EP2574738A1 - Assembly for storing thermal energy - Google Patents

Assembly for storing thermal energy Download PDF

Info

Publication number
EP2574738A1
EP2574738A1 EP11183267A EP11183267A EP2574738A1 EP 2574738 A1 EP2574738 A1 EP 2574738A1 EP 11183267 A EP11183267 A EP 11183267A EP 11183267 A EP11183267 A EP 11183267A EP 2574738 A1 EP2574738 A1 EP 2574738A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid energy
energy machine
thermal fluid
working gas
machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11183267A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Daniel Reznik
Henrik Stiesdal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP11183267A priority Critical patent/EP2574738A1/en
Priority to CN201280048050.6A priority patent/CN103842623A/en
Priority to EP12769071.7A priority patent/EP2748435A1/en
Priority to PCT/EP2012/068858 priority patent/WO2013045437A1/en
Priority to US14/346,729 priority patent/US20140338329A1/en
Publication of EP2574738A1 publication Critical patent/EP2574738A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/12Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having two or more accumulators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K21/00Steam engine plants not otherwise provided for
    • F01K21/04Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas

Definitions

  • the invention relates to a system for storing thermal energy having a circuit for a working gas.
  • This circuit can be designed to be open, so that it sucks air as working gas from the environment and blows them back into the environment; that is, the environment belongs to the cycle. It is also possible a closed circuit in which any working gas (including air) can be used.
  • the following units are connected in the order indicated by a working gas line: a cold storage, a first thermal fluid energy machine, a heat storage, and a second thermal fluid energy machine. In the flow direction of the working gas seen from the cold storage to the heat storage while the first thermal fluid energy machine is connected as a working machine and the second thermal fluid energy machine as an engine.
  • thermal fluid energy machine used as a work machine is thus operated as a compressor or as a compressor.
  • an engine performs work, wherein a thermal fluid energy machine for performing the work converts the thermal energy available in the working gas.
  • the thermal fluid energy machine is thus operated as a motor.
  • thermal fluid energy machine forms a generic term for machines that can draw thermal energy from or supply thermal energy to a working fluid, in the context of this application, a working gas.
  • thermal energy is meant both thermal energy and cold energy.
  • Thermal fluid energy machines Also referred to below as fluid energy machines in the following
  • hydrodynamic thermal fluid energy machines can be used, the wheels allow a continuous flow of the working gas.
  • axially acting turbines or compressors are used.
  • the object of the invention is to provide a system for storing thermal energy of the type specified (for example, conversion of mechanical energy into thermal energy with subsequent storage or conversion of the stored thermal energy into mechanical energy), with or with the high efficiency at the same time reasonable expense of the units used is possible.
  • the moistening unit is understood to mean a device through which the working gas can flow, in which steam is supplied to the working gas.
  • the air should be moistened to at most the saturation limit of water vapor.
  • a humidification of the working gas eg air
  • the cycle of the system according to the invention for storing thermal energy is used with its moistening unit to convert the energy stored in the heat storage and cold storage on the second thermal fluid energy machine into mechanical energy. This can be used, for example, for driving an electric generator.
  • the stored thermal energy is then used in times of great demand for electrical energy to make these available by means of the system.
  • the system for storing thermal energy can be used to convert the electrical energy into mechanical energy, for example via an electric motor, and into thermal energy via the fluid energy machines.
  • reversing the process does not use the humidification tower. This must therefore be bypassed for example by means of suitable bypass lines.
  • Another possibility is to provide for the charging process of the cold storage and the heat storage in the system a separate circuit. This can also be equipped with additional fluid energy machines.
  • bypass lines they must be suitable for this, the first thermal fluid energy machine and to switch the second thermal fluid energy machine so that the heat storage is in the flow direction of the working gas in front of the cold storage. This can be achieved by reversing the flow direction in the piping system.
  • bypass lines in each case directly in front of or behind the heat storage or cold storage in the circuit open, so that only within the thermal storage, the flow direction of the working gas is reversed. It is important to reverse the flow direction in the thermal storage (cold storage or heat storage), so that the cold-warm front is moved in the storage medium of the thermal storage during charging or discharging the thermal storage in the opposite direction.
  • an additional circuit is used for charging the thermal storage, it also passes through the same heat storage and cold storage. Suitable valve mechanisms ensure that only the circuit for charging or the circuit for discharging is connected to the thermal storage. Another possibility is that in the thermal storage each two conduit systems are included for two circuits. In this case, a changeover is not required and it can be done in principle even a simultaneous charging and discharging of the thermal storage.
  • the charging of the heat accumulator and the cold accumulator in the system is achieved in that the heat accumulator can be connected via a second line between a third thermal fluid energy machine and a fourth thermal fluid energy machine, wherein in the direction of flow of the working gas from the third fluid thermal energy machine for the fourth thermal fluid energy machine seen the third thermal fluid energy machine as a working machine and the fourth thermal fluid energy machine is connected as an engine.
  • the cold storage can be provided in the second line, which is then fed by the emerging from the fourth fluid energy machine working gas and can absorb the stored in the working gas cooling energy.
  • a water separator is arranged in the line.
  • the water separator By relaxation and cooling of the working gas and the absorption capacity of the same for water vapor decreases so that it condenses.
  • This can then be collected in said water, wherein the separated water still has a temperature of about 50 ° C. This temperature level is thus still above the ambient temperature, so that the stored in the collected water thermal energy can be recycled to the process. If the water vapor were blown into the environment and instead use feed water for the moistening tower from the environment, this thermal energy would be lost to the process.
  • the water separator thus serves to increase the efficiency of the realized by the inventive system process.
  • the water separator is connected to the moistening unit via a feed line.
  • the leading away from the second fluid energy machine line leads through a first heat exchanger located in the evaporator.
  • the working gas which leads away from the second fluid energy machine, has temperatures of about 200 ° C.
  • This heat can be used to provide the humidification tower with thermal energy necessary for the evaporation of the water in the humidification tower.
  • This heat energy is the Process therefore advantageously provided again and thus does not escape into the environment unused. This advantageously further increases the efficiency of the process realized by the plant.
  • a downstream water separator can operate more effectively, since the water can be more easily separated from the cooled working gas.
  • Yet another embodiment of the invention provides that an additional heat storage is provided in a branch line, wherein the leading away from the additional heat storage branch line leads through a second heat exchanger located in the evaporator.
  • the stored energy in the additional heat storage can thus additionally support the process of evaporation of water in the humidification unit.
  • the thermal energy input which takes place indirectly via the additional heat storage, thus advantageously leads to a further increase in the humidity in the humidification unit. This leads to the already described increase in the efficiency of the realized by the inventive system process.
  • the additional heat storage as well as the heat storage and the cold storage can be powered by external heat and cold sources.
  • the additional heat storage and the heat storage and the cold storage are charged by various heat pump processes.
  • the additional heat accumulator can advantageously be connected via an additional line between a fifth thermal fluid energy machine and a sixth thermal fluid energy machine, the fifth thermal fluid energy being seen in the direction of flow of the working gas from the fifth thermal fluid energy machine to the sixth thermal fluid energy machine Machine is connected as a working machine and the sixth thermal fluid energy machine as an engine.
  • the fifth and sixth fluid energy machine can be optimized for the temperatures to be generated in the additional heat storage.
  • the supplemental heat storage may also be charged by the first or by the third fluid energy machine, if an appropriate interconnection via lines or bypass lines is made possible. It is always necessary to weigh up the costs of components compared to increasing the efficiency for the individual processes. In this weighing economic considerations are in the foreground.
  • the working gas can be fed either in a closed or an open circuit.
  • An open circuit always uses the ambient air as working gas. This is sucked from the environment and released at the end of the process also in this, so that the environment closes the open circuit.
  • a closed circuit also allows the use of a different working gas than ambient air. This working gas is guided in the closed circuit. Since a relaxation in the environment with simultaneous adjustment of the ambient pressure and the ambient temperature is eliminated, the working gas in the case of a closed circuit must be passed through a heat exchanger, which allows a release of heat of the working gas to the environment.
  • the circuit for the storage of thermal energy in the cold storage and the heat storage is designed as an open circuit and there works as a motor engine thermal fluid energy machine is constructed of two stages, wherein between the steps a water separator for the working gas is provided. This takes into account the fact that humidity is contained in the ambient air. By a relaxation of the working gas in a single stage, it may happen that the humidity due to the strong cooling of the working gas to eg - 100 ° C freezes and in this case the thermal fluid energy machine damaged. In particular, turbine blades can be permanently damaged by icing.
  • a relaxation of the working gas in two steps makes it possible to separate condensed water in a water separator behind the first stage, for example at 5 ° C, so that it is already dehumidified in a further cooling of the working gas in the second turbine stage and prevents or at least reduces ice formation can be.
  • the risk of damaging the second fluid energy machine is thereby reduced.
  • a closed circuit is used and, as already described, a heat exchanger installed in the circuit, the use of a water separator and a two-stage fluid energy machine as an engine can be omitted.
  • a working gas for example, dehumidified ambient air can be used, the humidification is excluded by the closed nature of the circuit. But other working gases can be used.
  • the additional heat storage can serve in addition to the heating of the humidifying another task.
  • the use of the additional heat accumulator has the following advantages. If the system is used to store the thermal energy, the additional heat storage is passed before passing in this case as a working machine (compressor) working first / third fluid energy machine. As a result, the working gas is already warmed above ambient temperature.
  • the working machine has to absorb less power in order to achieve the required temperature of the working gas.
  • the heat storage to be heated to over 500 ° C which is advantageous subsequent to the preheating of the working gas can also be done with commercially available thermodynamic compressors that allow a compression of the working gas to 15 bar.
  • the working gas in the additional heat storage to a temperature between 60 ° C and 100 ° C, particularly advantageously heated to a temperature of 80 ° C.
  • heating of the working gas to about 190 ° C is particularly advantageous for the supply of heat in the humidification tower.
  • the working gas in the cycle of the heat storage and cold storage can be compressed to 15 bar, which can reach temperatures of the working degree of up to 550 ° C.
  • a heat exchanger is provided in the line, which is fed as a coolant with water for the moistening.
  • a heat exchanger is provided in the line, which is fed as a coolant with water for the moistening.
  • this energy is made available to the process again, whereby its efficiency advantageously further increases.
  • the humidification needs comparatively much feed water, since the water is at least partially discharged into the environment after passing through the circuit. But even in a closed circuit leaks in the circuit or the drying of the channels in the heat storage and the cold storage when switching from unloading to charging mode can lead to new feed water must be entered into the humidification.
  • a plant for storing thermal energy has a conduit 11, with which a plurality of units are connected to each other such that they can be traversed by a working gas in an open circuit.
  • the working gas is drawn in through a valve A from the environment and flows through a first thermal fluid energy machine 13, which is designed as a hydrodynamic compressor.
  • the line then leads via a valve B to a heat accumulator 14.
  • This is connected via the line 11 via a valve C with a second thermal fluid energy machine 15, which is designed as a hydrodynamic turbine.
  • the line 11 leads via a valve D to a cold storage 16. From the cold storage 16, the line opens into the environment. In the described operating state, the valves A to D are thus opened. Valves E to H are closed (more on that below)
  • the first and second fluid energy machines 13 and 15 are mechanically coupled to each other via a shaft 21 and are driven by an electric motor M fed by a wind power plant 22 as long as the generated electrical energy in the power grid is not in demand.
  • an electric motor M fed by a wind power plant 22 as long as the generated electrical energy in the power grid is not in demand.
  • the system supports the power generation in another operating state by the heat accumulator 14 and the cold storage 16 are discharged and the shaft 21 by the fluid energy machines 18 and 19, a generator G is driven.
  • the valves A to D are closed and opened for the valves E to H.
  • portions of the conduit 11 are no longer flowed through, but instead open bypass lines 19, which change the flow of the working gas.
  • the working gas flows through the cold storage 16 and passes through a bypass line 19 via the valve E to the first fluid energy machine (compressor). After leaving the compressor, the working gas is passed through a valve F through a humidifying unit 18, which is provided in a further bypass line 19 and leads to the heat accumulator 14. Therefore, the heat accumulator 14 is already supplied with humidified air, which leaves the heat accumulator 14 via the bypass line 19 through a valve G and the second fluid energy machine 15 (turbine) is supplied. Here, the mechanical energy for driving the first fluid energy machine 13 (compressor) and the generator is obtained. About the bypass line 19 through a valve H, the working gas returns to the environment, previously the working gas is dehumidified via a water separator 17.
  • the separated, about 50 ° C warm water is supplied via a feed pump 23 a of the humidifying 18.
  • heat can be introduced into the humidification unit, which is derived, for example, as district heating from a power plant. This is in FIG. 1 indicated by a heat exchanger 33a.
  • the structure of the heat accumulator 14 and the cold accumulator 16 (also the additional heat accumulator according to FIG. 3 ) in the system according to FIG. 1 is equal in each case and is explained in greater detail by an enlarged detail on the basis of the cold accumulator 16.
  • a container whose wall 24 is provided with an insulating material 25 having large pores 26.
  • Inside the container concrete 27 is provided, which acts as a heat storage or cold storage.
  • pipes 28 are laid parallel running through which the working gas flows and thereby emits heat or absorbs heat (depending on the mode and storage).
  • FIG. 2 First, a two-stage charging process is shown, which works on the principle of a heat pump. Shown in the Figures 2 and 3 an open circuit, however, as indicated by dash-dotted lines, using an optional heat exchanger 17a, 17b could be closed.
  • the states in the working gas, which in the embodiment of the Figures 2 and 3 consists of air, are each shown on the lines 30, 31, 32 in circles. At the top left is the pressure in bar. Top right, the enthalpy is given in KJ / Kg. Bottom left is the temperature in ° C and bottom right is the mass flow in kg / s. The direction of flow of the gas is indicated by arrows in the relevant line.
  • the isentropic efficiency ⁇ c can be assumed to be a compressor with 0.85.
  • the heated working gas now passes through the heat storage 14, where the majority of the available thermal energy is stored.
  • the working gas cools to 20 ° C, while the pressure (apart from flow-related pressure losses) is maintained at 15 bar.
  • the working gas is expanded in two series-connected stages 35a, 35b of a fourth fluid energy machine 35 so that it arrives at a pressure level of 1 bar.
  • the working gas cools to 5 ° C after the first stage and to -100 ° C after the second stage.
  • the basis for this calculation is also the formula given above.
  • a water separator 29 is additionally provided in the part of the line 31, which connects the two stages of the fourth fluid energy machine 35a, 35b in the form of a high-pressure turbine and a low-pressure turbine. This allows for a first relaxation, a drying of the air, so that the humidity contained in this second stage 35b of the fourth fluid energy machine 35 does not lead to icing of the turbine blades.
  • the relaxed and therefore cooled working gas withdraws heat from the cold storage 16 and is thereby heated to 0 ° C.
  • cold energy is stored in the cold storage 16, which can be used in a subsequent energy production.
  • the heat exchanger 17b must be provided.
  • the working gas can be reheated to an ambient temperature of 20 ° C, whereby the environment heat is removed, which is provided to the process.
  • such a measure can be omitted if the working gas is sucked directly from the environment, since this already has ambient temperature.
  • the additional heat storage 12 when passing through the circuit of the second line 31, a preheating can be done by the additional heat storage 12, an additional circuit is realized by an additional line 30, with which the additional heat storage 12 can be charged.
  • the additional heat storage 12 must therefore be connected to both the circuit of the second line 31 and to the circuit of the additional line 30.
  • a connection to the second line 31 takes place through the valves I, while a connection to the additional line 30 is ensured by opening the valves K.
  • the air is first passed through a fifth fluid energy machine 36, which operates as a compressor.
  • the compressed air is passed through the additional heat storage 12, wherein the flow direction corresponding to the indicated arrows runs exactly opposite to the circuit formed by the second conduit 31.
  • the circuits of the second line 31 and the additional line 30 are set independently. Therefore, the third and fourth fluid energy machines are mechanically coupled via the shaft 21 to a motor M1 and the fifth and sixth fluid energy machines via the other shaft 21 to a motor M2. With overcapacities of the wind turbine 22, the electrical energy can first drive the motor M2 to charge the additional heat storage 12. Subsequently, by operation of the motor M1 and simultaneous discharge of the additional heat accumulator 12, the heat accumulator 14 and the cold accumulator 16 can be charged. Subsequently, by the operation of the motor M2 and the additional heat storage 12 can be recharged. When all accumulators are fully charged, an effective discharge cycle can be initiated to generate electrical energy (cf. FIG. 3 ). However, should the excess capacity of the wind power plant 22 end without the additional heat storage 12 could be charged, the energy available in this can be replaced by other heat sources (see. FIG. 3 ).
  • an additional heat accumulator 12 which can be supplied by separate line systems for the second line 31 and the additional line 30. This would create two independent circuits without valves I and K being used. In this way, the auxiliary heat storage 12 could be simultaneously charged and discharged. It is therefore conceivable in this case, a simultaneous operation of the motors M1, M2.
  • This operating regime has two advantages. On the one hand, even larger overcapacities of the wind power plant 22 can be absorbed by simultaneous operation of the motors M1, M2 at full load, resulting in greater flexibility of the system. In addition, could through To ensure simultaneous operation of both motors that the three thermal storage 12, 14, 16 are always filled simultaneously and not one after the other. Thus, the charging process can be stopped at any time at full operability of the discharge process, if no excess capacity in the electrical network are no longer available and instead creates a need for additional electrical energy.
  • the discharge cycle of the heat accumulator 14 and the cold accumulator 16 can be followed, wherein the generator G electrical energy is generated.
  • the first fluid energy machine 13 and the second fluid energy machine 15 are available, which are described in the charging processes described above (see FIG FIG. 2 ) were not used.
  • This allows the optimization of the efficiency of the fluid energy machines, but also leads to higher investment costs for the purchase of the system. Therefore, the higher investment cost of using additional fluid power machines versus the gain in efficiency achieved by optimizing each to the appropriate operating condition using four fluid power machines is to be weighed.
  • the heat storage 14, the cold storage 16 and the additional heat storage 12 are the same as in FIG. 2 and are flowed through only in the opposite direction. In the Figures 2 and 3 Thus, the same system is shown, for reasons of clarity, only the system components and lines involved in the running process are shown. Furthermore, the alternative of a closed circuit is shown in phantom.
  • the compressed working gas first passes through the moistening unit 18 and then the heat accumulator 14 and is thereby heated in the moistening unit to 145 ° C. and in the heat accumulator 14 to 530 ° C.
  • the working gas is expanded by the second fluid energy machine 15, which thus operates in this operating state as a turbine.
  • the working gas can still be passed through a heat exchanger 33b in the evaporation unit to emit heat there for the evaporation of the water.
  • the water separator 17 it is possible to deposit at least part of the air humidity via the water separator 17.
  • the separated water still has a temperature of about 50 ° C and is pumped via a feed pump 23b back into the humidification unit.
  • the dehumidified air leaves the circuit and is blown into the environment.
  • a closed circuit is realized by the line 32.
  • a heat exchanger 17a ensures that the working gas, which still has a temperature of 50 ° C, is cooled to ambient temperature (20 ° C).
  • the heat exchanger can also be used to warm up fresh water, which can be pumped via a feed pump 23c into the humidification unit.
  • the heat exchanger 33 a are connected to an external heat source. This can be, for example, district heating. But it is also advantageous to use the charged additional heat storage 12.
  • a branch line 38 is provided, which branches off from the line 32 before the cold storage 16. This goes through the additional heat storage 12 and then a heat exchanger 33c in the humidification unit, so that the heat energy stored in the additional heat storage 12 can also be supplied to the humidification unit.
  • the branch line 38 opens behind the heat exchanger 33c in the line 32 behind the heat exchanger 33b. The mass flow of working gas is thus split at the branch line 38, 8.3 Kg / s are passed through the branch line 38 and 4.8 Kg / s through the cold storage 16 humidifying unit 18 and the heat storage 14 are passed.

