DE3022583C2 - - Google Patents

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DE3022583C2 DE3022583A DE3022583A DE3022583C2 DE 3022583 C2 DE3022583 C2 DE 3022583C2 DE 3022583 A DE3022583 A DE 3022583A DE 3022583 A DE3022583 A DE 3022583A DE 3022583 C2 DE3022583 C2 DE 3022583C2
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Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Nutzung und Speicherung von Energie aus der Umwelt unter Verwen­ dung eines mittels Sorption einer flüchtigen Komponente arbeitenden Speichermediums, wie es im Oberbegriff des Anspruches 1 näher beschrieben ist. Ein solches Verfahren ist aus Solar Energy, 19 (1977) S. 233-238 für die Energiespeicherung für Trocknungs- oder Heizsysteme bekannt, wobei beim Energieladen des Speichermediums, d. h. bei der Desorption von Wasser hieraus, auch die Exergie von kleine­ ren Ungleichgewichtszuständen der Temperatur und/oder der relativen Feuchte, z. B. Luft mit einer Temperatur von 56°C und einem Wassergehalt von 0,018 kg/kg Luft, ausgenutzt wird. In dieser Literaturstelle ist jedoch nichts darüber ausge­ sagt, daß beim Energieentladen ein gasförmiges, inertes Träger­ medium verwendet werden könnte, das sorbierbare flüchtige Komponente, d. h. Wasser, in höherer Konzentration als bei der Desorptionsstufe enthält.
Die Speicherung von solarer Energie ist auch in einem Aufsatz in Solar Energy 23 (1979), S. 489-495, beschrieben, wobei hier die Adsorptionswärme von Feuchtigkeit an Zeolith-Molekularsieben ausgenutzt wird. Als Nachteil ist hier angegeben, daß rela­ tiv hohe obere Temperaturen erforderlich sind, um die maxi­ male Speicherkapazität des verwendeten Zeolith-Materials aus­ zunutzen, beispielsweise 250°C, dennoch wird hier angegeben, daß eine Speicherung der Energie in Zeolith gegenüber einer Speicherung in Wasser, Gesteinen oder in Latentwärmespeichern vorteilhaft sei. Weitere Reaktionssysteme zur Wärmespeicherung und Wärmetransformation sind in VDI-Berichte Nr. 288 (1977), S. 111-114 beschrieben. Beispiele für solche Systeme sind:
Systeme unter Verwendung von Ammoniak:
Systeme unter Verwendung von Wasser:
Sorptionsmittel sind z. B. Molekularsiebe wie natür­ liche oder synthetische Zeolithe, Kieselerdegel und CaCl₂
Weitere Systeme verwenden als sorbierbare Komponente Methanol.
Ganz allgemein entsprechen diese Reaktionen oder Sorptionen der folgenden Gleichung:
wobei A dem Speichermedium im energiebeladenen Zustand in bezug auf die Komponente B entspricht, d. h. bei Reaktion mit oder Sorption der Komponente B wird Wärme freigesetzt.
Eine andere Arbeitsweise zur Nutzung von Energie aus der Umwelt stellen die sogenannten Wärmepumpensysteme dar. Bei diesen Syste­ men wird jedoch z. B. elektrischer Strom oder Wärme hoher Tempe­ ratur in Nutzwärme unter Ausnutzung des Wärmepumpenefektes umgewandelt, so daß im Vergleich zu einer direkten Umwandlung dieser Energie in Wärme eine "Wärmevermehrung" bis zu einem Faktor in der Größenordnung von 3 erreicht werden kann.
Die Ausnutzung von Sonnenenergie mittels Solarkollektoren, wie sie bislang angewandt wird, weist jedoch große Nachteile auf, da zumindest bei den Breitengraden in Europa eine ausreichend starke Sonneneinstrahlung nur im Sommer gegeben ist, so daß eine Speicherung der mit Solarkollektoren aufgefangenen Energie erforderlich wird. Diese Speicherung stellt jedoch wesentliche Probleme dar, da entweder nur eine Kurzzeitspeicherung, bei­ spielsweise in ausreichend großen Wasserspeichern mit entspre­ chend aufwendiger Isolation, möglich ist oder spezielle und da­ her technisch aufwendige Solarkollektoren verwendet werden müssen, wenn eine Langzeitspeicherung, beispielsweise in Zeo­ lithspeichern, gewünscht wird, da hier die bereits zuvor genannten hohen Temperaturen zur vollständigen Regenerierung des Speichers als erforderlich angesehen wurden. Außerdem ist eine Regenerierung eines solchen Langzeitspeichers prak­ tisch nur in den Sommermonaten mit starker, direkter Sonnen­ einstrahlung möglich, so daß der Speicher, falls dieser die einzige Wärmequelle darstellt, eine Kapazität für die gesam­ ten Wintermonate aufweisen muß.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei der Nutzung von Energie, d. h. dem Abziehen von Exergie aus einem Speichermedium, die gespeicherte Exergie möglichst voll­ ständig auszunutzen.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient das Verfahren, wie es im Kennzeichen des Anspruchs 1 näher beschrieben ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 2 und 3 näher beschrieben.
