-
2.1. – Das Problem:
-
- – Strom, Gas, Öl (bzw. generell
Energie), werden immer knapper.
- – Es gibt noch keine wirtschaftliche Lösung,
die preiswert und umweltfreundlich ist und aus Anergie mechanische
Energie überall dort erzeugen kann, wo sie gebraucht wird.
-
2.2 – Die Lösung:
-
Der ”NZPG” kann,
in allen Varianten, in allen Umgebungen, mit jeder Art von Strömungsmaschinen (egal
ob mit Durchfluss- oder weniger effizienten Expansionskraftmaschinen),
jede Menge an umweltfreundlicher mechanischer Energie generieren
und liefern, die er aus der Druckdifferenz zwischen zwei Behältern
und dem Verhalten von Teilflüssiggasen (teils flüssigteils
gasförmig) entnimmt, ohne irgendwelche energetische Zuführung
außer (v. s. v. s.) der Anergieabgabe an die Umgebung und
dieses ausschließlich nur mit der Einhaltung und Aufrechterhaltung
(mittels Flüssiggaspumpe) einer Teil-Flüssiggas
Füllungsdifferenz zwischen zwei Zonen (bzw. Druckbehältern),
in einem Kreislauf, die (bzw. die Druckdifferenz, die) für
den mechanischen überschüssigen Druckantrieb sorgt.
-
2.3. – Anwendungsgebiet:
-
In
allen vorstellbar möglichen Einsatzbereichen der mechanischen
Bewegungsenergie (bzw. als Stromgenerator) und in der Kältenutzung.
Entwickelt als Antriebsmotor, der (eine Starthilfe von einem Anlasser oder
einer Kurbel erhält oder ohne Starthilfe, aber dann nur)
als Generator mit 2 Abriegelventilen, dann selbständig
aus eigener Kraft dauerhaft Strom (als Stromversorger) bzw. mechanische
Bewegung und auch Kälte erzeugt, ohne eine weitere zusätzliche
traditionelle Verbrennungs-Energiequelle (aus Kohle- oder Öl-Atom-KW etc.)
zu benötigen, außer der Umgebungstemperatur als
Anergieersatz [bzw. auch unterstützt von erneuerbaren Energiequellen
(z. B. Solar-, Erd- oder Wasserwärme, die eine relativ
kalte Wärmezufuhrquelle liefern.]
-
3. Funktionsweise und Erklärungen
vom ”NZPG” bzw. vom ”Hydroanergie Kreislauf,
der aus der Flüssiggas Füllungsdifferenz Strom
generiert”.
-
3.1.1 Generell zum ”NZPG” bzw.
die Kurzerklärung in Worten
-
- – Die abgekürzte Benennung ”NZPG” steht
für ”Nearly Zero Powerloss Generator”:
Durch Flüssiggas (bzw. Kältemittel) Füllungsdifferenz
in einem Kreislauf wird mittels Pumpe aus der Druckdifferenz und
der Anergie, hydraulisch mechanische Bewegungsenergie (Strom) gewonnen.
- – In einem geschlossenen Rohrkreislauf, der komplett
mit flüssigem Kältemittel und/oder Gas gefüllt
ist und in dem ein Expansions-Druckbehälter integriert
ist, der nur zum Teil mit flüssigem Gas bzw. Kältemittel
gefüllt ist, entsteht automatisch eine Füllungsdruckdifferenz
und durch das Pumpen von ausschließlich ”komplett
flüssigem” Gas (Kältemittel) entsteht
ein verdoppelter Fließdruck, bzw. Füllungsdruckdifferenz
inkl. Fließdruck, der zusätzlich durch die Temperaturdifferenz
[durch die Wärme- und viel stärkere Kälteentwicklung
(bzw. Anergie)] verstärkt wird
- – und mittels Durchfluss-KM (z. B. Turbine) oder (eine
weniger effiziente) Expansions-KM diese gesamte entstandene Druckdifferenz
in mechanische Bewegungsenergie verwandelt wird, wobei ein Teil
dieser erzeugten Bewegungsenergie wieder zur Zirkulierpumpe, entweder
elektrisch oder mechanisch zurückgeleitet wird und nur
die überschüssige Bewegungsenergie (aus Anergie)
steht dann als mechanischer (bzw. elektrischer) Antrieb zur Verfügung.
- – Die Energiequelle im ”NZPG”-Kreislauf
ist die Kompressionswärme, die zum größten
Teil bis zu 99,...% in Antriebsdruck umgewandelt wird, wobei im
Kreislauf eine Kälteentwicklung entsteht (bzw. Anergie),
die an die Umgebungstemperatur (z. B. durch Wärmetauscher)
abgegeben werden muss, wobei andere Wärmequellen zusätzlich
integriert werden können.
- – Im weiteren Verlauf und Text steht nur noch der abgekürzte
Namen ”NZPG”, wobei dieser die Priorität
vom zuvor eingereichten nationalen Patentantrag ”ZPG” Aktz. DE 10 2008 011 905.9-13 vom
28. 02. 2008 beansprucht und nur als Verbesserung der Beschreibung
in der Ausführung und als Korrektur der Schlussfolgerungen
vom ”ZPG” (und nicht als Zusatz) zu sehen ist
(§40 Pat. G)
- – Der ”NZPG” besteht als Patentantrag
aus 15 Schriftseiten + 1 Seite Zusammenfassung + 5 Zeichnungsblättern
mit 9 Figuren + 5 Seiten mit 17 Patentschutzansprüchen.
-
3.1.2 Bestandteile des ”NZPG” (bzw.
auch vom älteren ”ZPG”)
-
- – Druckerzeuger (ähnlich ≠ Dampfkessel
aus Dampfturbinen-Kraftwerk oder aus Dampfloks) A
- – Druckabsenkung (ähnlich aber ≠ nicht
gleich Entspannungszone vom Dampf zu Wasser) B
- – A-Zone, die generell mehr Füllung als die
andere B-Zone Nr. 2 hat und/oder auch komplett mit Flüssiggas (bzw.
Kältemittel) gefüllt ist bzw. sein kann, die als
Drucklieferant dient Nr. 1
- – B-Zone, die viel weniger Füllung als die
A-Zone Nr. 1 hat, bzw. minimal mit Teil-Flüssiggas
und/oder Kältemittel gefüllt ist, um eine dauerhafte,
automatische, natürliche Verflüssigung durch die
Teil-Füllung unten herzustellen und eine Füllungsdruckdifferenz
zu erzeugen (Wärmetauscher, Pufferspeicher, Expansionsbehälter
etc.) in der auch alles Bewegliche platziert sein kann Nr. 2
- – (Hinlauf) Verbindungsrohr der Pumpe zwischen den
beiden verschiedenen Füllungszonen Nr. 3
- – (Rücklauf) Verbindungsrohre der Durchfluss-KM
zwischen den beiden Füllungszonen Nr. 4
- – Elektrisch unabhängige Pumpe oder mit mechanischer
Bewegungsübertragung Nr. 5
- – Hydraulische Durchfluss-KM, Lieferant der mechanischen
Bewegungsenergie z. B. Zahnradpumpe, die als Motor eingesetzt wird,
oder Wasserturbine aus einem Pumpspeicher-KW, oder Lamellen-, oder
Linearer-, oder Feder-, oder Kolbenmotor etc... Nr. 6
- – Stromgenerator, der zugleich bei mechanischer Übertragung
beim Start ein Anlassermotor sein kann (wie bei Pumpspeicher-KM
der Pumpenmotor, der auch ein Generator ist) Nr. 7
- – Druckkammer in der Generator, Durchfluss-KM und (samt
Bewegungsübertragung, Getriebe oder Kupplung zur) Pumpe
integriert sein können, die auch der Behälter
Nr. 2 sein kann Nr. 8
- – Regel- und Schließventil, 2 Stück,
zur Kontrolle und Drosslung der durchfließenden Menge und
zur Abrieglung vom flüssigen Gas (Kältemittel),
um eine Start-Druckdifferenz zu erzeugen, um mit dem Generator den
Startstrom der elektrischen Pumpe beim Start liefern zu können.
Nr. 9
- – Wärmetauscher (oder auch Pufferspeicher),
der entweder Kältemittel aufwärmt (bzw. Kälte
an die Umgebung abgibt oder auch abkühlt) oder der Wasser
durch die Umgebung aufwärmt Nr. 10
- – Isolierung vom Wasser- oder Ölbassin oder
wärmeleitender Flüssigkeitsbassin Nr. 11
- – Isoliertes Wasserbassin wie ein Pufferspeicher, aber
in dem teilweise oder der ganze Kreislauf samt Pumpe, Durchfluss-KM
und Generator (mit oder ohne Anlasser) eingelassen wird, um nur
noch die ”Reelle Anergie”, bzw. die Differenz
zwischen der Kälte- und aller Wärmeentwicklungen
[inkl. Wärme aus Wirkungsgradverlusten (vom Generator,
Pumpe etc.) und Exergie des Kreislaufs werden hier alle bis zu 99,...%
wiederverwertet], kompensieren zu müssen Nr. 12
- – Solar- oder Erdwärme zur Unterstützung
der Kälteabgabe (bzw. Anergie) Nr. 13
- – Warmwasserspeicher zur Unterstützung der
Kälteabgabe (Anergie) in der Nacht Nr. 14
- – Rohrspule, spiralförmig, die ihre Wärme
an das Wasser abgibt und oben wieder durch die ”Natürliche
Zirkulation” im Wasser aufnimmt, so dass die Wärmeentwicklung
aus der Kompression gedrosselt wird, um den Druck nicht in die Höhe
katapultieren zu lassen Nr. 15
- – Nachfüllventil, um Flüssiggas (und/oder
Kältemittel) auf- bzw. nachfüllen zu können
Nr. 16
- – Ausschließlich im Wasserbassin, der Ausgang
mit abgekühltem Wasser bzw. mit (inkl. bis zu 99,...% zurückgewonnener
Wärme) der ”Reellen Anergie”, die kompensiert
werden muss Nr. 17
- – Expansions-KM (z. B. Sterlings-Dampfmotor), die weniger
effiziente Variante Nr. 18
- – Richtungsventil, um Überdruck in Richtung
Durchfluss-KM Nr. 6 zu lenken und um mehr Energie zu erzeugen
und die Pumpe Nr. 5 vor einem Rückfluss zu schützen
und zu entlasten Nr. 19
- – Richtungswechselventil, 4 Anschlüsse, 2 × 2
Wege (2 × L), 2 Stück synchron, 90° Drehventil
Nr. 20
- – 4 St. Richtungsventile, 3 Anschlüsse, 1 × 3
Wege (1 × T), immer synchron, 180° Drehventil
Nr. 21
- – Innenraum Wärmetauscher zur Kühlung
oder Heizung (z. B. eines Hauses) Nr. 22
- – 2 St., 3 Anschlüsse, 1 × 2 Wege
(1 × L), die immer synchron geschaltet sind, 90° Drehventil
Nr. 23
-
3.1.3. Zum generellen Verständnis
vom Gas- und Flüssiggas-Verhalten bzw. Fließdruck
im ”NZPG” (bzw. im ”Hydroanergie SG aus
Flüssiggas Füllungsdifferenz” oder im
ZPG) folgendes:
-
I.) – Physikalische Gas- und
Flüssigkeitsgesetze – (inkl. statischer und Fließdruck)
-
- G.1. – Zustandsänderung von Gas:Volumen/Temperatur
V1/T1 = V2/T2 oder Druck/Temperatur P1/T1 = P2/T2 = Konstante (T
immer in Kelvin) und Volumen zum Druck V1 × P2 = V2 × P1
- G.2. – Zustandsgleichung: T × n (Stoffmenge) × R
(Konst.) = P × V. Hier wird klar: Im fixierten Volumen
vom Gaszustand, übt der Druck (P) einen direkten Einfluss
auf die Temperatur (T) aus und verdreht beeinflusst die Temperatur
(T immer in Kelvin) den Druck.
