JP7794820B2 - エネルギ貯蔵の為のプラントおよびプロセスならびにプラントおよび／またはエネルギ貯蔵の為のプロセスにおける熱担体を制御する為の方法 - Google Patents

Description

発明の分野

本発明の目的は、エネルギ貯蔵の為のプラントおよび方法である。より正確には、本発明の目的は、グリッドおよび／またはシステムからの機械的／電気的エネルギを吸収／使用することができ、たとえば、過剰な利用可能性／または乏しい消費がある期間に、貯蔵されたエネルギを時間にわたって維持することができ、それを機械的／電気的エネルギに変換し、前記機械的／電気的エネルギの要求時にそれをネットワークおよび／またはシステムに再導入することができるシステムである。特に、本発明は、プラントおよび／またはエネルギ貯蔵プロセスにおける熱担体を制御するための方法に関する。

発明の背景

そのようなタイプのシステムの１つは、たとえば、同じ出願人に代わって、エネルギ貯蔵の為のプロセスおよびプラントを示す公的な書類ＷＯ ２０２０／０３９４１６に示されている。ＷＯ ２０２０／０３９４１６号のプラントは、大気空気とは異なる作動流体を、気相および大気との圧力平衡において貯蔵する為のケーシングと、臨界温度に近い温度を有する液体または超臨界相中の、そのような作動流体を貯蔵するためのタンクであって、臨界温度が周囲温度に近いタンクと、を備える。プラントは、ケーシングとタンクとの間で、最初に充填構成において一方向に、次に放出構成において反対方向に、閉鎖された循環熱力学変換を実行するように構成される。充填構成において、プラントは熱と圧力を蓄積し、放出構成において、エネルギを生成する。

定義

本明細書および添付の特許請求の範囲において、以下の定義を参照する。

・熱力学サイクル（ＴＣ）：ポイントＸからポイントＹ（ＸはＹと一致する）への熱力学変換。ＴＣは、後述するＣＴＴ（サイクリック熱力学変換）とは異なり、サイクル内に質量蓄積（エネルギ目的には重要）を持たないが、ＣＴＴは典型的には２つの作動流体貯蔵（１つの初期貯蔵ともう１つの最終貯蔵）の間で機能する。

・循環熱力学変換（ＣＴＴ）：ポイントＸからポイントＹおよびポイントＹからポイントＸへの熱力学的変換であって、必ずしも同一の中間ポイントを通る必要はない。

・閉鎖されたＴＣおよび／またはＣＴＴ：大気との質量交換（エネルギ目的では重要）がない。

・開放ＴＣおよび／またはＣＴＴ：大気との質量交換（エネルギ目的では重要）を伴う。

概要

国際公開ＷＯ ２０２０／０３９４１６号に記載されたタイプのシステムについて、出願人は、循環熱力学変換（ＣＴＴ）を動作するプラントの機械の性能および循環の「熱的」性能により、環境中で処分される熱が常に存在することを観察した。たとえば、Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（ＲＴＥ；ラウンドトリップ効率）を８０％と仮定すると、２０％が環境に放散される。熱を環境と交換することができる必要性は、循環熱力学変換（ＣＴＴ）の貯蔵フェーズの温度レベル（従って、圧力レベル）を決定する能力、即ち、液体条件において作動流体の質量を蓄積する温度および圧力を決定する能力から生じる。たとえば、比較的低い圧力は、タンク、配管等の厚さを制限し、機械を簡素化することを可能にし、これはプラント達成コストのかなりの低減につながるので、システムの寸法決定のために好ましい。

放散される熱の一部は、平均温度、たとえば、機械的および電気的損失で発生し、潤滑油または冷却空気に伝達され、温度が通常周囲温度よりも高いので環境中で容易に処分されるので、容易に処分可能であることを出願人は観察した。

出願人はまた、処分される上記熱の一部は、その代わりに周囲温度に近く、処分することがより困難であることを観察した。実際、ＣＴＴシステムにおいて、熱は、周囲温度／ソース温度よりも高い温度を有する場合にはプロセスの特定ポイントで出て行くことができ、一方、周囲温度／ソース温度よりも高い温度を有しない場合には入ることができる。

環境との熱交換を可能にするために、入口または出口において、周囲温度から独立して、すなわち、ＣＴＴシステムの動作を周囲温度から切り離すために、ヒートポンプまたは冷凍機などの循環熱力学的変換（ＣＴＴ）に関して外部の装置を介して、周囲温度よりも高いまたは低い温度で人工ソースを生成することが知られている。そのような既知の解決策のタイプは、たとえば、ＷＯ ２０２０／０３９４１６に図示されており、これは、図９において、二次流体または熱担体（凝縮および蒸発に有用）によって横断されるその二次循環路が、補助冷凍機に動作可能に接続されることを示す。

しかしながら、出願人は、追加のヒートポンプのようなＣＴＴに関して外部の装置を使用することは、プラントをより複雑にし、したがって、より費用がかかり、信頼性が低くなることを認めた。

出願人はまた、外部装置の使用がシステムの全体的な性能の低下を引き起こすことを観察した。

したがって、出願人は、循環熱力学変換（ＣＴＴ）自体の外部のシステム／装置の助けを借りずに、凝縮および蒸発に有用な熱担体の温度を周囲温度から切り離すことによって、循環熱力学変換（ＣＴＴ）に使用される作動流体の凝縮および／または蒸発圧力を自由に選択／設定することができるという目的を設定した。

特に、本出願人は、作動流体のパラメータを能動的に調整することによって、熱担体の温度を制御し、熱担体の前記温度を周囲温度から切り離すことが可能であることを見出した。

特に、前記の目的及び更に他の目的は、添付の特許請求の範囲にクレームされ、更に／又は、下記の態様に記載されている種類のエネルギ貯蔵のためのプラント及び方法によって実質的に達成される。

独立した態様において、本発明は、以下を含むエネルギ貯蔵のためのプロセスに関し、このプロセスは、大気圧空気とは異なる作動流体を貯蔵するためのケーシングと、前記作動流体を液体又は超臨界相に貯蔵するためのタンクとの間で、最初に充填配置／相で一方向に、次に放出配置／相で逆方向に、閉じた循環熱力学変換を行うことを含み、充填フェーズにおいて、プロセスは熱とポテンシャルエネルギを圧力の形で蓄積し、放出フェーズではエネルギを発生させ、
充填フェーズにおいて、作動流体の凝縮は、熱担体による熱吸収（および作動流体からの熱の移動）によって実施され、冷却器／凝縮器として機能する凝縮器／蒸発器で実行されて、前記作動流体を液体または超臨界相に貯蔵し、
放出フェーズにおいて、作動流体の蒸発が実施され、液体または超臨界フェーズから出発して、熱担体からの熱の移動（および作動流体による熱吸収）によって、加熱器／蒸発器として機能する前記凝縮器／蒸発器内で実行され、
凝縮および／または蒸発に関連する少なくとも１つの作動流体パラメータを積極的に温度を周囲温度から切り離すように、凝縮および／または蒸発に関連する少なくとも１つの作動流体パラメータを能動的に調整するために構成され、
作動流体の前記少なくとも１つの能動的に調整されたパラメータは、グループから選択され、このグループは、
・凝縮器入口温度、即ち、充填フェーズにおける凝縮器／蒸発器への入口温度、および／または、
・凝縮開始温度、および／または、
・凝縮終了温度、および／または、
・凝縮器出口温度、即ち、充填フェーズにおける凝縮器／蒸発器の出口温度、および／または、
・蒸発器入口温度、即ち、放出フェーズにおける凝縮器／蒸発器への入口温度、および／または、
・蒸発開始温度、および／または、
・蒸発終了温度、および／または、
・蒸発器出口温度、即ち、放出フェーズにおける凝縮器／蒸発器の出口における温度。

