用于蓄充和釋放熱存儲器的方法和適合于此方法的存儲和放出熱能的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于蓄充和釋放熱存儲器(12)的方法。此外，本發(fā)明涉及一種可用來執(zhí)行此方法的設(shè)備。通過熱存儲器(12)可實(shí)現(xiàn)將例如風(fēng)力發(fā)電廠(11)的過剩產(chǎn)能通過壓縮機(jī)(22)在蓄充循環(huán)(13)中轉(zhuǎn)換為熱存儲器(12)中的熱。在需要時(shí)可通過渦輪機(jī)(25)和發(fā)電機(jī)(G)向網(wǎng)絡(luò)饋電，其中將熱存儲器(12)釋能。根據(jù)本發(fā)明建議使得蓄充循環(huán)(13)和釋能循環(huán)(14)以朗肯過程運(yùn)行，其中例如河水(17)作為換熱器(16、19)的儲存容器，以在蓄充循環(huán)中導(dǎo)致工質(zhì)的蒸發(fā)且在釋能循環(huán)中導(dǎo)致工質(zhì)的冷凝。
【專利說明】用于蓄充和釋放熱存儲器的方法和適合于此方法的存儲和放出熱能的設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于熱存儲器的蓄充和釋放的方法，其中優(yōu)選地交替地運(yùn)行如下步驟。在蓄能循環(huán)期間通過工作流體將熱存儲器加熱，其中在經(jīng)過熱存儲器前通過作為作功機(jī)械連接的第一熱流體能機(jī)使工作流體壓力升高，且在經(jīng)過熱存儲器之后使工作流體卸壓。在釋能循環(huán)期間，通過相同的或另外的工作流體將熱存儲器冷卻，其中在經(jīng)過熱存儲器之前，工作流體的壓力升高，且在經(jīng)過熱存儲器之后通過作為動力機(jī)械連接的第二熱流體能機(jī)或作為動力機(jī)械連接的第一熱流體能機(jī)使工作流體卸壓。
[0002]此外，本發(fā)明涉及一種用于以熱存儲器存儲和釋放熱力學(xué)能的設(shè)備，其中熱存儲器可將存儲的熱釋放給用于工作流體的蓄能循環(huán)和用于另外的或相同的工作流體的釋能循環(huán)。在蓄能循環(huán)中，將如下單元以所給出的次序通過管路相互連接:作為作功機(jī)械連接的第一熱流體能機(jī)，熱存儲器，用于工作流體卸壓的裝置尤其是第一節(jié)流部，和第一換熱器。在釋能循環(huán)中，將如下單元以所給出的次序通過管路相互連接:換熱器，作為動力機(jī)械連接的第二熱流體能機(jī)或作為動力機(jī)械連接的第一熱流體能機(jī)，第一換熱器或第二換熱器，和泵。例如可使用前述方法或適合于執(zhí)行方法的設(shè)備，以將來自電網(wǎng)的過剩產(chǎn)能通過蓄能循環(huán)轉(zhuǎn)化為熱力學(xué)能且存儲在熱存儲器內(nèi)。在需求的情況中，此過程相反，使得熱存儲器在釋能循環(huán)中釋放且可通過熱力學(xué)能獲得電流且將其饋送到網(wǎng)絡(luò)中。

【背景技術(shù)】
[0003]概念動力機(jī)械和作功機(jī)械在本申請的范圍內(nèi)理解為:作功機(jī)械吸收機(jī)械功以達(dá)到其目的。因此，作為作功機(jī)械使用的熱流體能機(jī)作為壓縮機(jī)或加壓機(jī)運(yùn)行。而動力機(jī)械做功，其中熱流體能機(jī)為做功將工作氣體內(nèi)可供使用的熱力學(xué)能進(jìn)行轉(zhuǎn)化。因此在此情況中，熱流體能機(jī)作為馬達(dá)運(yùn)行。
