DE3723289A1 - Device for conversion of heat energy - Google Patents

Device for conversion of heat energy

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DE3723289A1
DE3723289A1 DE19873723289 DE3723289A DE3723289A1 DE 3723289 A1 DE3723289 A1 DE 3723289A1 DE 19873723289 DE19873723289 DE 19873723289 DE 3723289 A DE3723289 A DE 3723289A DE 3723289 A1 DE3723289 A1 DE 3723289A1
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Abstract

The device for conversion of heat energy into mechanical work or into electrical or storable energy exhibits at least two heat reservoirs at different temperatures, each with a liquid medium and at least one heat exchanger. Arranged downstream of each heat reservoir is a device with a heat exchanger and with a piston displaceable under the pressure of an enclosed amount of gas, which device moreover is arranged in a closed hydraulic circuit with a hydraulic motor. The heat reservoir with the higher temperature alternatingly supplies heat to the devices, and the heat reservoir with the lower temperature alternatingly removes heat from the devices, the hydraulic motor producing work. The piston rods can also be directed towards the outside, exhibit a piston of ferromagnetic material, and in each case work together with a coil according to the immersion coil principle. A heat pump is also arranged between the two heat reservoirs. The heat reservoir with the higher temperature can be in radiation contact with the sun, in heat-conducting contact with waste water or used water giving off heat, and/or in radiation contact with a device giving off waste heat. An electric generator can be connected downstream of the hydraulic motor, and a device for electrolysis of water and a hydrogen reservoir can be connected downstream of the generator.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umwandeln von Wärme bzw. Abwärme in mechanische Arbeit, in elektrische und/oder speicherbare Energie.The invention relates to a device for converting heat or waste heat in mechanical work, in electrical and / or storable energy.

Unter Vorrichtungen zum Umwandeln von Wärme sind im Sinne der Erfindung Vorrichtungen zu verstehen, die bereits vorhandene Wärme, wie zum Beispiel die Sonnenenergie oder die in Kraftwerken, Hüttenbetrieben usw. anfallende Wärme nutzen.Under devices for converting heat are in the sense of Invention to understand devices that already exist Heat, such as solar energy or that in power plants, Use the heat generated by smelters etc.

Es ist bekannt, von Sonnenkollektoren aufgenommene Sonnenenergie voltaisch zu nutzen, d.h. in elektrische Energie umzuwandeln.It is known solar energy absorbed by solar panels to use voltaically, i.e. convert it into electrical energy.

Es ist auch bekannt, mit der elektrischen Ausgangsspannung von Sonnenkollektoren Wasser elektrolytisch zu zersetzen und den anfallenden Wasserstoff zu speichern, der zum Betreiben von Verbrennungsmotoren dient.It is also known to use the electrical output voltage of Solar panels to decompose and electrolytically water accumulate hydrogen to operate Internal combustion engines.

Es ist auch bekannt, mit der Abwärme eines Hochofens eine Wasserverdampfunganlage zu betreiben und das Abwasser aus dem Hochofenbetrieb zu reinigen, das anschließend der Produktion als Brauchwasser wieder zugeführt wird. It is also known to use the waste heat from a blast furnace Water evaporation system to operate and the waste water from the To clean the blast furnace operation, which is subsequently used as production Process water is supplied again.  

Diese bekannten Vorrichtungen sind im allgemeinen großtechnische Anlagen und jeweils für den speziellen Einsatzzweck konzipiert.These known devices are generally large-scale Systems and each designed for the special purpose.

Für den privaten Bereich (Haushaltsbereich) ist es bekannt, mit Kollektoren gesammelte Sonnenenergie über einen Wärmetauscher an im Kreislauf geführtes Wasser einer Warmwasserbeheizung abzugeben bzw. mit dieser Wärme für Haushaltszwecke genutztes Wasser zu erwärmen (Badewasser, Waschwasser). Dies setzt jedoch voraus, daß eine entsprechende Sonneneinstrahlung zur Verfügung steht.For the private sector (household sector) it is known with Collectors collect solar energy via a heat exchanger at the To deliver circulated water to a hot water heater or with this heat for water used for household purposes warm up (bath water, wash water). However, this presupposes that appropriate solar radiation is available.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eine Vorrich­ tung zum Umwandeln von Wärme in mechanische Arbeit und/oder elektrische und/oder speicherbare Energie, d.h. eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Umwandlung von Wärmeenergie, in mecha­ nische Energie, in elektrische oder in speicherbare Energie möglich ist.The invention has for its object a Vorrich device for converting heat into mechanical work and / or electrical and / or storable energy, i.e. a device to create with the conversion of thermal energy, into mecha African energy, electrical or storable energy is possible.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung dieser Art zu schaffen bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, die ohne weiteres eine Umstellung von der Umwandlung von Wärme in mechanische Arbeit auf die Umwandlung in elektrische Energie bzw. Wasserstoff gestattet, und die weiterhin sowohl im privaten Bereich als auch im gewerblichen Bereich universell einsetzbar ist und nach dem Baukastenprinzip für den bzw. die beabsichtigten Zwecke ohne weiteres umgebaut bzw. entsprechend ergänzt werden kann.The invention is also based on the object, a Vorrich to create this type of device or to create a device, which is easily a switch from converting heat into mechanical work on the conversion into electrical energy or Hydrogen is allowed, and continues to be both private Area as well as universally applicable in the commercial area is and according to the modular principle for the intended Purposes easily converted or supplemented accordingly can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach einem ersten Lösungsprin­ zip dadurch gelöst, daß die Vorrichtung mindestens zwei Wärme­ speicher unterschiedlicher Temperatur mit jeweils einem flüssigen Medium und mindestens einem Wärmetauscher aufweist, jedem Wärme­ speicher eine Einrichtung mit einem Wärmetauscher und mit einem unter dem Druck einer eingesperrten Gasmenge verschiebbaren Kolben nachgeordnet ist, beide Kolben weiterhin in einem ge­ schlossenen Hydraulikkreis mit einem Hydraulikmotor angeordnet sind, und der Wärmespeicher mit der höheren Temperatur abwech­ selnd den Einrichtungen Wärme zuführt und der Wärmespeicher mit der niedrigeren Temperatur abwechselnd den Einrichtungen Wärme entzieht.This object is achieved according to the invention after a first solution zip solved in that the device has at least two heat storage of different temperatures, each with a liquid Medium and at least one heat exchanger, each heat store a device with one heat exchanger and one slidable under the pressure of a confined amount of gas  Piston is subordinate, both pistons continue in one ge closed hydraulic circuit arranged with a hydraulic motor are, and the heat storage alternates with the higher temperature selnds heat to the facilities and the heat storage with the lower temperature alternately heat the facilities deprives.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach einem zweiten Lösungsprin­ zip dadurch gelöst, daß die Vorrichtung mindestens zwei Wärme­ speicher unterschiedlicher Temperatur mit jeweils einem flüssigen Medium und mindestens einem Wärmetauscher aufweist, jedem Wärme­ speicher eine Einrichtung mit einem Wärmetauscher und mit einem unter dem Druck einer eingesperrten Gasmenge verschiebbaren Kolben nachgeordnet ist, beide Kolben weiterhin in einem ge­ schlossenen Hydraulikkreis angeordnet sind, der Kolben jeder Kolbenstange nach außen geführt ist und einen Kolben aus ferro­ magnetischem Material aufweist, der mit einer Spule nach dem Tauchspulenprinzip zusammenarbeitet und der Wärmespeicher mit der höheren Temperatur abwechselnd den Einrichtungen Wärme zuführt und der Wärmespeicher mit der niedrigeren Temperatur abwechselnd den Einrichtungen Wärme entzieht.This object is achieved according to the invention after a second solution zip solved in that the device has at least two heat storage of different temperatures, each with a liquid Medium and at least one heat exchanger, each heat store a device with one heat exchanger and one slidable under the pressure of a confined amount of gas Piston is subordinate, both pistons continue in one ge closed hydraulic circuit are arranged, the piston each Piston rod is guided outwards and a piston made of ferro has magnetic material with a coil after Plunger principle works and the heat storage with the higher temperature alternately supplies heat to the facilities and the heat storage alternately with the lower temperature removes heat from the facilities.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die Temperaturdifferenz zwischen zwei Wärmespeichern in eine Druckdifferenz zwischen zwei Druckspeichern umgesetzt wird und die Druckdifferenz auf eine Hydraulikpumpe arbeitet.These measures ensure that the temperature difference between two heat stores in a pressure difference between two Pressure storage is implemented and the pressure difference to one Hydraulic pump works.