独立した態様において、本発明は、以下を含む、エネルギー貯蔵の為のプラントに関する。
大気とは異なる作動流体、
作動流体を気相で且つ大気と圧力平衡で貯蔵するように構成された少なくとも１つのケーシング、
前記作動流体を液体または超臨界相で貯蔵するように構成された少なくとも１つのタンク、
ケーシングとタンクとの間に動作可能に介装され、ケーシングとタンクとを直接的および／または間接的に接続する配管であって、配管は、以下を区切るもの、
ケーシングからタンクに延びる少なくとも１つの充填経路、
タンクからケーシングに延びる少なくとも１つの放出経路、
配管に沿って配列され、作動流体を膨張させるように構成された少なくとも１つの膨張器（任意選択的に膨張タービン）、
配管に沿って配列され、前記作動流体を圧縮するように構成された少なくとも１つの圧縮器（任意選択的にはターボチャージャ）、
配管に沿って配列され、タンクに動作可能に結合され、熱を作動流体に伝達するか、または作動流体から熱を吸収するように構成された熱担体を備える、少なくとも１つの凝縮器／蒸発器であって、
プラントは、前記ケーシングと前記タンクとの間で、作動流体との閉じた循環熱力学変換を、最初に充填構成で一方向に、次に放出構成で反対方向に行うように構成され、
充填構成において、プラントは、熱担体による熱吸収（および作動流体からの熱の伝達）によって作動流体を凝縮し、凝縮器／蒸発器内で実行され、凝縮器／蒸発器は冷却器／凝縮器として機能し、前記作動流体を液体または超臨界相に貯蔵するように構成され、
放出構成において、プラントは、加熱器／蒸発器として機能する前記凝縮器／蒸発器内で実行される熱キャリアからの熱の移動（および作動流体による熱吸収）によって、液体または超臨界相から出発して作動流体を蒸発させるように構成され、
プラントはまた、調整装置と、調整装置に動作可能に結合された制御ユニットとを備え、制御ユニットは、加熱担体の少なくとも１つの温度を制御し、加熱担体の前記少なくとも１つの温度を周囲温度から切り離すために、前記調整装置を介して、凝縮および／または蒸発に関連する作動流体の少なくとも１つのパラメータを能動的に調整するように構成および／またはプログラムされ、
前記作動流体の前記少なくとも１つの能動的に調整されたパラメータは、グループから選択され、このグループは、
・凝縮開始温度、および／または、
・凝縮終了温度、および／または、
・凝縮器出口温度、即ち、充填構成における凝縮器／蒸発器の出口における温度、および／または、
・蒸発器入口温度、即ち、放出構成における凝縮器／蒸発器への入口温度、および／または、
・蒸発開始温度、および／または、
・蒸発終了温度、および／または、
蒸発器出口温度、即ち、放出構成における凝縮器／蒸発器の出口温度。

１つの態様において、本明細書に記載および／または請求されるプロセスは、本明細書に記載および／または請求されるプラントを介して作動されるか、または本明細書に記載および／またはクレームされるプラントが、本明細書に記載および／または請求されるプロセスを行うように構成される。

１つの態様において、本発明は、エネルギ貯蔵の為のプロセスおよび／またはプラントにおける熱担体を制御するための方法に言及し、ここで、プロセスおよび／またはプラントは、上記態様において記載される。

この方法は、
熱担体の少なくとも１つの温度を制御し、かつ熱担体の前記少なくとも１つの温度を周囲温度から切り離すために、凝縮および／または蒸発に関連する作動流体の少なくとも１つのパラメータを能動的に調整するステップを含み、
作動流体の前記少なくとも１つの能動的に調整されるパラメータは、グループから選択され、このグループは、
・凝縮器入口温度、即ち、充填構成／フェーズの凝縮器／蒸発器への入口における温度、および／または、
・凝縮開始温度、および／または、
・凝縮終了温度、および／または、
・凝縮器出口温度、即ち、充填構成／フェーズにおける凝縮器／蒸発器の出口における温度、および／または、
・蒸発器入口温度、即ち、放出構成／フェーズにおける凝縮器／蒸発器への入口温度、および／または、
・蒸発開始温度、および／または、
・蒸発終了温度、および／または、
・蒸発器出口温度、即ち、放出構成／フェーズにおける凝縮器／蒸発器の出口温度。

「凝縮開始温度」とは、作動流体の気相から液相への相転移が開始する作動流体の温度を意味する。

「凝縮終了温度」とは、作動流体の気相から液相への相転移が終了する作動流体の温度を意味する。

このような開始および終了凝縮温度は、充填構成／フェーズにおける凝縮器／蒸発器内の作動流体によって達成される。

「蒸発開始温度」とは、作動流体の液相から気相への相転移が開始する作動流体の温度を意味する。

「蒸発終了温度」とは、作動流体の液相から気相への相転移が終了する作動流体の温度を意味する。

このような開始および終了蒸発温度は、放出構成／フェーズにおける凝縮器／蒸発器内の作動流体によって達成される。

本出願人は、作動流体のパラメータの少なくとも１つを能動的に調整することにより、周囲温度とは独立して、かつ周囲温度よりも高いまたは低い温度で人工源を作り出すように適合された循環熱力学変換（ＣＴＴ）の外側の装置の助けなしに、循環熱力学変換（ＣＴＴ）を行うことができることを確認した。

出願人は、作動流体の一つ又は複数のパラメータを能動的に調整することにより、プロセス／プラントのＣＴＴを周囲温度から切り離すことができ、同時にプラントを比較的単純に維持することができ、その結果、達成コストおよびその信頼性に関して利点があることを確認した。

本発明の更なる態様を以下に示す。

１つの態様において、熱担体およびタンクを有する凝縮器／蒸発器は、環境に対して「ほぼ断熱的」であるシステムの一部であり、実際には、断熱的と定義することができるが、断熱的とは、例えば、断熱材料および断熱材料を通して最小化することができる熱損失などの最小熱交換を除く。ほぼ断熱的なシステムは、前記凝縮器／蒸発器と、潜熱および顕凝縮熱および蒸発を貯蔵するのに必要な熱の形態の熱担体（または凝縮手段）を介したエネルギ貯蔵器と、凝縮された加圧作動流体が蓄積されるタンクと、を備える。

１つの態様において、ベイズン（ｂａｓｉｎ）は熱担体を含み、ベイズンは環境と「ほぼ断熱的」なシステムの一部である。

１つの態様において、凝縮器／蒸発器は、直列または並列に、凝縮器および蒸発器の両方として動作することができる単一の交換器または単一の複数の交換器を備える。

１つの態様において、凝縮器／蒸発器は、凝縮交換器（または直列または並列の単一の複数の凝縮交換器）と、異なる蒸発交換器（または直列または並列の単一の複数の蒸発交換器）とを備える。

１つの態様において、作動流体の複数のパラメータを調整するように構成される。

１つの態様において、作動流体は二酸化炭素である。

１つの態様において、作動流体は、所定のグループから選択され、このグループは、ＣＯ_２、ＳＦ_６、Ｎ_２Ｏ若しくはこれらの混合物、または、これらと添加剤として作用する他の成分との混合物であっても、たとえば、主に、得られる混合物の臨界温度パラメータを修正してシステムの性能を最適化するために用いることができるものを含む。

