DE69402217T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Wärmespeicherung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmespeicherung und ein Verfahren zur Wärmespeicherung, bei denen speziell Volumina von Körperspeichermitteln auf hoher bzw. niedriger Temperatur aufgrund ihrer verschiedenen Dichten vertikal voneinander getrennt in einem Behälter aufbewahrt werden. Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren können z.B. zur Volumenwärmespeicherung in einem Heiz- und Kühlsystem für mindestens ein Gebäude oder einen Bezirk verwendet werden.
• Das Dokument JP-A-2-263026 beschreibt eine Vorrichtung, die einen tiefen Wärmespeicherbehälter in einer Bodengrube verwendet, der in einem oberen Abschnitt Wasser hoher Temperatur und in einem unteren Abschnitt Wasser niedriger Temperatur enthält. Ein begrenzender Schwebekörper mit scheinbarer spezifischer Dichte, die einem Wert in der Mitte zwischen der heißen und kalten Wassers eingestellt ist, wird dazu verwendet, eine Wärmeübertragung an der Grenze zwischen dem heißen und kalten Wasser zu verhindern.
• Das Dokument JP-A-4-60325 beschreibt Wärmespeicherung unter Verwendung von heißem und kaltem Wasser in einem Tiefenwärmespeicherbehälter in einer Bodengrube, der in einem oberen Abschnitt Wasser auf hoher Temperatur (40 ºC) und in einem unteren Abschnitt Wasser auf niedriger Temperatur (5 ºC) speichert. Um die jeweiligen Volumina an heißem und kaltem Wasser aufrechtzuerhalten, werden Gemische auf 35 ºC und 10 ºC, die dadurch hergestellt werden, dass heißes Wasser aus dem oberen Abschnitt des Behälters und kaltes Wasser aus dem unteren Abschnitt des Behälters gemischt werden, an einen Kondensator bzw. einen Verdampfer einer Wärmepumpe geliefert. Es wird kein Schwebekörper oder eine andere körperliche Trenneinrichtung für die Volumina heißen und kalten Wassers verwendet.
• Es wird angenommen, dass Systeme, wie sie in diesen bekannten Dokumenten beschrieben sind, in der Praxis nicht aufgebaut wurden. Die Betriebskosten derartiger Systeme nehmen zu, wenn der Umfang des Wärmebedarfs die Wärmespeichermenge überschreitet und dadurch ein Mangel an Wärmezufuhr geschaffen wird, was z.B. zum Erfordernis führt, eine neue Wärmeausgabevorrichtung zu starten, um dem Wärmebedarf zu genügen. Dieser Nachteil gilt insbesondere dann, wenn das gespeicherte kalte Wasser auf z.B. 5 ºC erwärmt wird, um das erforderliche warme Wasser zu liefern. Umgekehrt wird übermäßig gespeicherte Wärme vergeudet, wenn der Wärmebedarf kleiner als die gespeicherte Wärmemenge ist. Auch werden im Fall des Dokuments JP-A-4-60325 beim Betrieb der Wärmepumpe gleiche Mengen an warmem und kaltem Wasser erzeugt.
• Ferner sind bei der Anordnung gemäß dem Dokument JP-A-4- 60325 warmes Wasser im oberen Abschnitt des Behälters und kaltes Wasser im unteren Abschnitt des Behälters in direktem Kontakt miteinander gespeichert. In diesem Fall ist die Wärmeübertragung aufgrund der großen Temperaturdifferenz deut lich, wodurch sich der Wärmespeicherungs-Wirkungsgrad verringert. Anders gesagt, treten Wärmeverluste auf, da der Bereich, in dem sich warmes und kaltes Wasser vermischen, nicht verwendet werden kann.
• Es besteht die Tendenz, dass ein Schwebesystem, wie es im Dokument JP-A-2-263026 angegeben ist, die Herstell- und Wartungskosten erhöht.
• Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Wärmespeicherung zu schaffen, die hohen Wärmespeicherungs-Wirkungsgrad aufweisen, Wärmeverluste verringern können und Schwankungen im Wärmebedarf bewältigen können.
• Die Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Wärmespeicherung, wie sie in den Ansprüchen 1 bzw. 9 dargelegt sind.
• Eine erster durch die Erfindung geschaffener Vorteil ist es, das Wärmeverluste verringert sind. Der Zwischenbereich trennt den warmen und kalten Bereich, wobei er deren direkten Kontakt vermeidet, und er verringert so Wärmeverluste aufgrund einer durch Mischung der Bereiche auf verschiedenen Temperaturen. Zweitens ist die Temperaturdifferenz zwischen dem Zwischenbereich und der Umgebung des Behälters (z.B. dem Boden oder der Luft) für den oberen und unteren Bereich kleiner, so dass die Verluste an Wärme aus dem Behälter verringert sind.
• Die Erfindung kann ferner einen wesentlichen Vorteil aufgrund eines flexiblen Ansprechverhaltens auf den Wärmebedarf schaffen. Zu diesem Zweck kann das Wärmespeichermittel aus dem Zwischentemperaturbereich erwärmt oder abgekühlt werden, z.B. auf die Temperatur des oberen oder unteren Bereichs, und dann dem oberen und unteren Bereich zugeführt werden, oder direkt an die Wärmelast geliefert werden, z.B. einen Wärmetauscher auf der Lastseite. Eine Heiz- oder Kühleinrichtung zum Ausführen dieser Wärmeübertragung für das Zwischentemperaturmittel kann dieselbe wie oder eine andere als die Heiz- oder Kühleinrichtung sein, die vorhanden ist, um die Temperatur des oberen oder unteren Bereichs aufrechtzuerhalten.
• Es ist möglich, dadurch prompt auf Schwankungen im Wärmebedarf zu reagieren, dass eine Wärmeversorgung durch Heizen oder Abkühlen des sich auf der Zwischentemperatur befindenden Wärmespeichermittels ausgeführt wird, wodurch eine Verringerung der Volumina auf hoher Temperatur und niedriger Temperatur ermöglicht ist, was die Gesamtmenge eingegebener Energie, d.h. die Betriebskosten, verringert.
• Ferner ist es ein deutlicher Vorteil der Erfindung, dass die Temperatur und das Volumen des Zwischenbereichs an spezielle Wärmebedarfsbedingungen angepasst werden können und verändert werden können, wenn sich die Bedarfsbedingungen ändern, z.B. zwischen Sommer und Winter.
• Ein anderer Vorteil der Erfindung ist es, dass den Wärmeerfordernissen des Zwischenbereichs (heizen oder kühlen, um die gewünschte Temperatur aufrechtzuerhalten) durch eine äußere Quelle von Wärme (oder Kälte) genügt werden kann, die andernfalls unbenutzt bliebe oder vergeudet würde, z.B. eine Quelle, die intermittierend verfügbar ist oder sogenannte geringwertige Wärme liefert. Beispiele werden unten beschrieben. Geringwertige Wärme steht z.B. von einem äußeren Mittel zur Verfügung, das eine Temperatur zwischen denen des oberen und unteren Bereichs des Behälters aufweist. Dadurch kann eine beträchtliche Wirtschaftlichkeit im Betrieb erzielt werden.
