DE2614118A1

DE2614118A1 - System zum konditionieren eines verbrauchers

Info

Publication number: DE2614118A1
Application number: DE19762614118
Authority: DE
Inventors: Gordon K Broadhead; James W S Rose; Paul N Silverthorne; Robert T Tamblyn
Original assignee: ENGINEERING INTERFACE Ltd
Current assignee: ENGINEERING INTERFACE Ltd
Priority date: 1975-04-01
Filing date: 1976-04-01
Publication date: 1976-10-28
Also published as: FR2306406A1; FR2306406B1; CA1038176A; GB1549452A; JPS51115044A; DE2614118C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmespeichertankeinrichtung, insbesondere Mischverhinderungsvorrichtungen in der Wärmespeichertankeinrichtung, die Verwendung einer derartigen Wärmespeichertankeinrichtung in zyklischen Heiz- und Kühlsystemen und Energieerhaltungspumpaspekte innerhalb derartiger Systeme.

Die Wärmespeicherung bietet eine bedeutsame Möglichkeit für die wirtschaftlichere Beherrschung des zyklischen Erhitzens und Kühlens von Verbrauchern in Gebäuden. Thermische Speicherkonzepte sind innig mit dem Energieerhaltungsbereich und mit heutigen Energieproblemen verbunden, wobei die Beachtung der aus der richtig ausgeführten Wärmespeicherung zu erzielenden Vorteile wesentlich ist.

Eine Wärmespeicherung kann durch Speichern von Überschußwärme aus einer bewohnten Periode in einem Gebäude ausgeführt werden für eine Wiederverwendung während einer unbewohnten Periode. Dort, wo die«Bj^DLnstoffgebühren für erzeugte Wärme höher

Postscheckkonto: Karlsruhe 76979-754 Bankkonto: Deutsch» Bank AG Villingen (BLZ 69470039) 146332

als die Energiegebühren für zurückgewonnene Wärme sind, kann die Speicherung die Heizkosten verringern. Es ist ersichtlich, daß ein typisches Wärmegewinn-Wärmeverlust-Diagramm für ein Gebäude mit Wärmerückgewinnung und einem Umschaltpunkt von etwa -12°C (10°F) die immense jährliche Wärmeüberschußmenge in einem Gebäude darstellt verglichen mit der zu erzeugenden erforderlichen Wärmemenge. Mit einem passend ausgelegten Wärmespeichersystem in einem Gebäude mit einer Umschaltung bei -12 C (10 F) könnte über 67 % des Bedarfs an erzeugter Wärme aus dem Wärmepolster für eine Temperaturdifferenz von 27,8⁰C (50⁰F) gedeckt werden. Es kann eine bedeutende Einsparung an Brennstoffkosten gemacht werden.

Die Kühlungsspeicherung gestattet die Verwendung kleinerer Kühler, die die Speicherung während unbewohnter Intervalle eines Gebäudes regenerieren können und daraus für bewohnte Stunden eine Unterstützung ableiten können. Dies hat nichts mit der Verminderung des täglichen Bedarfs des Kühlverbrauchers zu tun, sondern vermindert den Kühlerbedarf. Wenn man eine typische Kühlerbedarfskurve (Kühlerbedarf in % über der Tageszeit) nehmen würde und sie über 24 Stunden erstrecken würde, so würde man finden, daß eine Kühlmaschine von weniger als 50 % der beim typischen Bürogebäudeverbraucher erforderlichen Abmessung und flach auslaufend etwa dieselben Tonnen/Stunden wie die typische Maschine entwickeln würde. Die kleinere Maschine benötigt weniger Elektrizität bei irgendeiner Zeitdauer, wobei die jahreszeitlich bedingten Kosten für Kühlenergie bei bedarfsempfindlichen Energiegebühren bedeutend vermindert werden können. Beispielsweise würde in Ontario eine Bedarfsverminderung an Elektrizität von 30 % in einer typischen Gemeinde eine Ersparnis von etwa 20 % der Energierechnung für das elektrische Kühlen ergeben. In Toronto würde die Ersparnis sogar noch größer sein und etwa 32 % betragen. Wenigstens 90 % der Gemeinden in Kanada sind im Hinblick auf die Elektrizitätskosten bedarfsempfindlich.

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Die Gebäude selbst sehen ihre eigene Speicherung vor, die vorteilhaft verwendet werden kann, wenn das Steuersystem für diesen Zweck ausgelegt ist. Z.B. können in Kühl-Jahreszeiten die Gebäude zum Vermindern des Kühlbedarfs verwendet werden, wenn die Masse über Nacht vorgekühlt wird und der Temperatur ein Anstieg durch annehmbare Grenzen während bewohnter Stunden gestattet wird. Die Gebäudespeicherung ist veränderlich, jedoch kann der Kühlbedarf bis zu 20 % vermindert werden, wenn die durchschnittliche Raumtemperatur im Gebäude um O,28°C (0,5°F) je Stunde während der bewohnten Perioden des Tags ansteigen darf. Die Gebäudemasse steht auch zur Verfügung zum Vermindern der Heizkosten durch Verwendung des Sonnenenergiegewinns während des Tags.

Die Verwendung von Wasserspeichertanks, die passend in ein Heiz- und Kühlsystem für ein Gebäude eingebaut sind, liefert eine sogar wirksamere Einrichtung für das Bewahren von Energie durch Wärmespeicherung. Derartige Systeme speichern im Konzept Wasser in Behältern bei gewählten Temperaturen, wobei dieses Wasser während bewohnter Perioden des Gebäudes dem Speicher entnommen wird, um den Bedarf des Systems zu dieser Zeit zu ergänzen, wobei das Rücklaufwasser des Systems in den Speicherbehälter zurückgepumpt wird. Während unbewohnter Perioden des Gebäudes läuft das Systems hauptsächlich zu dem Zweck weiter, das gespeicherte Rücklaufwasser auf die gewählte Temperatur für den Zyklus des nächsten Tages zurückzuführen. Die Kosten der Speichertanks müssen keine Extrakosten sein. Es besteht ein Bedarf . für den Verkauf eines kleineren weniger teuren Kühlers. Bei bedarfsempfindlichen Energiegebühren und der möglichen Brennstoffersparnis kann darüber hinaus die Verwendung einer Wärmespeicherung sich über einer verhältnismäßig kurzen Zeitdauer selbst bezahlt machen.

Jedoch haben in der Vergangenheit derartige Systeme wenig praktischen Erfolg gehabt. Eines der Hauptprobleme war die Temperaturmischung von Wasser in den Speicherbehältern. Obwohl es

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Fälle geben kann,.in denen das Mischen keinen Nachteil bewirkt (oder sogar erwünscht ist), kann es viele Situationen geben, in denen das Mischen die Vorteile der Wärmespeicherung zunichte machen kann. Es sei beispielsweise der Fall einer Speicherung zur Lieferung von Wasser mit 5,6 C (42 F) für einen täglichen Kühlzyklus betrachtet. Ein Mischen von Rücklaufwasser mit 15,6°C (60°F) würde, sofern zugelassen, den latenten Wert des gekühlten Wassers ausschließen, und zwar lange bevor der empfindliche Kühleffekt der Speicherung erschöpft wäre. Systeme, die auf dem Prinzip des Auftriebs für eine Mischungsverhinderung beruhten, waren erfolglos, was besonders für gekühltes Wasser im Bereich von 4,4 bis 15,6°C (40 bis 60°F) gilt, wo der Auftriebseffekt des Wassers am geringsten ist. Ein weiteres Problem ergibt sich bei der Verwendung eines Wärmespeichersystems, in dem Speicherbehälter am Boden oder an der Bodenseite eines mehrstöckigen Gebäudes verwendet werden. Der Druck in einer Kühlwasserleitung, beispielsweise an der Oberseite des Gebäudes, kann etwa 2,5 kg/cm (35 psi) betragen, während der Druck am Unterteil des Kreises aufgrund der statischen Druckrückgewin-

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nung etwa 10,5 kg/cm (150 psi) betragen kann. Der Druck im

2 Speicherbehälterkreis kann nur etwa 2,1 kg/cm (30 psi) oder weniger betragen. Es ist möglich, durch Verwendung eines Konverters, die hydraulische Druckhöhe des Gebäudes von der offenen Speicherung zu trennen. Derartige Konverter sind jedoch etwas massiv, benötigen viel Raum und sind teuer* Darüber hinaus verbrauchen die Konve:
Kühlspeicherbereichs.

verbrauchen die Konverter notwendige 2,8°C (5 F) eines schmalen

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer geeignet aufgebauten Speicherbehältereinrichtung, die im wesentlichen die Mischprobleme in Wärmespeichersystemen vermeidet.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines geeigneten bodenseitigen Wärmespeichersystems,

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das die Verwendung von Energie bewahrenden Turbinen für ein weiteres Verbessern der Vorteile der Wärmespeicherung beinhaltet und das den unmittelbaren Eintritt von Speicherwasser bei niedrigem Druck in den Verbraucherkreis gestattet, der sich auf einem wesentlich höheren Druck befindet.

Die Erfindung beabsichtigt einen Wärmespeichertank mit Umfangswänden und gegenüberliegenden Endwänden, der Wasser auf zwei unterschiedliche Temperaturen halten und Wasser bei diesen Temperaturen liefern und aufnehmen kann. Es ist eine Einrichtung vorgesehen zum Trennen des Wassers mit unterschiedlicher Temperatur und zum Verhindern der Mischung des Wassers. Diese Einrichtung enthält eine undurchlässige biegsame Membran in Form eines Beutels mit einem geschlossenen Ende und einem offenen Ende, der die Form irgendeiner Endwand annehmen kann, wobei das offene Ende der Membran an den Umfangswänden des Behälters im wesentlichen an dessen Mittelpunkt zwischen den Endwänden befestigt ist.