１つの態様において、熱担体は、水および／または主に水ベースの混合物である。

１つの態様において、充填フェーズは、作動流体の凝縮に続いて、作動流体の過熱除去（ｄｅｓｕｐｅｒｈｅａｔｉｎｇ）、続いて作動流体の過冷却を含む。

１つの態様において、凝縮器入口温度は、過熱除去の開始時の温度であり、凝縮開始温度は、過熱除去の終了時および実際の凝縮の開始時の温度であり、凝縮終了温度は、実際の凝縮の終了時および過冷却の開始時の温度であり、凝縮器出口温度は、過冷却の終了時の温度である。

１つの態様において、作動流体の前記少なくとも１つの能動的に調整されたパラメータは、蒸発圧力であり、前記蒸発圧力の調整は、蒸発器入口温度および／または蒸発開始温度および／または蒸発終了温度に影響を与える。

１つの態様において、放出フェーズは、作動流体の可能な加熱および／または絞り、続いて作動流体の蒸発、続いて作動流体の過熱を含む。

１つの態様において、蒸発器入口温度は、加熱および／または絞りの開始時の温度であり、蒸発開始温度は、加熱および／または絞りの終了時および実際の蒸発の開始時の温度であり、蒸発終了温度とは、実際の蒸発終了時および過熱開始時の温度であり、蒸発器出口温度は、過熱の終了時の温度である。

１つの態様において、蒸発器入口温度と蒸発開始温度とが一致する。

１つの態様において、熱担体は、第１の熱吸収開始温度、第２の熱吸収終了温度、第３の熱伝達開始温度、第４の熱伝達終了温度、を有する。

１つの態様において、作動流体が凝縮器入口温度にあるとき、熱担体は第１の熱吸収開始温度を有する。

１つの態様において、作動流体が凝縮器出口温度にあるとき、熱担体は第２の熱吸収終了温度を有する。

１つの態様において、作動流体が蒸発器入口温度にあるとき、熱担体は第３の熱伝達開始温度を有する。

１つの態様において、作動流体が蒸発器出口温度にあるとき、熱担体は第４の終了熱伝達温度を有する。

１つの態様において、熱担体が両方のフェーズ（充填および放出）に対して同じであり、熱を有意に放散しないシステム内に維持される場合、第２の熱吸収終了温度および第３の熱伝達開始温度は一致する。

１つの態様において、制御される熱担体の前記少なくとも１つの温度は、熱担体の第１の温度および／または第４の温度を含む。

一つの態様において、第４の温度が第１の温度よりも高くなるように担体の第１の温度および／または第４の温度を制御して、蒸発に関して凝縮中に過剰な熱を有するように、作動流体が貯蔵されている間に熱担体が熱を環境に伝達することができるように構成される。この制御は、プラントが非常に寒冷な環境にある場合に行われる。このようにして、熱担体は、静的蓄積期間中に熱を環境に伝達して、第４の温度から第１の温度に戻すことができる。

一つの態様において、第１の温度および／または第４の温度を、第１の温度が第４の温度よりも高くなるように制御して、凝縮に関して蒸発中に過剰な熱を有するように、作動流体が貯蔵されている間に熱担体が環境から熱を吸収することができるように構成される。この制御は、プラントが非常に高温の環境にある場合に行われる。このようにして、熱担体は、静的蓄積期間中に環境から熱を吸収し、第４の温度から第１の温度に戻すことができる。

１つの態様において、凝縮中の前記過剰な熱を蒸発に対して有するように熱担体の第１の温度を制御するステップは、凝縮中に、凝縮器入口温度を増加させること、または凝縮器入口温度と凝縮開始温度との間の差を増加させる工程、および／または、凝縮器出口温度を減少させる工程、または凝縮終了温度と凝縮器出口温度との差を増加させる工程を含む。

１つの態様において、蒸発に関して凝縮中に前記過剰な熱を有するように熱担体の第１の温度を制御するステップは、蒸発中に蒸発圧力を増加させ、従って、蒸発器入口温度および／または蒸発開始温度および／または蒸発終了温度を増加させる工程、および／または、蒸発終了温度と蒸発出口温度との差を減少させる工程、を含む。

１つの態様において、凝縮に関して蒸発中に前記過剰な熱を有するように熱担体の第１の温度を制御するステップは、凝縮中に、凝縮器入口温度を減少させる工程、または凝縮器入口温度と凝縮開始温度との差を減少させる工程、および／または、凝縮器出口温度を増加させる工程、または凝縮終了温度と凝縮器出口温度との差を減少させる工程、を含む。

１つの態様において、凝縮に関して蒸発中に前記過剰な熱を有するように熱担体の第１の温度を制御するステップは、蒸発中に、蒸発圧力を減少させる工程、従って、蒸発器入口温度および／または蒸発開始温度および／または蒸発終了温度を減少させる工程、および／または、蒸発終了温度と蒸発出口温度との差を増加させる工程、を含む。

１つの態様において、調整装置は、流動制御弁を備え、この流動制御弁は、タンクと凝縮器／蒸発器との間に作動可能に配列され、作動流体の蒸発圧力、ひいては蒸発器入口温度および／または蒸発開始温度および／または蒸発終了温度を調整するように構成される。

１つの態様において、調整装置は、制御弁を備え、この制御弁は、入口膨張器に配置され、作動流体の蒸発圧力、ひいては蒸発器入口温度および／または蒸発開始温度および／または蒸発終了温度を調整するように構成された制御弁を備えている。

１つの態様において、調整装置は、少なくとも一つの熱交換器を備え、この少なくとも一つの熱交換器は、熱を環境と交換するように構成され、作動流体の配管に直接的または間接的に結合され、凝縮器／蒸発器の上流および充填経路に沿った圧縮器の下流に配置され、環境と熱交換するように構成された少なくとも一つの熱交換器は、凝縮器入口温度を調整するように構成される。

１つの態様において、圧縮器の下流及び凝縮器／蒸発器の上流の充填構成／フェーズにおける作動流体の温度は、周囲温度よりも高い。

１つの態様において、充填構成／フェーズにおいて、圧縮器の吐出温度は４５０℃未満であり、任意選択的に３７５℃未満である。

１つの態様において、蓄熱器（熱エネルギ貯蔵器またはＴＥＳ）が、配管に動作可能に結合され、膨張器と凝縮器／蒸発器との間に配列される。

１つの態様において、蓄熱器は、「加圧充填ベッド」（ＰＰＢ）である。

１つの態様において、蓄熱器は、液体、任意選択的に水を含むタイプである。

１つの態様において、蓄熱器は、複数の蓄熱器を含み、かつ／または複数の部分に分割される。

１つの態様において、前記複数の蓄熱器の少なくとも１つまたは上記部分の少なくとも１つは「加圧充填ベッド」（ＰＰＢ）であり、前記複数の蓄熱体の少なくとも１つまたは上記部分の少なくとも１つは液体タイプである。

１つの態様において、前記複数のまたは上記部分の少なくとも１つの蓄熱器は、２つの圧縮器または２つの圧縮段の間および／または２つの膨張器または２つの膨張段の間に動作可能に位置される。

