DE202016007269U1

DE202016007269U1 - Plant for heat generation and heat distribution

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Publication number: DE202016007269U1
Application number: DE202016007269.3U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2016-08-26
Filing date: 2016-11-26
Publication date: 2017-02-27
Anticipated expiration: 2026-11-27

Abstract

Anlage zur Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung mit einem ersten Kreislauf für ein erstes und ein zweites Fluid, in dem eine Vorrichtung zur Wärmeerzeugung unter Freisetzung von Wärme ein Zwei-Phasen-Gemisch erzeugt, mit einem zweiten Kreislauf, in dem Wärme gespeichert und verteilt wird, wobei der erste Kreislauf mit dem zweiten Kreislauf über einen Druckbehälter verbunden ist, der im ersten Kreislauf ein Reservoir für das Zwei-Phasen-Gemisch bildet und im zweiten Kreislauf einen Wärmespeicher bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) zur Wärmeerzeugung im ersten Kreislauf Wärme durch Reibung erzeugt.A plant for generating heat and heat with a first circuit for a first and a second fluid, in which a device for generating heat with the release of heat generates a two-phase mixture, with a second circuit in which heat is stored and distributed, wherein the first circuit is connected to the second circuit via a pressure vessel, which forms a reservoir for the two-phase mixture in the first circuit and forms a heat storage in the second circuit, characterized in that the device (2) for heat generation in the first cycle by heat Generates friction.

Description

Anlage zur Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung mit einem ersten Kreislauf für ein erstes und ein zweites Fluid, in dem eine Vorrichtung zur Wärmeerzeugung unter Freisetzung von Wärme ein Zwei-Phasen-Gemisch erzeugt, mit einem zweiten Kreislauf, in dem Wärme gespeichert und verteilt wird, wobei der erste Kreislauf mit dem zweiten Kreislauf über einen Druckbehälter verbunden ist, der im ersten Kreislauf ein Reservoir für das Zwei-Phasen-Gemisch bildet und im zweiten Kreislauf einen Wärmespeicher bildet,A plant for generating heat and heat with a first circuit for a first and a second fluid, in which a device for generating heat with the release of heat generates a two-phase mixture, with a second circuit in which heat is stored and distributed, wherein the first circuit is connected to the second circuit via a pressure vessel which forms a reservoir for the two-phase mixture in the first circuit and forms a heat reservoir in the second circuit,

Eine solche Anlage ist aus DE 20 2015 005 698 U1 bekannt. Die darin beschriebene Anlage nutzt das Wärmespeichermedium auch als Wärmeerzeuger, hat aber einige konstruktive Nachteile.Such a plant is out DE 20 2015 005 698 U1 known. The system described therein uses the heat storage medium as a heat generator, but has some design disadvantages.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine gattungsgemäße Anlage weiterzubilden und zu optimieren.The object of the present invention is therefore to develop a generic system and to optimize.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zur Wärmeerzeugung im ersten Kreislauf Wärme zur Reibung erzeugt.The object is achieved in that the device for generating heat in the first cycle generates heat for friction.

