as solar and wind energy), by storing excess energy, which will be released when needed, as well as for heat energy conversion into mechanical or Electrical work of relatively cold heat sources that can not be used at present.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Das erfindungsgemäße zyklische und emissionsfreie Verfahren zum Speichern von Energie und zur Umwandlung dieser Energie in mechanische bzw. elektrische Energie besteht im Wesentlichen darin, durch ein geeignetes dynamisches Gleichgewichtssystem Wärmeenergie zu speichern und/oder in mechanische bzw. elektrische Arbeit umzuwandeln.The cyclic and emission-free method according to the invention for storing energy and converting this energy into mechanical or electrical energy consists essentially of storing thermal energy by means of a suitable dynamic equilibrium system and / or converting it into mechanical or electrical work.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein emissionsfreies und zyklisches Verfahren zum Speichern von Energie bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Zuführen einer Wärmeenergie Q von einem ersten beliebigen Wärmereservoir zu einem Wärmekollektor; b) Separieren eines Speichermediums in mindestens zwei Komponenten mittels der zugeführten Wärmeenergie Q; c) Abgabe einer Wärmemenge, enthaltend den Entropieterm, an ein zweites Wärmereservoir, das eine niedrigere Temperatur als das erste Wärmereservoir aufweist; und d) Speichern der übrigen Energie in Form der mindestens zwei separierten Komponenten, im Text auch Arbeitsmedien genannt.According to a first aspect of the invention there is provided an emission-free and cyclic method of storing energy, the method comprising the steps of: a) supplying a heat energy Q from a first arbitrary heat reservoir to a heat collector; b) separating a storage medium into at least two components by means of the supplied heat energy Q; c) delivering a quantity of heat, including the Entropieterm, to a second heat reservoir, which has a lower temperature than the first heat reservoir; and d) storing the remaining energy in the form of the at least two separated components, also called working media in the text.

Optional kann das Verfahren ferner die folgenden weiteren Schritte umfassen: e) Aufbau einer Druckdifferenz zwischen den separierten Komponenten, wobei durch Erwärmen über den Siedepunkt einer Komponente sich der Druckunterschied erhöhen lässt; f) Entspannung der verdampften Komponente in einem Energiewandler, vorzugsweise einer Dampfmaschine oder eine Dampfturbine; g) Kondensation der verdampften Komponente in der zweiten Komponente des Speichermediums, wodurch die Kondensationswärme und die Lösungswärme freigesetzt werden; h) Verwendung der Kondensationswärme und der Lösungswärme bei der Erwärmung der zwei separierten Komponenten bei Schritt e); und i) Zurückführung des rekombinierten Speichermediums zum Wärmekollektor bei Schritt a); und j) Nutzung der nach Schritt d) gespeicherten Energie in Form von Wärme durch Zurückführung der separierten Komponenten.Optionally, the method may further comprise the following further steps: e) establishing a pressure differential between the separated components whereby heating above the boiling point of a component may increase the pressure differential; f) relaxing the vaporized component in an energy converter, preferably a steam engine or a steam turbine; g) condensing the vaporized component in the second component of the storage medium, thereby liberating the heat of condensation and the heat of solution; h) using the heat of condensation and the heat of solution in the heating of the two separated components in step e); and i) returning the recombined storage medium to the heat collector at step a); and j) using the energy stored after step d) in the form of heat by recycling the separated components.

Eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung zum Speichern von Energie und zur Umwandlung dieser Energie in mechanische bzw. elektrische Energie (in Kombination mit einem Generator), mit der sich das erfindungsgemäße Verfahren umsetzen lässt, umfasst einen Energiesammler (bestehend aus Wärmekollektor und Kondensator), einen Energiespeicher, einen Reaktor und einen Energiewandler. Beim Wärmeübergang vom Wärmekollektor zum Kondensator des Energiesammlers wird die Exergie mit einem Wirkungsgrad gemäß Gl. 1 im Energiespeicher gespeichert.A first device according to the invention for storing energy and for converting this energy into mechanical or electrical energy (in combination with a generator), with which the method according to the invention can be implemented, comprises an energy collector (consisting of heat collector and condenser), an energy store, a reactor and an energy converter. In the heat transfer from the heat collector to the capacitor of the energy collector, the exergy with an efficiency according to Eq. 1 stored in the energy storage.

Eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung zur Umwandlung gespeicherter Energie in mechanische bzw. elektrische Energie (in Kombination mit einem Generator), mit der sich das erfindungsgemäße Verfahren umsetzen lässt, umfasst eine Druckkammer, einen Energiewandler, eine Konzentrierungskammer und eine Verdünnungskammer, die mit der Druckkammer in thermischen Kontakt steht. Die Komponenten sind derart ausgestaltet, angeordnet und über Leitungen miteinander verbunden, dass ein in der Druckkammer erwärmtes erstes Arbeitsmedium im Energiewandler mechanische bzw. elektrische Energie erzeugt, das entspannte erste Arbeitsmedium anschließend in der Verdünnungskammer ein zweites Arbeitsmedium, das aus der Konzentrierungskammer zugeführt wird, verdünnt und die dabei in der Verdünnungskammer freigesetzte Wärmeenergie von dem ersten Arbeitsmedium in der Druckkammer aufgenommen wird.A second device according to the invention for converting stored energy into mechanical or electrical energy (in combination with a generator) with which the method according to the invention can be implemented comprises a pressure chamber, an energy converter, a concentration chamber and a dilution chamber connected to the thermal pressure chamber Contact stands. The components are configured, arranged and connected to one another via lines, such that a first working medium heated in the pressure chamber generates mechanical or electrical energy in the energy converter, then the relaxed first working medium dilutes a second working medium, which is supplied from the concentration chamber, in the dilution chamber and the heat energy released thereby in the dilution chamber is taken up by the first working medium in the pressure chamber.

Eine dritte erfindungsgemäße Vorrichtung zum Speichern von Energie und zur Umwandlung dieser Energie in mechanische bzw. elektrische Energie (in Kombination mit einem Generator), mit der sich das erfindungsgemäße Verfahren umsetzen lässt, umfasst einen ersten Kreislauf, der aus einer Verdampfungszone, einem Energiewandler, einer Kondensationszone und einer Pumpe besteht, die jeweils über Leitungen miteinander in fluider Kommunikation stehen, sowie einen davon getrennten zweiten Kreislauf. Dieser zweite Kreislauf besteht aus einer Kammer, in der ein endothermer Prozess abläuft, einem Kondensator, einem Reservoir für das erste Speichermedium, einem Wärmetauscher, einem Reservoir für das zweite Speichermedium, einer Kammer, in der ein exothermer Prozess abläuft, einem Verdünnungsreservoir sowie mindestens einer Pumpe, die jeweils über Leitungen miteinander in fluider Kommunikation stehen. Der Wärmetauscher und die Kammer des zweiten Kreislaufs, in der der exotherme Prozess abläuft, stehen dabei jeweils in thermischer Verbindung mit der Kondensationszone bzw. der Verdampfungszone des ersten Kreislaufs. Über die Kammer, in der der endotherme Prozess abläuft, wird dem System Energie zugeführt, während der Kondensator mit dem kalten Wärmereservoir in thermischer Verbindung steht.A third device according to the invention for storing energy and converting this energy into mechanical or electrical energy (in combination with a generator) with which the method according to the invention can be implemented comprises a first circuit comprising an evaporation zone, an energy converter Condensation zone and a pump, which are in fluid communication with each other, and a separate second circuit. This second one Circuit consists of a chamber in which an endothermic process takes place, a condenser, a reservoir for the first storage medium, a heat exchanger, a reservoir for the second storage medium, a chamber in which an exothermic process takes place, a dilution reservoir and at least one pump, each in fluid communication with each other via lines. The heat exchanger and the chamber of the second cycle, in which the exothermic process takes place, are in each case in thermal communication with the condensation zone or the evaporation zone of the first cycle. Through the chamber in which the endothermic process takes place, energy is supplied to the system, while the condenser is in thermal communication with the cold heat reservoir.

Eine vierte erfindungsgemäße Vorrichtung zur Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische bzw. elektrische Energie, mit der sich das erfindungsgemäße Verfahren umsetzen lässt, umfasst einen mit einem Bypass verbundenen Kreislauf. Der Kreislauf umfasst eine heiße Zone, eine kalte Zone, einen Wärmetauscher und eine Pumpe, die jeweils über Leitungen miteinander in fluider Kommunikation stehen. Außerdem ist die heiße Zone mit der kalten Zone über einen Bypass verbunden. In diesem Bypass befindet sich ein Energiewandler, der optional einen Generator antreibt.A fourth device according to the invention for converting thermal energy into mechanical or electrical energy, with which the method according to the invention can be implemented, comprises a circuit connected to a bypass. The circuit comprises a hot zone, a cold zone, a heat exchanger and a pump, which are each in fluid communication with each other via lines. In addition, the hot zone is connected to the cold zone via a bypass. In this bypass is an energy converter, which optionally drives a generator.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 zeigt schematisch die Hauptkomponenten einer Carnot-Maschine. 1 schematically shows the main components of a Carnot machine.

2 zeigt schematisch die Hauptkomponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtungen sowie den Energiefluss zwischen diesen Komponenten während des Energieumwandlungsprozesses. 2 shows schematically the main components of the devices according to the invention and the energy flow between these components during the energy conversion process.

3 zeigt eine Ausgestaltung einer bevorzugten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Umwandlung von Energie. 3 shows an embodiment of a preferred device according to the invention for the conversion of energy.

4 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer bevorzugten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Speicherung und zur Umwandlung von Energie. 4 shows a further embodiment of a preferred device according to the invention for the storage and conversion of energy.

5 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer bevorzugten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Speicherung und zur Umwandlung von Energie. 5 shows a further embodiment of a preferred device according to the invention for the storage and conversion of energy.

6 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer bevorzugten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Umwandlung von Energie. 6 shows a further embodiment of a preferred device according to the invention for the conversion of energy.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Kernstück der Erfindung ist ein reversibel arbeitender Energiespeicher. Hierzu eignen sich beispielsweise reversible dynamische Gleichgewichtssysteme bzw. Gleichgewichtsreaktionen, insbesondere mit hoher Wärmetönung. Dem Fachmann ist wohlbekannt, dass bei chemischen Gleichgewichtsreaktionen die Lage des Gleichgewichts durch die Wahl der ”Randbedingungen” beeinflusst werden kann.The core of the invention is a reversible working energy storage. For this purpose, for example, reversible dynamic equilibrium systems or equilibrium reactions, in particular with high heat of reaction are suitable. It is well known to the person skilled in the art that in the case of chemical equilibrium reactions, the position of the equilibrium can be influenced by the choice of the "boundary conditions".

Bei einer Gleichgewichtsreaktion findet neben einem Stoffumsatz auch ein Energieumsatz statt. Erfindungsgemäß wird ein reversibler Vorgang, der mit ausgeprägter Wärmetönung abläuft, als Energiespeicher bzw. Wärmespeicher benutzt. Die Reaktion läuft bis zur Einstellung des Gleichgewichts gerichtet ab, dabei wird Energie frei oder aufgenommen. Im Fall der Energieabgabe spricht man von einem exothermen und im anderen Fall von einem endothermen Vorgang.In an equilibrium reaction takes place in addition to a metabolic rate and an energy conversion. According to the invention, a reversible process, which proceeds with pronounced heat of reaction, is used as energy store or heat store. The reaction proceeds until equilibrium is established, releasing or absorbing energy. In the case of energy release one speaks of an exothermic and in the other case of an endothermic process.

Wird das Gleichgewicht in die endotherme Richtung verlagert, muss von außen Energie zugeführt werden. Wird dagegen keine Energie zugeführt, sinkt die Temperatur des Reaktionsraums. Beim Start der Reaktion hat das Reaktionsgefäß die Temperatur des heißen Wärmereservoirs. Bei einer schnellen endothermen Reaktion kühlt sich das Reaktionsgefäß unter die Umgebungstemperatur ab, und die Reaktion käme zum Stillstand, wenn von der Umgebung keine Energie zugeführt wird. Die Umgebung versucht, die entstandene Asymmetrie auszugleichen, und kühlt sich dabei selbst ab, oder anders ausgedrückt, die Energie der Umgebung wird im Gleichgewichtssystem gespeichert. Diese gespeicherte Energie wird bei der Umkehrung des Prozesses wieder vom System abgegeben. Ist der Zeitpunkt dieser Rückreaktion frei wählbar, dann lässt sich überschüssige Energie, z. B. des Sommerhalbjahres mittels dieser Methode speichern und dann im Winterhalbjahr freisetzen. Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet also ein Speichersystem zur Speicherung von Energie, um sie dann bei Bedarf wieder freizugeben. Damit wird eine bedeutende Lücke zur kontinuierlichen Energieversorgung bei der Energiegewinnung durch Sonnen- oder Windkraftwerke geschlossen.If the equilibrium is shifted in the endothermal direction, energy must be supplied from the outside. If, on the other hand, no energy is supplied, the temperature of the reaction space drops. At the start of the reaction, the reaction vessel has the temperature of the hot heat reservoir. In a rapid endothermic reaction, the reaction vessel cools below ambient temperature, and the reaction stops when no energy is supplied by the environment. The environment tries to compensate for the resulting asymmetry, thereby cooling itself off, or in other words, the energy of the environment is stored in the equilibrium system. This stored energy is returned by the system when the process is reversed. If the time of this back reaction is freely selectable, then excess energy, eg. B. the summer half-year using this method and then release in the winter months. Thus, the method according to the invention includes a storage system for storing energy in order to then release it again when needed. This closes a significant gap to the continuous supply of energy from solar or wind power plants.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, wie diese in 2 dargestellt ist, besteht aus folgenden Elementen: einem Energiesammler 12 (bestehend aus Wärmekollektor 12a und Kondensator 12b), einem Energiespeicher 14, einem Reaktor 16 und einem Energiewandler 18. Vorzugsweise umfasst sie ferner eine Pumpe (nicht dargestellt) für das Arbeitsmedium, beispielsweise Wasser, und eine Pumpe (nicht dargestellt) für das Speichermedium, beispielsweise Natronlauge. Falls ein Wasserschlepper, beispielsweise Toluol, verwendet werden soll, wird eine weitere Pumpe benötigt. Optional wird zur Erzeugung eines statischen Vakuums eine Vakuumpumpe für die Nutzung von Wärmequellen niedriger Temperatur eingesetzt. Wenn die Energie nur für Heizzwecke gespeichert wird, kann auf den Energiewandler verzichtet werden. A preferred embodiment of the device according to the invention 10 like these in 2 is composed of the following elements: an energy collector 12 (consisting of heat collector 12a and capacitor 12b ), an energy storage 14 , a reactor 16 and an energy converter 18 , Preferably, it further comprises a pump (not shown) for the working medium, for example water, and a pump (not shown) for the storage medium, for example sodium hydroxide solution. If a water tractor, such as toluene, is to be used, another pump is needed. Optionally, a vacuum pump is used to generate a static vacuum to utilize low temperature heat sources. If the energy is stored only for heating purposes, the energy converter can be dispensed with.

