EP0309467B1 - Thermodynamischer kreisprozess - Google Patents

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EP0309467B1
EP0309467B1 EP87903871A EP87903871A EP0309467B1 EP 0309467 B1 EP0309467 B1 EP 0309467B1 EP 87903871 A EP87903871 A EP 87903871A EP 87903871 A EP87903871 A EP 87903871A EP 0309467 B1 EP0309467 B1 EP 0309467B1
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EP
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working medium
gas
heat
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hydrogen gas
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Jürgen SCHUKEY
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SITA Maschinenbau und Forschungs GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/06—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using mixtures of different fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B11/00—Compression machines, plants or systems, using turbines, e.g. gas turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/02—Compression-sorption machines, plants, or systems

Definitions

  • the invention relates to a thermodynamic cycle with a gaseous working medium, to which heat is supplied and which is alternately compressed and expanded, in which a working medium is used which, at the higher temperature after compression, causes an increase in volume due to chemical processes and at the lower temperature after Expansion experiences a corresponding volume reduction.
  • the object of the invention is to create a cycle of the type mentioned, which has a very high efficiency.
  • the solution according to the invention is that the volume reduction is endothermic, that the working medium contains hydrogen gas, that the chemical process is an adsorption / desorption process of the hydrogen gas on a metal and that the adsorption / desorption of the hydrogen gas takes place on surfaces which alternate with the gas the higher and the lower temperature are brought into contact and which are arranged on a circular disk which extends into the gas volumes of higher and lower temperature and is rotated.
  • Platinum, palladium or other catalyst metals which can absorb hydrogen can be used as the metal.
  • the disk could consist of several sectors, in which case the gas of higher temperature flows through sectors, for example above the axis of rotation, while the gas of lower temperature flows through sectors below the axis of rotation.
  • Appropriate sector walls must of course ensure that the gas of higher pressure does not simultaneously flow over or through the circular disk to the area of lower pressure in the cycle.
  • the areas to be heated / cooled by the other gas become, for example, a gas that does not participate in the chemical reactions, warmed and cooled, the amount of this gas not changing during the cycle, so that the heating or cooling is very effective.
  • the expansion machine is connected to an electrical generator.
  • This generator then supplies electrical energy instead of mechanical energy. At least part of the heating energy for the heating container can be supplied by the generator.
  • the parts of the circuit of the working medium are also provided with surfaces which promote or intensify the reactions leading to the volume enlargement / reduction.
  • the heating container and the heat exchanger or parts thereof can be provided with such surfaces his.
  • the heat exchanger can carry out heat exchange with the surrounding air.
  • heat exchange with a quantity of water is also possible; pumps for the water may then have to be provided for this purpose.
  • what can be useful in certain extreme situations, for example to avoid too low a temperature of the working medium in the heat exchanger can first compress the air that is passed through the heat exchanger from the outside, thereby heating it.
  • the exhaust air can then be passed through an expansion machine so that the energy used to increase the pressure of the ambient air is at least partially recovered. In this way, the efficiency of the overall device can be increased further.
  • the working medium which has already been heated by the compression is passed through the upper part of a disk-shaped element 20 which is gas-permeable in the axial direction.
  • gas movement in the circumferential direction is at least very much impeded, if not made completely impossible, by corresponding sectors on the disk-shaped element 20.
  • the disc-shaped element 20 is surrounded by a housing, so that in fact all gas which is introduced into the disc-shaped element on one side also flows out again on the other side.
  • the disc-shaped element is now provided with a finely divided powder to which hydrogen gas is adsorbed.
  • the metal powder can, for example, be arranged in finely divided form on a silicone foam. Particularly suitable metal powders are those which cool down during the adsorption of hydrogen and bind as large a quantity of hydrogen as possible.
  • the expanded gas or other working media is passed via a control valve 6 into a heat exchanger 7, in which the heat exchange with the environment takes place, so that the gas returns to its original temperature.
  • the gas is passed several times through the heat exchanger 7. Before and after it is passed several times through the lower region of the disk 20. Since the disk 20 has been rotated in the meantime, the metal in this lower region is initially hydrogen-free. Here the hydrogen is adsorbed again, which happens with simultaneous cooling of the working gas, since the adsorption is endothermic. In this way, less energy is released to the environment. A very high degree of efficiency is obtained in this way.
