用于儲存和釋出熱能的設備及其運行方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于儲存和釋出熱能的設備及其運行方法。設備按布雷頓過程工作，其中，借助壓氣機(13)給蓄熱器(14)加入和借助透平(15)給蓄冷器(16)加入。為了排出，所述過程相反。按本發(fā)明附加規(guī)定，蓄冷器供應冷卻循環(huán)(31)，它通過制冷裝置(33)為超導發(fā)電機(36)提供冷卻。由此可有利地尤其在風力發(fā)電站(22)中達到適宜的發(fā)電機重量，因為發(fā)電機由于安置在風力發(fā)電站(22)的短艙內(nèi)，所以在其重量方面受到限制。由此有利地在風力發(fā)電站(22)內(nèi)可以轉(zhuǎn)換更大的功率。
【專利說明】用于儲存和釋出熱能的設備及其運行方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于儲存熱能的設備，它具有用于工作氣體的循環(huán)。其中，在所述循環(huán)中下列裝置按說明的順序通過工作氣體導管互相連接:第一流體熱動力機械、蓄熱器、第二流體熱動力機械以及蓄冷器。沿工作氣體從蓄熱器向蓄冷器的通流方向看，作為作功機械的第一流體熱動力機械與作為動力機的第二流體熱動力機械連接。
[0002]此外，本發(fā)明還涉及兩種運行所述設備的方法。在一種儲存熱能的方法中，循環(huán)沿著從蓄熱器到蓄冷器的方向通過，這與組件的上述順序相應。按本發(fā)明同樣涉及的另一種方法，儲存的熱量也可以由設備轉(zhuǎn)換為例如機械能。在這里，按相反的順序通過這些裝置，換句話說，工作氣體的通流方向相反。此時工作氣體首先經(jīng)過蓄冷器，然后經(jīng)過蓄熱器，在這種情況下，第一流體熱動力機械作為動力機運行，而第二流體熱動力機械作為作功機械運行。
[0003]在本申請的范圍內(nèi)，使用術語動力機和作功機械，作功機械為達到其目的消耗機械功。因此用作作功機械的流體熱動力機械作為壓氣機或作為壓縮機使用。與此相對地，動力機做功，此時流體熱動力機械為了做功而轉(zhuǎn)換在工作氣體內(nèi)可供使用的熱能。在這種情況下流體熱動力機械因而作為發(fā)動機運行。
[0004]術語“流體熱動力機械”成為機器的一種總稱，這些機器可以從工作流體，與本申請結合地是從工作氣體，提取熱能或可以將熱能供給工作流體。熱能(熱力學的能量)不僅理解為熱的能量，而且也理解為冷的能量。流體熱動力機械可例如設計為活塞式機械。優(yōu)選地也可以使用流體動力學的流體熱動力機械，它們的葉輪允許工作氣體連續(xù)流過。優(yōu)選地，可考慮使用軸向作用式透平或壓氣機。

【背景技術】
[0005]例如US2010/0257862A1記載了前言所述的原理。在這里為了實施上述方法使用活塞式機械。此外由US5436508還已知，借助前言所述用于儲存熱能的設備，也可以在利用風能發(fā)電時中間貯存剩余容量，以便在需要的情況下重新提取。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術問題在于，提供一種前言所述類型的用于儲存熱能的設備或轉(zhuǎn)換熱能的方法(例如將機械能轉(zhuǎn)換為熱能并接著存忙，或?qū)Υ娴臒崮苻D(zhuǎn)換為機械能)，借助此設備或借助此方法能盡可能有效地利用儲存的熱能。