Der im Anspruch 1 und in der Beschreibung verwendete Ausdruck "Exergie" stammt aus der Thermodynamik und bedeutet die freie Enthalpie bzw. technische Arbeitsfähigkeit eines Systems, bezogen auf den Zustand der herrschenden Umgebung. Bei der "Exergie" handelt es sich um in andere Energieformen umwandelbare Energien. Der Ausdruck "Anergie", der ebenfalls aus der Thermodynamik stammt, bedeutet nicht-umwandelbare Energie, beispielsweise die kalorische Energie der Umgebung, zur Definition siehe Lueger, "Lexikon der Technik", Verfahrenstechnik, Band 1, Seiten 128/129 (1972).
Unter dem in Anspruch 1 und in der Beschreibung verwendeten Ausdruck "Exergie von kleineren Ungleichgewichtszuständen der Umwelt" sind solche Zustände zu verstehen, bei denen keine großen Tempera­ turdifferenzen vorherrschen, wie beispielsweise Fernwärme, Abwärme, Verbrennungswärme, Gärungs- und Fermentationswärme, deren Temperaturniveau relativ niedrig liegen kann, z. B. unterhalb von 100°C und sogar auch unterhalb von 50°C oder 40°C. Die Verfügung dieser genannten Wärmequellen braucht wegen der zeitlich dehnbaren und zeitlich beliebig unterbrechbaren Akkumulation von Energie im Speichermedium nicht auf einen möglichen zeitlichen Spitzenbedarf an Wärme ausgelegt zu wer­ den, sondern auf den Jahresmittelwert an Wärmebedarf. So läßt sich bespielsweise mit kleinen solaren Einstrahlungen, wie sie im Winter, während Schlechtwetterperioden oder früh am Morgen oder spät am Abend anfallen, über Solarkollektoren die Speicheraufladung weiter betreiben, obwohl im Solarkollek­ tor nur Wärme bei einem so tiefen Temperaturniveau anfällt, das für direkte Wärmeversorgung bislang nicht verwendbar gewesen wäre. Diese Eigenschaft, daß Wärme mit einer Tempera­ tur unterhalb der Temperatur eingesetzt wird, bei der beim Ab­ ziehen der Exergie für die Umwandlung in Wärme aus dem Speicher­ medium nutzbar wird, wobei hier der an sich bekannte chemische Wärmepumpeneffekt ausgenutzt wird, gibt den weiteren Vorteil, daß eine Verkleinerung des Volumens von Jahreslangzeitspeichern für solare Energie, die beispielsweise für Heizungszwecke ein­ gesetzt werden, möglich wird.
Der große Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß nach Abführung von Nutzwärme Restexergie ausgenutzt wird, wodurch eine ganz erhebliche Mehrnutzung der aus der Umwelt oder Umgebung entnommenen Energie möglich wird, so daß u. a. das Volumen an Speichermedium wesentlich verringert werden kann, da entladenes Speichermedium während des Abziehens von Exergie gleichzeitig wieder aufgeladen wird und dann wieder zum Ab­ ziehen von Exergie zur Verfügung steht.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird besonders vorteilhaft im Kolonnenbetrieb und bei Verwendung eines festen Speichermediums auch chargenweise durchgeführt, da dann der Wirkungsgrad beson­ ders gut ist und es außerdem möglich wird, die zum Betrieb des Verfahrens erforderliche Fremdenergie zum Umpumpen des inerten, gasförmigen Trägermediums geringer zu halten. Bei Verwendung eines festen Speichermediums sollte die Höhe einer Kolonne zur Minimierung der beim Transport des Trägermediums auftretenden Druckverluste auf Werten zwischen 0,5 und 2 m und insbesondere von 0,75 bis 1,5 m liegen. Ganz allgemein kann jedoch gesagt werden, daß diese Fremdenergie oder parasitäre Energie für den Transport des Trägermediums und ebenso die Fremdenergie zum Umpumpen eines flüssigen Arbeitsmediums und auch Speichermediums im Vergleich zu der speicherbaren Energie gering ist und nur in der Größenordnung von wenigen Prozenten dieser speicherbaren Energie beträgt.