Der Hydraulikmotor kann mechanische Arbeit leisten, indem sie zum Beispiel eine Säge usw. antreibt.The hydraulic motor can do mechanical work by for example, drives a saw, etc.

Der Hydraulikmotor kann statt dessen oder auch zusätzlich einen elektrischen Generator antreiben, so daß gegebenenfalls zusätz­ lich elektrische Energie erzeugt wird, die dann zum Antrieb von Elektromotoren dient bzw. über ein Ladegerät in elektrischen Akkumulatoren gespeichert wird oder zur elektrolytischen Zerle­ gung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff dient.The hydraulic motor can instead or additionally one drive electrical generator, so that additional if necessary Lich electrical energy is generated, which is then used to drive  of electric motors or via a charger in electric Accumulators are stored or used for electrolytic dissection serving of water in hydrogen and oxygen.

Der Wasserstoff wird anschließend gespeichert und im Bedarfsfall zu Wasser beispielsweise in einem Verbrennungsmotor zum Beispiel als Antrieb für einen elektrischen Generator wieder zu Wasser oxidiert, wobei gleichzeitig die als Abwärme anfallende Reakti­ onswärme zum Beispiel für Haushaltszwecke aufzuheizendem Wasser zugeführt wird. von Warmwasserheizungen dient.The hydrogen is then stored and if necessary for example in water in an internal combustion engine back to water as a drive for an electric generator oxidized, at the same time the resulting as waste heat onswärme, for example, water to be heated for household purposes is fed. of hot water heaters.

Der Wärmespeicher höherer Temperatur kann erfindungsgemäß ein Sonnenkollektor sein, der die aufgenommene Wärme an im geschlos­ senen Kreislauf geführtes Wasser abgibt.According to the invention, the heat store of higher temperature can be a Solar panel, which is the heat absorbed in the closed releases its circulated water.

Er kann auch ein Wärmetauscher sein, dem beispielsweise in einem Hüttenwerk die Abwärme eines Erwärmungsofens für Brammen, Knüppeln und dergleichen zugeführt wird.It can also be a heat exchanger, for example in one Metallurgical plant the waste heat from a heating furnace for slabs, Sticks and the like is fed.

Dem als Wärmetauscher ausgebildeten Wärmespeicher der höheren Temperatur kann auch die Abwärme des Kühlsystems eines Hochofens zugeführt werden. Er ist dann in das Kühlsystem des Hochofens integriert.The heat storage designed as a heat exchanger of the higher Temperature can also be the waste heat from the cooling system of a blast furnace are fed. He is then in the blast furnace cooling system integrated.

Genrell ist es möglich, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die niederwertige Wärme von Dampf zu nutzen, indem sie einer Dampfturbine nachgeschaltet ist und dem aus der Dampfturbine austretenden Dampf weitere Wärme entzieht, die bisher ungenutzt über Kühltürme an die umgebende Atmosphäre abgeführt wurde. Generally it is possible with the device according to the invention to harness the low heat of steam by using one Steam turbine is connected downstream and that from the steam turbine escaping steam removes further heat that was previously unused was dissipated to the surrounding atmosphere via cooling towers.  

Es ist auch möglich die Abwärme von Coils durch Strahlung und/oder Konvektion auf den Wärmespeicher höherer Temperatur zu übertragen, indem der Wärmespeicher höherer Temperatur zum Beispiel als hohlzylindrischer Wärmetauscher ausgebildet ist, in dessen Innenraum die abzukühlenden Coils angeordnet werden.It is also possible to heat the coils by radiation and / or convection to the heat storage higher temperature transferred by the heat accumulator to higher temperature Example is designed as a hollow cylindrical heat exchanger in the interior of which the coils to be cooled are arranged.

Schließlich ist es auch möglich, die Abwärme abgebrannter Reaktorstäbe in Abklingbecken mittels der Vorrichtung in der erfindungsgemäßen Weise in eine andere Energieform umzuwandeln und gleichzeitig eine einfache und sichere Zwangskühlung abge­ brannter Reaktorstäbe zu schaffen.Finally, it is also possible to burn off the waste heat Reactor rods in decay tanks using the device in the to convert according to the invention into another form of energy and at the same time abge a simple and safe forced cooling to create burned reactor rods.

Es ist weiterhin möglich, die Restwärme der Abgase von Kraftwer­ ken, Heizkraftwerken, Flammkesseln und so weiter in der erfin­ dungsgemäßen Weise in eine andere Energieform umzuwandeln bzw. zu zu nutzen, statt sie wie bisher und zum Teil mit erheblichem Aufwand mitKühltürmen und so weiter an die Umgebung ungenutzt abzuführen.It is still possible to use residual heat from Kraftwer's exhaust gases ken, thermal power stations, flame boilers and so on in the invent convert according to the invention into another form of energy instead of using them as before and sometimes with considerable Effort with cooling towers and so on unused to the environment dissipate.

Der zweite Wärmespeicher mit der niedrigeren Temperatur ist ebenfalls ein Wärmetauscher, der in vielen Fällen der Umgebungs­ temperatur ausgesetzt ist, bzw. der Einstrahlung von Energie entzogen ist, indem er beispielsweise eine thermische Abschirmung aufweist oder der Sonneneinstrahlung entzogen ist oder im Erdreich vergraben ist usw. und somit zwangsläufig auf einer niedrigeren Temperatur als der Wärmespeicher höherer Temperatur gehalten wird.The second heat store with the lower temperature is also a heat exchanger, which in many cases is the surrounding exposed to temperature, or the radiation of energy is withdrawn by, for example, a thermal shield has or is out of the sun or in Soil is buried etc. and therefore inevitably on one lower temperature than the heat accumulator higher temperature is held.

Um unter allen Betriebsbedingungen sicher zu stellen, daß eine vorgegebene Temperaturdifferenz zwischen den beiden Wärmespeichern eingehalten wird, ist zwischen den beiden Wärmespeichern eine Wärmepumpe angeordnet, die bei Unterschreiten einer vorgegebenen Temperaturdifferenz zwischen den beiden Wärmespeichern Wärme von dem Wärmespeicher niedrigerer Temperatur zu dem Wärmespeicher höherer Temperatur pumpt.To ensure under all operating conditions that a specified temperature difference between the two heat stores is observed, there is one between the two heat stores Heat pump arranged when falling below a predetermined  Temperature difference between the two heat stores the lower temperature heat accumulator to the heat accumulator pumps at a higher temperature.

Gemäß einem ersten Ausführungsprinzip steht der Wärmespeicher mit der höheren Temperatur in Strahlungskontakt mit der Sonne und ist als von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit durchströmter Sonnenkollektor ausgebildet.According to a first embodiment principle, the heat accumulator stands with the higher temperature in radiation contact with the sun and is than through which water or another liquid flows Solar panel trained.

Gemäß einem zweiten Ausführungsprinzip steht der Wärmespeicher mit der höheren Temperatur in wärmeleitenden Kontakt mit Abwärme führendem Abwasser bzw. Brauchwasser.According to a second design principle, the heat store is located with the higher temperature in heat-conducting contact with waste heat leading wastewater or process water.

