EP2115283A2 - Hausenergieversorgungsanlage - Google Patents

Hausenergieversorgungsanlage

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EP2115283A2
EP2115283A2 EP07817439A EP07817439A EP2115283A2 EP 2115283 A2 EP2115283 A2 EP 2115283A2 EP 07817439 A EP07817439 A EP 07817439A EP 07817439 A EP07817439 A EP 07817439A EP 2115283 A2 EP2115283 A2 EP 2115283A2
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EP
European Patent Office
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heat
engine
heating
supply system
energy supply
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07817439A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Wohllaib
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a domestic energy supply system, in particular for supplying a house and / or a vehicle with electricity and / or heat and / or compressed air.
  • a heat engineering power plant in which a temperature difference between a heat source and a heat sink is exploited, wherein an inner closed circuit is provided, which circuit comprises at least two connected to a circuit heat exchanger through which a medium
  • the heat exchangers can each be cooled or heated from the outside in the interior, as a result of which they can work either as an evaporator or as a condenser for the medium circulating therein, the heat source and the heat sink respectively can be assigned to either a first heat exchanger or a second heat exchanger, wherein carried by the caused by the heat source and the heat sink temperature difference of the heat exchanger, a transport from the medium from one heat exchanger to the other.
  • the object of the invention is to provide a home energy supply system, in which an optimized use of energy is possible, in particular one compared to the
  • a domestic energy supply system in particular for supplying a house and / or a vehicle with electricity and / or heat and / or compressed air, is proposed, in which at least one of the following heat energy sources is provided:
  • Sunlight - hot water from the heating or hot water circuit of an existing oil, pellet or gas heating or a small power plant, district heating,
  • the hybrid engine is provided only as a print media engine.
  • the invention enables a home energy supply system, for example in the form of a solar block heat and power plant which can be operated with different types of energy and provides different types of energy available.
  • the pressure difference between each of the connected as an evaporator and a capacitor reservoir is converted into mechanical work.
  • a development of the invention provides that a heat storage, in particular a water tank, is provided, wherein the heat storage can be used as a heat sink or as a heat source by a purpose provided switchable thermal coupling with the reservoirs.
  • Another switchable thermal connection of the heat accumulator is advantageously provided, by means of which it can be connected to one of the heat sources and heated.
  • the advantage is the fluid perfluoropentane or a mixture of perfluoropentane and propane or a mixture of water and ammonia. Other substances with similar properties may also be used.
  • the mixture is adjustable depending on the desired working temperature, the mixing ratio being metered and changed by a mixing device.
  • a power generator is provided, on which the heat engine performs work.
  • a compressed air compressor is provided, on which the heat engine performs work
  • the compressed air compressor is provided for filling the compressed air reservoir, which compressed air for Operating the hybrid engine or used to drive a vehicle.
  • a control is provided for advantage, which calculates an optimal interconnection of the same due to the current temperatures in the heat sinks, the heat sources and the reservoirs.
  • the heat accumulator either for process control with a heat source as drifting heat sink, or for process control with a heat sink as drifting heat source, wherein a process control is preferred in which the heat accumulator is first heated.
  • the heat accumulator as a heat source or as a heat sink, wherein this is heated or cooled, optimal process control in the heat engine can be achieved without that valuable heat energy is lost at currently hot heat source.
  • the colder heat storage is switched as a heat sink. If the heat source cools down again, for example at night, the heat storage itself is used as the heat source.
  • the heat supplied to the heat engine is fed primarily from the solar heat.
  • the heat engine supplied heat is fed to an alternative embodiment of the invention from the geothermal or geothermal storage according to a further embodiment of the method.
  • Another equally preferred alternative of the method provides that without available solar heat, and without heating demand in the home of the proposed compressed air storage is used to drive the hybrid engine and thus to power generation.
  • the following may be provided that the heating return of a conventional heating system is used as a heat sink.
  • the soil is advantageously selected as the heat sink.
  • the waste heat of the hybrid engine occurring during operation of the hybrid engine with fuel is advantageously stored in the heat accumulator.
  • a particularly preferred embodiment of the method provides that after reaching a preselected maximum temperature in the heat storage, this is used as a heat source.
  • Fig. 1 is a schematic block diagram of a house energy supply system according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic structure of a home energy supply system 1 for supplying a house and a vehicle with electricity and compressed air.
  • a heat engine is connected between different thermal energy sources 2 (solar heat), 3 (geothermal) and 4 (house heating) and heat sinks 5, 6 (ground) and 7 (heating return).
  • the heat energy of the temperature difference between each one connected heat source (2, 3 or 4) and one heat sink (5, 6 or 7) is implemented by the heat engine 8 in work.
  • the heat engine has a fluid circuit with two reservoirs 9 and 10, which are each thermally connected to the respectively selected heat source or heat sink as a condenser to be cooled or an evaporator to be heated.
  • the fluid for example, perfluoropentane or a mixture of perfluoropentane and propane or a mixture of water and ammonia can be selected.
  • a mixing control 22 is also provided, by means of which the mixture of the fluid circulating between the reservoirs can be adjusted according to the desired working temperature, the mixing ratio being metered and changed by the mixing control.
  • the working temperature difference between the reservoirs is adjusted from about 10 ° to 200 °, at a working temperature of 30 ° to 280 ° C.
  • hybrid engine 11 in the form of a combination of print media engine and
  • thermal energy of many kinds could be used as drive energy for the household energy supply system 1.
  • heating, Erd Equipment, ...) serve, which are available as heat sources.
  • fuels of all kinds can be used, in the example fuel from a fuel tank 12 and pressure energy, which is provided by gaseous pressurized substances from a compressed air reservoir 13. It is also possible to use electrical energy.
  • a heat accumulator 15 in the form of a water tank is provided, it being possible to use the heat accumulator as heat sink or as heat source depending on the actual temperature of the medium in the heat accumulator by means of a switchable thermal coupling with the reservoirs 9, 10 provided for this purpose.
  • a switchable thermal connection of the heat accumulator 15 it can be connected to one of the heat sources and heated separately from the process, if there is excess temperature in one of the heat sources, which is not currently used for the heat engine.
  • a controller 17 is provided which, due to the current temperatures in the heat sinks 5, 6, 7, the heat sources 2, 3, 4, the heat accumulator 15 and the reservoirs 9, 10 calculates an optimal interconnection thereof and by appropriate switching on and off the Controls components.
  • the following are connected to the household energy supply system as a consumer: a vehicle 17, which is fueled with compressed air to drive its engine, a vehicle 18 which is charged with electrical energy for driving an electric motor, and further electrical consumers 19 and 20, in or at the house are available.