Durch die Nutzung der Reibung für die Wärmeerzeugung kann das Wärmespeichermedium optimal als Wärmeerzeuger genutzt werden.By using the friction for the heat generation, the heat storage medium can be optimally used as a heat generator.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass eine Druckerzeugungseinrichtung das erste Fluid unter einem vorbestimmten Druck aus dem Druckbehälter in die Vorrichtung zur Wärmeerzeugung strömen lässt. Durch den vorbestimmten Druck lässt sich ein geeigneter Volumenstrom in die Vorrichtung zur Wärmeerzeugung einstellen.Another advantage of the present invention is that pressure generating means allows the first fluid to flow from the pressure vessel into the heat generating device at a predetermined pressure. By the predetermined pressure, a suitable volume flow can be set in the device for generating heat.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Vorrichtung zur Wärmeerzeugung eine Düseneinrichtung umfasst, durch die sich ein Volumenstrom des ersten Kreislaufs hindurchbewegen kann. Durch die Düseneinrichtung wird in dem Volumenstrom ein Druckabfall erzeugt, so dass dieser beschleunigt und durch Reibungseffekte Wärmeenergie freigesetzt wird.A further advantage of the present invention is that the device for generating heat comprises a nozzle device, through which a volume flow of the first circuit can move. By the nozzle device, a pressure drop is generated in the flow, so that it accelerates and is released by friction heat energy.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Vorrichtung zur Wärmeerzeugung einen Einlass für das zweite Fluid aufweist, durch die das zweite Fluid in den Volumenstrom des ersten Fluids eintritt und sich mit diesem vermischt. Dadurch werden die Reibungseffekte im Volumenstrom optimiert, so dass auch die mehr Wärme erzeugt wird.Another advantage of the present invention is that the heat generating device has an inlet for the second fluid through which the second fluid enters and mixes with the volume flow of the first fluid. This optimizes the frictional effects in the volume flow, so that the more heat is generated.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Druckerzeugungseinrichtung eine Pumpe ist und das erste Fluid in einem flüssigen Zustand vorliegt. Dieser Vorteil betrifft eine erste Ausführungsform, in der das erste Fluid in flüssigem Zustand vorliegt und das zweite Fluid in einem gasförmigen Zustand vorliegt. Dabei kann das erste Fluid aus einer oder aus mehreren mischbaren und nicht-mischbaren Flüssigkeiten bestehen, wobei die nicht -mischbaren Flüssigkeiten eine Tröpfchenphase in der übrigen Fluidmatrix beim Passieren der Düseneinrichtung ausbilden können.Another advantage of the present invention is that the pressure generating means is a pump and the first fluid is in a liquid state. This advantage relates to a first embodiment in which the first fluid is in a liquid state and the second fluid is in a gaseous state. In this case, the first fluid can consist of one or more miscible and immiscible liquids, wherein the immiscible liquids can form a droplet phase in the remaining fluid matrix when passing through the nozzle device.

Weitere Vorteile der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche 6 bis 11.Further advantages of the first embodiment of the present invention will become apparent from the features of the subclaims 6 to 11.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist auch, dass die Aggregatzustände des ersten und zweiten Fluids umgekehrt sein können. Weitere Vorteile in Bezug auf die zweite Ausführungsform ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche 12 bis 15.Another advantage of the present invention is also that the states of aggregation of the first and second fluids may be reversed. Further advantages with respect to the second embodiment will become apparent from the features of the subclaims 12 to 15.

In den beiden Ausführungsformen dient das primäre Fluid direkt zur Wärmeerzeugung. Da in der ersten Ausführungsform das erste Fluid auch gleichzeitig das Wärmespeichermedium ist, entfällt die sonst notwendige Übertragung von Wärme in herkömmlichen Anlagen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit autark betriebene Anlagen zur Erzeugung, Verteilung und Weiterleitung von Wärmeenergie, d. h. ohne externen Wärmelieferanten (wie etwa ein Heizkraftwerk, eine Geothermie- oder Solaranlage usw.). Durch eine flexible Dimensionierung der Leistungswerte sind auch kleinere und damit mobile, beliebig aufstellbare Anlagen einsetzbar.In the two embodiments, the primary fluid is used directly for heat generation. Since in the first embodiment, the first fluid is also the same heat storage medium, eliminating the otherwise necessary transfer of heat in conventional systems. The present invention thus enables autonomously operated plants for the generation, distribution and transmission of heat energy, d. H. without external heat suppliers (such as a cogeneration plant, a geothermal or solar plant, etc.). Due to the flexible dimensioning of the power values, it is also possible to use smaller and therefore mobile systems which can be set up as desired.