• Das Wärmespeichermittel kann z.B. Wasser sein.
• Wenn hier auf die Umgebungstemperatur Bezug genommen wird, ist darunter im Allgemeinen die vorherrschende Umgebungstemperatur zu verstehen, die typischerweise im Bereich von 10 bis 30 ºC liegt und selbstverständlich variiert, wobei hier gelegentliche Umgebungstemperaturen zu vernachlässigen sind, die unter der Temperatur des kalten, unteren Bereichs des Behälters (z.B. unter 5 ºC) oder sogar über der des heißen oberen Bereichs des Behälters liegen können. Typische Temperaturen des kalten Bereichs des Behälters liegen im Bereich von 0 bis 10 ºC, und solche des oberen Bereichs des Behälters liegen im Bereich von 35 bis 60 ºC, bevorzugter 40 bis 55 ºC, wobei dies jedoch für die Erfindung nicht beschränkend ist. Im Allgemeinen herrscht in jedem Bereich des Behälters ein gewisser kleiner Temperaturbereich.
• In dieser Beschreibung, und abhängig vom Zusammenhang, können die Begriffe "Wärme" und "Wärmequelle" auch "Kühlwärme" und eine Quelle von "Kühlwärme" bezeichnen, z.B. eine Wärmesenke (wie das Meer) oder eine Wärmepumpe, die Wärmeenergie abführt.
• Nun werden Ausführungsformen der Erfindung als nichtbeschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1 ein Diagramm einer ersten Volumen-Wärmespeichervorrichtung ist, die die Erfindung verkörpert;
• Fig. 2 ein Diagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erf indung ist, das eine typische Temperaturverteilung im Behälter im Winter zeigt;
• Fig. 3 ein Diagramm eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, das eine typische Sommertemperaturverteilung zeigt;
• Fig. 4 ein Diagramm eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist;
• Fig. 5 ein Diagramm eines anderen Ausführungsbeispiels ist, das dem von Fig. 4 ähnlich ist und eine Temperaturverteilung im Behälter zeigt;
• Fig. 6 bis 9 Diagramme sind, die jeweilige weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen; und
• Fig. 10 ein Diagramm ist, das die Anwendung der Erfindung in einem regionalen Heiz- und Kühlsystem zeigt.
• Das erste erläuternde Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in Fig. 1 dargestellt, die eine Wärmespeichervorrichtung mit Folgendem zeigt: einem großen Wärmespeicherbehälter 1, der ein Wärmespeichermittel 5 enthält, einer Heizeinheit 2 für Wärmespeicherung auf hoher Temperatur, einer Heizeinheit 3 für Wärmespeicherung auf einer Zwischentemperatur und eine Kühleinheit 4 für Wärmespeicherung auf niedriger Temperatur. Der Behälter 1 ist typischerweise in den Boden eingelassen. Das Wärmespeichermittel 5 ist in diesem Fall Wasser. Leitungen 2¹, 2¹¹ verbinden den oberen Bereich des Behälters 1 mit der Heizeinheit 2 zum Überführen von Mittel 5 an die Einheit 2 und von dieser. Auf ähnliche Weise dienen Leitungen 3¹, 3¹¹ zum Überführen von Mittel 5 in einem Zwischenbereich des Behälters zur Heizeinheit 3 und von dieser, und Leitungen 4¹, 4¹¹ dienen zum Überführen von Mittel 5 in einem Bodenbereich des Behälters an die Kühleinheit 4 und von dieser. Leitungen 10 und 11 sind vorhanden, um Wärmespeichermittel auf der Zwischentemperatur an die Heizeinheit 2 bzw. die Kühleinheit 4 zu liefern. Die Heizeinheit 2, die Heizeinheit 3 und die Kühleinheit 4 dienen dazu, die gewünschten Temperaturen der Volumina des Mittels 5 im oberen, Zwischen- und unteren Bereich des Behälters aufrechtzuerhalten, wie unten beschrieben.
• Wärmespeichermittel 5, das über die Leitung 31 aus dem in vertikaler Richtung in der Mitte liegenden Zwischenbereich des Wärmespeicherbehälters 1 entnommen wird, wird auf einen Zwischentemperaturbereich zwischen demjenigen des Hochtemperaturmittels und demjenigen des Niedertemperaturmittels durch Wärmeaustausch mit Fluid von einer Außenwärmequelle 9, die höhere Temperatur als die Umgebungstemperatur aufweist, in der Einheit 3 erwärmt. Leitungen 9¹, 9¹¹ überführen Fluid zwischen der Quelle 9 und der Einheit 3. Nach dem Erwärmen in der Einheit 3 wird das Mittel 5 über die Leitung 3¹¹ an einer Stelle, die über der Stelle liegt, an der es entnommen wurde, in den Behälters 1 zurückgeführt. In einem alternativen Fall (siehe Fig. 3, wie nachfolgend) des Kühlens des Wärmespeichermittels 5 auf der Zwischentemperatur, wird das Mittel dem zentralen Bereich des Behälters entnommen und in der Einheit 3, die in diesem Fall als Kühleinheit wirkt, auf einen Zwischentemperaturbereich gekühlt, wobei die Außenquelle 9 verwendet wird, die in diesem Fall eine niedrigere Temperatur als die Außentemperatur aufweist, d.h., die eine Kühlwärmequelle ist, und dann wird es an einer Stelle zurückgeführt, die tiefer als die Stelle liegt, an der es entnommen wurde.
• Fig. 1 zeigt auch die Lastseite der Vorrichtung. Das Mittel 5 auf höherer Temperatur wird über Leitungen 6¹ und 6¹¹ an einen Wärmetauscher 6 und von diesem überführt, in dem ein Wärmeträgermittel erwärmt wird, das über Leitungen 8¹ und 8¹¹ an eine Wärmelast- oder Verbrauchereinheit 8 und von dieser überführt wird. Auf ähnliche Weise wird eine Kaltwär melast- oder Verbrauchervorrichtung 8A mittels eines Wärmetauschers 7, der über Leitungen 7¹, 7¹¹ mit dem Behälters 1 sowie über Leitungen 8A¹, 8A¹¹ mit der Vorrichtung 8A verbunden ist, durch Niedertemperaturmittel gekühlt.