[0004]概念“熱流體能機(jī)”形成可從工作流體吸收熱力學(xué)能或可將此熱力學(xué)能輸入工作流體的機(jī)器的上位概念。熱力學(xué)能因此理解為熱能或冷能。熱流體能機(jī)(在下文中也簡稱為流體能機(jī))可例如構(gòu)造為活塞機(jī)。優(yōu)選地，也可使用流體力學(xué)熱流體能機(jī)，其葉輪允許工作流體的連續(xù)的流動。優(yōu)選地，可使用軸向作用的渦輪機(jī)或壓縮機(jī)。
[0005]前述原理例如根據(jù)W0 2009/044139 A2描述。在此，可使用活塞機(jī)，以執(zhí)行以上所述的方法。此外根據(jù)US 5，436，508已知，通過前述用于存儲熱力學(xué)能的設(shè)備也可在利用風(fēng)能發(fā)電時(shí)將過剩產(chǎn)能進(jìn)行中間存儲，以在需求的情況中再次調(diào)用此過剩產(chǎn)能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于給出一種用于蓄充和釋放熱存儲器的方法以及用于執(zhí)行此方法的設(shè)備，以此方法和設(shè)備能以相對高的效率存儲和回收能量且在此形成相對低的部件成本。
[0007]此技術(shù)問題以前述方法根據(jù)本發(fā)明通過如下方式解決，即將蓄能循環(huán)以及釋能循環(huán)均構(gòu)造為朗肯過程，其中，在蓄能循環(huán)期間通過第一換熱器將工作流體蒸發(fā)且在釋能循環(huán)期間通過第一和第二換熱器將工作流體冷凝。在此，第一換熱器且在存在第二換熱器的情況中該第二換熱器與周圍環(huán)境形成溫度平衡。在此注意到，根據(jù)在釋能循環(huán)和蓄能循環(huán)中為換熱器提供分開的循環(huán)還是使釋能循環(huán)和蓄能循環(huán)在同一個(gè)循環(huán)中進(jìn)行，可提供一個(gè)或兩個(gè)換熱器。同樣適用于流體能機(jī)。使用兩個(gè)不同的流體能機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是一個(gè)流體能機(jī)可對于蓄充循環(huán)優(yōu)化且另一個(gè)流體能機(jī)可對于釋能循環(huán)優(yōu)化。以此，尤其實(shí)現(xiàn)了總效率升高的目的。如果使用唯一一個(gè)流體能機(jī)，則雖然必須使效率降低，但為此可使用更廉價(jià)的設(shè)備執(zhí)行這種方法，因?yàn)榭晒?jié)約部件。
[0008]朗肯過程，也稱為克勞修斯-朗肯過程，可例如尤其以蒸汽-水泵或以蒸汽渦輪機(jī)來運(yùn)行。工質(zhì)在此交替地以氣態(tài)和液態(tài)存在，以此有利地可提高循環(huán)過程比功。在下文中簡稱為朗肯過程的過程的特點(diǎn)將在下文中詳細(xì)解釋。
[0009]本發(fā)明另外的關(guān)鍵特征是對于換熱器提供與周圍環(huán)境的換熱。周圍環(huán)境理解為進(jìn)行中的過程之外的部分。換熱器既可用于吸收熱力學(xué)能又可用于釋放熱力學(xué)能的情況是，進(jìn)行中的過程調(diào)節(jié)為使得工作流體通過從周圍環(huán)境吸收熱量可蒸發(fā)以便然后通過第一流體能機(jī)可被壓縮，且在通過第二流體能機(jī)將工作流體壓縮之后在釋能循環(huán)的情況中通過向周圍環(huán)境釋放熱量可冷凝。這可例如通過選擇氨或水作為工作流體來進(jìn)行。在此，氨的優(yōu)點(diǎn)是例如在15°C的環(huán)境溫度時(shí)可保證氨蒸氣的過熱。選擇水作為工作流體的優(yōu)點(diǎn)是水的使用對于周圍環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)更低。