In der ersten Ausführungsform wird fluidmechanische Energie des ersten Fluids durch Reibung in Wärme umgewandelt. Besonders vorteilhaft ist dabei die verbesserte Wärmeverteilung durch das Eindüsen des zweiten Fluids, wahlweise durch Ansaugen eines Gases, wobei ein geeigneter Blasenstrom in der turbulenten Flüssigkeitsströmung zu einer optimalen Vermischung beider Fluide (Flüssigkeit und Gas) führt, und darüber hinaus zusätzliche Reibungseffekte an der inneren Grenzfläche ermöglicht. Die nicht-mischbaren Anteile des ersten Fluids, die eine Tröpfchenphase beim Passieren der Düseneinrichtung ausbilden können, vermögen ebenfalls zusätzliche Reibungseffekte an der Grenzfläche zur übrigen Fluidmatrix des ersten Fluids zu bewirken.In the first embodiment, fluid mechanical energy of the first fluid is converted to heat by friction. Particularly advantageous is the improved heat distribution by the injection of the second fluid, optionally by suction of a gas, wherein a suitable bubble stream in the turbulent liquid flow to an optimal mixing of both fluids (liquid and gas) leads, and moreover additional friction effects at the inner interface allows. The immiscible portions of the first fluid, which may form a droplet phase as it passes the nozzle means, may also provide additional frictional effects at the interface with the remaining fluid matrix of the first fluid.

Der besondere Vorteil der Wärmeerzeugung in der zweiten Ausführungsform ist durch die Kompressibilität des primären Fluids als Gas begründet. Diese Eigenschaft wird ausgenutzt, um das erste Fluid auf Überschallgeschwindigkeit zu beschleunigen und schließlich zu verdichten, sodass es unterschiedliche Stoßfronten ausbilden kann. Mit dem Eindüsen des zweiten Fluids (hier die Flüssigkeit) in die ausgebildeten Stoßfronten soll dann Wärme an das entstandene Zwei-Phasen-Gemisch übergehen.The particular advantage of heat generation in the second embodiment is due to the compressibility of the primary fluid as a gas. This property is exploited to accelerate and eventually compress the first fluid to supersonic speed so that it can form different impact fronts. With the injection of the second fluid (here the liquid) into the trained shock fronts should then transfer heat to the resulting two-phase mixture.

Ein Kostenvorteil ergibt sich insbesondere dann, wenn für die beiden nichtreaktiven Fluide (mit nur geringer Löslichkeit ineinander) Wasser und Luft gewählt werden, welche in der Regel in hinreichender Menge und preisgünstig zur Verfügung stehen. Darüber hinaus bleibt bei Berücksichtigung einer möglichst hohen Wärmekapazität, Viskosität und dem Newtonschen Verhalten bei hohen Scherraten für die Flüssigkeit die Allgemeingültigkeit für beliebig andere Fluide mit vergleichbaren Eigenschaften unbeschränkt.A cost advantage arises in particular when water and air are selected for the two non-reactive fluids (with only little solubility in one another), which are generally available in a sufficient amount and inexpensively. Moreover, considering the highest possible heat capacity, viscosity and Newtonian behavior at high shear rates for the liquid, the general validity for any other fluids with comparable properties remains unlimited.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Show it:

1 ein Rohrleitungs- und Instrumentenfließschema einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 1 a piping and instrument flow diagram of a first embodiment of the present invention; and

2 ein Rohrleitungs- und Instrumentenfließschema einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung 2 a piping and instrument flow diagram of a second embodiment of the present invention

In 1 ist schematisch eine Anlage 100 zur Wärmeerzeugung, Wärmeverteilung und Wärmespeicherung in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Diese Anlage 100 umfasst einen ersten Kreislauf I zur Wärmeerzeugung und einen zweiten Kreislauf II zum Wärmetausch.In 1 is schematically a plant 100 for heat generation, heat distribution and heat storage in a first embodiment. This plant 100 comprises a first circuit I for heat generation and a second circuit II for heat exchange.

In der ersten Ausführungsform kommen als erstes Fluid α eine inkompressible Flüssigkeit mit möglichst hoher Wärmekapazität und als zweites Fluid β ein kompressibles Gas zum Einsatz.In the first embodiment, the first fluid α is an incompressible fluid having the highest possible heat capacity and the second fluid β is a compressible gas.

In dem ersten Kreislauf I ist eine als Pumpeinrichtung 1 ausgebildete Druckerzeugungseinrichtung angeordnet. Diese ist über eine Leitung 1.1 mit einer Vorrichtung 2 zur Wärmeerzeugung 2 verbunden. Die Pumpeneinrichtung 1 pumpt das erste Fluid α mit hinreichend hohem Druck p₁ und geeignetem Volumenstrom aus einem stromaufwärts liegenden und ebenfalls über eine Leitung 1.1 mit der Pumpeinrichtung 1 verbundenen Druckbehälter 3 in die Vorrichtung 2 zur Wärmeerzeugung.In the first circuit I is one as a pumping device 1 trained pressure generating device arranged. This is over a line 1.1 with a device 2 for heat generation 2 connected. The pump device 1 pumps the first fluid α with sufficiently high pressure p ₁ and suitable volume flow from an upstream and also via a line 1.1 with the pumping device 1 connected pressure vessel 3 into the device 2 for heat generation.