• Der Aufbau von Fig. 1 ermöglicht eine gleichzeitige Wärmespeicherung eines Volumens von Mittel auf hoher Temperatur in einem oberen Bereich, eines Volumens eines Mittels auf einer Zwischentemperatur in einem mittleren Bereich und eines Volumens eines Mittels auf niedriger Temperatur in einem unteren Bereich desselben Behälters mittels Dichtetrennung und ohne Verwendung eines Schwebekörpers oder einer anderen körperlichen Trenneinrichtung an den Temperaturgrenzen. Ferner kann das Mittel auf der Zwischentemperatur nach Bedarf dadurch erwärmt oder gekühlt werden, dass es über die Leitungen 10 und 11 an die Heizeinheit 2 für Wärmespeicherung auf hoher Temperatur bzw. die Kühleinheit 4 für Wärmespeicherung auf niedriger Temperatur geliefert wird. Obwohl das Wärmespeichermittel auf der Zwischentemperatur bei diesem Ausführungsbeispiel selbst erwärmt oder gekühlt wird, kann ein anderes Wärmeversorgungsmittel dadurch erwärmt oder gekühlt werden, dass das Wärmespeichermittel auf der Zwischentemperatur als Heiz- bzw. Kühlungsguelle verwendet wird.
• Das Folgende ist eine Erläuterung des Beispiels des Wärmespeichersystems von Fig. 1 im tatsächlichen Gebrauch als Wärmespeicherbehälters für üblichen Klimaanlagenbetrieb und für Warmwasserversorgung, mit warmen Wasser auf 50 ºC und kaltem Wasser auf 5 ºC. Wasser wird als Wärmespeichermittel 5 verwendet.
• Als erstes wird der Wärmespeicherungsvorgang erläutert. In der Winterjahreszeit, in der der Heizbedarf größer als der Kühlbedarf ist, wird Wasser als Wärmespeichermittel 5 über die Leitung 3¹ von einem Niveau des Behälters 1 entnommen, das unter der Mitte liegt, und es wird durch die Heizeinheit 3 erwärmt. Diese Einheit 3 kann eine Wärmepumpe sein, jedoch verwendet sie vorzugsweise eine andere, ungenutzte Energiequelle 9 mit höherer Temperatur als der Umgebungstemperatur, z.B. verschiedene Energiequellen wie eine Abfallverbrennungsanlage, Abwärme von einem U-Bahn-System, Abwärme von Energieübertragungskabeln und Abwärme von Brennstoffzellen, wie auch Abwärme von verschiedenen anderen Anlagen und Abwasseranlagen. Das Wasser wird z.B. von 25 ºC auf 35 ºC erwärmt. Ein Volumen des 25 ºC warmen Wassers wirkt so, dass es Wärme in der Behältermitte einspeichert, da das Wasser über die Leitung 3¹¹ auf ein Niveau über der Behältermitte zurückgeliefert wird. Dichte Unterschiede gewährleisten eine Trennung der Wasservolumina durch Schwerkraft. Fig. 2 veranschaulicht diesen Prozess.
• Durch einen entsprechenden Prozess wird in der Sommerjahreszeit, wenn der Kühlbedarf größer als der Heizbedarf ist, eine Energiequelle mit niedrigerer Temperatur als der Umgebungstemperatur, wie Flusswasser oder Meerwasser, als exter ne Kühlheizquelle 9 zum Kühlen der Einheit 3 verwendet. Nun speichert kaltes Wasser auf 15 ºC Kühlwärme in der Behältermitte ein, und zwar aufgrund des Abkühlens des Wärmespeichermittels 5, das von einem Niveau über der Behältermitte entnommen wurde, z.B. von 25 ºC auf 15 ºC gekühlt wurde und auf ein Niveau unter dem der Behältermitte zurückgeführt wurde. Fig. 3 veranschaulicht diesen Prozess.
• Ferner wird Wärme in einem oberen Abschnitt des Behälters 1 unter Verwendung der Heizeinheit 2 zum Erwärmen des Wassers auf 50 ºC, das die Temperatur für Verwendung mit großer Wärme ist, eingespeichert, während Wärme im unteren Abschnitt des Behälters 1 unter Verwendung der Kühleinheit 4 zum Kühlen des Wassers auf 5 ºC, das die Temperatur für Verwendung mit geringer Wärme ist, eingespeichert wird.
• Ähnlich wie die Heizeinheit 3 können die Heizeinheit 2 und die Kühleinheit 4 Wärmepumpen oder Wärmetauscher unter Verwendung einer externen Wärmequelle sein, oder es können herkömmliche Heiz- oder Kühleinrichtungen sein.
• Auf diese Weise können das Einspeichern von heißem Wasser auf 50 ºC, von Wasser auf einer Zwischentemperatur von 35 ºC (15 ºC im Sommer) und von kaltem Wasser auf 5 ºC gleichzeitig in der Richtung von der Oberseite zur Unterseite des Behälters unter Verwendung der Dichtedifferenz, die aus der Temperaturdifferenz herrührt, ausgeführt werden.
• Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das dem von Fig. 1 ähnlich ist, wobei die Stellen der Leitungsverbindungen speziell für Winterbedingungen ausgebildet sind, und sie zeigt grafisch ein Beispiel für die Temperaturverteilung im Inneren des Behälters, wenn die oben beschriebene Winterwärmespeicherung abgeschlossen ist, während Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem von Fig. 1 zeigt, wobei die Leitungsstellen speziell für Sommerbedingungen ausgebildet sind, und sie zeigt ein Beispiel für die Temperaturverteilung innerhalb des Behälters, wenn die oben beschriebene Sommerwärmespeicherung abgeschlossen ist. Wie es durch Fig. 2 oder Fig. 3 dargestellt ist, kann der Prozentsatz der Speicherung mit viel Wärme im Winter erhöht werden, und im Sommer kann der Prozentsatz der Speicherung mit geringer Wärme erhöht werden, und zwar durch Einstellen der Stellen zum Entnehmen und Zurückführen von Wasser im Winter und im Sommer. Ferner kann die Temperaturdifferenz zwischen dem Wasser auf hoher Temperatur und dem Wasser auf der Zwischentemperatur oder zwischen dem Wasser auf der niedrigen Temperatur und dem Wasser auf der hohen Temperatur dadurch verringert werden, dass die Temperatur des Wassers auf der Zwischentemperatur im Winter und im Sommer geändert wird, wodurch der Fluss von Wärmeenergie mittels Wärmeübertragung verringert wird. In den Fig. 2 und 3 sind die in Fig. 1 dargestellten lastseitigen Verbindungen der Deutlichkeit halber weggelassen.
• Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 ein Wärmefreiset zvorgang beschrieben.
• Während der Wärmefreisetzung wird 50 ºC warmes Wasser aus dem oberen Bereich des Behälters entnommen, und warmes Wasser wird der Wärmelast oder der Verbrauchervorrichtung 8 über den Wärmetauscher 6 zugeführt. Auf ähnliche Weise wird 5 ºC kaltes Wasser aus dem unteren Bereich des Behälters entnommen und der Verbrauchervorrichtung 8A wird über den Niedertemperatur-Wärmetauscher 7 Kühlungswärme zugeführt.
• Ferner kann im Fall eines Mangels an hoher Wärme (z.B. 50 ºC) im Winter Heizwärme dadurch geliefert werden, dass Wasser auf der Zwischentemperatur (z.B. 35 ºC) über die Leitung 10 entnommen wird und es in der Heizeinheit 2 auf 50 ºC erwärmt wird. Ähnlich kann im Fall eines Mangels an Kühlwärme (z.B. 5 ºC) im Sommer solche Kühlwärme dadurch geliefert werden, dass Wasser auf der Zwischentemperatur (z.B. 15 ºC) über die Leitung 11 entnommen wird und es in der Kühleinheit 4 auf 5 ºC gekühlt wird.