[0010]根據(jù)該技術(shù)問題的替代的解決方案，在前述方法中也可建議使得將蓄能循環(huán)以及釋能循環(huán)構(gòu)造為朗肯過程，其中，在蓄能循環(huán)期間通過第三換熱器將工作流體蒸發(fā)且在釋能循環(huán)期間通過第二換熱器將工作流體冷凝。此外，在蓄能循環(huán)期間，通過帶有更低的沸點(diǎn)的另外的工作流體加熱第三換熱器，其中在經(jīng)過換熱器前通過作為作功機(jī)械連接的第三熱流體能機(jī)使另外的工作流體壓力升高，且在經(jīng)過換熱器之后將另外的工作流體卸壓。在此，根據(jù)本發(fā)明建議使得第一換熱器和第二換熱器與周圍環(huán)境形成溫度平衡。
[0011]以替代的根據(jù)本發(fā)明的解決方法實(shí)現(xiàn)了以上已闡述的優(yōu)點(diǎn)。也可實(shí)現(xiàn)與周圍環(huán)境的換熱，以此可節(jié)約部件。附加地，可實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是可放棄將氨作為工作流體且可在第三換熱器的循環(huán)中使用水，而不必放棄水的過熱的可能性。這通過兩級蓄能循環(huán)實(shí)現(xiàn)，其中蓄能循環(huán)在與周圍環(huán)境連接的第一換熱器上例如可有利地以二氧化碳運(yùn)行。在此，也涉及其使用不涉及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的物質(zhì)。但二氧化碳可能在更低的溫度下已過熱，其中通過在二氧化碳循環(huán)中進(jìn)行朗肯過程實(shí)現(xiàn)第三換熱器的加熱。通過第三換熱器提供的能量當(dāng)然高于周圍環(huán)境的溫度水平，使得在水循環(huán)中可在技術(shù)可實(shí)現(xiàn)的壓力情況下實(shí)現(xiàn)水蒸汽的過度加熱。
[0012]當(dāng)使用來自周圍環(huán)境的水作為熱載體時(shí)，獲得了本發(fā)明的特別有利的構(gòu)造。此水可例如從河流中獲取。其優(yōu)點(diǎn)是水尤其是流動的水比空氣的溫度波動更低。以此，可在更小的溫度范圍內(nèi)執(zhí)行夏季過程以及冬季過程。此外，水以簡單的方式可引入第一或第二換熱器。
[0013]此技術(shù)問題根據(jù)本發(fā)明以前述設(shè)備另外通過如下方式解決，即第一換熱器且在存在第二換熱器的情況中該第二換熱器保證與周圍環(huán)境的換熱。這將設(shè)備有利地維護(hù)為可實(shí)現(xiàn)以上給出的方法。以上所述的優(yōu)點(diǎn)因此相應(yīng)地適用。
[0014]當(dāng)然，前述設(shè)備通過如下方式也適合于本發(fā)明的替代的解決方法，即在附加循環(huán)中將如下單元以所給出的次序通過管路相互連接:作為作功機(jī)械連接的第三熱流體能機(jī)，第三換熱器，尤其是第二節(jié)流閥的用于工作流體卸壓的裝置，和第一換熱器。第一換熱器和第二換熱器保證與設(shè)備的周圍環(huán)境換熱，以此可實(shí)現(xiàn)以上所提及的優(yōu)點(diǎn)，且尤其將設(shè)備維護(hù)為轉(zhuǎn)換在此給出的方法之一。