Entsprechendes gilt für den Dampf der bereits Dampfturbinen und so weiter durchströmt hat und für den Abwärme führenden Dampf in Hüttenwerken.The same applies to the steam of the steam turbines and has flowed through and for the waste heat leading steam in Metallurgical plants.

Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel steht der Wärmespeicher mit der höheren Temperatur in wärmeleitenden und/oder in Strah­ lungskontakt mit einer Abwärme abgebenden Einrichtung, die beispielsweise ein Erwärmungsofen für Brammen oder ein abzu­ kühlendes Coil oder das Abklingbecken für abgebrannte Reaktorstäbe ist.According to a third embodiment, the heat store is with the higher temperature in heat-conducting and / or in beams contact with a device that emits waste heat for example a heating furnace for slabs or an ab cooling coil or the decay basin for spent reactor rods is.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist dem Hydraulik­ motor ein elektrischer Generator nachgeschaltet. An den elektri­ schen Generator können elektrische Verbraucher wie zum Beispiel Bohrmaschinen, Fräsen, Boiler, Heizgeräte, elektrische Küchen­ geräte usw. angeschlossen sein. In a further embodiment of the invention, the hydraulic motor an electrical generator connected downstream. At the electri generator can be electrical consumers such as Drills, milling machines, boilers, heaters, electric kitchens devices etc. connected.  

In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist dem elektrischen Generator eine Vorrichtung zur Elektrolyse von Wasser und ein Speicher für Wasserstoff nachgeschaltet, so daß Energie gespeichert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wandelt in diesem Falle Wärmeenergie in speicherbare Energie um.In a still further embodiment of the invention electrical generator a device for the electrolysis of Water and a storage for hydrogen downstream, so that Energy is stored. The device according to the invention in this case converts thermal energy into storable energy.

Erfindungsgemäß sind die Wärmetauscher zusätzlich in einem geschlossenen Kreislauf einer Heizungsanlage bzw. Kühlanlage angeordnet, so daß eine Klimatisierung von Räumen sichergestellt ist und gleichzeitig hierfür nicht benötigte, jedoch zur Verfügung stehende Wärmeenergie zusätzlich in Arbeit, in mecha­ nische bzw. elektrische oder speicherbare Energie umgewandelt wird.According to the invention, the heat exchangers are additionally in one closed circuit of a heating or cooling system arranged so that air conditioning of rooms is ensured is and at the same time not required for this, however for Available thermal energy in work, in mecha niche or electrical or storable energy converted becomes.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispie­ len erläutert.The invention is in the drawing based on exemplary embodiments len explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 das Ausführungsbeispiel eines Blockschaltbildes der Vor­ richtung, Fig. 1, the embodiment of a block diagram of, before direction

Fig. 2-7 die Schaltstellungen der Ventile der Fig. 1, Fig. 2-7, the switching positions of the valves of Fig. 1,

Fig. 8 ein zweites Ausführungsbeispiel, Fig. 8 shows a second embodiment,

Fig. 9 ein drittes Ausführungsbeispiel im Ausschnitt, Fig. 9 shows a third embodiment in the cutout,

Fig. 10-13 ein zweites Ausführungbeispiel des Blockschaltbildes Fig. 14 ein Ausführungsbeispiel für ein Familienhaus, Figs. 10-13, a second embodiment of the block diagram Fig. 14 shows an embodiment of a dwelling,

Fig. 15 ein erstes Ausführungsbeispiel für den gewerblichen Bereich und Fig. 15 shows a first embodiment for the commercial area and

Fig. 16 ein zweites Ausführungsbeispiel für den gewerblichen Bereich. Fig. 16 shows a second embodiment for the commercial sector.

Fig. 17 das Ausführungsbeispiel einer Einrichtung. Fig. 17 shows the embodiment of a device.

Die Fig. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel eines Blockschaltbildes der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 1 shows the embodiment of a block diagram of the device according to the invention.

Mit 1 ist der Wärmespeicher der höheren Temperatur bezeichnet, mit 2 der Wärmespeicher mit der niedrigeren Temperatur, mit 3 die dem Wärmespeicher der höheren Temperatur nachgeordnete Einrichtung, die einen Wärmetauscher und einen unter dem Druck einer eingesperrten Gasmenge verschiebbaren Kolben aufweist, mit 4 die dem Wärmespeicher mit der niedrigeren Temperatur nachgeord­ nete Einrichtung, die einen Wärmetauscher und einen unter dem Druck einer eingesperrten Gasmenge verschiebbaren Kolben auf­ weist, und mit 5 die zwischen Wärmespeicher 1 und dem Wärmespei­ cher 2 angeordnete Wärmepumpe, die eine vorgegebene Temperatur­ differenz zwischen den beiden Wärmespeichern aufrecht erhält.With 1 the heat accumulator of the higher temperature is designated, with 2 the heat accumulator with the lower temperature, with 3 the device downstream of the heat accumulator with higher temperature, which has a heat exchanger and a piston which can be displaced under the pressure of a locked-in gas quantity, with 4 the heat accumulator with the lower temperature nachgeord Nete device that has a heat exchanger and a displaceable under the pressure of a locked-in gas quantity piston, and with 5 the heat pump arranged between heat accumulator 1 and the heat accumulator 2 , which maintains a predetermined temperature difference between the two heat accumulators .

Der Wärmetauscher 1 der höheren Temperatur weist einen isolierten Tank 6 auf, der mit einer Wasseremulsion gefüllt ist und der die drei Wärmetauscher 8, 9 und 10 aufweist.The heat exchanger 1 of the higher temperature has an insulated tank 6 which is filled with a water emulsion and which has the three heat exchangers 8 , 9 and 10 .

Der Wärmetauscher 8 bildet zum Beispiel mit einem nicht darge­ stellten Sonnenkollektor einen geschlossenen Kreislauf, der von dem Sonnenkollektor gesammelte Sonnenenergie auf die Wasseremul­ sion überträgt.The heat exchanger 8 , for example, forms a closed circuit with a solar collector, not shown, which transfers solar energy collected by the solar collector to the water emulsion.

Der Wärmetauscher 9 führt in geschlossenem Kreislauf wechselweise kühlere Wasseremulsion der Einrichtung 3 oder der Einrichtung 4 zu, so daß sich wechselweise ein entsprechender Druck p 1bzw. p 2 entsprechend den Temperaturen t 1 bzw. t 2 in den beiden Wärme­ speichern 1 bzw. 2 aufbaut. The heat exchanger 9 alternately supplies cooler water emulsion to the device 3 or the device 4 in a closed circuit, so that alternately a corresponding pressure p 1 or p 2 corresponding to the temperatures t 1 or t 2 in the two heat stores 1 or 2 builds up.

Der Wärmetauscher 10 ist in einem geschlossenen Kreislauf mit der Wärmepumpe angeordnet und überträgt die von der Wärmepumpe zugeführte Wärmeenergie auf die Wasseremulsion des Wärmetauschers 1.The heat exchanger 10 is arranged in a closed circuit with the heat pump and transfers the heat energy supplied by the heat pump to the water emulsion of the heat exchanger 1 .

Der Wärmespeicher 2 weist einen isolierten Tank 7 auf, der mit einer Wasseremulsion gefüllt ist und der die zwei Wärmetauscher 11 und 12 aufweist.The heat accumulator 2 has an insulated tank 7 which is filled with a water emulsion and which has the two heat exchangers 11 and 12 .

Der Wärmetauscher 11 ist in einem geschlossenen Kreislauf mit der Wärmepumpe angeordnet, die über den Wärmetauscher 11 der Wasser­ emulsion des Wärmespeichers 2 Wärme entzieht.The heat exchanger 11 is arranged in a closed circuit with the heat pump, which removes heat from the water emulsion of the heat accumulator 2 via the heat exchanger 11 .