• So kann das erfindungsgemäße Wärmespeichersystem eine ansonsten ungenutzte Energiequelle wirkungsvoll nutzen, die eine Quelle niederwertiger Energie sein kann, und es führt Wärmespeicherung von warmen Wasser (z.B. 50 ºC) und kaltem Wasser (z.B. 5 ºC) auf für die Verwendung vorgesehenen Temperaturen (z.B. 50 ºC bzw. 5 ºC), wie auch von Wasser im Zwischentemperaturbereich zwischen den beiden (z.B. 35 ºC, 15 ºC) innerhalb desselben Behälters aus. Es verfügt über hervorragende Energieersparniseigenschaften und über wirtschaftlichen Wirkungsgrad.
• Das Volumen des Mittels 5 auf der Zwischentemperatur speichert Wärme in der Behältermitte unter Verwendung der Dichtedifferenz, wie sie sich aus der Temperaturdifferenz ergibt, um direkten Kontakt zwischen dem warmen Wasser und dem kalten Wasser auf den für den Gebrauch vorgesehenen Temperaturen zu verhindern. Daher ist der Wärmespeicherungs-Wirkungsgrad verbessert, da die Temperaturdifferenz, die als Antriebsquelle für die Wärmeübertragung zwischen dem warmen Wasser und dem kalten Wasser dient, verringert ist. Außerdem sind die Wärmeverluste über die Behälterwand proportional klein, da die Speicherung auf einer Zwischentemperatur ausgeführt wird, die eine relativ kleine Temperaturdifferenz zur Umgebungstemperatur um den Behälter aufweist.
• Ferner können flexible Maßnahmen gegen Schwankungen im Wärmebedarf unter Verwendung des Wärmespeichermittels auf der Zwischentemperatur als Wärmequelle für Wärmefreisetzung ergriffen werden. Demgemäß können die Betriebskosten verringert werden, da das Wärmespeicherungsvolumen von warmen Wasser und kaltem Wasser auf dem minimalen Umfang gehalten werden kann.
• Im Behälter ist kein Schwebekörper oder ein anderer Isolierkörper verwendet, um für Isolierung zu sorgen, jedoch kann eine solche Vorrichtung, falls erwünscht, verwendet werden.
• Darüber hinaus kann der wirtschaftliche Wirkungsgrad des Systems ferner dadurch verbessert werden, dass als Heizeinheit 2 und als Kühleinheit 4 beim erfindungsgemäßen Wärmespeichersystem eine elektrische Wärmepumpe verwendet wird und dass Wärme unter Verwendung billiger Nachttarifselektrizität eingespeichert wird.
• Nun werden weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf andere Figuren beschrieben, in denen dieselben Bezugszahlen entsprechende Teile kennzeichnen, die nicht erneut beschrieben werden, mit Ausnahme einer Erläuterung von Unterschieden.
• Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das mit einer Heizeinheit 3A für Wärmespeicherung auf der Zwischentemperatur versehen ist, die über Leitungen 3A¹, 3A¹¹ mit dem Behälter verbunden ist, wobei eine mit Leitungen 9A¹, 9A¹¹ angeschlossene externe Wärmequelle 9A verwendet wird, die eine Temperatur über der Umgebungstemperatur aufweist. Der Aufbau verfügt auch über eine Kühleinheit 3B für Wärmespeicherung auf der Zwischentemperatur, die über Leitungen 3B¹, 3B¹¹ mit dem Behälter verbunden ist, unter Verwendung einer externen Wärmequelle 9B auf einer Temperatur unter der Umgebungstemperatur, die als Kühlquelle dient und mittels Leitungen 9B ¹, 9B ¹¹ angeschlossen ist. Wie oben beschrieben, wird Wärmespeicherung durch Erwärmen oder Kühlen auf 35 ºC oder 15 ºC mittels der Heizeinheit 3A und der Kühleinheit 3B ausgeführt. Ein Beispiel für die Temperaturverteilung innerhalb des Behälters ist für das ähnliche Ausführungsbeispiel von Fig. 5 dargestellt, bei dem einige der Leitungsorte am Behälter 1 angepasst sind. Wie in den Fig. 1 bis 3, kann die Lieferung von Heizwärme und Kühlwärme gleichzeitig dadurch eingestellt werden, dass das Wärmespeichermittel auf der Zwischentemperatur (35 ºC) mittels der Heizeinheit 2 erwärmt wird oder mittels Kühlmittel von 15 ºC durch die Kähleinheit 4 gekühlt wird, abhängig von Schwankungen im Bedarf an Heizwärme und Kühlwärme.
• Fig. 6 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Wärmespeicherbehälter 1 mehrere Öffnungen aufweist, die zum Entnehmen und Zurückführen des Wärmespeichermittels 5 angebracht sind, und er mehrere Temperatursensoren 12 aufweist, die in der Tiefenrichtung des Behälters beabstandet angeordnet sind, um die Temperatur im Behälter zu messen. Tatsächlich ist jede der Leitungen 3A¹, 3A¹¹, 3B¹, 3B¹¹ in Fig. 4 in drei Leitungen unterteilt, die auf verschiedenen Niveaus mit dem Behälter 1 verbunden sind. Außerdem ist er mit einer Temperaturverteilungs-Messeinrichtung 13 versehen, die die Temperaturverteilung 1 von den Sensoren 12 erfasst, einer Wärmequelle-Temperaturmesseinrichtung 15 mit Temperatursensoren 14 zum Messen der Temperatur externer Wärmequellen 9A und 9B, und einer Wärmespeicherungs-Positionsermittlungseinrichtung 16, die geeignete Positionen zum Entnehmen von Wärmespeichermittel und zum Zurückführen desselben zum Wärmespeicherbehälter abhängig von der Temperaturverteilung innerhalb des Behälters und den gemessenen Temperaturen der externen Wärmequelle bestimmt.
• Die Temperaturverteilungs-Messeinrichtung 13 erhält die Temperaturverteilung innerhalb des Behälters von den Sensoren 12, und sie gibt die Ergebnisse über eine Leitung 18 an die Wärmespeicherungs-Positionsermittlungseinrichtung 16 aus.
• Die Wärmequelle-Temperaturmesseinrichtung 15 misst die Temperatur der externen Wärmequellen 9A und 9B mittels der Sensoren 14, und sie gibt die Messergebnisse über eine Leitung 17 an die Positionsermittlungseinrichtung 16.