[0015]根據(jù)有利的構(gòu)造，設(shè)備可提供為使得蓄能循環(huán)和釋能循環(huán)至少部分地延伸通過相同的管路。這意味著管路既在釋能循環(huán)中又在蓄能循環(huán)中被流過?？扇绱藰?gòu)造的原因是設(shè)備總是通過換熱器(對應(yīng)于蓄能循環(huán)和釋能循環(huán))或者僅用于存儲熱力學(xué)能或者僅用于釋放熱力學(xué)能。這因此基于存在剩余的能量可供蓄充熱存儲器的狀態(tài)或出現(xiàn)要將熱存儲器中所存儲的能量例如轉(zhuǎn)化為電能的需求情況。因此，同時(shí)進(jìn)行蓄能和釋能循環(huán)的運(yùn)行在技術(shù)上因此是無意義的。通過至少部分地使用相同的管路，有利地節(jié)約了材料且進(jìn)一步降低了部件費(fèi)用。如果使用相同的熱流體能機(jī)用于蓄充和釋放，則尤其可通過相同的管路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)緊湊的蓄能和釋能循環(huán)。否則，不同的流體能機(jī)以及必要的節(jié)流閥和泵可通過合適的旁通管路和閥整合到此循環(huán)中。
[0016]特別有利的是至少在熱存儲器的內(nèi)部提供相同的管路用于蓄能循環(huán)和釋能循環(huán)。這明顯降低了制造熱存儲器的費(fèi)用，因?yàn)樵跓岽鎯ζ鲀?nèi)必需通過管路提供盡可能大的表面積以用于熱傳輸。此外，在使用帶有一個(gè)管路系統(tǒng)的情況中可以以熱存儲器介質(zhì)填充這個(gè)體積，該體積必須在熱存儲器內(nèi)使用兩個(gè)管路系統(tǒng)時(shí)用于管路系統(tǒng)之一，以此有利地實(shí)現(xiàn)更緊湊的結(jié)構(gòu)形式。
[0017]如果比較根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和方法與根據(jù)W0 2009/044139 A2的設(shè)備和方法，則此外顯見可節(jié)約整個(gè)冷存儲器。這通過如下方式實(shí)現(xiàn)，即使得各進(jìn)行的朗肯過程的下溫度水平處于環(huán)境水平，使得可將周圍環(huán)境用作冷存儲器。這附加地具有的優(yōu)點(diǎn)是通過周圍環(huán)境提供的熱力學(xué)能可引入到過程內(nèi)。此外，省去了冷存儲器的部件費(fèi)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]本發(fā)明的另外的細(xì)節(jié)在下文中根據(jù)附圖描述。相同的或相應(yīng)的附圖元素被提供以相同的附圖標(biāo)號，且僅對其在單獨(dú)的附圖之間的差異進(jìn)行多次解釋。各圖為:
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例的機(jī)組連接圖，
[0020]圖2和圖3是通過根據(jù)圖1的設(shè)備執(zhí)行的根據(jù)本發(fā)明的方法的兩個(gè)實(shí)施例，
[0021]圖4是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的替代實(shí)施例的機(jī)組連接圖，和
[0022]圖5和圖6是通過根據(jù)圖4的設(shè)備執(zhí)行的方法的實(shí)施例，
[0023]其中在方法的曲線圖中，Y軸為溫度T，且X軸為熵S。

【具體實(shí)施方式】