  • the house energy supply system is designed in such a way that it is adapted to the different seasons (spring, summer, autumn and winter) and to the day energy conditions (environment, weather, temperature, sun, wind, clouds, ...) and in operates different operating modifications with respect to the heat source and sink to be used or the selection of the energy form to be used by appropriate Aufschcnies means of a controller 21.
  • the mixing controller 22 for mixing the easily evaporating substance mixture, the different daily energy conditions, the outside temperature, the current operating mode, and further eventualities in the mixing process of easily evaporating mixtures are taken into account.
  • This control uses the detectable and known parameters to determine the ideal evaporation temperature of the substance mixture for the cyclic steam generation process.
  • the mixing ratio can be recalculated before each evaporation cycle and optimized according to the environmental conditions.
  • Thermal solar energy is abundantly available in summer with approx. 1 kW / m 2 of irradiation area. This thermal energy, which until now often remains unused, is used to generate electricity or compressed air. These forms of energy can then be stored and used in the home or car. or used for power supply.
  • An improved temperature potential for the evaporation process, and / or use for transition heating, is achieved by the use of a geothermal probe, in particular for heat dissipation in about 10-100 m depth.
  • Part of the heat can also be stored in storage facilities, such as geothermal heat storage or water tanks or fed through geothermal energy.
  • a domestic power connection to the public electrical network is no longer required or it is additionally used for selling electricity.
  • a part of the energy generated in the household energy supply system (electricity / compressed air), for a Vehicle use (eg in auto-hybrid drive technology) or otherwise provided at least temporarily.
  • the house energy supply system is mainly powered by thermal solar energy.
  • the vapor mixture is then added e.g. via a print medium hybrid engine (hybrid drive with fuels and / or pressure media), with a steam turbine or the like, according to known methods, cyclically to electrical energy / compressed air and converted into heat.
  • a print medium hybrid engine hybrid drive with fuels and / or pressure media
  • a steam turbine or the like cyclically to electrical energy / compressed air and converted into heat.
  • the electrical energy is generated by means of a generator coupled to the pressure medium hybrid motor, and the optional compressed air is generated by means of a coupled compressor.
  • the relaxed vapor mixture then passes into the cyclically operating capacitor.
  • the “mixing control” separates the “first” condensate mixture and the “last” condensate mixture after cooling in the condenser in the auxiliary tank, which condensates in the first tank to a relatively large percentage the most volatile of the composition and in the container two to a very small percentage from the volatile mixture.
  • the "mixing control” controls the mixing mode of the current evaporation mixture via the currently operating operating modes, the energy conditions (requirements and offers) and the outside temperature (water temperature) "Last" condensate mixture added to a defined part in the liquid to be evaporated in the evaporator to achieve the ideal evaporation temperature.
  • hybrid print engine In order to operate the power plant throughout the year, we primarily use a hybrid print engine which can be operated with pressurized media (eg vapor mixtures from Perflourpentan / alcohol, air) or with fuels (eg rapeseed oil) (see eg patents MDI France ).
  • pressurized media eg vapor mixtures from Perflourpentan / alcohol, air
  • fuels eg rapeseed oil
  • the internal combustion engine or the house heating can be replaced by a gas turbine or a small power plant with a tandem of wood gasifier and Stirling engine to use solid fossil fuels as an energy source.
  • the superheated vapor mixture from the evaporator is fed to the hybrid print media engine.
  • the expanded steam mixture is conveyed by means of cooling water to a ground probe / ground tank and / or to the cooled return water of a heat source. (eg residential building) or condensed with the help of other media / heat accumulators.
  • Part of the available and generated energy is temporarily stored in pressure accumulators, electric accumulators or hot water storage tanks to ensure the energy supply during the night hours and on cloudy days.
  • the print media hybrid engine in this mode may also drive a coupled air compressor which in turn generates pressurized air at very high pressures (e.g., 300 bar), e.g. to drive a car, ... can be used.
  • very high pressures e.g. 300 bar
  • the house energy supply system can be operated mainly (except on cool days with cloud cover or other heat access s.o.) With solar thermal energy.
  • thermal solar energy accumulate large amounts of heat energy, which by conversion into electricity or compressed air also outside of the house, for example. can be used in the vehicle or for feeding into the grid.
  • the relatively large amount of accumulating heat of condensation is discharged environmentally friendly with geothermal probes or in ground storage.
  • the house energy supply system operates so that the steam generation process is coupled with the heating process or a small power plant.
  • Heat supply via heating burner system (alternatively solar, geothermal, waste heat, district heating, .
  • the generated vapor is in turn used to generate electrical energy via the print media hybrid motor / generator. Where the waste heat of the print medium hybrid engine is returned to the heating system.
  • the highly heated water gives in the evaporator for evaporation of e.g. Perflourpentan-alcohol mixture heat energy and "cools" it to the desired flow temperature of the space heater.
  • the cooled heating return water is then used in the condenser to condense the easily evaporated mixture and heats up.
  • the domestic energy supply system switches to the operating mode spring / autumn mode (see below).
  • the pressurized hy- brid hybrid motor In spring and autumn, when little or no heat energy is needed to heat the house and there is little or no solar radiation, the pressurized hy- brid hybrid motor is also powered by fuels (such as rapeseed oil) for power generation.
  • fuels such as rapeseed oil
  • the operating mode spring / autumn operation only starts when there is no energy available in the storage facilities and electricity is required.
  • the print media hybrid engine generates the required electrical energy via the coupled generator.
  • large amounts of waste heat accumulate, which are intercepted with cooling water and stored in the heat storage. If required, this waste heat is used as heating supply and service water.
  • the domestic energy supply system switches to summer operation and uses the heat energy of the heat storage as the drive source for the evaporation process (see summer operation).
  • the domestic energy supply system switches to compressed air operation and supplies the compressed-fluid hybrid motor with compressed drive air for power generation.
  • the compressed air reservoir fills up especially in sunshine and very cold days.
  • An average 4 person household needs about 3000 KWh of electricity per year.
  • the cost of this is currently about the same as the electricity procurement costs.
  • the costs for heat generation for heating / hot water are eliminated because the waste heat of the print media hybrid engine is used for this purpose. And about 80% of the energy used is.