Der Energiesammler 12 steht sowohl mit einer Wärmequelle als auch mit einer Wärmesenke in thermischer Verbindung. Die Wärmequelle bzw. Energiequelle, beispielsweise die Sonne, versorgt den Wärmekollektor 12a vorzugsweise gleichförmig mit Energie. Als Wärmequelle können Sonnenenergie, Erdwärme, Kondensationswärme, Kristallisationswärme, Abwärme (z. B. von Kraftwerken oder chemischen Prozessen und/oder Abwässern usw.), Wärme der Umgebung (z. B. aus Luft, Wasser, z. B. Meer, Flüsse, Seen und/oder Grundwasser, wenn ein kälteres Wärmereservoir zur Verfügung steht) oder andere Energiequellen oder Wärmereservoirs benutzt werden. Darüber hinaus steht der Kondensator 12b mit dem kalten Wärmereservoir (z. B. Luft und Wasser, z. B. Meer, Flüsse, Seen und/oder Grundwasser, wenn ein wärmeres Wärmereservoir zur Verfügung steht) in thermischen Kontakt. Als Wärmekollektor 12a kann jeder handelsübliche Kollektor oder auch nur eine großflächige Kammer, die vorzugsweise mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, dienen. Ebenso wie beim Wärmekollektor 12a kann als Kondensator 12b eine großflächige Kammer, die vorzugsweise mit einer Flüssigkeit gefüllt ist oder auch jeder handelsübliche Kühler, benutzt werden.The energy collector 12 is in thermal communication with both a heat source and a heat sink. The heat source or energy source, for example the sun, supplies the heat collector 12a preferably uniform with energy. The heat source can be solar energy, geothermal heat, heat of condensation, heat of crystallization, waste heat (eg from power plants or chemical processes and / or waste water, etc.), heat from the environment (eg from air, water, eg sea, rivers, etc.) , Lakes and / or groundwater when a colder heat reservoir is available) or other energy sources or heat reservoirs. In addition, there is the capacitor 12b with the cold heat reservoir (eg air and water, eg sea, rivers, lakes and / or groundwater, if a warmer heat reservoir is available) in thermal contact. As a heat collector 12a Any commercially available collector or only a large-area chamber, which is preferably filled with a liquid serve. As with the heat collector 12a can as a capacitor 12b a large-area chamber, which is preferably filled with a liquid or any commercial cooler, are used.

Der Wärmekollektor 12a steht im direkten Energieaustausch mit dem warmen Wärmereservoir. Die Trägerflüssigkeit transportiert, wie dies nachstehend detaillierter beschrieben wird, die Wärme vom Wärmekollektor 12a zum Energiespeicher 14, von dem die Energie aufgenommen wird und zum Ablauf eines endothermen Prozesses führt. Als Energiespeicher 14 dient ein geeigneter reversibler Prozess mit möglichst hoher Wärmetönung. Das kann beispielsweise ein chemisches Gleichgewicht, ein Verdünnungs- oder Lösungsgleichgewicht sein, wobei die Anzahl der Prozessteilnehmer nicht beschränkt ist. Chemisches Gleichgewicht z. B.: A + B → C + D exergonisch I C + D → A + B endergonisch II The heat collector 12a is in direct energy exchange with the warm heat reservoir. The carrier liquid, as described in more detail below, transports the heat from the heat collector 12a to the energy storage 14 from which the energy is absorbed and leads to the end of an endothermic process. As energy storage 14 serves a suitable reversible process with the highest possible heat of reaction. This may, for example, be a chemical equilibrium, a dilution or solution equilibrium, the number of process participants not being limited. Chemical equilibrium z. B .: A + B → C + D exergonically I C + D → A + B endergonic II

Verdünnungsgleichgewicht z. B.:Dilution equilibrium z. B .:

  • Akonz + LM → Averd + n kJA konz + LM → A verd + n kJ
    Akonz A conc
    konzentrierte Lösung von Aconcentrated solution of A
    Averd A verd
    verdünnte Lösung von Adiluted solution of A
    LMLM
    Lösungsmittelsolvent

Beim Energiespeicher 14 handelt es sich um ein dynamisches reversibles Gleichgewichtsystem, bei dem sich vorzugsweise mindestens ein Reaktionspartner einfach durch einen Destillations-, Sublimations- oder Kristallisationsprozess abtrennen lässt. Ebenfalls ist auch jedes andere Trennverfahren möglich, z. B. Extraktion, Fällung, chromatographische Trennung, Dialyse, Diffusion, Filtration, osmotische Verfahren und Adsorption oder auch nur einfache Vorgänge, wie Mischen und Entmischen. AB ⇌ A + B + n kJ dynamisches Gleichgewichtssystem (Energiespeicher) Afl. ⇌ Agasf. Destillationsprozess At the energy storage 14 It is a dynamic reversible equilibrium system, in which preferably at least one reactant can be easily separated by a distillation, sublimation or crystallization process. Likewise, any other separation method is possible, for. As extraction, precipitation, chromatographic separation, dialysis, diffusion, filtration, osmotic processes and adsorption or even simple operations such as mixing and demixing. AB ⇌ A + B + n kJ dynamic equilibrium system (energy storage) A fl. ⇌ A gasf. distillation process

Um beim Beispiel einer Destillation zu bleiben: Dem Speichersystem wird Energie zugeführt, wodurch die Komponente A in die Gasphase übergeht, während die Komponente B in der flüssigen Phase (bestehend aus AB, A und B) zurückbleibt. Weil die Reaktion AB ⇌ A + B eine Gleichgewichtsreaktion ist, wird mit dem Entzug von A das Gleichgewicht gestört, und die Reaktion beginnt bis zur Einstellung neuer Gleichgewichtsbedingungen gerichtet abzulaufen. Mit der Kondensation der Komponente A am Kondensator 12b wird die Kondensationswärme an das kalte Wärmereservoir abgegeben. A wird in einem separaten Gefäß gesammelt. Für die Abtrennung von 1 mol A aus dem Gleichgewichtssystem muss neben der Verdampfungswärme auch die Energie von n kJ aufgebracht werden, um das Gleichgewicht in die gewünschte Richtung zu verschieben. Die Verdampfungswärme wird als Kondensationswärme an das kalte Reservoir abgegeben, doch n kJ/mol bleiben als chemische Energie in Form von A und B gespeichert. Der theoretische Wirkungsgrad der Destillation oder einer jeden anderen Stofftrennung lässt sich nach dem Carnot'scher Kreisprozess gemäß Gl. 1 bestimmen.To stay with the example of a distillation: The storage system is supplied with energy, whereby the component A passes into the gas phase, while the component B in the liquid phase (consisting of AB, A and B) remains. Because the reaction AB ⇌ A + B is an equilibrium reaction, the removal of A disturbs the equilibrium and the reaction begins to run in a directed manner until new equilibrium conditions are established. With the condensation of component A on the capacitor 12b the heat of condensation is released to the cold heat reservoir. A is collected in a separate vessel. For the separation of 1 mol A from the equilibrium system in addition to the heat of vaporization and the Energy of n kJ can be applied to shift the balance in the desired direction. The heat of vaporization is delivered as condensation heat to the cold reservoir, but n kJ / mol remain stored as chemical energy in the form of A and B. The theoretical efficiency of the distillation or any other separation of substances can be determined according to the Carnot cycle according to Eq. 1 determine.

Die gespeicherte chemische Energie der beiden separierten Komponenten des Speichersystems wird in einem Wärmewandler, bestehend aus einem Reaktor 16 und einem Energiewandler 18, in mechanische Arbeit umgewandelt. Als Wärmewandler bzw. Energiewandler 18 dienen beispielsweise Dampfmaschinen oder -turbinen oder auch jede andere herkömmliche Wärmekraftmaschine. In diesem Falle wird üblicherweise Wasserdampf als Arbeitsmedium benutzt. Es kann aber auch jedes andere dampfförmige Medium oder eine strömende Flüssigkeit als Arbeitsmedium fungieren. Um Wärmeverluste zu minimieren, wird der Reaktor isoliert. Die Isolation umfasst auch den Energiewandler, denn im Gegensatz zur herkömmlichen Energieumwandlung ändert sich die Temperatur des Arbeitsmediums nicht. Während im Energiesammler 12 der endotherme Prozess der Gleichgewichtsreaktion des Energiespeichers 14 abläuft, wird im Reaktor 16 die Reaktion in die exotherme Richtung verlagert.The stored chemical energy of the two separated components of the storage system is in a heat converter, consisting of a reactor 16 and an energy converter 18 , converted into mechanical work. As a heat converter or energy converter 18 For example, steam engines or turbines or any other conventional heat engine. In this case, steam is usually used as the working medium. However, it can also function any other vaporous medium or a flowing liquid as the working medium. To minimize heat losses, the reactor is isolated. The insulation also includes the energy converter, because in contrast to conventional energy conversion, the temperature of the working medium does not change. While in the energy collector 12 the endothermic process of the equilibrium reaction of the energy store 14 expires, is in the reactor 16 the reaction shifts in the exothermic direction.

Der Reaktor 16 besteht aus vorzugsweise mindestens zwei Kammern, die einen Wärmeaustausch zulassen und in denen sich die Reaktionspartner befinden. Werden die Reaktionspartner zusammengebracht, wird die im Energiesammler 12 gespeicherte Energie freigegeben. Auf die gespeicherte chemische Energie kann theoretisch ohne Verlust zugegriffen werden, weil die gesamte Maschine, inklusive der Destillation, eine Carnot-Maschine ist. In Kombination mit einem Generator liefern die nachstehend detaillierter beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen elektrische Energie. Wird dagegen die Energie nur für Heizzwecke gespeichert, kann auf den Energiewandler 18 verzichtet werden.The reactor 16 preferably consists of at least two chambers that allow heat exchange and in which the reactants are located. If the reactants are brought together, that is in the energy collector 12 stored energy released. The stored chemical energy can theoretically be accessed without loss because the entire machine, including the distillation, is a Carnot machine. In combination with a generator, the inventive devices described in more detail below provide electrical energy. If, however, the energy is stored only for heating purposes, can on the energy converter 18 be waived.

Beispiel 1: Natronlauge/WasserExample 1: Sodium hydroxide / water

Das erfindungsgemäße Verfahren wird zunächst am Beispiel Natronlauge erläutert (Speichersystem – Natronlauge/Wasser; Verdünnungsenthalpie ist exotherm): NaOHkonz + H2O → NaOHverd + 44,51 kJ (ΔH = –44,51 kJ/mol) NaOHverd + 44,51 kJ → NaOHkonz + H2O (ΔH = +44,51 kJ/mol) NaOH·H2O + H2O → NaOHverd + 21,41 kJ (ΔH = –21,41 kJ/mol) The process according to the invention is first explained using the example of caustic soda (storage system - sodium hydroxide solution / water, enthalpy of dilution is exothermic): NaOH conc + H 2 O → NaOH + dil 44.51 kJ (ΔH = -44.51 kJ / mol) NaOH dil + 44.51 kJ → NaOH + H 2 O conc (ΔH = + 44.51 kJ / mol) NaOH · H 2 O + H 2 O → NaOH + dil 21.41 kJ (ΔH = -21.41 kJ / mol)

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist in 4 dargestellt. Eine detailliertere Darstellung des Reaktors zeigt die 3. In den Konzentrierungskammern 112, 114 befindet sich heiße konzentrierte Natronlauge (Siedepunkt über 170°C) mit einer Temperatur von beispielsweise 170°C und in einer Druckkammer 120 befindet sich Wasser. In den Verdünnungskammern 116, 118 befindet sich verdünnte Natronlauge. Wegen des Wärmeausgleichs zwischen den Kammern wird das Wasser erwärmt und Druck baut sich in der Druckkammer bzw. Wasserkammer 120 auf. Der Wasserdampf entspannt sich in dem Energiewandler 124, z. B. einer Dampfmaschine oder -turbine, und verrichtet dabei Arbeit.An inventive device for carrying out this method is in 4 shown. A more detailed representation of the reactor shows the 3 , In the concentration chambers 112 . 114 is hot concentrated sodium hydroxide (boiling point above 170 ° C) with a temperature of, for example, 170 ° C and in a pressure chamber 120 there is water. In the dilution chambers 116 . 118 is dilute sodium hydroxide solution. Because of the heat balance between the chambers, the water is heated and pressure builds up in the pressure chamber or water chamber 120 on. The water vapor relaxes in the energy converter 124 , z. As a steam engine or turbine, while doing work.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der entspannte Wasserdampf über die Leitungen 126, 128 in die heiße konzentrierte Natronlauge geleitet, die aus den Konzentrierungskammern 112, 114 stammt, um so dann in die Verdünnungskammern 116, 118 zu strömen. Bei diesem Vorgang wird konzentrierte Natronlauge verdünnt. Dabei wird neben der Kondensationswärme auch die Verdünnungsenthalpie der Natronlauge frei, die dazu dient, erneut Wasser in der Druckkammer 120 zu verdampfen. Während der Energieumwandlung bleibt die Temperatur im Reaktor und im Energiewandler konstant.In the method according to the invention, the relaxed water vapor over the lines 126 . 128 passed into the hot concentrated caustic soda coming out of the concentration chambers 112 . 114 comes, so then in the dilution chambers 116 . 118 to stream. Concentrated caustic soda is diluted in this process. In addition to the condensation heat, the dilution enthalpy of the sodium hydroxide solution is released, which serves to re-water in the pressure chamber 120 to evaporate. During the energy conversion, the temperature in the reactor and in the energy converter remains constant.

Der Lösungsvorgang des Wassers in Natronlauge vollzieht sich so schlagartig, dass sich in den Leitungen 126 und 128 sofort ein Vakuum bilden würde, was zur Folge hätte, dass die Natronlauge in den Energiewandler eingezogen wird. Dieser Effekt wird dadurch verhindert, dass die Leitungen 126 und 128 mit einem Gas gefüllt werden, das sich weder in der Natronlauge noch im Wasser löst. Der geringen Löslichkeit und der Reaktionsträgheit wegen sind vorzugsweise Helium, Wasserstoff, Stickstoff, Argon und/oder Luft einsetzbar. Weiterhin sind auch Sauerstoff, Methan, Edelgase und andere Gase oder Gasgemische verwendbar, die unter den gegebenen Bedingungen (Druck und Temperatur) inert und nahezu unlöslich sind. Die von dem Gas erzeugte Blase verhindert ein Rückschlagen der Natronlauge in die Leitungen 126 und 128 oder gar ein Eindringen in den Energiewandler. Prozesse im Reaktor: Prozess in der Druckkammer 120: H2Ofl → H2Ogasf. ΔvapH = +2260 kJkg–1 Prozess in den Verdünnungskammern 116, 118: H2Ogasf. → H2Ofl. ΔkondH = –2260 kJkg–1 NaOH·H2 + H2O → NaOHverd. ΔsH = –369 kJkg–1 The solution process of the water in caustic soda takes place so abruptly that in the lines 126 and 128 would immediately form a vacuum, which would have the consequence that the caustic soda is drawn into the energy converter. This effect is prevented by the wires 126 and 128 be filled with a gas that dissolves neither in the caustic soda nor in the water. Helium, hydrogen, nitrogen, argon and / or air are preferably used because of the low solubility and the inertness of the reaction. Furthermore, oxygen, methane, noble gases and other gases or gas mixtures are used, which are inert and almost insoluble under the given conditions (pressure and temperature). The bubble generated by the gas prevents the caustic soda from being expelled back into the pipes 126 and 128 or even an intrusion into the energy converter. Processes in the reactor: Process in the pressure chamber 120: H 2 O fl → H 2 O gasf. Δ vap H = +2260 kJkg -1 Process in the dilution chambers 116, 118: H 2 O gasf. → H 2 O fl. Δcond H = -2260 kJkg -1 NaOH.H 2 + H 2 O → NaOH verd. Δ s H = -369 kJkg -1

Energiebilanz Reaktor:Energy balance reactor:

  • ΔvapH + ΔkondH + ΔsH = –369 kJkg–1 Mit:
    ΔvapH
    Verdampfungsenthalpie
    ΔkondH
    Kondensationsenthalpie
    ΔsH
    Verdünnungsenthalpie
    Δ H vap + Δ + Δ fus H s H = -369 kJkg -1 With:
    Δ vap H
    evaporation
    Δcond H
    condensation enthalpy
    Δ s H
    Verdünnungsenthalpie

Der Energiebetrag von 369 kJkg–1 wird in Arbeit umgewandelt. Die Verdampfungsenthalpie und die Kondensationsenthalpie sind unter gleichen Bedingungen betragsidentisch mit umgekehrtem Vorzeichen.The energy amount of 369 kJkg -1 is converted into work. The enthalpy of vaporization and the enthalpy of condensation are identical under the same conditions with the opposite sign.