[0024]在圖1中可見可用以將風(fēng)力發(fā)電廠11的剩余電能轉(zhuǎn)化為可存儲在熱存儲器12內(nèi)的熱力學(xué)能的設(shè)備。熱存儲器可通過未詳細(xì)圖示的方式例如由其中提供了通道系統(tǒng)的混凝土澆注體形成，該通道系統(tǒng)可被工質(zhì)流過。風(fēng)力發(fā)電廠11的電能通過馬達(dá)Μ饋送到設(shè)備內(nèi)。在需求情況中，熱存儲器12可釋能，其中最終通過發(fā)電機(jī)G可產(chǎn)生電能。為將電能轉(zhuǎn)化為熱力學(xué)能，反之亦然，在設(shè)備內(nèi)實(shí)現(xiàn)了蓄能循環(huán)13和釋能循環(huán)14。所述蓄能循環(huán)和釋能循環(huán)包括示意性地圖示的管路，在所述管路內(nèi)例如氨的工作流體可循環(huán)。通過閥15，分別激活或者蓄能循環(huán)13或者釋能循環(huán)14，方式是建立與熱存儲器12的連接。此外，在蓄能循環(huán)和釋能循環(huán)中提供第一換熱器16，該第一換熱器16可被供給以示意性地示出的河流17的河水。也為連接第一換熱器16提供了閥18，以便可將此換熱器16使用在蓄能循環(huán)13中和釋能循環(huán)14中。作為閥18的替代，也可如點(diǎn)劃線所圖示使用第二換熱器19。在換熱器的范圍內(nèi)以此方式形成了兩個(gè)分開的循環(huán)以用于蓄能循環(huán)13和釋能循環(huán)14，如在圖1中所示意，這使得閥18成為多余。
[0025]蓄能循環(huán)13和釋能循環(huán)14的各流動方向以箭頭示意。此外，在蓄能循環(huán)13和釋能循環(huán)14中通過數(shù)字1至10標(biāo)記了特征位置，其中在圖2和圖3中也可見進(jìn)行的朗肯過程的此特征位置。在下文中詳細(xì)解釋各過程的進(jìn)行。
[0026]在圖2中圖示了如可使用氨作為工質(zhì)(R171)執(zhí)行的蓄能循環(huán)20和釋能循環(huán)21。在循環(huán)的位置1中，工質(zhì)處于5巴的壓力下。在此，氨的沸點(diǎn)溫度為4°C。因此，可使用15°C的河水的熱以將工質(zhì)在第一換熱器16內(nèi)蒸發(fā)。以此方式，到達(dá)位置2。如從圖1中可見，工質(zhì)借助于馬達(dá)Μ通過作為流體力學(xué)壓縮機(jī)連接的第一流體能機(jī)22被置于超過131巴的壓力，例如140巴。在此，工質(zhì)被加熱到320°C且到達(dá)位置3。然后，此熱可引入到熱存儲器12的材料中，其中此熱存儲器12用作換熱器。在此過程步驟中，工質(zhì)被等壓冷卻到低于30°C的溫度，以此達(dá)到循環(huán)的位置4。通過第一節(jié)流閥23，可將工質(zhì)卸壓且以此方式到達(dá)5巴的壓力。在此位置處，有利地一個(gè)節(jié)流閥的簡單部件足以。不需要渦輪機(jī)等。
[0027]釋能循環(huán)21的運(yùn)行如下。冷凝壓力可調(diào)節(jié)在10巴，使得工質(zhì)(也為氨)的沸點(diǎn)溫度為25°C，即高于河流的15°C的溫度水平。在釋能循環(huán)21的位置5中存在液體氨，且通過泵24將其置于超臨界壓力。通過換熱器將工作加熱且超臨界地置于位置9。在此，存在于換熱器12內(nèi)的溫度水平可能未完全達(dá)到。例如，可加熱到220°C。從處于超臨界狀態(tài)的工質(zhì)可通過具有渦輪機(jī)形式的第二流體能機(jī)25獲取機(jī)械能，該機(jī)械能通過發(fā)電機(jī)G轉(zhuǎn)化為電能。在發(fā)電機(jī)G和第二流體能機(jī)25以及馬達(dá)Μ和流體能機(jī)22之間的機(jī)械連接構(gòu)造為軸26。在工質(zhì)卸壓之后，達(dá)到位置10。卸壓的工質(zhì)仍處于氣態(tài)且在25°C下被冷凝，其中在此將河水加熱。