[0007]上述技術問題通過前言所述設備按照本發(fā)明采取下述措施得以解決，亦即在一個與所述循環(huán)不同的用于冷卻劑的冷卻循環(huán)內(nèi)可以連接蓄冷器，在冷卻循環(huán)中下列裝置按說明的順序通過冷卻劑導管互相連接:蓄冷器、制冷裝置、以及要冷卻的耗冷器。冷卻劑通常不同于工作氣體，這說明冷卻循環(huán)與所述循環(huán)不同。為了在改變運行狀態(tài)時避免清洗，特別有利的是，在蓄冷器內(nèi)這些利用于傳熱的通道能造成兩個通道系統(tǒng)，只要每個通道系統(tǒng)能與一個循環(huán)連接。因此，冷卻循環(huán)利用其中一個通道系統(tǒng)，而加入循環(huán)(Ladekreislauf)利用另一個通道系統(tǒng)。當然，加入循環(huán)可以分為在蓄冷器內(nèi)的通道系統(tǒng)和或許另一些通過它與排出循環(huán)(Entladekreislauf)連接的導管部分(對此在下面更多說明)。加入循環(huán)為C:存熱能負責，而通過排出循環(huán)將熱能重新釋放給工作氣體。
[0008]制冷裝置是必要的，為的是能將要冷卻的耗冷器調(diào)整為所要求的溫度水平。因為蓄冷器的貯存溫度高于所需要的溫度水平。當然，通過蓄冷器可以進行冷卻劑的預冷卻，所以在制冷裝置內(nèi)必須克服較小的溫度差。這也有利地減少制冷裝置的能量需求?？梢岳迷跓崮軆Υ嬖O備中反正同時發(fā)生的過程制冷。但過程制冷在為了排出熱能的排出時不再提供，不過為了運行要冷卻的耗冷器不必為此單獨造成所述的過程制冷。由此有利地改善用于儲存和釋出熱能的設備以及耗冷器總的能量平衡。
[0009]加入循環(huán)(和排出循環(huán))可以作為開式或閉式循環(huán)運行(對此在下面更多說明)。在開式循環(huán)中空氣成為工作氣體，它可以從大氣中提取并接著重新送回大氣。作為制冷裝置可以使用任何形式的裝置。特別有利的是使用熱虹吸，它有利地達到比較低的溫度水平。
[0010]按本發(fā)明一種特殊的設計，耗冷器配備有超導器件。在這里，尤其對于使用高溫超導體的情況，例如Bi2223或YBC0，使用氮作為冷卻劑。必須將氮置于約50至60K的溫度水平。借助蓄冷器預冷到約180K，這簡化了冷卻過程，并且減少制冷裝置的功率消耗。
[0011]按本發(fā)明另一項擴展設計規(guī)定，所述電機是發(fā)電機，它尤其能安裝在風力發(fā)電設備中。如此使用帶來突出的優(yōu)點，因為具有超導器件(尤其在同步發(fā)電機內(nèi)電激勵式轉(zhuǎn)子的繞組)的電機可以設計為有較小的質(zhì)量。在設計風力發(fā)電設備時發(fā)電機的質(zhì)量構成限制因素，因為它必須裝配在風力發(fā)電站處于大高度的短艙內(nèi)。在傳統(tǒng)的發(fā)電機中，所使用的發(fā)電機的質(zhì)量當然比功率提高得更快，其比值大約為指數(shù)1.6。因此，目前在風力發(fā)電設備中，對于發(fā)電機功率提升適用的經(jīng)濟性界限約為6MW。另一方面，建造強風的風力發(fā)電設備要求在短艙內(nèi)安裝大功率發(fā)電機。這可以按本發(fā)明通過使用具有超導器件的發(fā)電機達到。若風力發(fā)電設備與按本發(fā)明用于儲存和釋出熱能的設備耦合，則帶來的優(yōu)點是可以合理利用蓄冷器保持低的損耗，這種損耗是基于超導發(fā)電機繞組必要的冷卻所需要的。與此同時也可以使用儲存熱能的設備，為的是以已知的方式在電網(wǎng)內(nèi)中間貯存剩余的容量，以及在電能消耗高峰時段通過釋出熱能重新轉(zhuǎn)換為電流。也就是說，這涉及利用一種協(xié)作效應，它在總體上提高設備運行時尤其用風力發(fā)電設備運行時的效率。當然，設備例如也可以借助抽水蓄能電站或借助傳統(tǒng)的發(fā)電站運行，例如燃氣輪機發(fā)電站。
