NO751611L - - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte og anordning for produksjon, lagring, modulering og fordeling av energi

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og anlegg for produksjon, lagring, modulering og fordeling av energi.

Innenfor teknikkens stand kjenner man fremgangsmåter

og anlegg som utnytter termodynamisk utstyr, såsom dampkjeler, dampturbiner, gassturbiner, gjenvinningskjeier, reservoarer for lagring av varmefluidum osv. for produksjon av energi som kan anvendes i mekanisk eller elektrisk form, for varme-

eller fryseformål spesielt.

Da forbrukernes behov er meget variable i løpet av

en dag, en uke, et år, oppstår det vesentlige problem å

få produksjonen av energien til å stemme med dens forbruk, både når det gjelder kvantiteten og den påkrevede bruksform.

Hvis man således ønsker å unngå tapet av store energimengder og konstruksjonen av produksjonssentraler méd overpropor-sjonerte dimensjoner for å sikre alle behov ved forbrukstoppene,

er det nødvendig å foreta en modulering i løpet av tiden for de forskjellige energiformer som forbruker i avhengighet av det øyeblikkelige behov. Det ideelle i dette tilfelle består i å kunne levere ut fra sentraler, særlig av typen varmekraft-verk og kjernekraftverk,som arbeider med hovedsakelig konstant ytelse (sentralenes nominelle ytelse), uansett den øyeblikkelig påkrevede ytelse under hvilken som helst form ved å danne et energisvinghjul med kvalitet og ytelse tilstrekkelig til å kunne etterkomme behovet til enhver tid..I en slik sammen-

heng er det tilstrekkelig for å tilfredsstille til enhver tid de uensartede øyeblikkelige behov fra forbrukerne og l'a de energiproduserende sentraler arbeide med deres nominelle ytelse hele året, hvis påkrevede ytelse således vil bli redusert til et nødvendig minimum. Foreliggende oppfinnelse beskjeftiger seg

med å løse hovedsakelig dette problem.

Det er likeledes kjent forskjellige fremgangsmåter

for gjenvinning av energi. Noen bygger på anvendelsen av varmeenergien i underjordiske lag med vann, hvilke lag både er dype og varme. Det varme vann som pumpes ut av disse lag,

kan anvendes umiddelbart f.eks. til oppvarming av bebyggelse, eller kan anvendes til å drive turbiner eller kompressorer etter varmepumpeprinsippet hvis man samtidig disponerer et lag med kaldt vann som kan tjene som kuldekilde. Imidlertid er den geotermiske energi begrenset-i kvantitet ved den lille termiske gradient for de dype lag som er istand. til å levere varme til det vann som sirkulerer, og i kvalitet ved temperaturen, av vannet eller dettes damp, som hindrer enhver produksjon av elektrisk energi under akseptable arbeidsbetingelser.

Andre fremgangsmåter foreslår lagring i naturlig eller kunstige reservoarer av varmefluidum, f.eks. varmt vann som kan anvendes senere, f.eks. til boligoppvarming.

Fremgangsmåten for fremstilling, lagring, modulering

og fordeling av energi ifølge foreliggende oppfinnelse er-kjennetegnet hovedsakelig ved at man i reservoarer med stor kapasitet lagrer overskudd av varmt vann produsert i.det minste i visse arbeidsperioder av sentraler for termisk eller kjernefysisk energiproduksjon, særlig av elektrisitet, og at man utnytter disse overskudd av varmt vann alt etter forbrukernes behov, eventuelt ved hjelp av et anlegg for innpumping og retur av varmt vann.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen anvender man varmepumper til forbedring av varmeenergien for det lagrede varme vann, og produsere etter det øyeblikkelige behov hos forbrukerne mekanisk energi og/eller elektrisk energi og/eller kulde og/eller varme eller damp som er varmere enn den lagrede.