１つの態様において、調整装置は、蓄熱器に動作可能に結合されるか、または蓄熱器と凝縮器／蒸発器との間で動作可能に能動的である。

１つの態様において、蓄熱器は、熱流体と補助交換器とを含み、補助交換器は、配管に動作可能に結合され、凝縮器／蒸発器の上流に充填経路に沿って配置される。

１つの態様において、環境と熱を交換するように構成された熱交換器は、蓄熱器に動作可能に結合される。したがって、蓄熱器は、環境に伝達するか、または環境から熱を受け取ることができる。

１つの態様において、蓄熱器は、第１のタンクと、互いに接続され、かつ補助交換器に接続され、かつ熱流体を収容する第２のタンクと、環境と熱交換するように構成され、かつ第１のタンクと補助交換器との間に位置された第１の熱交換器と、環境と熱交換するように構成され、かつ第２のタンクと補助交換器との間に配置された第２の熱交換器とを備える。

１つの態様において、蓄熱器は、補助交換器および熱担体のベイズンと流体連通する熱流体の為のタンクと、環境と熱交換するように構成され、かつタンクと補助交換器との間に位置された第１熱交換器と、環境と熱交換するように構成され、かつ補助交換器とベイズンとの間に位置された第２熱交換器と、を備える。

１つの態様において、熱流体は、同じ熱担体である。

１つの態様において、複数の蓄熱体のうちの少なくとも１つまたは上記部分のうちの少なくとも１つは、熱担体の一部を使用するために、ベイズンと流体接続している。

１つの態様において、調整装置は、熱担体および／または作動流体の流量および／またはレベル調節器を備え、これは、流量および／またはレベル調節器が、凝縮器として機能するときに、凝縮器／蒸発器内で作動的に能動的であり、流量および／またはレベル調節器が、熱担体および／または作動流体の流量および／または前記レベルを調整するように構成され、従って、凝縮器出口温度を調整するように構成される。

１つの態様において、凝縮器／蒸発器は、作動流体を凝縮終了温度から凝縮器出口温度まで冷却する（過冷却）専用の過冷却交換器を備え、凝縮器出口温度は、過冷却交換器内の熱担体の流量を調整することにより調整される。

１つの態様において、凝縮器／蒸発器は、管束およびシェル（シェルおよび管）を有するタイプである。

１つの態様において、熱担体は、管束の管に含まれ、作動流体は、シェルに含まれ、ここで、凝縮器出口温度は、シェル内の作動流体のレベルを調整することによって（および／または、管の数を選択することによって、従って、過冷却専用の交換器の表面の量を選択することによって）調整される。

１つの態様において、作動流体は、管束の管に含まれ、熱担体は、シェルに含まれ、ここで、凝縮器出口温度は、管内の熱担体の流量を調整することによって（即ち、熱交換を増加させ、従って、作動流体から熱を除去する能力を増加させることによって）調整される。

１つの態様において、調整装置は、蒸発器として作用するときに凝縮器／蒸発器内で作動可能に能動的な作動流体の、および／または熱担体の、流量および／またはレベル調整器であって、流量および／またはレベル調節器は、熱担体および／または作動流体の前記流量および／またはレベル、ひいては蒸発器出口温度を調整するように構成される。

１つの態様において、凝縮器／蒸発器は、作動流体を蒸発終了温度から蒸発器出口温度まで過熱する（過熱する）ための専用の過熱交換器を備え、蒸発器出口温度は、過熱交換器内の熱担体の流量を調整することによって調整される。

１つの態様において、熱担体は、管束の管に含まれ、作動流体は、シェルに含まれ、ここで、蒸発器出口温度は、シェル内の作動流体のレベルを調整することによって（および／または、何本の管、従って、過熱に使用される交換器のどれだけの表面を選択することによって）調整される。

１つの態様において、作動流体は、管束の管に含まれ、熱担体は、シェルに含まれ、ここで、蒸発器出口温度は、管内の熱担体の流量を調整することによって（即ち、熱交換を増加させ、従って、熱を作動流体に伝達する能力を増加させることによって）調整される。

１つの態様において、圧縮器は、圧縮器によって利用される機械エネルギのモータまたはモータジェネレータまたは別のジェネレータに機械的に接続される。

１つの態様において、圧縮器は、中間冷却を伴うまたは伴わない、直列または並列の複数の圧縮器を備える。

１つの態様において、膨張器は、膨張器によって生成される機械的エネルギを利用することができるジェネレータまたはモータジェネレータまたは別の機械に機械的に接続される。

１つの態様において、膨張器は、中間相互加熱動作と共に、または中間相互加熱動作を伴わずに、直列または並列に複数の膨張器を含む。

さらなる特徴および利点は、本発明によるエネルギ貯蔵の為のプラントおよびプロセスの、好ましいが排他的ではない実施形態の詳細な説明から明らかであろう。

このような説明は、非限定的な実施例としてのみ提供される添付図面を参照して、以下に記載される。
図１は、本発明によるエネルギ貯蔵の為のプラントを概略的に図示する。 図２Ａは、それぞれの動作構成における図１の要素の概略図である。 図２Ｂは、それぞれの動作構成における図１の要素の概略図である。 図３は、図１のプラントで動作される熱力学変換に関連するＴ－Ｓ図である。 図３Ａは、図３のＴ－Ｓ図の一部を拡大したものである。 図４は、図３の拡大図である。 図５は、動作モードに従った図４の拡大を図示する。 図６は、異なる動作モードに従った図４の拡大を図示する。 図７Ａは、実施形態の変形例に従った図１のプラントの一部分を図示する。 図７Ｂは、図７Ａの一部分の異なる変形例を図示する。 図８は、さらなる実施形態の変形例に従った図７Ａの部分を図示する。 図９は、図１のプラントの実施形態を図示する。 図１０は、図１のプラントの実施形態を図示する。 図１１は、図１のプラントの実施形態を図示する。 図１２は、図１のプラントの実施形態を図示する。

詳細な説明

添付の図を参照すると、全体として参照番号１は、本発明によるエネルギ貯蔵の為のプラントを示す。プラント１は、例えば、大気中の空気とは異なる作動流体ＷＦ、例えば二酸化炭素（ＣＯ_２）で動作する。たとえば、プラント１は、以下の化学的－物理的特性（臨界温度は０℃から２００℃であり、２５℃における濃度は０．５ｋｇ／ｍ^３から１０ｋｇ／ｍ^３）を有する作動流体ＷＦで動作する。たとえば、作動流体は、以下を含むグループから選択される。二酸化炭素、ＣＯ_２とその他の物質の混合物、ＳＦ_６、Ｎ_２Ｏで、純粋なものまたは混合物中のもの。

プラント１は、閉鎖された循環熱力学変換（ＣＴＴ）を行うように構成され、最初に充填構成／フェーズにおいて一方向に、次に放出構成／フェーズにおいて反対方向に行われ、ここで、プラント１は、充填構成において熱および圧力を蓄積し、放出構成において電気および／または機械エネルギを発生させる。

図１を参照すると、プラント１は、作動流体ＷＦを膨張させるように構成されたタービン２によって規定される膨張器と、作動流体ＷＦを圧縮するように構成された回転式の圧縮器（ターボチャージャ）３とを備える。

圧縮機３およびタービン２は、それぞれの図示しない伝達装置を介して、たとえば、摩擦タイプの接続装置を介して同じモータ－ジェネレータ４に接続され、これらの接続装置は、コマンドに応じてタービン２および／または圧縮器３をモータ－ジェネレータ４に対して接続および切断することを可能にする。