[0028]在圖3中圖示了蓄能循環(huán)30和釋能循環(huán)21，所述循環(huán)如以根據(jù)圖1的設(shè)備通過使用水可進(jìn)行。在此,應(yīng)又在第一換熱器中使用其溫度為15°C的河水。如果水在25°C的溫度下冷凝，則前提條件是30毫巴的冷凝壓力。5°C的水的蒸發(fā)溫度要求10毫巴的壓力。由此可得到用于蓄能循環(huán)的運(yùn)行的如下參數(shù)。從位置1到位置2，水在10毫巴下蒸發(fā)。通過將水蒸汽壓縮到1巴到達(dá)蓄能循環(huán)的位置3，其中溫度升高到大致540°C。然后，在經(jīng)過換熱器12期間水被冷卻到99°C，以此將換熱器12加熱。在此，達(dá)到位置4。水蒸汽通過節(jié)流部23卸壓到10毫巴且在此又到達(dá)5°C的溫度。
[0029]釋能循環(huán)經(jīng)過如下位置。在位置5中，現(xiàn)在完全在30毫巴下冷凝的水加熱具有25°C的溫度。通過泵24將水置于工作壓力且將其運(yùn)輸通過換熱器12，在此水吸熱且到達(dá)位置7。在此，水開始沸騰且在此維持位置7中的溫度，直至水被完全蒸發(fā)(位置8)。在此，又涉及水的亞臨界蒸發(fā)。在換熱器12內(nèi)的溫度水平然后還導(dǎo)致水蒸汽的過熱而達(dá)到大致480°C的位置9。然后，通過使水蒸汽通過第二流體能機(jī)25卸壓達(dá)到位置10，在此水蒸汽又在30毫巴的壓力下達(dá)到25°C的溫度。在第一換熱器16中，水然后又冷凝，以此達(dá)到釋能循環(huán)的位置5。
[0030]在圖4中圖示了設(shè)備的另外的實(shí)施例。此實(shí)施例與根據(jù)圖1的實(shí)施例的差異主要在于蓄能循環(huán)分為兩級。換熱器12的加熱在蓄能循環(huán)13中進(jìn)行，該蓄能循環(huán)13與在圖1中所示不同完全地與釋能循環(huán)14分開。類似于圖1，蓄能循環(huán)13構(gòu)造為帶有第一節(jié)流部23、換熱器12和第一流體能機(jī)22，且釋能循環(huán)構(gòu)造為帶有泵24、換熱器12、第二流體能機(jī)25和第二換熱器19。當(dāng)然，換熱器12具有兩個(gè)分別用于蓄能循環(huán)和釋能循環(huán)的相互獨(dú)立的通道系統(tǒng)，所述通道系統(tǒng)在圖4中為詳細(xì)圖示。
[0031]但圖4和圖1之間的關(guān)鍵的差異在于在蓄能循環(huán)13中使用第三換熱器27。該第三換熱器27為進(jìn)行換熱不被提供以帶有環(huán)境溫度的河水，而是連接在附加循環(huán)28上。附加循環(huán)28具有如下功能。除驅(qū)動第一流體能機(jī)22的馬達(dá)Ml外也提供了馬達(dá)M2，該馬達(dá)M2通過軸26驅(qū)動流體能機(jī)29。此流體能機(jī)29提供在附加循環(huán)29中且將例如二氧化碳的工作流體壓縮，所述工作流體由此被加熱且在第三換熱器27中將熱釋放給蓄能循環(huán)13的工作流體(例如水)。然后，附加循環(huán)28的工作流體通過第二節(jié)流部30卸壓且通過將其熱釋放給河流17的第一換熱器16冷凝。
[0032]在圖4中標(biāo)記了位置1’、2 ’、3 ’和4 ’，且所述位置給出了在圖5中圖示的朗肯過程的特征位置。在此涉及輔助蓄能循環(huán)20a，該輔助蓄能循環(huán)20a是根據(jù)圖4的兩級蓄充過程的第一級。從位置1’到位置2’在5°C的溫度和40巴的壓力下將二氧化碳蒸發(fā)。在此，所需的能量來自河流17，且通過第一換熱器16輸入。通過第三流體能機(jī)29將二氧化碳壓縮到97巴且達(dá)到80°C的溫度(位置3’)。此熱可通過第三換熱器27釋放給蓄能循環(huán)13，其中為此可提供35°C至80°C的溫度范圍。在工質(zhì)冷卻到35°C之后達(dá)到位置4’，從此處通過二氧化碳被第二節(jié)流閥30的卸壓達(dá)到40巴的壓力(位置1’)。