Ifølge et annet fordelaktig trekk ved oppfinnelsen anvender man som lagringsreservoarer for overskuddet av varmt vann underjordiske, mer eller mindre dype lag;

Det vil således være mulig å lagre på en særlig bekvem, effektiv, økonomisk og rentabel måte og dette gjennom flere måneder, de overskudd av varmeenergi som produseres særlig av varmekraftanlegg og kjernekraftanlegg under den varme årstid (fra begynnelsen av april til slutten av august spesielt) og å utnytte dette kalorioverskudd særlig under den kalde års-

tid (spesielt fra oktober til slutten, av januar) og å modulere etter behovet fordelingen til brukerne av elektrisk, mekanisk varme-, kulde-energi osv. Samtidig løser man problemene med termisk forurensning som fryktes avØkologene.

Endelig skal bemerkes at når man anvender en struktur

i form av et vannførende lag, eventuelt komplettert méd eller erstattet av reservoarer og forbindelsesledninger, virkelig-

gjør man samtidig fordelingen og lagringen i nærheten av stedet for fordeling av energien.

Oppfinnelsen angår dessuten anlegg for produksjon, lagring, modulering og fordeling av energi kjennetegnet ved at de omfatter minst en varmeteknisk sentral for produksjon

av energi, et fordelingsnett for varmt vann, pumpestasjoner

for vann, bruksapparater for varmt vann såvel som fordelaktigst varmepumper, kjølemaskiner og/eller maskiner som anvender lukkede kretsløp for damp og/eller gass og at disse forskjellige anleggselementer er innbyrdes funksjonelt forbundet som beskrevet ovenfor.

Oppfinnelsen vil forstås bedre ut fra følgende beskrivelse under henvisning til tegningene som viser rene eksempler på noen utførelser og hvor fig. 1 er et diagram som viser i avhengighet av årstidene forholdet mellom den bortkastede varmeproduksjon fra varmetekniske sentraler og kjernetekniske sentraler i Frankrike og det varmetekniske behov over årstidene , særlig for boligoppvarmning, fig. 2 er et skjematisk vertikalsnitt av montasjen i et anlegg som anvender oppfinnelsens fremgangsmåte, fig. 3 viser skjematisk og i perspektiv et boligområde som utnytter lag i likhet med installasjonen på fig. 2, og fig. 4 er et skjema av et annet anlegg konstruert ifølge oppfinnelsen og som utnytter et komplekst mønster av forskjellige apparater..

Det skal først og fremst vises til fig. 1 som viser delvis oppfinnelsens økonomiske betydning. På figuren angir kurven Cl som gjennomsnitt for flere år den i Frankrike bortkastede varmemengde fra de varmetekniske og kjernetekniske sentraler i elver eller til: atmosfæren (tatt i betraktning den totale ytelse ved elektrisitetsproduksjon som er i størrelsesordenen på 30 til 35 %) idet denne varmemengde har ført opp som drdinat i avhengighet av årstiden som er ført opp i måneder som abscisse.

På tilsvarende måte på figuren viser kurven C2 det varmetekniske behov over årstidene, særlig for boligoppvarmning.

Sammenligningen av de to kurver vil vise at varme-.produksjonen som går til spille fra sentralene er større enn etterspørselen under den varme årstid, (særlig fra april til august) og at den er mindre enn etterspørselen i den kalde årstid (særlig fra november til februar) .

I samsvar med oppfinnelsen anbefales for det første allerede å utnytte den varmemengde som produseres av sentralene og som ikke omdannes til elektrisk energi, til oppvarming av bebyggelse og for forskjellige andre industrielle anvendelser som har særlig stort behov for varmt vann: Kjemisk industri, papirindustri, tekstilindustri osv.

På den annen side har man konstatert at i den varme årstid leverer sentralene et energioverskudd som ikke kan utnyttes på denne tid, i denne form, mens i den kalde årstid leverer sentralene ikke nok.