  • That the excess electrical energy or compressed air energy is e.g. available for a car use; but not all year.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hausenergieversorgungsanlage (1), wobei die Wärmeenergie der Temperaturdifferenz zwischen wenigstens einer Wärmequelle (2, 3, 4) und wenigstens einer Wärmesenke (5, 6, 7) durch eine Wärmekraftmaschine (8) in Arbeit umgesetzt wird, wobei die Wärmekraftmaschine einen Fluid-Kreislauf mit wenigstens zwei Reservoiren (9, 10) aufweist, die jeweils als ein zu kühlender Kondensator oder ein zu erwärmender Verdampfer thermisch mit der Wärmequelle oder der Wärmesenke verbunden werden, wobei eine Arbeit stemperaturdifferenz zwischen den Reservoiren von ca. 10° bis 200°, bei einer Arbeits temperatur von 30° bis 280° C eingestellt wird, wobei die Wärmekraftmaschine einen Hybrid-Motor (11) in Form einer Kombination aus Druckmedienmotor und Verbrennungsmotor aufweist, in dem zum einen eine Druckdifferenz des Fluids aufgrund der Arbeitstemperaturdifferenz zum Antrieb verwendet wird und zum anderen Kraftstoff verbrannt und in Arbeit umgesetzt wird. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Anlage.

Description

Hausenergieversorgungsanlage
Die Erfindung betrifft eine Hausenergieversorgungsanlage, insbesondere zur Versorgung eines Hauses und/oder eines Fahrzeuges mit Strom und/oder Wärme und/oder Druckluft.
Zur Einsparung von Energie und zur Schonung der Ressourcen ist es wünschenswert für ein Haus eine möglichst effektive Energienutzung zu erzielen.
Aus der WO 2004 005676 Al ist ein wärmetechnisches Kraftwerk bekannt geworden, bei dem eine Temperaturdifferenz zwischen einer Wärmequelle und einer Wärmesenke ausgenutzt wird, wobei ein innerer geschlossener Kreislauf vorgesehen ist, welcher Kreislauf wenigstens aus zwei zu einem Kreislauf verbundene Wärmetauscher aufweist, durch welche ein Medium zirkulieren kann, das insbesondere thermische Energie aufnehmen zu ver- mag, wobei die Wärmetauscher jeweils von außen im Inneren gekühlt oder beheizt werden können, wodurch diese wahlweise für das darin zirkulierende Medium als Verdampfer oder als Kondensator arbeiten können, wobei die Wärmequelle und die Wärmesenke jeweils entweder einem ersten Wärmetauscher oder einem zweiten Wärmetauscher zugeordnet werden können, wobei durch den durch die Wärmequelle und die Wärmesenke hervorgerufenen Temperaturunterschied der Wärmetauscher ein Transport vom Medium von einem Wärmetauscher zum anderen erfolgt .
Aufgabe der Erfindung ist es eine Hausenergieversorgungsanlage zur Verfügung zu stellen, bei der eine optimierte Energienutzung möglich ist, wobei insbesondere eine gegenüber dem
RFSTΔTir;! IMftSKnPIF Stand der Technik baulich bedingte Mehrfachnutzung der verwendbaren Energien ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Hausenergieversorgungsanlage nach den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Hausenergieversorgungsanlage nach Anspruch 11 gelöst .
Erfindungsgemäß ist eine Hausenergieversorgungsanlage, insbe- sondere zur Versorgung eines Hauses und/oder eines Fahrzeuges mit Strom und/oder Wärme und/oder Druckluft, vorgeschlagen, bei der wenigstens eine der folgenden Wärmeenergiequellen vorgesehen ist:
Sonnenlicht, - Warmwasser aus dem Heiz- oder Warmwasserkreislauf einer bestehenden Öl-, Pellet- oder Gasfeuerungs-Heizung oder einem Kleinkraftwerk, Fernwärme,
Abwärme von Verlustwärme erzeugenden Geräten, ins- besondere einer Brennstoffzelle, und/oder einer bestehenden Öl-, Pellet- oder Gasfeuerungs-Heizung, Erdwärme oder Ξrdspeicher, wobei wenigstens eine der folgenden Wärmesenken vorgesehen ist: - das Erdreich und/oder die Außenluft und/oder ein Fliess- oder ein stehendes Gewässer und/oder dem Warmwasser- oder Heizungsvorlauf des Heiz- oder Warmwasserkreislauf der bestehenden Öl-, Pellet- oder Gasfeuerungs-Heizung und/oder einen Wärmespeicher wobei die Wärmeenergie der Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Wärmesenke durch eine Wärmekraftmaschine in Arbeit umgesetzt wird, wobei die Wärmekraftmaschine einen Flu- id-Kreislauf mit wenigstens zwei Reservoiren aufweist, die jeweils als ein zu kühlender Kondensator oder ein zu erwärmender Verdampfer thermisch mit der Wärmequelle oder der Wärmesenke verbunden werden, wobei eine Arbeitstemperaturdifferenz zwischen den Reservoiren von ca. 10° bis 200°, bei einer Arbeitstemperatur von 30° bis 280° C eingestellt wird, wobei die Wärmekraftmaschine einen Hybrid-Motor in Form einer Kombination aus Druckmedienmotor und Verbrennungsmotor aufweist, in dem zum einen eine Druckdifferenz des Fluids aufgrund der Arbeitstemperaturdifferenz zum Antrieb verwendet wird und zum anderen Kraftstoff verbrannt und in Arbeit umge- setzt wird.
Im Sinne der Erfindung wird bei einer Hausenergieversorgungsanlage in Kombination bzw. in Zusammenwirkung mit einem Kleinkraftwerk der Hybrid-Motor nur als Druckmedienmotor zur Verfügung gestellt.
Die Erfindung ermöglicht eine Hausenergieversorgungsanlage beispielsweise in Form eines Solarblockheizkraftwerks welches mit unterschiedlichen Energiearten betrieben werden kann und unterschiedliche Energiearten zur Verfügung stellt.
Bevorzugterweise wird in dem Druckmedienmotor die Druckdifferenz zwischen jeweils dem als Verdampfer und als Kondensator geschalteten Reservoir in mechanische Arbeit umsetzt.
Nach einer ebenso bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Druckmedienmotor in einem hierzu vor- gesehenen Druckluft-Speicher gespeicherte Druckluft zum Antrieb verwendet wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Wärme- Speicher, insbesondere ein Wassertank, vorgesehen ist, wobei der Wärmespeicher als Wärmesenke oder als Wärmequelle durch eine hierzu vorgesehene schaltbare thermische Kopplung mit den Reservoiren verwendet werden kann .
Eine weitere schaltbare thermische Verbindung des Wärmespeichers ist von Vorteil vorgesehen, vermittels welcher dieser mit einer der Wärmequellen verbindbar und erwärmbar ist.