- 3. – V. d. W. Zustandsgleichung: [P + (n2/V2 × akonst.)] × [V – (nStoffmenge × bKonst.)]
= T × nStoffmenge × RKonst.
- 4. – Statischer Säulendruck: P = Q Gewicht(Dichte) × g
Erdanziehung(-beschleunigung) × hHöhe
- 5. – Dynamischer oder Fließdruck: Pfl = ½ × Dichte × (Strömungsgeschwindigkeit)2 = ½ × Q × v2
- G.6. – Bernoullis Gesamtdruck: [PG = ½ × Q × v2 + Q × g × h + Pd];
- (Pd = andere statische Druckdifferenz) [(Falls kein nennenswerter
Höhenunterschied besteht, ist der Säulendruck
= 0,) dadurch wird klar, dass (PGesamt = ½ × Q × v2 + Pd) die statische Druckdifferenz (Pd)
der entscheidende Faktor ist, der den Fließdruck verursacht
und verstärkt, um mechanische Energie (Strom) im Kältemittelkreislauf
zu erzeugen]
-
II.) – G.7. Tatsachen und spezifisches
Gasverhalten (für das weitere Verständnis):
-
- G.7. Bei allen (idealen und/oder realen) Gasen (z. B. auch
CO2, Kältemittel etc.) im ”Komplett flüssig”-Zustand [der
sich ausschließlich zwischen Siedepunkt (bzw. ab ca. 1,013
bar Druck) und ”Kritischen Punkt” (dieser beinhaltet
Temperatur und Druck) befindet] im fixierten Volumen [bzw. komplett
mit Flüssiggas gefüllter Druckbehälter
oder Rohr oder Rohrspule], steigt der Druck extrem (nicht linear,
wie im einfachen Gaszustand, wie aus G.1-2 zu erkennen ist, sondern)
stark potenziell, sich steigernd zur Temperatur, an.
-
- – Ausschließlich dieser Zustand
und diese Druckeigenschaft nutzt der ”Hydroanergie SG” als
Energie- bzw. als höchsten Drucklieferant im A-Behälter
Nr. 1, um die benötigte Füllungsdruckdifferenz
(zwischen A und B bzw. Nr. 1 und Nr. 2) zu erhalten,
die dann mittels Fließdruck der Pumpe in eine Richtung
vom Kreislauf überwunden wird.
- – [Die Zeichnung vom Druckdiagramm (Y-Achse = Druck;
X-Achse = Temperatur) bei z. B. dem Kältemittel R134a im
kompletten Flüssigzustand ist eine steigende Kurve, ähnlich
einer steilen Parabelkurve, die bei 1,013 bar mit der Siedetemperatur
startet und sich immer steiler nach oben ausrichtet, bis zum ”Kritischen Punkt”,
wie auch aus der folgenden Tabelle zu erkennen ist]
- – G.7 Fakten aus einer Drucktabelle eines Kältemittels
im ”Komplett Flüssiggaszustand”: Nur
zum allgemeinen Verständnis vom statischen Druckverhalten
von ”Komplett flüssigen” Kältemitteln
(bzw. Flüssiggasen), die sich bezüglich des Verhaltens
[zwischen Siedepunkt (bzw. unter 1,013 bar Druck) und dessen ”Kritischen
Punkt”] in der extremen potenziellen Drucksteigerung bei
steigender Temperatur alle ähneln. Am Beispiel vom Kältemittel-Verhalten
R134a ist dieses Verhalten einfach in der Tabelle zu erkennen: ”Kritischer Punkt” ca.
100,6°C und ca. 41,56 bar Druck; Siedepunkt ca. –26°C
bei ca. 1,013 bar Druck. R134a hat nur in kompletter Flüssigform
(bzw. im kompletten unterkritischen Flüssigzustand) in
einem verschlossenen, komplett mit Flüssiggas gefüllten
Druckbehälter diese (in der Tabelle) folgenden statischen
Flüssiggas Druckwerte, unter dem Einfluss der folgenden
verschiedenen Temperaturen:
-
| Temperatur
in °C |
Druck
in bar |
Temperatur
in °C |
Druck
in bar |
Temperatur
in °C |
Druck
ca. in bar |
| –35 |
0,66 |
10 |
4,13 |
60 |
16,72 |
| –30 |
0,84 |
15 |
4,90 |
65 |
18,79 |
| Siedepunkt –26 |
1,013 |
20 |
5,70 |
70 |
21,05 |
| –25 |
1,06 |
25 |
6,63 |
75 |
23,52 |
| –20 |
1,32 |
30 |
7,70 |
80 |
26,21 |
| –15 |
1,63 |
35 |
8,83 |
85 |
29,14 |
| –10 |
2 |
40 |
10,10 |
90 |
32,34 |
| –5 |
2,43 |
45 |
11,54 |
95 |
36,3 |
| 0 |
2,92 |
50 |
13,11 |
Kritische
T. 100,6 |
Kritischer
D. 41,56 |
| 5 |
3,49 |
55 |
14,83 |
gasförmig
im Überkritischen Bereich |
- Wichtig: a. – R134a, R1270, R407c,
R410A, R744 etc. sind alle Kältemittel (bzw. oder Gase)
mit ähnlichen Eigenschaften. b. – Temperatur und
Druck sind unterhalb vom Kritischen Punkt potenziell verknüpft.
c. – Die Menge vom Flüssiggas in einem Druckbehälter
beeinflusst den Druck und das Druckverhalten und/oder die damit
verknüpfte Temperatur.
-
III.) – G.8. Mit der Benennung ”Teil-flüssig” ist
gemeint:
-
- ”der Zustand von Gas unter höherem Druck” [a.).
Die Temperatur, die diesen Zustand begleitet, muss unterhalb der ”Kritischen
Temperatur” sein und b.) der Druck muss auch unterhalb
vom ”Kritischen Druck” bleiben] bzw., dass ”das
Gas sich ab einer bestimmten Menge, unter einem Verflüssigungs-Mindestdruck
[bzw. der unterkritische Mindestdruck der Teil-Verflüssigung
variiert bei verschiedenen Kältemitteln (z. B. bei CO2
in einem Behälter mit einer Temperatur von 20°C
verflüssigt sich das Kältemittel R744 nicht unterhalb
eines Verflüssigungs-Mindestdruck von 5 bar Druck ca. 1/11
vom komplett flüssigem Gesamtdruck von ca. 56 bar)] natürlich aufteilt:
in einen unteren flüssigen Anteil und einen oberen gasförmigen
Anteil,” getrennt durch die Phasengrenzfläche,
wie in allen B-Behältern bzw. Nr. 2 zu sehen ist.
(Dieses Verhalten ist generell einfach zu beobachten und zu erkennen
beim stufigen Entleeren und Schütteln einer gefüllten
Gas oder Kältemittel-Flasche und beschreibt den ”Teil-Flüssigen” Gas/Kältemittel
Aggregatzustand in Druckflaschen.)
-
- – In dem ”NZPG” wird
ausschließlich dieser ”Teil-flüssige” Gas-
bzw. Kältemittelzustand dauerhaft als ”natürlicher
Verflüssiger” (da sich das flüssige Gas
immer unten ansammelt und unten abgepumpt wird) und als Niederdruck-Lieferant
eingesetzt (ähnlich aber nicht gleich (≠) der
Entspannungsphase im Dampfdruck-Kreislauf), um die Druckdifferenz
aufrecht zu erhalten.
- – Beim ”Teil-Flüssiggas” erhöht
sich auch der Druck im potentiell verstärktem Verhältnis
zur hinzugefügten Wärme, aber nur gemindert um
ca. den Faktor bzw. das Verhältnis zum tatsächlichen
Anteil vom ”Flüssiggas” zum Gesamtvolumen.
Der restliche Gasanteil verhält sich (aus G.1 & 2) aber linear,
woraus der ”NZPG” zusätzliche Druckminderung
(Differenz) gewinnt.
-
IV.) – G.9. Im ”überkritischen” Druckbereich
entsteht ein Aggregatzustands- bzw. ein Phasenwechsel vom Flüssiggas
zur überkritischen Gasform.
-
Der
Druck nach einem kurzen Abflauen der potenziell verstärkten
Drucksteigerung (siehe Dampfdruckentwicklung im ”überkritischen” Bereich)
verhält sich zur Temperatursteigerung fast linear steil
ansteigend (G.1, 2, 3).
- – Deswegen
wird zur vorhandenen Start-Temperaturdifferenz passendes Kältemittel
eingesetzt, um bewusst so gut wie möglich die ”Kritische
Temperatur” anfangs nicht zu überschreiten.
- – Sobald der ”Hydroanergie SG” funktionsfähig
in Betrieb ist (durch die entstandene Anergie im B-Behälter ist
die ”natürliche Verflüssigung” abgesichert),
kann einfach und normal auch in den ӟberkritischen
Druck-, Temperaturbereich und Gaszustand” gewechselt werden,
falls höhere energetische Ausbeute (bzw. Druckdifferenz)
erforderlich ist. (Vorsicht: dabei entsteht dann auch höhere
Kälteentwicklung, die abgegeben, bzw. Anergie, die kompensiert
werden muss).
-
3.1.4 G.10 Der Wirkungsgrad in Pumpspeicher-Kraftwerken
(z. B. Goldisthal)
-
#
G.11. Der gesamte Wirkungsgrad beim Pumpspeicher-KW ist: # WG =
Wg1 × Wg2 der Gesamt-Wirkungsgrad WG = Wg1 (= der ”hin” Beförderung) × Wg2
(= der Rückgewinnung): Wg1 = Umwandlung von Strom in Fließdruck;
Wg2 = Umwandlung von Fließdruck in Strom.
- – Die Wirkungsgrade (Wg's) in dem ”NZPG” entsprechen:
I.
Wg1 der Pumpe bzw. der Umwandlung vom Strom EP (oder mechanischer
Bewegungsenergie EP) in Fließdruck PP im ”komplett
flüssigen” Gas (bzw. Kältemittel).
II.