Hvis man sammenligner de to kurver Cl, C2, vil man

finne at arealet Al som er skravert og befinner seg mellom kurvene Cl og C2 som tilsvarer den energimengde i overskudd frembragt av sentralen i den varme årstid, har en overflate som hovedsakelig tilsvarer summen av de skraverte flater betegnet A2, A3 som representerer det overskytende energibehov i form av varme i den kalde periode som ikke sentralene kan tilfredsstille. Endelig vil man konstatere at flaten av arealet

Al = A2 + A3 er i størrelsesordenen 10 %. av den flate som befinner seg mellom kurven Cl og abscisseaksen, dvs. tilsvarer 10 % av den totale energi som frigjøres av sentralen i form av.varme.

I samsvar med oppfinnelsen ved lagring av den overskytende del av den fra sentralene frigjorte energi i den varme periode kan man således.direkte og til enhver årstid tilfredsstille

behovet for varmt vann til forbukerne.

Men foruten dette og som det vil fremgå tydeligere

ved hjelp av følgende beskrivelse, vil det bli mulig takket være lagringen og fordelingen av dette lagrede varme vann likeledes å modulere mengden til enhver tid ved å skille særlig mellom dagperioder og nattperioder såvel som arbeids-dager og helligdager, de sterkt variable øyeblikkelige behov for elektrisk og mekanisk energi.

Det skal nå vises til fig. 2 hvor det skjematiske

anlegg i samsvar med oppfinnelsen omfatter minst en varmeteknisk sentral 1 for fossilt eller kjernefysisk brennstoff hvis konden-seringsstasjon mates med kjølevann fra en elv 3 og/eller ved hjelp av et nett 4. for kaldt vann og/eller fra.et kaldt under-jordisk lag 5 ved hjelp av brønner 6. Varmt vann som strømmer ut fra kondensatoren 2 med henimot 80 til 120° C, føres bort ved hjelp av et varmtvannsnett 7 eventuelt med varmtvannsreser-voarer 8 og/eller til mer eller mindre dype vannlag 9 ved hjelp av brønner 11. Det varme vann som anvendes av en bebygget sone 12 (industrielle, kollektive, individuelle behov) for-

deles ved hjelp av nevnte varmtvannsnett 7 og/eller lagene 9 gjennom de artesiske brønner 14. Vannet som anvendes ved 12

og således avkjøles, blir ført bort til elven 3 og/eller gjennom det nevnte kaldtvannsnett 4 og/eller til det nevnte underjordiske kalde lag 5 gjennom brønnene 15. Disse forskjellige organer

for overføring og oppsamling utnyttes i avhengighet av de modulerte hydrologiske, klimatiske, geotermiske og lignende betingelser, på grunn av deres beregnede egenskaper og deres arbeidsområder.

Som det skal forklares senere mer detaljert under henvisning til fig. 4 anvender man fordelaktigst varmepumper for å forbedre den disponible varmeenergi ved å tilføre i avhengighet av det øyeblikkelige behov for mekanisk energi og/eller elektrisk energi og/eller vann eller damp med høyere temperatur og/eller kulde.

Oppfinnelsen virkeliggjør et integrert utstyr av systemer for produksjon av elektrisk energi og varmefrembringende energi og for systemer til fordeling og lagring av varmefrembringende energi som tillater anvendelse av energien fra brensel under forbedrede betingelser for midlere total ytelse. Det endelige formål som oppnås, er å komme frem til en maksimal reduksjon av forbruket av brensel på jorden, ikke bare i forhold til de adskilte produksjonssystemer, men også i forhold til alle de mer eller mindre komplekse kjente systemer.

Som et rent forklarende eksempel skal i det følgende sammenlignes energibalansen for to sentraler med fossilt brensel, hvorav den ene er en klassisk elektrisitetsséntral og den annen et anlegg i samsvar med oppfinnelsen.