Abstract

The system has a circuit for a working gas, where circuit has a cold storage device (16), a thermal fluid energy machine (13), a heat accumulator (14) and another thermal fluid energy machine (15). The former thermal fluid energy machine is switched as working machine. The latter thermal fluid energy machine is switched as a power machine in the flow direction of the working gas from cold storage device to the heat accumulator. A humidifying unit (18) is provided between the latter thermal fluid energy machine and the heat accumulator for the working gas in a line.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Speicherung thermischer Energie, die einen Kreislauf für ein Arbeitsgas aufweist. Dieser Kreislauf kann offen ausgeführt sein, so dass er als Arbeitsgas Luft aus der Umgebung ansaugt und diese wieder in die Umgebung ausbläst; das heißt, dass die Umgebung mit zu dem Kreislauf gehört. Möglich ist auch ein geschlossener Kreislauf, in dem ein beliebiges Arbeitsgas (auch Luft) verwendet werden kann. In dem Kreislauf sind folgende Einheiten in der angegebenen Reihenfolge durch eine Leitung für das Arbeitsgas miteinander verbunden: ein Kältespeicher, eine erste thermische Fluidenergie-Maschine, ein Wärmespeicher und eine zweite thermische Fluidenergie-Maschine. In Durchflussrichtung des Arbeitsgases vom Kältespeicher zum Wärmespeicher gesehen ist dabei die erste thermische Fluidenergie-Maschine als Arbeitsmaschine und die zweite thermische Fluidenergie-Maschine als Kraftmaschine geschaltet.The invention relates to a system for storing thermal energy having a circuit for a working gas. This circuit can be designed to be open, so that it sucks air as working gas from the environment and blows them back into the environment; that is, the environment belongs to the cycle. It is also possible a closed circuit in which any working gas (including air) can be used. In the circuit, the following units are connected in the order indicated by a working gas line: a cold storage, a first thermal fluid energy machine, a heat storage, and a second thermal fluid energy machine. In the flow direction of the working gas seen from the cold storage to the heat storage while the first thermal fluid energy machine is connected as a working machine and the second thermal fluid energy machine as an engine.

Die Begriffe Kraftmaschine und Arbeitsmaschine werden im Rahmen dieser Anmeldung so verwendet, dass eine Arbeitsmaschine mechanische Arbeit aufnimmt, um ihren Zweck zu erfüllen. Eine thermische Fluidenergie-Maschine, die als Arbeitsmaschine verwendet wird, wird somit als Verdichter oder als Kompressor betrieben. Demgegenüber verrichtet eine Kraftmaschine Arbeit, wobei eine thermische Fluidenergie-Maschine zur Verrichtung der Arbeit die im Arbeitsgas zur Verfügung stehende thermische Energie umwandelt. In diesem Fall wird die thermische Fluidenergie-Maschine also als Motor betrieben.The terms engine and work machine are used in the context of this application so that a work machine mechanical work to meet their purpose. A thermal fluid energy machine used as a work machine is thus operated as a compressor or as a compressor. In contrast, an engine performs work, wherein a thermal fluid energy machine for performing the work converts the thermal energy available in the working gas. In this case, the thermal fluid energy machine is thus operated as a motor.

Der Begriff "thermische Fluidenergie-Maschine" bildet einen Oberbegriff für Maschinen, die einem Arbeitsfluid, im Zusammenhang mit dieser Anmeldung ein Arbeitsgas, thermische Energie entziehen oder diesem thermische Energie zuführen können. Unter thermischer Energie ist sowohl Wärmeenergie als auch Kälteenergie zu verstehen. Thermische Fluidenergie-Maschinen (im folgenden auch kürzer als Fluidenergie-Maschinen bezeichnet) können beispielsweise als Kolbenmaschinen ausgeführt sein. Bevorzugt können auch hydrodynamische thermische Fluidenergie-Maschinen verwendet werden, deren Laufräder einen kontinuierlichen Fluss des Arbeitsgases erlauben. Vorzugsweise kommen axial wirkende Turbinen bzw. Verdichter zum Einsatz.The term "thermal fluid energy machine" forms a generic term for machines that can draw thermal energy from or supply thermal energy to a working fluid, in the context of this application, a working gas. By thermal energy is meant both thermal energy and cold energy. Thermal fluid energy machines (Also referred to below as fluid energy machines in the following) can be designed, for example, as reciprocating engines. Preferably, hydrodynamic thermal fluid energy machines can be used, the wheels allow a continuous flow of the working gas. Preferably, axially acting turbines or compressors are used.