• Die Positionsermittlungseinrichtung 16 ermittelt die Wassereintrittstemperatur, damit diese Vorrichtung am Wirkungsvollsten arbeitet, und zwar abhängig von mechanischen Spezifikationen der Heizeinheit 3A und einer Kühleinheit 3B (z.B. der Wassereintrittstemperatur, der Temperatur der Heizwärme quelle, der Temperatur der Kühlquelle). Dann ermittelt sie die Position einer Entnahmeöffnung (Leitung 3A¹ oder 3B¹), an der Wärmespeichermittel mit derjenigen Temperatur existiert, die am nächsten an der ermittelten Wassereintrittstemperatur liegt. Außerdem ermittelt sie die Position einer Rückführöffnung (Leitung 3A¹¹ oder 3B¹¹), an der das Wärmespeichermittel mit derjenigen Temperatur existiert, die am Dichtesten bei der Temperatur zum Heizen oder Kühlen in der Einheit 3A oder der Einheit 3B liegt. Sie gibt ein Ventilsteuersignal 19 so aus, dass der Vorgang an der ausgewählten Entnahmeöffnung oder Rückführöffnung ausgeführt wird, und sie steuert Strömungseinstellventile 20, die in jeder Entnahmeleitung und jeder Rückführleitung angebracht sind.
• Übrigens können Entnahmeöffnungen oder Rückführöffnungen für das Wärmespeichermittel entweder mit Anzahlen vorhanden sein, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, oder entsprechende Einrichtungen können dadurch bereitgestellt werden, dass eine bewegliche Leitung oder mehrere von der Oberseite des Behälters her eingeführt werden. Ferner können die Sensoren für die Behältertemperatur entweder mehrere örtliche Temperaturmesssensoren wie vertikal beabstandete Thermoelemente sein, oder es können kontinuierliche Temperaturmesseinrichtungen mit einem optischen Faserkabel sein.
• Fig. 7 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dies ist dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4 ähnlich, jedoch fehlen die Leitungen 10 und 11 und es existieren mehrere vertikal voneinander beabstandete Wärmespeichermittel-Entnahmeleitungen 6¹, 6A¹, 2A¹, 2B¹, 7A¹, 7¹ sowie Rückführleitungen 6¹¹, 6A¹¹, 7A¹¹, 7¹¹ zur Wärmefreisetzung am Wärmespeicherbehälter 1, mehrere Temperatursensoren 12, die über die Behältertiefe verteilt sind, eine Behältertemperaturverteilungs-Messeinrichtung 13, die die Temperaturverteilung innerhalb des Behälters aus den von den Sensoren 12 gemessenen Temperaturen erhält, und eine Wärmefreisetzposition-Ermittlungseinrichtung 21, die die Entnahmeöffnungen und Rückführöffnungen für das Mittel während der Wärmefreisetzung aus der gemessenen Temperaturverteilung und der Temperatur und der Wärmemenge, wie sie von den Verbrauchern genutzt werden, ermittelt.
• Die Positionsermittlungseinrichtung 21 empfängt über eine Leitung 22 Information zur Temperatur und Wärmemenge, wie sie von den Verbrauchern genutzt werden, und sie empfängt ein von der Messeinrichtung 13 ausgegebenes Temperaturverteilungssignal, und sie ermittelt die Wärmefreisetztemperatur und die Strömungsrate, die für die Temperatur und die Wärmemenge geeignet sind, wie sie vom Verbraucher genutzt werden. Nach dem Ermitteln der Position der Entnahmeöffnung, an der das Wärmespeichermittel eine Temperatur aufweist, die am dichtesten bei der ermittelten Wärmefreisetztemperatur liegt, werden die Strömungsrate-Einstellventile an jeder Entnahmeleitung dadurch gesteuert, dass ein Ventilsteuersignal 23 ausgegeben wird. Die Leitungen 6¹, 6A¹, 7A¹, 7¹ sind unmittelbar mit den Wärmetauschern 6 und 7 verbunden. Andererseits sind die Leitungen 2A¹ mit einer Heizeinheit 2A und die Leitungen 2B¹ mit einer Kühleinheit 2B verbunden, so dass die Vorrichtung einen Mangel an Wärmespeicherung dadurch überwinden kann, dass das Wärmespeichermittel auf der Zwischentemperatur unter Verwendung der Heizeinheit 2A oder der Kühleinheit 2B erwärmt oder abgekühlt wird.
• Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das mit drei Heizeinheiten 3A-1, 3A-2, 3A-3 sowie drei Kühleinheiten 3B-1, 3B-2, 3B-3 mit verschiedenen Spezifikationen für Wärmespeicherung auf einer Zwischentemperatur versehen ist. Es existiert eine Wärmequelle-Temperaturmesseinrichtung 15 mit Sensoren 14 zum Messen der Temperaturen externer Wärmequellen 9A und 9B. Eine Auswähleinrichtung 24 ermittelt, welche der drei Heizeinheiten 3A oder der drei Kühleinheiten 3B betrieben wird. Als derartige Einheiten mit verschiedenen Spezifikationen können z.B. Wärmepumpen verwendet werden.
• Die Auswähleinrichtung 24 empfängt die Temperatur der externen Wärmequellen 9A, 9B, wie ungenutzter Energiequellen, über eine Leitung 17, und sie wählt dasjenige Modell aus, das am wirkungsvollsten arbeitet, um das Wärmespeichermittel auf die vorbestimmte Temperatur zu erwärmen oder abzukühlen. Das Auswahlergebnis wird als Ventilsteuersignal 24A ausgegeben, das seinerseits die Strömungsratenventile 20 in den Leitungen zum Nutzen der ausgewählten Heiz- oder Kühleinheit steuert.
• Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das dem der Fig. 4 und 5 ähnlich ist, mit einer Bedarfsvorhersageeinrichtung 27 zum Vorhersagen des künftigen Wärmebedarfs der Verbraucher, einer Wärmequelle-Wärmemengevorhersageeinrichtung 31 zum Vorhersagen der künftigen Wärmemenge einer externen Wärmequelle, einer Wärmespeicherungs/Wärmefreisetzungs-Planungseinrichtung 33 zum Entwerfen eines Wärmespeicherungs/Wärmefreisetzungs-Plans ausgehend von den Ergebnissen der Bedarfsvorhersage und der Wärmequelle-Wärmemengevorsage, und einer Anzeigeeinheit 35, die diesen Wärmespeicherungs/Wärmefreisetzungs-Plan anzeigt.
• Die Bedarfsvorhersageeinrichtung 27 hat die Funktion des Einfügens von Verbraucherbedarfs-Ergebnisdaten 25, Atmosphäreninformation wie Temperatur, Feuchtigkeit, Isolierung und Klima, und verschiedener Information für Bedarfsvorhersage 26 einschließlich des Zustands von Aktivitäten, wie sie für den Verbraucher einzigartig sind, wie Meetings, Ereignisse und den Produktionsplan, und zum Einspeichern dieser Information als Datenbank. Auf Grundlage von in der Vergangenheit gesammelter Information können Statistiktechniken wie Regressionsanalyse und ein Verfahren zum Untersuchen des Bedarfstrends mittels eines neuronalen Netzwerks dazu verwendet werden, ein Bedarfsvorhersageergebnis 28 dadurch zu erhalten, dass z.B. der Wärmebedarf für den folgenden Tag auf stündlicher Basis vorhergesagt wird.