Das erste Fluid α passiert eine spezielle Düse 2.1, erfährt einen Druckabfall (p₁ – p₂), eine entsprechende Beschleunigung und setzt aufgrund von Reibungseffekten Wärmeenergie frei (repräsentiert durch einen Temperaturanstieg ΔT = T₂ – T₁). Nach Passage der Reibungsdüse 2.1 wird das erste Fluid α abgebremst und umspült einen als Belüftungsröhrchen 2.2 ausgebildeten Einlass, welcher durch einen Bypass 4 ebenfalls Verbindung zum Druckbehälter 6 hat, und dessen Öffnung 2.21 stromabwärts ausgerichtet ist.The first fluid α passes through a special nozzle 2.1 , experiences a pressure drop (p ₁ - p ₂ ), a corresponding acceleration, and releases heat energy due to friction effects (represented by a temperature increase ΔT = T ₂ -T ₁ ). After passage of the friction nozzle 2.1 the first fluid α is decelerated and flows around a ventilation tube 2.2 trained inlet, which through a bypass 4 also connection to the pressure vessel 6 has, and its opening 2.21 is aligned downstream.

Das Umspülen des Belüftungsröhrchens 2.2 erzeugt gegenüber dem Druckbehälter 3 einen Unterdruck (p₃ – p₂) am Belüftungsröhrchen 2.2, wodurch das zweite Fluid β (ein kompressibles Gas) an der Öffnung 2.21 des Belüftungsröhrchens 2.2 eingesaugt wird. In einer sich stromabwärts anschließenden Lavaldüse 2.3 erfahren das erste und das zweite Fluid α, β eine Durchmischung. Der Blasenstrom in dem ersten Fluid α (der Flüssigkeit) sorgt für eine verbesserte Wärmeverteilung und für zusätzliche Reibungseffekte an der inneren Grenzfläche des Zwei-Phasen-Gemisches (αβ).Rinsing the ventilation tube 2.2 generated opposite the pressure vessel 3 a negative pressure (p ₃ - p ₂ ) on the ventilation tube 2.2 , whereby the second fluid β (a compressible gas) at the opening 2.21 of the ventilation tube 2.2 is sucked in. In a downstream Laval nozzle 2.3 the first and second fluids .alpha., .beta. undergo thorough mixing. The bubble stream in the first fluid α (the liquid) provides for improved heat distribution and additional frictional effects at the inner interface of the two-phase mixture (αβ).

In dem Druckbehälter 3 befindet sich das erste Fluid α in einem unteren Bereich und das zweite Fluid β in einem oberen Bereich. Der Bypass 4 verbindet den oberen Bereich mit der Vorrichtung 2. Die Vorrichtung 2 ist über die Leitung 1.1 ebenfalls mit dem oberen Bereich des Druckbehälters 3 verbunden, so dass sich das schwerere erste Fluid α und das leichtere zweite Fluid β leichter trennen können.In the pressure vessel 3 For example, the first fluid α is in a lower region and the second fluid β is in an upper region. The bypass 4 connects the upper area with the device 2 , The device 2 is over the line 1.1 also with the upper area of the pressure vessel 3 so that the heavier first fluid α and the lighter second fluid β can more easily separate.