Wg2 der Turbine (Durchfluss-KM) bzw. der Umwandlung vom Fließdruck
(PP + PD) im ”komplett flüssigen” Gas
(bzw. Kältemittel) in mechanische Bewegungsenergie bzw.
in Strom. # G.11. WG = Wg1 × Wg2
-
3.1.5 G.11. Energiesatz/Energiegleichung
in Anergie-Kreisläufen ist:
-
#
Pumpen Energie – (negativer Kälteentwicklung)
= nutzbare Wärme + Wärmeverluste bzw. # (EP) – (–Kelvin)
= (EP) + Anergie (An) = (WKG) Gesamte Wärmeentwicklung
bzw. # Pumpen Energie (EP) + Anergie (An) = tatsächlich
nutzbare Wärme (WK) + Exergie (Ex) (z. B. Wärmeverluste
durch schlechte Isolierung des Rohrkreislaufs etc...) bzw. wenn
PP = (EP × Wg1) dann # PP + [EP × (1 – Wg1)]
+ (An) (WK) + (Ex) [dieses beinhaltet auch die Wirkungsgradverluste
aus Pumpe (1 – Wg1). Später wird (1 – Wg2)
aus der hydraulischen Turbine oder aus der Zahnradpumpe und dem
Stromgenerator integriert] bzw. # kurz im Wasserbassin: EP + An
= WKG (bzw. die gesamte Wärmeentwicklung) + Ex bzw. G.11
die Reelle Anergie im Wasserbassin = Anr = WKG – PP = Watt
+ min. (Ex) & (1 – Wg's)
bzw. bis zu 99,...% in Watt können erreicht werden. [Im
isolierten Wasserbassin geht abgegebene Wärme aus (1 – Wg's)
und aus (Ex) des ”NZPG”-Kreislaufs aber nicht
verloren und steigt zur Druckaufbauunterstützung im A-Behälter über
die ”Natürliche Zirkulation” nach oben,]
- – Die Wärmeentwicklung aus
den Wirkungsgradverlusten ist immer kleiner (<) als die Wirkungsgradverluste (1 – Wg's) > 0, weil ein Materialabrieb
z. B. in den (Keramik-)Kugellagern minimale Energie verbraucht,
deswegen entspricht: (99,...%) der ”Reellen Anergie” =
dem erzeugtem Strom, der minimale Rest (0,...%) der ”Reellen
Anergie” ersetzt die Materialabriebsenergie.
1 – Kein
Perpetuum Mobile im Sinne vom 1. Hauptsatz der Thermodynamik: Wärmeenergie
wird aufgenommen in Form von Abgabe der Kälteentwicklung
(bzw. Anergie) im NZPG-Kreislauf.
2 – Kein Perpetuum
Mobile im 2. Hauptsatz: 99,...% und Durchfluss-KM ist immer kälter
als die Kompressionswärme und erst recht wenn sie im kälteren
B-Expansionsbehälter platziert wird.
3 – Kein
Perpetuum Mobile im 3. Hauptsatz: Hier findet erst die Wärmeübertragung über
die Kompressionshitze des ”NZPG” Kreislaufs statt
und später durch die Abgabe der Kälteentwicklung
(Anergie) unten oder dahinter wird dann die ”Innere Energie” des
Wasser stärker abgesenkt.
-
3.2 Übernahme von Funktionsweisen,
im ”NZPG”, zum weiteren Verständnis von
mit Flüssiggas bzw. Kältemittel betriebenen Kreisläufen
-
I.) – Die Kältemittelfüllung
in kältetechnischen Kreisläufen (auch aus G.11)
-
Zu
beobachten bei Kühlschränken, Wärmepumpen
Klimaanlagen, etc. ist:
- a.) das zu viel Kältemittel
die Kühlungstemperatur beeinflusst und nicht mehr die tiefsten
Temperaturen erreicht werden können (nicht zu verwechseln
mit der ”mittleren Spezifischen Wärmekapazität” die
auch durch die Menge bestimmt wird), bedingt durch den kleineren
Expansionsraum, der dadurch weniger Expansionskühlung leisten
kann und ein stärkeres Flüssigkeits-Rauschen (durch
den Teil-Flüssiggas Zustand) in den Wärmetauschern
zu hören ist.
– Anders in dem ”NZPG”,
dort ist dieser Teil-Flüssiggas Zustand irrelevant, da
in dem ”NZPG” ausschließlich G.7 (durch
das Abpumpen von unten) ”Komplett flüssiges” Gas/Kältemittel
durch die Rohrverbindung gepumpt wird. Hier existiert kein Expansionsventil,
da das Kältemittel unten schon flüssig ist, durch
die automatische ”Natürliche Verflüssigung” vom
Teil-flüssigen Gas.
- b.) – Bei zu wenig Kältemittel entstehen Vereisungen
(am dünneren Zubringerrohr) durch den größeren
zur Verfügung stehenden Freiraum, der durch zu wenig Kältemittel
zusätzlich frei wird.
– Hier darf man nicht
verwechseln, dass trotz der Vereisung die Kühlungskraft
(bzw. wegen der ”Spezifischen Wärmekapazität” und)
von der Menge (bzw. Dichte) des Kältemittels abhängig
ist und das Kältemittel sich in einem extrem entspannten
Zustand (sehr dünnes Gas) befindet, im Wärmetauscher
Nr. 2, das viel schwächer die Umgebungstemperatur
durch seine schwache Dichte beeinflussen kann (schwächere
Kapazität).
– Anders im ”NZPG”,
durch den Start aus dem ”Komplett Flüssigen” Zustand
verstärkt der größere Expansionsraum
die Kühlungskapazität. Vorraussetzung ist, dass
sich im B-Behälter durch seine Füllung unten immer ”Flüssiggas” ansammelt.
-
II.) – 1: Erkenntnisse
aus dem Prinzip der Dampflok:
-
- – In modernen Dampfturbinen-Anlagen
(z. B. in der Wüste) steht Wasser nicht immer zur Verfügung
und beim ständigen Nachfüllen von Wasser, welches
verdampft, würde der A-Dampfkessel bald versalzen (siehe
alte, ausrangierte Dampflokkessel), um das zu vermeiden wird das
Wasser zirkuliert. Das bedeutet, dass der kleine Restdruck vom Dampf
nach der Expansions-KM Nr. 18 (Sterlingmotor oder Dampfturbine)
in einen Kühler Nr. 10 (bzw. Wärmetauscher)
geleitet wird, um die Restwärme (bzw. Restdruck) aus dem
Dampf abzukühlen und vom restlichen Druck zu entspannen.
Dadurch wird der Restdampf wieder zu flüssigem Wasser im
B-Wärmetauscher, hier Nr. 10 unter Umgebungsdruck
zurück gewonnen, um das Wasser nun erneut pumpen zu können.
- – Wie bekommt man nun das Wasser wieder in den Dampfkessel,
ohne das Heizen zu stoppen? Diese Aufgabe bewältigt eine
starke Pumpe, die einen starken Fließdruck produziert,
der stärker ≥ als der entstandene hohe statische
Dampfdruck im Dampfkessel ist.
- – Der benötigte Fließdruck, den die
eingesetzte Zirkulierpumpe erzeugen sollte, sollte mindestens so
hoch sein (z. B. 200 bar Druck +) oder etwas stärker als
die entstandene statische Druckdifferenz zwischen der Entspannungsphase
vom Wasser (bzw. Verflüssigung unter 1,013 Bar Druck) und
dem erzeugten Dampfdruck (z. B. 201,013 Bar). Falls dieses nicht
der Fall ist, drückt der Dampfdruck in die Pumpe und bringt
sie zum Stoppen. Man kann den ganzen Prozess auch etwas entlasten
und mindern durch ein Richtungsventil Nr. 19. Nun vereinfacht:
- – Beim Dampflok-Prinzip: sollte der Fließ-
bzw. dynamischer Pumpendruck (PP) stärker sein ≥ (oder
mindestens gleich stark (PP ≥ Pd) als/wie die Druckdifferenz
(Pd), die im Dampfkessel durch Wärmezufuhr entstanden ist,
um die (Pd) zu überwinden und um den (Pd) in Form von Fließdruck
(nun inkl. statischen Druck) (PP + Pd) nutzen zu können.
Aus G.6 besteht der Gesamtdruck (PG) im Rohrkreislauf mindestens
aus der Addition der beiden, Fließdruck [der Pumpe (PP)]
plus der durch Wärme entstandenen statischen Dampfdruckdifferenz
(Pd). Der in Strom zu verwandelnde Gesamtdruck (PG) durch die Dampfturbinen
ist:
– G.10 # (PG = PP + Pd), bzw. (PP >= Pd und PG <= 2 × PP
und/oder PG >= 2 × Pd)
- – Hier muss die Pumpe und die Expansions-KM (Sterling
Dampfmotor) Dichtungsringe erhalten, die so stark abdichten (gegen
den viel niedrigeren Umgebungsdruck von 1,013 bar), dass unter dem
hohen Pumpen- oder Dampfdruck keine Leckagen (Druckverluste = Energieverluste)
entstehen. Diese Dichtungsringe verursachen aber Reibungsverluste
bzw. energetische Verluste, die den Wirkungsgrad (Wg2) der Expansions-KM
(Sterling Dampfmotor) oder der Dampfturbine mindern bzw. diesen
Kreislauf zusätzlich mit Energieverlusten belasten. Zusätzlich
sind Expansions-KM weniger effizient als vorzugsweise Durchfluss-KM (Turbine
aus G.10)
- – Der Expansionsraum im ”NZPG” dient
durch seine Teil-Füllung als ”Natürlicher
Verflüssigen”.
-
III.) G.10 Erkenntnisse aus dem Prinzip
Pumpspeicher-KW (z. B. Goldisthal):
-
Im
Goldisthal (2003 gebaut) Pumpspeicherkraftwerk (zum Nachschlagen
siehe Internet) erreicht das Pumpspeicherkraftwerk einen Wirkungsgrad
(WG) oder eine Rückgewinnungsgrad vom genutzten Strom von ca.
80–85% [bzw. aus G.10 entspricht der (WG) dem multiplizierten
Produkt vom (Wg1 × Wg2 = WG = 80–85%). Die einzelnen
Wirkungsgrade entsprechen:
- – Wg1 der
Pumpe und Motor bzw. der Umwandlung von Strom in Fließdruck
im Wasser
- – Wg2 dem Generator und der Turbine bzw. der Umwandlung
von Fließdruck in Strom.
- – Hier werden Generator-Motoren eingesetzt, die zugleich
bei mechanischer Drehung als Stromgenerator agieren und im Umkehrprozess
bei Stromzufuhr als Pumpe arbeiten.
- – Generell stimmt dieses Prinzip aber getrennt und
zusätzlich verstärkt mit dem ”NZPG” überein,
da ein gewisser dynamischer Fließdruck (PP) produziert
wird durch Strom, der den Pumpenmotor Nr. 5 (bzw. Pumpe)
antreibt. G.10 # Wg1 × Wg2 = WG
- – Hier übernehmen wir das Prinzip und den
Stand der Technik als Orientierung (WG = ca. 81% = 90% × 90%
= Wg1 × Wg2) für die einzelnen Wirkungsgrade mit
zusätzlichen Verbesserungen.
-
IV.) Der Fließdruck in einem
einfachen Wasserkreislauf kann zurück gewonnen werden
-
- – In einem Rohrkreislauf, der komplett
mit Wasser gefüllt ist und in dem mit Strom (ER) ein Pumpendruck (PP
bzw. Fließdruck) erzeugt wird, kann man nun mit einer integrierten
Turbine (Durchfluss-KM) diesen Fließdruck abzüglich
der verschiedenen Wirkungsgradverlusten zurück gewinnen:
[a.) den (1 – Wg1) der Pumpe und b.) den (1 – Wg2)
der Turbine in Strom]. Hier entspricht die Druckdifferenz vor und
hinter der Durchfluss-KM (z. B. Turbine) dem Fließdruck
(PP) der Pumpe. Wie in einem Pumpspeicher-KW. Der zurück
gewonnene Strom entspricht dann: aus G.10 # (PP) × Wg2
bzw. (EP × Wg1) × Wg2 = Watt bzw. = EP × 81%
-
V.) Die ähnliche Nutzung der
Prinzipien aus dem Pumpspeicher-KW und der Dampflok
-
- – Die Gesamtenergie im ”NZPG” bzw.
die gesamte Druckdifferenz wird durch eine Durchfluss-KM Nr. 6 in mechanische
Bewegungsenergie verwandelt.
[(Fließdruck PP der Pumpe
Nr. 5 + Druckdifferenz Pd bzw. PGd = PP + Pd + Pw + Pk);
(Pw + Pk) sind Druckdifferenzen, die im Flüssiggas- bzw.