• Die Wärmequelle-Wärmemengenvorhersageeinrichtung 31 hat die Funktion des Einfügens von Wärmequellentemperatur-Ergebnisdaten 29 externer Wärmequellen, wie einer ungenutzten Energiequelle, und verschiedener Information zur Wärmemengenvorhersage 30, einschließlich von Atmosphäreninformation und Effekten, die für eine Wärmequelle einzigartig sind, und zum Einspeichern dieser Information als Datenbank. Auf Grundlage von der in der Vergangenheit gesammelter Information sagt sie zukünftige Wärmemengenschwankungen der externen Wärme quellen 9A und 9B unter Verwendung desselben Verfahrens wie bei der Bedarfsvorhersageeinrichtung 27 vorher und gibt ein Wärmemengen-Vorhersageergebnis 32 aus.
• Eine Wärmespeicherungs/Wärmefreisetzungs-Planungseinrichtung 33 nimmt ein Wärmevorhersageergebnis 28 und ein Wärmemengen- Vorhersageergebnis für eine externe Wärmequelle 32 auf und ermittelt einen Wärmespeicherungs/Wärmefreisetzungsplan einschließlich der Zeit und der Temperatur bei der Wärmespeicherung/Wärmefreisetzung und der Vorrichtung und des Typs einer externen Wärmequelle, wie zum Minimieren der Betriebskosten verwendet.
• Ein Beispiel für ein tatsächliches Ermittlungsverfahren ist ein Verfahren zum Lösen eines kombinieren Optimierungsproblems zum Minimieren oder Maximieren einer Bewertungsfunktion, wie sie unter Verwendung eines mathematischen Planungsverfahren wie linearer Programmierung oder dynamischer Planung (z.B. zum Minimieren der Betriebskosten) ermittelt wurde.
• Eine detaillierte Erläuterung betreffend ein Verfahren zur Betriebsplanung für eine Wärmequellenvorrichtung mit einem Wärmespeicherbehälter wird hier weggelassen, da es in "Optimization Plan für cogeneration" von Koichi Ito und Ryohei Yokoyama, veröffentlicht von Sangyo Tosho, Inc., beschrieben ist.
• Folgend auf die Erstellung werden Wärmespeicherungs/Wärmefreisetzungs-Planergebnisse 34 an eine Anzeigeeinheit 35 wie einen Anzeigeschirm auf einem Monitor und einen Kontrollraum und Monitorschirm für eine Bedienperson geliefert und als Betriebsführungsmaßnahme angezeigt. Kurvenbilder, die die Temperaturverteilung innerhalb des Wärmespeicherbehälters anzeigen, die Ergebnisse der Wärmebedarfsvorhersage und die Änderungen der Wärmebedarfsänderungen bis zum aktuellen Zeitpunkt wie auch Kurvenbilder zu den Wärmequellen-Wärmemengenvorhersageergebnissen und Änderungen in der Wärmequellen-Wärmemenge bis zum aktuellen Zeitpunkt werden ebenfalls angezeigt.
• Zusätzlich zur Verwendung als Führungsmaßnahme für Bedienungspersonen können die Betriebsplanungsergebnisse 34 in ein Steuersignal für eine Wärmequellenvorrichtung zur Onlinesteuerung der Vorrichtung umgesetzt werden.
• Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das erfindungsgemäße Wärmespeichersystem auf ein örtliches Klimaanlagensystem angewandt ist, das sowohl Heizwärme als auch Kühlungwärme liefert, wie zum Klimaanlagenbetrieb, zur Heißwasserversorgung und für Fabrikversorgungsanlagen verwendet.
• Das belieferte Gebiet ist in vier Bereiche A, B, C und D unterteilt, von denen jeder über eine Wärmeversorgungsanlage verfügt, die mit einer Wärmespeichervorrichtung mit einem Wärmespeicherbehälter, wie oben erörtert, einem Dampferzeuger, einer Wärmepumpe, einer Gefriereinrichtung und einem Spannungsgenerator versehen ist. Auch sind innerhalb des Bereichs A verschiedene Typen von Verbrauchern dargestellt, wozu Bürogebäude, Handelsgebäude, Beherberungseinrichtungen, Krankenhäuser, Fabriken, Einzelgebäude und Gebäudekomplexe gehören. In der Wärmeversorgungsanlage ist Information, wie sie für jeden Verbraucher speziell vorliegt, wie die Anzahl von Raumbelegungen in einer Beherberungseinrichtung, ein Terminplan für ein Handel sgebäude und ein Herstellplan für eine Fabrik, in einer Datenbank zusätzlich zu allgemeiner Information, wie Bedarfsergebnissen und Umgebungsinformation, abgespeichert, für eine stündliche Vorhersage der Änderungen des Wärmebedarfs am folgenden Tag unter Verwendung eines Verfahrens wie einer Regressionsanalyse oder eines Verfahrens zum Untersuchen des Bedarfstrends mittels eines neuronalen Netzwerks.
• Indessen Verwendet eine Wärmeversorgungsanlage als Wärmequelle und Kühlungsquelle ungenutzte Wärmequellen wie die Abwärme von der Abfallverbrennung, Abwärme von U-Bahnen, Abwärme von U-Bahn-Stationen und Wärme, wie sie in Flüssen und Ozeanen enthalten ist.
• Zu ungenutzten Wärmequellen gehören solche, deren verwendbare Temperatur und Wärmemenge abhängig von der Jahreszeit variieren, wie Flüsse und Ozeane, und solche, deren Verwendungszeit auf eine bestimmte Zeitperiode beschränkt ist, wie Abwärme von U-Bahnen und aus der Abfallverbrennung. Information, wie sie für eine Wärmequelle spezifisch ist, wie das Volumen des verarbeiteten Abfalls, den Abfalltyp und den Betriebsplan für Abwärme aus der Abfallverbrennung, wird in einer Datenbank zusätzlich zu allgemeiner Information, wie zu Ergebnissen der Temperatur und der Wärmemenge einer ungenutzten Wärmequelle in der Vergangenheit und Umgebungsinformation, gespeichert, für eine stündliche Vorhersage der Temperatur und der Wärmemenge für jede Wärmequelle am folgenden Tag unter Verwendung der Wärmequelletemperatur-Vorhersageeinheit.
• Der Betriebsplan für den folgenden Tag wird auf Grundlage der Bedarfsvorhersageergebnisse und der Wärmequelletemperatur/Wärmemenge-Vorhersageergebnisse unter Verwendung eines mathematischen Planungsverfahrens und von Wissensverarbeitung zum Minimieren der Betriebskosten erstellt. Die Betriebsplanergebnisse werden von der Betriebssteuereinheit in ein Steuersignal für eine Wärmequellenvorrichtung umgesetzt.
• Wärmeversorgungsanlagen in jeweiligen Bereichen sind über eine Telefonleitung oder eine Informationsübertragungseinrichtung und über Leitungen verbunden, die Heizwärme und Kühlwärme liefern und empfangen können. Es ist auch möglich, Bedarfsvorhersageergebnisse und Wärmequelletemperatur/Wärmemenge-Vorhersageergebnisse aus anderen Bereichen über eine Informationsübertragungseinrichtung wechselseitig mitzuteilen, um Wärmespeicherungs/Wärmefreisetzungs-Pläne und Pläne zum Liefern von Wärme an andere Bereiche zu entwerfen, die für die Bereiche A bis D insgesamt am wirkungsvollsten sind.