[0033]在第三換熱器中的35°C的溫度水平可實(shí)現(xiàn)在蓄能循環(huán)13中以水作為工質(zhì)在與圖3的情況中不同的另外的水平上的運(yùn)行。冷凝可在30毫巴下在25°C的溫度下進(jìn)行(位置10至位置5)。因此，所述冷凝比圖3中的情況更高。另一方面，釋能循環(huán)可類似于根據(jù)圖3的情況(位置1到位置2)執(zhí)行。因此，對于釋能循環(huán)的溫度水平也就是還通過處于15°C的河流17預(yù)先給定。
[0034]原理上，根據(jù)本發(fā)明的方法不限制于在實(shí)施例中所限制的工作流體。例如也可使用例如丙烷的碳?xì)浠衔铩Ｈ绻麑⒏鶕?jù)圖1和圖4的實(shí)施例進(jìn)行對比，其元件也可不同地組合。例如，根據(jù)圖4的蓄能循環(huán)13和釋能循環(huán)14也可根據(jù)圖1以部分相同的管路和閥15實(shí)現(xiàn)，以此在換熱器12內(nèi)僅需提供一個(gè)通道系統(tǒng)。在此，當(dāng)然要求圖1中的第二換熱器19，而根據(jù)圖1的第一換熱器16應(yīng)通過第三換熱器27和帶有所有部件的附加循環(huán)28替代。
【權(quán)利要求】
1.一種用于蓄充和釋放換熱器(12)的方法，其中 *在蓄充循環(huán)期間，通過工作流體加熱換熱器(12)，其中在經(jīng)過換熱器(12)前通過作為作功機(jī)械連接的第一熱流體能機(jī)(22)使工作流體壓力升高，且在經(jīng)過熱存儲器(12)之后使工作流體卸壓，和 *在釋能循環(huán)期間，通過工作流體將熱存儲器(12)冷卻，其中在經(jīng)過熱存儲器(12)之前在工作流體內(nèi)產(chǎn)生壓力升高，且在經(jīng)過熱存儲器之后通過作為動力機(jī)械連接的第二熱流體能機(jī)(25)或作為動力機(jī)械連接的第一熱流體能機(jī)(22)使工作流體卸壓， 其特征在于， 將蓄充循環(huán)以及釋能循環(huán)構(gòu)造為朗肯過程，其中: *在蓄能循環(huán)期間通過第一換熱器(16)將工作流體蒸發(fā)，和 *在釋能循環(huán)期間通過第一和第二換熱器(19)將工作流體冷凝。 其中，所述第一換熱器(16)且在存在所述第二換熱器(19)的情況下所述第二換熱器(19)建立與周圍環(huán)境的溫度平衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作流體是氨或水。
3.一種用于蓄充和釋放換熱器(12)的方法，其中 *在蓄能循環(huán)期間，通過工作流體加熱所述換熱器(12)，其中在經(jīng)過所述換熱器(12)前通過作為作功機(jī)械連接的第一熱流體能機(jī)(22)使工作流體壓力升高，且在經(jīng)過熱存儲器(12)之后使工作流體卸壓，和 *在釋能循環(huán)期間，通過工作流體將熱存儲器(12)冷卻，其中在經(jīng)過熱存儲器(12)之前使工作流體壓力升高，且在經(jīng)過熱存儲器之后通過作為動力機(jī)械連接的第二熱流體能機(jī)(25)或作為動力機(jī)械連接的第一熱流體能機(jī)(22)使工作流體卸壓， 其特征在于， 將蓄能循環(huán)以及釋能循環(huán)構(gòu)造為朗肯過程，其中: *在蓄能循環(huán)期間通過第三換熱器(27)將工作流體蒸發(fā)， *在釋能循環(huán)期間通過第二換熱器(19)將工作流體冷凝， *在蓄能循環(huán)期間通過具有更低沸點(diǎn)的另外的工作流體加熱所述第三換熱器(27)，其中在經(jīng)過換熱器(27)前通過作為作功機(jī)械連接的第三熱流體能機(jī)(29)使所述另外的工作流體壓力升高，且在經(jīng)過熱存儲器(27)之后將所述另外的工作流體卸壓， 其中第一換熱器(16)和第二換熱器(19)與周圍環(huán)境形成溫度平衡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述工作流體是水，而所述第二工作流體是二氧化碳。