Die verdünnte Natronlauge wird ausgetauscht, wenn ihr Siedepunkt unter 170°C sinkt, denn dann kann kein Wasser mehr in dieser Natronlauge kondensieren, sondern sie beginnt selbst zu sieden. Die heiße verdünnte Natronlauge fließt durch einen Wärmeaustauscher 216 in den Energiesammler 210.The dilute caustic soda solution is replaced when its boiling point drops below 170 ° C, because then no more water can condense in this sodium hydroxide, but it begins to boil itself. The hot dilute sodium hydroxide solution flows through a heat exchanger 216 in the energy collector 210 ,

Der verdünnten Natronlauge wird mittels Wärmekollektor 212 Energie, beispielsweise Sonnenlicht oder auch nur Wärme, zugeführt. Das im Reaktor einkondensierte Wasser verdampft und kondensiert am Kondensator 226, der gekühlt wird. Bei diesem Wärmeübergang wird die verdünnte Natronlauge aufkonzentriert und die Lösungsenthalpie der Natronlauge wird in Form von konzentrierter Natronlauge und Wasser gespeichert. Die konzentrierte Natronlauge und das Wasser werden dem Kreislauf wieder zugeführt.The dilute sodium hydroxide solution is heated by a heat collector 212 Energy, such as sunlight or even heat supplied. The water condensed in the reactor evaporates and condenses on the condenser 226 which is cooled. In this heat transfer, the dilute sodium hydroxide solution is concentrated and the enthalpy of solution of the sodium hydroxide solution is stored in the form of concentrated sodium hydroxide solution and water. The concentrated caustic soda and the water are returned to the circulation.

Der Temperaturunterschied zwischen Wärmekollektor und Kondensator gibt nach Gl. 1 den Wirkungsgrad η der Carnot-Maschine an. Beispielsweise erhält man mit Θk = 10°C und Θw = 200°C einen theoretischen Wirkungsgrad von ca. 40%.The temperature difference between the heat collector and the condenser is given by Eq. 1 the efficiency η of the Carnot machine. For example, with Θ k = 10 ° C and Θ w = 200 ° C, a theoretical efficiency of about 40% is obtained.

Weil die Temperatur im Reaktor 220 konstant ist (z. B. 170°C), kann nur dann Wasser in die konzentrierte Natronlauge einkondensieren, wenn der Siedepunkt der Natronlauge über 170°C liegt, d. h. um Energie speichern zu können, muss deshalb die Temperatur im Wärmekollektor 212 höher sein als im Reaktor 220. Liegt sie darunter muss auf die zuvor gespeicherte Energie zurückgegriffen werden. Natronlauge und Wasser werden dafür in zwei separaten Behältern 214 bzw. 228 gelagert.Because the temperature in the reactor 220 is constant (eg 170 ° C), water can only condense in the concentrated sodium hydroxide solution if the boiling point of the caustic soda solution is above 170 ° C, ie to store energy, therefore, the temperature in the heat collector 212 be higher than in the reactor 220 , If it is underneath, the previously stored energy must be used. Caustic soda and water are used in two separate containers 214 respectively. 228 stored.

Zur Nutzung kälterer Wärmequellen gibt es zwei Möglichkeiten, nämlich eine Druckerniedrigung oder die azeotrope Destillation. Selbstverständlich führt die Verwendung kälterer Wärmequellen zu einer Senkung des Wirkungsgrads.There are two options for using colder heat sources, namely a reduction in pressure or azeotropic distillation. Of course, the use of colder heat sources leads to a reduction in the efficiency.

Da es sich um eine geschlossene Apparatur handelt, muss die Wärmeumwandlung nicht zwangsläufig bei Normaldruck (1013 mbar) durchgeführt werden. Durch Druckveränderung lässt sich der Siedepunkt der Natronlauge der Temperatur der Wärmequelle anpassen. Zum Beispiel verschiebt sich der Siedepunkt der Natronlauge von 240°C bei Normaldruck auf ca. 90°C bei 10 mbar. Ebenfalls verschieben sich der Siedepunkt des Wassers (auf ca. 20°C) und die Temperatur im Reaktor 220 (auf ca. 60°C). Mit einer Temperatur von Θk = 10°C für das kalte Wärmereservoir und Θw = 90°C für das heiße Reservoir ergibt sich, trotz der dramatischen Senkung der Temperaturdifferenz, immer noch ein theoretischer Wirkungsgrad von ca. 20%.Since it is a closed apparatus, the heat conversion does not necessarily have to be carried out at normal pressure (1013 mbar). By changing the pressure, the boiling point of the sodium hydroxide solution can be adapted to the temperature of the heat source. For example, the boiling point of the caustic soda shifts from 240 ° C at atmospheric pressure to about 90 ° C at 10 mbar. Also, the boiling point of the water (to about 20 ° C) and the temperature in the reactor shift 220 (to about 60 ° C). With a temperature of Θ k = 10 ° C for the cold heat reservoir and Θ w = 90 ° C for the hot reservoir, despite the dramatic reduction in the temperature difference, there is still a theoretical efficiency of about 20%.

Durch Zugabe eines inerten, mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittels werden ebenfalls kalte Wärmequellen nutzbar. Toluol ist ein solches Lösungsmittel. Wasser und Toluol bilden zwei Phasen, wobei nur ca. 0,1% Wasser in der Toluolphase und ebenfalls nur ca. 0,1% Toluol in der Wasserphase löslich sind. Das Toluol-Wasser-Azeotrop siedet mit 85°C und besteht aus 79.8% Toluol und 20,2% Wasser. Dieses Azeotrop kondensiert am Kondensator, es bilden sich schnell zwei Phasen. Während das Toluol zur verdünnten Natronlauge in den Wärmekollektor zurückgeführt wird, wird das Wasser in einem separaten Behälter gesammelt oder in die Verdampfungskammer (Reaktor) geleitet.By adding an inert, water-immiscible solvent also cold heat sources can be used. Toluene is one such solvent. Water and toluene form two phases, with only about 0.1% water in the toluene phase and also only about 0.1% toluene are soluble in the water phase. The Toluene-water azeotrope boils at 85 ° C and consists of 79.8% toluene and 20.2% water. This azeotrope condenses on the capacitor, two phases quickly form. As the toluene is returned to the dilute caustic soda in the heat collector, the water is collected in a separate vessel or sent to the vaporization chamber (reactor).

Die Kombination eines Vakuums und der azeotropen Destillation ermöglicht die Nutzung von Wärmequellen mit einer Temperatur von nur 40°C. Der theoretische Wirkungsgrad sinkt hier auf 9% (mit Θk = 10°C), jedoch stehen viel mehr Wärmereservoire mit dieser Temperatur zur Verfügung als mit 200°C und höher. Darüber hinaus wird primär die Energie in Form von Natronlauge und Wasser gespeichert, das bedeutet, dass die Destillation oder besser nur die Energiespeicherung mit dem theoretischen Wirkungsgrad von 9% behaftet ist. Bei der folgenden Umwandlung der gespeicherten Energie in mechanische bzw. elektrische Arbeit ist der theoretische Wirkungsgrad 100% (praktisch wird der Wirkungsgrad durch die verwendeten Pumpen und durch Reibung ein wenig geschmälert). Denn die gesamte erfindungsgemäße Verrichtung ist eine Carnot-Maschine, deren Wirkungsgrad sich nach Gl. 1 bestimmt. Beide Wärmereservoire befinden Sie im Energiesammler 210, d. h. nur die Stofftrennung ist mit einem niedrigen Wirkungsgrad behaftet. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich daher selbst solche kleinen Wärmeübergänge kostengünstig nutzen.The combination of a vacuum and the azeotropic distillation allows the use of heat sources with a temperature of only 40 ° C. The theoretical efficiency drops to 9% (with Θ k = 10 ° C), but there are many more heat reservoirs available at this temperature than at 200 ° C and higher. In addition, the energy is stored primarily in the form of caustic soda and water, which means that the distillation or better just the energy storage with the theoretical efficiency of 9% is afflicted. In the subsequent conversion of the stored energy into mechanical or electrical work, the theoretical efficiency is 100% (in practice the efficiency is somewhat reduced by the pumps used and by friction). For the entire performance of the invention is a Carnot machine whose efficiency is in accordance with Eq. 1 determined. Both heat reservoirs are in the energy collector 210 , ie only the separation of substances is associated with a low efficiency. With the method according to the invention, therefore, even such small heat transfer can be used inexpensively.

Energiebilanz Energiesammler Azeotrope Destillation:Energy Balance Energy Collector Azeotropic Distillation:

Energiebilanz Wärmekollektor:Energy balance heat collector:

  • QAufnahme = ΔsH + (ΔvapHTol + ΔvapHH₂O)Wärmekollektor Q intake = Δ s H + (Δ vap H Tol + Δ vap H H₂O ) heat collector

Energiebilanz Kondensator:Energy balance capacitor:

  • QAbgabe = –(ΔkondHTol + ΔkondHH₂O)Kondensator Q output = - (Δ kond H Tol + Δ kond H H₂O ) capacitor

Energiebilanz Energiesammler:Energy balance energy collector:

  • QAufnahme = ΔsH + QAbgabe Q absorption = Δ s H + Q delivery
  • QSpeicherung = ΔsH Mit:
    ΔvapH
    Verdampfungsenthalpie
    ΔkondH
    Kondensationsenthalpie
    ΔsH
    Verdünnungsenthalpie
    Q
    Wärme
    Q storage = Δ s H With:
    Δ vap H
    evaporation
    Δcond H
    condensation enthalpy
    Δ s H
    Verdünnungsenthalpie
    Q
    warmth

Der Energiebetrag ΔvapHTol + ΔvapHH₂O wird an das kalte Wärmereservoir abgegeben. Mit der Abtrennung des Wassers wird die Natronlauge aufkonzentriert und damit die Lösungsenthalpie gespeichert. Die konzentrierte Natronlauge wird dem Kreislauf wieder zugeführt. Um den geschlossenen Kreislauf zu komplettieren, wird auch das Wasser zurückgeführt.The amount of energy Δ vap H Tol + Δ vap H H₂O is delivered to the cold heat reservoir. With the separation of the water, the sodium hydroxide solution is concentrated and thus stored the solution enthalpy. The concentrated sodium hydroxide solution is returned to the circulation. To complete the closed cycle, the water is returned.

Gesamtenergiebilanz:Total energy balance:

  • W = QAufnahme – (ΔvapHTol + ΔvapHH₂O)Kondensator = ΔsHW = Q recording - (Δ vap H Tol + Δ vap H H₂O ) capacitor = Δ s H

ΔsHΔ s H Lösungsenthalpieof solution TolTol Toluoltoluene ΔvapHΔ vap H Verdampfungsenthalpieevaporation H2OH 2 O Wasserwater

Im Rahmen der bisherigen Beschreibung ist das Wasser sowohl Arbeitsmedium als auch Reaktionsteilnehmer. Diese beiden Funktionen können von verschiedenen Substanzen übernommen werden. Ein Mehrkreislaufsystem, in dem das Wasser nur die Funktion eines Reaktionsteilnehmers übernimmt, ist in 5 dargestellt. Das Arbeitsmedium, das verschieden von Wasser sein kann, bleibt dabei räumlich von den anderen Prozessen getrennt.In the present description, the water is both working medium and reactant. These two functions can be taken over by different substances. A multi-circuit system in which the water only performs the function of a reaction participant is in 5 shown. The working medium, which may be different from water, remains spatially separate from the other processes.

Das Wasser stellt das Arbeitsmedium in dem oberen Kreislauf dar, der aus einer Verdampfungszone 326, einem Energiewandler 328, einer Kondensationszone 330 und möglicherweise einer Pumpe 332 besteht, die jeweils über Leitungen in fluider Kommunikation miteinander stehen. Das Wasser wird in der Verdampfungszone 326 verdampft, verrichtet im Energiewandler 328 Arbeit und kühlt sich in der Kondensationszone 330 weiter ab. Mittels einer Pumpe 332 oder auch nur durch Schwerkraft wird das kondensierte Wasser wiederum der Verdampfungszone zugeführt. Der untere Kreislauf besteht aus einer Kammer 310, in welcher der endotherme Prozess abläuft, einem Reservoir mit konzentrierter Natronlauge 312, einem Kondensator 322, einer Kammer mit Wasser als Reaktionsteilnehmer 320, einem Wärmetauscher 318, einer Kammer 314, in welcher der exotherme Prozess abläuft, einem Reservoir verdünnter Natronlauge 324 sowie mindestens einer Pumpe 316 (nur eine dargestellt), wobei diese Elemente, wie in 5 dargestellt, in fluider Kommunikation miteinander stehen. Der Wärmetauscher 318 und die Kammer 314, in welcher der exotherme Prozess abläuft, stehen jeweils in thermischer Verbindung mit der Kondensationszone 330 bzw. der Verdampfungszone 326 des ersten Kreislaufs. The water represents the working medium in the upper circuit, which consists of an evaporation zone 326 , an energy converter 328 , a condensation zone 330 and possibly a pump 332 exists, which are in fluid communication with each other via lines. The water is in the evaporation zone 326 evaporated, done in the energy converter 328 Work and cool in the condensation zone 330 continue down. By means of a pump 332 or even by gravity, the condensed water is again fed to the evaporation zone. The lower circuit consists of a chamber 310 in which the endothermic process takes place, a reservoir with concentrated caustic soda 312 , a capacitor 322 , a chamber with water as a reactant 320 , a heat exchanger 318 , a chamber 314 , in which the exothermic process takes place, a reservoir of dilute sodium hydroxide solution 324 and at least one pump 316 (only one shown), these elements, as in 5 represented, in fluid communication with each other. The heat exchanger 318 and the chamber 314 , in which the exothermic process takes place, are each in thermal communication with the condensation zone 330 or the evaporation zone 326 of the first cycle.

Der erfindungsgemäßen Vorrichtung 300 wird über die Kammer 310, in welcher der endotherme Prozess abläuft, Energie, beispielsweise Sonnenlicht, zugeführt. Diese Energie sorgt dafür, dass sich das dynamische Gleichgewicht in die endotherme Richtung verschiebt. In der in 5 dargestellten Ausführungsform bedeutet dies, dass aus der verdünnten Natronlauge (Reservoir 324) das Wasser entzogen wird und am Kondensator 322 kondensiert. Der Wirkungsgrad der Stofftrennung lässt sich aus der Temperatur der Kammer 310 und der Temperatur des Kondensators 322 berechnen. Die bei der Stofftrennung entstehenden Produkte, konzentrierte Natronlauge und Wasser, werden über die Reservoire 312 bzw. 320 und die Wärmetauscher 313 bzw. 318 der Kammer 314 zugeführt, in welcher der exotherme Prozess abläuft, wodurch die Natronlauge wieder verdünnt wird. Dabei kommt es zu einer Energieabgabe, die über die thermische Verbindung der Kammer 314 mit der Verdampfungszone 326 des ersten Kreislaufs an das sich dort befindende Arbeitsmedium, beispielsweise Wasser, kommuniziert, wodurch das Wasser erwärmt und verdampft wird. Die verdünnte Natronlauge wird im Gegenstromverfahren über den Wärmetauscher 313 dem Reservoir 324 zugeführt, das wiederum mit der Kammer 310 verbunden ist, in welcher der endotherme Prozess abläuft.The device according to the invention 300 is about the chamber 310 , in which the endothermic process takes place, energy, for example, sunlight supplied. This energy causes the dynamic equilibrium to shift into the endothermic direction. In the in 5 This embodiment means that from the dilute sodium hydroxide solution (reservoir 324 ) the water is withdrawn and the condenser 322 condensed. The efficiency of the separation of substances can be calculated from the temperature of the chamber 310 and the temperature of the capacitor 322 to calculate. The products resulting from the separation of substances, concentrated caustic soda and water, are passed through the reservoirs 312 respectively. 320 and the heat exchangers 313 respectively. 318 the chamber 314 fed, in which the exothermic process takes place, whereby the sodium hydroxide solution is diluted again. This results in an energy release, via the thermal connection of the chamber 314 with the evaporation zone 326 the first circuit to the working medium located there, such as water, communicates, whereby the water is heated and evaporated. The dilute caustic soda is countercurrently through the heat exchanger 313 the reservoir 324 fed, in turn, with the chamber 310 connected, in which the endothermic process takes place.

