DE640795C

DE640795C - Thermodynamisches Verfahren zur Aufspeicherung von Energie

Info

Publication number: DE640795C
Application number: DEM122788D
Authority: DE
Original assignee: E H DR FRITZ MARGUERRE DR ING
Current assignee: E H DR FRITZ MARGUERRE DR ING
Priority date: 1933-02-05
Filing date: 1933-02-05
Publication date: 1937-01-13

Description

Thermodynamisches Verfahren zur Aufspeicherung von Energie Der Gegenstand der Erfindung betrifft die thermodynamische Aufspeicherung von Energie mittels Wärmepumpen, Ober- und Unterspeicher. Im Hauptpatent 64o io6 sind Verfahren beschrieben, durch Kombination von Speichern, Lade- und Entladeverfahren mit Regelung der Maschinen die Leistungsaufnahme und die Dampfvolumenverhältnisse der Maschinen zu beeinflussen. Die vorliegende Erfindung erweitert die dort angegebenen Verfahren zur Beeinflussung der Leistungsabgabe und Leistungsaufnahme.
Falls man beim Aufspeicherungsverfahren den Oberspeicher als Gefälle- und den Unterspeicher als Gleichdruckspeicher, und zwar nach dem Verdrängungsprinzip, betreibt; ergeben sich zwar die früher beschriebenen Regelungsm6glichkeiten, es bleibt aber zwangsläufig die Abhängigkeit bestehen, daß Abkühlung und Erwärmung des Unterspeichers in spiegelbildartiger Weise-erfolgen muß. Nimmt man daher, um die Leistung des Kompressors konstant zu halten, eine höhere Unterspeichertemperatur bei Beginn und eine niedrigere beim Ende der Kompressionsperiode, so bekommt man während des Kraftmaschihenbetriebes im Anfang ein hohes, am Ende ein niedrigeres Vakuum. Dieses führt zwar zu vorteilhaften Volumen-und Wirkungsgradverhältnissen im Niederdruckteil der Turbine, bedingt aber, daß das verfügbare Wärmegefälle von zwei Seiten her im Verlauf der Oberspeicherentladung eingeengt wird, d. h. entweder die mögliche Leistungsabgabe der Turbine sinkt oder kostspielige Vergrößerungen der Einlaßorgane notwendig werden.
Die vorliegende Erfindung beseitigt diesen Übelstand dadurch, daß der Unterspeicher zwar nach wie vor durch Umwälzen seines Inhalts geladen und entladen wird, aber nicht mehr nach deni einfachen Verdrängungsprinzip, sondern dadurch, daß sein Inhalt in mehrere Abteilungen aufgeteilt wird, die einzeln von der gemeinsamen Lade- und Entladeleitung absperrbar nacheinander in den Unterspeicherwasserkreislauf eingeschaltet werden können.
Eine als Beispiel gedachte Ausführung ist in Abb. i dargestellt. Der flach gebaute Unterspeicher ist in Tröge i, 2, 3 und q: unterteilt, in welchen beispielsweise wärmeisolierte Schirme a, b; c, d auf Schienen laufen. An jeder Seite des Speichers befinden sich Anschlußrohrleitungen e und f, die zu jeder der in der Abbildung angegebenen Abteilungen einen Abzweig mit Schieber erhalten. Während der Kompressionsperiode wird das Wasser auf der linken Seite des Speichergefäßes im warmen Zustand entnommen, durch den Verdampfer getrieben und kommt dann durch die Leitung f abgekühlt zurück. Zunächst sind die Schieberin Abteilung i offen und der Schirm a bewegt sich dadurch, links von ihm Wasser weggenommen uid-. rechts Wasser zugeführt wird, nach links:. Auf diese Weise wird zunächst die erste Ab-:', teilung und dann nacheinander durch Umsteuern der Schieber in an sich bekannter Weise die übrigen Abteilungen vom warmen Wasser entleert und mit kaltem Wasser gefüllt. Hierbei bekommen die verschiedenen Abteilungen, deren Zahl beliebig ist, in bekannter Weise auch unter sich verschiedene Wassertemperaturen sowohl im geladenen als auch im entladenen Zustand, um die früher angegebene Regelung der Kompressorleistung herbeizuführen. Beim Entladevorgang ist die Richtung des Vorganges umgekehrt, wie es die Pfeile, die mit den Buchstaben Exp bezeichnet sind, andeuten.