Die Erfindung umfaßt auch ein System zum Konditionieren eines Verbrauchers auf eine erste vorgegebene Temperatur, wobei sich der Verbraucher in einem Leitungskreis befindet. Das System weist folgendes auf: eine Pumpeinrichtung zum Pumpen von Wasser durch den Leitungskreis, eine Wärmeübertragungseinrichtung zum Konditionieren von Wasser im Leitungskreis vor dem Verbraucher auf eine zweite vorgegebene Temperatur zum Konditionieren des Verbrauchers auf die erste vorgegebene Temperatur, eine Wärmespeichereinrichtung mit einer Einrichtung zum Trennen der Wärmespeichereinrichtung in Kammern mit veränderlichem Volumen, wobei die Kammern eine erste Kammer aufweisen, die Wasser bei einer dritten vorgegebenen Temperatur speichern kann, und eine zweite Kammer aufweisen, die Wasser bei einer vierten vorgegebenen Temperatur speichern kann, eine Einrichtung zum selektiven Abziehen von Wasser bei der dritten Temperatur von der ersten Kammer und zum Einleiten des Wassers in den

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Leitungskreis, um die zweite vorgegebene Wassertemperatur aufrechtzuerhalten, eine Einrichtung, die einer im wesentlichen äquivalenten Wassermenge ermöglicht, in die zweite Kammer zu strömen und darin auf der vierten Temperatur gehalten zu werden, wobei die Einrichtung zum Trennen der Wärmespeichereinrichtung in die erste und zweite Kammer mit veränderlichem Volumen ein Mischen von Wasser auf der dritten vorgegebenen Temperatur mit Wasser auf der vierten Temperatur verhindert und das Volumen der ersten und zweiten Kammer in Abhängigkeit von dem davon abgezogenen und darin hineinströmenden Wasser verändert, und eine Einrichtung zum selektiven Regenerieren der ersten Kammer mit Wasser auf der dritten vorgegebenen Temperatur, so daß die Wärmespeichereinrichtung im wesentlichen das ganze Wasser auf der dritten vorgegebenen Temperatur enthalten kann. Die trennende und mischungsverhindernde Einrichtung im System ist vorzugsweise die biegsame Membran.

Die Erfindung beabsichtigt ferner die obigen Systeme, wobei sich der Wasserdruck im den Verbraucher enthaltenden Kreis auf einem ersten Druck und das Wasser in der Wärmespeichereinrichtung auf einem zweiten Druck befindet, der wesentlich niedriger als der erste Druck ist. Die Einrichtung zum selektiven Abziehen von Wasser aus der ersten Kammer und zum Einführen dieses Wassers in den Verbraucherkreis weist eine weitere Pumpeinrichtung auf. Die Einrichtung, die einer im wesentlichen äquivalenten Menge an Rücklaufwasser ein Strömen vom Verbraucherkreis in die zweite Kammer ermöglicht, weist eine Turbineneinrichtung auf. Eine Antriebsmaschine, etwa ein Elektromotor, ist wirksam mit der weiteren Pumpeinrichtung verbunden. Die Turbine ist auch wirksam mit der Antriebsmaschine verbunden, wodurch die zum Pumpen von Wasser vom zweiten Druck auf den ersten Druck benötigte Energie durch die Strömung des Rücklaufwassers durch die Turbineneinrichtung bewahrt wird.

Die Erfindung betrifft kurz zusammengefaßt eine geeignet auf gebaute Speichereinrichtung, die auf geeignete Weise Misch-

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Probleme in Wärmespeichersystemen beseitigt. Die Erfindung betrifft insbesondere eine schwimmfähige Trennwand- und biegsame Membraneinrichtung zum Verhindern des Mischens von Wasser mit unterschiedlichen Temperaturen im Speicherbehälter. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Wärmespeichersystern, bei dem sich die Speicherbehälter am Fundament eines Gebäudes befinden und das die Verwendung von Energie erhaltenden Turbinen umfaßt zum weiteren Verbessern der Vorteile der Wärmespeicherung. Es wird ein unmittelbarer Pumpeinlaß von Speicherwasser bei niedrigem Druck in den Verbraucherkreis zugelassen, der sich auf einem wesentlich höheren Druck befindet, wobei die Turbine die beim -Pumpen benötigte Energie bewahrt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Leitungskreises, der sich dort eignet, wo sich Speicherbehälter an der Oberseite befinden;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Leitungskreises, der sich dort eignet, wo sich die Speicherbehälter an der Bodenseite befinden;

Fig. 3 einen Querschnitt eines Speicherbehälters mit einer beweglichen Trennwand;

Fig. 4 eine Schrägansicht des Speicherbehälters von Fig. 3;

Fig. 5 eine Draufsicht des Speicherbehälters von Fig. 4 mit einem Führungsmechanismus;

Fig. 6 einen Querschnitt eines Speicherbehälters mit mehreren beweglichen mischungsverhindernden Trennwandvorrichtungen, der Wasser handhaben kann, das sich zum Heizen, Kühlen oder für beide Arten des Konditionieren eines Gebäudes eignet;

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Fig. 7 eine bildhafte Darstellung eines Speicherbehälters mit einer mischungsverhindernden Membrantrennwandvorrichtung;

Fig. 8 eine Teilansicht einer Einrichtung zum Befestigen der Membrantrennwand an den Behälterwänden;

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Leitungskreises mit einer an der Oberseite vorgesehenen Anordnung der Speichertanks und deren Verbindung mit einem Heiz- und einem Kühlkreis für ein mehrstöckiges Gebäude;

Fig.10 eine schematische Darstellung eines Leitungskreises mit einer bodenseitigen Anordnung der Speicherbehälter und deren Verbindung mit einem Heiz- und einem Kühlkreis für ein mehrstöckiges Gebäude.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Leitungskreis zum Konditionieren eines Verbrauchers, wobei sich ein Speicherbehälter über oder im wesentlichen niveaugleich mit dem Niveau des Verbrauchers befindet. Fig. 2 zeigt schematisch einen Leitungskreis zum Konditionieren eines Verbrauchers, wobei sich der Speicherbehälter an einer bedeutend unter dem Niveau des Verbrauchers befindlichen Stelle befindet.

Der schematisch in Fig. 1 gezeigte Kreis 12 kann sich zum Konditionieren, d.h. Erhitzen oder Kühlen, eines Verbrauchers 14 eignen, der den gesamten zu konditionierenden Verbraucher und dessen Ausrüstung darstellt. Aus Gründen der weiteren Beschreibung des Kreises von Fig. 1 sei angenommen, daß der Verbraucher 14 ein zu konditionierendes Gebäude darstellt. Demnach kann der Kreis von Fig. 1 sich entweder zum Erhitzen oder Kühlen eines Gebäudes eignen. Wenn das Konzept des Kreises sich zum Kühlen eignet, stellt der Verbraucher 14 den gesamten Kühlverbrauch dar, der von den zu konditionierenden Gebäuderäumen und von der zum Handhaben erforderlichen Ausrüstung benötigt wird.

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Es sei andererseits hervorgehoben, daß, wenn sich das Prinzip des Kreises 12 für das Erhitzen eignet, der Verbraucher 14 den gesamten Heizverbrauch darstellt, der vom besonderen Gebäude und von der zu dessen Handhabung erforderlichen Ausrüstung benötigt wird. Beispielsweise beim Heizbetrieb stellt der Verbraucher Ringleitungsstrahlungseinheiten dar, während beim Kühlbetrieb der Verbraucher 14 eine Frischlufthandhabungseinrichtung und Raumeinheiten eines unterteilten Luftkonditioniersystems darstellt.

Ein gestrichelt dargestellter Nebenstromkreis 16 entfernt den Verbraucher 14 vom Wasserkreis, wobei die Anordnung von geeigneten nicht gezeigten Absperrventilen zur Ausführung dieses Vorgangs für dan Fachmann ohne weiteres ersichtlich ist. Eine Wasserpumpe 18 pumpt Wasser durch den Kreis und ist an die Wassereinlaßseite des Verbrauchers 14 über eine geeignete Leitung 20 angeschlossen. Eine Wärmeübertragungseinrichtung 20 ist über eine geeignete Leitung 24 an die Pumpe 18 angeschlossen und ist an der anderen Seite über eine geeignete Leitung 26 und an die Rücklaufwasserseite des Verbrauchers 14 angeschlossen. Die Wärmeübertragungseinrichtung 22 stellt einen Kühler beim Kühlbetrieb dar, während sie beim Heizbetrieb eine Einrichtung zum Liefern von Wärme zum im Kreis befindlichen Wasser darstellt und ein reiner Kondensator sein könnte. Die Wärmeübertragungseinrichtung 22 ist aus Gründen der Klarheit und Einfachheit des Kreises nicht mit einem weiteren Wasserkreis (etwa einem Kühlturm beim Kühlbetrieb) dargestellt, obwohl es für den Fachmann ersichtlich ist, daß diese Weglassung oder die Weglassung anderer unwesentlicher Aspekte eines derartigen Kreises die Nützlichkeit des schematisch dargestellten Wasserkreises nicht beeinträchtigt.

Ein Wärmespeicherbehälter 30 ist über eine geeignete Leitung und 34 an eine Leitung 26 angeschlossen. Die Leitungen 32

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und 34 sind an gegenüberliegenden Seiten oder Enden des Behälters 30 angeschlossen, wobei die Leitung 32 über ein temperaturabhängiges Dreiwegesteuerventil 36 mit der Leitung 26 in Verbindung steht. Ein Thermostat 38 für das Ventil 36 ist in der Leitung 26 vor der Wärmeübertragungseinrichtung 22 angeordnet. Zwischen den Leitungen 32 und 34 befinden sich gestrichelt dargestellte Querleitungen 40 und 42, wobei Ventile 44, 46, 48 und 50 eine geeignete Verbindung schaffen und Wasser durch diese Leitungen bei Bedarf leiten, was im folgenden genauer angegeben ist. Der Speicherbehälter 30 ist geschlossen und weist eine mischungsverhindernde Membran 54 auf, die am Umfang, an den Seiten, am Boden und an der Oberseite des Speicherbehälters 30 zwischen dessen Enden befestigt ist, um diesen wirksam in zwei gesonderte Kammern 55 und 57 zu unterteilen. Wie im folgenden genauer ausgeführt, ist die Membrantrennwand 54 so gebaut, daß sie Stellungen an den entsprechenden Enden des Behälters 30 einnehmen kann, wie sie durch gestrichelte Linien 56 und 58 in Fig. 1 dargestellt sind zusätzlich zu Stellungen, etwa den in ausgezogenen Linien gezeigten.