Kältemittelkreislauf aus der zusätzlich entstandenen
Temperaturdifferenz entstehen, die auf beide Kreislaufhälften
entgegen gesetzt wirken.]
- – Die gesamte Druckdifferenz kann aber nur zum Teil
[abzüglich der benötigten Pumpenenergie (EP)]
als mechanischer Antrieb genutzt werden (bzw. durch einen Generator
Nr. 7 mit Wirkungsgradverlusten in Strom verwandelt werden).
Die energetischen Stromumwandlungsverluste bei der Pumpe Nr. 5 entsprechen
der energetischen Differenz zwischen energetischem Aufwand EP (bzw.
Stromaufwand = EP = PP/Wg1) und dem tatsächlich erhaltenen
Pumpendruck (PP). bzw. EP – PP = (1 – Wg1) × EP
z. B. Vereinfacht im Goldisthal Pumpspeicher-KW: # WG = Wg1 × Wg2
bei einem WG von 81% ist das z. B. ca. 90% × 90%
- – Daraus erfolgt als Schlussfolgerung für
die Berechnung der gewonnenen Energie
G.12. – # [Gewonnene
Bewegungsenergie (bzw. Strom) = (PGd × Wg2) – (PP/Wg1)]
- – Der Wirkungsgrad (WG) beim Pumpspeicher-KW bzw. die
Einzelnen (Wg's) separat, beinhalten auch die Reibungsverluste der
Kugellager und der Dichtungsringe (zum Umgebungsdruck von 1,013
bar) in der Durchfluss-KM (Wg2), inklusive der energetischen Verluste
bei der Stromerzeugung (bzw. Umwandlung von mechanischer Energie
in Strom), bzw. im Umkehrprozess verwandelt sich die Durchfluss-KM
zu einer Pumpe mit einem anderen Wirkungsgrad (Wg1), der wiederum
die Reibungsverluste und die Nutzungsverluste (aus Strom mechanischen
Fließdruck zu erzeugen) beinhaltet. Ähnliche verschiedene
Wirkungsgrade (oder dieselben vom Prinzip her) entstehen auch in
dem ”NZPG” bei der Umwandlung vom Fließdruck
in mechanische Bewegung durch die separate eigenständige
Durchfluss-KM Nr. 6 und beim Produzieren vom Fließdruck
durch die separate eigenständige Pumpe Nr. 5
-
- Achtung: Getrennt führt dieses nun zur zusätzlichen
Verbesserung der einzelnen eigenständigen Wirkungsgrade,
da Generator/Motoren 1–3% weniger Strom generieren als
ausschließliche Generatoren und ähnlich auch bei
Pumpen/Turbinen, wobei ausschließliche separate Pumpen
und separate Turbinen 1–3% mehr Leistung (bzw. mehr Umwandlung
in Bewegung) erbringen.
-
VI.) – G.13 Achtung: Beim Nutzen
von ”flüssigen” Gasen oberhalb vom Siedepunkt
erscheinen (anders als mit Wasser unterhalb vom Siedepunkt) zusätzlich:
-
- Expansionskälte und Kompressionswärme
als beiläufige Entwicklungen, die auf den Druck (Pk) & (Pw) der einzelnen
Füllungen (Zonen) Einfluss nehmen und somit die Druckdifferenz
zusätzlich vergrößern.
-
3.3 Das Prinzip vom Selbstantrieb in dem ”NZPG”
-
3.3.1 Aufbau eines Rohrkreislaufs, um
das ”Teil-Flüssiggas” Verhalten mit einer
Füllungsdifferenz als Druckdifferenzerzeuger bzw. als Energiequelle
aus der Anergie zu nutzen:
-
I – 2 Aufbau
eines Kreislaufs durch zwei umfunktionierte, umgebaute Druckflaschen:
-
Nutzt
man nun zwei (A und B) mit Teil-Flüssiggas gefüllte
Druckbehälter (bzw. in 2 Nr. 1 und
Nr. 2), mit je zwei Rohranschlüssen oben und unten
[z. B. Druckflaschen oder Taucher-Druckflaschen, die ein zweites,
zusätzliches Füll- und Schließventil
Nr. 16 mit Anschluss am unteren Ende der Druckflasche haben (wie
in 2)] und verbindet beide durch Rohre Nr. 3 und
Nr. 4. Zusätzlich integriert man in die Rohrverbindung Nr. 3,
eine Pumpe Nr. 5, die das Flüssiggas zwischen
den beiden Druckbehältern zirkulieren lässt. So
entsteht durch die Pumpe ein zusätzlicher Zirkulier- bzw.
Fließdruck. Aus dem Gesetz G.6 erhöht sich hier
die Gesamtdruckdifferenz des Kreislaufs vor und hinter der Durchfluss-KM
Nr. 6, um zusätzlich diesen Fließdruck
PP.
-
II – 2 Mit gleichbleibender
Temperatur und einmaliger Nutzung der Druckdifferenz:
-
- – Schließt man nun alle Ventile
und entleert den B-Behälter Nr. 2 bei gleichbleibender
Temperatur, so dass er nur noch einen Bruchteil vom Gasdruck anzeigt
und sich am Boden des Behälters noch ein Anteil an Flüssiggas
befindet. So erhält man eine statische Druckdifferenz,
die zwischen dem A-Behälter Nr. 1 und dem B-Behälter
Nr. 2 entsteht.
- – Will man nun diese statische Druckdifferenz, die
zwischen den beiden Druckbehältern entstanden ist, in Bewegungsenergie
umwandeln, so integriert man vorzugsweise eine Durchfluss-KM Nr. 6 [da
diese einen besseren Wirkungsgrad haben, 80–93%, als im
Vergleich zu 45–70% bei Expansions-KM (nur in 1 & 7 als
Demo) Nr. 18] in die Rohrverbindung Nr. 4. Danach öffnet
man alle Ventile an den Flaschen. So kann man die Hälfte
(da sich der B-Behälter wieder auffüllt) der Druckdifferenz
in flüssigem Gas einmalig nutzen (Dampflok ähnlich,
einmalige Nutzung von Wasser bzw. Dampfdruck). Mit Pumpe Nr. 5 kann
nun der Kreislauf aufrecht erhalten werden.
- – Hier ist auch zu erkennen und zu beobachten, dass
beim Entleeren die Temperatur etwas absinkt und beim Befüllen
des B-Behälters die Temperatur leicht ansteigt.
-
3.3.2 Dauernutzung der Druckdifferenz
in einem Kreislauf durch eine Pumpe
-
I – 2–3:
Dauernutzung der Druckdifferenz (mit Temperaturausgleich):
-
- – Im (am Anfang beschriebenen) Dampfturbinen-KW
haben wir erkannt, dass das Wasser wieder zirkuliert wird mit einem
bestimmten, starken Fließdruck PP aus einer Pumpe Nr. 5.
Diese Pumpe haben wir schon im Kreislauf integriert. Nur muss die
elektrische Pumpe Nr. 5 stärker sein als die Druckdifferenz,
um den Kreislauf zu starten und aufrecht zu erhalten. Das gleiche
Prinzip setzt man nun zwischen den Druckbehältern (A und
B) im geschlossenen Rohrkreislauf ein. Somit kann man den Kreislauf
schließen und mit der Durchfluss-KM Nr. 6 (bzw.
Strömungs-KM oder Turbine) dauerhaft aus der Druckdifferenz
und dem Fließdruck der Pumpe (PP >= Pd) mechanische Bewegungsenergie erzeugen.
-
II – 3 Wichtig:
Der A-Behälter kann auch seine Aufgabe erfüllen,
wenn er nur zum Teil mit flüssigem Gas (oder Kältemittel)
gefüllt wird
-
- – Das würde aber bedeuten,
dass auf eine bessere Energieausbeute freiwillig verzichtet wird,
da der höchste Druck durch eine Komplett-Füllung
mit Flüssiggas des A-Behälters erreicht wird.
Zusätzlich sollte die minimalste Füllung im B-Behälter
sein, um durch die höchstmögliche Füllungsdifferenz
die Druckdifferenz zu steigern. Generell muss die A-Behälter
Füllung immer größer sein
-
III. – Die Eigenständigkeit
der elektrischen Drehzahl oder Inverter gesteuerten Pumpe Nr. 5:
-
- – Falls eine höhere Druckdifferenz
(bzw. mehr Strom) benötigt wird, kann die selbstständige
elektrische oder mechanische Pumpe Nr. 5 mehr pumpen, um
die Durchfluss-KM Nr. 6 samt Generator Nr. 7 stärker anzutreiben
und somit mehr Strom zu produzieren. Falls nur wenig Strom benötigt
wird, dreht die Pumpe weniger und weniger Volumen durchfließt
die Durchfluss-KM.
- – Auch beim Start mit zwei gleichmäßig
gefüllten Behältern kann nun die Pumpe anfangs
eine Füllungsdifferenz erzeugen, um die Füllungsdruckdifferenz
zu erhalten. Dabei muss nur ein Schließ- und Regelventil Nr. 9,
den Fluss der Durchfluss-KM Nr. 6 etwas behindern bzw.
beim schnellen Hochfahren dann abriegeln, um eine Füllungsdifferenz
zu erhalten.
- – Hauptsache ist: dass eine Druckdifferenz durch die
relativ höhere Füllung im A-Behälter
Nr. 1, im Vergleich zur relativ kleineren Füllung
im B-Behälter Nr. 2 dauerhaft entsteht, um den
mechanischen Antrieb zu sichern [denn der gefüllte A-Behälter übernimmt
im Vergleich zum Dampfan trieb (sozusagen) die Rolle vom Druckerzeuger
im geschlossenen Rohrkreislauf].
-
3.3.3 – Der eigenständige
Selbststart
-
Wenn
man wie zuvor vorgeht benötigt man Starter-Batterien, die
den elektrischen Strom für den Start der Pumpe liefern.
Dieses kann umgangen werden, indem beide Schließ- und Regelventile
Nr. 9 beim Stoppen kurz hinter einander (erst das Abriegelventil
der Durchfluss-KM Nr. 6, dann das Abriegelventil der Pumpe
Nr. 5) abgeriegelt werden, so dass sie zwischen sich das ”flüssige” Gas
(Kältemittel) einsperren. Beim Start wird nun das Abriegelventil
Nr. 9 der Durchfluss-KM Nr. 6 zuerst geöffnet,
so dass der Generator Nr. 7 durch den Druckausgleich der
Druckdifferenz Strom erzeugt, der nun die Pumpe antreibt. Sobald
die Pumpe sich elektrisch in Bewegung setzt, öffnet sich
dann erst das zweite Abriegelventil Nr. 9 der Pumpe Nr. 5.
Somit kann der ”NZPG” eigenständig, ohne
größeren Aufwand seine Abschaltenergie (ähnlich
Bremsenergie) speichern und sie zum Selbststart zusätzlich
nutzen.
- – Im Wasser aus G.12 würde
der Kreislauf dann stoppen, außer beide sind unabhängig
und werden zusätzlich verstärkt durch Kälte-
und Wärmeentwicklung im Flüssiggas (Punkt 3.4)
-
3.3.4 – 2 bis 5:
Durch die Zirkulation der Pumpe entsteht Wärme (in A) bzw.