Das eingangs angegebene Prinzip ist beispielsweise gemäß der US 2010/0257862 A1 beschrieben. Hier kommen Kolbenmaschinen zum Einsatz, um das oben beschriebene Verfahren durchzuführen. Gemäß der US 5,436,508 ist es überdies bekannt, dass mittels der eingangs angegebenen Anlagen zur Speicherung thermischer Energie auch Überkapazitäten bei der Nutzung von Windenergie zur Herstellung elektrischen Stroms zwischengespeichert werden können, um diese im Bedarfsfall wieder abzurufen.The above-mentioned principle is, for example, according to the US 2010/0257862 A1 described. Here piston machines are used to carry out the method described above. According to the US 5,436,508 It is also known that by means of the above-mentioned systems for storing thermal energy and overcapacities in the use of wind energy for the production of electrical power can be cached to retrieve them when needed again.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anlage zur Speicherung von thermischer Energie der eingangs angegebenen Art (beispielsweise Wandlung von mechanischer in thermischer Energie mit anschließender Speicherung oder Wandlung der gespeicherten thermischen Energie in mechanische Energie) anzugeben, mit der bzw. mit dem ein hoher Wirkungsgrad bei gleichzeitig vertretbaren Aufwand der verwendeten Baueinheiten möglich ist.The object of the invention is to provide a system for storing thermal energy of the type specified (for example, conversion of mechanical energy into thermal energy with subsequent storage or conversion of the stored thermal energy into mechanical energy), with or with the high efficiency at the same time reasonable expense of the units used is possible.

Diese Aufgabe wird mit der eingangs angegebenen Anlage erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen der ersten thermischen Fluidenergie-Maschine und dem Wärmespeicher eine Befeuchtungseinheit für das Arbeitsgas in der Leitung vorgesehen ist. Als Befeuchtungseinheit soll im Zusammenhang mit dieser Erfindung eine von dem Arbeitsgas durchströmbare Einrichtung verstanden werden, in der dem Arbeitsgas Wasserdampf zugeführt wird. Hierbei soll die Luft bis höchstens zur Sättigungsgrenze an Wasserdampf befeuchtet werden. Die Anwendung einer Befeuchtung des Arbeitsgases (z. B. Luft) hat den Vorteil, dass die Leistungsabgabe an der als Kraftmaschine arbeitenden Fluidenergie-Maschine bei gleicher Baugröße gesteigert werden kann. Bei geforderter Leistungsabgabe können daher kleinere und damit kostengünstigere Komponenten für die Anlage verwendet werden. Außerdem ist es möglich, die heiße befeuchtete Luft, die aus der zweiten Fluidenergie-Maschine heraustritt, für eine Wärmezufuhr in das in der Befeuchtungseinheit verwendete Wasser zu nutzen, so dass diese Energie dem Prozess als ganzem nicht verloren geht. Hierdurch kann der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Anlage vorteilhaft gesteigert werden.This object is achieved with the above-mentioned system according to the invention in that between the first thermal fluid energy machine and the heat storage a humidification for the working gas is provided in the line. In the context of this invention, the moistening unit is understood to mean a device through which the working gas can flow, in which steam is supplied to the working gas. Here, the air should be moistened to at most the saturation limit of water vapor. The application of a humidification of the working gas (eg air) has the advantage that the power output of working as the engine Fluid energy machine can be increased with the same size. If required power output therefore smaller and therefore less expensive components for the system can be used. In addition, it is possible to use the hot humidified air emerging from the second fluid energy machine for a supply of heat to the water used in the humidifying unit, so that this energy is not lost to the process as a whole. As a result, the efficiency of the system according to the invention can be advantageously increased.

Der Kreislauf der erfindungsgemäßen Anlage zur Speicherung thermischer Energie dient mit seiner Befeuchtungseinheit dazu, die im Wärmespeicher und Kältespeicher gespeicherte Energie über die zweite thermische Fluidenergie-Maschine in mechanische Energie zu wandeln. Diese kann beispielsweise zum Antreiben eines elektrischen Generators Verwendung finden. Die gespeicherte thermische Energie dient dann dazu, in Zeiten großer Nachfrage an elektrischer Energie diese mittels der Anlage zur Verfügung zu stellen.The cycle of the system according to the invention for storing thermal energy is used with its moistening unit to convert the energy stored in the heat storage and cold storage on the second thermal fluid energy machine into mechanical energy. This can be used, for example, for driving an electric generator. The stored thermal energy is then used in times of great demand for electrical energy to make these available by means of the system.

Durch vermehrten Einsatz regenerativer Energie kann es aber auch passieren, dass der insgesamt produzierte Strom im Augenblick der Produktion nicht nachgefragt wird. In diesem Fall kann die Anlage zur Speicherung thermischer Energie dazu verwendet werden, die elektrische Energie beispielsweise über einen Elektromotor in mechanische und über die Fluidenergie-Maschinen in thermische Energie zu wandeln. Allerdings ist zu bemerken, dass bei der Umkehrung des Prozesses der Befeuchtungsturm nicht zum Einsatz kommt. Dieser muss also beispielsweise durch geeignete Bypassleitungen umgangen werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, für den Aufladungsvorgang des Kältespeichers und des Wärmespeichers in der Anlage einen gesonderten Kreislauf vorzusehen. Dieser kann auch mit zusätzlichen Fluidenergie-Maschinen ausgestattet sein.However, increased use of renewable energy can also mean that the total electricity produced is not in demand at the moment of production. In this case, the system for storing thermal energy can be used to convert the electrical energy into mechanical energy, for example via an electric motor, and into thermal energy via the fluid energy machines. However, it should be noted that reversing the process does not use the humidification tower. This must therefore be bypassed for example by means of suitable bypass lines. Another possibility is to provide for the charging process of the cold storage and the heat storage in the system a separate circuit. This can also be equipped with additional fluid energy machines.

Wird die Anlage mit Bypassleitungen versehen, so müssen diese dazu geeignet sein, die erste thermische Fluidenergie-Maschine und die zweite thermische Fluidenergie-Maschine so zu schalten, dass der Wärmespeicher in Durchflussrichtung des Arbeitsgases vor dem Kältespeicher liegt. Dies kann durch eine Umkehr der Flussrichtung in dem Leitungssystem erreicht werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Bypassleitungen derart jeweils direkt vor bzw. hinter dem Wärmespeicher bzw. Kältespeicher in den Kreislauf münden, so dass nur innerhalb der thermischen Speicher die Flussrichtung des Arbeitsgases umgekehrt wird. Wichtig ist die Umkehr der Fließrichtung in den thermischen Speicher (Kältespeicher bzw. Wärmespeicher), damit die Kalt-Warm-Front im Speichermedium des thermischen Speichers beim Aufladen bzw. Entladen des thermischen Speichers jeweils in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird.If the system is provided with bypass lines, they must be suitable for this, the first thermal fluid energy machine and to switch the second thermal fluid energy machine so that the heat storage is in the flow direction of the working gas in front of the cold storage. This can be achieved by reversing the flow direction in the piping system. Another possibility is that the bypass lines in each case directly in front of or behind the heat storage or cold storage in the circuit open, so that only within the thermal storage, the flow direction of the working gas is reversed. It is important to reverse the flow direction in the thermal storage (cold storage or heat storage), so that the cold-warm front is moved in the storage medium of the thermal storage during charging or discharging the thermal storage in the opposite direction.

Wird für das Laden der thermischen Speicher ein zusätzlicher Kreislauf verwendet, so durchläuft dieser ebenfalls denselben Wärmespeicher und Kältespeicher. Durch geeignete Ventilmechanismen wird sichergestellt, dass jeweils nur der Kreislauf zum Laden oder der Kreislauf zum Entladen an den thermischen Speicher angeschlossen wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass in den thermischen Speichern je zwei Leitungssysteme für zwei Kreisläufe enthalten sind. In diesem Fall ist eine Umschaltung nicht erforderlich und es kann prinzipbedingt sogar ein gleichzeitiges Laden und Entladen der thermischen Speicher erfolgen.If an additional circuit is used for charging the thermal storage, it also passes through the same heat storage and cold storage. Suitable valve mechanisms ensure that only the circuit for charging or the circuit for discharging is connected to the thermal storage. Another possibility is that in the thermal storage each two conduit systems are included for two circuits. In this case, a changeover is not required and it can be done in principle even a simultaneous charging and discharging of the thermal storage.

In einem Fall wird die Aufladung des Wärmespeichers und des Kältespeichers in der Anlage aber dadurch erzielt, dass der Wärmespeicher über eine zweite Leitung zwischen eine dritte thermische Fluidenergie-Maschine und eine vierte thermische Fluidenergie-Maschine geschaltet werden kann, wobei in Durchflussrichtung des Arbeitsgases von der dritten thermischen Fluidenergie-Maschine zur vierten thermischen Fluidenergie-Maschine gesehen die dritte thermische Fluidenergie-Maschine als Arbeitsmaschine und die vierte thermische Fluidenergie-Maschine als Kraftmaschine geschaltet ist. Dies ermöglicht in der bereits beschriebenen Weise die Aufladung des Wärmespeichers, wenn das Arbeitsgas in der besagten Durchflussrichtung die zweite Leitung durchströmt. Außerdem kann hinter der vierten thermischen Fluidenergie-Maschine der Kältespeicher in der zweiten Leitung vorgesehen werden, der dann durch das aus der vierten Fluidenergie-Maschine austretende Arbeitsgas gespeist wird und die in dem Arbeitsgas gespeicherte Kälteenergie aufnehmen kann.In one case, however, the charging of the heat accumulator and the cold accumulator in the system is achieved in that the heat accumulator can be connected via a second line between a third thermal fluid energy machine and a fourth thermal fluid energy machine, wherein in the direction of flow of the working gas from the third fluid thermal energy machine for the fourth thermal fluid energy machine seen the third thermal fluid energy machine as a working machine and the fourth thermal fluid energy machine is connected as an engine. This allows in the manner already described, the charging of the heat storage, when the working gas flows through the second line in said flow direction. In addition, behind the fourth thermal fluid energy machine, the cold storage can be provided in the second line, which is then fed by the emerging from the fourth fluid energy machine working gas and can absorb the stored in the working gas cooling energy.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass hinter der zweiten thermischen Fluidenergie-Maschine ein Wasserabscheider in der Leitung angeordnet ist. Durch Entspannung und Abkühlung des Arbeitsgases sinkt auch die Aufnahmekapazität desselben für Wasserdampf, so dass dieser kondensiert. Dieser kann dann in dem besagten Wasserabscheider aufgefangen werden, wobei das abgeschiedene Wasser immer noch eine Temperatur von ca. 50°C aufweist. Dieses Temperaturniveau liegt also immer noch über der Umgebungstemperatur, so dass die in dem aufgefangenen Wasser gespeicherte thermische Energie dem Prozess wieder zugeführt werden kann. Würde der Wasserdampf in die Umgebung ausgeblasen und stattdessen Speisewasser für den Befeuchtungsturm aus der Umgebung verwendet, würde diese thermische Energie dem Prozess verloren gehen. Der Wasserabscheider dient damit einer Erhöhung des Wirkungsgrades des durch die erfindungsgemäße Anlage verwirklichten Prozesses. Um das Wasser aus dem Wasserabscheider dem Prozess wieder zur Verfügung zu stellen, ist vorteilhaft vorgesehen, dass der Wasserabscheider über eine Speiseleitung mit der Befeuchtungseinheit verbunden ist.According to a further embodiment of the invention, it is provided that behind the second thermal fluid energy machine, a water separator is arranged in the line. By relaxation and cooling of the working gas and the absorption capacity of the same for water vapor decreases so that it condenses. This can then be collected in said water, wherein the separated water still has a temperature of about 50 ° C. This temperature level is thus still above the ambient temperature, so that the stored in the collected water thermal energy can be recycled to the process. If the water vapor were blown into the environment and instead use feed water for the moistening tower from the environment, this thermal energy would be lost to the process. The water separator thus serves to increase the efficiency of the realized by the inventive system process. In order to make the water from the water separator available to the process again, it is advantageously provided that the water separator is connected to the moistening unit via a feed line.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage kann vorgesehen werden, dass die von der zweiten Fluidenergie-Maschine wegführende Leitung durch einen im Verdampfer befindlichen ersten Wärmetauscher führt. Das Arbeitsgas, welches von der zweiten Fluidenergie-Maschine wegführt, weist Temperaturen von ungefähr 200°C auf. Diese Wärme kann genutzt werden, um dem Befeuchtungsturm Wärmeenergie zur Verfügung zu stellen, die für die Verdampfung des im Befeuchtungsturm befindlichen Wassers notwendig ist. Diese Wärmeenergie wird dem Prozess daher vorteilhaft wieder zur Verfügung gestellt und entweicht damit nicht ungenutzt in die Umgebung. Dies erhöht vorteilhaft den Wirkungsgrad des durch die Anlage verwirklichten Prozesses weiter. Außerdem kann durch die erfolgte Abkühlung des Arbeitsgases im Befeuchtungsturm ein dahinter geschalteter Wasserabscheider effektiver arbeiten, da sich das Wasser aus dem abgekühlten Arbeitsgas einfacher abscheiden lässt.According to another embodiment of the system according to the invention can be provided that the leading away from the second fluid energy machine line leads through a first heat exchanger located in the evaporator. The working gas, which leads away from the second fluid energy machine, has temperatures of about 200 ° C. This heat can be used to provide the humidification tower with thermal energy necessary for the evaporation of the water in the humidification tower. This heat energy is the Process therefore advantageously provided again and thus does not escape into the environment unused. This advantageously further increases the efficiency of the process realized by the plant. In addition, by the cooling of the working gas in the humidification tower, a downstream water separator can operate more effectively, since the water can be more easily separated from the cooled working gas.