Für alle Varianten des Kreislaufs I der Wärmeerzeugung schließt sich derselbe Kreislauf II für den Wärmetausch und die Wärmeweiterleitung an. Im Inneren des Druckbehälters 3 befindet sich ein Wärmetauscher 6, welcher Wärmeenergie aus dem ersten Fluid α aufnimmt und über dessen Oberfläche an Nutzwasser im Kreislauf II zu wenigstens einem Verbraucher 8 weiterleitet. Hierzu fördert eine zweite Pumpeinrichtung 5 druckseitig einen geregelten Volumenstrom abgekühlten Nutzwassers zum Wärmetauscher 6 und stellt dementsprechend nach dem Wärmetausch erwärmtes Nutzwasser bereit. Dabei liegt ein Sauganschluss 5.1 der Pumpeneinrichtung 5 in Bezug auf die Füllhöhe des Wärmespeichers 3 unterhalb eines Druckanschlusses 5.2 der Pumpeinrichtung 5.For all variants of the cycle I of heat generation, the same circuit II connects for heat exchange and heat conduction. Inside the pressure vessel 3 there is a heat exchanger 6 , which absorbs thermal energy from the first fluid α and over the surface of useful water in the circuit II to at least one consumer 8th forwards. For this purpose, a second pumping device promotes 5 On the pressure side, a regulated volume flow of cooled water to the heat exchanger 6 and accordingly provides heated service water after the heat exchange. There is a suction connection 5.1 the pump device 5 in relation to the filling level of the heat accumulator 3 below a pressure connection 5.2 the pumping device 5 ,

In zweiten Ausführungsform in 2 fungiert ein kompressibles Gas als erstes Fluid α. In dieser zweiten Ausführungsform ist im ersten Kreislauf 1 eine als Kompressionseinrichtung 1a ausgebildete Druckerzeugungseinrichtung angeordnet. Der Druckbehälter 3 ist über die Saugleitung 1.1 mit der Kompressionseinrichtung 1a verbunden, so dass das erste Fluid α aus dem oberen Bereich des Druckbehälters 3 in die Kompressionseinrichtung 1a gelangen kann. Dort wird das erste Fluid α mit hinreichend hohem Druck p_1a verdichtet und in einen Gasdruckbehälter 1b („Kessel”) geleitet. Im Kessel 1b liegt das erste Fluid α bei geeignetem Druck p_1b und entsprechender Temperatur T_1b geregelt vor und strömt in die Vorrichtung 2 zur Wärmeerzeugung 2. Dort erfolgt die Beschleunigung und Verdichtung des ersten Fluids α in einer Lavaldüse 2.1 auf Überschallgeschwindigkeit, bei gleichzeitiger Eindüsung des zweiten Fluids β, das in der zweiten Ausführungsform eine inkompressiblen Flüssigkeit mit möglichst hoher Wärmekapazität und Volumenstrom (optional realisiert durch die Pumpeneinrichtung 2.3) ist, und zwar im divergenten Teil der Lavaldüse 2.1.In second embodiment in 2 A compressible gas acts as the first fluid α. In this second embodiment is in the first cycle 1 one as a compression device 1a trained pressure generating device arranged. The pressure vessel 3 is over the suction line 1.1 with the compression device 1a connected, so that the first fluid α from the upper region of the pressure vessel 3 in the compression device 1a can get. There, the first fluid α is compressed at a sufficiently high pressure p _1a and into a gas pressure vessel 1b ("Kessel") passed. In the kettle 1b the first fluid α is regulated at a suitable pressure p _1b and corresponding temperature T _1b and flows into the device 2 for heat generation 2 , There, the acceleration and compression of the first fluid α takes place in a Laval nozzle 2.1 at supersonic speed, with simultaneous injection of the second fluid β, which in the second embodiment, an incompressible liquid with the highest possible heat capacity and flow rate (optionally realized by the pump device 2.3 ), in the divergent part of the Laval nozzle 2.1 ,

Das entstehende Zwei-Phasen-Gemisch α, β aus beiden Fluiden gelangt in den Druckbehälter bzw. Wärmespeicher 3, wo ein geeigneter Gegendruck p₃ herrscht. Entsprechend der Betriebsparameter der Anlage (u. a. Kesselgrößen p_1a, T_1a; Gegendruck p₃) und den geometrischen Abmessungen der Lavaldüse 2.1 lassen sich unterschiedliche Verdichtungsstöße und Stoßfronten für das sekundäre Fluid β erzeugen, um aus diesen Wärmeenergie (repräsentiert durch einen Temperaturanstieg ΔT = T₂ – T₁) für das zweite Fluid β zu transferieren. Im Falle eines geschlossenen Kreislaufs saugt die Kompressionseinrichtung 1a das erste Fluid α über den Bypass 4 wieder an.The resulting two-phase mixture α, β from both fluids enters the pressure vessel or heat storage 3 where a suitable back pressure p ₃ prevails. According to the operating parameters of the plant (eg boiler sizes p _1a , T _1a , back pressure p ₃ ) and the geometric dimensions of the Laval nozzle 2.1 For example, different compression shocks and impact fronts for the secondary fluid β can be generated to transfer heat energy (represented by a temperature increase ΔT = T ₂ -T ₁ ) for the second fluid β. In case of a closed circuit, the compression device sucks 1a the first fluid a via the bypass 4 back to.