Während das Einkreislaufsystem, d. h. die erfindungsgemäße Vorrichtung in 4, nur eine Carnot-Maschine ist, stellt das Mehrkreislaufsystem in 5 zwei gekoppelte Carnot-Maschinen dar. Der Wirkungsgrad des Wärmewandlers des oberen Kreislaufs ist abhängig vom Temperaturunterschied zwischen der Verdampfungszone 326 und der Kondensationszone 330, jedoch ist der Wirkungsgrad schon im ersten Kreislauf der Energiespeicherung wegen geschmälert worden. Mit der Rückkopplung von der Kondensationszone 330 zum Wärmetauscher 318 wird die nicht umgewandelte Wärme wieder dem Umwandlungsprozess zugeführt. Eine vollständige Nutzung der gespeicherten Energie wie im Einkreislaufsystem ist nur bei 100%igem Wärmedurchgang zu erreichen.While the Einkreislaufsystem, ie the inventive device in 4 , only one Carnot engine is set in the multi-cycle system 5 two coupled Carnot machines. The efficiency of the upper-cycle heat-exchanger depends on the temperature difference between the evaporation zone 326 and the condensation zone 330 However, the efficiency has already been diminished in the first cycle of energy storage. With the feedback from the condensation zone 330 to the heat exchanger 318 the unconverted heat is returned to the conversion process. A full use of the stored energy as in the single-circuit system can only be achieved with 100% heat transfer.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung 400 von 6 dient ein in einer Flüssigkeit gelöstes Gas als Arbeitsmedium, z. B. das System Kohlendioxid gelöst in Aceton bzw. das System Methan gelöst in n-Pentan oder das Gleichgewichtssystem Distickstofftetroxid/Stickstoffdioxid gelöst in Nitroethan. Hierbei wird die temperaturabhängige Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten ausgenutzt. Im Folgenden wird nur der obere Kreislauf von 6 beschrieben, bestehend aus der heißen Zone 410, einem Wärmetauscher 412, einer Pumpe 414, der kalten Zone 416 und einem Energiewandler 418. Diese Elemente stehen jeweils über Leitungen in fluider Kommunikation miteinander. Wegen des Temperaturunterschieds ist die Konzentration des gelösten Gases in der heißen Zone 410 und in der kalten Zone 416 unterschiedlich. Gase lösen sich am Siedepunkt einer Flüssigkeit schlechter als nahe des Festpunkts. Deshalb befindet sich in der kalten Zone eine gasreiche und in der heißen Zone eine gasarme Lösung. Mit der Pumpe 414 wird die Flüssigkeit über den Wärmetauscher 412 im Gegenstromverfahren umgewälzt, wodurch die gasreiche Lösung in die heiße Zone 410 und die gasarme Lösung in die kalte Zone 416 gelangt. Das gelöste Gas wird in der heißen Zone 410 aus der Lösung vertrieben und verrichtet im Energiewandler 418 Arbeit und löst sich anschließend in der kalten Zone 416. Analog zur Vorrichtung 100 wird auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 400 zusätzlich ein Inertgas eingefüllt, um einen übermäßigen Anstieg der Flüssigkeit in der Leitung 420 oder gar ein Eindringen in den Energiewandler zu verhindern. Vorzugsweise wird dafür Helium und/oder Wasserstoff verwendet. Über den oben beschriebenen zweiten Kreislauf erfolgt die Energiezufuhr, und zwar in energiereicher Zeit über alternative Energiequellen oder auch jede andere Wärmequelle.In the device according to the invention 400 from 6 serves dissolved in a liquid gas as the working medium, eg. As the system carbon dioxide dissolved in acetone or the system methane dissolved in n-pentane or the equilibrium dinitrogen tetroxide / nitrogen dioxide dissolved in nitroethane. Here, the temperature-dependent solubility of gases in liquids is exploited. In the following, only the upper cycle of 6 described, consisting of the hot zone 410 , a heat exchanger 412 , a pump 414 , the cold zone 416 and an energy converter 418 , These elements are in fluid communication with each other via lines. Because of the temperature difference, the concentration of dissolved gas is in the hot zone 410 and in the cold zone 416 differently. Gases dissolve at the boiling point of a liquid worse than near the fixed point. This is why there is a gas-rich solution in the cold zone and a low-gas solution in the hot zone. With the pump 414 the liquid is transferred through the heat exchanger 412 circulated in countercurrent, causing the gas-rich solution in the hot zone 410 and the low-gas solution in the cold zone 416 arrives. The dissolved gas will be in the hot zone 410 expelled from the solution and performed in the energy converter 418 Work and then dissolves in the cold zone 416 , Analogous to the device 100 is also in the device according to the invention 400 In addition, an inert gas filled to prevent excessive increase of the liquid in the pipe 420 or even to prevent penetration into the energy converter. Preferably, helium and / or hydrogen is used for this purpose. About the second cycle described above, the energy is supplied, in high-energy time via alternative energy sources or any other heat source.

Beispiel 2: Schwefelsäure/WasserExample 2: sulfuric acid / water

Das erfindungsgemäße Verfahren wird jetzt am Beispiel des Systems Schwefelsäure/Wasser erläutert (Speichersystem – Schwefelsäure/Wasser; Verdünnungsenthalpie ist exotherm): H2SO4konz + H2O → H2SO4verd + 95,33 kJ (ΔH = –95,33 kJ/mol) H2SO4konz + 95,33 kJ → H2SO4verd + H2O (ΔH = +95,33 kJ/mol) MG = 98,072 gmol–1 → 0,972 kJ/g → 0,972 MJ/kg (MG = molare Masse) The process according to the invention will now be explained using the example of the system sulfuric acid / water (storage system - sulfuric acid / water, enthalpy of dilution is exothermic): H 2 SO 4 conc + H 2 O → H 2 SO 4verd + 95.33 kJ (ΔH = -95.33 kJ / mol) H 2 SO 4 conc + 95.33 kJ → H 2 SO 4verd + H 2 O (ΔH = +95.33 kJ / mol) M G = 98.072 gmol -1 → 0.972 kJ / g → 0.972 MJ / kg (M G = molar mass)

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist wiederum die in 4 dargestellte Vorrichtung. Eine detailliertere Darstellung eines möglichen Reaktors zeigt wiederum die 3. In den Konzentrierungskammern 112, 114 befindet sich heiße konzentrierte Schwefelsäure (Siedepunkt über 170°C) mit einer Temperatur von beispielsweise 170°C und in einer Druckkammer 120 befindet sich Wasser. In den Verdünnungskammern 116, 118 befindet sich verdünnte Schwefelsäure. Wegen des Wärmeausgleichs zwischen den Kammern wird das Wasser erwärmt und Druck baut sich in der Druckkammer bzw. Wasserkammer 120 auf. Der Wasserdampf entspannt sich im Energiewandler 124 (z. B. einer Dampfmaschine oder -turbine) und verrichtet dabei Arbeit.A device according to the invention for carrying out this method is again the one in 4 illustrated device. A more detailed description of a possible reactor again shows the 3 , In the concentration chambers 112 . 114 is hot concentrated sulfuric acid (boiling point above 170 ° C) with a temperature of for example 170 ° C and in a pressure chamber 120 there is water. In the dilution chambers 116 . 118 is dilute sulfuric acid. Because of the heat balance between the chambers, the water is heated and pressure builds up in the pressure chamber or water chamber 120 on. The steam relaxes in the energy converter 124 (eg a steam engine or turbine) and doing work.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der entspannte Wasserdampf über die Leitungen 126, 128 in die heiße konzentrierte Schwefelsäure geleitet, die aus den Konzentrierungskammern 112, 114 stammt, um dann in die Verdünnungskammern 116, 118 zu strömen. Bei diesem Vorgang wird konzentrierte Schwefelsäure verdünnt. Dabei wird neben der Kondensationswärme auch die Verdünnungsenthalpie der Schwefelsäure frei, die dazu dient, erneut Wasser in der Druckkammer 120 zu verdampfen. Während der Energieumwandlung bleibt die Temperatur im Reaktor und im Energiewandler konstant.According to the method of the invention, the relaxed water vapor over the lines 126 . 128 passed into the hot concentrated sulfuric acid coming out of the concentration chambers 112 . 114 comes to the dilution chambers 116 . 118 to stream. During this process, concentrated sulfuric acid is diluted. In addition to the heat of condensation, the dilution enthalpy of the sulfuric acid is released, which serves to re-water in the pressure chamber 120 to evaporate. During the energy conversion, the temperature in the reactor and in the energy converter remains constant.

Analog zum Beispiel Natronlauge/Wasser wird auch hier ein Inertgas eingefüllt, um eine permanente Gasblase in den Leitungen 126 und 128 aufrecht zu erhalten. Damit wird ein Eindringen der Schwefelsäure in den Energiewandler verhindert. Vorzugsweise werden als Inertgas Helium und Wasserstoff eingefüllt. Prozess in der Druckkammer 120: H2Ofl → H2Ogasf. ΔvapH = +2260 kJkg–1 Prozess in den Schwefelsäurekammern 116, 118: H2Ogasf. → H2Ofl. ΔkondH = –2260 kJkg–1 H2SO4konz + H2O → H2SO4verd. ΔsH = –972 kJkg–1 ΔvapH + ΔkondH + ΔsH = –972 kJkg–1 Mit:

ΔvapH
Verdampfungsenthalpie
ΔkondH
Kondensationsenthalpie
ΔsH
Verdünnungsenthalpie
Analogously to the example of caustic soda / water, an inert gas is also filled in here to create a permanent gas bubble in the lines 126 and 128 to maintain. This prevents the penetration of sulfuric acid into the energy converter. Preferably, helium and hydrogen are introduced as the inert gas. Process in the pressure chamber 120: H 2 O fl → H 2 O gasf. Δ vap H = +2260 kJkg -1 Process in the sulfuric acid chambers 116, 118: H 2 O gasf. → H 2 O fl. Δcond H = -2260 kJkg -1 H 2 SO 4 conc + H 2 O → H 2 SO 4verd. Δ s H = -972 kJkg -1 Δ H vap + Δ + Δ fus H s H = -972 kJkg -1 With:
Δ vap H
evaporation
Δcond H
condensation enthalpy
Δ s H
Verdünnungsenthalpie

Der Energiebetrag von 972 kJkg–1 wird in Arbeit umgewandelt. Die Verdampfungsenthalpie und die Kondensationsenthalpie sind unter gleichen Bedingungen betragsidentisch mit umgekehrtem Vorzeichen.The energy amount of 972 kJkg -1 is converted into work. The enthalpy of vaporization and the enthalpy of condensation are identical under the same conditions with the opposite sign.

Die verdünnte Schwefelsäure wird ausgetauscht, wenn deren Siedepunkt unter 170°C sinkt, denn dann kann kein Wasser mehr in dieser Schwefelsäure kondensieren, sondern sie beginnt selbst zu sieden. Die heiße verdünnte Schwefelsäure fließt durch den Wärmetauscher 216 in den Energiesammler 210. Der verdünnten Schwefelsäure wird mittels Wärmekollektor 212 Energie, z. B. Sonnenlicht, zugeführt. Das im Reaktor einkondensierte Wasser verdampft und kondensiert am Kondensator 226, der gekühlt wird. Bei diesem Wärmeübergang wird die verdünnte Schwefelsäure aufkonzentriert, und die Lösungsenthalpie der Schwefelsäure wird in Form von konzentrierter Schwefelsäure und Wasser gespeichert. Die konzentrierte Schwefelsäure und das Wasser werden dem Kreislauf wieder zugeführt.The diluted sulfuric acid is exchanged when its boiling point falls below 170 ° C, because then no more water can condense in this sulfuric acid, but it begins to boil itself. The hot dilute sulfuric acid flows through the heat exchanger 216 in the energy collector 210 , The dilute sulfuric acid is using a heat collector 212 Energy, z. As sunlight, fed. The water condensed in the reactor evaporates and condenses on the condenser 226 which is cooled. In this heat transfer, the dilute sulfuric acid is concentrated, and the solution enthalpy of sulfuric acid is stored in the form of concentrated sulfuric acid and water. The concentrated sulfuric acid and the water are returned to the circulation.

Analog zum Beispiel 1 (Natronlauge/Wasser) ist mittels Druckänderung und azeotroper Destillation auch der Einsatz kalter Wärmequellen möglich.Analogously to Example 1 (caustic soda / water), the use of cold heat sources is possible by means of pressure change and azeotropic distillation.

Beispiel 3: Ammoniak/Wasser Example 3: Ammonia / water

Das erfindungsgemäße Verfahren wird jetzt am Beispiel des Systems Ammoniak-Wasser erläutert (Speichersystem – Ammoniak/Wasser; Lösungsenthalpie ist exotherm): NH3gasf. + H2O → NH3aq + 30,50 kJ (ΔH = –30,50 kJ/mol) NH3aq + 30,50 kJ → NH3gasf. + H2O (ΔH = +30,50 kJ/mol) MG NH3 = 17,031 gmol–1 → 1,791 kJ/g → 1,791 MJ/kg (MG NH3 = molare Masse) The process according to the invention will now be explained using the example of the ammonia-water system (storage system - ammonia / water, solution enthalpy is exothermic): NH 3 gasf. + H 2 O → NH 3aq + 30.50 kJ (ΔH = -30.50 kJ / mol) NH 3aq + 30.50 kJ → NH 3 gasf. + H 2 O (ΔH = +30.50 kJ / mol) M G NH3 = 17.031 gmol -1 → 1.791 kJ / g → 1.791 MJ / kg (M G NH3 = molar mass)

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist wiederum die in 4 dargestellte Vorrichtung. Eine detailliertere Darstellung eines möglichen Reaktors zeigt wiederum die 3. Ammoniak ist unter Normalbedingungen ein Gas, das sich durch Druckerhöhung verflüssigen lässt und sich mit starker Wärmetönung außerordentlich leicht in Wasser löst (siehe Tabelle 1). Im Gegensatz zu den ersten beiden Beispielen (Natronlauge/Wasser und Schwefelsäure/Wasser) ist beim Beispiel Wasser/Ammoniak der Ammoniak das Arbeitsmedium und nicht das Wasser. Um Ammoniak am Kondensator kondensieren zu können, steht die Anlage unter Druck. Der Überdruck ist abhängig von der Temperatur des kalten Reservoirs und wird in der Regel über 5 bar gehalten. Schmelzpunkt –78°C Molmasse 17,03 g/mol Kritische Temperatur 132,4°C Kritischer Druck 113 bar Dampfdruck bei 21°C 8,9 bar Löslichkeit in 1 kg Wasser bei 0°C (1012 mbar) 899 g (52,8 mol) Löslichkeit in 1 kg Wasser bei 20°C (1012 mbar) 518 g (30,4 mol) Löslichkeit in 1 kg Wasser bei 100°C (1012 mbar) 74 g (4,3 mol) Tabelle 1: Physikalisch-chemische Daten von Ammoniak A device according to the invention for carrying out this method is again the one in 4 illustrated device. A more detailed description of a possible reactor again shows the 3 , Under normal conditions, ammonia is a gas that liquefies due to pressure increase and dissolves extremely easily in water with strong heat of reaction (see Table 1). In contrast to the first two examples (caustic soda / water and sulfuric acid / water) in the example of water / ammonia, the ammonia is the working medium and not the water. To condense ammonia on the condenser, the system is under pressure. The overpressure depends on the temperature of the cold reservoir and is usually kept above 5 bar. melting point -78 ° C molar mass 17.03 g / mol Critical temperature 132.4 ° C Critical pressure 113 bar Vapor pressure at 21 ° C 8.9 bar Solubility in 1 kg of water at 0 ° C (1012 mbar) 899 g (52.8 mol) Solubility in 1 kg of water at 20 ° C (1012 mbar) 518 g (30.4 mol) Solubility in 1 kg of water at 100 ° C (1012 mbar) 74 g (4.3 mol) Table 1: Physico-chemical data of ammonia

Die konzentrierte Ammoniak-Lösung wird im Energiesammler 210 in flüssigen Ammoniak und ammoniakarmes Wasser getrennt. Das geschieht durch Energiezufuhr am Wärmekollektor 212, z. B. Sonnenenergie, und durch Kühlung des Kondensators 226. Am Kondensator scheidet sich flüssiger Ammoniak ab. Mit der Stofftrennung wird die Lösungswärme des Ammoniaks in Wasser gespeichert. Die beiden getrennten Flüssigkeiten gelangen über die Reservoire 214 (für Wasser) und 228 (für Ammoniak) sowie den Wärmetauscher 218 in den Reaktor 220. Der Ammoniak entspannt sich im Energiewandler 222 (z. B. einer Dampfmaschine oder -turbine) und löst sich anschließend im ammoniakarmen Wasser. Für diesen Prozess wird einerseits die Verdampfungswärme des Ammoniaks benötigt und andererseits wird die gespeicherte Lösungswärme und die Kondensationswärme frei. Die Kondensations- und die Verdampfungswärme sind betragsidentisch nur mit umgekehrten Vorzeichen. Somit wird die Lösungsenthalpie in Arbeit umgewandelt. Die ammoniakreiche Lösung gelangt wieder über den Wärmetauscher 218 und das Reservoir 224 in die Kammer 212, in der der endotherme Prozess abläuft.The concentrated ammonia solution is in the energy collector 210 separated into liquid ammonia and low-ammonia water. This is done by supplying energy to the heat collector 212 , z. As solar energy, and by cooling the capacitor 226 , At the condenser separates liquid ammonia. With the separation of substances, the heat of solution of the ammonia is stored in water. The two separate liquids pass over the reservoirs 214 (for water) and 228 (for ammonia) as well as the heat exchanger 218 in the reactor 220 , The ammonia relaxes in the energy converter 222 (For example, a steam engine or turbine) and then dissolves in low-ammonia water. For this process, on the one hand, the heat of evaporation of the ammonia is needed and on the other hand, the stored solution heat and the heat of condensation is released. The condensation heat and the heat of vaporization are identical in magnitude only with the opposite sign. Thus, the enthalpy of solution is converted into work. The ammonia-rich solution returns via the heat exchanger 218 and the reservoir 224 in the chamber 212 in which the endothermic process takes place.