I en klassisk sentral med avansert teknologi regner

man vanligvis med:

- utbytte i fremskaffet elektrisk energi: 38 %

- tap gjennom avgasser (skorstein): 10 %

- tap gjennom vann fra kondensatoren: 52 %

- totalt: 100 %

I et anlegg i samsvar méd oppfinnelsen får man på samme måte: - utbytte av produsert og solgt elektrisk energi: 31 % - utbytte av varmegivende energi fra vann ved 100° C solgt: 59 %

- tap gjennom skorstein (avgass) 10 %

Ifølge oppfinnelsen blir således 90 % av energien

fra det i sentralen forbrente brensel effektivt utnyttet og solgt sammenlignet med bare 38 % i tilfelle av en klassisk sentral.

I tilfelle av en kjernefysisk sentral er resultatene ennå mer gunstige forutsatt at ytelsene ved produksjon av elektrisk energi er klart mindre for en kjernefysisk sentral enn for en sentral med fossilt brensel.

Det skal dessuten bemerkes at fordelingen av den varmegivende energi fra sentralen gjennom varmt vann er lett. I tilfelle, av overflaterørledninger med rørdiametere på 1, 2 m tilstrekkelig for en sentral med installert '500 MW er varmetapene tkke over 0,5° C for 25 km ledninger.

Når det gjelder overføring og lagring som utnytter mer eller mindre dyptliggende lag, sogar geotermiske lag, alt etter beliggenheten, utnytter oppfinnelsen et meget økono-

misk middel, fordi det ikke er nødvendig å frembringe et overflatenett, men bare brønner for innpumping av varmt vann og brønner for gjenvinning av det varme vann, idet trans-

porten foregår ved hjelp av de mer eller mindre dype lag.

Med henvisning til fig. 3 er der vist et konkret

eksempel med rent forklarende oppgave på en anvendelse av oppfinnelsen begrenset til noen sentraler og noen forbruks-soner.

Fig. 3 viser i sitt øvre parti perspektivisk et bebyg-

get område, nemlig det parisiske basseng og i sitt nedre parti tilsvarer figuren det dype geotermiske lag som i det parisiske område har en dybde på omkring 2000 meter. Dette boligområdet omfatter omkring en elv 301 og dennes bielver 302 til 304 varmetekniske sentraler 101 til 107 og bebyggede soner 121 til 131. Hver varmeteknisk sentral 101 til 107

tømmer ut sitt varme vann ved hjelp av en brønn 111 til. 117,

som kan være vertikal (som vist for brønnene 112 for sentralen 102) eller skrå eller flere (som vist for brønnene 111 for sentralen 101) og munner ut i det dype lag 901 til 907.

Hver bebygget sone 121 til 131 mottar sitt varme vann fra en brønn, eventuelt artesisk, 141 til 151 som er vertikal (brønnen . 142) eller skrå eller i flertall (brønner 141) og kommer fra det dype lag 921 til 931.

Denne anordning for utveksling og overføring fra overflaten til laget i dybden til overflaten kan selvsagt være komplettert ved hjelp av rørledningsnett på overflaten (ikke vist). Elvene 301 til 304 kan tjene til å føre bort det varme vann 3-om er blitt avkjølet i forbrukssonene.121 til 131. Elvevannet kan skaffe tilskudd til sentralene 101 til 107 etter å være eventuelt hensiktsmessig behandlet.

Det skal nå beskrives et mer sammensatt eksempel vist skjematisk på fig. 4.

Ifølge montasjeskjemaet på fig. 4 utnyttes de mer eller Mindre dyptliggende lag 401, f.eks. på 100 til 500 meters dybde eller også 1500 til 2500 meters dybde til lagring av varmt vann produsert i overskudd under visse arbeidsperioder i en varme teknisk sentral 402 som for det første mater et elektrisk nett 403 og for det annet et varmtvannsnett 404. Den varmetekniske sentral 402 er utstyrt med en avløpsledning og returledning til og fra lagene 401 eller fortrinnsvis som vist en avløpsledning 405 og en returledning 406. Den varmetekniske sentral 402 kan være utstyrt med et anlegg for innpumping og uttak av varmt vann betegnet med 407 og forbundet med led-ningene 405 og 406 og med ledningsnettet 404 for varmt vann.