Bei Betrachtung der Arbeitsweise des Wasserkreises in Fig. 1 bei beispielsweise einem Kühlbetrieb, sei angenommen, daß während des Tags, wenn eine Kühlung benötigt wird, die Temperatur des in den kühlenden Verbraucher 14 eintretenden und daher die Wärmeübertragungseinrichtung (Kühler) 22 verlassenden Wassers etwa x°C (z.B. 5,6°C bzw. 42°F) betragen muß, während das den kühlenden Verbraucher 14 verlassende Wasser etwa y°C (z.B. 15,6 C bzw. 60 F) beträgt. Gemäß den Aspekten der vorliegenden Erfindung ist jedoch eine begrenzt bemessene Wärmeübertragungseinrichtung (Kühler) 22 vorhanden, so daß diese nur Wasser von (x + y)/2°C (z.B. 10,6°C bzw. 51°F) auf x°C abkühlen kann. Der Speicherbehälter 30 weist etwas Wasser bei etwa χ C auf, das mit etwas Wasser mit y C in der Leitung 26 gemischt wird zur Erzeugung von in den Kühler 22 eintretendem Wasser bei (x + y)/2°C. Die Menge des x°C-Wassers aus dem Speicherbehälter 30 zur Ausführung dieser Mischung ist so groß wie die Menge des

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y°C-Wassers, das die Leitung 26 umgeht und über die Leitung 34 in die rechte Seite des Speicherbehälters 30 eintritt. Dieses Aufbrauchen von x°C-Wasser an der einen Seite der Membran 54 und das Ersetzen dieser Wassermenge durch y C-Wasser auf der anderen Seite der Membran 54 dauert an (vorausgesetzt daß das den Behälter enthaltende System richtig ausgelegt ist), bis der
kühlende Verbraucher nicht mehr benötigt wird, z.B. um etwa
6.00 Uhr nachmittags, wenn die Leute oder der größte Teil von ihnen für diesen Tag nach Hause gegangen sind. Zu diesem Zeitpunkt oder angenähert zu dieser Zeit werden die entsprechenden Ventile betätigt, um den kühlenden Verbraucher 14 über die Leitung 16 zu umgehen, während die Ventile 44 und 50 geschlossen und die Ventile 46 und 48 geöffnet werden. Die Wärmeübertragungseinrichtung (Kühler) 22 arbeitet weiter und kühlt
(x + y)/2°C-Wasser auf x°C ab, wobei dieses gekühlte Wasser
den Verbraucher 14 umgeht und weiter in den Leitungen 28 und
26 strömt. Aufgrund der Schaltung der überkreuzverbindungsventile 44-50 strömt y°C-Wasser vom Speicherbehälter 30 durch die Leitungen 34, 42 und 3 2 zum druckempfindlichen Ventil 36, das das y C-Wasser aus dem Speicher mit x°C-Wasser in der
Leitung 26 zu (x + y)/2°C-Wasser mischt, das für den Kühler annehmbar ist. Etwas x°C-Wasser in der Leitung 28 fließt weiter durch die Leitungen 34, 40 und 32 zur linken Seite des
Speicherbehälters 30. Es ist hervorzuheben, daß der auf diese Weise über Nacht erfolgende Betrieb des Systems (das ist beispielsweise bis 6.00 Uhr vormittags oder etwa zu dieser Zeit
oder bis der Speicherbehälter das ganze y°C-Wasser durch χ C-Wasser ersetzt hat) den Speicherbehälter 30 mit Wasser bei einer Temperatur nachfüllt, die während des Zyklus des nächsten Tages zur Verfügung steht (wobei die überkreuzverbindungsleitungen
zurückgeschaltet und der Verbraucher eingeschaltet wurden),
um die Wärmeübertragungseinrichtung (Kühler) 22 beim Vorsehen einer angemessenen Gebäudekühlung zu unterstützen.

Als Alternative zu den überkreuzverbindungsventilen 44 bis 50

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kann der Kreis beispielsweise deren Notwendigkeit beseitigen durch Vorsehen einer strichpunktiert gezeigten Leitung 60 (Absperrventile sind nicht gezeigt), die das Wasser zurück zur Leitung 32 leiten würde, wenn sie durch Betätigen geeigneter nicht gezeigter Ventile in der Leitung 20 eingeschaltet wird. Ein Teil des Wassers würde zum Speicherbehälter 30 gepumpt werden, während ein Teil durch das Mischventil 36 gedrosselt würde zur Lieferung von (x + y)/2 C-Wasser, das in die Wärmeübertragungseinrichtung 22 eintritt, wenn es mit y C-Wasser gemischt wird, das über die Leitung 34 und 26 von der anderen Seite der Membran 54 des Speicherbehälters 30 kommt.

Für den Fachmann ist die Eignung des Kreises 12 für einen Heizbetrieb ersichtlich, bei dem die Wassertemperatur χ C höher als die Wassertemperatur y°C ist, wobei das Mischen von Wasser durch das Ventil 36 abhängig erfolgt von der Temperatur, wofür der Thermostat 38 eingestellt wird, und von den ausgelegten Bedienungsmöglichkeiten der Wärmeübertragungseinrichtung 22 bei einem derartigen Betrieb. Bei Bedarf wird das Vorsehen einer Hilfsheizeinrichtung im Kreis 12 in Betracht gezogen zum Erledigen des Bedarfs des Verbrauchers 14, wurde jedoch wegen der Klarheit und Einfachheit der Darstellung einer der Hauptaspekte der vorliegenden Erfindung nicht gezeigt, nämlich der mischungsverhindernden Membran 54 des Wärmespeicherbehälters 30.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Leitungskreis, der im Hinblick auf das Konditionieren eines Verbrauchers, etwa eines Gebäudes, erläutert wird, in dem sich der Speicherbehälter am Boden oder Fundament des gerade konditionierten Gebäudes befindet, während sich der Verbraucher über dem Speicherbehälter und die Wärmeübertragungseinrichtung (z.B. der Kondensator oder Kühler) auf der Oberseite des Gebäudes befindet.

Der Wasserkreis 112 weist einen Verbraucher 114 auf, der wie vorher bezüglich Fig. 1 angegeben, schematisch den heizenden

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oder kühlenden Verbraucher des Gebäudes und die Ausrüstung darstellt, die diesen Verbraucher in Abhängigkeit von der Betriebsart des Kreises auf einer Stockwerk-Stockwerk-, Raum-Raum-Basis bedient. Eine Umgehungsleitung 116 ermöglicht die Umgehung des
Verbrauchers. Es sei wiederum hervorgehoben, daß geeignete
nicht gezeigte Absperrventile in den Leitungskreisen zur Verfügung stehen, um dies zu erzielen. Eine Wärmeübertragungseinrichtung 122 ist über Leitungen 120 und 124 und über eine Pumpe 118 an ihrem Auslaßende mit dem Verbraucher 114 verbunden. Die
Einlaßseite der Wärmeübertragungseinrichtung 122 ist über
Leitungen 126 und 128 mit dem Auslaßende des Verbrauchers 114
verbunden. Ein sich an der Unterseite oder am Fundament des
gerade konditionierten Gebäudes befindender Speicherbehälter
130 ist über Leitungen 132 und 134 mit dem Verbraucherleitungskreis, nämlich den Leitungen 126 und 128, verbunden, wobei der
Anschluß der Leitungen 132 und 126 über ein auf einen Thermostat 138 ansprechendes temperaturabhängiges Ventil 136 erfolgt.
Die gestrichelten überkreuzverbindungsleitungen 140 und 142
und die zugehörigen Absperrventile 144 bis 150 sind in einer
ähnlichen Weise und für denselben Zweck vorhanden wie die beim
Verbraucherkreis von Fig. 1 gezeigten. In der Leitung 132 ist
jedoch eine Pumpe P angeordnet, die Wasser vom Speicherbehälter 130 und vom Speicherbehälterkreis (der sich auf einem niedrigen Druck von etwa 2,1 kg/cm bzw. 30 psi befindet) in den Verbraucherkreis pumpt, der an seiner tiefgelegenen Stellung einen Wasserdruck (bedingt durch die statische Druckzunahme) von etwa

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1O,5 kg/cm (150 psi) aufweist, während er an der Oberseite

des Gebäudes einen Druck von etwa 2,5 kg/cm (35 psi) aufweist. Ein Rückschlagventil 184 hält einen derartigen Druck im Kreis
des heizenden Verbrauchers aufrecht. Die Pumpe P wird von einem Zweiwellenmotor M angetrieben, wobei die andere Welle des Motors M mit der in der Leitung 134 angeordneten Turbine T verbunden
ist. In der Leitung 134 ist ein druckabhängiges Ventil 180
angeordnet, das zusammen mit einer in einer geschlossenen
Expansionskammer 186 angeordneten Druckkonstanthaltungseinrich- tung 182 den Wasserdruck im Verbraucherkreis an der tiefgelegenen

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Stelle auf etwa 10,5 kg/cm (150 psi) (und daher an der hoch-

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gelegenen Stelle auf etwa 2,5 kg/cm bzw. 35 psi) hält. Ein Rückschlagventil 188 ist in der Leitung 126 zwischen den Anschlüssen der Leitungen 132 und 134 an der Leitung 126 angeordnet. Die Expansionskammer 186 sieht in Verbindung mit der Leitung 120 eine Expansion von im Verbraucherkreis befindlichem Fluid vor. Im an der Oberseite gelegenen Kreis 12 von Fig. 1 sieht der Speicherbehälter 30 selbst die Expansionskammereinrichtung vor.

Unter der Annahme eines Kühlbetriebs für den Kreis, einer Druckdifferenz über dem kühlenden Verbraucher 14 von χ bis x°C (z.B. 5,6 bis 15,6°C bzw. 42 bis 60°F) und einer Kapazität der Wärmeübertragungseinrichtung (Kühler), die nur das Kühlen von (x + y)/2°C (z.B. 1O,6°C bzw. 51°F)-Wasser auf x°C ausführen kann, mischt im Betrieb das wassertemperaturabhängige Ventil 136 über die Leitung 128 vom Verbraucher 114 zurückkehrendes y C-Wasser mit x°C-Wasser in der Leitung 132 von einer Seite des Vorratsbehälters 130,· um die geeignete Temperatur von (x + y)/2°C in der Leitung 126 aufrechtzuerhalten, die in die Wärmeübertragungseinrichtung (Kühler) 122 eintritt. Der Druck

2 im Verbraucherkreis wird an der Oberseite auf etwa 2,5 kg/cm

2 (35 psi) und an der Unterseite auf 10,5 kg/cm (150 psi) aufgrund des druckabhängigen Ventils 180 verhältnismäßig konstant gehalten. Das Ventil 180 öffnet und schließt in Abhängigkeit von einem Druckauf- oder Abbau im Verbraucherkreis und der Expansionskammer als Ergebnis davon, daß Wasser von der Pumpe P in diesen Kreis gepumpt wird. Der Rücklauf von Wasser bei einem

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Druck von 10,5 kg/cm (150 psi) im Kreis des kühlenden Verbrau-

2 chers auf einen Druck von etwa 2,1 kg/cm (30 psi) im Kreis des Speicherbehälters bewirkt einen Betrieb der Turbine T. Die Drehung dieser Turbine T und ihre unmittelbare Verbindung mit dem Motor M ergibt eine energiebewahrende Maßnahme für den Energiebedarf der Pumpe P. Während nicht bewohnter Perioden, etwa von 6,00 Uhr nachmittags bis 6,00 Uhr vormittags, werden die Ventile 144 bis 150 betätigt, um die überkreuzverbindungs-

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leitungen 142, 144 in Betrieb zu nehmen, wobei die Verbraucherumgehungsleitung 116 in Betrieb genommen wird. Die Wärmeübertragungseinrichtung (Kühler) 122 und die Pumpen 118 und P setzen ihren Betrieb fort, wodurch x°C-Wasser die rechte Seite des Vorratsbehälters 130 von der Wärmeübertragungseinrichtung 122 über die Leitungen 124, 120, die Umgehungsleitung 116 und die Leitungen 134, 142 nachfüllt. Das y°C-Wasser in der linken Seite des Speicherbehälters 130 wird über die Leitungen 134, 140, 132 abgezogen und in den Verbraucherkreis gepumpt, wo es sich mit x°C-Wasser in der Leitung 128 mischt zur Bildung von (x + y)/2°C-Wasser am Einlaß der Wärmeübertragungseinrichtung 122. Wenn der Speicherbehälter 130 vollständig regeneriert ist, ist er bereit für den Zyklus des nächsten Tages bei dem gekühltes Wasser zum Kreis des kühlenden Verbrauchers geliefert wird.