  • the gas can then be compressed again in the compressor 1.
  • a fan 8 which is driven by a motor 9, also serves to support the heat exchange with the surroundings.
  • Compressor 1 and expansion machine 5 are on a common one Shaft 10 arranged so that the compressor can be driven by the circuit itself after a single start, that is to say by the expansion machine 5.
  • the mechanical energy which is also available can be taken up by a generator 11, part of which is the electrical power is led via lines 12 to the motor 9 for the fan 8. Another part of the energy can be used at 13. In addition or instead, mechanical energy can also be taken from the shaft 10 at 14.
  • the figure also shows that the shaft 10 also rotates the disk 20.
  • the disk 20 will normally be rotated at a lower speed than the compressor 1, the expansion machine 5 and the generator 11.
  • a reduction gear not shown in the figure, will be provided.
  • the hydrogen gas is adsorbed while absorbing heat (section 4'-4 in the P-V diagram). Only the original working gas then has to be cooled down (route 4-1 in the P-V diagram). This heat can be absorbed at least in part by the endothermic process of hydrogen adsorption. Then the gas has returned to its original state (point 1); the cycle can begin again.
  • a heat pump is shown, which works according to the cycle process according to the invention.
  • the heat pump of FIG. 3 differs from the heat engine of FIG. 1 only in that instead of the heating container 2, the heating element 3 and the heat source 4, a heat exchanger 21 is provided with which a medium to be heated (for example room air) is heated .
  • a medium to be heated for example room air
  • the shaft 10 of the heat pump of FIG. 3 is driven by electrical energy fed in at 13 with the aid of the motor / generator 11 or by mechanical energy applied at 14.
  • the gas is heated in the compressor 1; the heat is given off in the heat exchanger 21 to the medium to be heated.
  • the hydrogen portion of the gas is adsorbed in the lower part of the disk-shaped element 20 with heat absorption.
  • heat is absorbed here, since that which is cooled by the expansion Gas for the circuit must be reheated. The corresponding heat is taken from the environment in the heat exchanger 7.
  • the disc-shaped element 20 has been omitted in the heat engine shown in FIG. 4. Instead, a metal powder is carried in the gas circuit.
  • the desorption of hydrogen gas with an increase in the volume of the working medium takes place in the heating tank 2.
  • Original, neutral working gas, hydrogen and metal powder are then carried in a cycle until the hydrogen gas from the metal powder in one in the heat exchanger 7 endothermic process is adsorbed again.
  • endothermic adsorption as well as volume enlargement and reduction are fully retained.
  • the only disadvantage is that metal powder must be carried in the working medium, which can lead to signs of wear on the walls of the lines, the compressor and the expansion machine.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen thermodynamischen Kreisprozeß mit einem gasförmigen Arbeitsmedium, dem Wärme zugeführt wird und das abwechselnd komprimiert und expandiert wird, bei dem ein Arbeitsmedium verwendet wird, das bei der höheren Temperatur nach der Kompression eine Volumenvergrößerung aufgrund chemischer Vorgänge und bei der niedrigeren Temperatur nach der Expansion eine entsprechende Volumenverkleinerung erfährt.
  • Bei Kreisprozessen besteht ganz allgemein das Problem, daß sie einen begrenzten Wirkungsgrad haben. Dieser Wirkungsgrad ist einmal durch physikalische Gesetzmäßigkeiten gegeben, andererseits aber auch durch konstruktive Einzelheiten bedingt. So ist es aus technischen Gründen meist nur möglich, diese Vorrichtungen mit einem verhältnismäßig niedrigen Wirkungsgrad zu betreiben.