Kälte (in B)
-
Nur
entsteht jetzt ein Problem, welches durch das ständige
Komprimieren und dem ständige Ansog der Pumpe verursacht
und durch das Flüssiggasverhalten (G.7 & 8) extrem verstärkt wird:
- – Durch die Kompression entsteht Wärme,
die wiederum den Gesamtdruck (der durch den zusätzlichen Fließdruck
der Pumpe verursacht wird) im A-Behälter Nr. 1 erhöht.
- – Durch die Expansion entsteht Kälte (durch
den ständigen Ansog expandiert das Flüssiggas
zu Gas) im Teil-Flüssiggas B-Behälter Nr. 2 und
verursacht einen zusätzliche Druckabsenkung und indirekt
einen Verstärkungseffekt auf die gesamte Druckdifferenzen.
[Hier
im B-Behälter Nr. 2 muss man darauf achten, dass
keine gefährliche Vereisung entsteht, denn kondensiertes
Wasser in Eisform expandiert (bzw. vergrößert
sich ab 3°C und tiefer) und könnte den B-Druckbehälter
Nr. 2 bzw. die Rohre beschädigen bzw. zerdrücken
oder zerstören]
- – 4 & 5: Man kann
die entstandene Kälte und Wärme auch zum Kühlen
und Heizen nutzen. (ähnlich, aber nicht gleich Klimaanlagen,
Wärmepumpen etc.) durch Wärmetauscher Nr. 10.
- – 6 bis 9: Falls
man Kühlung und Heizung nicht braucht, kann man beide Behälter
Nr. 1 und Nr. 2 in einem isoliertem Wasserbassin
Nr. 12 (bzw. ein Behälter, der mit Wasser gefüllt
ist) einlassen und an einen Wasserkreislauf anschließen,
so dass die Druckbehälter Nr. 1 und Nr. 2 durch
die Zirkulation im Wasser (dargestellt durch die zwei Pfeile und
Ein- und Auslass vom Wasserkreislauf), sich gegenseitig am Ende nur
fast neutralisieren. Eine Temperaturdiskrepanz in Form von Kühlung
(Reelle Anergie, da kaum Exergie oder Wirkungsgradverluste in Form
von Wärme verloren gehen) wird nun im austretendem Wasser
auftauchen, bzw. hier wird nur noch die ”Reelle Anergie” durch
die Umgebung kompensiert.
-
3.3.5 Der A-Druckbehälter Nr. 1
-
- I. – erfüllt seine Aufgabe,
auch im überkritischen Gasbereich. Aus dem Fließdruck-Gesetz
G.5 kann man erkennen, dass der Aggregatzustand irrelevant ist,
da es keine Rolle spielt, ob dieselbe Masse mit derselben Geschwindigkeit
in Flüssigform oder in ”überkritischer” Gasform
die Durchfluss-KM Nr. 6 antreibt. Voraussetzung: der A-Druckbehälter
Nr. 1 muss zuvor komplett mit Flüssigem Gas gefüllt
gewesen sein und wird von unten angeschlossen.
- II. – kann auch nur ein Rohr oder eine Rohrspule bzw.
viel kleiner sein (8 und 9) Da dieser A-Druckbehälter
Nr. 1 für die Lieferung vom höheren Druck
sorgt, muss er nur in Relation mit mehr Flüssiggas (Kältemittel)
gefüllt sein, um den höheren Druck liefern zu
können. Somit ist es egal ob diese Aufgabe ein Rohr, Rohrspule
oder ein kleinerer Druckbehälter ausführt.
-
3.3.6 Der vergrößerte
B-Behälter Nr. 2 als Expansionsraum mit ”Natürlicher
Verflüssigung”
-
Wichtig
ist: (aus G.8 zu erkennen) dass der B-Behälter Nr. 2 (mit
der mindest- bzw. minimalen ”Teil-Flüssig” Gasfüllung
gefüllt ist)
- I. – als Expansionsraum
dient und zugleich durch seine minimale ”Teil-Flüssig” Gasfüllung,
- II. – unten als ”Natürlicher Verflüssiger” agiert,
so dass die Pumpe Nr. 5 (bzw. über deren Rüssel)
immer unten ausschließlich ”flüssiges” Gas(Kältemittel)
abpumpen kann. Diese Verflüssigungseigenschaft kann zusätzlich
verstärkt werden durch eine Verjüngung des B-Behälters
Nr. 2 von unten. Somit kann zusätzlich auch der
Expansionsraum vergrößert werden und die Füllungsdruckdifferenz
verstärkt werden, durch noch weniger ”Teil-Flüssig” Gasfüllung.
-
3.4. Die verstärkte Druckdifferenz
durch Expansionskälte Pk und Kompressionswärme
Pw
-
3.4.1 – Erklärung der
Berechnung vom ”flüssigen” und gasförmigen
Gasverhalten:
-
- – G.13 Würde man, bei gleichbleibender
Temperatur, unterkritisches (aus G.7 und Tabelle) ”Komplett
flüssiges” Kältemittel (statt Wasser)
in einem Rohrkreislauf einsetzten und mit Strom (Pumpe) einen Fließdruck produzieren,
um ihn mittels einer Durchfluss-KM (Turbine) zurück zugewinnen, – so
steigt (generell) der Druck durch den Widerstand der Turbine (bzw.
durch deren Dichtungsringe entsteht ein Rückstaudruck in der
wärmeren Hälfte Nr. 1) im ”unterkritischen
komplett flüssigen” Kältemittel an, welches
zur Folge hat, das die Temperatur in der wärmeren Hälfte
Nr. 1 ansteigt, bzw. in der wärmeren Hälfte
ist dann der Gesamtdruck aus G.6 [(GPA) = statischer Druck (PstA)
+ ½Fließdruck (½PP) + durch Wärme
erhöhter Druck (Pw)].
- – In der zweiten kälteren Hälfte
Nr. 2 entsteht durch den Widerstand (bzw. der Fließdruck
wird an der Durchfluss-KM unterbrochen und halbiert) ein Sog (bzw.
negativer Fließdruck) durch die Pumpe, der zusätzlich (anders
als im Wasser, wo dieser Sog kaum Einfluss auf die Temperatur hat)
eine niedrigere Temperatur (Anergie aus G.10) durch Entspannung
verursacht, die mit einer zusätzlichen Senkung vom statischen Druck
(PstB aus der Tabelle in G.7) verknüpft ist, um (–Pk)
[(GPB) = statischer (PstB) – ½Fließdruck
(½PP) + durch Kühlung abgesenkter Druck (–Pk)]
- – Die gesamte Druckdifferenz (PGd) vor und hinter der
Durchfluss-KM Nr. 6 mit ausgleichender Umgebungstemperatur
entspricht der Differenz zwischen den beiden G-Drucke GPA – GPB
= # (PGd) (PstA + Pw + ½PP) – (PstB – Pk – ½PP)
= PP + Pw + Pk + (PstA – PstB)
Wenn (PstA – PstB)
= Pd = der Füllungsdruckdifferenz entspricht; dann ist
die gesamte entstandene Druckdifferenz samt Fließdruck
der Pumpe, der durch den Einsatz von ”flüssigem” Kältemittel
mit Füllungsdifferenz in einem Kreislauf entsteht = # PGd
= PP + Pw + Pk + Pd
-
- – Hier erkennt man, dass beim Einsatz
von ”flüssigem” unterkritischem Gas oder
Kältemittel:
a.) – Die Druckdifferenz (PP
+ Pd) vor und nach der Durchfluss-KM (anders als im Wasser G.12
nur ca. PP) durch die entstandene Temperaturdifferenz zusätzlich
verstärkt wird und bei der Rückgewinnung und Umwandlung
in Strom inkl. Wirkungsgradverlusten entspricht das [(PP + Pw +
Pk + Pd) × Wg2], welches größer ist als
der zuvor genutzte Pumpendruck samt Druckdifferenz [(PP + Pw + Pk
+ Pd) > PP + Pd].
Wobei trotz steigendem Pw die höhere entstandene Temperatur
potenziell nach oben (bis zum ”Kritischen Punkt”)
immer mehr (potenziell verdreht) abgeschwächt wird (aus
G.7).
- – Woher kommt nun die Energie der Füllungsdifferenz-Kreisläufe,
die verbraucht wird?
Aus (G.11) ist das kein Perpetuum Mobiles!
Aus der Anergie, die durch den Fließdruck (PP bzw. EP × Wg1) der
Pumpe verursacht wird und extrem verstärkt wird durch das
sensible Flüssiggas- bzw. flüssige Kältemittelverhalten
(G.7 und G.11).
b.) – Im Kreislauf mit ”Komplett
flüssigem” Kältemittel entsteht Wärme
durch Fließdruck (½PP), der auf einen Widerstand
stößt (hier Durchfluss-KM Nr. 6), automatisch
durch den Rückstaudruck in dem A-Behälter Nr. 1,
die wiederum den Gesamtdruck im A-Behälter Nr. 1 um
(Pw) erhöht.
- – Im B-Behälter Nr. 2 (mit G.8) dagegen
durch den Ansog der Pumpe (–½PP) und durch die
Teil-Füllung vom B-Behälter Nr. 2 entsteht
eine starke Entspannung, die von einer Kühlung begleitet
wird und verursacht wiederum im B-Behälter Nr. 2 einen
Druckabfall im Gesamtdruck um (Pk). (bzw. hier greifen die Gasgesetze G.1,
2 & 3, und die
Tabelle aus G.7 ist nicht mehr anwendbar), da ein zusätzlicher
Expansionsraum durch den Sog zur Verfügung steht. So könnte
man eine größere Druckdifferenz aufbauen (die
den Antrieb der Durchfluss-KM Nr. 6 verstärkt),
wenn man den B-Behälter Nr. 2 vergrößert
und nach unten verjüngt. So kann sich das für
den Pumpenansog benötigte wenige ”flüssige” Gas/Kältemittel
vom Teil-flüssigen schneller unten ansammeln. Dabei entsteht
nun durch die größere Expansion (aus G.1) viel
mehr Kälte (An bzw. Anergie).
c.) – Aus G.6
wenn man (nur als Beispiel, zum besseren Verständnis) mit
kompletter Flüssiggasfüllung den Pumpendruck (z.
B. 4 bar) halbiert und die Hälfte 1. zum fixierten statischen
Druck (z. B. 7,7 bei 30°C in der Tabelle aus G.7) addiert
und 2. subtrahiert und die Summen von den entstandenen Drucken den
dazu passenden Temperaturen in der Tabelle G.7 zuordnet, kann man
dieses leicht erkennen und besser verstehen, dass die entstandene
Wärme (bzw. der Temperaturanstieg ca. 8 K) kleiner ist
als die entstandene Kälte (bzw. Temperaturabsenkung ca.
10 K oder Reelle Anergie von –2 K bzw. 10 K – 8
K). Nur durch die Teil-Füllung im B-Behälter Nr. 2 entsteht
noch mehr Expansionsraum und somit noch mehr Expansionskälte.