プラント１は、作動流体ＷＦを気相で且つ大気圧と圧力平衡で貯蔵するように構成されたケーシング５を備える。ケーシング５は、たとえば、可撓性材料、たとえば、ＰＶＣコーティングされたポリエステル布から作られた圧力バルーンによって画定される。圧力バルーンは、地下空洞ではなく表面に配列され、外部で大気と接触していることが好ましい。圧力バルーンは、その内部において、作動流体ＷＦを大気圧または実質的に大気圧、すなわち大気と圧力平衡にある圧力で含むように構成された可変容積を区切る。ケーシング５は、低圧または０過圧力のガス用のガス計または任意の他の貯蔵システムとして達成することもできる。

プラント１は、作動流体ＷＦを液体または超臨界相で蓄積するように構成されたタンク６を備える。タンク６は、たとえば、金属製であって、円筒状または球状の外壁を有している。

プラント１は、作動流体ＷＦがタービン２に入る前に作動流体ＷＦに熱を伝達するか、または圧縮器３から出る作動流体ＷＦから熱を吸収するように構成された蓄熱器７（熱エネルギ貯蔵部またはＴＥＳ）を備える。たとえば、蓄熱器７は、固定された又は移動可能なベッドを有する熱再生器であるか、あるいは、少なくとも１つの貯蔵チャンバを有する水、油又は塩の循環路を備える。作動流体は、熱を、熱再生器の熱質量（例えば、セメント、セラミックまたは金属）と交換し、固定された又は移動可能なベッドと交換し、または水、油又は塩の循環路と交換する。

凝縮器／蒸発器８は、タンク６に動作可能に結合され、熱を作動流体ＷＦに伝達するか又は作動流体ＷＦから熱を吸収するように構成された熱担体ＶＴ（典型的には流体、例えば水）を備える。

図示された概略的実施形態において、凝縮器／蒸発器８は、蓄熱器７とタンク６との間に配置される。凝縮器／蒸発器８は、熱担体ＶＴを含むベイズン９に接続されている。

たとえば、複数の管によって画定される作動流体ＷＦのための配管は、ケーシング５とタンク６との間に動作可能に介装され、ケーシング５、タンク６、圧縮機３、タービン２、蓄熱器７、凝縮器／蒸発器８を直接的および／または間接的に接続する。

凝縮器／蒸発器８は、一つ又は複数から構成されるか、または一つ又は複数の熱交換器によって形成され、これらの熱交換器は、それぞれの配管を通過する作動流体ＷＦと、ベイズン９に接続されたそれぞれのダクトに流入する熱担体ＶＴとの間で熱交換を可能にする。図２Ａおよび図２Ｂに概略的に示すように、作動流体は、凝縮器／蒸発器８内のそれぞれのダクト１０を通過し、熱担体ＴＶは、凝縮器／蒸発器８内部のそれぞれのダクト１１を通過する。

凝縮器／蒸発器は、直列または並列の単一の複数の交換器とすることができ、これらは、凝縮器と蒸発器の両方を作動させることができる。あるいは、凝縮器／蒸発器８は、凝縮交換器（または直列または並列の単一の複数の凝縮交換器）と、異なる蒸発交換器（または直列または並列の単一の複数の蒸発交換器）とを備える。

たとえば、凝縮器／蒸発器８は、それ自体が既知であり図示されていない、管束およびシェル（シェル＆管）を有するタイプのものである。熱担体ＶＴは、管束の管に含まれ、作動流体ＷＦは、シェル（すなわち、シェルと管との間）に含まれ、またはその逆でもよい。

作動流体ＷＦが含まれたタンク６と、凝縮器／蒸発器８と、熱担体ＴＶを備えたベイズン９とを備えるシステム１２は、環境とほぼ断熱的なシステムであり、即ち、熱損失を除いて、実質的に熱を環境と交換しない閉鎖されたシステムである。

配管は、ケーシング５からタンク６に延びる充填経路と、タンク６からケーシング５に延びる放出経路とを区切る。

プラント１はまた、作動流体ＷＦのパラメータを能動的に調整するように構成された調整装置を含む。図１に示す調整装置は、タンク６と凝縮器／蒸発器８との間に動作可能に配列された流動調整弁１３と、膨張器２入口調整弁１４と、温度蓄熱器７に直接結合された環境を伴う熱交換器１５とを備える。図１のプラントはまた、圧縮器３の吐出部に位置された遮蔽弁１６を備える。

プラント１はまた、制御ユニット（図示せず）を備え、この制御ユニットは、プラント１自体の様々な要素に動作可能に接続され、その動作を管理するように構成／プログラムされている。

プラント１は、充填構成／フェーズまたは放出構成／フェーズで動作するように構成され、即ち、閉鎖された循環熱力学変換ＣＴＴに従って、エネルギ充填フェーズおよびエネルギ発生および放出フェーズを含むプロセスを実行するように構成される。充填構成／フェーズにおいて、プラント１は、熱担体ＶＴによる熱吸収（および作動流体からの熱の移動）によって作動流体ＷＦを凝縮し、タンク６内の液体または超臨界相に前記作動流体ＷＦを貯蔵するように構成される。放出構成／フェーズにおいて、プラント１は、熱担体ＶＴからの熱の移動（および作動流体による熱吸収）によって、液体または超臨界相から出発して作動流体を蒸発させるように構成される。図１および図３を参照すると、充填構成／フェーズにおいて、プラント１は、大気圧または実質的に大気圧で、かつ実質的に周囲温度Ｔambと等しい温度（ポイントＩ）で、ガス形態の作動流体ＷＦがケーシング５内に含まれている第１の状態から開始する。ケーシング５は、適当な弁を介して、圧縮器３の入口３ａと連通するように配置され、タービン２の出口２ｂとの連通は遮断される。さらに、弁により、蓄熱器７は圧縮器３の出口３ｂと流体連通し、タービン２の入口２ａとの連通が遮断される。モータ－ジェネレータ４は、単一の圧縮器３に結合され、（静止している）タービン２から分離され、ケーシング５から来る作動流体を圧縮するように圧縮器３を作動させるモータとして機能する。

作動流体ＷＦは、圧縮器３で圧縮されて加熱される（ポイントＩＩ）。圧縮器２の吐出温度は、例えば４００℃である。次に、作動流体ＷＦは、圧縮された作動流体ＷＦから熱を除去するために冷却器として働く蓄熱器７を通って流れ、それを冷却し（ポイントＩＩＩ、図３および図３Ａ）、前記作動流体ＷＦから除去された熱エネルギを蓄積する。ポイントＩＩＩにおいて、即ち、凝縮器／蒸発器８への入口において、作動流体ＷＦは、周囲温度Ｔambよりも高い凝縮器入口温度Ｔc1に位置する。

このフェーズで冷却器／凝縮器として作動する凝縮器／蒸発器８において、作動流体ＷＦは熱を熱担体ＴＶに伝達し、（図３Ａ）は、（凝縮器入口温度Ｔc1から凝縮開始温度Ｔc2まで）過熱除去、続いて作動流体の（凝縮開始温度Ｔc2から凝縮終了温度Ｔc3まで）凝縮、続いて（凝縮終了温度Ｔc3から凝縮器出口温度Ｔc4まで）過冷却され、ポイントＩＶに位置する。作動流体ＷＦは、タンク６内の過冷却液相に蓄積される。