Det skal bemerkes at denne pumping av varmt vann bare forbruker liten energi sammenlignet med den i det varme vann oppsamlede energi. For en levering på 2 00 m /h vann ved. 1.00° C er f.eks. den oppmagasinerte varmegivende energi sammenlignet med omgivelsene på 20° C 16 mill. kC/h. Disse beregninger

viser at den lagrede energi med fradrag for den energi som er nødvendig til pumpingen, gjenvinnes med et utbytte som varierer fra 90 til 99 % alt ettersom betingelsene er-gunstige eller ikke.

En forbedring som med fordel anvendes innenfor oppfinnelsens ramme, består i å drive en hydraulisk kraftstasjon 408 med oppsamlet vann 409 fra en demning under perioder med størst behov for elektrisitet og pumpe vannet opp igjen i en pumpe-stasjon 410 fra en lavere liggende sjø 460 til oppsamlings-demningen 409 under en periode med overproduksjon av elektrisitet til nettet 403.

En særlig forbedring av oppfinnelsen består i å anvende

en varmepumpe 411 som normalt drives av en yarmekraftmaskin 420 som kan være en hvilken som helst egnet type: Forbrennings-motor, gassturbin osv. I det tilfelle hvor man anvender en varmepumpe ved høy temperatur, f.eks. 160° C og mer, vil kompressoren for varmepumpen være konstruert ved anbringelse av innsugningene ved endene av kompressoren, idet dens levering er anbragt hovedsakelig i den.midtre plan. Varmepumpen kan være anvendt på forskjellige måter.

Når den drives ved hjelp av en varmekraf tmaskin, 420, avkjøles sistnevnte ved hjelp av et kretsløp med kaldt vann som kommer fra nettet 433, hvilket likeledes mater kraft-stasjonen 402 og (mottar de forskjellige avløp av kaldt vann.

De varme avløp som sendes ut fra maskinen 420 i form av varmt vann eller damp 4 21, kan sendes tilbake gjennom rørledningen 422 i nettet 404 eller også ved hjelp av nettet 424 til forbrukerne 429 særlig med høy temperatur, eller også gjennom en rørledning 423 til varmepumpen 411. I sistnevnte til-

felle kan varmepumpen 411 være utnyttet for å løfte det termiske nivå for varmtvannet eller de varme damper som produseres og som kan overføres ved hjelp av 426 enten for innpumping ved 427 i nettet 4 eller til rørledningen 428 og forbrukerne 430, f.eks. i form av kjemisk industri, tekstilindustri osv. Ved 434, 435 har man vist returledninger for kaldt vann etter anvendelsen av det varme vann ved 429, 430.

Varmepumpen 411 anvender sin varmegivende energi (kald kilde) enten til en utveksler for vann betegnet med 412 f.eks. matet ved hjelp av rørledningen 436 til ledningsnettet 433

for kaldt vann eller til den omgivende luft tilført ved hjelp av en ventilator 412'. En forbindelse 450 kan være anordnet mellom tilførselen 406 og mellom ledningen 436, hvilket gjør det mulig å oppnå en økning av utløpstemperaturen ved 426

fra varmepumpen 411, på grunn av økningen av temperaturen på dens "kalde" kilde tilført ved hjelp av ledningsnettet 406

fra varmt vann lagret i laget 401.

I tilfelle av overproduksjon av elektrisitet til det elektriske ledningsnett 403 kan eventuelt varmepumpen 411 være drevet som skjematiak antydet ved 4 37 av en elektrisk motor 438 drevet fra nettet 403.