Der Wärmetauscher 12 ist ebenfalls in einem geschlossenen Kreislauf angeordnet und führt wechselweise der Einrichtung 2 oder der Einrichtung 1 Wasseremulsion der niedrigeren Temperatur t 2 zu, so daß sich wechselweise ein Druck p 1 bzw. p 2 in der Einrichtung 3 oder Einrichtung 4 aufbaut bzw. abbaut, wobei entsprechend den thermodynamischen Gesetzmäßigkeiten p 1<P 2 ist, da voraussetzungsgemäß t 1<t 2 ist.The heat exchanger 12 is also arranged in a closed circuit and alternately supplies the device 2 or device 1 with water emulsion of the lower temperature t 2 , so that a pressure p 1 or p 2 alternately builds up in the device 3 or device 4 or degrades, whereby according to the thermodynamic laws p 1 < P 2 , since t 1 < t 2 is required.

Wenn der Wärmetauscher 9 der Einrichtung 3 Wasseremulsion der Temperatur t 1 zuführt, führt der Wärmetauscher 12 der Einrichtung 4 Wasseremulsion der Temperatur t 2 zu und wenn der Wärmetauscher 9 der Einrichtung 4 Wasseremulsion der Temperatur t 1 zuführt, führt der Wärmetauscher 12 der Einrichtung 4 Wasseremulsion der Tempe­ ratur t 2 zu.If the heat exchanger 9 supplies the device 3 with water emulsion at the temperature t 1 , the heat exchanger 12 supplies the device 4 with water emulsion at the temperature t 2 and when the heat exchanger 9 supplies the device 4 with water emulsion at the temperature t 1 , the heat exchanger 12 supplies the device 4 with water emulsion the temperature t 2 to.

Dies hat zur Folge, daß sich wechselweise mit entsprechendem Vorzeichen eine Druckdifferenz zwischen der Einrichtung 3 und der Einrichtung 4 aufbaut, die dann zum Verrichten von Arbeit genutzt wird. The result of this is that a pressure difference between the device 3 and the device 4 alternately builds up with a corresponding sign, which pressure difference is then used to perform work.

Da es nur auf die Druckdifferenz |p 1-p 2 | ankommt, ist es gleichgültig ob die beiden Wärmespeicher auf relativ hohem oder niedrigem Temperaturniveau arbeiten.Since it only depends on the pressure difference | p 1 - p 2 | arrives, it does not matter whether the two heat stores work at a relatively high or low temperature level.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit nicht daran gebunden, daß höherwertige Energie zum Beispiel Heißdampf über 150°C zur Verfügung steht, wie dies zum Beispiel bei Turbinen der Fall ist.The device according to the invention is therefore not tied to that higher quality energy, for example, superheated steam above 150 ° C Is available, as is the case with turbines, for example.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise einer derartigen Turbine nachgeschaltet sein und die restliche Energie des aus der Turbine austretenden bis unter 100°C abgekühlten Dampfes nutzen.The device according to the invention can be, for example such a turbine and the rest of the energy the one coming out of the turbine has cooled down to below 100 ° C Use steam.

Von dem Wärmetauscher 9 führt eine Leitung 13 zu einem 3/3-Wege­ ventil 14 und ist mit dessen einem Zufluß 15 verbunden. Der zweite Zufluß ist mit 16 bezeichnet.From the heat exchanger 9 , a line 13 leads to a 3/3-way valve 14 and is connected to an inflow 15 . The second inflow is designated 16 .

In dem zur Einrichtung 3 führenden Abfluß 17 des 3/3-Wege­ ventils 14 ist die Förderpumpe 18 angeordnet.In the leading to the device 3 drain 17 of the 3/3-way valve 14 , the feed pump 18 is arranged.

Von dem Wärmetauscher 9 führt eine zweite Leitung 19 zu einem 3/3-Wegeventil 20 und ist mit dessen einem Abfluß 21 verbunden. Der zweite Abfluß ist mit 22 bezeichnet.From the heat exchanger 9 , a second line 19 leads to a 3/3-way valve 20 and is connected to an outlet 21 thereof. The second drain is designated 22 .

Der Zufluß 23 des 3/3-Wegeventils 20 führt zu der Einrichtung 3.The inflow 23 of the 3/3-way valve 20 leads to the device 3 .

In diesem Zufluß 23 ist der Temperaturfühler 24 angeordnet.The temperature sensor 24 is arranged in this inflow 23 .

Die Einrichtung 3 weist einen innen wärmeisolierten gasdichten Behälter 25 auf, der mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt ist, im einfachsten Falle mit Luft. The device 3 has an internally heat-insulated gas-tight container 25 which is filled with a pressurized gas, in the simplest case with air.

In dem Gasraum 26 des Behälters ist ein Wärmetauscher 27 ange­ ordnet, der mit dem Abfluß 17 und dem Zufluß 22 verbunden ist.In the gas space 26 of the container, a heat exchanger 27 is arranged, which is connected to the drain 17 and the inflow 22 .

Der Behälter 25 weist einen als verjüngten Ansatz ausgebildeten Zylinder 28 auf, der den Kolben 29 führt. Seine eine Stirnfläche 30 steht unter dem Druck des Gasraumes 26, während seine andere Stirnfläche 31 gegen Hydraulikflüssigkeit im Zylinderraum 32 ansteht.The container 25 has a cylinder 28 designed as a tapered extension, which guides the piston 29 . Its one end face 30 is under the pressure of the gas space 26 , while its other end face 31 is against hydraulic fluid in the cylinder space 32 .

Der Zylinderraum 32 weist zwei Anschlüsse 33 und 34 auf, die mit den beiden Leitungen 35 und 36 des 4/3-Wegeventils 37 verbunden sind.The cylinder chamber 32 has two connections 33 and 34 which are connected to the two lines 35 and 36 of the 4/3-way valve 37 .

Der Abfluß 38 und der Zufluß 39 des 4/3-Wegeventils 37 führen zu den Anschlüssen 40 bzw. 41 des Hydraulikmotors 42.The drain 38 and the inflow 39 of the 4/3-way valve 37 lead to the connections 40 and 41 of the hydraulic motor 42 .

Von dem Wärmetauscher 12 führt eine Leitung 43 zu einem 3/3-Wege­ ventil 44 und ist mit dessen einem Zufluß 45 verbunden. Der andere Zufluß ist mit 46 bezeichnet.From the heat exchanger 12 , a line 43 leads to a 3/3-way valve 44 and is connected to an inflow 45 . The other inflow is designated 46 .

In dem zur Einrichtung 4 führenden Abfluß 47 ist die Förderpumpe 48 angeordnet.The feed pump 48 is arranged in the outlet 47 leading to the device 4 .

Von dem Wärmetauscher 12 führt eine zweite Leitung 49 zu einem 3/3-Wegeventil 50 und ist mit dessen einem Abfluß 51 verbunden. Der zweite Abfluß ist mit 52 bezeichnet.A second line 49 leads from the heat exchanger 12 to a 3/3-way valve 50 and is connected to an outlet 51 thereof. The second drain is designated 52 .

Der Zufluß 53 des 3/3-Wegeventils 50 führt zu der Einrichtung 3. In diesem Zufluß 53 ist der Temperaturfühler 54 angeordnet. The inflow 53 of the 3/3-way valve 50 leads to the device 3 . The temperature sensor 54 is arranged in this inflow 53 .

Die Einrichtung 4 weist einen innen isolierten gasdichten Behälter 55 auf, der ebenfalls mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt ist, wobei bei gleichen Temperaturen die Gasdrücke gleich sind, d.h. bei längerem Ruhezustand der Vorrichtung (Wärmeausgleich).The device 4 has an internally insulated gas-tight container 55 , which is also filled with a pressurized gas, the gas pressures being the same at the same temperatures, ie when the device is in a longer idle state (heat compensation).

In dem Gasraum 56 des Behälters ist ein Wärmetauscher 57 angeord­ net, der mit dem Abfluß 47 und dem Abfluß 53 verbunden ist.In the gas space 56 of the container, a heat exchanger 57 is net angeord, which is connected to the drain 47 and the drain 53 .