熱担体ＴＶは、熱を吸収し、第１の熱吸収開始温度Ｔ1から第２の熱吸収終了温度Ｔ2まで加熱される。温度差Ｔ2－Ｔ1は、熱担体ＴＶの比熱、熱担体ＴＶの質量、および凝縮フェーズの間に作動流体ＷＦから受ける熱に依存する。作動流体ＷＦが凝縮器入口温度Ｔc1にあるとき、熱担体ＴＶは第１の熱吸収開始温度Ｔ1を有する。作動流体ＷＦが凝縮器出口温度Ｔc4にあるとき、熱担体ＴＶは第２の熱吸収終了温度Ｔ2を有する。

図３および図３Ａの非限定的な実施例に図示されるものによれば、凝縮器出口温度Ｔc4、即ち、作動流体ＷＦがタンク６内に蓄積される温度は、周囲温度Ｔambよりも高い。

作動流体は蓄積されている間に、作動流体は熱損失によって熱を環境と交換し、温度Ｔe1でポイントＶにもたらされる（図３Ａ）。

放出構成／フェーズにおいて、プラント１は、この状態（図３ＡのポイントＶ）から開始する。ケーシング５は、弁を介してタービン２の出口２ｂと連通し、圧縮器３の入口３ａとの連通が遮断されている。さらに、弁によって、蓄熱器７がタービン２の入口２ａと流体連通し、圧縮器３の出口３ｂとの連通が遮断される。モータジェネレータ４は、単一のタービン２に結合され、（静止している）圧縮器３から切り離され、膨張する作動流体によって作動されるタービン２によって回転されるジェネレータとして機能する。

凝縮器／蒸発器８は、このフェーズで加熱器／蒸発器として機能し、熱担体ＴＶは、充填構成において以前に蓄積された熱の一部を作動流体ＷＦに伝達する。作動流体ＷＦは、作動流体の可能な加熱および／または（蒸発器入口温度Ｔe1から蒸発開始温度Ｔe2まで）絞り、続いて作動流体の（蒸発開始温度Ｔe2から蒸発終了温度Ｔe3まで）蒸発、続いて作動流体の（蒸発終了温度Ｔe3から過熱／蒸発器Ｔe4出口の端部の温度まで）過熱が、ポイントＶＩに位置するまで行われる。

熱担体ＴＶは熱を伝達し、第３の熱伝達開始温度Ｔ3によって第４の熱伝達終了温度Ｔ4まで冷却される。温度差Ｔ3－Ｔ4は、熱担体ＴＶの比熱、熱担体ＴＶの質量、および蒸発フェーズの間に作動流体ＷＦによって除去される熱に依存する。

作動流体ＷＦが蒸発器入口温度Ｔe1にあるとき、熱担体ＴＶは、第３の熱伝達開始温度Ｔ3を有する。作動流体ＷＦが蒸発器出口温度Ｔe4にあるとき、熱担体ＴＶは第４の熱伝達終了温度Ｔ4を有する。

図３、図３Ａおよび図４の非限定的な実施例に図示されるものによれば、蒸発器入口温度Ｔe1および蒸発開始温度Ｔe2が一致し、熱担体ＴＶの第２の温度Ｔ2および第３の温度Ｔ3が一致するので、システムは熱を大幅に放散しない。さらに、システムの性能を最大にするためには、蒸発圧力Ｐeをできるだけ高くすることが望ましい。蒸発フェーズの間に除去される蒸発熱Ｑevapが凝縮フェーズの間の凝縮熱Ｑcondよりも小さいので、温度Ｔ4は温度Ｔ1よりも高くなる。

作動流体ＷＦは、凝縮器／蒸発器８から出ると、蓄熱器７を横断し、蓄熱器７は加熱器として機能し、以前に充填構成で蓄積された熱を作動流体ＷＦに伝達し、それを加熱する。加熱された作動流体ＷＦはタービン２に入り、膨張されて冷却され（図３のポイントＶＩＩＩ）、タービン２を回転させる。タービン２は、加熱された作動流体によって回転し、ジェネレータとして機能して電気エネルギを発生するモータ－ジェネレータ４を駆動する。タービン２から出た作動流体ＷＦは、大気圧またはほぼ大気圧でケーシング５内に戻る（図３のポイントＶＩＩ）。

１つのサイクルが終了したら、プラント１は、新しいサイクルの準備のために、熱担体を第２の温度Ｔ2から始めて第１の温度Ｔ1に戻さなければならない。したがって、熱担体ＴＶから熱を抽出し、それを環境に伝達する必要がある。第１の温度Ｔ1は、熱がシステムの外側に伝達されるように周囲温度Ｔambに近いか、それより高くなければならない。

本発明のプラントおよびプロセスによれば、熱担体ＴＶの温度を制御し、循環熱力学変換外のシステムの助けを借りずに熱担体ＴＶの前記温度を周囲温度Ｔambから切り離すために、凝縮および／または蒸発に関連する作動流体ＷＦの一つ又は複数のパラメータを、上述の調整装置を介して調整するように構成される。特に、作動流体ＷＦの一つ又は複数のパラメータを能動的に調整することにより、周囲温度Ｔambから独立して、かつ周囲温度Ｔambよりも高い又は低い温度で人工源を作り出すように適合された周期的熱力学変換（ＣＴＴ）の外側の装置の助けなしに、循環熱力学変換（ＣＴＴ）を行うことが可能になる。熱担体ＴＶを含むシステムは、完全に自然な方法で、周囲温度Ｔambよりも高い温度であるか低い温度であるかに応じて、熱を環境に伝達するか、または環境から熱を受け取る。

従って、本発明はまた、エネルギ貯蔵の為のプロセスおよび／またはプラントにおける熱担体を制御する方法に関する。

能動的に調整可能な作動流体ＷＦのパラメータは次のとおりである。凝縮器入口温度Ｔc1および／または凝縮開始温度Ｔc2および／または凝縮終了温度Ｔc3および／または凝縮器出口温度Ｔc4、蒸発器入口温度Ｔe1および／または蒸発開始温度Ｔe2および／または蒸発終了温度Ｔe3および／または蒸発器出口温度Ｔe4および／または蒸発圧力Ｐe。
[実施例１－図５]

凝縮フェーズの間に蒸発フェーズに対して過剰な熱を有することが望ましい場合（Ｑcond－Ｑevap＞０）、以下の調整を実行することができる。

凝縮フェーズにおいて、
凝縮器Ｔc1における入口温度を増加させること、即ち、凝縮器Ｔc1における入口温度と凝縮開始温度Ｔc2との差を増加させて、過熱除去サブフェーズの熱を増加させること、
凝縮器Ｔc4の出口温度を減少させ、凝縮終了温度Ｔc3と凝縮器出口温度Ｔc4との差を増加させて、過冷却サブフェーズ中に除去される熱を増加させること。

このようにして、図４に示されるものに関して、熱担体ＴＶの第２の温度Ｔ2は、同じ凝縮圧力Ｐe条件が与えられると、除去されるべき熱の量がより大きいために、増加する。

蒸発フェーズにおいて、
蒸発圧力Ｐe（従って、蒸発入口温度Ｔe1および／または蒸発開始温度Ｔe2および／または蒸発終了温度Ｔe3）を増加させて、蒸発サブフェーズにおける蒸発熱を低減させること、
過熱熱を低減させる為に、蒸発終了温度Ｔe3と蒸発出口温度Ｔe4との差を減少させること。

このようにして、図４に示されるものに関して、熱担体ＴＶの第４の温度Ｔ4は、同じ条件が与えられると、除去される熱の量がより少なく、熱担体ＴＶの第３の温度Ｔ3がより高いために、増加する。
[実施例２－図６]

