DE19712325A1 - Anlage zur Umwandlung thermischer Energie niedrigen Niveaus in mechanische Energie - Google Patents

Anlage zur Umwandlung thermischer Energie niedrigen Niveaus in mechanische Energie

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours

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Description

Die Erfindung hat den Sinn, die in der Natur vorhandene oder in technischen Anlagen anfallende thermische Energie in mechanische und oder elek­ trische Energie umzuwandeln. Das in der Erfindung ange­ wandte Verfahren hat den Vor­ teil, daß keine Umweltbela­ stung durch Treibhausgase entstehen und auch keine Ein­ griffe in die Natur vorgenom­ men werden, wie zum Beispiel bei Windmühlen oder Wasser­ kraftanlagen. Sie nützt das Potential natürlich gespei­ cherter Energie.
Beschreibung
Die Anlage besteht aus einer Kombination von Wärmepumpe und Dampfkraftanlage.
Stand der Technik
Ein Verdichter (Kolben oder Turboverdichter) saugt aus einem Verdampfer bei einem Druck von p0 und einer Tempe­ ratur von T0 Gas an und verdichtet es auf den Druck p. Das Gas wird dann im Konden­ sator unter Abgabe von Wärme beim Druck p verflüssigt. Das flüssige Kältemittel wird in einem Drosselventil entspannt und gelangt dann wieder in den Verdampfer, wo ihm wieder Wärme zugeführt wird.
Herkömmliche Dampfkraftanla­ gen werden mit einem Arbeits­ stoff, meistens Wasser, be­ trieben.
In einem Kessel wird der Ar­ beitsstoff bei hohem Druck isobar bis zum Siedepunkt er­ wärmt, verdampft und an­ schließend in einem Überhit­ zer noch überhitzt. Der Dampf wird dann in einer Turbine unter Verrichtung von Arbeit adibat entspannt und im Kon­ densator unter Wärmeabgabe nach außen verflüssigt. Die Flüssigkeit wird von einer Speisepumpe auf Kesseldruck ge­ bracht und wieder in den Kessel gefördert.
Beispiel
Die erforderliche Wärmemenge Q zur Erwärmung von 1 Liter Wasser entspricht 1 kcal. ∼427 kpm = 4186,8 J. Das bedeutet, daß Wasser sich beim Durchschreiten von 427 m um 1°C erwärmt. Bei der Kondensation entspricht die vergleichbare potentielle Ener­ gie einer Höhe 230.153 m.
Im Bild 1 ist eine mögliche Anordnung einer Anlage darge­ stellt. Diese Zeichnung ver­ zichtet bewußt auf die erfor­ derliche Regeltechnik, Kälte­ mittelsammler und Wirkungsgrad verbessernde Wärmetauscher.
Dabei bedeuten:
V = Verdichter
P = Speisepumpe
GM = Gasmotor
WT1 = Wärmetauscher zur Energie­ aufnahme
WT2 = Wärmetauscher zur Über­ hitzung des angesaugten Gases vor dem Verdichter und Unterkühlung des Kondensates vor dem Expansionsventil
WT3 = Kondensator des Wärme­ pumpenkreislaufes und Verdamp­ fer der Dampfkraftanlage
WT4 =Kondensator der Dampfkraftan­ lage.

Claims (3)

  1. Die Dampfkraftanlage wird nicht mit Wasser oder Ähnlichem, son­ dern mit einem Gas mit einem niedrigeren Siedepunkt als Was­ ser und im Verhältnis geringe­ ren Verdampfungsenthalpie zur spezifischen Wärmekapazität be­ trieben.
  2. Dabei wird die Flüssigkeit im Gegenstrom zum Kondensator der Wärmepumpe verdampft und über­ hitzt. Das Gas wird dann in ei­ ner mit Gas betriebenen Maschi­ ne (Gasmotor, Turbine oder ähnliches) unter Erzeugung von mechanischer Energie bis zur Naßdampfphase entspannt.
  3. Die vollständige Kondensation erfolgt unter Abgabe von Wärme in einem Wärmetauscher in dem Verdampfer und oder Überhitzer der Wärmepumpe. Anschließend wird das Kondensat mit einer Speisepumpe in den Verdampfer zurück gepumpt und erneut ver­ dampft und somit thermisch ver­ dichtet. Die für die thermische Verdichtung benötigte Wärmee­ nergie und die für die benötig­ te Kühlleistung erforderliche Unterkühlung wird mit Hilfe der Wärmepumpe realisiert. Dabei kann die gewonnene mechanische Energie in einem Generator in elektrische Energie umgewandelt werden.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005061857A1 (de) * 2003-12-22 2005-07-07 Erwin Oser Vorrichtung und verfahren zur umwandlung von wärmeenergie in mechanische energie
EP2323743B1 (de) * 2008-09-02 2019-06-26 Lars Harald Heggen Verfahren zur verdampfung und möglichen destillation von fluiden mithilfe einer wärmepumpe

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