Von Vorteil ist das Fluid Perfluorpentan oder eine Mischung aus Perfluorpentan und Propan oder eine Mischung aus Wasser und Ammoniak. Es können auch andere Stoffe mit ähnlichen Eigenschaften zum Einsatz kommen.
Bevorzugterweise ist die Mischung je nach gewünschter Ar- beitstemperatur einstellbar, wobei das Mischungsverhältnis von einer Mischungsvorrichtung dosiert und verändert wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Stromgenerator vorgesehen ist, an welchem die Wärmekraftmaschine Arbeit verrichtet.
Von Vorteil ist ein Druckluft-Kompressor vorgesehen, an welchem die Wärmekraftmaschine Arbeit verrichtet
Dem folgend ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass der Druckluft-Kompressor zum Befüllen des Druckluft-Speichers vorgesehen ist, welche Druckluft zum Betreiben des Hybrid-Motors oder zum Antrieb eines Fahrzeugs verwendet wird.
Eine Steuerung ist von Vorteil vorgesehen, die aufgrund der aktuellen Temperaturen in den Wärmesenken, den Wärmequellen und den Reservoiren eine optimale Verschaltung derselben errechnet .
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb einer Hausenergieversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10 vorgeschlagen, das sich durch die folgenden Schritte auszeichnet:
- Messen der aktuellen Temperaturen in den Wärmesenken, den Wärmequellen, dem Wärmespeicher und den Reservoiren, - je nach gemessenen Temperaturen Auswahl einer möglichst heißen Wärmequelle zur Prozessführung unter der Bevorzugung von Solarwärme als Wärmequelle,
- Verwendung des Wärmespeichers entweder zur Prozessführung mit einer Wärmequelle als driftende Wärmesenke, oder zur Pro- zessführung mit einer Wärmesenke als driftende Wärmequelle, wobei eine Prozessführung bevorzugt wird, bei der der Wärmespeicher zunächst erwärmt wird.
Durch die Verwendung des Wärmespeichers als Wärmequelle oder als Wärmesenke, wobei dieser aufgeheizt oder abgekühlt wird, kann eine optimale Prozessführung in der Wärmekraftmaschine erreicht werden, ohne, dass wertvolle Wärmeenergie bei aktuell heißer Wärmequelle verloren geht. In diesem Falle wird der kältere Wärmespeicher als Wärmesenke geschaltet. Kühlt sich die Wärmequelle wieder ab, beispielsweise nachts, so wird der Wärmespeicher selber als Wärmequelle verwendet. Bevorzugerweise wird nach einer Ausgestaltung des Verfahrens die der Wärmekraftmaschine zugeführte Wärme vorrangig aus der Solarwärme gespeist.
Ohne zur Verfügung stehende Solarwärme wird nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens die der Wärmekraftmaschine zugeführte Wärme nach einer Alternative der Ausgestaltung der Erfindung aus der Erdwärme oder dem Erdwärmespeicher gespeist.
Eine weitere ebenso bevorzugte Alternative des Verfahrens sieht vor, dass ohne zur Verfügung stehende Solarwärme, und ohne Heizungsbedarf im Hause der vorgesehene Druckluft- Speicher zum Antrieb des Hybridmotors und somit zur Stromer- zeugung genutzt wird.
Ohne zur Verfügung stehende Solarwärme und ohne Heizungsbedarf im Hause und zudem leerem Druckluft-Speicher wird der Hybridmotor nach einem vorteilhaften Verfahrensschritt zur Erzeugung von Strom mit Kraftstoff betrieben.
Ebenso kann von Vorteil ohne zur Verfügung stehende Solarwärme und während der normalen jahreszeitbedingten Heizperiode die Vorlaufwärme der Hausheizung als Wärmequelle verwendet werden.
Dem folgend kann vorgesehen sein, dass der Heizungsrücklauf einer konventionellen Heizungsanlage als Wärmesenke verwendet wird.
Im Betrieb der Wärmekraftmaschine mit Solarwärme ist von Vorteil als Wärmesenke das Erdreich ausgewählt. Die beim Betrieb des Hybridmotors mit Kraftstoff auftretende Abwärme des Hybridmotors wird vorteilhafterweise im Wärmespeicher gespeichert.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass nach Erreichen einer vorgewählten maximalen Temperatur im Wärmespeicher dieser als Wärmequelle verwendet wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Im Einzelnen zeigt die schematische Darstellung in:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Hausenergieversorgungsanlage .
Die einzige Fig. 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Hausenergieversorgungsanlage 1 zur Versorgung eines Hauses und eines Fahrzeuges mit Strom und Druckluft.
Eine Wärmekraftmaschine ist zwischen verschiednen Wärmeenergiequellen 2 (Solarwärme) , 3 (Erdwärme) und 4 (Hausheizung) und Wärmesenken 5, 6 (Erdreich) und 7 (Heizungsrücklauf) geschaltet .
Dabei wird die Wärmeenergie der Temperaturdifferenz zwischen jeweils einer aufgeschalteten Wärmequelle (2, 3 oder 4) und jeweils einer Wärmesenke (5, 6 oder 7) durch die Wärmekraftmaschine 8 in Arbeit umgesetzt. Die Wärmekraftmaschine weist hierzu einen Fluid-Kreislauf mit zwei Reservoiren 9 und 10 auf, die jeweils als ein zu kühlender Kondensator oder ein zu erwärmender Verdampfer thermisch mit der jeweils ausgewählten Wärmequelle oder Wärmesenke ver- bunden werden. Als Fluid kann beispielsweise Perfluorpentan oder eine Mischung aus Perfluorpentan und Propan oder eine Mischung aus Wasser und Ammoniak gewählt werden. Im gezeigten Beispiel ist zur möglich Anpassung der Prozesstemperaturen der Wärmekraftmaschine zudem eine Mischungssteuerung 22 vor- gesehen, vermittels welcher die Mischung des zwischen den Reservoiren zirkulierenden Fluids je nach gewünschter Arbeitstemperatur einstellbar ist, wobei das Mischungsverhältnis von der Mischungssteuerung dosiert und verändert wird.
Die Arbeitstemperaturdifferenz zwischen den Reservoiren wird dabei von ca. 10° bis 200°, bei einer Arbeitstemperatur von 30° bis 280° C eingestellt.