Wieder eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Zusatz-Wärmespeicher in einer Zweigleitung vorgesehen ist, wobei die von dem Zusatz-Wärmespeicher wegführende Zweigleitung durch einen im Verdampfer befindlichen zweiten Wärmetauscher führt. Die in dem Zusatz-Wärmespeicher gespeicherte Energie kann damit den Prozess der Verdampfung von Wasser in der Befeuchtungseinheit zusätzlich unterstützen. Der thermische Energieeintrag, der indirekt über den Zusatz-Wärmespeicher erfolgt, führt damit vorteilhaft zu einer weiteren Erhöhung der Luftfeuchtigkeit in der Befeuchtungseinheit. Dies führt zu der bereits beschriebenen Erhöhung des Wirkungsgrades des durch die erfindungsgemäße Anlage verwirklichten Prozesses.Yet another embodiment of the invention provides that an additional heat storage is provided in a branch line, wherein the leading away from the additional heat storage branch line leads through a second heat exchanger located in the evaporator. The stored energy in the additional heat storage can thus additionally support the process of evaporation of water in the humidification unit. The thermal energy input, which takes place indirectly via the additional heat storage, thus advantageously leads to a further increase in the humidity in the humidification unit. This leads to the already described increase in the efficiency of the realized by the inventive system process.

Der Zusatz-Wärmespeicher wie auch der Wärmespeicher und der Kältespeicher können von externen Wärme- und Kältequellen gespeist werden. Hierbei bietet sich beispielsweise Fernwärme aus einem Kraftwerk an. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Zusatzwärmespeicher sowie der Wärmespeicher und der Kältespeicher durch verschiedene Wärmepumpen-Prozesse aufgeladen werden. Hierfür kann vorteilhaft der Zusatz-Wärmespeicher über eine Zusatzleitung zwischen eine fünfte thermische Fluidenergie-Maschine und eine sechste thermische Fluidenergie-Maschine geschaltet werden, wobei in Durchflussrichtung des Arbeitsgases von der fünften thermischen Fluidenergie-Maschine zu sechsten thermischen Fluidenergie-Maschine gesehen die fünfte thermische Fluidenergie-Maschine als Arbeitsmaschine und die sechste thermische Fluidenergie-Maschine als Kraftmaschine geschaltet ist. Es steht somit vorteilhaft für die Aufladung des Zusatz-Wärmespeichers ein gesonderter Wärmepumpenkreislauf zur Verfügung, wobei die fünfte und sechste Fluidenergie-Maschine für die in dem Zusatz-Wärmespeicher zu erzeugenden Temperaturen optimiert werden können. Natürlich kann der Zusatz-Wärmespeicher auch durch die erste oder durch die dritte Fluidenergie-Maschine aufgeladen werden, wenn eine geeignete Verschaltung über Leitungen bzw. Bypassleitungen ermöglicht wird. Abzuwägen ist hierbei immer der Aufwand an Komponenten gegenüber der Steigerung des Wirkungsgrades für die Einzelprozesse. Bei dieser Abwägung stehen wirtschaftliche Überlegungen im Vordergrund.The additional heat storage as well as the heat storage and the cold storage can be powered by external heat and cold sources. Here, for example, offers district heating from a power plant. However, it is particularly advantageous if the additional heat storage and the heat storage and the cold storage are charged by various heat pump processes. For this purpose, the additional heat accumulator can advantageously be connected via an additional line between a fifth thermal fluid energy machine and a sixth thermal fluid energy machine, the fifth thermal fluid energy being seen in the direction of flow of the working gas from the fifth thermal fluid energy machine to the sixth thermal fluid energy machine Machine is connected as a working machine and the sixth thermal fluid energy machine as an engine. It stands thus advantageous for the charging of the additional heat storage a separate heat pump cycle available, the fifth and sixth fluid energy machine can be optimized for the temperatures to be generated in the additional heat storage. Of course, the supplemental heat storage may also be charged by the first or by the third fluid energy machine, if an appropriate interconnection via lines or bypass lines is made possible. It is always necessary to weigh up the costs of components compared to increasing the efficiency for the individual processes. In this weighing economic considerations are in the foreground.

Das Arbeitsgas kann wahlweise in einem geschlossenen oder einem offenen Kreislauf geführt werden. Ein offener Kreislauf verwendet als Arbeitsgas immer die Umgebungsluft. Diese wird aus der Umgebung angesaugt und am Ende des Prozesses auch wieder in diese entlassen, so dass die Umgebung den offenen Kreislauf schließt. Ein geschlossener Kreislauf erlaubt auch die Verwendung eines anderen Arbeitsgases als Umgebungsluft. Dieses Arbeitsgas wird in dem geschlossenen Kreislauf geführt. Da eine Entspannung in die Umgebung bei gleichzeitiger Einstellung des Umgebungsdruckes und der Umgebungstemperatur entfällt, muss das Arbeitsgas im Falle eines geschlossenen Kreislaufes durch einen Wärmetauscher geführt werden, der eine Abgabe von Wärme des Arbeitsgases an die Umgebung erlaubt.The working gas can be fed either in a closed or an open circuit. An open circuit always uses the ambient air as working gas. This is sucked from the environment and released at the end of the process also in this, so that the environment closes the open circuit. A closed circuit also allows the use of a different working gas than ambient air. This working gas is guided in the closed circuit. Since a relaxation in the environment with simultaneous adjustment of the ambient pressure and the ambient temperature is eliminated, the working gas in the case of a closed circuit must be passed through a heat exchanger, which allows a release of heat of the working gas to the environment.

Es kann zum Beispiel vorgesehen werden, dass der Kreislauf für die Speicherung der thermischen Energie in dem Kältespeicher und dem Wärmespeicher als offener Kreislauf ausgebildet ist und die dort als Kraftmaschine arbeitenede thermische Fluidenergie-Maschine aus zwei Stufen aufgebaut ist, wobei zwischen den Stufen ein Wasserabscheider für das Arbeitsgas vorgesehen ist. Hierbei wird dem Umstand Rechnung getragen, dass in der Umgebungsluft Luftfeuchtigkeit enthalten ist. Durch eine Entspannung des Arbeitsgases in einer einzigen Stufe kann es dazu kommen, dass die Luftfeuchtigkeit aufgrund der starken Abkühlung des Arbeitsgases auf beispielsweise - 100°C gefriert und hierbei die thermische Fluidenergie-Maschine beschädigt. Insbesondere können Turbinenschaufeln durch Vereisung nachhaltig beschädigt werden. Eine Entspannung des Arbeitsgases in zwei Schritten ermöglicht es jedoch, kondensiertes Wasser in einem Wasserabscheider hinter der ersten Stufe beispielsweise bei 5°C abzuscheiden, so dass dieses bei einer weiteren Abkühlung des Arbeitsgases in der zweiten Turbinenstufe bereits entfeuchtet ist und eine Eisbildung verhindert oder zumindest verringert werden kann. Vorteilhaft wird das Risiko einer Beschädigung der zweiten Fluidenergie-Maschine hiermit verringert.It can be provided, for example, that the circuit for the storage of thermal energy in the cold storage and the heat storage is designed as an open circuit and there works as a motor engine thermal fluid energy machine is constructed of two stages, wherein between the steps a water separator for the working gas is provided. This takes into account the fact that humidity is contained in the ambient air. By a relaxation of the working gas in a single stage, it may happen that the humidity due to the strong cooling of the working gas to eg - 100 ° C freezes and in this case the thermal fluid energy machine damaged. In particular, turbine blades can be permanently damaged by icing. However, a relaxation of the working gas in two steps makes it possible to separate condensed water in a water separator behind the first stage, for example at 5 ° C, so that it is already dehumidified in a further cooling of the working gas in the second turbine stage and prevents or at least reduces ice formation can be. Advantageously, the risk of damaging the second fluid energy machine is thereby reduced.

Wird ein geschlossener Kreislauf verwendet und, wie bereits beschrieben, ein Wärmetauscher in den Kreislauf eingebaut, kann die Verwendung eines Wasserabscheiders sowie einer zweistufigen Fluidenergie-Maschine als Kraftmaschine entfallen. Als Arbeitsgas kann in diesem Fall beispielsweise auch entfeuchtete Umgebungsluft verwendet werden, deren Befeuchtung durch die Geschlossenheit des Kreislaufes ausgeschlossen ist. Aber auch andere Arbeitsgase können Verwendung finden.If a closed circuit is used and, as already described, a heat exchanger installed in the circuit, the use of a water separator and a two-stage fluid energy machine as an engine can be omitted. As a working gas in this case, for example, dehumidified ambient air can be used, the humidification is excluded by the closed nature of the circuit. But other working gases can be used.

Vorteilhaft ist es bei der thermischen Aufladung des Wärmespeichers und des Kältespeichers, wenn vor der ersten oder dritten (je nach Konfiguration) Fluidenergie-Maschine der Zusatz-Wärmespeicher vom Arbeitsgas durchflossen wird. Das heißt, dass das Arbeitsgas durch den Zusatz-Wärmespeichers aufgewärmt in die erste Fluidenergie-Maschine eingespeist wird. Hierdurch kann der Zusatz-Wärmespeicher neben der Erwärmung der Befeuchtungseinheit einer weiteren Aufgabe dienen. Die Verwendung des Zusatz-Wärmespeichers hat folgende Vorteile. Wird die Anlage zur Speicherung der thermischen Energie verwendet, so wird der Zusatz-Wärmespeicher vor Passieren der in diesem Fall als Arbeitsmaschine (Verdichter) arbeitenden ersten/dritten Fluidenergie-Maschine durchlaufen. Hierdurch wird das Arbeitsgas bereits über Umgebungstemperatur aufgewärmt. Dies hat den Vorteil, dass die Arbeitsmaschine eine geringere Leistung aufnehmen muss, um die geforderte Temperatur des Arbeitsgases zu erreichen. Konkret soll der Wärmespeicher auf über 500°C aufgewärmt werden, was vorteilhaft anschließend an das Vorwärmen des Arbeitsgases auch mit handelsüblichen thermodynamischen Verdichtern erfolgen kann, die eine Verdichtung des Arbeitsgases auf 15 bar erlauben. Vorteilhaft kann daher auf Komponenten für die Baueinheiten der Anlage zurückgegriffen werden, die am Markt ohne kostspielige Modifikationen erhältlich sind. Vorteilhaft kann das Arbeitsgas in dem Zusatz-Wärmespeicher auf eine Temperatur zwischen 60°C und 100°C, besonders vorteilhaft auf eine Temperatur von 80°C erwärmt werden. Im Unterschied hierzu ist für die Wärmezufuhr in den Befeuchtungsturm eine Erwärmung des Arbeitsgases auf ca. 190°C besonders vorteilhaft.It is advantageous in the thermal charging of the heat accumulator and the cold accumulator, if before the first or third (depending on the configuration) fluid energy machine of the additional heat storage is traversed by the working gas. That is, the working gas is fed by the additional heat storage warmed up in the first fluid energy machine. As a result, the additional heat storage can serve in addition to the heating of the humidifying another task. The use of the additional heat accumulator has the following advantages. If the system is used to store the thermal energy, the additional heat storage is passed before passing in this case as a working machine (compressor) working first / third fluid energy machine. As a result, the working gas is already warmed above ambient temperature. This has the advantage that the working machine has to absorb less power in order to achieve the required temperature of the working gas. Specifically, the heat storage to be heated to over 500 ° C, which is advantageous subsequent to the preheating of the working gas can also be done with commercially available thermodynamic compressors that allow a compression of the working gas to 15 bar. Advantageously, therefore, can be used on components for the units of the system, which are available on the market without costly modifications. Advantageously, the working gas in the additional heat storage to a temperature between 60 ° C and 100 ° C, particularly advantageously heated to a temperature of 80 ° C. In contrast, heating of the working gas to about 190 ° C is particularly advantageous for the supply of heat in the humidification tower.