Auch in diesem Beispiel wird zusätzlich ein Inertgas eingefüllt, um eine permanente Gasblase in den Leitungen 126 und 128 aufrecht zu erhalten, damit ein Rückschlagen des Wassers in den Energiewandler verhindert wird. Vorzugsweise werden als Inertgas Helium und Wasserstoff benutzt. Prozess in der Druckkammer 120: NH3fl → NH3gasf. ΔvapH25 = +19,86 kJmol–1 → 1166 kJ/kg Prozess in der Wasserkammer 116, 118: NH3gasf. → NH3fl. ΔkondH25 = –19,86 kJmol–1 → –1166 kJ/kg NH3gasf. + H2O → (NH3)aq. ΔSolH = –30,50 kJmol–1 → –1790 kJ/kg ΔvapH + ΔkondH + ΔsH = –1790 kJkg–1 Mit:

ΔvapH25
Verdampfungsenthalpie bei 25°C
ΔkondH25
Kondensationsenthalpie bei 25°C
ΔSolH
Lösungsenthalpie
In this example, an inert gas is additionally introduced to a permanent gas bubble in the pipes 126 and 128 maintained, so that a return of the water is prevented in the energy converter. Preferably, helium and hydrogen are used as the inert gas. Process in the pressure chamber 120: NH 3fl → NH 3 gasf. Δ vap H 25 = +19.86 kJmol -1 → 1166 kJ / kg Process in the water chamber 116, 118: NH 3 gasf. → NH 3fl. Δcond H 25 = -19.86 kJmol -1 → -1166 kJ / kg NH 3 gasf. + H 2 O → (NH 3 ) aq. Δ Sol H = -30.50 kJ mol -1 → -1790 kJ / kg Δ H vap + Δ + Δ fus H s H = -1790 kJkg -1 With:
Δ vap H 25
Evaporation enthalpy at 25 ° C
Δ cond H 25
Condensation enthalpy at 25 ° C
Δ Sol H
of solution

Das Gleichgewichtssystem Ammoniak/Wasser kann auch mit der in 6 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden. Dabei wird über die heiße Zone 410, in der sich eine ammoniakreiche Lösung befindet, dem System Energie, z. B. Sonnenenergie, zugeführt. Weil es sich um eine Gleichgewichtsreaktion handelt, verschiebt sich das Gleichgewicht in Richtung Ammoniak (Gas) und Wasser. Druck baut sich auf. In der kalten Zone 416, die mit dem kalten Wärmereservoir im thermischen Kontakt steht, befindet sich eine kalte ammoniakarme Lösung. Hier wird das Gleichgewicht in exotherme Richtung verschoben (Lösen von NH3 in Wasser). Die heiße Zone 410 und die kalte Zone 416 sind über die Wärmekraftmaschine 418 und den Wärmetauscher 412 verbunden. Die gesamte Apparatur ist geschlossen und lässt keinen Stoffaustausch mit der Umgebung zu. Aufgrund des Temperaturunterschieds zwischen beiden Wärmereservoiren verrichtet das Arbeitsmedium (in diesem Fall Ammoniak) über die Wärmekraftmaschine 418 Arbeit. Das Arbeitsmedium (Ammoniak) löst sich im Wasser, das anschließend weggeleitet wird, um zu verhindern, dass sich im System ein Gleichgewicht einstellen kann. Die ammoniakreiche Lösung aus der kalten Zone 416 wird durch einen Wärmetauscher zur heißen Zone 410 zurückgeleitet, dabei wird sie im Gegenstromverfahren von heißer ammoniakarmer Lösung auf die Temperatur des warmen Wärmereservoirs gebracht. Im Gegensatz dazu kühlt sich die ammoniakarme Lösung im Wärmetauscher auf die Temperatur des kalten Reservoirs ab. Um ein übermäßiges Eindringen des Wassers in die Leitung 420 zu vermeiden, wird vorzugsweise Helium oder Wasserstoff als Inertgas eingefüllt.The equilibrium system ammonia / water can also be used with in 6 illustrated device according to the invention can be used. It is about the hot zone 410 , in which there is an ammonia-rich solution, the system energy, z. As solar energy supplied. Because it is an equilibrium reaction, the equilibrium shifts towards ammonia (gas) and water. Pressure builds up. In the cold zone 416 , which is in thermal contact with the cold heat reservoir, is a cold ammonia solution. Here, the equilibrium is shifted in exothermic direction (dissolving NH 3 in water). The hot zone 410 and the cold zone 416 are about the heat engine 418 and the heat exchanger 412 connected. The entire apparatus is closed and does not allow any mass transfer with the environment. Due to the temperature difference between the two heat reservoirs, the working medium (in this case ammonia) performs the heat engine 418 Job. The working fluid (ammonia) dissolves in the water, which is then diverted away to prevent the system from becoming equilibrated. Ammonia-rich solution from a cold zone 416 becomes a hot zone through a heat exchanger 410 returned, while it is brought in countercurrent process of hot ammonia-poor solution to the temperature of the warm heat reservoir. In contrast, the low-ammonia solution in the heat exchanger cools to the temperature of the cold reservoir. To prevent excessive ingress of water into the pipe 420 To avoid helium or hydrogen is preferably introduced as an inert gas.

Der Wirkungsgrad η dieser Wärmekraftmaschine lässt sich analog zu Gl. 1 bestimmen. Mit diesem Verfahren lässt sich keine Energie speichern, sondern nur umwandeln.The efficiency η of this heat engine can be analogous to Eq. 1 determine. With this method can not save energy, but only convert.

Neben den in den vorstehenden Beispielen angeführten Gleichgewichtssystemen enthält die Tabelle 2 weitere Beispiele für exotherme Gleichgewichtssysteme. Arbeitsmedium Speichermedium ΔsH o. ΔsolH/kJ/mol ΔsH o. ΔsolH/kJ/kg HCl Wasser –74.84 –2050 SO2 Wasser –29 –453 HBr Wasser –85.14 –1052 HF Wasser –61.5 –3075 HI Wasser –81.87 –640 Wasser LiCl·H2O –19.08 –315 Wasser LiBr·H2O –23.26 –222 Wasser LiI·H2O –29.66 –195 Wasser LiOH –23.56 –982 Wasser KOH·H2O –14.64 –198 Wasser RbOH·H2O –17.99 –149 Tabelle 2: Exotherme Gleichgewichtssysteme In addition to the equilibrium systems given in the preceding examples, Table 2 contains further examples of exothermic equilibrium systems. working medium storage medium Δ s H o. Sol Δ H / kJ / mol Δ s H o. Sol Δ H / kJ / kg HCl water -74.84 -2050 SO 2 water -29 -453 HBr water -85.14 -1,052 HF water -61.5 -3,075 HI water -81.87 -640 water LiCl · H 2 O -19.08 -315 water LiBr · H 2 O -23.26 -222 water LiI · H 2 O -29.66 -195 water LiOH -23.56 -982 water KOH · H 2 O -14.64 -198 water RbOH · H 2 O -17.99 -149 Table 2: Exothermic equilibrium systems

Beispiel 4: Lösen von chemischen Verbindungen in Lösungsmitteln mit positiver LösungsenthalpieExample 4: Dissolution of Chemical Compounds in Solvents with Positive Solution Enthalpy

Das erfindungsgemäße Verfahren wird jetzt am Beispiel des Lösens von Kaliumnitrat (KNO3) in Wasser und einem separaten Arbeitsmedium (z. B. Dichlormethan) erläutert (Speichersystem – Kaliumnitrat-Wasser/Acetonitril; Lösungsenthalpie ist endotherm; die Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit von Kaliumnitrat in Wasser ist in Tabelle 3 wiedergegeben): KNO3fest + H2O + 34,89 kJ → KNO3aq (ΔH = +34,89 kJ/mol) KNO3aq → KNO3fest + H2O + 30,50 kJ (ΔH = –34,89 kJ/mol) MG KNO3 = 101,102 gmol–1 → 0,345 kJ/g → 0,345 MJ/kg (MG KNO3 = molare Masse) The process according to the invention will now be illustrated by the example of the dissolution of potassium nitrate (KNO 3 ) in water and a separate working medium (eg dichloromethane) (storage system - potassium nitrate-water / acetonitrile, solution enthalpy is endothermic, the temperature dependence of the solubility of potassium nitrate in water is shown in Table 3): KNO 3 solid + H 2 O + 34.89 kJ → KNO 3aq (ΔH = +34.89 kJ / mol) KNO 3aq → KNO 3 solid + H 2 O + 30.50 kJ (ΔH = -34.89 kJ / mol) M G KNO3 = 101.102 gmol -1 → 0.345 kJ / g → 0.345 MJ / kg (M G KNO3 = molar mass)

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Tabelle 3: Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit von Kaliumnitrat in Wasser
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Table 3: Temperature dependence of the solubility of potassium nitrate in water

Zur Durchführung des Verfahrens lassen sich die in den 4 und 5 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtungen benutzen. Das Verfahren wird anhand der erfindungsgemäßen Vorrichtung von 5 erklärt.To carry out the method, in the 4 and 5 use illustrated devices according to the invention. The method is based on the inventive device of 5 explained.

Im oberen Kreislauf befindet sich das Arbeitsmedium, eine leicht verdampfbare Flüssigkeit, z. B. Dichlormethan. Der obere Kreislauf ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus der Verdampfungszone 326, dem Energiewandler 328, der Kondensationszone 330 und der Pumpe 332 besteht, wobei die Elemente jeweils über Leitungen in fluider Kommunikation miteinander stehen. Das Dichlormethan wird in der Verdampfungszone 326 verdampft, verrichtet im Energiewandler 328 Arbeit und kühlt sich in der Kondensationszone 330 weiter ab. Mittels der Pumpe 332 wird das kondensierte Dichlormethan wiederum der Verdampfungszone 326 zugeführt.In the upper circuit is the working medium, an easily evaporable liquid, eg. For example, dichloromethane. The upper circuit is characterized by being from the evaporation zone 326 , the energy converter 328 , the condensation zone 330 and the pump 332 where the elements are in fluid communication with each other via conduits. The dichloromethane is in the evaporation zone 326 evaporated, done in the energy converter 328 Work and cool in the condensation zone 330 continue down. By means of the pump 332 The condensed dichloromethane is in turn the evaporation zone 326 fed.

Der untere Kreislauf besteht aus der Kammer 310, in welcher der endotherme Prozess abläuft, dem Reservoir mit konzentrierter Kaliumnitratlösung bei Umgebungstemperatur 312, dem Wärmetauscher 313, der Kammer 314, in welcher der exotherme Prozess abläuft, dem Reservoir für eine Acetonitril-Wasser-Mischung mit niedriger Kaliumnitratkonzentration 324, dem Reservoir für Acetonitril 320, dem Kondensator 322, dem Wärmetauscher 318 sowie der mindestens einen Pumpe 316 (nur eine dargestellt), wobei diese Elemente, wie in 5 dargestellt, in fluider Kommunikation miteinander stehen.The lower circuit consists of the chamber 310 in which the endothermic process takes place, the reservoir with concentrated potassium nitrate solution at ambient temperature 312 , the heat exchanger 313 , the chamber 314 in which the exothermic process takes place, the reservoir for a low potassium nitrate concentration acetonitrile-water mixture 324 , the reservoir for acetonitrile 320 , the capacitor 322 , the heat exchanger 318 as well as the at least one pump 316 (only one shown), these elements, as in 5 represented, in fluid communication with each other.

Durch den Acetonitrilzusatz gelingt es, das Kaliumnitrat aus der wässrigen Lösung zu entfernen und damit die gespeicherte Energie freizusetzen, denn der Lösevorgang von Kaliumnitrat in Wasser ist endotherm, weshalb bei der Reaktionsumkehrung, der Ausfällung des gelösten Salzes, die Lösungsenthalpie wieder frei wird.By adding acetonitrile, it is possible to remove the potassium nitrate from the aqueous solution and thus release the stored energy, because the dissolution process of potassium nitrate in water is endothermic, which is why the reaction enthalpy, the precipitation of the dissolved salt, the solution enthalpy is free again.

Die Kammer 314, in welcher der exotherme Prozess abläuft, steht in thermischer Verbindung mit der Verdampfungszone 326 des ersten Kreislaufs.The chamber 314 , in which the exothermic process takes place, is in thermal communication with the evaporation zone 326 of the first cycle.

Der erfindungsgemäßen Vorrichtung 300 wird über die Kammer 310, in welcher der endotherme Prozess abläuft, Energie, beispielsweise Sonnenlicht oder auch nur Wärme, zugeführt. Diese Energie sorgt dafür, dass sich das Gleichgewicht in die endotherme Richtung verschiebt. In der in 5 dargestellten Ausführungsform bedeutet dies, dass Acetonitril aus dem Acetonitril-Wassergemisch aus dem Reservoir 324 entfernt wird. Das Acetonitril (Wasser und Acetonitril sieden azeotrop, deshalb ist es eigentlich ein Gemisch) kondensiert am Kondensator 322 und wird in einem separaten Behälter 320 gesammelt. Das in der Kammer 310 zurückbleibende Wasser ist jetzt aber in der Lage, Kaliumnitrat zu lösen. Der Lösevorgang ist ebenfalls endotherm.The device according to the invention 300 is about the chamber 310 in which the endothermic process takes place, energy, for example, sunlight or even heat supplied. This energy causes the balance to shift to the endothermic direction. In the in 5 As shown, this means that acetonitrile from the acetonitrile-water mixture from the reservoir 324 Will get removed. The acetonitrile (water and acetonitrile boil azeotropically, therefore it is actually a mixture) condenses on the condenser 322 and will be in a separate container 320 collected. That in the chamber 310 Remaining water is now able to dissolve potassium nitrate. The dissolution process is also endothermic.