Beides Kälte- und Wärmeentwicklung reduzieren
und verstärken zusätzlich die Drucke in den Behältern.
d.) – Der
Fließdruck (PP) einer Pumpe in einem Wasserkreislauf drückt
auf die Turbine, die zusätzlich Widerstand leistet durch
den Wirkungsgradverlust (1 – Wg2). Das ”Komplett
flüssige” Gas (bzw. Kältemittel) dagegen
(im Bereich oberhalb vom ”Siedepunkt” bis zum ”Kritischen
Punkt”), reagiert da viel sensibler (anders als Wasser
oder Flüssiggas im Bereich unterhalb vom Siedepunkt), indem
es sich durch zusätzlichen Druck leichter erwärmt
bzw. diesen (½PP) in kinetische Eigenenergie aufnimmt [bzw.
beim Ansog diesen (–½PP) aus der kinetischen Eigenenergie
abgibt, nur wird durch den zur Verfügung gestellten Expansionsraum
im B-Druckbehälter Nr. 2 die Kälteentwicklung
zusätzlich extrem verstärkt]. Zu beachten ist,
dass die ”Spezifische Wärmekapazität” im ”Komplett
Flüssigen” Kältemittel bei sinkender
Temperatur extrem abnimmt [im Wasser (auch bei Flüssiggasen)
ist das auch so, nur unterhalb vom Siedepunkt ist es kaum spürbar,
z. B. im Wasser bei 20°C ist sie 4190 bei 15°C
ca. 4186], bis zum ”Feststoff” Zustand, wo nur
noch verhältnismäßig wenig ”Spezifische
Wärmekapazität” zu verzeichnen ist.
- – Dabei wirkt das ”Komplett Flüssiggas” (falls
nur Teil-Flüssiges eingesetzt wird, würde dieser
Verstärkungseffekt der Füllung entsprechend gemindert),
durch sein potenzielles Druckverhalten im A-Druckbehälter
Nr. 1 im Verhältnis zur Temperatur indirekt, als
Katalysator für die Antriebsdruckdifferenz der Turbine,
da in dieser Aufnahme Wärme und damit ein höherer
Gesamtdruck entsteht. Aus der stärkeren Expansionskühlung (Anergie)
und durch minimale Teil-Flüssig Füllung im B-Druckbehälter
Nr. 2 (falls nur mit ”Komplett Flüssiggas” Füllung
würde dieser Verstärkungseffekt gemindert), wird
der Druck (bis zu < 1
bar) extrem abgesenkt, welches die Druckdifferenz extrem verstärkt
und dabei sehr viel an Energiedifferenz (in Form vom Anergie bzw.
Abkühlung) frei wird, die nun als Druckdifferenz in mechanischem
Antrieb nutzbar ist.
-
3.4.2 – Um dies besser zu verstehen,
teilt man den Kreislauf in zwei Hälften:
-
- I. – Wir nutzen hier keine komplette
Füllung (dieses wurde in 3.4.1.b nur zur Vereinfachung
erwähnt, um es anhand der Tabelle einfacher ablesen zu
können), sondern im B-Behälter Nr. 2 eine
minimale Teil-Füllung mit Flüssiggas, die eine
Füllungsdruckdifferenz (PstA – PstB = Pd) verursacht
und den zum größeren Anteil Gaszustand im B-Behälter
Nr. 2 herbeiruft. Somit wird eine viel stärkere
Expansion ermöglicht, da der zuvor subtrahierte halbe Pumpendruck
(Flüssigkeit Fließdruck-Gesetz G.6) von 2 bar
nun einen viel stärkeren Druckabfall verursacht, denn er
wird nun dividiert (durch das Greifen der Gasgesetze G.1, 2 & 3).
– Dabei
entsteht noch mehr Kälte oder Anergie (bzw. An aus G.11),
die nun durch die Umgebungstemperaturen (oder einer relativ kalten
Wärmequelle) kompensiert werden muss und nun die Umgebungstemperatur
als neue freie Energiequelle eingesetzt wird.
– Nicht
gleich Klimaanlagen, Wärmepumpen, Kühlschränken
etc..., aber ähnlich und energetisch viel stärker:
da hier die Pumpe immer flüssiges Kältemittel
im unterkritischen Zustand zirkuliert bzw. pumpt (durch die Teil-Flüssig
Füllung im B-Behälter, der als ”Natürlicher
Verflüssiger” zusätzlich eingesetzt wird)
und durch den Rückstaudruck eine ”unter- bis überkritische” Wärme
im ”Komplett Flüssigen” Gas/Kältemittel entsteht,
wobei
anders in Klimaanlagen oder Wärmepumpen etc... gasförmiges
Kältemittel gepumpt und komprimiert wird und dort bewusst
der überkritische Bereich für die Gaskompression
als Hitzelieferant zur Heizung oder zur besseren Wärmeabgabe
eingesetzt wird. Die Expansion in den Gaszustand führt
zur starken Kühlung oder Kälteabgabe und wird
dort dann eingesetzt.
- II. – 4, 5 & 8 Behält
man diese zwei Temperaturentwicklungen (Wärme und Kälte)
bei: (z. B. durch Isolierung von den Pufferspeichern Nr. 12 in 8 oder
Nicht Einschalten vom Ventilator im Wärmetauscher Nr. 10 in 4 & 5)
oder nutzt man natürliche Temperaturdifferenzen zusätzlich
(z. B. Sonnen- und Schattenseite, ober- und unterhalb vom Wasser
auf dem Meer, Kellerkühle oder Erdwärme und Außentemperatur
im Garten etc.), so katapultiert (durch die potenzielle Verstärkung)
in der Wärmehälfte die Hitze in den ”überkritischen” Bereich
und in der Kältehälfte bis unterhalb vom Siedepunkt
zum flüssigen Zustand des Kältemittels [aber die
externe kondensierte Feuchtigkeit (nun expandierendes Eis), welches
bis zur gefährlichen Vereisung vom Wärmetauscher
Nr. 10 oder des Pufferspeichers Nr. 2 führt
und der Kreislauf platzt oder stoppt (da keine Anergie mehr abgegeben
werden kann und das Eis ihn zerdrückt)].
– Dieses
Kreislaufverhalten bei Temperaturdifferenzen, kann man nun einsetzen
bis zu der oben genannten Feststoff- oder externen Vereisungsgrenze.
Nach dem Erreichen von der benötigten Antriebsdruckdifferenz,
muss aber diese Kälteentwicklung (Anergie) abgegeben werden.
-
3.5 Idealisierung vom ”NZPG”
-
3.5.1 – Druckdifferenz als Starthilfe,
die durch zwei Schließventile beibehalten wird (3.3.3)
-
Beim
Einsatz von elektrischen Pumpen ohne Bewegungsübertragung,
wird anfangs einmalig für den Kreislaufstart, durch Öffnen
vom Ventil Nr. 9, ein Druckausgleich eingeleitet, so dass
die separate Durchfluss-KM Nr. 6 unabhängig betrieben
werden kann, um mit deren Generator Nr. 7 Strom erzeugen
zu können. Dieser Strom wird nun von der Pumpe Nr. 5 genutzt,
um einen entgegen gesetzten Fließdruck auf der Rohrverbindung
Nr. 3 zu erzeugen, um so den Kreislauf zu schließen.
Somit braucht der ”NZPG” keine externe Starthilfe
und kann durch zwei Schließ- und Regelventile Nr. 9
- I. – den Flüssiggasdruck
beim Stoppen speichern, für einen selbständigen
Kreislaufstart.
- II. – zusätzlich den Flüssiggas-(Kältemittel-)-Fluss,
und/oder die energetische Ausbeute, und/oder die Stromerzeugung
durch die Pumpe Nr. 5 und Durchfluss-KM Nr. 6 kontrollieren.
-
3.5.2 – Verringerung der Wirkungsgradverluste
durch eine Druckkammer
-
Eine
logische Schlussfolgerung ist, dass der steigende Widerstand der
Dichtungsringe wegen der erhöhten Druckdifferenz den Selbstantrieb
energetisch belastet.
-
Wenn
man alles
- I. – in der(die) Druckkammer(n)
Nr. 8 integriert, kann man auf einen Dichtungsring, der
zwischen Durchfluss-KM und Stromgenerator platziert ist, verzichten,
wobei der Generator oberhalb platziert werden sollte, um sich immer
im dünneren (vom Teil-flüssigem) Gas zu befinden,
so dass er sich mühelos im umgebenden Gas drehen kann.
(z. B. 5 & 6)
- II. – vorzugsweise direkt in den B-Expansionsbehälter
Nr. 2 integriert, somit sind alle Dichtungsringe überflüssig
geworden. Strom kann jetzt erzeugt werden von einem Generator Nr. 7,
der am obersten Rand, ausschließlich im weniger dichten
Gas platziert ist, mittels der Durchfluss-KM Nr. 6, die
daneben ist. Der Kreislauf wird aufrecht erhalten durch eine elektrische,
Drehzahl- oder Inverter gesteuerte oder eine mechanische Pumpe Nr. 5,
die darunter ist.
– Somit beschränken sich
die realen Wirkungsgradverluste der Durchfluss-KM Nr. 6,
des Stromgenerators Nr. 7 und der Pumpe Nr. 5 in
dem B-Expansionsbehälter Nr. 2 (bzw. hier zusätzlich
als intern integrierte Druckkammer Nr. 8 umfunktioniert)
auf die Abreibung der Kugellager.
-
3.5.3 – Fast ideale Lösung
mit ”Reeller Anergie”, die ca. dem erzeugten Strom
entspricht
-
- – (Mit Respekt für das Pp.
M. vom 2. Hauptsatz) Wenn man nun den ganzen Kreislauf in ein isoliertes
Wasserbassin Nr. 12 eintaucht, erkennt man die ”Reelle
Anergie” direkt. Denn im Wasserbassin geht generell durch
die niedrige Wassertemperatur keine Wärmeenergie (aus Exergie
und Wirkungsgradverlusten, die bis zu 99,...% zurück gewonnen
werden) verloren.
- – Da im isolierten Wasserbassin fast alle Wirkungsgradverluste
(bzw. der elektrischen Pumpe Nr. 5, der Durchfluss-KM Nr. 6 und
des Stromgenerators Nr. 7), die in Form von Wärme
noch entstehen, im B-Expansionsbehälter Nr. 2 an
das Wasser im Wasserbassin Nr. 12 abgegeben werden. Diese
Wärme kompensiert die Anergie (bzw. wird von der gesamten
Anergie aufgenommen) und es bleibt ca. die ”Reelle Anergie” (Anr) übrig,
die durch Umgebungstemperatur [bzw. es reicht relativ ”kalte” Wärme
aus, die fast überall auf der Welt vorhanden ist – z.
B. an den Polen aus dem Meer oder Erdwärme oder die Umgebungstemperatur] kompensiert
werden muss.
- – Somit erscheint der dem Kreislauf entnommene und
gewonnene Strom in energetisch anderer Form, als Kälteentwicklung
[bzw. meine Benennung dafür ist: ”Reelle Anergie”]
und nähert zu sich (bis 99,...%) dem Wirkungsgradidealfall
der Wärmekraftmaschinen, aus zugefügter Wärme
(Anergie bzw. relativ kalter Wärme) Bewegungsenergie zu
erhalten, (welches zur Einzigartigkeit dieser Erfindung beiträgt),
nur muss noch der Strom der Zirkulationspumpe im Wasserkreislauf
abgezogen werden, um die gesamte Energiegleichung des ”NZPG's” im
Bassin zu schließen.
-
3.5.4 – Verbesserung vom Wirkungsgrad
der Komponenten eines Pumpspeicher-KW's.
-
- – Die Leitfähigkeit und das
Strom generieren mit Stromgeneratoren erhöht sich, sobald
die Temperatur sinkt. Man kennt das schon aus wassergekühlten
Generatoren.
I. – Durch die kühlere, dünnere
Gasumgebung im B-Expansionsbehälter Nr. 2, kann
der Stromgenerator Nr. 7 mehr (1–3%) Strom generieren.
[Hier kann er auch der Anlassermotor/Generator sein, falls eine
Bewegungsübertragung auf die Pumpe stattfindet, ist aber
weniger effizient.]