Es ist demnach ersichtlich, daß mit dem an der Unterseite angeordneten Wärmespeichersystem von Fig. 2 die Verwendung des Rückgewinnungsturbinenlaufrads, das mit derselben Pumpenwelle wie das Pumpenlaufrad verbunden ist, eine Rückgewinnung eines wesentlichen Betrags der Energie ermöglicht, die zum Pumpen vom offenen Speicherbehälter in den geschlossenen Gebäudeverbraucherkreis verwendet wird. Der Druckabfall zwischen der hydraulischen Druckhöhe des Gebäudes und dem Druck des offenen Speicherbehälters soll über der Turbine T wirken. Es kann eine Rückgewinnung von 60 bis 80 % erzielt werden in Abhängigkeit von der Sorgfalt, mit der das Rückgewinnungsturbinenlaufrad ausgelegt und gesteuert ist. Da ein unmittelbares Einführen von Speicherwasser in den Verbraucherkreis möglich ist, wurde der bei Verwendung von Konvertern auftretende Verlust von 2,7 C (5°F) beseitigt. Darüber hinaus wird die zur Ausführung dieses Einführens erforderliche Energie durch die Turbine eingespart, die wirksam mit dem Pumpenrotor verbunden ist.

Es ist für den Fachmann ersichtlich, daß der schematische Kreis von Fig. 2 auch an einen Heizbetrieb angepaßt weden kann, und

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daß der Speicherbehälter 130 in einer Kammer Wasser bei einer geeigneten Temperatur enthält, um die Wärmeübertragungseinrichtung 122 zu unterstützen oder Wasser unmittelbar zur Befriedigung des Bedarfs des heizenden Verbrauchers 114 zu liefern.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Kreis, in dem die Wärmeübertragungseinrichtung grundsätzlich mit dem Verbraucher in Reihe geschaltet gezeigt ist. Es ist jedoch durchaus möglich, die Wärmeübertragungseinrichtung zu verlegen, um sie beispielsweise parallel zu den Speicherbehältern 30 bzw. 130 anzuordnen, ohne vom Konzept der vorliegenden Erfindung Abstriche zu machen. Wenn die Wärmeübertragungseinrichtung parallel zum Speicherbehälter angeordnet ist, sind keine überkreuzverbindungsleitungen zum Regnerieren des Speicherbehälters erforderlich. Die Regenerierung kann in der Tat stattfinden, wenn die Wärmeübertragungseinrichtung tagsüber in Betrieb ist, sofern dies die Verbrauchererfordernisse zulassen.

Die Fig. 3 bis 7 zeigen mehr ins einzelne gehend die Konstruktion der Speicherbehälter, insbesondere der Mischverhinderungsvorrichtungen dieser Behälter. Wenn es auch möglich ist, in gewissem Ausmaß das Mischen durch eine feste labyrinthartige Trennwandeinrichtung zu steuern, ist dies nicht besonders wirksam und es ist eine große Anzahl von Trennwänden erforderlich bei gleichzeitig hohen Konstruktionskosten, sofern irgendein bedeutender Grad an Mischverhinderungswirksamkeit erzielt werden soll.

Eine Ausführungsform einer bevorzugten Mischverhinderungsvorrichtung für einen Speicherbehälter ist eine in Fig. 3, 4 und 5 mehr ins einzelne gehend dargestellte schwimmende Trennwand. Ein Behälter 200 weist eine schwimmende Trennwand 202 auf. Dieser Behälter ist an der Oberseite offen, obwohl bei Bedarf eine gewisse Abdeckung vorgesehen werden könnte. Die Trennwand 202 ist so gebaut und passend durch Gewichte 204 belastet, daß sie im wesentlichen im Wasser schwimmt, wobei die unteren

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und seitlichen Kanten der Trennwand an die entsprechenden unteren und seitlichen Flächen des Behälters 200 angrenzen. Leitungen 206 und Absperrventile 208 sind als Einlaß- und Auslaßeinrichtung für Wasser im Behälter 200 vorgesehen. Die Trennwand ruht nicht auf dem Boden des Behälters 200, sondern es sind vorzugsweise biegsame Dichtungen 210, etwa Gummiflansche, vorgesehen, die sich von der Unterseite der Trennwand 202 erstrecken und den Behälterboden berühren. Ähnliche Dichtungen 212 sind an den Seiten der Trennwand verwendet. Es wird der insbesondere in Fig. 5 gezeigte Mechanismus verwendet zum Halten der Trennwand 202 in paralleler Beziehung zu den Enden des Behälters 200 (und senkrecht zu dessen beiden Seiten). Der Mechanismus weist Seilscheiben 216 auf, die geeignet an jeder Ecke des Behälters 200 befestigt sind, wobei sich an jedem Ende der Trennwand 202 zwei Seilscheiben 218 befinden. Ein Seil oder Draht 220 ist bei 222 an jedem Ende des Behälters verankert und wird, wie gezeigt, ,um die Seilscheiben 216 und 218 geführt, wobei eine Feder 224 eine leichte Vorspannung und Stoßdämpfung vorsieht.

Wie in Fig. 3 gezeigt, steigt beim Eintreten von Wasser in die Tankkammer 226 das Wasserniveau in dieser Kammer über das Wasserniveau in der Kammer 228, was in der Kammer 226 eine größere Druckhöhe als in der Kammer 228 erzeugt. Die Druckhöhendifferenz bewirkt eine Bewegung des oberen Teils der Trennwand 202 nach rechts, was zu Beginn eine in Fig. 3 übertrieben gezeigte geringfügige Neigung der Trennwand 202 ergibt. Nach einer gewissen Zeit nimmt die unten belastete schwimmende Trennwand wieder eine senkrechte Lage ein, die aber gegenüber ihrer früheren Lage geringfügig nach rechts versetzt ist. Demnach "geht" die im Behälter 200 schwimmende Trennwand 202 vom einen Ende zum anderen Ende des Behälters 200 vor und zurück und hält das Wasserniveau in den Kammern 226 und 228 des Behälters im wesentlichen auf dem gleichen Wert, obwohl die Volumen der Kammern sich bedeutend verändern.

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Es ist natürlich hervorzuheben, daß der Speicherbehälter 200 ein geschlossenes Wassersystem ist, und daß das Wasserniveau und daher das Volumen des Wassers in den Behältern als Ganzes jederzeit im wesentlichen konstant bleibt. Dies ist die Grundlage für die Auslegung der schwimmenden Trennwand. Wenn das Wasser von einer Kammer, beispielsweise der Kammer 226, abgezogen wird, wird es in die Kammer 228 geliefert, wobei der einzige Unterschied darin besteht, daß das Wasser an jeder Seite der Trennwand 202 sich auf einer unterschiedlichen Temperatur befindet. Die Druckdifferenz über der Trennwand 202 ist jederzeit sehr geringfügig, da sich die Trennwand 202 dauernd in ihrer Lage bezüglich dem Ende des Behälters 200 zum Ausgleichen des Drucks in den Kammern einstellt. Demnach sind tatsächliche Leckverluste an Fluid zwischen den Kammern 226 und 228 um die Trennwand 202 und die Dichtungen 210, 212 herum minimal. Durch Verwendung eines Isoliermaterials, etwa von Styroschaum, für die Trennwand 202 oder für einen Teil hiervon werden Wärmeverluste auf einem Minimum gehalten. Der Behälter selbst ist auch vorzugsweise mit Isoliermaterial, etwa Styroschaum oder dergleichen, isoliert. Ein bevorzugtes Isoliermaterial ist Schaumglas. Dies ist ein Material mit geschlossenen Zellen, das niemals Wasser aufnimmt und zum Auskleiden des Behälters sowie zum Isolieren der Außenseite verwendet werden kann.

Fig. 6 zeigt einen Behälter 230 mit drei unten belasteten, jedoch schwimmenden Trennwänden 232, 234 und 236. Der Behälter 230 dient zum Speichern von Wasser sowohl für das Heizsystem als auch für das Kühlsystem. Auf der linken Seite der mittleren Trennwand 234 befindet sich ein Heizwasserspeicherabschnitt 238, während sich ein Kühlwasserspeicherabschnitt 240 auf der rechten Seite befindet, vgl. Fig. 6. Leitungen 250, 251 wirken als Wassereinlaß- und Auslaßeinrichtung im Hinblick auf den Heißwasserspexcherabschnitt 238, während Leitungen 252, 253 eine Wassereinlaß- und Auslaßeinrichtung im Hinblick auf den

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Kühlwasserspeicherabschnitt 240 bilden. Es sind Absperrventile 242 für offensichtliche Zwecke vorgesehen. Es ist für den Fachmann ersichtlich/ daß es während eines Jahres Zeiten gibt, in denen mehr Heizwasser als Kühlwasser benötigt wird und umgekehrt. Tatsächlich wird während der Sommerperioden wahrscheinlich der gesamte Behälter dem Kühlwasser gewidmet, wobei die mittlere Trennwand 234 zusammen mit der Trennwand 232 so weit wie möglich nach links bewegt wird. Während der Winterperioden könnte der Behälter hauptsächlich dem Heizwasser gewidmet werden, wobei nur ein kleiner Anteil des Behälters dem Kühlwasser gewidmet wird. In diesem letzteren Fall würde die Trennwand 234 zusammen mit der Trennwand 236 so weit nach rechts bewegt werden, wie es durch den minimalen Kühlverbrauch erforderlich ist. Zum Bewegen der Trennwand 234 sind eine kleine Pumpe 244 und ein Leitungskreis 246 mit verschiedenen Ventilen 247 so vorgesehen, daß die gesamte Wassermenge im Abschnitt 238 gegenüber der im Abschnitt 240 befindlichen geändert werden kann und umgekehrt. Die Leitungen 248 und die zugehörigen Ventile 249 ergeben eine Abzweigung in verschiedene Teile des Behälters, um in Abhängigkeit von der Stellung der Trennwand 234 eine geeignete Verbindung mit Leitungen 251, 252 vorzusehen. Auf diese Weise kann der Behälter 230 mehr oder weniger dem Heizen oder Kühlen gewidmet werden je nach dem während der verschiedenen Jahreszeiten im Verlauf eines Jahrs erforderlichen Bedarf. Bei einem derartigen Aufbau könnte ein einziger Behälter angemessene Speichermöglichkeiten bieten unabhängig davon, ob ein Bedarf hauptsächlich für Heizwasser, Kühlwasser oder beides während zwischenliegender Jahreszeiten vorliegt, wo von beiden Enden des Behälters 32 her gearbeitet wird. Die Entscheidung für die Verschiebung der zwischenliegenden Trennwand 234 wäre die der Bedienungsperson des Systems und hängt von seiner Entscheidung bezüglich des Heiz- und Kühlbedarfs des Systems bei der besonderen Jahreszeit ab, obwohl die Anordnung der Trennwand 234 für irgendein besonderes System mit einer Rechnersteuerung versehen sein könnte. Beide Trennwände 232

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und 236 arbeiten in der gleichen Weise wie die Trennwand 202 in Fig. 4.

Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform einer bevorzugten Form einer Trennwand, die bereits schematisch in Fig. 1 und 2 gezeigt wurde. Ein Behälter 260 ist mit einer undurchlässigen biegsamen Membrantrennwand 262 gezeigt, die am Boden, den Seiten und der (entfernt gezeigten) Oberseite des Behälters 260 zwischen dessen Längserstreckung befestigt ist. Die Membrantrennwand 262 ist vorzugsweise^^ eine rechteckige (Beutel-) Form gebaut und geheftet, daß sie eine sich dicht an die Form des Behälters anschließende Form annehmen kann. Die Membran ist vorzugsweise aus einem DACRON (WZ)-Fasernetz hergestellt, das an beiden Seiten mit HYPOLON (WZ) bedeckt ist. Die Membran hat etwa das spezifische Gewicht von Wasser. Es können andere Materialarten verwendet werden, etwa mit verschiedenen Kunststoffen beschichtetes Nylon oder PVC oder TEFLON (WZ). Das offene Ende der Membran ist auf der Mittellinie des Behälters 260 über der Oberseite, dem Boden und die Seiten hinauf abgedichtet. Fig. 7 zeigt die Membran zu einer Endstellung des Behälters ausgedehnt. Es sei jedoch hervorgehoben, (vgl. Fig. 1 und 2) daß die Membran 262 eine zufällige Lage zwischen den Enden des Behälters 260 einnimmt und diesen in zwei Kammern trennt. Die tatsächliche Einrichtung zum Befestigen der Membran an den Behälterwänden ist nicht von Bedeutung. Es ist jedoch ein Verfahren für eine derartige Befestigung in Fig. 8 gezeigt. Die im vorliegenden behandelten Behälter bestehen vorzugsweise aus Beton und es sei darauf hingewiesen, daß beim Gießen des Betons für die Behälter eine Verankerungsvorrichtung 264, etwa die in Fig. 8 gezeigte, teilweise an der geeigneten Stelle um die Oberseite, den Boden und die Seiten des Behälters in den Beton eingebettet werden können. Die Verankerungsvorrichtung ist grundsätzlich T-förmig im Querschnitt, wobei ein Flansch 266 im Beton befestigt ist und sich ein verdicktes Ende 268 in den Behälter erstreckt. Die Membran 262 weist eine gegabelte Kante 270 auf, die das verdickte Ende 268 umschließt und an gegen-

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überliegenden Seiten des Teils 271 der Vorrichtung 264 mittels mit Beilagscheiben versehenen Schrauben 272 oder andere äquivalente Mittel befestigt ist. Obwohl die biegsame Membran in Fig. 1, 2 und 7 sich von einem Ende zum anderen waagerecht bewegend gezeigt ist, ist es offensichtlich, daß sie an den Wänden des Behälters in der Weise befestigt sein kann, daß sie sich von der Oberseite zum Boden senkrecht bewegt oder sogar von Ecke zu Ecke bewegt mit geeigneten Anordnungen von Leitungseinrichtungen zum Zuführen und Entfernen von Wasser aus den Kammern mit. veränderlichem Volumen beiderseits der Membran. Es ist auch offensichtlich, daß der Behälter bei einer senkrecht bewegbaren Membran an der Oberseite offen sein könnte, wobei eine geeignete Leitungseinrichtung mit der oben offenen Kammer verbunden ist, um daraus Wasser zu entfernen, ohne daß der Behälter seine Wände überströmt. Eine geeignete Zugangseinrichtung würde im Behälter und der Kammer unterhalb der Membran vorgesehen sein.

Fig. 9 zeigt einen Wärmespeicherkreis, in dem sich Speicherbehälter 300 und 302 auf der Oberseite befinden. Es sind zwei Speicherbehälter vorhanden, obwohl es mehrere sein könnten und jeder dem Heizspeichern (10 bis 37,8°C bzw. 50 bis 100°F) oder dem Kühlspeichern (5,6 bis 15,6°C bzw. 42 bis 60°F) gewidmet sein könnte. Ventile A₁ bis A₄ sind Absperrventile, die jedes Abteil für die Wartung oder aus irgendeinem Grunde abriegeln, wenn ein Abziehen von Wasser von einem Speicherbehälter gewünscht wird. Diese Ventile sind jedoch normalerweise offen. Ventile B₁ bis Bg trennen Zufuhr- und Rücklaufsammelleitungen 304 und 306, so daß irgendeiner oder alle Speicherbehälter nach Wunsch dem Heizen oder Kühlen (oder in irgendeiner Kombination, wenn mehr als zwei Speicherbehälter vorhanden sind) gewidmet werden können. Ventile C₁ bis C₄ können für eine zentrale Steuerung automatisiert sein und gestatten das Zuführen oder Abziehen von Wasser zu bzw. von irgendeiner Seite der Behältermembranen.

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Der Kreis von Fig. 9 besorgt schematisch ein Konditionieren eines mehrstöckigen Gebäudes und weist einen Heizwasserkreis 310, einen Kühlwasserkreis 312 und einen Turmkondenswasserkreis 314 auf. Es ist eine Wärmepumpe oder ein Kühler 316 vorgesehen, der einen Reinigungskondensator 318, einen Verdampfer 320 und einen Turmkondensator 322 aufweist. Weitere Aspekte des Kühlkreises sind der Klarheit wegen nicht gezeigt. Der Reinigungskondensator 318 ist im Heizkreis 310 enthalten, der auch eine Hilfsheizung 324, eine Heißwasserpumpe 326 und einen heizenden Verbraucher 328 enthält. Eine Leitung 330 liefert eine Umgehung des Verbrauchers 328 und es sei angegeben, daß eine geeignete nicht gezeigte Absperrventilanordnung bezüglich der Umleitung 330 vorhanden ist. Die Hilfsheizung 324 kann Wärme unmittelbar von Boilern im Gebäude oder von irgendeiner anderen Wärmequelle liefern. Leitungen 332 und 334 verbinden die Sammelleitungen 304 und 3O6 über Ventile C₁ bzw. C₂ mit dem Heizkreis, wobei die Leitung 334 über ein thermostatisch gesteuertes Mischventil

336 mit dem Heizkreis verbunden ist. Ein Thermostat Th ist, wie dargestellt, im Kreis.angeordnet und steuert nicht nur das Ventil 336, sondern auch die Zuführung von Wärme durch die Hilfsheizung 324 auf bekannte Weise. Der Thermostat Th spricht auf die Umgebungstemperatur an und steuert auch weitere Elemente, was im folgenden weiter ausgeführt wird. Eine Leitung

337 bildet eine freie Heizumgehung zum Kondensator 318 und steht über ein Verteilerventil 339 vor der Pumpe 326 mit dem Kreis in Verbindung.

Der Kühlwasserkreis 312 enthält einen Verdampfer 320, eine Kühlwasserpumpe 338 und einen kühlenden Verbraucher 340. Eine Umleitung 342 ermöglicht das Umgehen des kühlenden Verbrauchers und es ist ersichtlich, daß im Hinblick auf die Umgehung eine nicht gezeigte geeignete Ventilanordnung vorgesehen ist. Leitungen 344 und 346 verbinden den Kühlwasserkreis 312 über Ventile C₃ und C₄ mit den Sammelleitungen 304 und 306, wobei die Leitung 344 über ein thermostatisch gesteuertes Misch-

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ventil 348 mit dem Kühlwasserkreis in Verbindung steht. Ein das Ventil 348 steuernder Thermostat Tc ist vor dem Verdampfer 320 im Kühlwasserkreis angeordnet. Wie im folgenden weiter ausgeführt, wird das Ventil 348 in gewissen Fällen auch vom Thermostat Th gesteuert. Eine Leitung 350 umgeht den Verbraucher 340 und ist an die Leitung 344 angeschlossen, wobei ein Ventil 352 den Strom durch die Leitung 350 steuert und auch auf den Thermostaten Tc anspricht. Der Turmkondenswasserkreis 314 weist einen Turmkondensator 322, eine Pumpe 354 und einen Turm 356 auf, wobei die Kühlleistung des Turms auf bekannte Weise durch Einlaßdrosseln gesteuert wird.

Wenn die Kühlerleistung den kühlenden Verbraucher ausgleicht, wird das Kühlwasser im Betrieb normalerweise im Kühlwasserkreis zwischen dem Verdampfer 320 und dem Verbraucher 340 zirkulieren« Jedoch wird bei warmem Wetter der kühlende Verbraucher tagsüber sehr wahrscheinlich die Kühlerleistung überschreiten. In diesem Fall öffnet der Thermostat Tc das Ventil 348 und es wird 5,6°C (42°F)-Wasser aus dem Speicherbehälter 302 über die Sammelleitung 306, das Ventil C3 und die Leitung 344 abgezogen zur Mischung mit Rücklaufwasser vom Verbraucher 340 zur Lieferung einer Wassereinlaßtemperatur zum Verdampfer, die der Kühler verarbeiten kann. Aufgrund des geschlossenen Systems wird eine äquivalente Menge an Rücklaufwasser (15,6 C bzw. 6O⁰F) über die Leitung 346, das Ventil C₄ und die Sammelleitung 304 in das rechte Abteil des Behälters 302 gedrückt. Wenn die Kühlerverdampfung bei 100 % Leistung größer als der Verbrauch wird, dann öffnet das Automatikventil 352 und ermöglicht ein unmittelbares Nachfüllen der linken Seite des Speicherbehälters 302 über die Leitungen 350, 344, das Ventil C₃ und die Sammelleitung 305 , während die Kühlerverdampfung tagsüber in Betrieb ist.