Bei weiterer Erwärmung der Kaliumnitratlösung verbessert sich die Löslichkeit des Salzes und damit wird Energie in der Kaliumnitratlösung gespeichert.Upon further heating of the potassium nitrate solution, the solubility of the salt improves and thus energy is stored in the potassium nitrate solution.

Um die gespeicherte Energie wieder freizusetzen, wird die konzentrierte Kaliumnitratlösung mit dem beim endothermen Prozess anfallenden Acetonitril verdünnt. Dabei fällt das Kaliumnitrat schlagartig aus, und es kommt zur Energieabgabe an die über die Kammer 314 in thermischer Verbindung stehende Verdampfungszone 326 des ersten Kreislaufs. Das Arbeitsmedium, z. B. Dichlormethan, wird erwärmt, verdampft und verrichtet Arbeit.In order to release the stored energy, the concentrated potassium nitrate solution is diluted with the acetonitrile produced during the endothermic process. The potassium nitrate precipitates abruptly, and it comes to the energy delivery to the over the chamber 314 in thermal connection evaporation zone 326 of the first cycle. The working medium, z. As dichloromethane, is heated, evaporated and performed work.

Die kaliumnitratarme Wasser-Acetonitril-Mischung wird im Gegenstrom zu der Zuleitung mit konzentrierter Kaliumnitrat-Lösung in die Kammer 324 geführt, die wiederum mit der Kammer 310 verbunden ist, in welcher der endotherme Prozess abläuft. The potassium nitrate-lean water-acetonitrile mixture is countercurrent to the feed with concentrated potassium nitrate solution into the chamber 324 led, in turn, with the chamber 310 connected, in which the endothermic process takes place.

Neben dem, in dem vorstehenden Beispiel angeführten Gleichgewichtssystem enthält die Tabelle 4 weitere Beispiele für endotherme Gleichgewichtssysteme.In addition to the equilibrium system given in the preceding example, Table 4 contains further examples of endothermic equilibrium systems.

Durch Ausfällen des Salzes mit einem beliebigen organischen Lösungsmittel, wie z. B. Aceton, Alkohole, Nitroalkane, Tetrahydrofuran, Dioxan usw., wird die gespeicherte Energie der konzentrierten Salzlösungen freigesetzt, wobei die konzentrierte Salzlösung als Lösungsmittel Wasser oder ein anderes Solvents enthält. Salz Molmasse/g/mol ΔsH o. ΔsolH kJ/mol Löslichkeit bei 0°C in g/100 g Wasser Löslichkeit bei 100°C in g/100 g temp.-abh. Löslichkeit/g temp.-abh. Löslichkeit/mol Speicherkapazität der Salzlösung/kJ NH4Cl 53.5 14.78 29.74 76.18 46.45 0.8683 12.83 NH4ClO4 117.5 33.47 12.11 87.27 75.16 0.6397 21.41 NH4Br 97.9 16.78 60.00 134.74 74.74 0.7631 12.80 NH4NO3 80.0 25.69 117.39 930.93 813.54 10.1678 261.21 LiClO4 90.4 32.61 43.06 249.65 206.59 2.2855 74.53 NaClO3 106.4 21.72 79.44 203.95 124.51 1.1698 25.41 NaClO4 122.4 22.51 162.47 329.18 166.72 1.3616 30.65 CaCl2 111.0 14.40 57.98 149.63 91.65 0.8258 11.89 NaBrO3 150.9 26.90 25.00 73.97 48.97 0.3246 8.73 NaBr 102.9 18.64 79.86 121.73 41.87 0.4070 7.59 NaNO3 85.0 20.50 73.01 176.24 103.23 1.2146 24.90 NaNO2 69.0 13.89 72.12 161.78 89.66 1.2996 18.05 NaC2H3O2 82.0 19.66 36.05 169.54 133.49 1.6272 31.99 KClO3 122.5 41.38 3.12 57.85 54.73 0.4466 18.48 KClO4 138.5 51.04 0.70 22.96 22.25 0.1606 8.20 KBr 119.0 19.87 53.85 103.25 49.41 0.4152 8.25 KCl 74.6 17.22 27.78 56.37 28.59 0.3835 6.60 KBrO3 167.0 41.13 3.06 49.88 46.82 0.2804 11.53 KI 166.0 20.33 127.27 206.75 79.48 0.4788 9.73 KIO3 214.0 27.74 4.74 31.63 26.89 0.1256 3.48 KNO2 85.1 13.35 280.23 402.51 122.28 1.4369 19.18 KNO3 101.1 34.89 13.64 242.47 228.83 2.2633 78.97 KMnO4 158.0 43.56 2.82 22.19 19.37 0.1226 5.34 CsNO3 194.9 40.00 9.24 195.86 186.62 0.9575 38.30 CsClO4 232.4 55.44 0.80 29.99 29.19 0.1256 6.96 RbNO3 147.5 36.48 19.62 431.91 412.30 2.7958 101.99 RbClO3 168.9 47.74 2.15 62.87 60.72 0.3595 17.16 RbBrO3 213.5 48.95 0.98 26.20 25.22 0.1181 5.78 CsI 259.8 33.35 44.72 224.68 179.96 0.6927 23.10 RbI 212.4 25.10 126.24 281.68 155.44 0.7319 18.37 CsBrO3 260.8 50.46 1.17 35.10 33.93 0.1301 6.56 Tabelle 4: Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit von Salzen in Wasser (endotherme Systeme) By precipitation of the salt with any organic solvent, such as. As acetone, alcohols, nitroalkanes, tetrahydrofuran, dioxane, etc., the stored energy of the concentrated salt solutions is released, the concentrated salt solution contains as solvent water or another solvent. salt Molecular weight / g / mol Δ s H o. Δ sol H kJ / mol Solubility at 0 ° C in g / 100 g water Solubility at 100 ° C in g / 100 g Temp dep. Solubility / g Temp dep. Solubility / mol Storage capacity of saline solution / kJ NH 4 Cl 53.5 14.78 29.74 76.18 46.45 0.8683 12.83 NH 4 ClO 4 117.5 33.47 12:11 87.27 75.16 0.6397 21:41 NH 4 Br 97.9 16.78 60.00 134.74 74.74 0.7631 12.80 NH 4 NO 3 80.0 25.69 117.39 930.93 813.54 10.1678 261.21 LiClO 4 90.4 32.61 43.06 249.65 206.59 2.2855 74.53 NaClO 3 106.4 21.72 79.44 203.95 124.51 1.1698 25.41 NaClO 4 122.4 22:51 162.47 329.18 166.72 1.3616 30.65 CaCl 2 111.0 14:40 57.98 149.63 91.65 0.8258 11.89 NaBrO 3 150.9 26.90 25.00 73.97 48.97 0.3246 8.73 NaBr 102.9 18.64 79.86 121.73 41.87 0.4070 7:59 NaNO 3 85.0 20:50 73.01 176.24 103.23 1.2146 24.90 NaNO 2 69.0 13.89 72.12 161.78 89.66 1.2996 18.5 NaC 2 H 3 O 2 82.0 19.66 36.05 169.54 133.49 1.6272 31.99 KClO 3 122.5 41.38 3.12 57.85 54.73 0.4466 18:48 KClO 4 138.5 51.04 0.70 22.96 22:25 0.1606 8.20 KBr 119.0 19.87 53.85 103.25 49.41 0.4152 8.25 KCl 74.6 17:22 27.78 56.37 28.59 0.3835 6.60 KBrO 3 167.0 41.13 3:06 49.88 46.82 0.2804 11:53 KI 166.0 20:33 127.27 206.75 79.48 0.4788 9.73 KIO 3 214.0 27.74 4.74 31.63 26.89 0.1256 3:48 KNO 2 85.1 13:35 280.23 402.51 122.28 1.4369 19:18 KNO 3 101.1 34.89 13.64 242.47 228.83 2.2633 78.97 KMnO 4 158.0 43.56 2.82 22:19 19:37 0.1226 5:34 CsNO 3 194.9 40.00 9.24 195.86 186.62 0.9575 38.30 CsClO 4 232.4 55.44 0.80 29.99 29.19 0.1256 6.96 RbNO 3 147.5 36.48 19.62 431.91 412.30 2.7958 101.99 RbClO 3 168.9 47.74 2.15 62.87 60.72 0.3595 17:16 RbBrO 3 213.5 48.95 0.98 26.20 25.22 0.1181 5.78 CsI 259.8 33.35 44.72 224.68 179.96 0.6927 23:10 RbI 212.4 25.10 126.24 281.68 155.44 0.7319 18:37 CsBrO 3 260.8 50.46 1.17 35.10 33.93 0.1301 6:56 Table 4: Temperature dependence of the solubility of salts in water (endothermic systems)

Beispiel 5: In einer Flüssigkeit gelöstes Gas als ArbeitsmediumExample 5: Gas dissolved in a liquid as a working medium

Zur Durchführung dieses Beispiels lässt sich die in der 6 dargestellte erfindungsgemäßen Vorrichtung benutzen.To carry out this example can be in the 6 use illustrated device according to the invention.

Der untere Kreislauf ist ausführlich hinsichtlich der Beispiele 1 und 4 vorstehend erläutert worden. Im oberen Kreislauf befindet sich das Arbeitsmedium, ein in einer Flüssigkeit gelöstes Gas, z. B. das System Kohlendioxid gelöst in Aceton bzw. das System Methan gelöst in n-Pentan oder das Gleichgewichtssystem Distickstofftetroxid/Stickstoffdioxid gelöst in Nitroethan. Am Siedepunkt des Lösungsmittels (Aceton, n-Pentan, Nitroethan) sind die Gase (Kohlendioxid, Methan, Stickstoffdioxid) schlecht löslich. Bei Abkühlung verbessert sich die Löslichkeit der Gase in der Flüssigkeit. Nahe am Festpunkt der Flüssigkeit lösen sich Gase am besten.The lower cycle has been explained in detail with respect to Examples 1 and 4 above. In the upper circuit is the working fluid, dissolved in a liquid gas, eg. As the system carbon dioxide dissolved in acetone or the system methane dissolved in n-pentane or the equilibrium dinitrogen tetroxide / nitrogen dioxide dissolved in nitroethane. At the boiling point of the solvent (acetone, n-pentane, nitroethane), the gases (carbon dioxide, methane, nitrogen dioxide) are poorly soluble. Upon cooling, the solubility of the gases in the liquid improves. Close to the fixed point of the liquid, gases dissolve best.

Der obere Kreislauf ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus der heißen Zone 410, dem Energiewandler 418, der kalten Zone 416, dem Wärmetauscher 412 und der Pumpe 414 besteht, wobei die Elemente jeweils über Leitungen in fluider Kommunikation miteinander stehen. Das gelöste Gas wird in der heißen Zone 410 bei hoher Temperatur aus der Flüssigkeit vertrieben. Das Gas verrichtet im Energiewandler 418 Arbeit. In der kalten Zone 416 befindet sich bei niedriger Temperatur das gasarme Lösungsmittel, weshalb sich nach verrichteter Arbeit das Gas erneut im Lösungsmittel löst. Mittels der Pumpe 414 wird diese gasreiche Lösung durch den Wärmetauscher 412 in die heiße Zone 410 zurückgeleitet. Das geschieht im Gegenstrom, d. h. die heiße gasarme Flüssigkeit (z. B. Aceton, n-Pentan, Nitroethan) aus der heißen Zone 410 erwärmt kalte gasreiche Lösung aus der kalten Zone 416. Um ein Eindringen der Flüssigkeit in die Leitung 420 zu vermeiden, befindet sich dort eine Blase von Inertgas, vorzugsweise Helium oder Wasserstoff.The upper circuit is characterized by being out of the hot zone 410 , the energy converter 418 , the cold zone 416 , the heat exchanger 412 and the pump 414 where the elements are in fluid communication with each other via conduits. The dissolved gas will be in the hot zone 410 expelled from the liquid at high temperature. The gas performs in the energy converter 418 Job. In the cold zone 416 is located at low temperature, the low-gas solvent, which is why after completion of the work, the gas dissolves again in the solvent. By means of the pump 414 This gas-rich solution is passed through the heat exchanger 412 in the hot zone 410 returned. This happens in countercurrent, ie the hot low-gas liquid (eg acetone, n-pentane, nitroethane) from the hot zone 410 heats cold gas-rich solution from the cold zone 416 , To prevent the liquid from entering the pipe 420 to avoid, there is a bubble of inert gas, preferably helium or hydrogen.

Von den beschriebenen Systemen stellt das Gleichgewichtssystem Distickstofftetroxid/Stickstoffdioxid eine Besonderheit dar: N2O4 ⇌ 2NO2 Of the systems described, the equilibrium dinitrogen tetroxide / nitrogen dioxide system is a peculiarity: N 2 O 4 ⇌ 2NO 2

Im flüssigen und im festen Aggregatzustand liegt praktisch nur Distickstofftetroxid (Fp: –9,3°C Kp: 21.15°C) vor, das in die doppelte Anzahl Mole Stickstoffdioxid thermisch dissoziiert (über 21.15°C bei Normaldruck) und dadurch eine besonders vorteilhafte Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht. Dieser Vorgang ist vollständig umkehrbar, so dass in der heißen Zone 410 Stickstoffdioxid entsteht und in der kalten Zone 416 zu Distickstofftetroxid reagiert, das dann mittels des Lösungsmittels Nitroethan, wie beschrieben, wieder in die heiße Zone 410 geführt wird.In the liquid and in the solid state of matter practically only dinitrogen tetroxide (mp: -9.3 ° C. bp: 21.15 ° C.) is present, which thermally dissociates into twice the number of moles of nitrogen dioxide (above 21.15 ° C. under normal pressure) and thus a particularly advantageous procedure allows the inventive method. This process is completely reversible, leaving in the hot zone 410 Nitrogen dioxide is produced and in the cold zone 416 reacts to dinitrogen tetroxide, which is then returned to the hot zone by means of the solvent nitroethane as described 410 to be led.

Weil die Wärmetönung der Gleichgewichtssysteme Methan/Pentan, Kohlendioxid/Aceton und Distickstofftetroxid/Stickstoffdioxid/Nitroethan im Vergleich zu den anderen beschriebenen Gleichgewichtssystemen (z. B. Ammoniak/Wasser) gering ist, ist man bei deren Anwendung auf eine kontinuierliche Energiezufuhr oder einen externen erfindungsgemäßen Energiespeicher angewiesen. Der entscheidende Vorteil dieser Gleichgewichtssysteme ist jedoch der niedrige Festpunkt der Lösungsmittel Aceton (Fp: –94,7°C Kp: 56.05°C), Pentan (–129,67°C Kp: 36.06°C) und Nitroethan (Fp: –89,5°C Kp: 114.0°C). Dadurch lassen sich Energiespeichersysteme, deren Temperatur unter dem Gefrierpunkt des Wassers liegt, mit gutem Wirkungsgrad nutzen.Because the heat of the equilibrium systems methane / pentane, carbon dioxide / acetone and dinitrogen tetroxide / nitrogen dioxide / nitroethane is low compared to the other described equilibrium systems (eg ammonia / water), their application to a continuous energy supply or an external invention Energy storage instructed. The decisive advantage of these equilibrium systems, however, is the low fixed point of the solvents acetone (mp: -94.7 ° C b.p .: 56.05 ° C), pentane (-129.67 ° C b.p .: 36.06 ° C) and nitroethane (mp: -89 , 5 ° C bp: 114.0 ° C). As a result, energy storage systems whose temperature is below the freezing point of the water can be used with good efficiency.

In den kalten Regionen der Erde stehen zugefrorene Meere, Seen oder auch Grundwasser mit einer Temperatur um den Gefrierpunkt des Wassers als „warme” Wärmereservoire zur Verfügung. Die Außentemperatur liegt häufig weit darunter. Dieser Wärmeübergang ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 6 sehr gut zu nutzen. Mit Temperaturen von ΘW = 0°C und Θk = –40°C beträgt der theoretische Wirkungsgrad ca. 15%.In the cold regions of the earth, frozen oceans, lakes or even groundwater with a temperature around the freezing point of the water are available as "warm" heat reservoirs. The outside temperature is often far below. This heat transfer is in accordance with the device according to the invention 6 very good to use. With temperatures of Θ W = 0 ° C and Θ k = -40 ° C, the theoretical efficiency is approx. 15%.