Der zweite Kreislauf II ist wie in der ersten Ausführungsform beschrieben. Konstruiert. Auf eine erneute Beschreibung wird daher verzichtet.The second circuit II is as described in the first embodiment. Constructed. A renewed description is therefore omitted.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

Fig. 1

100: Anlage
1: Pumpeinrichtung im Kreislauf I
2: Vorrichtung zur Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung
2.1: Reibungsdüse
2.2: Belüftungsröhrchen für den Einlass des sekundären Fluids β
2.21: Öffnung
2.3: Lavaldüse (Zwei-Phasen-Gemisch αβ)
3: Wärmespeicher, gleichzeitig Druckbehälter und Fluidreservoir für das inkompressible, primäre Fluid α und das kompressible, sekundäre Fluid β
4: Bypass für den Zustrom des sekundären Fluids β
5: Pumpeinrichtung im Kreislauf II
5.1: Sauganschluss der Pumpeneinrichtung an den Wärmetauscher (6)
5.2: Druckanschluss der Pumpeneinrichtung an den Verbraucher (8)
6: Wärmtauscher
7: Überdruckventil
8: Verbraucher
p₁, T₁: statischer Druck und Temperatur des primären Fluids α vor der Vorrichtung (2)
T₂: Temperatur des Zwei-Phasen-Gemisches αβ nach der Vorrichtung (2)
p₂: statischer Druck des sekundären Fluids β vor der Vorrichtung (2)
p₃: statischer Druck des sekundären Fluids β im Druckbehälter und Wärmespeicher (3)

Fig. 2

100: Anlage
1: a: Kompressoreinheit; b: Gasdruckbehälter („Kessel”) für das primäre Fluid α
2: Vorrichtung zur Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung
2.1: Lavaldüse für Beschleunigung und Verdichtung von α
2.2: Düsen für den Zustrom des sekundären Fluids β
2.3: optionale Pumpeinrichtung im Kreislauf I für den Zustrom von β in die Vorrichtung
3: Wärmespeicher, gleichzeitig Druckbehälter und Fluidreservoir für das kompressible, primäre Fluid α und das inkompressible, sekundäre Fluid β
4: Bypass für die Ansaugung von α durch die Kompressoreinheit (1a)
5: Pumpeinrichtung im Kreislauf II
5.1: Sauganschluss der Pumpeneinrichtung an den Wärmetauscher (6)
5.2: Druckanschluss der Pumpeneinrichtung an den Verbraucher (8)
6: Wärmtauscher
7: Überdruckventil
8: Verbraucher
p_1b, T_1b: statischer Druck und Temperatur des primären Fluids α im Kessel (1b)
p₁, T₁: statischer Druck und Temperatur des sekundären Fluids β vor dem Zustrom in die Vorrichtung (2)
T₂: Temperatur des Zwei-Phasen-Gemisches αβ nach der Vorrichtung (2)
p₃: statischer Druck des primären Fluids α im Druckbehälter und Wärmespeicher (3)

Fig. 1

100: investment
1: Pumping device in the circuit I
2: Apparatus for heat generation and heat distribution
2.1: Reibungsdüse
2.2: Ventilation tube for the inlet of the secondary fluid β
2.21: opening
2.3: Laval nozzle (two-phase mixture αβ)
3: Heat storage, at the same time pressure vessel and fluid reservoir for the incompressible, primary fluid α and the compressible, secondary fluid β
4: Bypass for the inflow of secondary fluid β
5: Pumping device in the circuit II
5.1: Suction connection of the pump device to the heat exchanger ( 6 )
5.2: Pressure connection of the pump device to the consumer ( 8th )
6: Wärmtauscher
7: Pressure relief valve
8th: consumer
p ₁ , T ₁: static pressure and temperature of the primary fluid α in front of the device ( 2 )
T ₂: Temperature of the two-phase mixture αβ after the device ( 2 )
p ₂: static pressure of the secondary fluid β in front of the device ( 2 )
p ₃: static pressure of the secondary fluid β in the pressure vessel and heat storage ( 3 )