Zur Arbeitsleistung ist in der Wärmekraftmaschine ein Hybrid- Motor 11 in Form einer Kombination aus Druckmedienmotor und
Verbrennungsmotor vorgesehen. Hierdurch können zum einen eine Druckdifferenz des Fluids aufgrund der Arbeitstemperaturdifferenz zum Antrieb verwendet werden als auch Kraftstoff verbrannt und in Arbeit umgesetzt werden, falls die Wärmediffe- renzen der Wärmesenken und Wärmequellen einmal nicht ausreichen sollten. In dem Druckmedienmotor wird die Druckdifferenz zwischen jeweils dem als Verdampfer und als Kondensator geschalteten Reservoir 9 und 10 in mechanische Arbeit umsetzt.
Als Antriebsenergie für die Hausenergieversorgungsanlage 1 könne daher Wärmeenergien vielerlei Art (Sonne, Erdwärme, Abwärme von Brennstoffzellen, Abwärme von Kraftwerken, Fern- heizung, Erdspeicher, ... ) dienen, die als Wärmequellen zur Verfügung stehen. Aber auch Brennstoffe aller Art können verwendet werden, im Beispiel Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 12 sowie Druckenergie, welche durch gasförmige unter Druck stehende Stoffe aus einem Druckluft-Speicher 13 bereitgestellt wird. Möglich ist auch die Verwendung elektrischer Energie .
Ein Wärmespeicher 15 in Form eines Wassertanks ist vorgese- hen, wobei der Wärmespeicher als Wärmesenke oder als Wärmequelle je nach aktueller Temperatur des Mediums in dem Wärmespeicher durch eine hierzu vorgesehene schaltbare thermische Kopplung mit den Reservoiren 9, 10 verwendet werden kann. Vermittels eine schaltbaren thermischen Verbindung des Wärme- Speichers 15 kann dieser mit einer der Wärmequellen verbunden und getrennt vom Prozess erwärmt werden, falls Überschusstemperatur in einer der Wärmequellen vorliegt, die nicht für die Wärmekraftmaschine aktuell verwendet wird.
Eine Steuerung 17 ist vorgesehen, die aufgrund der aktuellen Temperaturen in den Wärmesenken 5, 6, 7, den Wärmequellen 2, 3, 4, dem Wärmespeicher 15 und den Reservoiren 9, 10 eine optimale Verschaltung derselben errechnet und durch entsprechende Auf- und Abschaltung der Komponenten steuert.
In der Hausenergieversorgungsanlage können elektrische Energie, Wärmeenergie sowie Druckenergie (gasförmige unter Druck stehenden Stoffe) produziert werden. Hierzu sind ein mit dem Hybridmotor gekoppelter Stromgenerator 16 und ein Druckluft- Kompressor 14 vorgesehen ist, an welchen die Wärmekraftmaschine 8 je nach Bedarf Arbeit verrichtet. Wird keine elekt- rische Energie benötigt, wird ein Druckluft-Speicher 13 befüllt.
Als Verbraucher sind im Beispiel an die Hausenergieversor- gungsanlage angeschlossen: ein Fahrzeug 17, das mit Druckluft zum Antrieb dessen Motors betankt wird, ein Fahrzeug 18, das mit elektrischer Energie zum Antrieb eines Elektromotors geladen wird, sowie weitere elektrische Verbraucher 19 und 20, die im oder am Haus vorhanden sind.
Die Hausenergieversorgungsanlage ist so konzipiert, dass sie an die unterschiedlichen Jahreszeiten (Frühling, Sommer, Herbst und Winter) und an die Tages-Energiegegebenheiten (Umwelt, Witterung, Temperatur, Sonne, Wind, Wolken, ... ) an- passt wird und in unterschiedlichen Betriebsmodifikationen bezüglich der zu verwendenden Wärmequelle und -senke oder der Auswahl der zu verwendenden Energieform durch entsprechende AufSchaltung vermittels einer Steuerung 21 arbeitet.
Mit Hilfe der Steuerung 21 und, sofern vorhanden, der Mischungssteuerung 22 zur Mischung des leicht verdampfenden Stoffgemisches werden die unterschiedlichen Tagesenergiegege- benheiten, die Außentemperatur, der aktuelle Betriebsmodus, und weitere Eventualitäten bei dem Mischvorgang von leicht verdampfenden Stoffgemischen, berücksichtigt.
Diese Steuerung ermittelt über die erfassbaren und bekannten Parameter die ideale Verdampfungstemperatur des Stoffgemisches für den zyklischen Dampferzeugungsprozess . Das Mischungsverhältnis kann vor jedem Verdampfungszyklus neu berechnet und den Umwelt-Gegebenheiten entsprechend optimiert .
Thermische Solarenergie steht im Sommer mit ca. 1 kW/m2 Einstrahlfläche reichlich zur Verfügung. Diese Wärmeenergie welche bis dato oftmals ungenutzt bleibt, wird zur Strom- oder Drucklufterzeugung verwendet. Diese Energieformen können dann gespeichert und zum Gebrauch im Wohnhaus oder Kfz. bzw. zur Stromeinspeisung verwendet werden.
Ein verbessertes Temperaturpotential für den Verdampfungspro- zess, und/oder eine Nutzung zur Übergangsheizung, wird durch die Verwendung einer Erdwärmesonde, insbesondere zur Wärmeab- fuhr in ca. 10-100 m Tiefe, erreicht.
Ein Teil der Wärme kann auch in Speichern, beispielsweise Erdwärmespeichern oder Wassertanks aufbewahrt werden oder über Erdwärme zugeführt werden.
Bei der Nutzung der Hausenergieversorgungsanlage z.B. in Ein- oder Mehrfamilienhäusern mit z.B. Kfz-Antriebsenergie- Einspeisung oder mit Einspeisung ins Elektro- und Wärmenetz wird die Größe eines hier benötigten Druckmedienmo- tors/Generators dem max. benötigten Energieverbrauch sowie der nutzbaren solaren Einstrahlfläche angepasst.
Durch die Erfindung kann erreicht werden, dass ein Hausstrom- anschluss ans öffentliche elektrische Netz nicht mehr erfor- derlich ist oder er wird zusätzlich auch zum Stromverkauf genutzt. Weiterhin kann ein Teil, der in der Hausenergiever- sorgungsanlage erzeugten Energie (Strom/Druckluft) , für eine Kfz-Nutzung (z.B. bei Auto-Hybrid-Antriebstechnik) oder sonstiges zumindest zeitweise bereitgestellt werden.
A: Soimmerbetrieb
Im Sommer bzw. immer bei Sonnenschein wird die Hausenergieversorgungsanlage hauptsächlich mit thermischer Solarenergie angetrieben.