凝縮フェーズに対して蒸発フェーズの間に過剰な熱を有することが望ましい場合（Ｑcond－Ｑevap＜０）、以下の調整を実行することができる。

凝縮フェーズにおいて、
凝縮器入口温度Ｔc1を低下させること、または凝縮器入口温度Ｔc1と凝縮開始温度Ｔc2との差を減少させて、過熱除去サブフェーズの熱を低減すること、
超冷却サブフェーズ中に除去される熱を低減させるために、凝縮器出口温度Ｔc4を増加させるか、または凝縮終了温度Ｔc3と凝縮器出口温度Ｔc4との差を減少させること。

このようにして、図４に示されるものに関して、熱担体の第２の温度Ｔ2は、除去される熱の量が少ないため、同じ条件が与えられると、より低くなる。

蒸発フェーズにおいて、
蒸発圧力Ｐe（従って、蒸発入口温度Ｔe1および／または蒸発開始温度Ｔe2および／または蒸発終了温度Ｔe3）を減少させて、圧力の減少に伴って潜熱が増加するので、蒸発サブフェーズにおける蒸発熱を増加させること（図３Ａのベル形状）、
蒸発終了温度Ｔe3と蒸発出口温度Ｔe4との差を増加させることにより、過熱熱を増加させること。

このようにして、図４に示されたものに関して、熱担体ＴＶの第４の温度Ｔ4は、除去される熱量がより高いこと、および熱担体ＴＶの第３の温度Ｔ3がより低いことにより、同じ条件が与えられると、より低くなる。

制御ユニットは、調整装置に動作可能に結合され、作動流体の前記一つ又は複数のパラメータを調整するように構成および／またはプログラムされる。作動流体ＷＦの蒸発圧力Ｐe（従って、蒸発器入口温度Ｔe1および／または蒸発開始温度Ｔe2および／または蒸発終了温度Ｔe3）は、流動調整弁１３を介して、また場合によっては膨張器２入口調整弁１４を介して調整することができる。作動流体ＷＦの流量調整および膨張器２入口調整弁１４の調整に作用することにより、熱担体ＴＶの流体の流量に応じて、種々のモードで所望の効果を得ることができる。たとえば、１つのモードは、膨張器２の入口弁１４が上流側、すなわち蒸発器８での圧力を調整するモードである。この場合、膨張器２入口弁１４が完全に開放されていなければ、流量を調整する流量調整弁１３が作用して出力を調整し、膨張器２の入口弁１４が蒸発圧力Ｐeを画定する。膨張器２の入口弁１４が完全に開放されている場合、蒸発圧力Ｐeは、流動調整弁１３によって調整される流動に依存する。

凝縮器出口温度Ｔc4は、様々なモードで調整することができる。

一実施形態において、凝縮器／蒸発器８は、作動流体ＷＦを凝縮終了温度Ｔc3から凝縮器出口温度Ｔc4（過冷却）まで冷却するために特別に設けられた過冷却交換器を備える。この場合、凝縮器出口温度Ｔc4は、過冷却熱交換器内の熱担体ＴＶの流量を調整することにより調整することができる。熱担体ＴＶの、このような流量は、最大流量と０流量との間で（超冷却交換器の完全なバイパスを用いて）調整することができる。最大流量により、凝縮器出口温度Ｔc4を熱担体ＴＶの第１の温度Ｔ1と同じかそれより僅かに高くすることができ、熱い熱の除去を最大にすることができる。流量が０であることにより、凝縮器出口温度Ｔc4を凝縮終了温度Ｔc3と等しくすることができ、熱い熱を除去しないことができる。

凝縮器／蒸発器８が管束およびシェル（シェル＆チューブ）を有するタイプの単一の交換器であり、管束の管に含まれる熱担体と、管とシェルとの間に含まれる作動流体ＷＦとを有する場合、凝縮器出口温度Ｔc4は、シェル内の作動流体ＷＦのレベルを調整することによって（および／または管の数を選択することによって、従って、交換器の表面を過冷却専用にする量を選択することによって）調整される。作動流体ＷＦの、このようなレベルは、管の下の最大レベル（設計）と最小レベルとの間で調整することができる。最大レベルは、凝縮器出口温度Ｔc4を熱担体ＴＶの第１の温度Ｔ1と同一またはそれより僅かに高い温度にすること、および熱除去を最大にすること、および熱交換器の管の一部を有して熱を凝縮液と交換し、従って、凝縮液を過冷却することを可能にする。管の下の最小レベルは、凝縮器出口温度Ｔc4を凝縮終了温度Ｔc3と等しくすること、および熱除去を行わないことを可能にする。実際、この場合には、凝縮液と熱交換する熱交換器の管を有していないので、凝縮液から熱を除去することができず、凝縮液は過冷却されない。

凝縮器／蒸発器８が管束とシェル（シェル＆管）を有するタイプの単一の交換器であって、管束の管内に作動流体ＷＦが含まれ、管とシェルとの間に熱担体ＴＶが含まれている場合、凝縮器出口温度Ｔc4は、管内の熱担体ＴＶの流量を調整することによって（即ち、熱交換を増加させることによって、従って、作動流体ＷＦから熱を除去する能力を増加させることによって）調整される。この場合、熱担体ＴＶは管内で凝縮する。このような熱担体ＴＶの流量は、最大流量（設計値）と最小流量との間で調整することができる。最大流量により、凝縮器出口温度Ｔc4を熱担体ＴＶの第１の温度Ｔ1と同じかそれより僅かに高くすることができ、熱の除去を最大にすることができる。最小流量により、凝縮器出口温度Ｔc4を凝縮終了温度Ｔc3以下とし、凝縮後の熱熱を除去しないようにすることができる。過熱／蒸発器Ｔe4出口の端部の温度は、様々なモードで調整することができる。

一実施形態において、凝縮器／蒸発器８は、作動流体ＷＦを蒸発終了温度Ｔe3から蒸発器出口温度Ｔe4（過熱）まで過熱する専用の過熱交換器を備える。この場合、蒸発器出口温度Ｔe4は、過熱熱交換器内の熱担体ＴＶの流量を調整することにより調整することができる。熱担体ＴＶの、このような流量は、（超加熱交換器を完全にバイパスして）最大流量と０流量との間で調整することができる。最大流量により、蒸発器出口温度Ｔe4を熱担体ＴＶの第３の温度Ｔ3と同一またはそれより僅かに低い温度にすることができ、伝達を最大にすることができる。流量をゼロにすることにより、蒸発器出口温度Ｔe4を蒸発終了温度Ｔe3と等しくすることができ、熱の伝達を行わないことができる。

凝縮器／蒸発器８が管束およびシェル（シェル＆管）を有するタイプの単一の交換器であって、管束の管に含まれる熱担体と、管とシェルとの間に含まれる作動流体ＷＦとを有する場合、蒸発器出口温度Ｔe4は、シェル内の作動流体ＷＦのレベルを調整することによって（および／または管の数を選択し、従って、交換器の表面を過熱専用にする量を選択することによって）調整される。作動流体ＷＦの、このようなレベルは、管の上の最小レベル（設計）と最大レベルとの間で調整することができる。最小レベルは、蒸発器出口温度Ｔe4を熱担体ＴＶの第３の温度Ｔ3と同一または僅かに低い温度にすること、および熱伝達が最大になることを可能にするが、これは、交換器の管の一部が蒸気と熱交換して蒸気を過熱するからである。管の上方の最大レベルは、蒸発出口温度Ｔe4を蒸発終了温度Ｔe3と等しくすること、および熱の伝達を行わないことを可能にする。実際、この場合には、熱を蒸気と交換する熱交換器の管が露出されていないので、蒸気の過熱が防止される。