Fig. 2

100: investment
1: a: compressor unit; b: Gas pressure vessel ("boiler") for the primary fluid α
2: Apparatus for heat generation and heat distribution
2.1: Laval nozzle for acceleration and compression of α
2.2: Nozzles for the flow of secondary fluid β
2.3: optional pumping device in the circuit I for the influx of β into the device
3: Heat storage, at the same time pressure vessel and fluid reservoir for the compressible, primary fluid α and the incompressible, secondary fluid β
4: Bypass for the intake of α by the compressor unit ( 1a )
5: Pumping device in the circuit II
5.1: Suction connection of the pump device to the heat exchanger ( 6 )
5.2: Pressure connection of the pump device to the consumer ( 8th )
6: Wärmtauscher
7: Pressure relief valve
8th: consumer
p _1b , T _1b: static pressure and temperature of the primary fluid α in the boiler ( 1b )
p ₁ , T ₁: static pressure and temperature of the secondary fluid β before entering the device ( 2 )
T ₂: Temperature of the two-phase mixture αβ after the device ( 2 )
p ₃: static pressure of the primary fluid α in the pressure vessel and heat storage ( 3 )

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202015005698 U1 [0002]

Claims

A plant for generating heat and heat with a first circuit for a first and a second fluid in which a device for generating heat with the release of heat generates a two-phase mixture, with a second circuit in which heat is stored and distributed, the first circuit is connected to the second circuit via a pressure vessel which forms a reservoir for the two-phase mixture in the first circuit and forms a heat reservoir in the second circuit, characterized in that the device ( 2 ) generates heat by friction in the first cycle for heat generation.

Plant according to claim 1, characterized in that a pressure generating device ( 1 ) the first fluid under a predetermined pressure from the pressure vessel ( 3 ) into the device ( 2 ) for heat generation.

Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the device ( 2 ) for generating heat, a nozzle device ( 2.1 ), through which a volume flow of the first circuit can move.

Plant according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device ( 2 ) for generating heat an inlet ( 2.2 ) for the second fluid through which the second fluid enters and mixes with the volume flow of the first fluid.

Installation according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pressure generating device ( 1 ) is a pump and the first fluid is in a liquid state.

Installation according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inlet ( 2.2 ) is a ventilation tube, past which flows the first liquid fluid.

Plant according to claim 6, characterized in that the ventilation tube ( 2.2 ) via a bypass ( 4 ) with the pressure vessel ( 3 ) connected is.

Installation according to claim 7, characterized in that the volume flow of the first liquid fluid through the inlet ( 2.2 ) and the bypass ( 4 ) a negative pressure relative to the pressure vessel ( 3 ) is generated, such that the second gaseous fluid is sucked into the volume flow of the first liquid fluid.

Installation according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first fluid is an incompressible liquid.

Plant according to one of claims 1 to 9, characterized in that the liquid first fluid has a high heat capacity.

Installation according to one of claims 4 to 10, characterized in that downstream of the inlet ( 2.2 ) a first Laval nozzle ( 2.1 ) through which the first and second fluids can flow and thereby mix.

Installation according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first fluid is in gaseous state and the pressure generating device ( 1 ) is a compression device that compresses the first fluid.

Plant according to claim 12, characterized in that in the device ( 2 ) for generating heat, an accelerating device ( 2.1 ) which compresses and accelerates the first fluid.

Plant according to claim 13, characterized in that the inlet ( 2.2 ) in the device ( 2 ) for generating heat in the area of the acceleration device ( 2.1 ), through which the second fluid enters and mixes with the volume flow of the first fluid.

Plant according to claim 14, characterized in that the pressure generating device ( 1 ) the first fluid via a bypass line ( 4 ) sucks.