Besonders voreilhaft ist es, wenn als sorbierbarer Stoff Was­ ser verwendet wird, da dieses unbegrenzt zur Verfügung steht und das Verfahren somit gegen die Atmosphäre offen betrieben werden kann. Bei Verwendung von anderen sorbierbaren Stoffen wie Ammoniak oder Methanol ist es natürlich erforderlich, das erfindgungsgemäße Verfahren in einem gegen die Atmosphäre geschlossenen Kreislaufsystem durchzuführen, dies erfordert jedoch nur die zusätzliche Anbringung von entsprechenden Wärme­ tauschern.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und der folgenden Beschreibung näher erläutert, wobei hier einige experimentell erzielte Ergebnisse angegeben sind. In der Zeichnung sind:
Fig. 1 ein Fließschema, worin das Speichermedium in zwei verschiedenen Zuständen dargestellt ist;
Fig. 2 ein Fließschema der Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Verfahrens, welches die Nutzwärmegewinnung im geschlossenen und im offenen Kreis­ lauf näher erläutert;
Fig. 3 ein Fließschema für eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Anlage zur Beheizung von Gebäu­ den.
Die Verfahrensweise der Exergiebeladung des Speichermediums wird im folgenden näher erläutert, wobei hier ein Zeolith- Wasser-System verwendet wird. In dem in der Fig. 1 dargestell­ ten Speichermedium I befindet sich mit Wasserdampf beladener, d. h. energetisch entladener Zeolith. Durch diese Kolonne wird von unten möglichst trockene Umgebungsluft mit der relativen Feuchte μ u und der Temperatur T u durchgeschickt. Die Kolonne I dient zugleich als Vorratsbehälter.
Wie bereits zuvor beschrieben, wird selbst bei der Umgebungs­ temperatur, auf welcher sich das Speichermedium I befindet, beispielsweise bei 20°C, Wasserdampf aus dem Zeolith desor­ biert und mit dem Luftstrom abgeführt. Die Desorptionswärme wird bei adiabatischer Prozeßführung, d. h. isolierter Kolonne I, dem Gasstrom entnommen oder muß bei isothermer Prozeßfüh­ rung der Kolonne I fortwährend als Umgebungswärme (Anergie) zugeführt werden. Es stellt sich schließlich ein Gleichgewicht zwischen der Wasserbeladung n des Zeoliths und dem Wasserdampf­ partialdruck p w des von außen zugeführten Luftstroms ein. n wird um so kleiner, je kleiner p w und je höher die Umgebungs­ temperatur T u ist, wobei der quantitative Zusammenhang von der verwendeten Zeolithsorte abhängt. Als Beispiel für einen Zeolith vom X-Typ sei angeführt, daß bei T u = 25°C eine Verminderung der Wasserbeladung um 27% erreicht wird, d. h. von 0,29 g Wasser/g Zeolith bei μ = 100% auf 0,21 g Wasser/g Zeolith bei m u = 10%. Solche trockene Umgebungsluft steht jedoch bei besonderen Wetterlagen und in bestimmten, ariden Zonen zur Verfügung.
Wegen des Verlaufs der integralen Adsorptionswärme dieses Zeo­ lithtyps entspricht dies einer energetischen Aufladung von 21% der Gesamtspeicherkapazität.
Im Anschluß an das "Trocknen" des Speichermediums I in der Kolonne I liegt dieses als Speichermedium II in der Kolonne II, wie rechts in Fig. 1 dargestellt, vor. Beim Durchleiten von Umgebungsluft mit 100% relativer Feuchtigkeit wird die in dem Speichermedium II gespeicherte Energie über die Kondensations- und Adsorptionswärme von Wasserdampf an Zeolith als Temperatur­ erhöhung der Luft von T u und T o nutzbar. Die 100% feuchte Luft läßt sich in bekannter Weise durch Befeuchten von Umgebungsluft darstellen, beispielsweise durch einfaches Leiten von Luft durch oder über Wasser, wobei die erforderliche Verdunstungswärme des Wassers aus der Umgebung bei der Temperatur T u, d. h. als Anergie, aufgenommen wird.