[0012]此外可有利地規(guī)定，所述電機是電動機M，它與第一流體熱動力機械機械耦合。也就是說，這種流體動力機械必須在蓄冷器和蓄熱器(或許還有附加的低溫蓄熱器)的加入過程驅(qū)動，以便將熱動力加入過程置于運行之中。特別有利的是，當由于例如在風力發(fā)電站內(nèi)使用超導發(fā)電機提供用于冷卻此電機的基礎結構時，還將這種電動機設計為具有超導繞組的電機。由此可以進一步提聞設備效率。
[0013]當將另一種具有超導器件(例如繞組)的發(fā)電機作為電機使用時，同樣對提高效率起有利的作用。它然后與第一流體動力機械機械耦合，并在增加蓄熱器和蓄冷器能量需求的時刻應排出時使用。作為替代方式，也可以將發(fā)電機與第三流體熱動力機械連接，其中，第三流體動力機械與第一流體熱動力機械以及第四流體熱動力機械與第二流體熱動力機械在加入和排出循環(huán)內(nèi)并聯(lián)。在這里，在第一與第三和/或第二與第四流體熱動力機械之間分別設置一個閥門機構?，F(xiàn)在通過接通閥門機構，可有利地根據(jù)工作氣體的通流方向，分別選擇這一個或另一個流體動力機械。這樣做的優(yōu)點是，各自使用的流體動力機械可以在要接通的運行狀態(tài)最佳化。因為在使用僅兩個流體動力機械時，兩者根據(jù)通流方向必須不僅作為作功機械而且作為動力機使用，所以在不設置附加的流體動力機械的情況下只能選擇一種結構性妥協(xié)。然而因為不僅在熱加入運行時而且在熱排出運行時均力求盡可能高的效率，允許并聯(lián)流體動力機械，所以不僅用于儲存熱能的方法，而且用于轉(zhuǎn)換熱能的方法，均在效率最佳時實施。取代使用閥，也可以為加入循環(huán)和排出循環(huán)采用單獨的導管。這種構型的優(yōu)點是，分別使用的流體動力機械在加入過程和排出過程中可以優(yōu)化各自的運行狀態(tài)。由此達到提高系統(tǒng)效率。這當然要用更高的設備購置費才能買到。在這里必須進行經(jīng)濟上的權衡。
[0014]工作氣體可按選擇在閉式或開式循環(huán)內(nèi)流動(這不僅適用加入循環(huán)而且適用于排出循環(huán)，但不適用于冷卻循環(huán))。開式循環(huán)始終使用環(huán)境空氣作為工作氣體。它從周圍環(huán)境抽吸，以及在過程結束時也重新排入周圍環(huán)境，所以周圍環(huán)境使開式循環(huán)閉合。閉式循環(huán)也允許使用另一種工作氣體作為環(huán)境空氣。這種工作氣體在閉式循環(huán)內(nèi)流動。因為在同時調(diào)整環(huán)境壓力和環(huán)境溫度時沒有在環(huán)境內(nèi)膨脹，所以在閉式循環(huán)的情況下工作氣體必須流過換熱器，它允許將工作氣體的熱量排入環(huán)境或由環(huán)境接收。
[0015]可以附加規(guī)定，在循環(huán)內(nèi)在第一流體動力機械前附加設置一個低溫蓄熱器。這種蓄熱器之所以稱為低溫蓄熱器，是因為它通過儲存熱量達到的溫度水平根據(jù)工作原理低于蓄熱器的溫度水平。熱量以設備的環(huán)境溫度為基準確定。所有高于環(huán)境溫度的東西是熱的，而所有低于環(huán)境溫度的東西是冷的。由此也可以明白，蓄冷器的溫度水平低于環(huán)境溫度。