Nachstehend wird die Energiespeicherkapazität der Gleichgewichtssysteme Natronlauge/Wasser (Beispiel 1) und Wasser/Ammoniak (Beispiel 3) betrachtet. In energiearmer Zeit, z. B. im Winter, nachts oder auch bei Windflauten, kann Energie, die in der konzentrierten Natronlauge bzw. im flüssigen Ammoniak gespeichert ist, durch Verdünnen mit Wasser entnommen werden. Verdünnungsenthalpie ΔsHNaOH·H2O = –21,41 kJ/mol MG = 58,012 g/mol → 0,369 kJ/g → 369 MJ/t Verdünnungsenthalpie ΔHNH3 = –30,50 kJ/mol MG NH3 = 17,031 gmol–1 → 1,791 kJ/g → 1791 MJ/t Mit

MG
Molare Masse
Klassische Energieträger: Brennwert Braunkohle: 8,5 MJ/kg Vergaserkraftstoff: 47 MJ/kg The energy storage capacity of the equilibrium systems caustic soda / water (Example 1) and water / ammonia (Example 3) is considered below. In low energy time, z. As in winter, at night or even in windy winds, energy that is stored in the concentrated sodium hydroxide solution or liquid ammonia can be removed by dilution with water. Verdünnungsenthalpie Δ s H NaOH · H 2 O = -21.41 kJ / mol M G = 58.012 g / mol → 0.369 kJ / g → 369 MJ / t Verdünnungsenthalpie ΔH NH3 = -30.50 kJ / mol M G NH3 = 17.031 gmol -1 → 1.791 kJ / g → 1791 MJ / t With
M G
Molar mass
Classic energy sources: condensing Brown coal: 8.5 MJ / kg Gasoline: 47 MJ / kg

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Tabelle 5: Verhältnis der Energieinhalte
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Table 5: Ratio of energy contents

Natürlich sind die Speicherkapazitäten von Natronlauge und Ammoniak im Vergleich zu klassischen Energieträgern geringer (siehe Tabelle 5). Es bedarf der 23-fachen Menge Natronlauge bzw. 4,7-fachen Menge Ammoniak, um den Energieinhalt von Braunkohle zu speichern. Für Vergaserkraftstoff liegt das Verhältnis bei 127:1 (Natronlauge) bzw. 26:1 (Ammoniak). Jedoch sind die Verbrennungsprozesse klassischer Energieträger nicht umkehrbar. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass die Vorgänge reversibel sind. Im Gegensatz zu einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, das an der Ampel mit laufendem Motor Kraftstoff verbraucht, füllt ein Fahrzeug mit einem ”Natronlaugemotor” den Energiespeicher, z. B. durch Sonnenenergie, auf. Es sei hier erwähnt, dass Personenkraftwagen statistisch gesehen im zeitlichen Mittel nur 1 Stunde täglich bewegt werden. Auch während deren Standzeit steht die Fläche dieser Fahrzeuge zur Aufnahme von Energie, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahrens speicherbar ist, zur Verfügung.Of course, the storage capacities of caustic soda and ammonia are lower compared to conventional energy sources (see Table 5). It requires 23 times the amount of sodium hydroxide or 4.7 times the amount of ammonia to store the energy content of lignite. For carburetor fuel, the ratio is 127: 1 (sodium hydroxide solution) or 26: 1 (ammonia). However, the combustion processes of classical energy sources are irreversible. A particular advantage of the method according to the invention is that the processes are reversible. In contrast to a vehicle with an internal combustion engine, which consumes fuel at the traffic light with the engine running, a vehicle with a "soda lye engine" fills the energy storage, eg. B. by solar energy on. It should be mentioned here that statistically speaking, passenger cars are only moved one hour a day on average. During their lifetime, the surface of these vehicles for receiving energy that can be stored by the method according to the invention is available.

Vorteilhaft ist weiterhin, dass Energie des ”Natronlaugemotors” ständig zur Verfügung steht, sie muss nicht extra aus Bergwerken oder auf Ölfeldern gefördert werden. Außerdem bedarf es keiner weiteren Aufbereitungsprozesse, wie Extraktion, Destillation oder Stoffumwandlungen; die Energie fällt direkt als mechanische Arbeit bzw. in Kombination mit einem Generator als elektrische Energie an. Hier sei betont, dass der ”Natronlaugemotor” von vornherein ein emissionsfreier Motor ist. Er speichert anfallende Wärme in Form eines umkehrbaren Gleichgewichtssystems und wandelt anschließend diese abgespeicherte Energie in mechanische bzw. elektrische Energie um. Es sind alle Energiequellen nutzbar, auch Energiereservoirs niedriger Temperatur. Prinzipiell ist jedes reversible dynamische Gleichgewicht mit einer von Null verschiedenen Wärmetönung als Energiespeicher verwendbar, d. h. man ist auch nicht an das Lösungsmittel und/oder den Reaktionsteilnehmer Wasser gebunden.It is also advantageous that the energy of the "soda lye engine" is constantly available, it does not have to be extracted extra from mines or on oilfields. In addition, no further treatment processes are required, such as extraction, distillation or conversion of materials; the energy is generated directly as mechanical work or in combination with a generator as electrical energy. Here it should be emphasized that the "sodium hydroxide engine" from the outset is an emission-free engine. It stores accumulating heat in the form of a reversible equilibrium system and then converts this stored energy into mechanical or electrical energy. All sources of energy are available, including low-temperature energy reservoirs. In principle, any reversible dynamic equilibrium with a non-zero heat of reaction can be used as an energy store, ie. H. it is also not bound to the solvent and / or the reactant water.

Die Vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Erzeugung mechanischer bzw. elektrischer Energie, das aus einer Kombination folgender Komponenten besteht: Wärmekollektor, Kondensator, Wärmetauscher und einem Speichersystem für Energie, dessen Aufgabe von einem geeigneten reversiblen dynamischen Gleichgewichtsvorgang erfüllt wird, sowie einem Energiewandler, einer Dampfmaschine oder Dampfturbine zur Umwandlung der gespeicherten Energie in Arbeit, wobei die neben der Arbeit anfallende Wärme (Lösungs- und Kondensationswärme) wieder in das Speichersystem zurückgeführt wird.The present invention relates to a system for generating mechanical or electrical energy, which consists of a combination of the following components: heat collector, condenser, heat exchanger and a storage system for energy, the task of which is met by a suitable reversible dynamic equilibrium process, and an energy converter, a steam engine or steam turbine for converting the stored energy into work, wherein the heat generated in addition to the work (solution and condensation heat) is returned to the storage system.

Claims (30)