Selbstverständlich ist es auch noch möglich, der dem Speichermedium zugeführten Umgebungsluft mit einem Feuchtigkeitsdefizit noch zusätzlich Wärme mit geringem Temperaturniveau, z. B. aus einem Solarkollektor oder im Wärmetausch aus verbrauchtem Warmwasser aus Haushalten oder sonstigen Quellen zuzuführen, wodurch der Wirkungsgrad der energetischen Aufladung des Speichers noch erhöht werden kann.
Der Aufwand an Fremdenergie zur Umwälzung des Trägermediums Luft in bezug auf die dabei erreichte, energetische Speicherladung fällt um so kleiner aus, je geringer die relative Feuchte µ u der Eingangsluft und je höher die Temperatur T u sind. Zur Verringerung von Wärmeverlusten und Verlusten aus Strömungswiderständen wird, wie zuvor beschrieben, vorteilhafterweise ein festes Speichermedium in Form einer Vielzahl von Kolonnen eingesetzt, die keine all zu große Füllhöhe aufweisen, so daß keine zu großen Druckverluste auftreten, wobei diese Kolonnen zeitlich nacheinander zur Ladung oder Entladung benutzt werden.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Für die Erzeugung von Nutzwärme mittels der im Speichermedium akkumulierten Exergie lassen sich entweder ein geschlossener oder insbesondere bei Verwendung hygroskopischer Speichermedien ein offener Kreislauf des Trägermediums anwenden. Die Verfahrensweisen werden beispielhaft anhand der Fig. 2 dargestellt.
Bei A wird Umgebungsluft mit 100% relativer Feuchte, wie sie bekanntlich durch Befeuchtung und Aufnahme von Verdunstungswärme aus der Umwelt bei Umgebungstemperatur hergestellt werden kann (Nutzung der Anergie), in die Kolonne I eingeführt, die trockene, d. h. energetisch aufgeladenes, hygroskopisches Speichermedium und insbesondere Zeolith oder Schwefelsäure enthält. Der Wasserdampf wird in einer praktisch scharfen Front absorbiert, die bei fortwährender Luftzufuhr durch die Speicherkolonne von unten nach oben fortschreitet, wobei es sich hier bei Verwendung eines festen Speichermediums wieder um einen quasi-Gegenstrombetrieb handelt oder bei Verwendung eines flüssigen, hygroskopischen Trägermediums wie Schwefelsäure durch Umpumpen stationär gehalten werden kann, wobei es sich hier um ein Gegenstromprinzip in flüssig-gasförmigen Systemen handelt. Wenn bei einem festen Speichermedium die Adsorptionsfront das obere Ende der Kolonne I erreicht hat und damit die Exergie aus der Kolonne I völlig abgezogen worden ist, wird der Luftstrom auf eine nächste, exergetisch geladene Kolonne umgeschaltet usw.
Die abfließende Luft hat eine zu ihrer Eintrittstemperatur T A erhöhte Temperatur T f, weil die gesamte Kondensations- und Adsorptionswärme ihres ursprünglichen Wasserdampfgehalts von ihr fortgeführt werden muß. Nutzwärme N wird im anschließenden Wärmetauscher, beispielsweise für Heizzwecke, abgeführt, wobei sich der Luftstrom T f auf T N abkühlt. T N ist hierbei die tiefste Temperatur, bei der Nutzwärme verwendet werden kann, bei Anwendungen für Heizungszwecke liegt dieser Wert beispielsweise bei 30°C. Der verbleibende Luftstrom hat in bezug auf die Eintrittstemperatur T A, die meistens der (kalten) Umgebungstemperatur entsprechen wird, noch restliche Wärmeenergie, die bei Führung über die Leitung B in einem Wärmetauscher zurückgewonnen werden kann. Dadurch steigt die Eintritts­ temperatur T i der Eingangsluft für die Kolonne I an, was die Folge hat, daß auch T f ansteigt. Auf das frei wählbare Temperaturniveau T N der Nutzwärme wird durch diese Verfahrensführung die positive Temperaturdifferenz T f-T i beaufschlagt, abgesehen von Temperaturverlusten im unteren Wärmetauscher.