[0016]使用低溫蓄熱器有下述優(yōu)點。若設備使用于儲存熱能，則在經(jīng)過在這種情況下作為作功機械(壓氣機)工作的第一流體動力機械之前通過低溫蓄熱器。由此已經(jīng)將工作氣體加熱到高于環(huán)境溫度。這樣做的優(yōu)點是，為了達到工作氣體所要求的溫度，作功機械只須消耗少量功率。具體地說，蓄熱器應加熱到500°C以上，這有利地可以在工作氣體還借助可在技術上提供使用的熱力壓氣機預熱后完成，壓氣機允許將工作氣體壓縮到15bar。因此有利地設備的組件可以使用那些能在市場上買到的器件，無需昂貴地改造。
[0017]上述技術問題還通過前言所述的用于儲存和釋出熱能的方法采取下述措施得以解決:蓄冷器在需要時連接在與所述循環(huán)不同的冷卻循環(huán)中，其中，在冷卻循環(huán)中下列裝置按說明的順序流過冷卻劑:蓄冷器、制冷裝置、以及要冷卻的耗冷器。借助本方法可獲得上面針對按本發(fā)明的設備說明的優(yōu)點，在這里，所述方法可通過上述設備實施。作為特別適用的、尤其用于超導器件的冷卻劑，可以采用氮。它在為冷卻超導器件所需要的溫度下處于液態(tài)，并能例如在作為制冷裝置的熱虹吸中被置于要求的溫度水平。在這里，當制冷裝置工作時，借助蓄冷器的預冷來降低能量需求。此外制冷裝置的尺寸可以設計得較小。其結果是使這種方案特別經(jīng)濟。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面借助【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明其他詳情。在這里，圖中相同或相應的元件總是采用同樣的標記，只在需要時才多次說明，如在說明各附圖之間的區(qū)別時。其中:
[0019]圖1表示按本發(fā)明設備的一種實施例線路圖；以及
[0020]圖2和圖3借助另一些線路圖表示按本發(fā)明方法(Prayton-Prozess:布雷頓過程)的實施例。

【具體實施方式】
[0021]按圖1用于儲存熱能的設備有導管11，借助它將多個裝置相互連接為，使它們能被一種工作氣體流過。工作氣體流動通過低溫蓄熱器12以及接著流過第一流體熱動力機械13，它設計為流體動力學壓氣機。此外，所述導管然后通向蓄熱器14。它與第二流體熱動力機械15連接，后者設計為流體動力學透平。導管11從透平導向蓄冷器16。蓄冷器16通過導管11與低溫蓄熱器12連接，其中，在此導管段內(nèi)還設有換熱器17，工作氣體可以借助它將熱量排放給周圍環(huán)境，或從周圍環(huán)境吸收熱量(根據(jù)運行類型)。
[0022]因此在圖1中設置的是工作氣體的閉式循環(huán)。當然同樣可以設想，以圖中沒有表示的方式，取消在蓄冷器16與低溫蓄熱器12之間的導管段連同換熱器17。在這種情況下循環(huán)通過周圍環(huán)境閉合，此時，在低溫蓄熱器12抽吸在這種情況下由環(huán)境空氣組成的工作氣體，并在蓄冷器16之后將其重新送入周圍環(huán)境中。