In der Nacht, wenn der Kühlverbrauch minimal ist, läuft die Kühlerverdampfung weiter, um den Speicherbehälter 302 mit

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5,6°C (42°F)-Wasser nachzufüllen. Wenn der Speicher geladen ist, kann ein nicht gezeigtes Signal von der Membranstellung das Ventil 352 zum Speicher schließen und der Kühler kann automatisch abwärts regeln, wenn er einen weitergehenden Verbrauch hat, jedoch seinen Betrieb fortsetzt. Wenn keine andauernde Belastung vorliegt, schaltet sich der Kühler selbst ab. Aus dem Kreis und aus dem obigen ist ersichtlich, daß Kühlwasser bei 5,6°C (42°F) ohne Verwendung des Kühlers vom Speicher abgezogen werden könnte, um kleine Kühlverbraucher für nachfolgende Stunden zu versorgen.

Mit Bezugnahme auf den Heizbetrieb ist es für den Fachmann ersichtlich, daß in mehrstöckigen Gebilden sogar im Winter stets ein Kühlverbrauch vorhanden sein muß und daß

das Liefern von Wärme zum Gebäude grundsätzlich zum Ausgleichen/ Wandwärmeverlusten dient. Demnach wird der Kühler während der meisten Winterperioden betrieben. Wenn er zum Kühlen des Inneren des Gebäudes betrieben wird, wird die Kondensatorwärme in. den Reinigungskondensator 318· getrieben, um den heizenden Verbraucher 328 zu versorgen und auszulasten. Wenn eine ungenügende Kondensatorwärme vorhanden ist zum Auslasten des heizenden Verbrauchers, dann schaltet der Thermostat Th die Hilfsheizung 324 ein, die die benötigte Wärme ergänzt. Wenn jedoch zum Reinigungskondensator 318 mehr Wärme geliefert wird als im heizenden Verbraucher verwendet wird (beispielsweise während Perioden des Frühlings und Herbsts), dann öffnet der Thermostat Th das Ventil 336 zur Leitung 334 (wobei das Ventil 339 vom Reinigungskondensator offen ist), um der überschüssigen Kondensatorwärme ein Aufladen des linken Abteils des Wärmespeicherbehälters 300 mit heißem Kondenswasser über die Leitung 334, das Ventil C₃ und die Sammelleitung 304 zu ermöglichen. Im rechten Abteil des Wärmespeicherbehälters 300 befindliches Wasser tritt über die Sammelleitung 306, das Ventil C, und die Leitung 332 in den Heizkreis ein. Wenn der Speicher mit heißem Kondenswasser angefüllt ist, schaltet sich automatisch der Turmkondensator 314 ein, um die nicht mehr speicherbare über-

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schußwärme abzuführen.

In der Nacht, wenn in irgendeinem Abteil genügend warmes Wasser vorhanden ist, um das Gebäude ohne Erhöhung (z.B. 32,3 bis 40,6⁰C bzw. 90 bis 105°F) zu erhitzen, kann es unmittelbar vom Speicher zum kühlenden Verbraucher unter Verwendung des Verteilerventils 339 umgewälzt werden und den Reinigungskondensator umgehen. Unter der Annahme, daß das verwendete Wasser 37,8°C (100°F) hat, wird es zum Speicher bei etwa 29,4°C (85°F) zurückgeführt, der, wenn einmal das ganze Wasser mit 37,8°C (100⁰F) verbraucht ist, nicht ausreicht, das Heizen des Gebäudes fortzusetzen. Die einzige Möglichkeit, das Gebäude angemessen weiter zu erhitzen, besteht darin, etwas von diesem Wasser zu mischen, um es zurück auf 37,8°C (100°F) anzuheben. Dies kann durch Verwendung des Kühlers gemacht werden, der betätigt wird, um den Reinigungskondensator 318 etwa für den Tageszyklus zu beliefern. Hierbei wird angenommen, daß der Kühler nicht anderweitig in Betrieb ist, um einen kühlenden Verbraucher für die Nacht zu versorgen oder den Behälter 302 zu regenerieren. Die Ventile B, bis B_g werden geeignet betätigt und ermöglichen das Abziehen von 29,4 C (85°F)-Wasser vom Speicher zum Kühlkreis.Es wird genügend von diesem 29,4°C (85⁰F)-Wasser etwa vom rechten Abteil des Speicherbehälters 30 über die Sammelleitung 306, das Ventil C₃ und die Leitung 344 abgezogen mit einer Mischung dieses Wassers mit Wasser im Kühlwasserkreis, was vom Ventil 348 gesteuert wird, um dem Heizbedarf durch den Reinigungskondensator 316 zu genügen. Bei dieser Betriebsart wird der Thermostat Th zum Steuern des Ventils 348 verwendet. Das andere Abteil des Heizspeicherbehälters 300 nimmt über die Leitung 346, das Ventil C₄ und die Sammelleitung 306 das Rücklaufwasser auf, wobei die Umgehungsleitung 342 für den kühlenden Verbraucher betätigt wird.

Fig. 10 zeigt schematisch einen Kreis, der im Konzept demjenigen von Fig. 9 ähnlich ist, jedoch gerichtet ist auf eine

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bodenseitige Anordnung des Speicherbehälters bei gleichzeitiger Verwendung einer energieerhaltenden Pumpen-Turbinen-Einrichtung zum Liefern von Wasser vom Speicherbehälterkreis und zum Entfernen von Wasser vom Kühlwasserkreis, wenn eine bedeutende Druckdifferenz in diesen Kreisen vorliegt. Den Elementen in Fig. 9 ähnliche Elemente in Fig. 10 wurden bei Betrachtung im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 mit den gleichen Bezugszahlen in der Größenordnung von 400 bezeichnet.

Wenn die Verdampferleistung den kühlenden Verbraucher auslastet, zirkuliert das Kühlwasser normalerweise im Kühlwasserkreis zwischen einem Verdampfer 420 und einem Verbraucher 440. Jedoch bei warmem Wetter wird der kühlende Verbraucher tagsüber höchstwahrscheinlich die Kühlerleistung überschreiten.In diesem Fall öffnet ein Thermostat T-Kühlen ein Ventil 448 und startet einen Motor M und eine Pumpe Pc, so daß 5,6°C (42⁰F)-Wasser von einem Speicherbehälter 402 (wobei Verteilerventile C₃ und C₄ geeignet eingestellt sind) über eine Sammelleitung 406, ein Ventil C₃ und eine Leitung 444 gepumpt wird zur Mischung mit Rücklaufwasser vom Verbraucher 440, um eine Wassereinlaßtemperatur zum Verdampfer vorzusehen, die der Kühler verarbeiten kann. Wegen des geschlossenen Systems und des Pumpens durch die Pumpe Pc von gespeichertem Wasser in den Kühlwasserkreislauf wird der Druck im Kreis ansteigen. Eine Druckkonstanthaltungsvorrichtung Psc in der Leitung 446 spricht auf die Druckzunahme an und öffnet ein Turbinenablaßventxl 460, um hierdurch dem Wasser, das sich im Kühlwasserkreis auf hohem Druck befindet, eine Rückkehr zum niedrigen Druck des Speicherbehälters zu ermöglichen, und zwar über die Turbine Tc, das Ventil C. und die Sammelleitung 404 in die rechte Seite des Behälters 4O2. Der Druckabfall über der Turbine Tc bewahrt die vom Motor M zum Betreiben der Pumpe Pc benötigte Eingangsenergie. Wenn die 100 %ige Leistung des Verdampfers größer als die Belastung wird, dann ist ein unmittelbares Nachfüllen des Speicherbehälters 402 (bei geeignet umgekehrter Einstellung der

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Verteilerventile C₃ und C₄) in einer Weise möglich, die der im Hinblick auf die Ausführungsform von Fig. 9 ausgeführten gleicht. In ähnlicher Weise läuft die Kühlerverdampfung in der Nacht weiter, um den Speicherbehälter 402 mit 5,6⁰C (42°F)-Wasser zu regenerieren. Mit einer nicht gezeigten geeigneten Umgehungsleitung um den Verdampfer 420 kann 5_f6 C (42 F)-Wasser, sofern verfügbar, ohne Verwendung des Verdampfers unmittelbar vom Speicherbehälter 402 abgezogen werden. Wenn die Regenerierung vollständig oder die Speicherung verbraucht ist, wird das Wasserniveau auf einer Seite der Mischverhinderungsmembran des Behälters abgesenkt. Der niedrigere Eingangsdruck zur Pumpe Pc ist deren Signal für das Anhalten. In diesem Zeitpunkt schließt das Turbinenablaßventil 460 ganz.

Ein Thermostat T-Heizen liefert die niedrigste Strahlungstemperatur, die zum Ausgleichen des Wandverlusts des Gebäudes erforderlich ist. Dies wird in der üblichen Weise durch einen Plan für die Außentemperatur bewältigt. Der Thermostat T-Heizen ist so programmiert, daß er für den Fall, daß die Kühler im bewohnten oder Regenerierungsbetrieb arbeiten, zuerst zurückgewonnene Wärme abruft. Dies wird erreicht durch

(scroll dampers)

Verändern der Wasserturmleistung mit Spiraldrosseln/und Gebläsezyklussteuerungen. Wenn aus der Rückgewinnung ungenügend Wärme verfügbar ist, kann der Thermostat T-Heizen ein Heißwassermischventil von der Hilfsheizung 424 öffnen, um den Ausgleich herzustellen. Wenn die Kondensationstemperatur dadurch ansteigt, daß die erforderliche Kühlung mehr Kondenswasserwärme liefert als in einem gegebenen Augenblick vom Heizsystem benötigt werden kann, startet der Thermostat T-Heizen den Motor Mh und die Heißwasserpumpe Ph und öffnet das Turbinenablaßventil 464. Dies bringt kühleres Wasser zurück vom Speicherbehälter 400 durch geeignete Betätigung der Ventile C₁ und C₂.

Unter Umständen wird sich der Speicherbehälter 400 mit überschüssigem Kondenswasser füllen und wird die Förderpumpe Ph anhalten und das Ablaßventil 464 schließen. In diesem Augenblick

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betätigt ein weiterer Anstieg der Kondensierteitiperatur die Turmkondenswasserpumpe 545 und betätigt die Folge der Drossel- und Gebläsezyklussteuerung, die in üblicher Weise im Turm eingebaut ist.