Claims (11)

1. Wärmespeichervorrichtung mit einem ein Wärmespeichermittel (5) enthaltenden Vorratsbehälter (1), das in den oberen und unteren Bereichen, in denen das Wärmespeichermittel (5) verschiedene Dichten aufweist, auf höheren bzw. tieferen Temperaturen gehalten wird, und mit einer Einrichtung (2, 4) zur Aufrechterhaltung der Temperatur des Wärmespeichermittels zumindest in einem der oberen und unteren Bereiche, gekennzeichnet durch eine Wärmeübertragungseinrichtung (3, 3A, 3B) zur Aufrechterhaltung einer zwischen den höheren und den niedrigeren Temperaturen liegenden Zwischentemperatur des Wärmespeichermittels in einem Zwischenbereich des Vorratsbehälters (1) mittels Wärmetausch mit einem Außenmedium, wobei die Wärmeübertragungseinrichtung mehrere Wärmeübertragungseinheiten (3A-1, 3A-2, 3A-3, 3B-1, 3B-2, 3B-3) zum Wärmetausch zwischen Wärmespeichermittel und Außenmedium aufweist und eine Einheit (24) zur Auswahl einer der Wärmeübertragungseinheiten in Abhängigkeit von der Temperatur des Außenmediums.

2. Wärmespeichervorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Heizeinheit (2) zum Erwärmen des Wärmespeichermittels im oberen Bereich und einer Kühleinheit (4) zum Abkühlen des Wärmespeichermittels im unteren Bereich.

3. Wärmespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, mit zumindest entweder

(a) einer Einheit (2, 10) zur Überführung von Wärmespeichermittel vom Zwischenbereich zum oberen Bereich und zur Erwärmung des überführten Wärmespeichermittels auf die höhere Temperatur, oder

(b) einer Einheit (4, 11) zur Überführung von Wärmespeichermittel vom Zwischenbereich zum unteren Bereich und zum Abkühlen des überführten Wärmespeichermittels auf die untere Temperatur.

4. Wärmespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer lastseitigen Wärmetauscheinrichtung (6, 7) zum Wärmetausch zwischen dem Wärmespeichermittel und einem Wärmeträger bei zumindest der höheren oder der tieferen Temperatur und mit einer Einrichtung (2A, 2B) zur Überleitung von Wärmespeichermittel aus dem Zwischenbereich zu der lastseitigen Wärmetauscheinrichtung, wobei Mittel zur Anderung der Temperatur des übergeleiteten Wärmespeichermittels vorgesehen sind.

5. Wärmespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit Meßeinrichtungen (12) für die Temperatur des Wärmespeichermittels auf mehreren verschiedenen Höhen des Vorratsbehälters (1), Fordermittel (2A', 2B', 6, 7, 6', 7') zum Herausleiten von Wärmespeichermittel aus dem Vorratsbehälter auf mehreren verschiedenen Höhen desselbigen und zum Wärmetausch des geförderten Wärmespeichermittels mit einem Wärmeträger, weiterhin miü einer Auswahleinheit (21) zur Bestimmung der Entnahmestelle des Wärmespeichermittels in Abhängigkeit vom Bedarf an Wärme aus der Wärmespeichervorrichtung und von den im Vorratsbehälter gemessenen Temperaturen.

6. Wärmespeichervorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das Wärmespeichermittel auf der Zwischentemperatur haltende Wärmeubertragungseinrichtung (3, 3A, 3B) im Zwischenbereich eine zwischen dem Wärmespeichermittel und mehreren externen Wärmequellen wärmeaustauschende Einheit (3A, 3B) aufweist, und daß die Wärmespeichervorrichtung außerdem Mittel (21) zur Vorausberechnung zumindestens einer der Größen Wärmemenge und Temperatur der externen Wärmequellen, Mittel zur Vorausberechnung des Bedarfs an Wärme aus der Wärmespeichervorrichtung und eine Einheit zur Erstellung eines Wärmespeicherprogramms besitzt bezogen auf die Wärmespeichertemperatur im Vorratsbehälter, die Dauer des Wärmetausches mit den externen Wärmequellen und die Auswahl externer Wärmequellen für den Wärmetausch.

7. Wärmespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit Mitteln zur Vorausberechnung des zukünftigen Bedarfs an Wärme aus der Wärmespeichervorrichtung und einer Einheit zur Erstellung eines Betriebsprogramms für die Wärmespeichervorrichtung bezogen auf die Menge und Dauer der Wärmeabgabe der unteren und oberen Bereiche des Vorratsbehälters, Ausmaß und Dauer der Temperaturerhöhung und -erniedrigung des dem Zwischenbereich entnommenen Wärmespeichermittels und Menge und Dauer der Wärmezufuhr zur Aufrechterhaltung der Zwischentemperatur im Zwischenbereich.

8. Wärmespeichersystem mit mehreren Wärmespeichervorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und mit einer Einheit zur Erstellung eines Wärmespeicher- und Wärmeabgabeprogramias auf der Grundlage des vorausberechneten Bedarfs an Wärme aus dem System.

9. Verfahren zur Wärmespeicherung, bei dem in einem Vorratsbehälter (1) ein Wärmespeichermittel (5) in oberen und unteren Bereichen bei entsprechenden höheren und tieferen Temperaturen mit unterschiedlicher Dichte gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) das Wärmespeichermittel in einem Zwischenbereich des Vorratsbehälters auf einer Zwischentemperatur zwischen den höheren und tieferen Temperaturen gehalten wird,

(b) Wärmespeichermittel dem Zwischenbereich entnommen, seine Temperatur verändert und es zumindest einem externen Wärmeverbraucher und zumindest entweder dem oberen oder dem unteren Bereich zugeführt wird, und daß

(c) die Zwischentemperatur des Zwischenbereichs zumindest entweder mittels Erwärmung oder Abkühlung des dort befindlichen Wärmespeichermittels aufrechterhalten wird, und zwar durch Wärmetausch zwischen dem Wärmespeichermittel des Zwischenbereichs und einen Außenmedium, indem hierzu eine von mehreren Wärmeübertragungseinrichtungen anhand der Temperatur des Außenmediums ausgewählt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt (b) zumindest entweder

(i) das dem Zwischenbereich entnommene Wärmespeichermittel erwärmt und dem oberen Bereich zugeführt wird, oder

(ii) das dem Zwischenbereich entnommene Wärmespeichermittel abgekühlt und dem unteren Bereich zugeführt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenmedium eine zwischen der höheren und der tieferen Temperatur liegende Temperatur aufweist.