[0023]此外，在圖1中還設有形式上為流體動力學透平的第三流體熱動力機械18以及形式上為流體動力學壓氣機的第四流體熱動力機械19。還可在圖中看到，第一流體動力機械13在導管11中與第三流體動力機械18并聯(lián)，以及第二流體動力機械15在導管11中與第四流體動力機械19并聯(lián)。閥門機構20通過打開和關閉，保證總是只有第一與第二流體動力機械或第三與第四流體動力機械通流。第一和第二流體動力機械13和15借助第一軸21互相機械耦合，并由電動機M驅(qū)動，只要在電網(wǎng)中對產(chǎn)生的電能沒有需求時，電動機M便由風力發(fā)電站22供電。在這種運行狀態(tài)期間，加入蓄熱器14和蓄冷器16，如以后還要詳細說明的那樣。若對電能的需求與實際發(fā)電量之間的比值較大，則由風力發(fā)電站22產(chǎn)生的電流直接饋入電網(wǎng)中。在另一種運行狀態(tài)下，設備通過排出蓄熱器14和蓄冷器16以及通過流體動力機械18和19借助第二軸23驅(qū)動發(fā)電機Gl，附加地支持發(fā)電。第二軸23為此與第三流體動力機械18和第四流體動力機械19機械接合。
[0024]在按圖1的設備中，低溫蓄熱器12、蓄熱器14和蓄冷器15的結構相同，以及借助蓄冷器16通過局部放大詳細說明。采用一個容器，它的壁24配置具有大的氣孔26的絕緣材料25。在容器內(nèi)部設置混凝土 27，它起蓄熱器或蓄冷器的作用。在混凝土 27內(nèi)部鋪設平行延伸的管28，工作氣體流動通過它們并在此過程中釋出熱量或吸收熱量(取決于運行方式和存儲器類型)。
[0025]此外，蓄冷器16還為另一個導管31供應儲存的冷能。為該導管31在蓄冷器16內(nèi)設置圖中沒有詳細表示的通道系統(tǒng)，它與另一個與導管31連接的通道系統(tǒng)(同樣沒有表示)無關。導管31屬于冷卻循環(huán)，冷卻劑，例如氮，可以通過它預冷。借助泵32使冷卻劑在冷卻循環(huán)中循環(huán)，以及還泵送通過一個圖中沒有詳細表示的熱虹吸形式的制冷裝置。通過不同的閥34可以將一些旁通管35接入冷卻循環(huán)內(nèi)，它們分別與換熱器36連接。換熱器36分別導向電動機M、發(fā)電機Gl和風力發(fā)電站22中的發(fā)電機G2。它們設有由高溫超導體組成的超導器件，尤其繞組。冷卻劑足以將這些繞組保持在一個不改變超導特性的溫度水平下。
[0026]圖1表示冷卻循環(huán)的一種方案，其中制冷裝置配置在風力發(fā)電站22外部。然而為了使要絕緣的導管31的路徑保持為盡可能短，制冷裝置應設在風力發(fā)電站22和電動機M以及發(fā)電機Gl的附近。這種蓄冷器16有利地只分別配屬于風力場的一個或少量幾個風力發(fā)電站22。另一方面，基于在導管31輸送冷能帶來的損失以及隔熱的成本太高。
[0027]借助按圖2和圖3的設備應能詳細說明熱的加入和排出過程。首先在圖2中表示加入過程，它按熱泵原理工作。與圖1不同，在圖2和圖3中表示了一種開式循環(huán)，不過，如虛線表示的那樣，它可以通過使用按選擇設置的換熱器17閉合。在圖2和圖3的實施例中由空氣組成的工作氣體中的狀態(tài)，分別表示在導管旁的圓圈內(nèi)。左上方說明壓力bar。右上方說明焓KJ/Kg。左下方說明溫度。C，以及右下方說明質(zhì)量流量Kg/s。氣體的流動方向通過導管11內(nèi)的箭頭表示。
[0028]在模型計算時，有Ibar和20°C的工作氣體進入(事先已加入的)低溫蓄熱器I內(nèi)，以及離開它時溫度為80°C。通過借助作為壓氣機工作的第一流體動力機械13壓縮，導致其壓力升高到15bar并由此還導致將溫度提高到547°C。這種計算以下列公式為基礎
[0029]T2 = T1+ (T2s-T1) / n c ；T2s = T1JI (K_1)/k，其中
[0030]T2表不壓氣機出口溫度，
[0031]T1表不壓氣機進口溫度，