Der Behälter 55 weist einen als verjüngten Ansatz ausgebildeten Zylinder 58 auf, der den Kolben 59 führt.The container 55 has a cylinder 58 designed as a tapered extension, which guides the piston 59 .

Seine eine Stirnfläche 60 steht unter dem Druck des Gasraumes 56, während seine andere Stirnfläche 61 gegen Hydraulikflüssikeit im Zylinderraum 62 ansteht.Its one end face 60 is under the pressure of the gas space 56 , while its other end face 61 is against hydraulic fluid in the cylinder space 62 .

Der Zylinderraum 62 weist zwei Anschlüsse 63 und 64 auf, die mit den beidenLeitungen 65 und 66 des 4/3-Wegeventils 67 verbunden sind.The cylinder chamber 62 has two connections 63 and 64 which are connected to the two lines 65 and 66 of the 4/3-way valve 67 .

Der Abfluß 68 und der Zufluß 69 des 4/3-Wegeventils 67 führen zu dem Anschluß 40 bzw. 41 des Hydraulikmotors 42.The drain 68 and the inlet 69 of the 4/3-way valve 67 lead to the connection 40 and 41 of the hydraulic motor 42 .

Die Leitung 13 weist zwischen dem Wärmetauscher 9 und dem 3/3-Wegeventil 14 einen Abzweig 70 auf, von dem die Leitung 71 zu dem einen Zufluß 72 des 4/2-Wegeventils 73 führt. Der eine Abfluß ist mit 74, der andere mit 76 bezeichnet.The line 13 has a branch 70 between the heat exchanger 9 and the 3/3-way valve 14 , from which the line 71 leads to the one inflow 72 of the 4/2-way valve 73 . One drain is designated 74 , the other 76 .

Vom Abfluß 74 des 3/3-Wegeventils 73 führt die Leitung 77 zu dem Abzweig 78, der mit der Zuflußleitung 16 des 3/3-Wegeventils 14 verbunden ist. From the drain 74 of the 3/3-way valve 73 , the line 77 leads to the branch 78 , which is connected to the inflow line 16 of the 3/3-way valve 14 .

In der Leitung 19 ist zwischen dem Wärmetauscher 9 und dem 3/3-Wegevetnil 20 ist ein Abzweig 79, von dem die Leitung 80 zu dem einen Abfluß 81 des 3/3-Wegeventils 82 führt, dessen zweiter Abfluß 83 mit dem Abzweig 78 verbunden ist. Der Zufluß des 3/3-Wegeventils 82 ist mit 84 bezeichnet.In line 19 between the heat exchanger 9 and the 3/3-way valve 20 there is a branch 79 , from which the line 80 leads to the one outlet 81 of the 3/3-way valve 82 , the second outlet 83 of which is connected to the branch 78 is. The inflow of the 3/3-way valve 82 is designated 84 .

Vom Abfluß 22 des 3/3-Wegeventils 20 führt die Leitung 85 zum Zufluß 86 des 3/3-Wegeventils 87, dessen beide Abflüsse mit 88 bzw. 89 bezeichnet sind.From the outlet 22 of the 3/3-way valve 20 , the line 85 leads to the inflow 86 of the 3/3-way valve 87 , the two outlets of which are designated 88 and 89, respectively.

Die Leitung 43 weist zwischen dem Wärmetauscher 12 und Zufluß 45 des 3/3-Wegeventils 44 einen Abzweig 90 auf, von dem die Leitung 91 zu dem Zufluß 75 des 4/2-Wegeventils 73 führt.The line 43 has a branch 90 between the heat exchanger 12 and the inlet 45 of the 3/3-way valve 44 , from which the line 91 leads to the inlet 75 of the 4/2-way valve 73 .

Vom zweiten Zufluß 46 des 3/3-Wegeventils 44 führt die Leitung 92 über einen Abzweig 93 zu dem Abfluß 89 des 3/3-Wegeventils 87. Vom Abzweig 93 führt die Leitung 94 zu dem zweiten Abfluß 76 des 4/2- Wegeventils 73.The line 92 leads from the second inflow 46 of the 3/3-way valve 44 via a branch 93 to the outlet 89 of the 3/3-way valve 87 . The line 94 leads from the branch 93 to the second outlet 76 of the 4/2-way valve 73 .

In der Leitung 49 befindet sich zwischen dem Wärmetauscher 12 und dem 3/3-Wegeventil 50 ein Abzweig 95, von dem die Leitung 96 zu dem zweiten Abfluß 88 des 3/3-Wegeventils 83 führt.In line 49 there is a branch 95 between the heat exchanger 12 and the 3/3-way valve 50 , from which line 96 leads to the second outlet 88 of the 3/3-way valve 83 .

Der Hydromotor in Fig. 1 ist mit einem elektrischen Generator 97 gekoppelt, dessen elektrische Ausgangsspannung gleichgerichtet sein kann.The hydraulic motor in FIG. 1 is coupled to an electrical generator 97 , the electrical output voltage of which can be rectified.

Die Fig. 2 bis 7 erläutern die Funktionsweise der Vorrichtung nach Fig. 1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Figs. 2 to 7 illustrate the operation of the apparatus of FIG. 1. The same parts are designated by like reference numerals.

In der Fig. 8 weisen der Kolben 28 der Einrichtung 3 und der Kolben 59 der Einrichtung 4 jeweils eine aus dem zugeordneten Zylinderraum 32 bzw. 62 hinausgeführte Kolbenstange 98 bzw. 99 mit einem Kolben 100 bzw. 101 aus ferromagnetischem Material auf. Die Kolben arbeiten jeweils mit einer Feldspule 102 bzw. 103 nach dem Tauchspulenprinzip zusammen, so daß an den Abgriffen 104 und 105 bzw. 106 und 107 eine elektrische Spannung abgegriffen werden kann.In FIG. 8, 28 have the piston each have a run out of the associated cylinder space 32 and 62, piston rod 98 and 99 with a piston 100 and 101 of ferromagnetic material on the device 3 and the piston 59 of the device 4. The pistons each work with a field coil 102 or 103 according to the moving coil principle, so that an electrical voltage can be tapped at the taps 104 and 105 or 106 and 107 .

Zwischen den beiden Zylinderräumen 32 und 62 ist ein 4/2-Wege­ ventil 108 angeordnet, dessen Anschlüsse 109 und 110 mit dem Zylinderraum 32 verbunden sind, während die Anschlüsse 103 und 104 mit dem Zylinderraum 62 verbunden sind.Between the two cylinder spaces 32 and 62 , a 4/2-way valve 108 is arranged, the connections 109 and 110 of which are connected to the cylinder space 32 , while the connections 103 and 104 are connected to the cylinder space 62 .

Die Fig. 2 zeigt die Ventilstellung der Ventile 14 und 20 während der Zufuhr von Wasseremulsion vom Wärmespeicher 9 zum Wärmetauscher 27, so daß das im Gasraum 26 eingesperrte und bereits unter Druck stehende Gas erwärmt wird und seinen Druck weiter erhöht. Fig. 2 shows the valve position of the valves 14 and 20 during the supply of water emulsion from the heat store 9 to the heat exchanger 27, so that the trapped in the gas space 26 and already pressurized gas is heated and further increases its pressure.

In dieser Phase ist das Ventil 37 gemäß Fig. 5 in Ruhestellung.In this phase, the valve 37 according to FIG. 5 is in the rest position.

Gleichzeitig strömt entsprechend der Stellung der Ventile 44 und 50 Wasseremulsion aus dem Wärmespeicher 12 zum Wärmetauscher 57, so daß das im Gasraum 56 eingesperrte und unter Druck stehende Gas abgekühlt wird und seinen Druck erniedrigt.At the same time, according to the position of the valves 44 and 50, water emulsion flows from the heat accumulator 12 to the heat exchanger 57 , so that the gas which is locked in the gas space 56 and is under pressure is cooled and its pressure is reduced.