Abb. 2 zeigt beispielsweise den Verlauf der unteren Temperatur des Unterspeichers, wo die Ordinaten die Temperatur und die Abszissen die Zeit darstellen. Während der Kompressionsperiode gilt die linke Kurve, während der Expansionsperiode würde bei dem gewöhnlichen Verfahren des Verdrängungsspeichers der gestrichelte Temperaturverlauf gelten. Durch die Unterteilung des Unterspeichers ist es möglich, den ausgezogenen Verlauf während der Expansion herzustellen.
Hierdurch erreicht man, daß man zur Zeit kleinsten Oberspeicherdruckes, d. h. am Ende der Entladung, das größte Vakuum hat. Dieses bedeutet, daß der Abfall der Turbinenleistung mit abnehmendem Oberspeicherdruck verringert wird.
Man kann auch durch Änderung der Reihenfolge der Zuziehung der einzelnen Abteilungen während der Kompressions- und Expansionsperiode den Leistungsverlauf des Kompressors bzw. den Dampfverbrauch der Turbine willkürlich beeinflussen.
Es wird zweckmäßig sein, jede einzelne Abteilung selbst nach dem Verdrängungsprinzip, sei es mit, sei es ohne Verwendung von Trennungswänden zwischen dem warmen und kalten Wasser, anzuwenden.
Durch die Unterteilung des Unterspeichers in Einzelabteilungen in einer mehr flachen Form mit einzelnen Zwischenwänden wird es möglich, denselben unter die Maschinen- und Oberspeicheranlage in die Fundamente hineinzuverlegen, wodurch erhebliche Ersparnisse an Grundflächenbedarf und insbesondere auch Ersparnisse an Umwälzarbeit für den -XInterspeicher entstehen, denn sowohl in den JK:bndensatoren als in den Verdampfern be-:kteht Vakuum. Da der Unterspeicher unterhalb der letzteren Apparate steht, wird das Wasser unter Ausnutzung dieses Vakuums mit oder ohne Zuhilfenahme einer Pumpe mit geringerer Leistung ansaugen und kann die Apparate mindestens teilweise durch barometrische Fallrohrwirkung entleeren. Die bei höherer Lage des Unterspeichers und Verwendung von Einspritzkondensatoren und Verdampfern unvermeidlichen Arbeitsverluste werden hierdurch vermieden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Thermodynamisches Verfahren- zur Aufspeicherung von Energie nach Patent 640 io6, bei welchem durch eine Wärmepumpe einem Unterspeicher durch Verdampfung vermöge Druckabsenkung Wärme entzogen, die entstehenden Dämpfe verdichtet und die Wärme dadurch auf hohe Temperatur gebracht und in einem Oberspeicher durch Niederschlagen gesammelt wird und dann durch eine Kraftmaschine in Form von Dampf dem Oberspeicher entnommen, zur Krafterzeugung ausgenutzt und die Abwärme in einen Gleichdruckunterspeicher geschickt wird, der mit veränderlicher Temperatur arbeitet und durch Umwälzen seines Inhalts geladen und entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterspeicher in mehrere Abteilungen eingeteilt ist, die einzeln absperrbar an die Lade-und Entladeleitung angeschlossen sind.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Abteilungen des Unterspeichers beim Kompressorbetrieb und beim Kraftmaschinenbetrieb in gleicher Reihenfolge abgekühlt oder erwärmt werden.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß während des Entladens des Unterspeichers die Wahl der Reihenfolge des Anschlusses der einzelnen Abteilungen des Unterspeichers an die Lade- und Entladeleitung zur Regelung der Leistungsaufnahme des Verdichters herangezogen wird.