[0032]η。表示壓氣機等熵效率，
[0033]π表示壓力比(在這里I5: 1)，以及
[0034]K表示可壓縮性，對于空氣它等于1.4。
[0035]可以假定壓縮機有等熵效率Π。為0.85。
[0036]現(xiàn)在加熱的工作氣體流過蓄熱器14，可供使用的熱能其主要部分儲存在那里。在儲存時工作氣體冷卻到20°C，而壓力(流動引起的壓力損失除外)保持15bar不變。接著，工作氣體在第二流體動力機械的兩個串聯(lián)的級15a、15b中膨脹，所以它達到Ibar的壓力水平。在這里，工作氣體在第一級后冷卻到5°C，以及在第二級后冷卻到_114°C。這種計算的基礎同樣是上面提供的公式。
[0037]在連接第二流體動力機械的高壓透平和低壓透平形式的這兩級15a、15b的部分導管11內(nèi)，附加地設脫水器29。它可以在第一次膨脹后干燥空氣，所以包含在空氣中的空氣水分不會在第二流體動力機械的第二級15b中導致透平葉片覆冰(這只對于開式循環(huán)的情況是必要的)。
[0038]在進一步的過程中，膨脹后并因而冷卻的工作氣體從蓄冷器16提取熱量并由此加熱到0°C。在此路程中，在蓄冷器16內(nèi)儲存冷能量，它可以在接著的能量獲取時利用。若比較工作氣體在蓄冷器16出口與在低溫蓄熱器12進口處的溫度，則清楚看出，為什么對于閉式循環(huán)的情況必須要提供使用換熱器17。工作氣體在這里可以重新加熱到環(huán)境溫度20°C，由此從周圍環(huán)境提取可供過程使用的熱量。當工作氣體直接從周圍環(huán)境抽吸時，當然可以取消這種措施，因為它已經(jīng)具有環(huán)境溫度。
[0039]對于冷卻，在圖2中表不了一種與圖1中的方案不同的實施形式。電動機M和發(fā)電機Gl在這種情況下沒有超導器件。只是在風力發(fā)電站22中的發(fā)電機G2，它基于其在風力發(fā)電站短艙內(nèi)的安裝高度因而應當有盡可能小的質(zhì)量，才利用這些與超導繞組及其必要的較小導線橫截面相關聯(lián)的優(yōu)點。制冷裝置33同樣安置在風力發(fā)電站22的短艙內(nèi)，所以冷卻劑的路徑至少在低的溫度水平能有利地保持為較短。
[0040]借助圖3可以理解蓄熱器14和蓄冷器16的排出循環(huán)，其中，電動機Gl產(chǎn)生電能。與圖1不同，在圖3中第一流體動力機械13和第二(兩級)流體動力機械15，既使用在加入循環(huán)中也使用在排出循環(huán)中。這并不影響設備的工作原理，當然這要通過降低效率做到。因此應在附加使用第三和第四流體動力機械時較高的投資費用與提高效率之間進行平衡，提高效率可在使用第四流體動力機械時通過優(yōu)化所有相應的運行狀態(tài)達到。此外仍用虛線表示閉式循環(huán)的替代方式。脫水器29在圖3中沒有表示，因為它沒有得到使用。
[0041]工作氣體被導引通過蓄冷器16。在這里，工作氣體從20°C冷卻到_92°C。這一措施用于降低功率消耗，以便運行作為壓氣機工作的第二流體動力機械。功率消耗降低的系數(shù)，與用絕對溫標K標示的溫度差相對應，亦即293K/181K = 1.62。在本例中，壓氣機將工作氣體壓縮到lObar。在這里溫度升高到100°C。壓縮到15bar在技術上也是合理的。經(jīng)壓縮的工作氣體流過蓄熱器14并由此加熱到500°C，此時壓力略降至9.8bar。接著，工作氣體通過第一流體動力機械膨脹，它因而在這種運行狀態(tài)下作為透平工作。工作氣體膨脹到lbar，此時在第一流體動力機械的出口在工作氣體內(nèi)始終還存在溫度為183°C。