  • Eine gewisse Erhöhung des Wirkungsgrades soll bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erstrebt werden (GB-A 2 017 226). Bei dem dort beschriebenen Kreisprozeß zur Energieerzeugung wird die zugeführte Wärmeenergie nicht nur dazu verwendet, das Gas aufgrund der Erwärmung in üblicher Weise zu expandieren. Vielmehr wird weitere Wärme aufgewendet, um aufgrund eines endothermen chemischen Prozesses weiteres Gas freizusetzen, d.h. eine weitere Volumenvergrößerung zu bewirken. Dem Vorteil, daß bei der höheren Temperatur mehr Arbeitsgas gewonnen wird, steht aber der Nachteil gegenüber, daß bei der entsprechenden exothermen Volumenverkleinerung bei der tieferen Temperatur des Kreislaufes auch mehr Wärme an das kältere Wärmereservoir abgegeben wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Kreisprozeß der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen sehr hohen Wirkungsgrad hat.
  • Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Volumenverkleinerung endotherm ist, daß das Arbeitsmedium Wasserstoffgas enthält, daß der chemische Vorgang ein Adsorptions/Desorptionsvorgang des Wasserstoffgases an einem Metall ist und daß die Adsorption/Desorption des Wasserstoffgases an Oberflächen erfolgt, die abwechselnd mit dem Gas bei der höheren und der niedrigeren Temperatur in Kontakt gebracht werden und die auf einer kreisförmigen Scheibe angeordnet sind, die in die Gasvolumina höherer und tieferer Temperatur hineinreicht und gedreht wird.
  • Als Metall können Platin, Palladium oder sonstige Katalysatormetalle verwendet werden, die Wasserstoff aufnehmen können.
  • Eine Erhöhung des Wirkungsgrades gegenüber dem vorbekannten Kreisprozeß tritt dadurch ein, daß die Volumenverkleinerung nicht exotherm, sondern endotherm ist. Es wird also weniger Wärme an das kältere Reservoir abgegeben. Das Gas, das die Adsorption/Desorption erfährt, ist Wasserstoffgas, das im adsorbierten Zustand von der kreisförmigen Scheibe zwischen den Gasvolumina höherer und tieferer Temperatur transportiert wird. Auch dies bringt eine Erhöhung des Wirkungsgrades mit sich.
  • Die Scheibe könnte zum Beispiel aus mehreren Sektoren bestehen, wobei dann das Gas höherer Temperatur durch Sektoren zum Beispiel oberhalb der Rotationsachse hindurchströmt, während das Gas niedrigerer Temperatur durch Sektoren unterhalb der Drehachse hindurchströmt. Durch entsprechende Sektorenwände muß dabei selbstverständlich sichergestellt werden, daß dabei das Gas höheren Druckes nicht gleichzeitig über oder durch die kreisförmige Scheibe zum Bereich niedrigeren Druckes des Kreisprozesses hindurchströmt.
  • Wird ein gasförmiges Medium aus zwei nicht miteinander chemische reagierenden Komponenten verwendet, von denen die eine das Wasserstoffgas ist, so werden die zu erwärmenden/zu kühlenden Bereiche der Scheibe durch das andere Gas das zum Beispiel ein nicht an den chemischen Reaktionen teilnehmendes Gas sein kann, gewärmt und gekühlt, wobei sich die Menge dieses Gases während des Kreislaufes nicht ändert, so daß die Erwärmung bzw. Kühlung sehr effektiv ist.
  • Wird der Kreisprozeß für eine Wärmekraftmaschine verwendet, so kann vorteilhafterweise noch vorgesehen werden, daß die Expansionsmaschine mit einem elektrischen Generator verbunden ist. Dieser Generator liefert dann statt mechanischer Energie elektrische Energie. Wenigstens ein Teil der Heizenergie für den Heizbehälter kann dabei von dem Generator geliefert werden.
  • Vorteilhafterweise sind noch die Teile des Kreislaufs des Arbeitsmediums mit Oberflächen versehen, die die zu den Volumenvergrößerungen/-verkleinerungen führenden Reaktionen fördern oder verstärken. Insbesondere der Heizbehälter und der Wärmetauscher bzw. Teile davon können mit solchen Oberflächen versehen sein.