Varmepumpen 411 kan likeledes være anvendt til å produsere kulde og i dette, tilfelle kan den i stedet for å avgi sine kalorier til utvekslerne 412, 412', avgi denne til en kulde-krets, såsom skjematisk antydet ved 432 , hvilket kan bidra bil kuldeproduksjonen frembragt ved ekspansjon av det avkjølte fluidum, såsom freon ved 416 ved hjelp av ekspansjonsventilen 439 i kjøleutveksleren 418 som skal beskrives nærmere i det følgende. For at ikke tegningen skal overbelastes er forbindelsen mellom kretsen 433 og varmepumpen 411 bare skjematisk antydet ved den brutte linje 440.

Varmepumpen 11 kan alt etter valg eller anledning være anbragt: - I varmekraftanlegget 4 02 ved å anbringe freon-kompressoren på akselen for kraftanleggets turbo-veksel-strømgenerator, og i dette tilfelle leverer turbinen for damp-og for gass energi til vekselstrømgeneratoren (eom produserer elektrisitet på ledningsnettet 403) og til varmepumpen;

I varmekraftanlegget 402, men med adskilte maskiner

og anlegg, fortrinnsvis drevet av varmekraftmaskinen 420;

I en mellomliggende situasjon på nettet;

- Hos selve forbrukeren.

I hver tilfelle vil anvendelsen av varmepumpen øke

den totale ytelse av anlegget og lette moduleringen av energien i form av elektrisitet eller varmt vann.

På den annen side kan varmepumpen:

som kuldekilde ha det varme vann ved 80° C og deretter levere varmt vann ved 120 til 140° C for anvendelser såsom papirfabrikker, tekstilindustri, kjemisk industri, osv.;

ha som kald kilde avløpsvann fra oppvarming, omkring 25° C og eller ved varmt vann til ledningsnettet omkring 80° C;

ha som kald kilde det kalde vann eller kald luft.

En annen forbedring som kan anvendes innenfor oppfinnelsens ramme består i å omdanne den varmegivende energi fra det lave nivå lagret i reservoarene, lagene og/eller nettene for varmt vann, til mekanisk energi, f.eks. ved å utnytte et dampkretsløp, såsom Carnofs sirkelprosess eller et lukket kretsløp med varm gass såsom.Stirlings kretsløp. F.eks. kan-det varme vann fra nettet 404 med henimot 80 til 100° C anvendes i en kjele 413 for der å koke under trykk et egnet fluidum såsom propan eller freon. Denne damp under trykk vil drive en motor 414, f.eks. en turbin, som driver hjelpe-maskiner og/eller en elektrisk generator 445 som gjennom forbindelsen 446 leverer elektrisitet til nettet 403. Den opp-nådde ytelse er i størrelsesordenen 5 til 10 %, hvilket er tilstrekkelig, fordi det dreier seg om en lokal gjenvinning. Kretsløpet omfatter en kondensering av fluidum i en kondensa tor 415 og derav en rikelig produksjon av kuldefrembringende væske i et reservoar 416, hvor væsken føres tilbake ved hjelp av en pumpe 470 til kjelen 413 eller til en kjøling 418 som fører tilbake til inngangen av kondensatoren 415 etter ekspan- . sjon i et kar 439. Således er denne enkle installasjon og

som omfatter klassiske maskiner, istand til samtidig å levere varme omkring 80° C, kulde ( i kretsen 432) ved temperaturer 1 størrelsesordenen minus 40° C til pluss 10° C og mekanisk og/eller elektrisk energi.

Som et rent eksempel kan en rørledning for varmt vann

ved 100° C og med diameter 100 mm som leverer 60 m<3>pr. -

time eller omkring 5 millioner C/h være istand tLl å mate' et kombinert energiproduserende anlegg med maksimale kapasiteter på tilnærmet: Elektrisk energi 300 kW, varmeenergi megakalorier ved 80°,C og 3000 ved 50° C (sanitæranlegg) og kuldeenergi 2 millioner negative kilogramkalorier ved pluss 10° C. Selv-

sagt kan de forskjellige maksimale produksjonstall ikke oppnås samtidig, men moduleringen på enhver måte er nødvendig på grunn av årstiden og/eller som følge av det øyeblikkelige

behov. Det skal bemerkes at dette multienergianlegg bare av-henger av en eneste vektor, nemlig varmt vann ved 80 til 100° C.