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用來自周圍環(huán)境的水作為熱載體。
6.一種用于以熱存儲器(12)存儲和釋放熱力學(xué)能的設(shè)備，其中熱存儲器(12)將存儲的熱釋放給用于工作流體的蓄能循環(huán)(13)和用于工作流體的釋能循環(huán)(14)，其中在所述蓄能循環(huán)(13)中，如下單元以所給出的次序通過管路相互連接: *作為作功機(jī)械連接的第一熱流體能機(jī)(22)， *熱存儲器(12)， *用于工作流體卸壓的裝置，尤其是第一節(jié)流部(23)，和 *第一換熱器(16) 且其中在所述釋能循環(huán)(14)中將如下單元以所給出的次序通過管路相互連接: *換熱器(12)， *作為動力機(jī)械連接的第二熱流體能機(jī)(25)或作為動力機(jī)械連接的第一熱流體能機(jī)(22)， *第一換熱器(16)或第二換熱器(19)，和 *泵(24)， 其特征在于， 所述第一換熱器(16)且在存在所述第二換熱器(19)的情況中所述第二換熱器(19)確保與所述設(shè)備的周圍環(huán)境的換熱。
7.一種用于以熱存儲器(12)存儲和釋放熱力學(xué)能的設(shè)備，其中所述熱存儲器(12)將存儲的熱釋放給用于工作流體的蓄能循環(huán)(13)和用于工作流體的釋能循環(huán)(14)，其中在所述蓄能循環(huán)(13)中將如下單元以所給出的次序通過管路相互連接: *作為作功機(jī)械連接的第一熱流體能機(jī)(22)， *熱存儲器(12)， *用于工作流體卸壓的裝置，尤其是第一節(jié)流部(23)，和 *第三換熱器(27) 且其中在所述釋能循環(huán)(14)中將如下單元以所給出的次序通過管路相互連接: *換熱器(12)， *作為動力機(jī)械連接的第二熱流體能機(jī)(25)或作為動力機(jī)械連接的第一熱流體能機(jī)(22)， *第二換熱器(16)，和 *泵(24)， 其特征在于， 在附加循環(huán)(28)中將如下單元以所給出的次序通過管路相互連接: *作為作功機(jī)械連接的第三熱流體能機(jī)(29)， *第三換熱器(27)， *用于工作流體卸壓的裝置，尤其是第二節(jié)流部(30)，和 *第一換熱器(16), 其中，所述第一換熱器(16)和所述第二換熱器(19)保證與設(shè)備的周圍環(huán)境的換熱。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，其特征在于，所述蓄能循環(huán)(13)和所述釋能循環(huán)(14)至少部分地延伸通過相同的管路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，至少在所述熱存儲器(12)內(nèi)提供有用于蓄能循環(huán)(13)和釋能循環(huán)(14)的相同的管路。
【文檔編號】F01K3/18GK104271896SQ201380023586
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月17日
【發(fā)明者】D.雷茲尼克, H.斯蒂斯達(dá)爾 申請人:西門子公司