[0042]為了同樣能充分利用剩余熱量，工作氣體接著導引通過低溫蓄熱器，并由此冷卻到130°C。熱量必須貯存，為的是能在蓄熱器14和蓄冷器16后續(xù)的加入過程中使用于將工作氣體預熱到80°C (如上面已說明的那樣)。因此低溫蓄熱器作為中間存儲器工作，以及始終正好在另外兩個存儲器，亦即蓄熱器14和蓄冷器16排出時加入，或反之。然而如已提及的那樣，當取消低溫蓄熱器時，并不限制設備的工作原理和方法。
【權利要求】
1.一種用于儲存和釋出熱能的設備，具有工作氣體的加入循環(huán)和排出循環(huán)，其中，在加入循環(huán)中下列裝置按說明的順序通過工作氣體導管(11)互相連接: ?第一流體熱動力機械(13)， ?蓄熱器(14)， ?第二流體熱動力機械(15)，以及 ?蓄冷器(16)， 其中，沿工作氣體從蓄熱器(14)向蓄冷器(15)的通流方向看，作為作功機械的第一流體熱動力機械(13)與作為動力機的第二流體熱動力機械(15)連接， 其特征為: 所述蓄冷器(16)可以連接在與上述循環(huán)分離的冷卻循環(huán)內(nèi)，在冷卻循環(huán)中下列裝置按說明的順序通過冷卻劑導管(31)互相連接: ?蓄冷器， ?制冷裝置(33)，以及 ?要冷卻的耗冷器(G1、G2、M)。
2.按照權利要求1所述的設備，其特征為，所述耗冷器(Gl、G2、M)是具有超導器件的電機。
3.按照權利要求2所述的設備，其特征為，所述電機是發(fā)電機G2。
4.按照權利要求3所述的設備，其特征為，所述發(fā)電機G2安裝在風力設備(22)內(nèi)。
5.按照權利要求2或4之一所述的設備，其特征為，所述電機是電動機M，它與第一流體熱動力機械(13)機械耦合。
6.按照權利要求2、4或5之一所述的設備，其特征為，所述電機是發(fā)電機G1，它 ?與第一流體熱動力機械(13)連接,或 ?與第三流體熱動力機械耦接，其中，第三流體熱動力機械(18)與第一流體熱動力機械(13)以及第四流體熱動力機械(19)與第二流體熱動力機械(15)在加入和排出循環(huán)內(nèi)并聯(lián)，其中，在第一與第三以及第二與第四流體熱動力機械之間分別設置閥門機構(20)。
7.按照權利要求2至6之一所述的設備，其特征為，對于超導器件可考慮使用高溫超導體，尤其是Bi2223或YBCO。
8.一種用于儲存和釋出熱能的方法，其中，工作氣體流過加入循環(huán)或排出循環(huán)，在加入循環(huán)中按說明的順序流過下列裝置: ?第一流體熱動力機械(13)， ?蓄熱器(14)， ?第二流體熱動力機械(15)，以及 ?蓄冷器(16)， 其中，第一流體熱動力機械(13)作為作功機械運行，以及第二流體熱動力機械(15)作為動力機運行， 其特征為: 蓄冷器(16)在需要時連接在一個與所述循環(huán)分離的冷卻循環(huán)內(nèi)，其中，在該冷卻循環(huán)中下列裝置按說明的順序被冷卻劑流過: ?蓄冷器，?制冷裝置(33)，以及?要冷卻的耗冷器(G1、G2、M)。
9.按照權利要求8所述的方法，其特征為，使用氮作為冷卻劑。
【文檔編號】F25B9/06GK104302875SQ201380025845
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年3月28日 優(yōu)先權日:2012年4月17日
【發(fā)明者】U.克魯格, D.雷茲尼克, H.斯蒂斯達爾 申請人:西門子公司