Wie bereits erwähnt, kann das Arbeitsgas im Kreislauf des Wärmespeichers und Kältespeichers auf 15 bar verdichtet werden, wodurch sich Temperaturen des Arbeitsgrades von bis zu 550°C erreichen lassen.As already mentioned, the working gas in the cycle of the heat storage and cold storage can be compressed to 15 bar, which can reach temperatures of the working degree of up to 550 ° C.

Zuletzt kann gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen werden, dass hinter der zweiten thermischen Fluidenergie-Maschine ein Wärmetauscher in der Leitung vorgesehen ist, der als Kühlmittel mit Wasser für die Befeuchtungseinheit gespeist wird. Hierdurch kann dem durch die Leitung strömenden Arbeitsgas noch weitere Wärmeenergie entzogen werden, mit der das Speisewasser für die Befeuchtungseinheit vorgewärmt wird. Damit wird auch diese Energie dem Prozess wieder zur Verfügung gestellt, wodurch dessen Wirkungsgrad vorteilhaft weiter steigt. Insbesondere bei Vorsehen eines offenen Kreislaufes benötigt die Befeuchtungseinheit vergleichsweise viel Speisewasser, da das Wasser nach Durchlaufen des Kreislaufes zumindest teilweise wieder in die Umgebung abgegeben wird. Aber auch bei einem geschlossenen Kreislauf können Undichtigkeiten im Kreislauf bzw. die Trocknung der Kanäle in dem Wärmespeicher und dem Kältespeicher beim Umschalten von Entladebetrieb in den Ladebetrieb dazu führen, dass neues Speisewasser in die Befeuchtungseinheit eingetragen werden muss.Finally, it can be provided according to a particular embodiment of the invention, that behind the second thermal fluid energy machine, a heat exchanger is provided in the line, which is fed as a coolant with water for the moistening. In this way, further heat energy can be withdrawn from the working gas flowing through the line, with which the feed water for the moistening unit is preheated. Thus, this energy is made available to the process again, whereby its efficiency advantageously further increases. In particular, when providing an open circuit, the humidification needs comparatively much feed water, since the water is at least partially discharged into the environment after passing through the circuit. But even in a closed circuit leaks in the circuit or the drying of the channels in the heat storage and the cold storage when switching from unloading to charging mode can lead to new feed water must be entered into the humidification.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind hierbei jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen:

Figur 1
ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage mit Bypassleitungen als Schaltbild und
Figur 2 und 3
ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage mit getrennten Kreisläufen für das Laden und Entladen der thermischen Speicher anhand von weiteren Schaltbildern.
Further details of the invention are described below with reference to the drawing. The same or corresponding drawing elements are in each case provided with the same reference numerals and are explained only to the extent that there are differences between the individual figures. Show it:
FIG. 1
an embodiment of the system according to the invention with bypass lines as a circuit diagram and
FIGS. 2 and 3
another embodiment of the system according to the invention with separate circuits for charging and discharging the thermal storage using other circuit diagrams.

Eine Anlage zur Speicherung thermischer Energie gemäß Figur 1 weist eine Leitung 11 auf, mit der mehrere Einheiten derart miteinander verbunden sind, dass diese von einem Arbeitsgas in einem offenen Kreislauf durchflossen werden können. Das Arbeitsgas wird über ein Ventil A aus der Umgebung angesaugt und fließt durch eine erste thermische Fluidenergie-Maschine 13, die als hydrodynamischer Verdichter ausgebildet ist. Weiterhin führt die Leitung dann über ein Ventil B zu einem Wärmespeicher 14. Dieser ist druch die Leitung 11 über ein Ventil C mit einer zweiten thermischen Fluidenergie-Maschine 15 verbunden, welche als hydrodynamische Turbine ausgeführt ist. Von der Turbine führt die Leitung 11 über ein Ventil D zu einem Kältespeicher 16. Vom Kältespeicher 16 öffnet sich die Leitung in die Umgebung. In dem beschriebenen Betriebszustand sind die Ventile A bis D also geöffnet. Ventile E bis H sind verschlossen (hierzu im folgenden mehr)A plant for storing thermal energy according to FIG. 1 has a conduit 11, with which a plurality of units are connected to each other such that they can be traversed by a working gas in an open circuit. The working gas is drawn in through a valve A from the environment and flows through a first thermal fluid energy machine 13, which is designed as a hydrodynamic compressor. Furthermore, the line then leads via a valve B to a heat accumulator 14. This is connected via the line 11 via a valve C with a second thermal fluid energy machine 15, which is designed as a hydrodynamic turbine. From the turbine, the line 11 leads via a valve D to a cold storage 16. From the cold storage 16, the line opens into the environment. In the described operating state, the valves A to D are thus opened. Valves E to H are closed (more on that below)

Die erste und zweite Fluidenergie-Maschine 13 und 15 sind über eine Welle 21 mechanisch miteinander gekoppelt und werden durch einen elektrischen Motor M angetrieben, der von einem Windkraftwerk 22 gespeist wird, solange die erzeugte elektrische Energie im Stromnetz nicht nachgefragt wird. Während dieses Betriebszustandes werden der Wärmespeicher 14 und der Kältespeicher 16 aufgeladen, wie später noch genauer erläutert wird, und die Anlage wird durch die Leitung 11 durchströmt, wobei die Einheiten in der oben genannten Reihenfolge durchströmt werden.The first and second fluid energy machines 13 and 15 are mechanically coupled to each other via a shaft 21 and are driven by an electric motor M fed by a wind power plant 22 as long as the generated electrical energy in the power grid is not in demand. During this operating state of the heat accumulator 14 and the cold storage 16 charged, as will be explained in more detail later, and the system is flowed through line 11, wherein the units are flowed through in the above order.

Ist die Nachfrage an elektrischer Energie im Verhältnis zur aktuell erzeugten Menge an elektrischer Energie größer, so wird der durch das Windkraftwerk 22 erzeugte Strom direkt in das Netz eingespeist. Zusätzlich unterstützt die Anlage in einem anderen Betriebszustand die Stromerzeugung, indem der Wärmespeicher 14 und der Kältespeicher 16 entladen werden und mit der Welle 21 durch die Fluidenergie-Maschinen 18 und 19 ein Generator G angetrieben wird. Zu diesem Zweck werden die Ventile A bis D geschlossen und dafür die Ventile E bis H geöffnet. Hierdurch werden Bereiche der Leitung 11 nicht mehr durchströmt, sondern anstelle dessen Bypassleitungen 19 geöffnet, die den Fluss des Arbeitsgases ändern.If the demand for electrical energy in relation to the currently generated amount of electrical energy is greater, the power generated by the wind power plant 22 is fed directly into the grid. In addition, the system supports the power generation in another operating state by the heat accumulator 14 and the cold storage 16 are discharged and the shaft 21 by the fluid energy machines 18 and 19, a generator G is driven. For this purpose, the valves A to D are closed and opened for the valves E to H. As a result, portions of the conduit 11 are no longer flowed through, but instead open bypass lines 19, which change the flow of the working gas.

Das Arbeitsgas durchströmt den Kältespeicher 16 und läuft über eine Bypassleitung 19 über das Ventil E zur ersten Fluidenergie-Maschine (Verdichter). Nach Verlassen des Verdichters wird das Arbeitsgas über ein Ventil F durch eine Befeuchtungseinheit 18 geleitet, die in einer weiteren Bypassleitung 19 vorgesehen ist und zum Wärmespeicher 14 führt. Daher wird der Wärmespeicher 14 bereits mit befeuchteter Luft gespeist, welche über die Bypassleitung 19 durch ein Ventil G den Wärmespeicher 14 verlässt und der zweiten Fluidenergie-Maschine 15 (Turbine) zugeführt wird. Hier wird die mechanische Energie zum Antrieb der ersten Fluidenergie-Maschine 13 (Verdichter) und des Generators gewonnen. Über die Bypassleitung 19 durch ein Ventil H gelangt das Arbeitsgas wieder in die Umgebung, wobei vorher das Arbeitsgas über einen Wasserabscheider 17 entfeuchtet wird. Das abgeschiedene, ca. 50°C warme Wasser wird über eine Speisepumpe 23a der Befeuchtungseinheit 18 zugeführt. Zusätzlich kann Wärme in die Befeuchtungseinheit eingebracht werden, die beispielsweise als Fernwärme aus einem Kraftwerk abgeleitet wird. Dies ist in Figur 1 durch einen Wärmetauscher 33a angedeutet.The working gas flows through the cold storage 16 and passes through a bypass line 19 via the valve E to the first fluid energy machine (compressor). After leaving the compressor, the working gas is passed through a valve F through a humidifying unit 18, which is provided in a further bypass line 19 and leads to the heat accumulator 14. Therefore, the heat accumulator 14 is already supplied with humidified air, which leaves the heat accumulator 14 via the bypass line 19 through a valve G and the second fluid energy machine 15 (turbine) is supplied. Here, the mechanical energy for driving the first fluid energy machine 13 (compressor) and the generator is obtained. About the bypass line 19 through a valve H, the working gas returns to the environment, previously the working gas is dehumidified via a water separator 17. The separated, about 50 ° C warm water is supplied via a feed pump 23 a of the humidifying 18. In addition, heat can be introduced into the humidification unit, which is derived, for example, as district heating from a power plant. This is in FIG. 1 indicated by a heat exchanger 33a.

Der Aufbau, des Wärmespeichers 14 und des Kältespeichers 16 (auch des Zusatz-Wärmespeichers gemäß Figur 3) bei der Anlage gemäß Figur 1 ist jeweils gleich und wird durch eine Ausschnittsvergrößerung anhand des Kältespeichers 16 näher erläutert. Vorgesehen ist ein Behälter, dessen Wand 24 mit einem Isolationsmaterial 25 versehen ist, welches große Poren 26 aufweist. Im Inneren des Behälters ist Beton 27 vorgesehen, der als Wärmespeicher oder Kältespeicher fungiert. Innerhalb des Betons 27 sind Rohre 28 parallel verlaufend verlegt, durch die das Arbeitsgas strömt und dabei Wärme abgibt oder Wärme aufnimmt (je nach Betriebsart und Speicherart).The structure of the heat accumulator 14 and the cold accumulator 16 (also the additional heat accumulator according to FIG. 3 ) in the system according to FIG. 1 is equal in each case and is explained in greater detail by an enlarged detail on the basis of the cold accumulator 16. Provided is a container whose wall 24 is provided with an insulating material 25 having large pores 26. Inside the container concrete 27 is provided, which acts as a heat storage or cold storage. Within the concrete 27 pipes 28 are laid parallel running through which the working gas flows and thereby emits heat or absorbs heat (depending on the mode and storage).

Anhand der Anlage gemäß den Figuren 2 und 3 sollen der thermische Auflade- und Entladeprozess näher erläutert werden. In Figur 2 ist zunächst ein zweistufiger Ladeprozess dargestellt, der nach dem Prinzip einer Wärmepumpe funktioniert. Dargestellt ist in den Figuren 2 und 3 ein offener Kreislauf, der jedoch, wie strichpunktiert angedeutet, unter Einsatz eines optional vorgesehenen Wärmetauschers 17a, 17b geschlossen werden könnte. Die Zustände im Arbeitsgas, welche bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 2 und 3 aus Luft besteht, sind jeweils an den Leitungen 30, 31, 32 in Kreisen dargestellt. Links oben ist der Druck in bar angegeben. Rechts oben wird die Entalpie in KJ/Kg angegeben. Links unten steht die Temperatur in °C und rechts unten wird der Massefluss in Kg/s angegeben. Die Flussrichtung des Gases ist durch Pfeile in der betreffenden Leitung angedeutet.Based on the system according to Figures 2 and 3 the thermal charging and discharging process will be explained in more detail. In FIG. 2 First, a two-stage charging process is shown, which works on the principle of a heat pump. Shown in the Figures 2 and 3 an open circuit, however, as indicated by dash-dotted lines, using an optional heat exchanger 17a, 17b could be closed. The states in the working gas, which in the embodiment of the Figures 2 and 3 consists of air, are each shown on the lines 30, 31, 32 in circles. At the top left is the pressure in bar. Top right, the enthalpy is given in KJ / Kg. Bottom left is the temperature in ° C and bottom right is the mass flow in kg / s. The direction of flow of the gas is indicated by arrows in the relevant line.