Ifølge en annen forbedring som kan anvendes innenfor oppfinnelsens ramme, anvender man varme fra varmtvannsnettet 4 04 i et anlegg 419 for kuldeproduksjon ved hjelp av en kjent frem-<g>angsmåte-, såsom en maskin med absorpsjon ay ammoniakk, av lithiumbromid osv., idet formålet er å lette moduleringen av anvendelsen av energien i form av elektrisitet eller varme (varmt vann). Om vinteren går varmtvannet hovedsakelig med til opp-_ varming, men om sommeren går det hovedsakelig til kuldeproduksjon som skjematisk antydet med pilen 444 for kjøling av rom. Det

skal bemerkes at det derved fremkommer en stabilisering i løpet av året av forbruket av varmt vann som således utvikler seg mest som elektrisitetsforbruk.

På tegningene antyder de forskjellige piler enten flui-dummenes sirkulasjonsretning eller når det dreier seg om det elektriske nett, retningen hvori energien leveres.

Returløpet for kaldt vann, såsom 434, 435, 436', 442, 443, kan enten være resirkulert til nettet,433 eller avløp som skjematisk antydet ved 451, i sin helhet eller delvis.

På figuren vil bemerkes forbindelsen 425 som fordelaktig er anordnet mellom rørledningen 405 og avløpet for varmt vann fra sentralen 402 og pumpestasjonen 407. En ventil 441 anordnet på rørledningen 425 gjør det mulig å regulere til ønsket nivå avløpsmengdene fra anlegget 402

til lagringen 401 og til stasjonen 407.

Ved 4 31 er avmerket ved enden av nettet 404 forbrukere med deres returløpskretser for kaldt vann 442. Blant de fordeler som oppnås.ifølge oppfinnelsen, kan nevnes særlig følgende: Man letter moduleringen i utnyttelsen av anleggene for produksjon av elektrisk energi og varmt vann;

Man.frembringer samtidig forskjellige energiformer nyttige for spesielle behov i spesielle former, såsom drivkraft, elektrisitet, varmt vann ved forskjellige temperaturhøyder, 50° C, 80° C,. 120° C, kaldt vann ved pluss 10° C, kjølefluidum ved temperatur under 0° C osv.;

Man øker det samlede energifrembringende utbytte ved forbedring av kretsløpene på produksjonsnivået og utnyttelsen av energien i dens forskjellige former, og dette på det lokale og/eller regionale og/eller nasjonale trinn, idet det samlede utbytte av varmetekniske anlegg av klassisk type, er i stør-relsesordenen 33 %, mens det samlede utbytte av et anlegg som omfatter forbedringen ifølge oppfinnelsen, dvs. som omfatter varmepumpen, kan nå opp i omkring 165 %;

Man øker ved innbyrdes vekselvirkning av systemene sikker-heten og kontinuiteten av de forskjellige ytelser;