  • Der Wärmetauscher kann den Wärmeaustausch mit der Luft der Umgebung durchführen. Es ist aber auch ein Wärmetausch mit einer Wassermenge möglich; für diesen Zweck müssen dann gegebenenfalls Pumpen für das Wasser vorgesehen sein. Man kann aber auch, was sich in gewissen Extremsituationen als zweckmäßig erweisen kann, um zum Beispiel eine zu tiefe Temperatur des Arbeitsmediums im Wärmetauscher zu vermeiden, die Luft, die von außen über den Wärmetauscher geführt wird, zunächst komprimieren, wodurch sie erwärmt wird. Die Abluft kann dann über eine Expansionsmaschine geführt werden, so daß die für die Druckerhöhung der Umweltluft verwendete Energie wenigstens teilweise wieder zurückgewonnen wird. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad der Gesamtvorrichtung weiter erhöht werden.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    in schematischer Darstellung den Aufbau einer Wärmekraftmaschine, die nach dem erfindungsgemäßen Kreisprozeß arbeitet;
    Fig. 2
    ein P-V-Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Maschine von Fig. 1;
    Fig. 3
    in schematischer Darstellung den Aufbau einer Wärmepumpe, die mit dem erfindungsgemäßen Kreisprozeß arbeitet; und
    Fig. 4
    eine andere Wärmekraftmaschine, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet; und
    In der in Fig. 1 gezeigten Maschine wird das gasförmige Arbeitsmedium zunächst in einem Kompressor 1 komprimiert und gelangt dann in Pfeilrichtung in den Heizbehälter 2. Dieser Heizbehälter enthält ein bei 3 angedeutetes Heizelement, das von einer Wärmequelle 4 erwärmt wird. Selbstverständlich könnte das Heizelement 3 auch die Außenwand des Behälters 2 sein; in manchen Fällen wird man aber ein separates Heizelement 3 verwenden, zum Beispiel bei elektrischer Beheizung.
  • Das durch die Kompression bereits erwärmte Arbeitsmedium wird durch den oberen Teil eines scheibenförmigen Elementes 20 geleitet, daß in Axialrichtung gasdurchlässig ist. Andererseits ist aber eine Gasbewegung in Umfangsrichtung durch entsprechende Sektoren auf dem scheibenförmigen Element 20 zumindest sehr stark behindert, wenn nicht sogar völlig unmöglich gemacht. Außerdem ist das scheibenförmige Element 20 mit einem Gehäuse umgeben, so daß tatsächlich alles Gas, das in das scheibenförmige Element auf einer Seite hineingeleitet wird, auf der anderen Seite auch wieder herausströmt. Das scheibenförmige Element ist nun mit einem fein verteilten Pulver versehen, an das Wasserstoffgas adsorbiert ist. Das Metallpulver kann zum Beispiel in fein verteilter Form auf einem Silikonschaum angeordnet sein. Als Metallpluver sind dabei besonders gut solche geeignet, die sich bei der Adsorption von Wasserstoff abkühlen und eine möglichst große Menge von Wasserstoff binden.
  • Infolge der durch die Heizquelle 3 erhöhten Temperatur des Gases wird nun das Wasserstoffgas vom Metallpulver abgegeben. Es steht damit mehr Gas zur Verfügung, das in der Expansionsmaschine 5 entspannt wird und dabei mechanische Arbeit leistet.
  • Hinter der Expansionsmaschine 5 wird das entspannte Gas bzw. sonstige Arbeitsmedien über ein Regelventil 6 in einen Wärmeaustauscher 7 geleitet, in der der Wärmeaustausch mit der Umgebung stattfindet, so daß das Gas wieder seine ursprüngliche Temperatur annimmt.
  • Das Gas wird dabei mehrfach durch den Wärmeaustauscher 7 hindurchgeleitet. Vorher und hinterher wird es mehrmals durch den unteren Bereich der Scheibe 20 geleitet. Da die Scheibe 20 in der Zwischenzeit gedreht worden ist, ist das Metall in diesem unteren Bereich zunächst wasserstofffrei. Hier wird nun wieder der Wasserstoff adsorbiert, was unter gleichzeitiger Abkühlung des Arbeitsgases geschieht, da die Adsorption endotherm ist. Auf diese Weise wird weniger Energie an die Umgebung abgegeben. Man erhält auf diese Weise einen sehr hohen Wirkungsgrad.
  • Anschließend kann das Gas dann im Kompressor 1 wieder komprimiert werden.