In der Modellrechnung für den Kreislauf der zweiten Leitung 31 gemäß Figur 2 gelangt das Arbeitsgas mit 1 bar und 20°C in einen (vorher aufgeladenen) Zusatz-Wärmespeicher 12 und verlässt diesen mit einer Temperatur von 80°C. Durch Komprimierung mittels der als Verdichter arbeitenden dritten Fluidenergie-Maschine 34 kommt es zu einer Druckerhöhung auf 15 bar und infolgedessen auch zu einer Temperaturerhöhung auf 540°C. Dieser Berechnung liegt folgende Formel zugrunde T 2 = T 1 + T 2 s - T 1 / η c ; T 2 s = T 1 π K - 1 / K ,

Figure imgb0001

wobei
T2 die Temperatur am Verdichterausgang,
T1 die Temperatur am Verdichtereingang,
η c der isentropische Wirkungsgrad des Kompressors,
n das Druckverhältnis (hier 15:1) und
K die Kompressibilität ist, die bei Luft 1,4 beträgt.In the model calculation for the circulation of the second line 31 according to FIG. 2 enters the working gas with 1 bar and 20 ° C in a (previously charged) additional heat storage 12 and leaves it with a temperature of 80 ° C. Compression by means of the third fluid energy machine 34 operating as a compressor leads to an increase in pressure to 15 bar and, consequently, also to a temperature increase to 540 ° C. This calculation is based on the following formula T 2 = T 1 + T 2 s - T 1 / η c ; T 2 s = T 1 π K - 1 / K .
Figure imgb0001

in which
T 2 is the temperature at the compressor outlet,
T 1 is the temperature at the compressor inlet,
η c the isentropic efficiency of the compressor,
n the pressure ratio (here 15: 1) and
K is the compressibility, which is 1.4 in air.

Der isentropische Wirkungsgrad ηc kann einem Kompressor mit 0,85 vorausgesetzt werden.The isentropic efficiency η c can be assumed to be a compressor with 0.85.

Das erhitzte Arbeitsgas durchläuft nun den Wärmespeicher 14, wo der Hauptteil der verfügbaren thermischen Energie gespeichert wird. Während der Speicherung kühlt sich das Arbeitsgas auf 20°C ab, während der Druck (abgesehen von strömungsbedingten Druckverlusten) mit 15 bar erhalten bleibt. Anschließend wird das Arbeitsgas in zwei in Serie geschalteten Stufen 35a, 35b einer vierten Fluidenergie-Maschine 35 entspannt, so dass es auf einem Druckniveau von 1 bar anlangt. Dabei kühlt sich das Arbeitsgas nach der ersten Stufe auf 5°C und nach der zweiten Stufe auf -100°C ab. Grundlage für diese Berechnung ist ebenfalls die oben angegebene Formel.The heated working gas now passes through the heat storage 14, where the majority of the available thermal energy is stored. During storage, the working gas cools to 20 ° C, while the pressure (apart from flow-related pressure losses) is maintained at 15 bar. Subsequently, the working gas is expanded in two series-connected stages 35a, 35b of a fourth fluid energy machine 35 so that it arrives at a pressure level of 1 bar. The working gas cools to 5 ° C after the first stage and to -100 ° C after the second stage. The basis for this calculation is also the formula given above.

In den Teil der Leitung 31, der die beiden Stufen der vierten Fluidenergie-Maschine 35a, 35b in Form einer Hochdruckturbine und einer Niederdruckturbine verbindet, ist zusätzlich ein Wasserabscheider 29 vorgesehen. Dieser ermöglicht nach einer ersten Entspannung eine Trocknung der Luft, so dass die in dieser enthaltene Luftfeuchtigkeit in der zweiten Stufe 35b der vierten Fluidenergie-Maschine 35 nicht zu einer Vereisung der Turbinenblätter führt.In the part of the line 31, which connects the two stages of the fourth fluid energy machine 35a, 35b in the form of a high-pressure turbine and a low-pressure turbine, a water separator 29 is additionally provided. This allows for a first relaxation, a drying of the air, so that the humidity contained in this second stage 35b of the fourth fluid energy machine 35 does not lead to icing of the turbine blades.

Im weiteren Verlauf entzieht das entspannte und daher abgekühlte Arbeitsgas dem Kältespeicher 16 Wärme und wird dadurch auf 0°C erwärmt. Auf diesem Weg wird Kälteenergie im Kältespeicher 16 gespeichert, die bei einer anschließenden Energiegewinnung genutzt werden kann. Vergleicht man die Temperatur des Arbeitsgases am Ausgang des Kältespeichers 16 und am Eingang des Zusatz-Wärmespeichers 12, so wird deutlich, warum für den Fall eines geschlossenen Kreislaufs der Wärmetauscher 17b zur Verfügung gestellt werden muss. Hier kann das Arbeitsgas wieder auf Umgebungstemperatur von 20°C aufgewärmt werden, wodurch der Umgebung Wärme entzogen wird, die dem Prozess zur Verfügung gestellt wird. Eine solche Maßnahme kann selbstverständlich entfallen, wenn das Arbeitsgas direkt aus der Umgebung angesaugt wird, da dies bereits Umgebungstemperatur aufweist.In the further course, the relaxed and therefore cooled working gas withdraws heat from the cold storage 16 and is thereby heated to 0 ° C. In this way, cold energy is stored in the cold storage 16, which can be used in a subsequent energy production. If one compares the temperature of the working gas at the outlet of cold storage 16 and on Input of the additional heat storage 12, it is clear why in the case of a closed circuit, the heat exchanger 17b must be provided. Here, the working gas can be reheated to an ambient temperature of 20 ° C, whereby the environment heat is removed, which is provided to the process. Of course, such a measure can be omitted if the working gas is sucked directly from the environment, since this already has ambient temperature.

Damit bei dem Durchlaufen des Kreislaufes der zweiten Leitung 31 eine Vorerwärmung durch den Zusatz-Wärmespeicher 12 erfolgen kann, ist ein Zusatzkreislauf durch eine Zusatzleitung 30 verwirklicht, mit dem der Zusatz-Wärmespeicher 12 aufgeladen werden kann. Der Zusatz-Wärmespeicher 12 muss daher sowohl an den Kreislauf der zweiten Leitung 31 als auch an den Kreislauf der Zusatzleitung 30 angeschlossen werden können. Ein Anschluss an die zweite Leitung 31 erfolgt durch die Ventile I, während ein Anschluss an die Zusatzleitung 30 durch Öffnen der Ventile K gewährleistet wird. Beim Durchlaufen der Zusatzleitung 30 wird die Luft zunächst durch eine fünfte Fluidenergie-Maschine 36 geleitet, die als Verdichter arbeitet. Die verdichtete Luft wird durch den Zusatz-Wärmespeicher 12 geleitet, wobei die Durchflussrichtung entsprechend der angedeuteten Pfeile genau entgegengesetzt zum durch die zweite Leitung 31 gebildeten Kreislauf verläuft. Nachdem die Luft von Umgebungsdruck (1 bar) und Umgebungstemperatur (20°C) durch den Verdichter auf 4 bar und einer Temperatur von 188°C gebracht wurde, wird die Luft durch den Zusatz-Wärmespeicher 12 wieder auf 20°C abgekühlt. Anschließend wird die Luft durch die Stufen 37a, 37b einer sechsten Fluidenergie-Maschine 37, die als Turbine arbeitet, in zwei Stufen entspannt. Auch hier ist in der die beiden Stufen 37a, 37b verbindenden Zusatzleitung 30 ein Wasserabscheider 29 vorgese― hen, der genauso funktioniert, wie der in der zweiten Leitung 31 befindliche. Nach Entspannen der Luft über die sechste Fluidenergie-Maschine 37 besitzt diese eine Temperatur von - 56°C bei Umgebungsdruck (1 bar). Für den Fall, dass der Kreislauf der Zusatzleitung 30, wie strichpunktiert dargestellt, geschlossen ausgeführt sein soll, muss daher ein Wärmetauscher 17c vorgesehen werden, damit die Luft von ―56°C durch Wärmeabgabe an die Umgebung auf 20°C aufgewärmt werden kann.Thus, when passing through the circuit of the second line 31, a preheating can be done by the additional heat storage 12, an additional circuit is realized by an additional line 30, with which the additional heat storage 12 can be charged. The additional heat storage 12 must therefore be connected to both the circuit of the second line 31 and to the circuit of the additional line 30. A connection to the second line 31 takes place through the valves I, while a connection to the additional line 30 is ensured by opening the valves K. When passing through the additional line 30, the air is first passed through a fifth fluid energy machine 36, which operates as a compressor. The compressed air is passed through the additional heat storage 12, wherein the flow direction corresponding to the indicated arrows runs exactly opposite to the circuit formed by the second conduit 31. After the air was brought from ambient pressure (1 bar) and ambient temperature (20 ° C) through the compressor to 4 bar and a temperature of 188 ° C, the air is cooled by the additional heat storage 12 back to 20 ° C. Subsequently, the air is decompressed through the stages 37a, 37b of a sixth fluid energy machine 37, which operates as a turbine, in two stages. Here, too, a water separator 29 is provided in the additional line 30 connecting the two stages 37 a, 37 b, which works in the same way as that in the second line 31. After relaxing the air via the sixth fluid energy machine 37, this has a temperature of -56 ° C at ambient pressure (1 bar). In the event that the Circuit of the additional line 30, as shown in phantom, should be executed closed, therefore, a heat exchanger 17c must be provided so that the air from -56 ° C can be heated by heat to the environment to 20 ° C.

Die Kreisläufe der zweiten Leitung 31 und der Zusatzleitung 30 werden unabhängig voneinander in Gang gesetzt. Daher sind die dritte und vierte Fluidenergie-Maschine über die Welle 21 mit einem Motor M1 und die fünfte und sechste Fluidenergie-Maschine über die andere Welle 21 mit einem Motor M2 mechanisch gekoppelt. Bei Überkapazitäten der Windkraftanlage 22 kann die elektrische Energie zunächst den Motor M2 antreiben, um den Zusatz-Wärmespeicher 12 aufzuladen. Anschließend können durch Betrieb des Motors M1 und gleichzeitiger Entladung des Zusatzwärmespeichers 12 der Wärmespeicher 14 und der Kältespeicher 16 aufgeladen werden. Anschließend kann durch den Betrieb des Motors M2 auch der Zusatz-Wärmespeicher 12 wieder aufgeladen werden. Wenn alle Speicher voll aufgeladen sind, kann ein effektiver Entladezyklus zur Gewinnung elektrischer Energie eingeleitet werden (vgl. Figur 3). Sollte die Überkapazität des Windkraftwerks 22 jedoch enden, ohne dass der Zusatz-Wärmespeicher 12 aufgeladen werden konnte, so kann die in diesem zur Verfügung gestellte Energie auch durch andere Wärmequellen ersetzt werden (vgl. Figur 3).The circuits of the second line 31 and the additional line 30 are set independently. Therefore, the third and fourth fluid energy machines are mechanically coupled via the shaft 21 to a motor M1 and the fifth and sixth fluid energy machines via the other shaft 21 to a motor M2. With overcapacities of the wind turbine 22, the electrical energy can first drive the motor M2 to charge the additional heat storage 12. Subsequently, by operation of the motor M1 and simultaneous discharge of the additional heat accumulator 12, the heat accumulator 14 and the cold accumulator 16 can be charged. Subsequently, by the operation of the motor M2 and the additional heat storage 12 can be recharged. When all accumulators are fully charged, an effective discharge cycle can be initiated to generate electrical energy (cf. FIG. 3 ). However, should the excess capacity of the wind power plant 22 end without the additional heat storage 12 could be charged, the energy available in this can be replaced by other heat sources (see. FIG. 3 ).