Während unbewohnter Perioden kann Heißwasser unmittelbar vom Speicherbehälter 400 gepumpt werden, wenn es eine genügend hohe Temperatur hat, um von Nutzen zu sein (wobei eine nicht gezeigte geeignete Umgehungsleitung des Reinigungskondensators in Betrieb gesetzt wird). Dies kann durch Betreiben der Heißwasserpumpe Ph ausgeführt werden.

Wenn auf diese Weise gespeichertes Heißwasser durch einen Durchgang verwendet wurde, hält die Heißwasserpumpe Ph durch eine Niederdruckabschaltung an. Ein weiteres Erhitzen kann vom Speicherbehälter 400 erreicht werden durch Ablassen des Speicherbehälters zur Versorgung des Kühlwasserkreises 412. Der Thermostat T-Heizen betreibt dann die Kühlwasserpumpe Pc und ermöglicht dem Verdampfer., genügend Wärme zum Reinigungskondensator zur Versorgung des Heizkreises zu liefern.

Obwohl Fig. 9 und 10 nur zwei Speicherbehälter zeigen, ist hervorzuheben, daß eine beliebige Anzahl vorgesehen werden kann, die auf ähnliche Weise mit den geeigneten Sammelleitungen verbunden ist. Ferner kann es während gewisser Jahreszeiten, z.B. im Sommer, vorkommen, daß der größte Teil oder alle Behälter durch eine geeignete Schaltung einem Kühlbetrieb gewidmet sind. In ähnlicher Weise könnte der größte Teil der Behälter, wenn es die Heizerfordernisse verlangen, auf Heizbetrieb geschaltet werden, wobei die verbleibenden Behälter den sonstigen Kühlbedarf für gespeichertes Kühlwasser handhaben.

Es ist ferner hervorzuheben, daß die in Fig. 1 und 2 gezeigten grundlegenden Wärmespeichersysteme an verschiedene andere Situationen anpaßbar sind, die von der Luftkonditionierung in

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einem vielstöckigen Gebäude abweichen. Z.B. könnte die Wärmeübertragungseinrichtung dieser Ausführungsformen eine Sonnenenergieeinrichtung sein, etwa Dachkollektoren zum Erhitzen eines Heims, überdies könnte die Wärmeübertragungseinrichtung einen Verbrennungsofen zum Verbrennen von Müll enthalten oder eine
elektrische Heizung sein.

Darüber hinaus könnte die biegsame Membran der vorliegenden
Erfindung in einem Heißwasserbehältersystem verwendet werden, um ein Mischen von eintretendem Kaltwasser mit Heißwasser zu
verhüten. Die Membran würde in diesem Fall die Schichtung von Kalt- und Heißwasser mit eintretendem Kaltwasser verhindern,
wobei eintretendes Kaltwasser das Heißwasser hinter der Membran aus dem Tank drückt. Mit einer Heizeinrichtung in jeder Kammer mit veränderlichem Volumen auf jeder Seite der Membran und
mit einer geeigneten überkreuzverbindungsleitung und -ventileinrichtung würde sich jede Kammer mit veränderlichem Volumen im Behälter als das Gefäß für das Heißwasser oder eintretende Kaltwasser verändern.

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Claims

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Patentansprüche

( 1. !System zum Konditionieren eines Verbrauchers auf eine erste —'vorgegebene Temperatur, wobei sich der Verbraucher in einem Leitungskreis befindet, gekennzeichnet durch eine Pumpeinrichtung zum Pumpen von Wasser durch den Leitungskreis, durch eine Wärmeübertragungseinrichtung zum Konditionieren von Wasser im Leitungskreis vor dem Verbraucher auf eine zweite vorgegebene Temperatur zum Konditionieren des Verbrauchers auf die erste vorgegebene Temperatur, durch eine Wärmespeichereinrichtung mit einer Einrichtung zum Trennen der Wärmespeichereinrichtung in Kammern mit veränderlichem Volumen, wobei die Kammern eine erste Kammer aufweisen, die Wasser bei· einer dritten vorgegebenen Temperatur speichern kann, und eine zweite Kammer aufweisen, die Wasser bei einer vierten vorgegebenen Temperatur speichern kann, durch eine Einrichtung zum selektiven Abziehen von Wasser bei der dritten Temperatur von der ersten Kammer und zum Einleiten des Wassers in den Leitungskreis, um die zweite vorgegebene Wassertemperatur aufrechtzuerhalten, durch eine Einrichtung, die einer im wesentlichen äquivalenten Wassermenge ermöglicht, in die zweite Kammer zu strömen und darin auf der vierten Temperatur gehalten zu werden, wobei die Einrichtung zum Trennen der Wärmespeichereinrichtung in die erste und zweite Kammer mit veränderlichem Volumen ein Mischen von Wasser auf der dritten vorgegebenen Temperatur mit Wasser auf der vierten Temperatur verhindert und das Volumen der ersten und zweiten Kammer in Abhängigkeit von dem davon abgezogenen und darin hineinströmenden Wasser verändert, und durch eine Einrichtung zum selektiven Regenerieren der ersten Kammer mit Wasser auf der dritten vorgegebenen Temperatur, so daß die Wärmespeichereinrichtung im wesentlichen das ganze Wasser auf der dritten vorgegebenen Temperatur enthalten kann.

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2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Temperatur im wesentlichen die zweite Temperatur ist, und daß die vierte Temperatur im wesentlichen die Temperatur des Rücklaufwassers im Kreis des Verbrauchers ist, wobei der Kreis geschlossen ist, wodurch die in die zweite Kammer strömende äquivalente Wassermenge Rücklaufwasser ist.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmespeichereinrichtung ein rechteckiger Behälter ist und daß die trennende Mischverhinderungseinrichtung eine senkrecht schwimmfähige Trennwand umfaßt, die im wesentlichen die Breite des Behälters aufweist und im Behälter aufrecht schwimmt, wobei sich ein Teil der Trennwand über dem Wasserniveau und die Unterseite der Trennwand unmittelbar über dem Boden des Behälters befindet, und daß eine Einrichtung zum Führen der Trennwand vorgesehen ist für eine Bewegung vom einen zum anderen Ende des Behälters in Abhängigkeit vom Wasservolumen auf beiden Seiten der Trennwand.
4. System nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zwei zusätzliche derartige schwimmfähige Trennwände, wobei die mittlere Trennwand im wesentlichen stationär bleibt und den Behälter in einen Heißwasserspeicherbehälterabschnitt und einen Kühlwasserspeicherbehälterabschnitt teilt und wobei die anderen beiden Trennwände eine Trenn- bzw. Mischverhinderungseinrichtung für den Heißwasserspeicherbehälterabschnitt und den

-Kühlwasserspeicherbehälterabschnitt vorsehen, und durch eine mit Teilen des Behälters verbundene Leitungs- und Ventileinrichtung, durch die die mittlere Trennwand selektiv bewegt und der Behälter vollständig auf einen Heiz- oder Kühlbetrieb oder irgendeine Kombination hiervon umgestellt werden kann.
5. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung ümfangswände aufweist, und daß die

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Trenn- und Mischverhinderungseinrichtung eine biegsame undurchlässige Membran mit Umfangskanten aufweist, die an bestimmten Wänden befestigt sind und die Behältereinrichtung in Kammern mit veränderlichem Volumen unterteilt.
6. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherbehältereinrichtung geschlossen ist, Umfangswände und gegenüberliegende Endwände aufweist, und daß die Trenn- und Mischverhinderungseinrichtung eine biegsame undurchlässige Membran in Form eines Beutels mit einem geschlossenen und ο i nein offonon Endo aufweist, wobei das geschlossene Ende die Form irgendeiner Endwand annehmen kann, während das offene Ende an den ümfangswänden im wesentlichen an deren Mitte zwischen den Endwänden befestigt ist.
7. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdruck in dem den Verbraucher enthaltenden Kreis sich auf einem ersten Druck und das Wasser in der Wärmespeichereinrichtung auf einem zweiten Druck befindet, der wesentlich niedriger als der erste Druck ist, daß die Einrichtung zum selektiven Abziehen von Wasser von der ersten Kammer und zu dessen Einführen in den zweiten Kreis eine weitere Pumpeinrichtung aufweist, daß die Einrichtung, die einer im wesentlichen äquivalenten Menge von Rücklaufwasser ein Strömen vom Kreis in die zweite Kammer gestattet, eine Turbineneinrichtung enthält, wobei eine Motoreinrichtung an die Pumpeneinrichtung angeschlossen ist und diese antreibt, und daß die Turbine wirksam mit der Motoreinrichtung verbunden ist, wodurch die zum Pumpen von Wasser vom zweiten Druck auf den ersten Druck erforderliche Energie durch die Strömung des Rücklaufwassers in der Turbineneinrichtung erhalten wird.
8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmespeichereinrichtung mehrere getrennte Speicherbehälter enthält, von denen jeder eine undurchlässige biegsame Membran

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aufweist, die entsprechende Kammern mit veränderlichem Volumen begrenzt, und daß die Wärmespeichereinrichtung eine eine Leitungs- und Ventileinrichtung enthaltende Einrichtung enthält, die den Einschluß einer beliebigen Kombination der Wärmespeicherbehälter in einer gewählten Betriebsart gestattet zum selektiven Abziehen von Wasser von entsprechenden Kammern der Speicherbehälter und zum Zulassen eines Stroms von Wasser in entsprechende Kammern der Speicherbehälter.
9. Luftkonditioniersystem für ein Gebäude, dadurch gekennzeichnet, daß das System eine Wärmepumpeinrichtung mit einer Verdampfereinrichtung, eine Reinigungskondensatoreinrichtung und eine Turmkondensatoreinrichtung aufweist, daß ein Kühlwasserkreis die Verdampfereinrichtung, eine Kühlwasserpumpeinrichtung und eine Wärmeaustauschereinrichtung aufweist zum selektiven Kühlen von Bereichen des Gebäudes auf eine vorgegebene Temperatur, daß ein Heißwasserkreis die Reinigungskondensatoreinrichtung, die Heißwasserpumpeinrichtung, eine Hilfsheizeinrichtung und eine Wärmeaustauscheinrichtung enthält zum selektiven Heizen von Bereichen des Gebäudes auf eine vorgegebene Temperatur, wobei der Reinigungskondensator Wärme im Gebäude für den Heißwasserkreis zurückgewinnt, daß ein Wasserturmkreis eine Turmkondensatoreinrichtung, eine Wasserturmpumpeinrichtung und einen Kühlturm aufweist, wobei der Wasserturmkreis unerwünschtes Wasser aus dem Gebäude entfernt, und daß eine Wärmespeichereinrichtung wenigstens zwei Speicherbehälter aufweist, wobei jeder Speicherbehälter eine Einrichtung aufweist zum Trennen des Speicherbehälters in erste und zweite Kammern mit veränderlichem Volumen und zum Verhindern des Mischens von Wasser zwischen den entsprechenden beiden Kammern, und gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum selektiven Einschließen der Speicherbehälter in den Kühlwasserkreis, und durch eine Einrichtung zum selektiven Einschließen der Speicherbehälter in den Heißwasserkreis wie es der Bedarf zum Kühlen und