In dieser Phase ist das Ventil 67 gemäß Fig. 3 in Ruhestellung.In this phase, the valve 67 according to FIG. 3 is in the rest position.

Sobald der Druck des Gases im Gasraum 26 bzw. 57 seinen Maximal­ wert bzw. Minimalwert erreicht hat, werden die Ventile 32 und 67 in die Arbeitsstellung geschaltet, daß der Kolben 29 hydrauli­ sches Medium über die Leitung 38 dem Hydromotor zuführt und über die Leitung 69 abführt 64 verdrängt und den Kolben 59 aus seiner aus Fig. 1 ersichtlichen unteren Stellung in die obere Stellung verdrängt, wobei gleichzeitig der hydraulische Motor 42 angetrieben wird und der Kolben 29 aus seiner aus Fig. 1 ersichtlichen oberen Stellung in die untere Stellung gelangt.As soon as the pressure of the gas in the gas space 26 or 57 has reached its maximum or minimum value, the valves 32 and 67 are switched into the working position that the piston 29 supplies hydraulic medium via line 38 to the hydraulic motor and via line 69 removes 64 displaces and displaces the piston 59 from its lower position shown in FIG. 1 to the upper position, at the same time the hydraulic motor 42 is driven and the piston 29 moves from its upper position shown in FIG. 1 into the lower position.

Die Ventile 37 und 67 werden in Ruhestellung geschaltet (Fig. 5), während die Ventile 14, 20, 82, 73, 87, 44 und 50 in die aus der Fig. 4 ersichtliche Stellung geschaltet werden.Valves 37 and 67 are switched to the rest position ( FIG. 5), while valves 14 , 20 , 82 , 73 , 87 , 44 and 50 are switched to the position shown in FIG. 4.

Die Schaltstellung nach Fig. 5 dieser Ventile hat zur Folge, daß aus der Einrichtung 3 Wasseremulison zur Einrichtung 4 fließt und von dieser Wasseremulsion zur Einrichtung 3, d.h., daß restliche Wärme der Einrichtung 4 vorab zugeführt wird, während die Temperatur in der Einrichtung 3 abgesenkt wird.The switching position shown in FIG. 5 of these valves has the consequence that from the device 3 Wasseremulison to device 4 flows and by this water emulsion for device 3, that is, remaining heat of the device 4 is supplied in advance, while the temperature lowered in the device 3 becomes.

Anschließend werden die Ventile 14, 20, 82, 73, 87, 44 und 50 in die aus der Fig. 6 ersichtliche Arbeitstellung geschaltet, so daß über den Wärmetauscher 8 zusätzlich Wärme dem Wärmetauscher 57 zugeführt und somit das Gas im Gasraum 56 auf die Temperatur t 1 gebracht wird und die Temperatur im Gasraum 26 durch die Zufuhr von kälterer Wasseremulsion durch den Wärmetauscher 12 zum Wärmetauscher 27 auf die Temperatur t 2 abgesenkt wird.Subsequently, the valves 14 , 20 , 82 , 73 , 87 , 44 and 50 are switched to the working position shown in FIG. 6, so that additional heat is supplied to the heat exchanger 57 via the heat exchanger 8 and thus the gas in the gas space 56 to the temperature t 1 is brought and the temperature in the gas space 26 is reduced to the temperature t 2 by the supply of colder water emulsion through the heat exchanger 12 to the heat exchanger 27 .

Die Einrichtungen 3 und 4 haben in Fig. 6 hierdurch gewisser­ maßen im Vergleich zur Fig. 1 ihre Temperaturen, d.h. damit auch ihre Drücke gewissermaßen ausgetauscht.The devices 3 and 4 in FIG. 6 have thus to a certain extent their temperatures in comparison to FIG. 1, that is to say to some extent also their pressures.

Dies ist aus Fig. 7 ersichtlich, die einen Ausschnitt aus Fig. 1 zeigt und nur insoweit von ihr abweicht, daß der Kolben 51 sich in seiner oberen Stellung und der Kolben 29 in seiner unteren Stellung befindet. This can be seen in FIG. 7, which shows a section of FIG. 1 and differs from it only to the extent that the piston 51 is in its upper position and the piston 29 is in its lower position.

Falls sich nach längerer Betriebspause sich die beiden Wärmespeicher auf der gleichen Temperatur befinden sollten, bzw. die vorgege­ bene Temperaturdifferenz unterschritten sein sollte, wird bei Betriebsbeginn zunächst mit der Wärmepumpe die vorgegebene Temperaturdifferenz zwischen den beiden Wärmespeichern erzeugt.If after a long break in operation, the two heat stores should be at the same temperature, or the above If the temperature difference is less than, the Start the operation with the heat pump the specified one Temperature difference between the two heat stores generated.

Die Ventile 37 und 67 werden dann in die aus der Fig. 7 ersichtliche Stellung geschaltet, so daß der Kolben 59 sich in seine untere Stellung und der Kolben 29 sich in seine obere Stellung wieder bewegt, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist.The valves 37 and 67 are then switched to the position shown in FIG. 7, so that the piston 59 moves into its lower position and the piston 29 moves back into its upper position, as can be seen from FIG. 3.

Die Fig. 9 zeigt im Ausschnitt eine Abwandlung des Ausführungs­ beipiels in den Fig. 1 bis 7, indem dem Generator 97 eine an sich bekannte Einrichtung 113 zur elektrolytischen Zerlegung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff nachgeschaltet ist. Der Wasserstoff wird in einem Speicher 114 und der Sauerstoff in einem Speicher 115 gespeichert. Fig. 9 shows a detail of a modification of the embodiment example in FIGS . 1 to 7, by the generator 97 is followed by a known device 113 for the electrolytic decomposition of water into hydrogen and oxygen. The hydrogen is stored in a storage 114 and the oxygen in a storage 115 .

Durch die im Bedarfsfall erfolgende Verbrennung des Wasserstoffs zu Wasser wird die freiwerdende Reaktionswärme als Wärmeenergie verfügbar. Insoweit wird durch diese Maßnahme gewissermaßen Sonnenenergie oder eine andere Wärmeenergie speicherbar gemacht.Through the combustion of the hydrogen if necessary the heat of reaction released becomes water as thermal energy available. To this extent, this measure is to a certain extent Solar energy or other heat energy made storable.

Die Fig. 10 bis 13 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel für das Blockschaltbild, das insoweit gegenüber dem Blockschaltbild der Fig. 1 bis 8 eine Vereinfachung ist, da die Ventile 73, 82 und 87 entfallen. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet insoweit sie dargestellt sind. Die weiteren identi­ schen Teile sind zur Vereinfachung weggelassen. Figs. 10 to 13 show a second embodiment for the block diagram to 8 simplification is far relative to the block diagram of Fig. 1, since the valves 73, 82 and 87 omitted. The same parts are identified with the same reference numerals insofar as they are shown. The other identical parts are omitted for simplification.

Die Fig. 11 bis 13 zeigen jeweils nur einen Ausschnitt aus der Fig. 10. FIGS. 11 to 13 each show only a section from FIG. 10.

Gemäß Fig. 11 wird mit der Pumpe 18 warme Wasseremulsion aus dem Wärmetauscher 9 in den Wärmetauscher 27 gefördert, entsprechend wird Wasseremulsion aus dem Wärmetauscher 12 in den Wärmetauscher 57 gefördert.According to FIG. 11, warm water emulsion is conveyed from the heat exchanger 9 into the heat exchanger 27 by the pump 18 ; accordingly, water emulsion is conveyed from the heat exchanger 12 into the heat exchanger 57 .