Vorstellbar ist auch ein Zusatz-Wärmespeicher 12, der durch getrennte Leitungssysteme für die zweite Leitung 31 und die Zusatzleitung 30 versorgt werden kann. Hierdurch entstünden zwei unabhängige Kreisläufe, ohne dass Ventile I und K zum Einsatz kommen. Auf diese Weise könnte der Zusatz-Wärmespeicher 12 gleichzeitig geladen und entladen werden. Vorstellbar ist daher in diesem Fall auch ein gleichzeitiger Betrieb der Motoren M1, M2. Dieses Betriebsregime hat zwei Vorteile. Zum einen können auch größere Überkapazitäten des Windkraftwerks 22 durch gleichzeitigen Betrieb der Motoren M1, M2 bei Volllast aufgefangen werden, wodurch eine größere Flexibilität des Systems entsteht. Außerdem könnten durch gleichzeitiges Betreiben beider Motoren sichergestellt werden, dass die drei thermischen Speicher 12, 14, 16 immer gleichzeitig und nicht nacheinander aufgefüllt werden. Damit kann der Ladevorgang jederzeit bei voller Betriebsfähigkeit des Entladevorgangs gestoppt werden, wenn keine Überkapazitäten im elektrischen Netz mehr vorhanden sind und stattdessen ein Bedarf an zusätzlicher elektrischer Energie entsteht.Also conceivable is an additional heat accumulator 12, which can be supplied by separate line systems for the second line 31 and the additional line 30. This would create two independent circuits without valves I and K being used. In this way, the auxiliary heat storage 12 could be simultaneously charged and discharged. It is therefore conceivable in this case, a simultaneous operation of the motors M1, M2. This operating regime has two advantages. On the one hand, even larger overcapacities of the wind power plant 22 can be absorbed by simultaneous operation of the motors M1, M2 at full load, resulting in greater flexibility of the system. In addition, could through To ensure simultaneous operation of both motors that the three thermal storage 12, 14, 16 are always filled simultaneously and not one after the other. Thus, the charging process can be stopped at any time at full operability of the discharge process, if no excess capacity in the electrical network are no longer available and instead creates a need for additional electrical energy.

Mittels Figur 3 kann der Entladezyklus des Wärmespeichers 14 und des Kältespeichers 16 nachvollzogen werden, wobei am Generator G elektrische Energie erzeugt wird. Für den Entladezyklus stehen die erste Fluidenergiemaschine 13 und die zweite Fluidenergiemaschine 15 zur Verfügung, die in dem vorste― hend beschriebenen Ladeprozessen (siehe Figur 2) nicht genutzt wurden. Dies erlaubt die Optimierung des Wirkungsgrades der Fluidenergie-Maschinen, führt aber auch zu höheren Investitionskosten bei der Anschaffung der Anlage. Abzuwägen ist daher der höhere Investitionsaufwand bei Verwendung von zusätzlichen Fluidenergie-Maschinen gegenüber dem Gewinn an Wirkungsgrad, der dadurch erreicht wird, dass bei Verwendung von vier Fluidenergie-Maschinen jede auf den entsprechenden Betriebszustand optimiert werden kann. Der Wärmspeicher 14, der Kältespeicher 16 und die Zusatz-Wärmespeicher 12 sind dieselben wie in Figur 2 und werden nur in entgegengesetzter Richtung durchströmt. In den Figuren 2 und 3 ist also dieselbe Anlage dargestellt, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils nur die an dem ablaufenden Prozess beteiligten Systemkomponenten und Leitungen dargestellt sind. Weiterhin ist strichpunktiert die Alternative eines geschlossenen Kreislaufes dargestellt.through FIG. 3 the discharge cycle of the heat accumulator 14 and the cold accumulator 16 can be followed, wherein the generator G electrical energy is generated. For the discharge cycle, the first fluid energy machine 13 and the second fluid energy machine 15 are available, which are described in the charging processes described above (see FIG FIG. 2 ) were not used. This allows the optimization of the efficiency of the fluid energy machines, but also leads to higher investment costs for the purchase of the system. Therefore, the higher investment cost of using additional fluid power machines versus the gain in efficiency achieved by optimizing each to the appropriate operating condition using four fluid power machines is to be weighed. The heat storage 14, the cold storage 16 and the additional heat storage 12 are the same as in FIG. 2 and are flowed through only in the opposite direction. In the Figures 2 and 3 Thus, the same system is shown, for reasons of clarity, only the system components and lines involved in the running process are shown. Furthermore, the alternative of a closed circuit is shown in phantom.

Das Arbeitsgas wird durch den Kältespeicher 16 geleitet. Dabei wird es von 20°C auf -100°C abgekühlt. Diese Maßnahme dient zur Reduzierung der Leistungsaufnahme, um die als Kompressor arbeitende erste Fluidenergie-Maschine zu betreiben. Die Leistungsaufnahme wird um den Faktor entsprechend des Temperaturunterschiedes in Kelvin also 293K/173K = 1,69 reduziert. In dem Beispiel komprimiert der Kompressor das Arbeitsgas auf 10 bar. Hierbei steigt die Temperatur auf 89°C. Technisch vertretbar wäre auch eine Kompression von bis zu 15 bar. Das komprimierte Arbeitsgas durchläuft zunächst die Befeuchtungseinheit 18 und dann den Wärmespeicher 14 und wird dadurch in der Befeuchtungseinheit auf 145°C und im Wärmespeicher 14 auf 530°C aufgeheizt. Anschließend wird das Arbeitsgas durch die zweite Fluidenergie-Maschine 15 entspannt, die somit in diesem Betriebszustand als Turbine arbeitet. Es erfolgt eine Entspannung auf 1 bar, wobei am Ausgang der ersten Fluidenergie-Maschine immer noch eine Temperatur von 201°C im Arbeitsgas vorliegt. Daher kann das Arbeitsgas noch durch einen Wärmetauscher 33b in der Verdampfungseinheit geführt werden um dort Wärme für die Verdampfung des Wassers abzugeben. Durch die weitere Abkühlung des Arbeitsgases ist es möglich, zumindest einen Teil der Luftfeuchtigkeit über den Wasserabscheider 17 abzuscheiden. Das abgeschiedene Wasser weist noch eine Temperatur von ca. 50°C auf und wird über eine Speisepumpe 23b wieder in die Befeuchtungseinheit gepumpt. Die entfeuchtete Luft verlässt den Kreislauf und wird in die Umgebung ausgeblasen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass, wie strichpunktiert angedeutet, ein geschlossener Kreislauf durch die Leitung 32 realisiert ist. In diesem Fall sorgt ein Wärmetauscher 17a dafür, dass das Arbeitsgas, welches noch eine Temperatur von 50°C aufweist, auf Umgebungstemperatur (20°C) abgekühlt wird. Der Wärmetauscher kann auch dazu verwendet werden, um Frischwasser aufzuwärmen, welches über eine Speisepumpe 23c in die Befeuchtungseinheit gepumpt werden kann.The working gas is passed through the cold storage 16. It is cooled from 20 ° C to -100 ° C. This measure serves to reduce the power consumption in order to operate the first fluid energy machine operating as a compressor. The power consumption is reduced by the factor corresponding to the temperature difference in Kelvin so 293K / 173K = 1.69. In the example, the compressor compresses the working gas at 10 bar. The temperature rises to 89 ° C. Technically acceptable would be a compression of up to 15 bar. The compressed working gas first passes through the moistening unit 18 and then the heat accumulator 14 and is thereby heated in the moistening unit to 145 ° C. and in the heat accumulator 14 to 530 ° C. Subsequently, the working gas is expanded by the second fluid energy machine 15, which thus operates in this operating state as a turbine. There is a relaxation to 1 bar, wherein there is still a temperature of 201 ° C in the working gas at the output of the first fluid energy machine. Therefore, the working gas can still be passed through a heat exchanger 33b in the evaporation unit to emit heat there for the evaporation of the water. As a result of the further cooling of the working gas, it is possible to deposit at least part of the air humidity via the water separator 17. The separated water still has a temperature of about 50 ° C and is pumped via a feed pump 23b back into the humidification unit. The dehumidified air leaves the circuit and is blown into the environment. Alternatively it can be provided that, as indicated by dash-dotted lines, a closed circuit is realized by the line 32. In this case, a heat exchanger 17a ensures that the working gas, which still has a temperature of 50 ° C, is cooled to ambient temperature (20 ° C). The heat exchanger can also be used to warm up fresh water, which can be pumped via a feed pump 23c into the humidification unit.

In der Befeuchtungseinheit wird Wärme benötigt, die die Verdampfung des Speisewassers bewirkt. Um hier eine zusätzliche Energiequelle zur Verfügung zu stellen, kann, wie bereits zu Figur 1 angegeben, der Wärmetauscher 33a an eine externe Wärmequelle angeschlossen werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um Fernwärme handeln. Vorteilhaft ist es aber auch, den aufgeladenen Zusatz-Wärmespeicher 12 zu nutzen. Hierzu ist eine Zweigleitung 38 vorgesehen, die vor dem Kältespeicher 16 von der Leitung 32 abzweigt. Diese durchläuft den Zusatz-Wärmespeicher 12 und anschließend einen Wärmetauscher 33c in der Befeuchtungseinheit, so dass die im Zusatz-Wärmespeicher 12 gespeicherte Wärmeenergie ebenfalls der Befeuchtungseinheit zugeführt werden kann. Die Zweigleitung 38 mündet hinter dem Wärmetauscher 33c in die Leitung 32 hinter dem Wärmetauscher 33b. Der Massefluss an Arbeitsgas wird also an der Zweigleitung 38 aufgespalten, wobei 8,3 Kg/s durch die Zweigleitung 38 geleitet werden und 4,8 Kg/s durch die den Kältespeicher 16 Befeuchtungseinheit 18 und den Wärmespeicher 14 geleitet werden.In the humidifying unit heat is needed, which causes the evaporation of the feedwater. To provide an additional source of energy here, as already possible FIG. 1 indicated, the heat exchanger 33 a are connected to an external heat source. This can be, for example, district heating. But it is also advantageous to use the charged additional heat storage 12. For this purpose, a branch line 38 is provided, which branches off from the line 32 before the cold storage 16. This goes through the additional heat storage 12 and then a heat exchanger 33c in the humidification unit, so that the heat energy stored in the additional heat storage 12 can also be supplied to the humidification unit. The branch line 38 opens behind the heat exchanger 33c in the line 32 behind the heat exchanger 33b. The mass flow of working gas is thus split at the branch line 38, 8.3 Kg / s are passed through the branch line 38 and 4.8 Kg / s through the cold storage 16 humidifying unit 18 and the heat storage 14 are passed.