Emissionsfreies und zyklisches, geschlossenes Verfahren zum Speichern von Energie, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Zuführen einer Wärmeenergie Q von einem ersten beliebigen Wärmereservoir zu einem Wärmekollektor; b) Separieren eines Speichermediums in mindestens zwei Komponenten mittels der zugeführten Wärmeenergie Q; c) Abgabe einer Wärmemenge, enthaltend den Entropieterm an ein zweites Wärmereservoir, das eine niedrigere Temperatur als das erste Wärmereservoir aufweist; d) Speichern der übrigen Energie in Form der mindestens zwei separierten Komponenten bzw. Arbeitsmedien; e) Aufbau einer Druckdifferenz zwischen den separierten Komponenten, wobei durch Erwärmen über den Siedepunkt einer Komponente sich der Druckunterschied erhöhen lässt; f) Entspannung der verdampften Komponente in einem Energiewandler, vorzugsweise einer Dampfmaschine oder einer Dampfturbine; g) Kondensation der verdampften Komponente in der zweiten Komponente des Speichermediums, wodurch die Kondensationswärme und die Lösungswärme freigesetzt werden; h) Verwendung der Kondensationswärme und der Lösungswärme bei der Erwärmung der zwei separierten Komponenten bei Schritt e); und i) Zurückführung des rekombinierten Speichermediums zum Wärmekollektor bei Schritt a); j) Nutzung der nach Schritt d) gespeicherten Energie in Form von Wärme durch Zurückführung der separierten Komponenten wobei als Speichermedium ein geeignetes dynamisches reversibles Gleichgewichtssystem verwendet wird.An emission-free and cyclic closed-loop method of storing energy, characterized in that the method comprises the steps of: a) supplying a heat energy Q from a first arbitrary heat reservoir to a heat collector; b) separating a storage medium into at least two components by means of the supplied heat energy Q; c) releasing an amount of heat containing the Entropieterm to a second heat reservoir having a lower temperature than the first heat reservoir; d) storing the remaining energy in the form of the at least two separated components or working media; e) establishing a pressure difference between the separated components, wherein by heating above the boiling point of a component, the pressure difference can be increased; f) relaxing the vaporized component in an energy converter, preferably a steam engine or a steam turbine; g) condensing the vaporized component in the second component of the storage medium, thereby liberating the heat of condensation and the heat of solution; h) using the heat of condensation and the heat of solution in the heating of the two separated components in step e); and i) returning the recombined storage medium to the heat collector at step a); j) Use of the energy stored after step d) in the form of heat by recycling the separated components using a suitable dynamic reversible equilibrium system as the storage medium. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als dynamisches Gleichgewichtssystem die Löslichkeit und die temperaturabhängige Löslichkeit von Gasen, Salzen, Säuren, Basen oder anderen chemischen Verbindungen und Gemischen daraus mit negativer oder positiver Wärmetönung in Wasser oder einem anderen Lösungsmittel genutzt wird.A method according to claim 1, characterized in that is used as the dynamic equilibrium system, the solubility and the temperature-dependent solubility of gases, salts, acids, bases or other chemical compounds and mixtures thereof with negative or positive heat of reaction in water or another solvent. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als dynamisches Gleichgewichtssystem ein chemisches Reaktionsgleichgewicht genutzt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that as a dynamic equilibrium system, a chemical reaction equilibrium is used. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als dynamisches Gleichgewichtssystem eine Kombination eingesetzt wird, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: Natronlauge und Wasser; Schwefelsäure und Wasser; Kalilauge und Wasser; Lithiumhydroxid und Wasser; Rubidiumhydroxid und Wasser; Cäsiumhydroxid und Wasser; Chlorwasserstoff und Wasser; Bromwasserstoff und Wasser; Jodwasserstoff und Wasser; Florwasserstoff und Wasser; Schwefeldioxid und Wasser; Lithiumchlorid und Wasser oder ein analoges Lösungsmittel; Lithiumbromid und Wasser oder ein analoges Lösungsmittel; Lithiumjodid und Wasser oder ein analoges Lösungsmittel; Ammoniak und Wasser; Schwefeltrioxid und Schwefelsäure; Kaliumnitrat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Ammoniumchlorid/Wasser oder ein analoges Lösungsmittel und ein organisches Lösungsmittel; Ammoniumperchlorat/Wasser oder ein analoges Lösungsmittel und ein organisches Lösungsmittel; Ammoniumbromid/Wasser oder ein analoges Lösungsmittel und ein organisches Lösungsmittel; Ammoniumnitrat/Wasser oder ein analoges Lösungsmittel und ein organisches Lösungsmittel; Lithiumperchlorat/Wasser oder ein analoges Lösungsmittel und ein organisches Lösungsmittel; Natriumchlorat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Natriumperchlorat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Kalziumchloridhexahydrat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Magnesiumchlorid/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Natriumbromat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Natriumbromid/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Natriumnitrat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Natriumnitrit/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Natriumacetat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Kaliumchlorat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Kaliumperchlorat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Kaliumbromid/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Kaliumchlorid/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Kaliumbromat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Kaliumjodid/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Kaliumjodat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Kaliumnitrit/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Kaliumnitrat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Kaliumpermanganat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Cäsiumnitrat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Cäsiumperchlorat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Rubidiumnitrat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Rubidiumchlorat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Rubidiumbromat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Cäsiumjodid/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Rubidiumjodid/Wasser und ein organisches Lösungsmittel; Cäsiumbromat/Wasser und ein organisches Lösungsmittel.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the dynamic equilibrium system used is a combination which is selected from the group consisting of: sodium hydroxide solution and water; Sulfuric acid and water; Caustic potash and water; Lithium hydroxide and water; Rubidium hydroxide and water; Cesium hydroxide and water; Hydrogen chloride and water; Hydrogen bromide and water; Hydrogen iodide and water; Hydrogen fluoride and water; Sulfur dioxide and water; Lithium chloride and water or an analogous solvent; Lithium bromide and water or an analogous solvent; Lithium iodide and water or an analogous solvent; Ammonia and water; Sulfur trioxide and sulfuric acid; Potassium nitrate / water and an organic solvent; Ammonium chloride / water or an analogous solvent and an organic solvent; Ammonium perchlorate / water or an analogous solvent and an organic solvent; Ammonium bromide / water or an analogous solvent and an organic solvent; Ammonium nitrate / water or an analogous solvent and an organic solvent; Lithium perchlorate / water or an analogous solvent and an organic solvent; Sodium chlorate / water and an organic solvent; Sodium perchlorate / water and an organic solvent; Calcium chloride hexahydrate / water and an organic solvent; Magnesium chloride / water and an organic solvent; Sodium bromate / water and an organic solvent; Sodium bromide / water and an organic solvent; Sodium nitrate / water and an organic solvent; Sodium nitrite / water and an organic solvent; Sodium acetate / water and an organic solvent; Potassium chlorate / water and an organic solvent; Potassium perchlorate / water and an organic solvent; Potassium bromide / water and an organic solvent; Potassium chloride / water and an organic solvent; Potassium bromate / water and an organic solvent; Potassium iodide / water and an organic solvent; Potassium iodate / water and an organic solvent; Potassium nitrite / water and an organic solvent; Potassium nitrate / water and an organic solvent; Potassium permanganate / water and an organic solvent; Cesium nitrate / water and an organic solvent; Cesium perchlorate / water and an organic solvent; Rubidium nitrate / water and an organic solvent; Rubidium chlorate / water and an organic solvent; Rubidium bromate / water and an organic solvent; Cesium iodide / water and an organic solvent; Rubidium iodide / water and an organic solvent; Cesium bromate / water and an organic solvent. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherte Energie dadurch frei gesetzt wird, dass mit einem organischen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch das gelöste Salz ausgefällt wird.A method according to claim 4, characterized in that the stored energy is released by the fact that the dissolved salt is precipitated with an organic solvent or solvent mixture. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit Wasser zumindest teilweise mischbares organisches Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch zum Ausfällen verwendet wird, umfassend Acetonitril, Aceton, Tetrahydrofuran, Dioxan, Methanol, Ethanol, n-Propanol, iso-Propanol, n-Butanol, 2-Butanol, tert-Butanol, Pentanol, Allylalkohol, Benzylalkohol, Polyethylenglykol, Glykol, Amine, Amide, Nitroalkane oder dergleichen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an at least partially miscible with water organic solvent or solvent mixture is used for precipitation, comprising acetonitrile, acetone, tetrahydrofuran, dioxane, methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol , 2-butanol, tert-butanol, pentanol, allyl alcohol, benzyl alcohol, polyethylene glycol, glycol, amines, amides, nitroalkanes or the like. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als dynamisches Gleichgewichtssystem eine Kombination aus Löslichkeit und temperaturabhängiger Löslichkeit in Verbindung mit einem chemischen Reaktionsgleichgewicht benutzt wird.A method according to claim 2 or 3, characterized in that the dynamic equilibrium system used is a combination of solubility and temperature-dependent solubility in conjunction with a chemical reaction equilibrium. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als chemisches Gleichgewicht, z. B. die Esterbildung, die Lactonspaltung, Reaktionen mit Protonenübergang oder dergleichen benutzt wird.A method according to claim 2 or 3, characterized in that as a chemical equilibrium, for. For example, ester formation, lactone cleavage, proton-transition reactions, or the like is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein geeignetes Arbeitsmedium in einer Wärmekraftmaschine zur mechanischen Arbeitsverrichtung eingesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a suitable working medium is used in a heat engine for mechanical Arbeitsverrichtung. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Arbeitsmedium ein leicht verdampfbarer Stoff oder ein leicht verdampfbares Stoffgemisch, das vom Speichermedium getrennt vorliegt, wie z. B. Alkohole, fluorierte und halogenierte Kohlenwasserstoffe, Alkane und Cycloalkane, Ether, Ester, Amine und aromatische Kohlenwasserstoffe oder dergleichen, eingesetzt wird.A method according to claim 9, characterized in that the working medium is an easily vaporizable substance or an easily evaporable substance mixture which is present separated from the storage medium, such. As alcohols, fluorinated and halogenated hydrocarbons, alkanes and cycloalkanes, ethers, esters, amines and aromatic hydrocarbons or the like is used. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Arbeitsmedium ein leicht zu verflüssigendes Gas oder ein leicht zu verflüssigendes Gasgemisch, das vom Speichermedium getrennt vorliegt, wie z. B. Schwefeltioxid, Schwefelhexafluorid, Schwefelkohlenstoff, niedere Alkane und Cycloalkane, Amine, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid, eingesetzt wird.A method according to claim 9, characterized in that the working medium is an easily liquefied gas or an easily liquefied gas mixture which is present separated from the storage medium, such as. As sulfur dioxide, sulfur hexafluoride, carbon disulfide, lower alkanes and cycloalkanes, amines, carbon dioxide and carbon monoxide is used. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Arbeitsmedium Gase, die sich temperaturabhängig in Flüssigkeiten lösen, wie z. B. Methan, Ethan, niedere Alkane und Cycloalkane, Amine, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid, eingesetzt werden.A method according to claim 9, characterized in that as working medium gases which dissolve depending on the temperature in liquids, such as. As methane, ethane, lower alkanes and cycloalkanes, amines, carbon dioxide and carbon monoxide are used. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit, in der sich die Gase temperaturabhängig lösen, ein organisches Lösungsmittel mit niedrigem Festpunkt ist, wie z. B. Alkane (Propan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan), Aceton, Alkohole (Methanol, Ethanol, Propanol, iso-Propanol, Butanol) und/oder Halogenkohlenwasserstoffe (Dichlormethan, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff usw.) und/oder Nitroalkane (Nitromethan, Nitroethan).A method according to claim 12, characterized in that the liquid in which the gases dissolve depending on temperature, is an organic solvent with a low fixed point, such. As alkanes (propane, butane, pentane, hexane, heptane), acetone, alcohols (methanol, ethanol, propanol, iso-propanol, butanol) and / or halogenated hydrocarbons (dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, etc.) and / or nitroalkanes (nitromethane , Nitroethane). Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Arbeitsmedium ein Stoff eingesetzt wird, der gleichzeitig Reaktionsmedium ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Ammoniak, Chlorwasserstoff; Bromwasserstoff; Jodwasserstoff, Florwasserstoff, Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid, Wasser, Methanol, Ethanol, Acetonitril, iso-Propanol, n-Propanol, Amine oder dergleichen.A method according to claim 9, characterized in that a substance is used as the working medium, which is the same reaction medium, which is selected from the group consisting of: ammonia, hydrogen chloride; bromide; Hydrogen iodide, hydrogen fluoride, sulfur dioxide, sulfur trioxide, water, methanol, ethanol, acetonitrile, isopropanol, n-propanol, amines or the like. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlepper zur Entfernung des Arbeitsmediums dient, mit dem das Arbeitsmedium azeotrop siedet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a tractor for removing the working medium is used, with which the working medium boils azeotrope. Verfahren nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass als Schlepper ein Wasserschlepper zugesetzt wird.A method according to claim 15, characterized in that a water tractor is added as a tractor. Verfahren nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass als Wasserschlepper ein mit Wasser begrenzt mischbares Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, wie z. B. aromatische Kohlenwasserstoffe, Ether, Ester, Alkohole, Amine und dergleichen, zugesetzt wird. A method according to claim 16, characterized in that a water-immiscible miscible solvent or solvent mixture, such as. As aromatic hydrocarbons, ethers, esters, alcohols, amines and the like is added. Verfahren nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass als Wasserschlepper ein mit Wasser unbegrenzt mischbares Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, wie z. B. Aceton, Acetonitril, Tetrahydrofuran, Dioxan, Amine, Alkohole, Nitroalkane usw., zugesetzt wird.A method according to claim 16, characterized in that as water trawler an infinitely miscible with water solvent or solvent mixture, such as. As acetone, acetonitrile, tetrahydrofuran, dioxane, amines, alcohols, nitroalkanes, etc., is added. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Wärme und Abwärme aus chemischen Reaktionen; Sonnenenergie; Erdwärme; Windenergie; Biogas; Kernenergie; Fusionsenergie; fossile Rohstoffe; nachwachsende Rohstoffe; Grund- und Oberflächenwasser; Umgebungswärme oder andere Energiequellen.A method according to claim 1, characterized in that the energy source is selected from the group consisting of: heat and waste heat from chemical reactions; Solar energy; geothermal energy; Wind energy; biogas; Nuclear energy; Fusion energy; fossil resources; renewable resources; Groundwater and surface water; Ambient heat or other energy sources. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kalte Wärmereservoir ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Grund- und Oberflächenwasser oder Umgebungsluft.A method according to claim 1, characterized in that the cold heat reservoir is selected from the group consisting of: ground and surface water or ambient air. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gasblase aus Inertgas die beiden Arbeitsmedien trennt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a gas bubble of inert gas separates the two working media. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass als Inertgas ein Gas aus der Gruppe ausgewählt wird: Wasserstoff, Edelgase, Oxide, z. B. Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Stickoxide, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefelhexafluorid.A method according to claim 21, characterized in that as inert gas a gas selected from the group: hydrogen, noble gases, oxides, z. As carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen oxides, oxygen, nitrogen, sulfur hexafluoride. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stofftrennung nach an sich bekannten Verfahren, wie z. B. Destillation, Extraktion, Kristallisation, Sublimation, Fällung, chromatographische Trennung, Dialyse, Diffusion, Filtration, osmotische Verfahren, Adsorption und Entmischen, als Carnot'scher Prozess erfolgt und zur Energiespeicherung genutzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the substance separation according to known methods, such as. As distillation, extraction, crystallization, sublimation, precipitation, chromatographic separation, dialysis, diffusion, filtration, osmotic processes, adsorption and segregation, takes place as Carnot process and is used for energy storage. Vorrichtung (10) zum Speichern von Energie und zur Umwandlung dieser Energie in mechanische bzw. elektrische Energie durch das Verfahren von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) einen Energiesammler (12), bestehend aus Wärmekollektor (12a) und Kondensator (12b), einen Energiespeicher (14), einen Reaktor (16) und einen Energiewandler (18) umfasst, wobei die nach der Energieumwandlung freiwerdende Kondensations- und Lösungswärme zum Energiespeicher (14) zurückgeführt wird.Contraption ( 10 ) for storing energy and converting this energy into mechanical or electrical energy by the method of claim 1, characterized in that the device ( 10 ) an energy collector ( 12 ), consisting of heat collector ( 12a ) and capacitor ( 12b ), an energy store ( 14 ), a reactor ( 16 ) and an energy converter ( 18 ), wherein the released after the energy conversion condensing and solution heat energy storage ( 14 ) is returned. Vorrichtung (100) zum Speichern von Energie und zur Umwandlung dieser Energie in mechanische bzw. elektrische Energie durch das Verfahren von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) eine Druckkammer (120), einen Energiewandler (124), eine Konzentrierungskammer (112, 114) und eine Verdünnungskammer (116, 118), die mit der Druckkammer in thermischem Kontakt steht, aufweist, wobei diese Komponenten derart ausgestaltet, angeordnet und über Leitungen miteinander verbunden sind, dass ein in der Druckkammer (120) erwärmtes erstes Arbeitsmedium in dem Energiewandler (124) mechanische bzw. elektrische Arbeit verrichtet, das entspannte erste Arbeitsmedium anschließend in der Verdünnungskammer (116, 118) ein zweites Arbeitsmedium, das aus der Konzentrierungskammer (112, 114) zugeführt wird, verdünnt und die dabei in der Verdünnungskammer (116, 118) freigesetzte Energie von dem ersten Arbeitsmedium in der Druckkammer (120) aufgenommen wird.Contraption ( 100 ) for storing energy and converting this energy into mechanical or electrical energy by the method of claim 1, characterized in that the device ( 100 ) a pressure chamber ( 120 ), an energy converter ( 124 ), a concentration chamber ( 112 . 114 ) and a dilution chamber ( 116 . 118 ), which is in thermal contact with the pressure chamber has, wherein these components are configured, arranged and connected to each other via lines that one in the pressure chamber ( 120 ) heated first working medium in the energy converter ( 124 ) performs mechanical or electrical work, the relaxed first working medium then in the dilution chamber ( 116 . 118 ) a second working medium emerging from the concentration chamber ( 112 . 114 ) and diluted in the dilution chamber ( 116 . 118 ) released energy from the first working medium in the pressure chamber ( 120 ) is recorded. Vorrichtung (200) zum Speichern von Energie und zur Umwandlung dieser Energie in mechanische bzw. elektrische Energie durch das Verfahren von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (200) einen Energiesammler (210), bestehend aus Wärmekollektor (212) und Kondensator (226), ein Reservoir für ein erstes Arbeitsmedium (228), ein Reservoir für ein zweites Arbeitsmedium (214), ein Reservoir für das Reaktionsmedium (224), eine Pumpe (216), einen Wärmetauscher (218), einen Reaktor (220) und einen Energiewandler (222) sowie einen Generator (nicht dargestellt) beinhaltet, die jeweils über Leitungen miteinander in fluider Kommunikation stehen und dass der Wärmekollektor (212) und der Kondensator (226) mit jeweils einem warmen und kalten Wärmereservoir in thermischem Kontakt stehen, wodurch sich ein Reaktionsmedium in zwei Arbeitsmedien trennt und dadurch Energie speichert, die dann über die getrennten Arbeitsmedien über zwei separate, aber in thermischem Kontakt stehende Leitungen durch einen Wärmetauscher (218) zum Reaktor (220) transportiert wird, wobei ein Arbeitsmedium im Reaktor (220) verdampft, in dem Energiewandler (222) Arbeit verrichtet, anschließend im zweiten Arbeitsmedium kondensiert und dabei neben der Kondensationswärme die gespeicherte Energie in Form vom Reaktionswärme, Mischungsenthalpie oder anderen Wärmemengen freisetzt und diese Energie an das erste Arbeitsmedium zurückführt.Contraption ( 200 ) for storing energy and converting this energy into mechanical or electrical energy by the method of claim 1, characterized in that the device ( 200 ) an energy collector ( 210 ), consisting of heat collector ( 212 ) and capacitor ( 226 ), a reservoir for a first working medium ( 228 ), a reservoir for a second working medium ( 214 ), a reservoir for the reaction medium ( 224 ), a pump ( 216 ), a heat exchanger ( 218 ), a reactor ( 220 ) and an energy converter ( 222 ) and a generator (not shown), which are each in fluid communication with each other and that the heat collector ( 212 ) and the capacitor ( 226 ) are each in thermal contact with a hot and cold heat reservoir, whereby a reaction medium separates into two working media and thereby stores energy, which then via the separate working media via two separate, but in thermal contact lines through a heat exchanger ( 218 ) to the reactor ( 220 ), whereby a working medium in the reactor ( 220 ) evaporates, in the energy converter ( 222 ) Performs work, then condensed in the second working medium and thereby releases the stored energy in the form of heat of reaction, enthalpy of mixing or other amounts of heat in addition to the heat of condensation and returns this energy to the first working medium. Vorrichtung (400) zum Umwandlung vom Wärme in mechanische bzw. elektrische Energie durch das Verfahren von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (400) aus einem Kreislauf mit einer heißen Zone (410), einem Wärmetauscher (412), einer Pumpe (414) und einer kalten Zone sowie einem Bypass, der die heiße Zone (410) und die kalte Zone (416) mit einem Energiewandler (418) verbindet, besteht, wobei in der heißen Zone (410) ein Gas durch Wärmezufuhr aus einer Flüssigkeit vertrieben wird und in den Bypass strömt, im Energiewandler (418) Arbeit verrichtet, während die heiße gasarme Flüssigkeit durch den Wärmetauscher (412) in die kalte Zone (416) gepumpt wird, um dort das aus der Wärmekraftmaschine strömende Gas wieder zu lösen, um dann als gasreiche Flüssigkeit durch den Wärmetauscher (412) in die heiße Zone (410) zu gelangen.Contraption ( 400 ) for converting heat into mechanical or electrical energy by the method of claim 1, characterized in that the device ( 400 ) from a circuit with a hot zone ( 410 ), a heat exchanger ( 412 ), a pump ( 414 ) and a cold zone as well as a bypass, which is the hot zone ( 410 ) and the cold zone ( 416 ) with an energy converter ( 418 ), where in the hot zone ( 410 ) a gas is driven by heat from a liquid and flows into the bypass, in the energy converter ( 418 ) Work, while the hot low-gas liquid through the heat exchanger ( 412 ) into the cold zone ( 416 ) is pumped to there to dissolve the gas flowing out of the heat engine again, and then as a gas-rich liquid through the heat exchanger ( 412 ) into the hot zone ( 410 ) to get. Vorrichtung (200) zum Speichern von Energie und zur Freisetzung dieser Energie als Wärme durch das Verfahren von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (200) einen Energiesammler (210), bestehend aus Wärmekollektor (212) und Kondensator (226), ein Reservoir für ein erstes Arbeitsmedium (228), ein Reservoir für ein zweites Arbeitsmedium (214), ein Reservoir für das Reaktionsmedium (224), eine Pumpe (216) und einen Reaktor (220) beinhaltet, die jeweils über Leitungen miteinander in fluider Kommunikation stehen, und dass der Wärmekollektor (212) und der Kondensator (226) mit jeweils einem warmen und kalten Wärmereservoir in thermischem Kontakt stehen, wodurch sich ein Reaktionsmedium in zwei Arbeitsmedien trennt und dadurch Energie speichert, die dann über die getrennten Arbeitsmedien über zwei separate, aber in thermischem Kontakt stehende Leitungen zum Reaktor (220) transportiert wird, wo beide Arbeitsmedien rekombiniert werden und die gespeicherte Energie in Form vom Reaktionswärme, Mischungsenthalpie oder anderen Wärmemengen freisetzen.Contraption ( 200 ) for storing energy and releasing this energy as heat by the method of claim 1, characterized in that the device ( 200 ) an energy collector ( 210 ), consisting of heat collector ( 212 ) and capacitor ( 226 ), a reservoir for a first working medium ( 228 ), a reservoir for a second working medium ( 214 ), a reservoir for the reaction medium ( 224 ), a pump ( 216 ) and a reactor ( 220 ), which are each in fluid communication with each other via lines, and that the heat collector ( 212 ) and the capacitor ( 226 ) are each in thermal contact with a hot and cold heat reservoir, whereby a reaction medium separates into two working media and thereby stores energy, which then via the separate working media via two separate, but in thermal contact lines to the reactor ( 220 ), where both working media are recombined and release the stored energy in the form of heat of reaction, enthalpy of mixing or other amounts of heat. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass als Energiewandler bzw. Wärmekraftmaschine eine Dampfmaschine, eine Turbine oder Stirlingmaschine verwendet wird.Device according to one of claims 24 to 28, characterized in that as energy converter or heat engine, a steam engine, a turbine or Stirling engine is used. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung beispielsweise einen Generator, eine Wärmepumpe, Land- und Wasserfahrzeuge, Schienenfahrzeuge oder spezielle Luftschiffe (z. B. Zeppeline) antreibt.Device according to one of claims 24 to 29, characterized in that the device, for example, a generator, a heat pump, land and water vehicles, rail vehicles or special airships (zeppelins, for example) drives.
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