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Das Wärme - SchwerefeldprinzipEin alternativer Weg zum Gewinnen von Elektrizität aus Wärme

Das Wärme - SchwerefeldprinzipEin alternativer Weg zum Gewinnen von Elektrizität aus Wärme

IVIII

III

pumpen durch Wärme

Kreislauf zum Umwälzen der Wärmen

(ein Aggregatzustand)Kreislauf zum

Energiegewinnen(zwei Aggregatzustände)

Kreislauf zum Energiegewinnen

(zwei Aggregatzustände)

Wärmespeicher

gasförmigniedriger Druckgeringere Höhe

gasförmighöherer Druckgrößere Höhe

flüssighöherer Druck größere Höhe

flüssigniedriger Druck geringere Höhe

Legende:= Energietransport mittels zweier Aggregatzustände = Energietransport mittels eines Aggregatzustands= mechanischer/elektrischer Energietransport= mechanischer/elektrischer Energietransport - optional= Energietransport mittels eines Aggregatzustands - optional

WärmequelleWärmequelle

VerbraucherVerbraucher

Nebenstehendes Quadrantendiagramm beschreibt den physikalisch / technischen Rahmen des Wärme - Schwerefeldprinzips in der Ausführung einesWärme - Schwerefeldkraftwerks. Den vier Quadranten sind jeweils unterschiedliche Aggregatzustände bei unterschiedlichen Drücken, Temperaturen in unterschiedlichen Höhen zugeordnet.Die vier Zustandsänderungen sind mit nur wenigen aktiven, wie passiven Bauelementen ausgeführt:Zwei thermisch gekoppelte Wärmetauscher, eine Flüssigkeitsturbine und ein Kompressor.Zwecks Entnahme bzw. Speicherung von Energie sind ein Generator und optional ein Speicher vorhanden. Durch den Speicher ist das Wärme -Schwerefeldprinzip für Grund- und Spitzenlast geeignet.

Kompressor

Wärmetauscherzwecks Phasenübergang

gasförmig => flüssig

Turbine

Wärmetauscherzwecks Phasenübergang

gasförmig <= flüssig

Generator

Umwälzpumpe

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Der Prozeßablauf im Wärme - SchwerefeldprinzipDer Prozeßablauf im Wärme - Schwerefeldprinzip

Eine Flüssigkeit wird bei „niedrigem“ Druck unter Zufuhr von Wärme

verdampft.

Der Dampf wird komprimiert und dadurch auf ein geringeres Volumen

und eine höhere Temperatur gebracht. Dies dient später auch dazu,

die Verdampfungswärme auf höherem Temperaturniveau zurück

zu gewinnen.

Der komprimierte Dampf strömt durch den Kamineffekt angetrieben

auf eine größere Höhe. Der Kamineffekt kühlt dabei den Dampf

etwas ab.(=Energiewandlung/Energiegewinn)

Der komprimierte Dampf wird unter Abgabe seiner Wärmen kondensiert und die Flüssigkeit ebenso herunter gekühlt. Die anfallenden Wärmen

werden dem Prozeß des Heizens und Verdampfens wieder zur Verfügung

gestellt.

Die in der Flüssigkeit gespeicherte potentielle Energie wird entzogen

und externen und internen Nutzern zur Verfügung gestellt. Danach steht

die Flüssigkeit wieder zum Verdampfen zur Verfügung.

Die durch den Kamineffekt gegebene Abkühlung wird durch Erhöhen der

Basistemperatur der Flüssigkeit ausgeglichen.

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Die zugrundeliegende PhysikDie zugrundeliegende Physik

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Wichtige AnmerkungenWichtige Anmerkungen

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Grundlegende VorgehensweisenGrundlegende Vorgehensweisen

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Ein schematisches FunktionsdesignEin schematisches Funktionsdesign

K : KompressorT : TurbineG : Generator

Dieses schematische Funktionsdesign eines Wärme – Schwerefeldkraftwerks zeigt eine mögliche Anordnung der benötigten Elemente.Die dargestellten Kurzschlüsse bei Kompressor und Turbine, die mittels der Ventile 1 und 2 eingeschaltet werden können, dienen dem Anfahren der Anlage und sind ansonsten außer Betrieb.Der aktive Wärmetauscher der Kaltpunktkorrektur wird benötigt, um die physikalischen Gegebenheiten der Wärmetauscher Verdampfer, wie Kondensator, sowie die entstehenden Reibungswärmen in den Rohren, der Umwälzpumpe und der Turbine zu kompensieren.

GTK

Kondensator

Verdampfer

Wärmequelle

Umwälzpumpe

Kaltpunktkorrektur

Dam

pf

Flüs

sigk

eit

Ventil 2

Ventil 1

Umwälzpumpe

Flüssigkeitskühler

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Fragen & AntwortenFragen & Antworten

Warum gibt es im Wärme – Schwerefeldprinzip hohen Druck?

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Fragen & AntwortenFragen & Antworten

Wozu dient der Kompressor?

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Fragen & AntwortenFragen & Antworten

Wie ergibt sich der Kaltpunkt im Wärme - Schwerefeldprinzip?