Man oppnår en økonomisk transport ved hjelp av varmt vann av betydelige energimengder.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling, lagring, modulering og fordeling av energi, karakterisert ved at man i reservoarer med stor kapasitet lagrer overskudd av varmt vann. produsert i det minste i visse, arbeidsperioder i kraftstasjoner for termisk eller kjernefysisk energiproduksjon, særlig av elektrisitet, og at man utnytter disse overskudd av varmt vann alt etter forbruksbehovet, eventuelt ved hjelp av et anlegg for innpumping og retur av varmt vann.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man anvender varmepumper for forbedring av varmeenergi i det lagrede varme vann og produserer etter det øyeblikkelige behov hos forbrukerne mekanisk energi og/eller elektrisk energi og/eller kulde og/eller vann eller.damp som. er varmere enn den lagrede.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at man driver nevnte varmepumpe med en varmekraftmaskin.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at man for lagring og fordeling av over-skuddene av varmt vann utnytter mer eller mindre dyptliggende underjordiske lag.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, , k a r a k t e r i s e _r t ved at man som underjordiske lag for lagring utnytter dypliggende geotermiske varme lag.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at de varme avløp fra varmekraftmaskinen som driver varmepumpen, utnyttes til ny oppvarming av i det minste en del av varmtvannsnettet i anlegget.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller 6, karakte- r i s e r t ved at varmepumpen mates for sin "kalde kilde" ut fra det varme vann som er lagret i anlegget, idet den produserer vann eller damp med en høyere temperatur fra sin "varme kilde".

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at varmepumpen som "kald kilde" har det varme vann som er lagret ved omkring 80° C og leverer varmt vann på omkring 120 til 140° C.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at varmepumpen som sin "kalde kilde" har retur-vann fra oppvarmingen på omkring 25° C eller kaldt vann eller kald omgivende luft og mater ledningsnettet med varmt vann på omkring 80° C.

10. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at man anvender fremgangsmåter med omforming av varmegivende energi på et lavt nivå til mekanisk energi, f.eks. fremgangsmåter av damptypen, såsom Carnot's sirkelprosess eller av typen med lukket kretsløp med varm gass, såsom Stirlings krets-løp.

11. Fremgangsmåte ifølge et av de. foregående krav, hvor man anvender hydrauliske kraftstasjoner og pumpeanlegg, karakterisert ved at man modulerer produksjonen av elektrisk kraft og varmt vann ved å anvende."energisvinghjul" lagret og tatt ut etter behov fra basseng med demninger i hydrauliske kraftstasjoner for å øke elektrisitetsproduksjonen når denne er util-strekkelig overfor varmeproduksjonen, og omvendt i det motsatte tilfelle for å lagre den elektriske energi ved å holde tilbake vannet i nevnte.demningsbasseng og/eller mate nevnte basseng ved hjelp av pumpeanlegg.

12. Anlegg for produksjon, lagring, modulering og fordeling av energi, karakterisert ved at det omfatter minst en varmekraftstasjon for produksjon av energi, et ledningsnett for fordeling av varmt vann, pumpestasjoner for vann, for-bruksapparater for varmt vann, såvel som fordelaktigst varmepumper, kjølemaskiner og/eller motorer som utnytter lukkede krets-løp med damp og/eller gass, og at de forskjellige elementer i anlegget er innbyrdes forbundet funksjonelt som beskrevet i et hvilket som helst av de foregående krav.

13. Anlegg ifølge krav 12, karakterisert ved at varmepumpen leverer et fluidum med høy temperatur, f.eks. i størrelsesordenen 160° C, idet dens kompressor vil være konstruert med sugeorganene anbragt ved endene og leveringen anbragt i et hovedsakelig midtre plan.

14. Anlegg ifølge krav 12, karakterisert ved at varmepumpen er anbragt i varmekraftanlegget enten med sin kompressor tilkoplet stasjonens turbin eller i et separat anlegg, eller på et sted umiddelbart på nettet eller hos forbrukeren.

15. Anlegg ifølge krav 12, karakterisert ved at det omfatter en kjele eom anvender varmt vann ved 80 til 100° C for å bringe til å koke under trykk et egnet fluidum såsom propan eller freon, en maskin drevet ved hjelp av fluidum fordampet under trykk og som driver hjelpeanordninger og/eller en. elektrisk generator, en kondensator ved maskinens avløp, en beholder for kjølevæske ved avløpet fra kondensatoren og en pumpe som fører tilbake væske fra beholderen tLl kjelen eller til en kjøleanordning som leverer til kondensatoren.