II. – Durch die Ausrichtung der
Durchfluss-KM (bzw. Turbine) Nr. 6 nur in eine Richtung
(nicht wie im Pumpspeicher-KW in beide Richtungen), kann eine Steigerung
der gewonnenen mechanischen Bewegungsenergie erreicht werden.
III. – Durch
die Ausrichtung der elektrischen (Drehzahl oder Inverter gesteuert)
Pumpe Nr. 5 nur in eine Richtung (nicht wie im Pumpspeicher-KW
in beide Richtungen), kann eine Steigerung vom Fließdruck
erreicht werden mit dem selben Stromverbrauch.
- – Da alle drei Komponenten eines Pumpspeicher-KW's
im ”NZPG” enthalten sind, würde der externe
Kreislauf mit integrierter Druckkammer Nr. 8 im B-Expansionsbehälter
Nr. 2 (bzw. falls nicht im Wasserbassin Nr. 12 eingetaucht,
denn da spielen die Wirkungsgradverluste kaum noch eine Rolle mehr)
einen besseren Wirkungsgrad (90%+) erreichen, als bis heute die
Technik (der Pumpspeicher-KW) zu bieten hat. (welches zur Einzigartigkeit
dieser Erfindung beiträgt)
-
3.5.5 – Bevorzugt werden hydraulische
Durchfluss-KM gegenüber Expansions-KM:
-
- – Bevorzugte hydraulische Durchfluss-Kraftmaschine
Nr. 6 sind z. B. beidseitige Turbinen aus Pumpspeicher-Kraftwerken
(KW) oder Zahnradpumpen, die verdreht nun als Motoren eingesetzt
werden, oder beidseitige Feder-, Lamellen-, Linear- oder Kolbenmotoren,
die den durchfließenden Flüssigkeitsstrom (bzw. Fließdruck)
in mechanische Bewegungsenergie verwandeln und nicht von der Expansionskraft
des Mediums abhängig sind. Diese können einen
Wirkungsgrad von über 90% und mehr erreichen und funktionieren meistens
in beide Richtungen oder können auch beide Funktionen (die
der Pumpe und/oder die der hydraulischen Durchfluss-KM) ausführen,
die auch so im ”NZPG” in 4 und 5 eingesetzt
werden.
- – Expansions-Kraftmaschine Nr. 18 sind z.
B. Sterlings-Dampflokmotor oder traditionelle Verbrennungsmotoren
und erreichen einen Wirkungsgrad von maximal 75%. Verdreht sind
die Expansions-KM Kompressoren, und Kompressoren sind im ”NZPG” in
keinem Falle brauchbar, da an keiner Stelle im Kreislauf Gas (Kältemittel)
komprimiert (wie z. B. bei Kühlschränken oder
Klimaanlagen oder Wärmepumpen etc.) werden kann.
- – Deswegen werden im Sinne der energetischen Effizienz
und der Erfindung Durchfluss-KM Nr. 6 bevorzugt, welches
nicht bedeutet, dass (in speziellen Kreisläufen) eine Expansions-KM
Nr. 18 nicht als Kraftmaschine (die ausschließlich
mechanische Bewegungsenergie erzeugt und in keinem Fall pumpen darf
oder verdreht) eingesetzt werden kann. Als Demo vom Einsatz der
weniger effizienten und nicht bevorzugten Expansions-KM Nr. 18 als
Kraftmaschine dient 7.
-
3.5.6 – Maximierung der Füllungsdruckdifferenz
durch den B-Expansionsbehälter Nr. 2:
-
- I. – Neben der wichtigen Aufgabe die ”Natürliche
Verflüssigung” vom Gas abzusichern (bzw. zu erzeugen), durch
seine Füllung mit ”Teil-Flüssigern” Gas
(bzw. Kältemittel), welches dafür sorgt, dass
unten ”Natürlich” und automatisch sich
immer ”Komplett Flüssiges” Gas (bzw.
Kältemittel) für den Pumpensog ansammelt, bzw.
Absicherung, dass die Pumpe [von unten 2 bis 6 oder
durch einen zum tiefsten Punkt im B-Behälter Nr. 2 ausgerichteten
Rüssel (7 bis 9)] ausschließlich ”Komplett
Flüssiges” Gas (bzw. Kältemittel) unten
absaugen kann,
- II. – hat er auch die Aufgabe 2 bis 6 die
höchst mögliche Druckdifferenz durch Füllungsdifferenz zu
erzeugen, bzw. der B-Behälter Nr. 2 sollte die
kleinstmögliche Füllung haben, die die ”Natürliche
Verflüssigung” und den Pumpensog von ausschließlich ”Komplett
Flüssigem” Gas (bzw. Kältemittel) absichert,
um die Füllungsdruckdifferenz so stark wie möglich
auszubauen, um die höchstmögliche energetische
Ausbeute zu erreichen, mit dem kleinstmöglichen Aufwand,
ausschließlich durch die Füllungsdifferenz.
- III. – und durch die Größe wird die
Druckdifferenz und die Kapazität verstärkt, da
beim großen B-Behälter Nr. 2 genug minimales ”Komplett
Flüssiggas” zum Pumpen zur Verfügung
steht.
- IV. – Zusätzlich (wie in 4 & 5)
kann durch die Kreislaufgröße die Wärme-
und Kälteentwicklung verstärkt werden, die z.
B. zur Heizung oder zur Kühlung genutzt werden kann.
-
3.6. Andere Einsatzmöglichkeiten
vom ”NZPG”
-
3.6.1 Hochfahren der Druckdifferenz durch
Füllungsdifferenz
-
4 dann 5:
Mit berechneter Menge an Flüssigem Gas (Kältemittel)
- – Der Pumpendruck (mit wenig Strom
aus Starter Batterien) kann, bei ausgeglichenen (wie in 4)
Füllungen in beiden Behältern Nr. 1 & 2 (auch
als Wärmetauscher oder Pufferspeicher einsetzbar), auch
die Druckdifferenz erst aufbauen bzw. hochfahren (wie dann in 5 entstanden
ist), um die passende Druckdifferenz zu erhalten und zu nutzen.
Hier kann auch statt einer Batterie eine manuelle Kurbel (wie bei
alten Motoren), die Energie für den Kreislaufstart liefern.
-
3.6.2 Nutzung der natürlich vorhandenen
wechselnden Temperaturdifferenzen
-
4 & 5:
Hier können sogar natürlich vorhandene, wechselnde
Temperaturdifferenzen (z. B. Sonnen-/Schattenseite, Garten/Keller,
ober-/unterhalb der Wasseroberfläche im Meer oder auf See,
etc...) zu Verstärkung der Druckdifferenz mit einbezogen
werden. Und speziell dieser Kreislauf (wie in 4)
mit zwei gleich großen Wärmetauschern Nr. 10 kann
sich nach den Temperaturdifferenzen ausrichten. Um das zu erreichen
sollte man eine sehr effiziente hydraulische Durchfluss-KM Nr. 6 und
eine effiziente elektrische Pumpe Nr. 5 einsetzen, die
beide in beide Richtungen funktionsfähig sind, um eine
Füllungsdifferenz schneller aufbauen bzw. hochfahren zu
können. Die Füllungsdifferenz kann so zur natürlich
vorhandenen Temperaturdifferenz dadurch ausgerichtet werden
- I. – um eine zusätzliche
Druckdifferenzverstärkung zu erreichen.
- II. – oder verdreht, um das energetische Defizit (bzw.
Anergie) besser ersetzen zu können. Wobei eine Temperaturdifferenz
bei gleicher Füllung auch eine Druckdifferenz erzeugt.
-
3.6.3 Mechanische Bewegungsübertragung
von der Durchfluss-KM auf die Pumpe
-
3 & 4:
In extrem armen warmen Ländern (als Entwicklungshilfe),
um die Produktionskosten und Wartungen einzusparen und zu senken,
kann eine Welle [auch mit einem steuerbaren stufenlosen Getriebe
(bzw. mit entgegengesetzten, sich verjüngenden Laufrädern
mit Keilriemen)] eine mechanische Bewegungsübertragung
ausführen, von der Durchfluss-KM auf die Pumpe und auf
den Stromgenerator.
- – Hier muss dann
aber eine Kreislauf-Starthilfe eingesetzt werden, die auch eine
einfache Kurbel sein kann. Sobald sich der Kreislauf selbstständig
dreht, wird dann der Keilriemen vom stufenlosen Getriebe versetzt, um
die nötige mechanische Bewegungsenergie (bzw. durch Belastung
dann Strom) zu erhalten. Die Druckbehälter Nr. 1 & 2 sind
identisch (um Kosten zu sparen) und aus Metall, so dass sie die
Wärmetauscher-Funktion indirekt übernehmen. Die
Durchfluss-KM Nr. 6 und Pumpe Nr. 5 sind auch
beide identische Zahnradpumpen (oder auch kleine Turbinen), die
in beide Richtungen funktionsfähig sind, um somit eine preiswerte
Massenproduktion (für z. B. Afrika oder Bangladesch etc.)
zu ermöglichen und in beide Richtungen den Kreislauf als
Stromlieferant nutzen zu können.
-
3.7 Die Beschreibung der Figuren in den
Zeichnungsseiten
-
1:
Dampflok Prinzip: (siehe Punkt 3.2.II) Mit
-
- A-Druckbehälter (bzw. der Dampfdruck-Kessel) als
Lieferant von höherem Druck und
- B-Wärmetauscher als Niederdruck-Lieferant durch Abkühlung
zur Entspannung, Verflüssigung und als Expansionsbehälter
-
2:
Zwei einfache Druckflaschen in einem Kreislauf (siehe Punkt 3.3.1 & 2)
-
3:
Preiswertester Kreislauf für warme, ärmere Gebiete
(siehe Punkt 3.6.3)
-
Hierbei
wird die Füllung durch das Auffüllventil Nr. 16 vorbestimmt
und durch die Abriegelventile beibehalten oder durch die Kurbel
neu erzeugt. Über die Übertragungswelle zwischen
der Pumpe und der gleichstarken Durchfluss-KM wird der Stromgenerator
betrieben. Pumpe und Durchfluss-KM sind identisch und auch die Druckbehälter
sind identisch, um die Produktionskosten zu senken und um zusätzliche
Temperaturdifferenzen wechselweise nutzen zu können,
-
4:
Je nach Vorkommen, an den verschiedenen Wärmetauschern
und um die Füllungsdifferenz (falls sie anfangs nicht vorhanden
ist) vom Start erzeugen zu können.
- – Mit
zwei identischen Wärmetauschern Nr. 10 (bzw. Nr. 1/2)
und einer Pumpe Nr. 5 und einer Durchfluss-KM Nr. 6,
die beide in beide Richtungen funktionsfähig sind. Durch
die beiden synchron geschalteten Richtungswechselventile Nr. 20,
saugt die Pumpe ausschließlich und permanent (das sich
unten ansammelnde) Flüssiggas im Wärmetauscher
von unten ab. Hier muss mindestens der Rohrkreislauf und einer der
beiden Wärmetauscher komplett mit unterkritischem ”Komplett
Flüssigen” Gas (Kältemittel) gefüllt
sein, um die höchst mögliche Anergie (G.11) zu
erreichen. Mit weniger Flüssiggas würde hier der
Kreislauf auch funktionieren, aber durch das leichte Stottern (bzw.
den Leistungsabfall) bei zu starker Abpumpen, würde der
Kreislauf immer wieder zur maximalen Kapazität bzw. zurück
zur idealen Funktionsweise gezwungen werden.