In der Ventilstellung der Fig. 12 wird aus dem Wärmetauscher 9 warme Wasseremulsion in den Wärmetauscher 57 gefördert und kalte Wasseremulsion aus dem Wärmetauscher 57 in den Wärmetauscher 12 transportiert, wobei gleichzeitig aus dem Wärmetauscher 12 kalte Wasseremulsion dem Wärmetauscher 27 zugeführt wird und warme Wasseremulsion aus dem Wärmetauscher 27 in den Wärmetauscher 9 verdrängt wird bis der Wärmetauscher 27 die Temperatur t 2 erreicht und der Wärmetauscher 57 die Temperatur t 1 erreicht hat.In the valve position of FIG. 12, warm water emulsion is conveyed from the heat exchanger 9 into the heat exchanger 57 and cold water emulsion is transported from the heat exchanger 57 into the heat exchanger 12 , with cold water emulsion being supplied to the heat exchanger 27 from the heat exchanger 12 and warm water emulsion from the Heat exchanger 27 is displaced into heat exchanger 9 until heat exchanger 27 reaches temperature t 2 and heat exchanger 57 has reached temperature t 1 .

Durch Umschalten der Ventile gemäß Fig. 13 fließt warme Wasser­ emulsion vom Wärmetauscher 9 zum Wärmetauscher 57 und kalte Wasseremulsion von Wärmetauscher 12 zum Wärmetauscher 27.By switching the valves according to FIG. 13, warm water emulsion flows from the heat exchanger 9 to the heat exchanger 57 and cold water emulsion from the heat exchanger 12 to the heat exchanger 27 .

Dies hat zur Folge, daß die Einrichtung 3 den Gasdruck p 2 annimmt und die Einrichtung 4 den Gasdruck p 1. Der Kolben 29 befindet sich hierbei in der unteren, der Kolben 59 in der oberen Stellung (nicht dargestellt in Fig. 13, vgl. jedoch Fig. 1 bis 7).As a result, the device 3 assumes the gas pressure p 2 and the device 4 the gas pressure p 1 . The piston 29 is in the lower position, the piston 59 in the upper position (not shown in FIG. 13, but see FIGS. 1 to 7).

Sobald durch die entsprechende Ventilstellung der Kolben 59 Arbeit geleistet und den Kolben 29 gleichzeitig in die obere Stellung verdrängt hat, werden die Ventile in die aus der Fig. 10 ersichtliche Stellung umgeschaltet, so daß die Einrichtung 3 auf die Temperatur t 1 und die Einrichtung 4 auf die Temperatur wieder t 2 gebracht wird und anschließend der Kolben 29 Arbeit leistet und den Kolben 59 in seine obere Stellung verdrängt. As soon as the piston 59 has performed work through the corresponding valve position and at the same time displaced the piston 29 into the upper position, the valves are switched to the position shown in FIG. 10, so that the device 3 is at the temperature t 1 and the device 4 is brought back to the temperature t 2 and then the piston 29 does work and displaces the piston 59 into its upper position.

Die Fig. 14 zeigt das erweiterte Blockdiagramm der Fig. 1 für ein Familienhaus wobei Sonnenenergie dem Wärmespeicher 1 zugeführt wird, weiterhin die Abwärme von anfallendem Brauchwasser, zum Beispiel Badewasser zurückgewonnen wird und weiterhin ein Brenner vorgesehen ist, um in der sonnenarmen Zeit den gespeicherten Wasserstoff zu verbrennen. FIG. 14 shows the expanded block diagram of FIG. 1 for a family house, with solar energy being supplied to the heat store 1 , the waste heat from the process water, for example bath water, being recovered and a burner being provided in order to store the hydrogen stored in the low-sun time to burn.

Mit der Fig. 1 identische Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.Parts identical to FIG. 1 are identified by the same reference numerals.

Der Wärmespeicher 1 weist einen zusätzlichen Wärmetauscher 116 auf, der der im Kreislauf geführten Wasseremulsion des Dachkollek­ tors 117 oberhalb einer vorgegebenen Temperatur die Wärme entzieht.The heat accumulator 1 has an additional heat exchanger 116 , which removes the heat from the circulating water emulsion of the roof collector gate 117 above a predetermined temperature.

Unterhalb der vorgegebenen Temperatur wird die Wasseremulsion des Dachkollektors dem Wärmespeicher 2 über das 3/3-Wegeventil 122 und dem Wärmetauscher 123 zugeführt.Below the predetermined temperature, the water emulsion of the roof collector is supplied to the heat accumulator 2 via the 3/3-way valve 122 and the heat exchanger 123 .

Der Wärmespeicher 1 weist zusätzlich einen Brennerraum 118 mit einem Brenner 119 auf, dem über einen Gasmischer 120 aus dem Speicher 114 (Fig. 9) Wasserstoff zugeführt wird.The heat store 1 additionally has a burner chamber 118 with a burner 119 , to which hydrogen is fed from the store 114 ( FIG. 9) via a gas mixer 120 .

Der Brennerraum gibt Wärme an den Wärmespeicher 1 ab. Die sich hierbei abkühlenden und über den Wärmetauscher 121 noch weiter abkühlenden Verbrennungsgase gelangen dann in den Wärmetauscher 124, wo sie die Restwärme abgeben.The burner chamber emits heat to the heat accumulator 1 . The combustion gases that cool down here and cool down even further via heat exchanger 121 then enter heat exchanger 124 , where they give off the residual heat.

Die dem Wärmespeicher 2 zusätzlich zugeführte Wärme wird generell von der Wärmepumpe auf den Wärmespeicher 1 übertragen. The heat additionally supplied to the heat accumulator 2 is generally transferred from the heat pump to the heat accumulator 1 .

Der Wärmespeicher 2 weist den zusätzlichen Wärmetauscher 125 auf, der über den Wärmetauscher 126 warmem Abwasser Wärme entzieht.The heat accumulator 2 has the additional heat exchanger 125 , which removes heat via the heat exchanger 126 from warm waste water.

Die Fig. 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Nutzung industrieller Abwärme. Strichpunktiert umrandet ist vereinfacht das Blockschaltbild der Fig. 1 dargestellt und mit 127 bezeich­ net. Mit 128 ist eine wärmeisolierte Kammer bezeichnet, die einen als Wärmetauscher ausgebildeten Wassermantel 129 aufweist. Fig. 15 shows an embodiment for the use of industrial waste heat. The block diagram of FIG. 1 is shown in a dash-dotted outline and is designated by 127 . 128 is a heat-insulated chamber which has a water jacket 129 designed as a heat exchanger.

In die Kammer werden Walzprodukte usw. zum Abkühlen gebracht und der in dem Wassermantel erzeugte Dampf der Dampfturbine 130 zugeführt, der der elektrische Generator 131 nachgschaltet ist.Rolled products etc. are brought into the chamber to cool and the steam generated in the water jacket is fed to the steam turbine 130 , which is followed by the electrical generator 131 .

Der aus der Dampfturbine austretende Dampf wird dem Wärmetauscher 8 zugeführt, der dem Dampf weitgehend die Wärme entzieht.The steam emerging from the steam turbine is fed to the heat exchanger 8 , which largely extracts the heat from the steam.

Zusätzlich ist das 3/3-Wegeventil 132 vorgesehen, das entspre­ chend seiner Arbeitsstellung entweder Dampf hoher Temperatur der Turbine oder unterhalb der Arbeitstemperatur der Turbine rest­ liche Abwärme der Walzprodukte usw. direkt dem Wärmetauscher 8 zuführt.In addition, the 3/3-way valve 132 is provided, the corre sponding to its working position either steam high temperature of the turbine or below the working temperature of the turbine rest Liche waste heat of the rolled products etc. directly to the heat exchanger 8 .

Die Fig. 16 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die industrielle Nutzung der Abwärme. Fig. 16 shows a further embodiment for the industrial utilization of waste heat.