Beispielsweise wurde bei einem Versuch unter Verwendung von Zeolith als Speichermedium mit T A = 10°C und T N = 30°C ein Wert für T f = 65°C gefunden, bei einer Anfangstemperatur T A = 0°C mit T N = 30°C wurde T f = 47°C und T A = -5°C mit T N = 30°C wurde T f = 41°C erhalten.
Die bei dieser Verfahrensführung über die Leitung B erhaltene Abluft ist nach dem Austritt aus dem unteren Wärmetauscher trocken und enthält somit noch Exergie in bezug auf die Sorption von Wasserdampf an hygroskopischen Speichermedien. Diese restliche Exergie des Trägermediums läßt sich wieder akkumulieren, indem sie z. B. durch eine mit Wasserdampf bereits beladene, d. h. energetisch bereits entladene Kolonne II mit Speichermedium geführt wird. Die aus dieser Kolonne abströmende Luft trägt dann Wasserdampf mit sich, wodurch in der Kolonne II Exergie akkumuliert wird. Beispielsweise wurde bei einer thermisch isolierten Kolonne mit Zeolith als Speichermedium gefunden, daß für eine Eintrittstemperatur von 10°C der trockenen Luft aus dem unteren Wärmetauscher in die Kolonne II die Temperatur der die Kolonne II verlassenden Luft nahe 0°C lag und daß diese Luft einen Wasserdampfpartialdruck p II von etwa 5 mbar besaß.
Bei dieser Prozeßführung wird daher bei der gleichen Nutzwärmeproduktion eine im Mittel verringerte Wasserbeladung des hygroskopischen Speichermediums um das Verhältnis
f=(p I-p II)/p I
erreicht, wobei p I der Wasserdampfpartialdruck der Eingangsluft bei A bedeutet. Bei p I=12,3 mbar, d. h. dem Sättigungsdampfdruck für Wasser bei 10°C, und einem Wert von p II=5 mbar ergibt sich der Wert f = 0,6, dies entspricht einer effektiven Speicherkapazitätserhöhung um den Faktor 1,67.
Dies bedeutet für die gegebenen Zahlenwerte, daß auf 1 Volumen bei der Exergieentladung verbrauchtem Speicher 0,6 Volumenteile anderes Speichermedium wieder mit Exergie beladen werden, d. h. im Zyklus zusätzlich zur Verfügung stehen.
Bei einem isothermen Betrieb der Kolonne II lassen sich noch größere Faktoren der Speicherkapazitätserhöhung erreichen.
Über C-D ist in der Fig. 2 ein alternativer, geschlossener Kreislauf des Trägermediums dargestellt. Nutzwärme N wird dabei ausschließlich aus der im Medium der Kolonne I gespeicherten Energie gewonnen. Der Vorteil des offenen Kreislaufs, wie er über den Weg A-B in Fig. 2 dargestellt ist, liegt darin, daß mit dem Wasserdampf, der mit der Eingangsluft in die Kolonne I eintritt, dessen hohe latente Verdampfungswärme, die von der Umwelt ausgebracht wurde, zusätzlich als Nutzwärme gewonnen wird, d. h. daß ein chemischer Wärmepumpeneffekt ausgenutzt wird.
Für einen Zeolith des X-Typs sind die gewinnbaren Nutzwärmen pro l Zeolith-Speichermedium wie folgt:
  • 1. bei intern geschlossenem Kreislauf C-D nach Fig. 2: Q N = 0,12 kWh/Liter Zeolith
  • 2. bei Verwendung von feuchter Eingangsluft im offenen Kreislauf nach A-B gemäß Fig. 2: Q N = 0,26 kWh/Liter Zeolith
  • 3. bei Prozeßführung über den Weg A-B wie im Falle 2., jedoch mit der Nutzung der restlichen Exergie der trockenen Abluft bei adiabatischer Kolonne II Q N = 0,42 kWh/Liter Zeolith.
Bei den zuvor beschriebenen, im Labormaßstab durchgeführten Versuchen wurden Kolonnen mit einem inerten Durchmesser von 3,0 cm für das Speichermedium mit einer Zeolithfüllung von 1 m Höhe verwendet. Bei Einsatz von Schwefelsäure als Speichermedium wurde in Kolonnen von 3,0 cm innerem Durchmesser, welche mit Raschigringen als Füllkörper gefüllt waren, gearbeitet.
In der Fig. 3 ist schematisch der Aufbau und die Schaltung einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, wobei die Nutzwärme für Heizungszwecke verwendet werden kann.