- – Dieser Kreislauf in dieser Form ist auch in der Lage,
ohne eine schon vorhandene Füllungsdifferenz, ausschließlich
durch die elektrische Pumpe Nr. 5 oder starke Temperaturdifferenzen,
eine Füllungsdifferenz (somit auch eine Druckdifferenz)
aufzubauen bzw. hochzufahren. Wenn dieses beabsichtigt wird, sollten dem
Kreislauf Starter-Batterien oder eine Kurbel beigefügt
werden, als Versorger der Startenergie. (siehe auch Punkt 3.4.2.II & Punkt 3.6.1,
2 & 3)
-
5:
Mit Pufferspeicher und Wärmetauscher und Richtungswechselventil
Nr. 20
-
Hier
wird ein Pufferspeicher Nr. 10 an einen Wasserkreislauf
mit Solarwärme Nr. 13 angeschlossen. Im Keller
steht z. B. der Warmwasserspeicher Nr. 14, im Garten steht
der Wärmetauscher Nr. 10 und im Haus steht der
interne Wärmetauscher Nr. 22, der von den Ventilen
Nr. 23, die synchron geschaltet sind, kontrolliert wird.
- – So kann im Sommer die Kompressionswärme
im Keller und im größeren Warmwasserspeicher Nr. 14 für den
Winter gespeichert werden, die Anergie wird entweder intern über
die Ventile Nr. 23 und Nr. 21 zum Kühlen
genutzt oder über die Ventile Nr. 20 und Nr. 21 extern
abgegeben.
- – Im Winter dagegen, nur bei externen Minustemperaturen,
kompensiert nun die Wärme aus Nr. 14 (die auch
vom Keller- bzw. Erdwärme und/oder nur Solarwärme
Nr. 13 unterstützt wird) über den Pufferspeicher, die
entstandene Anergie und die Kompressionswärme wird nun
zum Heizen zum internen Wärmetauscher Nr. 22 geleitet, über
die Ventile Nr. 21 und 23. Hierbei wird die Anergie
dem Keller (bzw. der Erdwärme oder der zuvor gespeicherten
Wärme im Pufferspeicher bzw. dem Warmwasserspeicher Nr. 14)
entnommen. (siehe Punkt 3.4.2.II & 3.6.1 & 2)
- Im
isolierten Wasserbassin Nr. 12, mit sich nach unten verjüngendem
B-Behälter Nr. 2
-
6:
Mit zwei separaten Druckkammern Nr. 8 für die
Pumpe und für den Stromgenerator
- – Ähnlich
dem Prinzip von Kompressoren (z. B. bei Klimaanlagen) wird nun die
Durchfluss-KM samt Stromgenerator in einer Druckkammer untergebracht,
um einen leichteren oder keinen Dichtungsring einsetzten zu können.
(Beim elektrischen Motor samt Pumpe nutzt der Dichtungsring nur
gegen den Außendruck, da Flüssiges gepumpt wird
und beide in einer Druckkammer integriert sind). Der komplette Kreislauf
ist nun in einem isolierten Wasserbassin eingelassen, um Exergie
zu minimieren und um Wirkungsgradverluste, die in Form von Wärme
erscheinen, als Anergie-Kompensatoren einsetzen zu können.
(siehe auch Punkt 3.4.2.II & Punkt
3.6.1 & 2)
-
7:
Demo vom Einsatz einer nicht bevorzugten und weniger effizienten
Expansions-KM
-
Hier
werden Pumpe Nr. 5, Expansions-KM Nr. 18 und Generator
Nr. 6 in den B-Expansionsbehälter Nr. 2 direkt
integriert, um auf die Dichtungsringe endgültig verzichten
zu können, um einen besseren Wirkungsgrad zu erhalten.
Die Pumpe saugt nun über einen Rüssel, der bis
zum tiefsten Punkt im B-Expansionsbehälter Nr. 2 führt
(wo sich das ”Flüssige” Gas/Kältemittel
vom ”Teil-Flüssigen” unten ansammelt),
ausschließlich ”Flüssiges” Gas
(Kältemittel) ab. Da alles in einem Wasserbassin eingetaucht
ist, kommt kaum die schlechtere Effizienz der Expansions-KM zur
Geltung. Das Wasserbassin ist an einen Wasserkreislauf angeschlossen,
um die entstandene ”Reelle Anergie” (bzw. Wasserabkühlung)
abzutransportieren, so dass keine Vereisung entsteht. Man kann hier
durch Zufuhr von oben von erwärmtem Wasser (wo der A-Behälter
ist) die Stromerzeugung erhöhen, durch den dadurch erzeugten
höheren Druck im A-Behälter. (Punkt 3.5.5)
-
8:
Der stärkste Ideal-Kreislauf, der aber mit zwei Wasserbassins
betrieben wird
-
Hier
wird so gut wie möglich Wärmeentwicklung und Kälteentwicklung
getrennt, um sie als Druckaufbau und (falls benötigt) extern
als Kühlung in einem Wärmetauscher Nr. 10 und/oder
als Brauchwasserheizung über den oberen Wasserabfluss vom
rechten Wasserbassin, je separat, zu nutzen. Das linke kühlere
Wasserbassin kann, muss aber nicht, von unten isoliert sein, um
seine Kälte an Erdwärme oder Umgebungstemperatur
abgeben zu können.
- – Die
Wärme im rechten Wasserbassin Nr. 12 steigt auch
hier mit dem Wasser nach oben durch die ”Natürliche
Zirkulation” vom Wasser.
- – Auch eindeutig zu erkennen, ist die Verjüngung
nach unten des B-Expansionsbehälter Nr. 2, so
dass er verstärkt als ”Natürlicher Verflüssiger” funktionsfähig
ist und Expansionsraum bietet.
- – Zusätzlich unterstützt die Rohrleitung
von der tiefsten Stelle im B-Expansionsbehälter Nr. 2 zurück
zur Pumpe die Minimierung der ”Teil-Flüssiggas”-(Kältemittel-)Füllung,
um die maximal machbare Füllungsdruckdifferenz als Antriebsdruck
zu erhalten bzw. zu erreichen. Hier werden keine Dichtungsringe
mehr in der Pumpe, Durchfluss-KM oder im Generator eingesetzt.
-
9:
Reeller Anergie Kreislauf, der die ”Natürliche
Zirkulation” vom Wasser Exergie und Wirkungsgradverluste
zusätzlich nutzt und alle als Druckverstärkung
zusätzlich einsetzt.
- – Hier
kann man die Kompressionswärme nicht extern nutzen wie
in 8
- – Das Wasserbassin wird durch eine Isolierung Nr. 11 in
zwei Areale getrennt.
- – So kann das einströmende Wasser sich erst
von der A-Rohrspule Nr. 1 aufheizen lassen und nach oben steigen,
um so die gesamte Wärme (Exergie und Wirkungsgradverluste
inbegriffen) oben vor der Durchfluss-KM Nr. 6 im Flüssiggaskreislauf
wieder aufnehmen zu können (als Druckverstärker),
um den höchsten Druck zu erhalten. Danach fließt
das warme Wasser zur stärkeren Abkühlung durch
Anergie (bzw. Kälteabgabe) nach unten.
- – Nach der Pumpe Nr. 5 ist ein Richtungsventil
Nr. 19 integriert (das ausschließlich ”flüssiges” Gas
nur in einer Richtung passieren lässt), um die Pumpe vom
Gegendruck, der oben nun verstärkt entsteht, zu entlasten.
Das Ventil Nr. 16 dient nur zum Auffüllen vom
Kreislauf.
- – Die Expansionskälte (Anergie) im B-Expansionsbehälter
Nr. 11 sinkt nach unten, in das untere benötigte größere
(damit keine Vereisung entsteht) Wasservolumen, wobei es durch die
Kälte die maximale Druckabsenkung durch die (komplette)
Anergie hervorruft.
- – Durch beides (Wärme und Kälte)
getrennt vergrößert sich die Antriebsdruckdifferenz
der Füllungsdifferenz.
- – Unten trifft die Wärmeströmung
auf die Kälteentwicklung und kompensiert einen Anteil der
Kälteentwicklung, und die Strömung verlässt
das Wasserbassin trotz Kompensierung kälter als zuvor (Reelle
Anergie), um nun über den Wasserkreislauf die Kälte
(bzw. nur die ”Reelle Anergie”) an Wärmetauscher
Nr. 10 oder an Pufferspeicher abgeben zu können,
die (in unseren Breitengraden) von Solarwärme Nr. 13 (und/oder Erdwärme)
unterstützt werden.
- – Hier und in allen Wasserbassin-Lösungen
entspricht die ”Reelle Anergie” annähernd
(bis zu 99,...%) dem gewonnenen Strom (Wirkungsgrad fast Idealfall)
im ”NZPG” bzw. im ”Hydroanergie Stromgenerator
aus Flüssiggas Füllungsdifferenz”. (siehe
Punkt 3.1.5 G.11)
-
3.8 Schlusswort
-
- – Dieser Kreislauf erreicht in der
Wasserbassin-Version (mit nur einem isolierten Wasserbassin) und
mit dem Expansionsbehälter, der zugleich als Druckkammer
für Pumpe, Durchfluss-KM und Generator eingesetzt wird,
die höchste energetisch mögliche Effizienz (bis
zu 99,...%), oder Wirkungsgrad der Wärmeumwandlung (”Reelle
Anergie”) in mechanische Energie, wobei hier noch für
die Zirkulationspumpe vom Wasserkreislauf wenig Strom benötigt
wird. Die zugefügte Wärme kann die relativ kalte
Umgebungsluft sein und benötigt keine fossilen Brennstoffe
mehr.
- – Dieser Kreislauf ist weltweit einsetzbar, durch die
Auswahl von passendem (zur vorhandenen Umgebungstemperatur und dem
benötigten Arbeitsdruck) Flüssiggas und/oder Kältemittel.
- – Durch leichte Umänderung (mit Effizienzeinbußen,
die aber in warmen Gebieten irrelevant sind) kann der ”NZPG” in
warmen, ärmeren Gebieten preiswert und wartungsarm eingesetzt
werden [Pumpe und Durchfluss-KM können das gleiche Produkt
sein (z. B. in der Form von kurzen arithmetischen Schraube mit 2
bis 4 Windungen, die langgestreckt sind)], auch in der Version mit
Expansionsbehälter, in dem Pumpe, Durchfluss-KM und Generator
integriert sind.
- – Alle nicht giftigen und aggressiven Gase oder Kältemittel
(z. B. R134a, R410A, R407c, R1270, etc.) können hier problemlos
eingesetzt werden, die einen viel tieferen Siedepunkt und einen
zur Umgebungstemperatur passenden (bzw. etwas höheren)
Kritischen Punkt haben.
- – Unter bestimmten Voraussetzungen ist Kohlendioxid
(das stärkste mir bekannte Flüssiggas/Kältemittel von
der Druckentwicklung, aber auch chemisch reaktionsaggressiv und
giftig), bzw. CO2 = R 744 (Kritischer Punkt
ist bei ca. 31°C und/oder 73,6 Bar Druck erreicht) als
Flüssiggas auch im ”NZPG” einsetzbar,
welches (zu meinem Wissen von einem Klimaanlagenhersteller und im
Experiment des Frauenhofer Instituts) in Klimaanlagen schon eingesetzt
wurde.
-
– Im Anschluss
-
- 3.9. – Die Zusammenfassung: vom ”NZPG”
- 4. – 5 Seiten Zeichnungen mit 9 Figuren (Die Veröffentlichungsfigur
ist 3 auf Z.1)
- und Die 16 Schutzansprüche auf vier Schriftseiten
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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