Claims (10)

Anlage zur Speicherung thermischer Energie, die einen Kreislauf für ein Arbeitsgas aufweist, wobei in dem Kreislauf folgende Einheiten in der angegebenen Reihenfolge durch eine Leitung (11) für das Arbeitsgas miteinander verbunden sind: ein Kältespeicher (16), eine erste thermische Fluidenergie-Maschine (13), ein Wärmespeicher (14) und eine zweite thermische Fluidenergie-Maschine (15), wobei in Durchflussrichtung des Arbeitsgases vom Kältespeicher (16) zum Wärmespeicher (14) gesehen die erste thermische Fluidenergie-Maschine (13) als Arbeitsmaschine und die zweite thermische Fluidenergie-Maschine (15) als Kraftmaschine geschaltet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der ersten thermischen Fluidenergie-Maschine (15) und dem Wärmespeicher (14) eine Befeuchtungseinheit (18) für das Arbeitsgas in der Leitung vorgesehen ist.
Thermal energy storage system comprising a working gas circuit, in which circuit the following units are connected in the order indicated by a working gas line (11): a cold storage (16), a first thermal fluid energy machine (13), a heat storage (14) and a second thermal fluid energy machine (15), wherein viewed in the direction of flow of the working gas from the cold storage (16) to the heat storage (14), the first thermal fluid energy machine (13) as a working machine and the second thermal fluid energy machine (15) as an engine is switched,
characterized,
in that a humidification unit (18) for the working gas in the line is provided between the first thermal fluid energy machine (15) and the heat accumulator (14).
Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass hinter der zweiten thermischen Fluidenergie-Maschine ein Wasserabscheider (17) in der Leitung (11) angeordnet ist.
Plant according to claim 1,
characterized,
that behind the second thermal fluid energy machine, a water separator (17) in the conduit (11) is arranged.
Anlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wasserabscheider (17) über eine Speiseleitung mit der Befeuchtungseinheit (18) verbunden ist.
Plant according to claim 2,
characterized,
that the water separator (17) is connected via a feed line to the humidification unit (18).
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die von der zweiten thermischen Fluidenergie-Maschine wegführende Leitung (11) durch einen in der Befeuchtungseinheit befindlichen Wärmetauscher (33b) führt.
Plant according to one of claims 1 to 3,
characterized,
in that the conduit (11) leading away from the second thermal fluid energy machine passes through a heat exchanger (33b) located in the humidifying unit.
Anlage nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Zusatz-Wärmespeicher (12) in einer Zweigleitung (38) vorgesehen ist, wobei die von dem Zusatz-Wärmespeicher (12) wegführende Zweigleitung (38) durch einen in der Befeuchtungseinheit (18) befindlichen Wärmetauscher (33c) führt.
Plant according to one of the preceding claims,
characterized,
that an auxiliary heat accumulator (12) is provided in a branch line (38), of the auxiliary heat accumulator (12) takes leading away branch line (38) by a in the humidification unit (18) located heat exchanger (33c).
Anlage nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass hinter der zweiten thermischen Fluidenergie-Maschine (15) ein Wärmetauscher (17a) in der Leitung vorgesehen ist, der als Kühlmittel mit Wasser für die Befeuchtungseinheit (16) gespeist wird.
Plant according to one of the preceding claims,
characterized,
in that behind the second thermal fluid energy machine (15) there is provided a heat exchanger (17a) in the conduit, which is supplied with water as coolant for the moistening unit (16).
Anlage nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmespeicher (14) über eine zweite Leitung (31) zwischen eine dritte thermische Fluidenergie-Maschine (34) und eine vierte thermische Fluidenergie-Maschine (35) geschaltet werden kann, wobei in Durchflussrichtung des Arbeitsgases von der dritten thermischen Fluidenergie-Maschine (34) zur vierten thermischen Fluidenergie-Maschine (35) gesehen die dritte thermische Fluidenergie-Maschine (34) als Arbeitsmaschine und die vierte thermische Fluidenergie-Maschine (35) als Kraftmaschine geschaltet ist.
Plant according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the heat store (14) can be connected via a second line (31) between a third thermal fluid energy machine (34) and a fourth thermal fluid energy machine (35), in the direction of flow of the working gas from the third thermal fluid energy machine ( 34) to the fourth thermal fluid energy machine (35), the third thermal fluid energy machine (34) is connected as a working machine and the fourth thermal fluid energy machine (35) is connected as an engine.
Anlage nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Durchflussrichtung gemäß Anspruch 7 gesehen hinter der vierten Fluidenergie-Maschine (35) der Kältespeicher (16) über die zweite Leitung (31) geschaltet werden kann.
Plant according to claim 7,
characterized,
that in the flow direction according to claim 7 behind the fourth fluid energy machine (35) of the cold storage (16) via the second line (31) can be switched.
Anlage nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zusatz-Wärmespeicher (12) über eine Zusatzleitung (30) zwischen eine fünfte thermische Fluidenergie-Maschine (36) und eine sechste thermische Fluidenergie-Maschine (37) geschaltet werden kann, wobei in Durchflussrichtung des Arbeitsgases von der fünften thermischen Fluidenergie-Maschine (36) zur sechsten thermischen Fluidenergie-Maschine (37) gesehen die fünfte thermische Fluidenergie-Maschine (36) als Arbeitsmaschine und die sechste thermische Fluidenergie-Maschine (37) als Kraftmaschine geschaltet ist.
Plant according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the auxiliary heat accumulator (12) can be connected via a supplementary line (30) between a fifth thermal fluid energy machine (36) and a sixth thermal fluid energy machine (37), wherein in the direction of flow of the working gas from the fifth thermal fluid energy machine (36) to the sixth thermal fluid energy machine (37) the fifth thermal fluid energy machine (36) is connected as a working machine and the sixth thermal fluid energy machine (37) is connected as an engine.
Anlage nach eine der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste thermische Fluidenergie-Maschine (13) und die zweite thermische Fluidenergie-Maschine (16) über Bypassleitungen (19) so geschaltet werden können, dass der Wärmespeicher (14) in Durchflussrichtung des Arbeitsfluides vor dem Kältespeicher (16) liegt.
Installation according to one of claims 1 to 6,
characterized,
in that the first thermal fluid energy machine (13) and the second thermal fluid energy machine (16) can be switched via bypass lines (19) such that the heat accumulator (14) lies in the flow direction of the working fluid in front of the cold accumulator (16).
EP11183267A 2011-09-29 2011-09-29 Assembly for storing thermal energy Withdrawn EP2574738A1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11183267A EP2574738A1 (en) 2011-09-29 2011-09-29 Assembly for storing thermal energy
CN201280048050.6A CN103842623A (en) 2011-09-29 2012-09-25 Installation for storing electrical energy
EP12769071.7A EP2748435A1 (en) 2011-09-29 2012-09-25 Installation for storing electrical energy
PCT/EP2012/068858 WO2013045437A1 (en) 2011-09-29 2012-09-25 Installation for storing electrical energy
US14/346,729 US20140338329A1 (en) 2011-09-29 2012-09-25 Installation for storing thermal energy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11183267A EP2574738A1 (en) 2011-09-29 2011-09-29 Assembly for storing thermal energy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2574738A1 true EP2574738A1 (en) 2013-04-03

Family

ID=46980931

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP11183267A Withdrawn EP2574738A1 (en) 2011-09-29 2011-09-29 Assembly for storing thermal energy
EP12769071.7A Withdrawn EP2748435A1 (en) 2011-09-29 2012-09-25 Installation for storing electrical energy

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12769071.7A Withdrawn EP2748435A1 (en) 2011-09-29 2012-09-25 Installation for storing electrical energy

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20140338329A1 (en)
EP (2) EP2574738A1 (en)
CN (1) CN103842623A (en)
WO (1) WO2013045437A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201900015770A1 (en) * 2019-09-06 2021-03-06 Ivar Spa NEW SEOL COMBINED CYCLE
IT201900015776A1 (en) * 2019-09-06 2021-03-06 Ivar Spa Thermal machine configured to carry out thermal cycles and method for carrying out thermal cycles
WO2021044338A3 (en) * 2019-09-06 2021-05-27 I.V.A.R. S.P.A. New combined thermodynamic cycle with high energy recovery

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106256995A (en) * 2015-06-16 2016-12-28 熵零股份有限公司 A kind of energy-storage system
WO2019104156A1 (en) 2017-11-21 2019-05-31 Aestus Energy Storage, LLC Thermal storage system charging

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5436508A (en) 1991-02-12 1995-07-25 Anna-Margrethe Sorensen Wind-powered energy production and storing system
WO2003076769A1 (en) * 2002-03-14 2003-09-18 Alstom Technology Ltd Thermal power process
WO2009044139A2 (en) * 2007-10-03 2009-04-09 Isentropic Limited Energy storage
US20100064688A1 (en) * 2008-09-18 2010-03-18 Smith Douglas W P Hybrid brayton cycle with solid fuel firing
WO2011104556A2 (en) * 2010-02-24 2011-09-01 Isentropic Limited Improved heat storage system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH659855A5 (en) * 1981-11-16 1987-02-27 Bbc Brown Boveri & Cie AIR STORAGE POWER PLANT.
US4492085A (en) * 1982-08-09 1985-01-08 General Electric Company Gas turbine power plant
US6578354B2 (en) * 2000-01-21 2003-06-17 Hitachi, Ltd. Gas turbine electric power generation equipment and air humidifier
AUPQ785000A0 (en) * 2000-05-30 2000-06-22 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Heat engines and associated methods of producing mechanical energy and their application to vehicles
WO2007029680A1 (en) * 2005-09-05 2007-03-15 The Tokyo Electric Power Company, Incorporated Vapor generation system
FR2916101B1 (en) * 2007-05-11 2009-08-21 Saipem Sa INSTALLATION AND METHODS FOR STORAGE AND RESTITUTION OF ELECTRICAL ENERGY
FR2922608B1 (en) * 2007-10-19 2009-12-11 Saipem Sa INSTALLATION AND METHOD FOR STORING AND RETURNING ELECTRIC ENERGY USING PISTON GAS COMPRESSION AND RELIEF UNIT
PL2182179T3 (en) * 2008-07-16 2011-10-31 Abb Research Ltd Thermoelectric energy storage system and method for storing thermoelectric energy
EP2157317B2 (en) * 2008-08-19 2019-07-24 ABB Research LTD Thermoelectric energy storage system and method for storing thermoelectric energy

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5436508A (en) 1991-02-12 1995-07-25 Anna-Margrethe Sorensen Wind-powered energy production and storing system
WO2003076769A1 (en) * 2002-03-14 2003-09-18 Alstom Technology Ltd Thermal power process
WO2009044139A2 (en) * 2007-10-03 2009-04-09 Isentropic Limited Energy storage
US20100257862A1 (en) 2007-10-03 2010-10-14 Isentropic Limited Energy Storage
US20100064688A1 (en) * 2008-09-18 2010-03-18 Smith Douglas W P Hybrid brayton cycle with solid fuel firing
WO2011104556A2 (en) * 2010-02-24 2011-09-01 Isentropic Limited Improved heat storage system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201900015770A1 (en) * 2019-09-06 2021-03-06 Ivar Spa NEW SEOL COMBINED CYCLE
IT201900015776A1 (en) * 2019-09-06 2021-03-06 Ivar Spa Thermal machine configured to carry out thermal cycles and method for carrying out thermal cycles
WO2021044338A3 (en) * 2019-09-06 2021-05-27 I.V.A.R. S.P.A. New combined thermodynamic cycle with high energy recovery

Also Published As

Publication number Publication date
CN103842623A (en) 2014-06-04
WO2013045437A1 (en) 2013-04-04
EP2748435A1 (en) 2014-07-02
US20140338329A1 (en) 2014-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2748434B1 (en) Assembly for storing thermal energy
EP2574739A1 (en) Assembly for storing thermal energy and method for its operation
EP0563553B1 (en) Air cooling of turbines
WO2013156292A1 (en) System for storing and outputting thermal energy and method for operating said system
WO2014026863A2 (en) Method for charging and discharging a heat accumulator and system for storing and releasing thermal energy suitable for said method
EP2808500A1 (en) Heat pump cycle with a first thermal fluid energy machine and a second thermal fluid energy machine
EP3129610A1 (en) Method and device for storing and recovering energy
EP1917428A1 (en) Power plant
EP2739919A1 (en) Energy-storing device and method for storing energy
EP2574738A1 (en) Assembly for storing thermal energy
AT12844U1 (en) Method for operating a stationary power plant with at least one internal combustion engine
DE202005003611U1 (en) Thermal electric station for producing and storing electrical energy comprises a compressed air storage unit with heat exchangers for thermally coupling the station and the compressed air storage unit
WO2016131920A1 (en) Steam power plant and method for operating same
DE102019127431A1 (en) Thermal power storage with fixed bed heat storage and fixed bed cold storage and method for operating a thermal power storage
EP2653670A1 (en) Assembly for storing and emitting thermal energy with a heat storage device and a cold air reservoir and method for its operation
WO2014012615A1 (en) Fuel cell system
DE10033052A1 (en) Procedure for operating a gas turbine system and gas turbine system for carrying out the method
WO2015086588A1 (en) Steam accumulator comprising a latent heat accumulator and a steam thermocompressor
WO2018029371A1 (en) Heat exchanger for use in a heating part of a liquid-air energy storage power plant, heating part, and method for operating such a heat exchanger in such a heating part
EP2902604A1 (en) Method and device for storing of energy
WO2013185909A1 (en) Method for operating a power plant, and power plant
EP2708719A1 (en) Enhanced gas power plant for storing energy
DE102020205169A1 (en) Fuel cell system and method for operating a fuel cell system
EP2951407A2 (en) Method for operating a low-temperature power plant, and low-temperature power plant itself
EP2610445A2 (en) Method for operating a stationary power plant with at least one combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20131005