Dabei wird zyklisch mit Hilfe eines Verdampfers ein leicht zu verdampfendes Stoffgemisch, welches von der „Mischvorrichtung" , den äußeren energetischen Gegebenheiten und den Betriebsmodi angemessenen, vorgemischt wurde (z.B. Perflourpen- tan/Alkohol) , erhitzt, verdampft und überhitzt.
Das Dampfgemisch wird dann z.B. über einen Druckmedienhybrid- motor (Hybridantrieb mit Brennstoffen und/oder Druckmedien), mit einer Dampfturbine oder ähnlichem, nach bekannten Verfahren, zyklisch zu elektrischer Energie/Druckluft und in Wärme umgewandelt .
Die elektrische Energie wird mit Hilfe eines an den Druckme- dienhybridmotor gekoppelter Generators, die optionale Druckluft mit Hilfe eines gekoppelten Kompressors erzeugt.
Das entspannte Dampfgemisch gelangt danach in den zyklisch arbeitenden Kondensator.
Die „Mischungssteuerung" separiert das „erste" Kondensatge- misch sowie das „letzte" Kondensatgemisch nach dem Abkühlen im Kondensator in Zusatzbehälter. Dieses Kondensat besteht im ersten Behälter zu einem relativ großen Prozentsatz aus dem am leichtesten flüchtigen Stoff der Stoffmischung und im Behälter zwei zu einem sehr geringen Prozentsatz aus dem leicht flüchtigen Stoffgemisch.
Nach Abschluss des zyklischen Verdampfungsvorganges regelt die „Mischungssteuerung" über den im Moment arbeitenden Betriebsmodi, die Energiegegebenheiten (Bedarfe und Angebote) und die Außentemperatur (Wassertemperatur) , den Mischungsgrad der aktuellen Verdampfungsmischung. Dabei wird vor jedem Zyk- lus das „erste" oder das „letzte" Kondensatgemisch zu einem definierten Teil in die zu verdampfende Flüssigkeit im Verdampfer gegeben um die ideale Verdampfungstemperatur zu erreichen.
Um das Kraftwerk übers ganze Jahr zu betreiben, verwenden wir vorrangig einen Druckmedienhybridmotor welcher mit Druckmedien (z .B.Dampfgemischen von Perflourpentan/Alkohol, Luft) oder auch mit Brennstoffen (z .B. Rapsöl) betrieben werden kann(Siehe z.B. Patente MDI France).
Alternativ kann im Sinne der Erfindung der Verbrennungsmotor oder die Hausheizung durch eine Gasturbine oder ein Kleinkraftwerk mit einem Tandem aus Holzvergaser und Stirlingmotor ersetzt werden um auch feste fossile Brennstoffe als Energie- quelle zu verwenden.
Das überhitzte Dampfgemisch aus dem Verdampfer wird dem Druckmedienhybridmotor zugeführt.
Nach Antrieb des Druckmedienhybridmotor wird das entspannte Dampfgemisch mittels Kühlwasser einer Erdsonde/Erdspeicher und/oder mit dem abgekühlten Rücklaufwasser einer Wärmehei- zung(z.B. Wohnhaus) oder mit Hilfe sonstiger Medien/Wärmespeichern kondensiert.
Ein Teil der zur Verfügung stehenden und erzeugten Energie wird in Druckmedienspeichern, Elektrospeichern oder Warmwasserspeichern zwischengespeichert, um während der Nachtstunden und der bewölkten Tage die Energieversorgung zu gewährleisten.
Der Druckmedienhybridmotor kann in dieser Betriebsart auch einen angekoppelten Druckluftkompressor antrieben, welcher wiederum Druckluft mit sehr hohen Drücken (z.B. 300 bar) erzeugt, welche z.B. zum Antrieb eines Kfz, ... verwendet werden kann.
In den Sommermonaten kann die Hausenergieversorgungsanlage hauptsächlich (außer an kühlen Tagen mit Bewölkung oder sonstiger Wärmezugang s.o.) mit thermischer Solarenergie betreiben werden.
Über die thermische Solarenergie fallen große Mengen an Wärmeenergie an, welche durch Umwandlung in Strom bzw. Druckluft auch zusätzlich außerhalb des Wohnhauses z.B. im Kfz oder zur Einspeisung ins Netz genutzt werden können. Die relativ große Menge an anfallender Kondensationswärme wird umweltfreundlich mit Erdsonden oder in Erdspeicher abgeführt.
Wird Strom/Brauchwasser während der Nacht oder bei Bewölkung benötigt, läuft der obige Prozess mit der Energie aus Wasser- Druckluft- oder Elektrospeichern, ... ab. Übersteigt die angeforderte elektrische Energie die anfallende Wärmemenge die zur Stromerzeugung benötigt wird, z.B. an Solarwärme und sind die Wärmespeicher geleert, schaltet die Hausenergieversorgungsanlage in den Betriebsmodus Früh- jähr/Herbstbetrieb (siehe unten).
B: Winterbetrieb
Im Winterbetrieb arbeitet die Hausenergieversorgungsanlage so, dass der Dampferzeugungsprozess mit dem Heizungsprozess oder einem Kleinkraftwerk gekoppelt ist.
Wärmezufuhr über Heizungsbrenneranlage (alternativ Solar, Erdwärme, Abwärme, Fernwärme, ... ) .
Wärmeabgabe im zyklisch arbeitenden Verdampfer zum Verdampfen von leicht verdampfbaren Stoffgemisch mit „aktueller" Zusammensetzung nach den Vorgaben der „Mischungssteuerung" .
Elektrische Energiegewinnung über Druckmedienmotor/Generator
Wärmeabgabe zum Heizen/Warmwasser.
Wärmezufuhr zum Heizkreislauf beim Kondensieren von leicht verdampfbaren Stoffgemisch, in den Wasserrücklauf der Hei- zungsanlage.
Und Wärmezufuhr der Abwärme von Druckmedienhybridmo- tors/Generators in das Rücklaufwasser.
Somit verbleibt die komplette Abwärme des Verdampfungsprozes- ses im Heizsystem. In dieser Betriebsart wird Wasser hauptsächlich (Unterstützung durch solare Wärme bei Sonnenschein oder Wärmespeicher) mit einer konventionellen Heizung stark erwärmt, welches dann zyklisch zum Verdampfen von einem leicht zu verdampfendem Stoffgemisch.es z.B. Perflourpentan/Alkohol, welches aktuell angemischt wurde, im Verdampfer eingesetzt wird.