Innerhalb des strichpunktierten Feldes 127 ist das Blockschalt­ bild der Fig. 1 vereinfacht eingezeichnet. Mit 128 ist das Kühlsystem zum Beispiel eines Hochofens, ein Wärmetauscher zum Entzug der Restwärme aus Wasserdampf und Abgasen sowie jeder Form von Abwärme aus Hochofenanlagen, Hüttenwerken, Gießereien, Chemieanlagen, Kraftwerken und sonstigen Industrieanlagen bezeichnet. The block diagram of FIG. 1 is shown in simplified form within the dash-dotted field 127 . 128 is the cooling system, for example, of a blast furnace, a heat exchanger for extracting residual heat from water vapor and exhaust gases as well as any form of waste heat from blast furnace systems, iron and steel works, foundries, chemical plants, power plants and other industrial plants.

Die Fig. 17 zeigt die Einrichtungen aus Fig. 1. Mit 134 ist die Wärmeisolierung bezeichnet. Mit den vorherigen Figuren gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Der Kolben und die Wärmeisolierung bestehen vorzugsweise aus einem Werkstoff mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizenten und kleiner Wärmeleitzahl. Vorzugsweise eignen sich hierfür Keramikwerkstoffe wie zum Beispiel Zirkonoxid und dergleichen. FIG. 17 shows the devices from FIG. 1. The heat insulation is designated by 134 . Parts that are the same with the previous figures are identified with the same reference numerals. The piston and the thermal insulation preferably consist of a material with a low coefficient of thermal expansion and a low coefficient of thermal conductivity. Ceramic materials such as zirconium oxide and the like are preferably suitable for this.

Die Steuerung der Anlage erfolgt entweder in Abhängig der Drücke die mit den Druckfühlern 136 und 137 aufgenommen werden bezie­ hungsweise den Temperaturfühlern 24 und 54, sowie gegebenfalls weiteren Temperaturfühlern oder einer Kombination aus Druckfüh­ lern und Temperaturfühlern.The system is controlled either depending on the pressures recorded with the pressure sensors 136 and 137 or the temperature sensors 24 and 54 , as well as other temperature sensors if necessary, or a combination of pressure sensors and temperature sensors.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Umwandeln von Wärmeenergie in mechanische Arbeit bzw. in elektrische oder speicherbare Energie, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mindestens zwei Wärmespeicher (1 bzw. 2) unter­ schiedlicher Temperatur mit jeweils einem flüssigen Medium und mindestens einem Wärmetauscher (9 bzw. 12) aufweist, jedem Wärmespeicher eine Einrichtung (3 bzw. 4) mit einem Wärmetauscher (27 bzw. 57) und mit einem unter dem Druck einer eingesperrten Gasmenge verschiebbaren Kolben (29 bzw. 59) nachgeordnet ist, beide Kolben weiterhin in einem geschlossenen Hydraulikkreis mit einem Hydraulikmotor (42) angeordnet sind, und der Wärmespeicher mit der höheren Temperatur abwechselnd den Einrichtungen Wärme zuführt und der Wärmespeicher mit der niedrigeren Temperatur abwechselnd den Einrichtungen Wärme entzieht. 1. Device for converting thermal energy into mechanical work or into electrical or storable energy, characterized in that the device has at least two heat stores ( 1 or 2 ) at different temperatures, each with a liquid medium and at least one heat exchanger ( 9 and 12 respectively ), each heat accumulator is followed by a device ( 3 or 4 ) with a heat exchanger ( 27 or 57 ) and with a piston ( 29 or 59 ) displaceable under the pressure of a locked-in gas quantity, both pistons also in a closed hydraulic circuit a hydraulic motor ( 42 ) are arranged, and the heat accumulator with the higher temperature alternately supplies heat to the devices and the heat accumulator with the lower temperature alternately removes heat from the devices. 2. Vorrichtung zum Umwandeln von Wärmeenergie in mechanische Arbeit bzw. in elektrische oder speicherbare Energie, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mindestens zwei Wärmespeicher (1 bzw. 2) unter­ schiedlicher Temperatur mit jeweils einem flüssigen Medium und mindestens einem Wärmetauscher (9 bzw. 12) aufweist, jedem Wärmespeicher eine Einrichtung (3 bzw. 4) mit einem Wärmetauscher und mit einem unter dem Druck einer eingesperrten Gasmenge verschiebbaren Kolben (27 bzw. 57) nachgeordnet ist, beide Kolben weiterhin in einem geschlossenen Hydraulikkreis angeordnet sind, die Kolbenstangen (98 bzw. 99) der Kolben (29 bzw. 59) nach außen geführt sind und einen Kolben (100 bzw. 1001) aus ferromag­ netischem Material aufweisen, die jeweils mit einer Spule (102 bzw. 103) nach dem Tauchspulenprinzip zusammenarbeiten, und der Wärmespeicher mit der höheren Temperatur den Einrichtungen abwechselnd Wärme zuführt und der Wärmespeicher mit der niedri­ geren Temperatur den Einrichtungen Wärme abwechselnd entzieht.2. Device for converting thermal energy into mechanical work or into electrical or storable energy, characterized in that the device has at least two heat stores ( 1 or 2 ) at different temperatures, each with a liquid medium and at least one heat exchanger ( 9 or 12 ), each heat accumulator is followed by a device ( 3 or 4 ) with a heat exchanger and with a piston ( 27 or 57 ) which can be displaced under the pressure of a locked-in gas quantity, both pistons are further arranged in a closed hydraulic circuit, the piston rods ( 98 or 99 ) of the pistons ( 29 or 59 ) are guided outwards and have a piston ( 100 or 1001 ) made of ferromagnetic material, which each work with a coil ( 102 or 103 ) according to the moving coil principle, and the heat accumulator with the higher temperature, the devices alternately supply heat and the heat store with the lower temperature, the device alternately removes heat. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Wärmespeichern eine Wärmepumpe (5) angeordnet ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a heat pump ( 5 ) is arranged between the two heat stores. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher mit der höheren Temperatur in Strahlungskontakt mit der Sonne steht. 4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the heat accumulator with the higher temperature in radiation contact stands with the sun.   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher mit der höheren Temperatur in wärmeleitenden Kontakt mit Abwärme abgebenden Abwasser bzw. Brauchwasser steht.5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heat accumulator with the higher temperature in thermally conductive There is contact with waste water or process water that emits waste heat. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher mit der höheren Temperatur in wärmeleitenden und/oder in Strahlungskontakt mit einer Abwärme abgebenden Einrichtung steht.6. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heat accumulator with the higher temperature in thermally conductive and / or in radiation contact with a waste heat Establishment stands. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hydraulikmotor ein elektrischer Generator (97) nachgeschaltet ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the hydraulic motor is followed by an electric generator ( 97 ). 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem elektrischen Generator eine Vorrichtung zur Elektrolyse von Wasser und ein Speicher für Wasserstoff nachgeschaltet ist.8. The device according to claim 7, characterized in that the electrical generator a device for the electrolysis of Water and a storage for hydrogen is connected downstream. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein bzw. mindestens der eine der Wärmetauscher zusätzlich in einem geschlossenen Kreislauf in einer Heizungsan­ lage bzw. Kühlanlage angeordnet ist. 9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one or at least one of the heat exchangers additionally in a closed circuit in a heating system location or cooling system is arranged.   10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mit dem Wärmetauscher und mit dem unter dem Druck einer eingesperrten Gasmenge stehenden verschiebbaren Kolben aus einem Gehäuse mit einer inneren Wärmeisolierung (134) besteht, daß der Kolben den Innenraum des Gehäuses in einen Gasraum für die eingesperrte Gasmenge und in einen Raum mit hydraulischer Flüssigkeit unterteilt, der der Zylinderrraum für den Kolben ist.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the device with the heat exchanger and with the displaceable piston under the pressure of a locked-in gas quantity consists of a housing with an internal heat insulation ( 134 ) that the piston the interior of the Housing divided into a gas space for the confined amount of gas and in a space with hydraulic fluid, which is the cylinder space for the piston. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben aus einem wärmeisolierenden Werkstoff zum Beispiel Keramikmaterial besteht.11. The device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the piston made of a heat-insulating material, for example Ceramic material is made.
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