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Heizen des Gebäudes erfordert, um die Kühlwasser- bzw. Heißwasserkreise mit Wasser zu ergänzen, das auf einer Temperatur gespeichert ist, die im wesentlichen diejenige des von den entsprechenden Kreisen benötigten Wassers ist, wodurch der Kühl- und Heizbedarf im Gebäude im besonderen Zeitpunkt befriedigt wird, wobei die Trenn- und Mischverhinderungseinrichtung undurchlässige biegsame Membranen aufweist, die um bestimmte ümfangswände entsprechender Behälter befestigt ist und die entsprechenden Behälter in die beiden Kammern unterteilt.
10. Luftkonditioniersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdrücke in den die heizenden und kühlenden Verbraucher enthaltenden Heiz- bzw. Kühlwasserkreisen verhältnismäßig hoch sind, während das Wasser in der Wärmespeichereinrichtung sich auf einem verhältnismäßig niedrigen Druck befindet, daß die Einrichtung zum selektiven Einschliessen der Speicherbehälter in den Kühlwasserkreis eine Einrichtung mit einer weiteren Kühlwasserpumpeinrichtung enthält zum Abziehen von Wasser von den ersten Kammern der Behälter und eine Einrichtung mit einer Kühlwasserturbineneinrichtung enthält, die einer äquivalenten Menge von Rücklaufwasser ein Strömen in die zweiten Kammern gestattet, daß eine Motoreinrichtung wirksam mit der weiteren Kühlwasserpumpeinrichtung verbunden ist und diese antreibt, wobei die Kühlwasserturbineneinrichtung wirksam mit der Motoreinrichtung verbunden ist, wodurch die zum Pumpen von Wasser von den Niederdruck-Kühlwasserspeicherbehältern in den Hochdruck-Kühlwasserkreis benötigte Energie erhalten wird durch ein Strömen von Rücklaufwasser in der Kühlwasserturbineneinrichtung, daß die Einrichtung zum selektiven Einschließen der Speicherbehälter in den Heißwasserkreis eine Einrichtung mit einer weiteren Heißwasserpumpeinrichtung enthält zum Abziehen von Wasser von den ersten Kammern der Behälter, und eine Einrichtung mit einer Heißwasserturbineneinrichtung enthält, die einer äquivalenten Menge von Rücklauf-

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wasser ein Strömen in die zweiten Kammern gestattet, und daß eine zusätzliche Motoreineinrichtung wirksam mit der weiteren Heißwasserpumpeinrichtung verbunden ist und diese antreibt, wobei die Heißwasserpumpeinrichtung wirksam mit der zusätzlichen Motoreinrichtung verbunden ist, wodurch die zum Pumpen von Wasser von den Niederdruck-Heißwasserspeicherbehältern in den Hochdruck-Heißwasserkreis erforderliche Energie erhalten wird durch ein Strömen von Rücklaufwasser in der Heißwasserturbineneinrichtung.
11. Wärmespeicherbehälter mit ümfangswänden und gegenüberliegenden Endwänden, der in der Lage ist, Wasser auf zwei unterschiedlichen Temperaturen zu halten und das Wasser bei diesen Temperaturen zuzuführen und aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Trennen des auf unterschiedlichen Temperaturen befindlichen Wassers und zum Verhindern dessen Mischens eine undurchlässige biegsame Membran in Form eines Bauteils mit einem geschlossenen und einem offenen Ende aufweist, der die Form irgendeiner Endwand annehmen kann, wobei das offene Ende der Membran um die Umfangswände des Behälters zwischen den Endwänden befestigt ist.
12. Verfahren zum Verhindern des Mischens von auf zwei unterschiedlichen Temperaturen befindlichen Wassers in einem Wärmespeichersystem, das einen Speicherbehälter mit Ümfangswänden und gegenüberliegenden Endwänden und eine Einrichtung aufweist zum Zuführen oder Abziehen von Wasser von jedem Ende des Behälters, gekennzeichnet durch Vorsehen einer undurchlässigen biegsamen Membran in Form eines Beutels mit einem geschlossenen und einem offenen Ende, und durch Befestigen des offenen Endes um die Umfangswände des Behälters, wodurch die Membran die Behälter in zwei Kammern mit veränderlichen Volumen trennt, wobei das Gesamtvolumen des Behälters dasselbe bleibt.

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13. Wärmespeichersystem zum Halten sich verändernder Volumen von auf unterschiedlichen Temperaturen befindlichem Wasser, gekennzeichnet durch wenigstens eine Behälteranordnung, durch eine Einrichtung zum Trennen des Behälters in erste und zweite Kammern mit veränderlichem Volumen und zum Verhindern des Mischens von Wasser zwischen den Kammern, wobei das Wasser in jeder Kammer sich auf einer unterschiedlichen Temperatur befindet, und durch eine Leitungseinrichtung zum selektiven Zuführen von Wasser in jede Kammer oder zum Entfernen von Wasser aus jeder Kammer, wobei die Trenneinrichtung sich im Behälter entsprechend dem Zuführen und Abziehen von Wasser von den Kammern bewegt, wodurch die Wasservolumen in jeder Kammer sich verändern, jedoch das Gesamtvolumen des Wassers im Behälter im wesentlichen konstant bleibt.
14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmespeichereinrichtung mehrere getrennte Speicherbehälter aufweist, wobei die Trenneinrichtung in jedem Behälter eine undurchlässige biegsame Membran ist, die die entsprechenden Kammern mit veränderlichem Volumen begrenzt, und daß die Leitungseinrichtung eine Leitungs- und Ventileinrichtung enthält, die den Einschluß jeder beliebigen Kombination der Wärmespeicherbehälter in eine gewählte Betriebsart gestattet zum selektiven Abziehen von Wasser von den entsprechenden Kammern der Vielzahl von Behältern und zum Zulassen eines Stroms von Wasser in diese Kammern.
15. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Tankeinrichtung rechteckig ist und daß die trennende Mischverhinderungseinrichtung eine senkrecht schwimmfähige Trennwand aufweist, die im wesentlichen die Breite des Behälters hat und im Wasser im Behälter aufrecht schwimmt, wobei sich ein Teil der Trennwand über dem Niveau des Wassers und die Unterseite der Trennwand unmittelbar über dem Boden des Behälters befindet, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist zum Führen der Trennwand für eine Bewegung von einem Ende

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zum anderen Ende des Behälters in Abhängigkeit vom Volumen des auf beiden Seiten der Trennwand befindlichen Wassers.
16. System nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch zwei zusätzliche derartige schwimmfähige Trennwände, wobei die mittlere dieser Trennwände im wesentlichen stationär bleibt und den Behälter in einen Heißwasserspeicherbehälterabschnitt und einen Kühlwasserspeicherbehälterabschnitt teilt, wobei die anderen beiden Trennwände eine entsprechende Trenn- und Mischverhinderungseinrichtung für den Heißwasserspeicherbehälterabschnitt und den Kühlwasserspeicherbehälterabschnitt vorsehen, wobei die Leitungseinrichtung eine mit Teilen des Behälters verbundene Leitungs- und Ventileinrichtung aufweist, wodurch die mittlere Trennwand selektiv bewegt und der Behälter vollständig auf einen Heißwasser- oder Kühlwasserbetrieb oder auf irgendeine Kombination hiervon umgestellt werden kann.
17. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischverhinderungseinrichtung zum Trennen der Tankeinrichtung in die Kammern eine undurchlässige biegsame Membran mit Umfangskanten aufweist, die um Teile von entsprechenden angrenzenden ümfangswänden der Behältereinrichtung befestigt sind und den Behälter in zwei Kammern mit veränderlichen Volumen teilen, wobei die biegsame Membran die Form eines Beutels aufweist, wodurch bei Entfernen von auf einer Temperatur befindlichem Wasser von einer Kammer, während eine im wesentlichen äquivalente auf einer zweiten Temperatur befindliche Wassermenge in die andere Kammer geleitet wird, sich die Membran bewegt, um die sich verändernden Volumen von auf unterschiedlichen Temperaturen befindlichem Wasser innerhalb des Behälters aufzunehmen, wobei das Gesamtvolumen des Wassers im Behälter zu jeder Zeit im wesentlichen konstant bleibt und die biegsame Membran das Mischen des auf zwei unterschiedlichen Temperaturen befindlichen Wassers in den entsprechenden Behältern verhindert,

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18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Membran im wesentlichen das spezifische Gewicht von Wasser hat.
19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Membran ein DACRON (WZ)-Fasernetz aufweist, das auf beiden Seiten mit HYPOLON (WZ) bedeckt ist.
20. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Membran so geformt ist, daß sie im wesentlichen die Form eines Endes des Behälters annimmt, wenn sich in der einen Kammer im Vergleich zur anderen Kammer im wesentlichen kein Wasser befindet.
21. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die ümfangskante der Membran in zwei Endteile gegabelt ist, und daß eine Verankerungseinrichtung an den ümfangsbehälterwänden im wesentlichen zwischen deren Enden befestigt ist, wobei die Verankerungseinrichtung eine nach innen gerichtete vergrößerte Einrichtung aufweist, um die herum die Endteile der Membran befestigt sind.
22. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Behältereinrichtung aus Beton besteht und eine Zugangseinrichtung in den Innenraum der Tankeinrichtung und jeder Kammer aufweist.
23. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Membran im wesentlichen das spezifische Gewicht von Wasser hat.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Membran ein DACRON (WZ)-Fasernetz aufweist, das auf beiden Seiten mit HYPOLON (WZ) bedeckt ist.

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25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Membran im wesentlichen die Form eines Endes des Behälters annimmt, wenn in einer Kammer verglichen mit der anderen Kammer sich im wesentlichen kein Wasser befindet.
26. Verfahren anch Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter aus Beton hergestellt ist, daß eine Verankerungseinrichtung an den Umfangswänden des Behälters befestigt ist, wobei die Verankerungseinrichtung einen nach innen gerichteten vergrößerten Teil aufweist, und daß das offene Ende der Membran eine gegabelte ümfangskante mit Endteilen aufweist, die um den vergrößerten Teil herum befestigt sind.

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