Der erzeugte Dampf wird wiederum zur Erzeugung von elektrischer Energie über den Druckmedienhybridrnotor/Generator ver- wendet. Wobei die Abwärme des Druckmedienhybridmotors ins Heizsystem zurückgeführt wird.
Das stark erwärmte Wasser gibt im Verdampfer zum Verdampfen von z.B. Perflourpentan-Alkohol-Gemisch Wärmeenergie ab und „kühlt" sich dabei auf die gewünschte Vorlauftemperatur der Raumheizung .
Mit dieser Vorlauftemperatur speist das Wasser die Heizungsund Brauchwasserbedarfe im Haus.
Das abgekühlte Heizungsrücklaufwasser wird danach im Kondensator zum Kondensieren des leicht zu verdampfenden Stoffgemisches genutzt und erwärmt sich dabei.
Im Winterbetrieb wird maximal soviel Strom/Druckluft-Energie erzeugt wie Abwärmeenergie entsteht, welche zum Heizen und zur Warmwassererwärmung benötigt wird.
Jedoch mindestens soviel wie die aktuelle Hausstromversorgung benötigt. Übersteigt die anfallende Wärmemenge den Heizungsbedarf und sind die Wärmespeicher aufgefüllt, schaltet die Hausenergieversorgungsanlage in den Betriebsmodus Frühjahr/Herbstbetrieb (siehe unten).
C: Frühjahr/Herbstbetrieb
Im Frühjahr und Herbstbetrieb, wenn keine oder nur wenig Wärmeenergie zur Hausheizung benötigt wird und keine oder wenig solare Einstrahlung entsteht, wird der Druckmedienhyb- ridmotor zur Stromherstellung auch mit Brennstoffen (z.B. Rapsöl) als Energiequelle betrieben.
Die Betriebsart Frühjähr/Herbstbetrieb läuft erst dann an, wenn in den Speichern keine Energie mehr zur Verfügung steht und Strom benötigt wird.
Der Druckmedienhybridmotor erzeugt dabei über den angekoppelten Generator die benötigte elektrische Energie. Bei diesem Prozess fallen große Mengen an Abwärme an, welche mit Kühlwasser abgefangen und im Wärmespeicher aufbewahrt werden. Bei Bedarf wird diese Abwärme als Heizungsvorlauf- und Brauchwasser genutzt.
Ist der Wärmespeicher gefüllt, schaltet das Hausenergieversorgungsanlage in den Sommerbetrieb und nutzt die Wärmeenergie des Wärmespeichers als Antriebsquelle für den Verdamp- fungsprozess (siehe Sommerbetrieb) .
Ist auch der Druckluftspeicher gefüllt, schaltet das Hausenergieversorgungsanlage in den Druckluftbetrieb und versorgt den Druckmedienhybridmotor mit komprimierter Antriebsluft zur Stromherstellung. Der Druckluftspeicher füllt sich insbesondere an Sonnenreichen und sehr kalten Tagen.
Bei Verwendung der Hausenergieversorgungsanlage in einem sehr gut isolierten Energiesparhaus (< 11 Heizöl/qm) kann auf den Winterbetriebsmodus komplett verzichtet werden. Und somit auf die Investitionskosten einer gängigen Heizungsanlage.
D.h. Die benötigte Wärmeenergie für Heizung und Brauchwasser ist dann nicht größer als die anfallende Abwärme bei der Erzeugung von Strom für Haushalt und Kfz mit dem Druckmedien- hybridmotor .
An sehr kalten Wintertagen kann mit elektrischer Energie hilfsweise auch geheizt werden.
Ein durchschnittlicher 4 Personen Haushalt benötigt ca. 3000 KWh Strom pro Jahr.
Mit einem Wirkungsgrad von ca. μ=0,2, bei mehrfachem Wärmedurchlauf wie oben beschrieben, werden ca. 15.000 KWh Wärmeenergie übers Jahr zur Stromerzeugung benötigt.
An den ca. 80 Sonnentagen verwenden wir zur Stromherstellung solare Wärmeenergie.
Jeden weiteren Tag des Jahres benötigen wir ca. 40 KWh Energie in Form von Pellets, Öl, Fernheizung, ... .
Die Kosten hierfür sind im Moment ungefähr so groß wie die Strombeschaffungskosten. Die Kosten für die Wärmeerzeugung zum Heizen/Warmwasser entfallen, da die Abwärme des Druckmedienhybridmotor hierfür Verwendung findet. Und ca. 80 % der eingesetzten Energie ist.
An Installationskosten sparen wir die Strombereitstellungskosten, Zählermiete, Anschlusskosten, ... .
In gut isolierten Häusern auch noch die Heizungsanlagekosten (Brenner, Heizkessel, ... ) .
Es ist geplant, dass die Investitionskosten der Hausenergieversorgungsanlage in gut isolierten Häusern nicht höher sind, als die bisherigen Kosten für Stromanschluss und Heizungsanlage.
Ein wirtschaftlicher Nutzen fällt an sehr warmen Sommertagen mit einer Überproduktion an Strom an, sowie an sehr kalten Tagen, wenn die benötigte Heizwärme (Abwärme) eine sehr hohe Stromproduktion nach sich zieht.
D.h. die überschüssige elektrische Energie oder Druckluftenergie steht z.B. für eine Kfz-Nutzung zur Verfügung; jedoch nicht das ganze Jahr.