  • Zur Unterstützung des Wärmeaustausches mit der Umgebung dient noch ein Ventilator 8, der durch einen Motor 9 angetrieben ist.
  • Kompressor 1 und Expansionsmaschine 5 sind auf einer gemeinsamen Welle 10 angeordnet, so daß der Kompressor nach einem einmaligen Start durch den Kreislauf selbst angetrieben werden kann, das heißt durch die Expansionsmaschine 5. Die darüber hinaus zur Verfügung stehende mechanische Energie kann von einem Generator 11 aufgenommen werden, von dem ein Teil der elektrischen Leistung über Leitungen 12 zum Motor 9 für den Ventilator 8 geführt wird. Ein anderer Teil der Energie kann bei 13 nutzbringend entnommen werden. Außerdem oder statt dessen kann bei 14 auch mechanische Energie von der Welle 10 abgenommen werden.
  • In der Fig. ist auch dargestellt, daß die Welle 10 auch die Scheibe 20 dreht. Dabei wird man aber normalerweise die Scheibe 20 mit einer geringeren Geschwindigkeit drehen als den Kompressor 1, die Expansionsmaschine 5 und den Generator 11. Zu diesem Zweck wird man noch ein in der Fig. nicht gezeigtes Untersetzungsgetriebe vorsehen.
  • Es soll nun die Wirkungweise anhand des Diagramms der Fig. 2 verdeutlicht werden. Das ursprüngliche, wasserstofffreie Arbeitsmedium wird im Verdichter 1 auf der Strecke 1-2 im P-V-Diagramm komprimiert und gelangt in den Heizbehälter 2. Im Heizbehälter wird dem Gas durch das Heizelement 3 Wärme zugeführt, wodurch das Volumen bei gleichbleibendem Druck vergrößert wird (Strecke 2-3 im P-V-Diagramm). Im scheibenförmigen Element 20 wird nun Wasserstoffgas freigesetzt (Strecke 3-3' im P-V-Diagramm). Im Punkt 3' des P-V-Diagramms hat man damit ein Arbeitsgas, das aus dem ursprünglichen Gas (Volumen bei Punkt 3) und dem Wasserstoffgas besteht, das bei Punkt 3 zunächst das Volumen 0 und bei 3' sein tatsächliches Volumen hat. Das P-V-Diagramm zeigt also die Summe beider Gasvolumina.
  • Ursprüngliches Arbeitsmedium und Wasserstoff werden dann unter Arbeitsleistung in der Expansionsmaschine 5 expandiert (Strecke 3'-4' im P-V-Diagramm); dabei wird mechanische Arbeit geleistet.
  • Anschließend erfolgt dann im Niederdruck- und Niedertemperaturbereich des scheibenförmigen Elementes die Adsorption des Wasserstoffgases unter Wärmeaufnahme (Strecke 4'-4 im P-V-Diagramm). Nur das ursprüngliche Arbeitsgas muß dann noch abgekühlt werden (Strecke 4-1 im P-V-Diagramm). Diese Wärme kann zumindest teilweise durch den endothermen Prozeß der Wasserstoffadsorption aufgenommen werden. Anschließend hat dann das Gas wieder seinen ursprünglichen Zustand (Punkt 1) erreicht; der Kreisprozeß kann erneut beginnen.
  • In Fig. 3 ist eine Wärmepumpe gezeigt, die nach dem erfindungsgemäßen Kreisprozeß arbeitet. Im Prinzip unterscheidet sich die Wärmepumpe der Fig. 3 von der Wärmekraftmaschine der Fig. 1 nur dadurch, daß anstelle von Heizbehälter 2, Heizelement 3 und Wärmequelle 4 ein Wärmetauscher 21 vorgesehen ist, mit dem ein zu erwärmendes Medium (zum Beispiel Raumluft) erwärmt wird.