Bei "EIN" wird möglichst trockene Umgebungsluft zu der Anlage zugeführt.
"ST" stellt den Ventilator für die Umwälzung des Trägermediums d. h. der Luft dar. D ist ein Wasserbefeuchter zur Wasserdampf­ sättigung.
W₁ entspricht dem unteren Wärmetauscher von Fig. 2, I, II und III sind Zeolithspeicherkolonnen, 1 und 2 sind Kolonnen, ebenfalls mit Zeolith gefüllt, S ist ein Sonnenkollektor und W₂ ist der Wärmetauscher für das Abziehen der Nutzenergie. Das Wesen dieser Anlage mit mehreren Zeolithspeichern liegt darin, daß durch entsprechende Schaltung der Dreiwegeventile ein Speicher, beispielsweise die Kolonne I als Wärme liefernder Speicher betrieben werden kann, daß in der Kolonne II die in der aus der Kolonne I austretenden Luft vorhandene Exergie noch weiter ausgenutzt wird und daß die Kolonne III bei entsprechender Sonneneinstrahlung energetisch beladen wird.
Als Werte für die Bemessung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Systems sei noch angegeben, daß in Europa die solare Einstrahlung um dein 50. Breitengrad rund 1100 kWh m-2 a-1 beträgt. Das Verhältnis der mittleren Einstrahlung im Juli und im Januar beträgt rund 8 : 1. Ein Standard- Einfamilienhaus mit Vollwärmeschutz benötigt rund 25 000 kWh a-1, wozu eine Kollektorfläche von rund 75 m² erforderlich wäre. Ein Warmwasser-Jahresspeicher hätte eine irreale Größe von rund 400 m³ bei einer angenommenen Jahres-Zyklenzahl von 1,5. Das (praktische) Heizöläquivalent für einen solchen Speicher wäre rund 3 m³ a-1. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung eines mit Zeolith arbeitenden Speichers ergeben sich aus der zuvor genannten Betriebsweise A-B nach Fig. 2 unter Nutzung der Restexergie der trockenen Abluft eine Speicherkapazität von 20 m³ bei einer Jahres-Zyklenzahl von 1,5. Geht man davon aus, daß durch die Nutzung solarer Strahlung in den Übergangsmonaten vor und nach dem Winter und im Winter selbst eine Zyklenzahl von über 2 realisierbar ist, würde sich die Speichergröße auf 15 m³ Zeolith reduzieren. Eine solche Zeolithmenge würde natürlich vorteilhafterweise in eine größere Anzahl von Speicherkolonnen aufgeteilt, beispielsweise bis zu 20 Speicherkolonnen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es daher möglich, auch Sorptionsmaterialien wie Zeolithe zur Heizung von Einfamilienhäusern einzusetzen, da einerseits Niedertemperaturquellen für die Aufladung des Zeolithspeichers verwendet werden können und andererseits bei der Entladung des Zeolithspeichers durch die Nutzung der restlichen Exergie eine um etwa 70% höhere Energieausbeute in Form von Wärme möglich wird.

Claims (3)

1. Verfahren zur Nutzung und Speicherung von Energie aus der Umwelt unter Verwendung eines mittels Sorption einer flüchtigen Komponente arbeitenden Speichermediums, in welchem beim Energieladen Exergie über ein gasförmiges inertes Trägermedium für diese Exergie in dem Speichermedium zu hoher Dichte akkumuliert wird und die gespeicherte Exergie bei Bedarf beim Entladen mittels eines ebenfalls gasförmigen, inerten Trägermediums aus dem Speicher für die Umwandlung in Wärme oder Kälte von gewünschtem Niveau abgezogen wird, wobei beim Energieladen die Exergie von kleineren Ungleichgewichtszuständen der Umwelt in Form von Temperaturen unter 100°C und/oder der relativen Feuchte von 55% akkumuliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem beim Energieentladen abgezogenen, gasförmigen, inerten Trägermedium nach Abführung von Nutzwärme enthaltende Restexergie durch Durchleiten des aus dem Speichermedium austretenden, von sorbierbarer, flüchtiger Komponente befreiten, inerten Trägermediums durch mit sorbierbarer, flüchtiger Komponente beladenes Speichermedium zur Desorption der Komponente in dem Speichermedium akkumuliert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Speichermedium eine hygroskopische Substanz, als sorbierbare, flüchtige Komponente Wasser und als Trägermedium Luft verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Speichermedium ein Zeolith verwendet wird.
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