Es ist sinnvoll ein Elektro-Hybrid-Kfz oder ein Druckluft- Hybrid-Kfz zu Nutzen welches zum Teil auch mit fossilen Brennstoffen betrieben werden kann. Bezugszeichenliste
1 Hausenergieversorgungsanlage
2 Wärmequelle, Solarwärme
3 Wärmequelle, Erdwärme
4 Wärmequelle, Hausheizung
5 Wärmesenke
6 Wärmesenke, Erdreich
7 Wärmesenke, Heizungsrücklauf
8 Wärmekraftmaschine
9 Reservoir
10 Reservoir
11 Hybrid-Motor
12 Kraftstofftank
13 Druckluft-Speicher
14 Druckluft-Kompressor
15 Wärmespeieher
16 Stromgenerator
17 Fahrzeug
18 Fahrzeug
19 Verbraucher
20 Verbraucher
21 Steuerung
22 MischungsSteuerung

Claims

Patentansprüche
1. Hausenergieversorgungsanlage (1), insbesondere zur Versorgung eines Hauses und/oder eines Fahrzeuges mit Strom und/oder Wärme und/oder Druckluft, wobei wenigstens eine der folgenden Wärmeenergiequellen (2, 3, 4) vorgesehen ist: Sonnenlicht,
Warmwasser aus dem Heiz- oder Warmwasserkreislauf einer bestehenden Öl-, Pellet- oder Gasfeuerungs-Heizung, oder Kleinkraftwerk, - Fernwärme,
Abwärme von Verlustwärme erzeugenden Geräten, insbesondere einer Brennstoffzelle, und/oder einer bestehenden Öl-, Pellet- oder Gasfeuerungs-Heizung, Erdwärme oder Erdspeicher, wobei wenigstens eine der folgenden Wärmesenken (5, 6, 7) vorgesehen ist: das Erdreich und/oder die Außenluft und/oder ein Fliess- oder ein stehendes Gewässer und/oder - dem Warmwasser- oder Heizungsvorlauf des Heiz- oder
Warmwasserkreislauf der bestehenden Öl-, Pellet- oder Gasfeuerungs-Heizung und/oder einen Wärmespeicher wobei die Wärmeenergie der Temperaturdifferenz zwischen Wär- mequelle (2, 3, 4) und Wärmesenke (5, 6, 7) durch eine Wärmekraftmaschine (8) in Arbeit umgesetzt wird, wobei die Wärmekraftmaschine einen Fluid-Kreislauf mit wenigstens zwei Re- servoiren (9, 10) aufweist, die jeweils als ein zu kühlender Kondensator oder ein zu erwärmender Verdampfer thermisch mit der Wärmequelle oder der Wärmesenke verbunden werden, wobei eine Arbeitstemperaturdifferenz zwischen den Reservoiren von ca. 10° bis 200°, bei einer Arbeitstemperatur von 30° bis 280° C eingestellt wird, wobei die Wärmekraftmaschine einen Hybrid-Motor (11) in Form einer Kombination aus Druckmedienmotor und Verbrennungsmotor aufweist, in dem zum einen eine Druckdifferenz des Fluids aufgrund der Arbeitstemperaturdifferenz zum Antrieb verwendet wird und zum anderen Kraftstoff verbrannt und in Arbeit umgesetzt wird.
2. Hausenergieversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass in dem Druckmedienmotor in einem hierzu vorgesehenen Druckluft-Speicher (13) gespeicherte Druckluft zum Antrieb verwendet wird.
3. Hausenergieversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Wärmespeicher (15), insbesondere ein Wassertank, vorgesehen ist, wobei der Wärmespeicher als Wärmesenke oder als Wärmequelle durch eine hierzu vorgesehene schaltbare thermische Kopplung mit den Reservoiren (9, 10) verwendet werden kann .
4. Hausenergieversorgungsanlage nach Anspruch 3 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass eine weitere schaltbare thermische Verbindung des Wärme- Speichers (15) vorgesehen ist, vermittels welcher dieser mit einer der Wärmequellen verbindbar und erwärmbar ist.
5. Hausenergieversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Fluid Perfluorpentan oder eine Mischung aus Perflu- orpentan und Propan oder eine Mischung aus Wasser und Ammoniak oder ähnliches ist.
6. Hausenergieversorgungsanlage nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Mischung je nach gewünschter Arbeitstemperatur einstellbar ist, wobei das Mischungsverhältnis von einer Mischungsvorrichtung dosiert und verändert wird.
7. Hausenergieversorgungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Stromgenerator (16) vorgesehen ist, an welchem die Wärmekraftmaschine (8) Arbeit verrichtet.
8. Hausenergieversorgungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Druckluft-Kompressor (14) vorgesehen ist, an welchem die Wärmekraftmaschine (8) Arbeit verrichtet.
9. Hausenergieversorgungsanlage nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Druckluft-Kompressor (14) zum Befüllen des Druck- luft-Speichers (13) vorgesehen ist, wobei die Druckluft zum Betreiben des Hybrid-Motors (8) oder zum Antrieb eines Fahrzeugs (17) verwendet wird, das mit der Druckluft betankt wird.
10. Hausenergieversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Steuerung (17) vorgesehen ist, die aufgrund der aktuellen Temperaturen in den Wärmesenken (5, 6, 7), den Wär- mequellen (2, 3, 4), des Wärmespeichers (15) und den Reservoiren (9, 10) eine optimale Verschaltung derselben errechnet und durch entsprechende Auf- und Abschaltung der Komponenten steuert .
11. Verfahren zum Betrieb einer Hausenergieversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, g e k e n n z e i c h n e t durch die Schritte:
- Messen der aktuellen Temperaturen in den Wärmesenken, den Wärmequellen, dem Wärmespeicher und den Reservoiren, - je nach gemessenen Temperaturen Auswahl einer möglichst heißen Wärmequelle zur Prozessführung unter der Bevorzugung von Solarwärme als Wärmequelle,
- Verwendung des Wärmespeichers entweder zur Prozessführung mit einer Wärmequelle als driftende Wärmesenke, oder zur Pro- zessführung mit einer Wärmesenke als driftende Wärmequelle, wobei eine Prozessführung bevorzugt wird, bei der der Wärmespeicher zunächst erwärmt wird.
12. Verfahren nach Anspruch. 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die der Wärmekraftmaschine (8) zugeführte Wärme vorran- gig aus Solarwärme als Wärmequelle (2) gespeist wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass ohne zur Verfügung stehende Solarwärme die der Wärme- kraftmaschine (8) zugeführte Wärme alternativ aus der Erdwärme als Wärmequelle (3) oder einem Erdwärmespeicher gespeist wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass ohne zur Verfügung stehende Solarwärme, und ohne Heizungsbedarf im Hause der Druckluft-Speicher (13) zum Antrieb des Hybridmotors (11) und somit zur Stromerzeugung genutzt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass ohne zur Verfügung stehende Solarwärme und ohne Heizungsbedarf im Hause und leerem Druckluft-Speicher (13) der Hybridmotor (11) zur Erzeugung von Strom mit Kraftstoff betrieben wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass ohne zur Verfügung stehende Solarwärme und während der Heizperiode die Vorlaufwärme der Hausheizung als Wärmequelle (4) verwendet wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Heizungsrücklauf einer konventionellen Heizungsanla- ge als Wärmesenke (7) verwendet wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass im Betrieb der Wärmekraftmaschine mit Solarwärme als Wärmesenke (6) das Erdreich ausgewählt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass beim Betrieb des Hybridmotors (11) mit Kraftstoff die Abwärme des Hybridmotors im Wärmespeicher (15) gespeichert wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass nach Erreichen einer vorgewählten maximalen Temperatur im Wärmespeicher (15) dieser als weitere Wärmequelle verwendet wird.
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