  • Zum Betrieb wird die Welle 10 der Wärmepumpe der Fig. 3 durch bei 13 eingespeiste elektrische Energie mit Hilfe des Motors/Generators 11 oder durch bei 14 angelegte mechanische Energie angetrieben. Das Gas wird im Kompressor 1 erwärmt; die Wärme wird im Wärmetauscher 21 an das zu erwärmende Medium abgegeben. Nach teilweiser Energierückgewinnung in der Expansionsmaschine 5 wird der Wasserstoffanteil des Gases im unteren Teil des scheibenförmigen Elemtes 20 unter Wärmeaufnahme adsorbiert. Außerdem wird hier Wärme aufgenommen, da das durch die Expansion abgekühlte Gas für den Kreislauf wieder erwärmt werden muß. Die entsprechende Wärme wird im Wärmeaustauscher 7 der Umgebung entnommen.
  • Bei der in Fig. 4 gezeigten Wärmekraftmaschine ist auf das scheibenförmige Element 20 verzichtet worden. Statt dessen wird im Gaskreislauf ein Metallpulver mitgeführt. Die Desorption von Wasserstoffgas unter Volumenvergrößerung des Arbeitsmediums erfolgt bei dieser Ausführungsform im Heizbehälter 2. Ursprüngliches, neutrales Arbeitsgas, Wasserstoff und Metallpulver werden dann im Kreislauf mitgeführt, bis im Wärmetauscher 7 das Wasserstoffgas vom Metallpulver in einem endothermen Vorgang wieder adsorbiert wird. Die Vorteile der endothermen Adsorption sowie der Volumenvergrößerungen und -verkleinerungen bleiben aber voll erhalten. Ein Nachteil ist lediglich, daß Metallpulver im Arbeitsmedium mitgeführt werden muß, was zu Verschleißerscheinungen an den Wänden der Leitungen, des Kompressors und der Expansionsmaschine führen kann.
  • Die erstaunliche Erhöhung des Wirkungsgrades läßt sich auch dadurch erklären, daß der Wasserstoff im Laufe des Kreislaufes ohne zusätzliche Energieaufwendung durch die Adsorption auf das Volumen 0 "komprimiert" wird.

Claims (4)

  1. Thermodynamischer Kreisprozeß mit einem gasförmigen Arbeitsmedium, dem wärme zugeführt wird und das abwechselnd komprimiert und expandiert wird, bei dem ein Arbeitsmedium verwendet wird, das bei der höheren Temperatur nach der Kompression eine Volumenvergrößerung aufgrund chemischer Vorgänge und bei der niedrigeren Temperatur nach der Expansion eine entsprechende Volumenverkleinerung erfährt, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenverkleinerung endotherm ist, daß das Arbeitsmedium Wasserstoffgas enthält, daß der chemische Vorgang ein Adsorptions/Desorptionsvorgang des Wasserstoffgases an einem Metall ist und daß die Adsorption/Desorption des Wasserstoffgases an Oberflächen erfolgt, die abwechselnd mit dem Gas bei der höheren und der niedrigeren Temperatur in Kontakt gebracht werden und die auf einer kreisförmigen Scheibe angeordnet sind, die in die Gasvolumina höherer und tieferer Temperatur hineinreicht und gedreht wird.
  2. Kreisprozeß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gasförmiges Arbeitsmedium aus zwei nicht miteinander chemisch reagierenden Komponenten verwendet wird, von denen die eine Wasserstoffgas ist.
  3. Kreisprozeß nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Erzeugung mechanischer Energie mit einem Kompressor für das Arbeitsmedium, mit einem Heizbehälter zum Erwärmen des komprimierten Arbeitsmediums, mit einer Expansionsmaschine zur Erzeugung der mechanischen Energie, und mit einem Wärmetauscher zum Austauschen von Wärmeenergie mit der Umgebung durchgeführt wird.
  4. Kreisprozeß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Gewinnung von Wärme aus mechanischer Energie unter Abkühlung eines Wärmereservoirs tieferer Temperaturen (Wärmepumpe) betrieben wird.
EP87903871A 1986-06-12 1987-06-11 Thermodynamischer kreisprozess Expired - Lifetime EP0309467B1 (de)

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EP0309467A1 EP0309467A1 (de) 1989-04-05
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EP (1) EP0309467B1 (de)
JP (1) JPH01502923A (de)
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AU (1) AU620314B2 (de)
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DE (2) DE3619749A1 (de)
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