凝縮器／蒸発器８が管束とシェル（シェル＆管）を有するタイプの単一の交換器であり、管束の管内に作動流体ＷＦが含まれ、管とシェルとの間に熱担体ＴＶが含まれる場合、蒸発器出口温度Ｔe4は、管内の熱担体ＴＶの流量を調整することによって（即ち、熱交換を増加させることによって、従って、熱を作動流体ＷＦに伝達する能力を増加させることによって）調整される。この場合、作動流体ＷＦは、蒸発し、管内で過熱される。このような熱担体ＴＶの流量は、最大流量（設計値）と最小流量との間で調整することができる。最大流量（設計）により、蒸発器出口温度Ｔe4を熱担体ＴＶの第３の温度Ｔ3と同一または僅かに低い温度にし、熱伝達を最大にすることがすることができる。最小流量とすることにより、蒸発器出口温度Ｔe4を蒸発終了温度Ｔe3と同等かそれよりも若干高くすることができ、蒸発後の熱伝達をなくすことができる。

凝縮器入口温度Ｔc1は、蓄熱器７に結合された環境と共に熱交換器１５を介して調整される。環境との熱交換器１５は、充填構成／フェーズにおいて蓄熱器７内に蓄積または通過する作動流体ＷＦの熱の一部を外部環境と交換する。

図１に図示された環境との熱交換器１５は、水を含む循環路と、ファンを備えた循環路のラジエータ部とを備える。詳細に図示されていない実施形態の変形例において、熱交換器１５は、作動流体ＷＦが管内を通過し、空気から直接熱を伝達／吸収するという意味で、直接交換型であってもよい。蓄熱器７内の循環路の位置に応じて、蓄熱器７および作動流体ＷＦから熱を除去して環境に伝達するか、または環境から熱を吸収して熱を蓄熱器７および作動流体ＷＦに伝達することが可能である。このようにして、蓄熱器７の下流側の温度、即ち、凝縮器入口温度Ｔc1を調整することができる。

図１に図示されたプラントにおいて、圧縮器３の吸入圧力は固定されており、負荷損失を除いて大気圧とほぼ同一である。代わりに、吐出圧力は、凝縮圧力に可能な負荷損失を加えた値に依存する。圧縮器３の吐出温度は、吐出圧力および圧縮器３自体の性能に直接依存する。吐出圧力が高いほど、温度は高くなる。さらに、圧力ジャンプが大きいほど、機械の性能が低いことを意味する。

吐出圧力は、何らかの形で周囲温度Ｔambに関連付けられている場合、何らかの形で、システムが設置されている気候条件によって事前定義／制約される。凝縮器／蒸発器８の上述の制御によって、その代わりに、環境条件とは独立して、圧縮器３の吐出圧を定義することが可能である。

これは、極めて有利な特性である。なぜなら、圧縮器３は、
・常に設計点の近くで機能させることができ、実際、周囲温度から切り離されているので、温度の日変化および季節変化による変動は維持されず、従って、圧縮器３の最大性能点で機能させることができ、
・動作圧力を制限し、主な形状が軸方向タイプの機械を使用できるようにし、
・最高動作温度を制限し、高温気候では、凝縮圧力が高くなり、吐出温度も増加し、機械の構造と圧縮器の下流に配置された蓄熱器の両方のために「高価な」材料を選択することを含み、凝縮器の圧力を調整する代わりに、一般的に４５０℃未満、好ましくは３７５℃未満の一般的な材料の選択を可能にする十分に低い圧力、従って妥当な温度を維持することが可能であり、これは、蓄熱器に対してだけでなく、配管、接続部、弁および膨張器を含む圧縮器の下流にある全てのものに対しても可能であり、
・作動流体の臨界温度よりも高い周囲温度を有するなど、気候が著しく不利な場所においても凝縮を可能にすること、凝縮圧力の制御および自由な選択がなければ、凝縮が提供されるシステムを達成することは不可能であり、
・圧縮器の吸収力を画定するための追加変数を有し、実際に圧縮器の出力は圧力ポンプおよび処理された流量に依存し、流量に関しては、限定された範囲内ではあるが、機械の可変形状に作用することが可能であり、機械の吐出圧力に作用することによって、調整可能な場（「出力」）はかなり増加し、
・周囲の条件とは独立して、吐出圧力を一定に維持する可能性により、より「剛性」であるが、より効率的な機械タイプを選択することが可能になり、
・吐出圧力を選択できる可能性があるため、大気圧より低い高度にも設置することが可能であるが、これは、圧縮器の圧力ポンプを増加させることにもなるからである。

図７Ａは、蓄熱器７が熱流体と補助交換器１８とを備えた実施形態によるプラント１の一部分を図示し、補助交換器１８は、配管に結合され、圧縮器２と凝縮器／蒸発器８との間に動作可能に配置されている。蓄熱器７は、適切な配管１７として互いに接続された第１のタンク１９Ａ（熱流体の高温貯蔵）と第２のタンク１９Ｂ（熱流体の低温貯蔵）とを備える。補助交換器１８は、第１のタンク１９Ａと第２のタンク１９Ｂとの間に配置されている。熱流体、たとえば、水は、第１のタンク１９Ａ内、第２のタンク１９Ｂ内に位置され、作動流体ＷＦと共に配管に結合された補助交換器１８を通って移動する。さらに、第１のタンク１９Ａと補助交換器１８との間には、環境との熱の第１の交換器１５Ａが位置され、第２のタンク１９Ｂと補助交換器１８との間には、環境との熱の第２の交換器１５Ｂが位置される。このように構成された蓄熱器７によっても、凝縮器入口温度Ｔc1を調整することができる。

図７Ｂは、蓄熱器７が熱流体と補助交換器１８とを備えた実施形態によるプラント１の一部分を図示し、補助交換器１８は、配管に動作可能に結合され、凝縮器２と凝縮器／蒸発器８との間に配置される。蓄熱器７は、適切な配管１７を介して互いに接続された第１のタンク１９Ａ（熱流体の高温貯蔵）と、第２のタンク１９Ｂ（熱流体の低温貯蔵）とを備える。補助交換器１８は、第１のタンク１９Ａと、第２のタンク１９Ｂとの間に配置されている。熱流体、たとえば、水は、第１のタンク１９Ａ内、第２のタンク１９Ｂ内に位置され、作動流体ＷＦと共に配管に結合された補助交換器１８を通って移動する。加えて、環境との熱の第１の交換器１５Ａは、交換器１８の上流にあるものと補助交換器１８との間に位置され、環境との熱の第２の交換器１５Ｂは、補助交換器１８と凝縮器蒸発器との間に位置される。熱交換器１５Ａおよび１５Ｂは、中間熱担体を有することなく、ＷＦおよび環境と直接熱交換する。このように構成された蓄熱器７によっても、凝縮器入口温度Ｔc1を調整することができる。

図８は、図７Ａの蓄熱器７の変形例を示すが、ここで、熱流体は、凝縮器／蒸発器８で使用されるのと同じ熱担体ＴＶである。図８の蓄熱器７は、熱担体ＴＶ／流体用のタンク１９（熱流体の高温貯蔵）を、熱担体ＴＶのベイズン９（熱流体の低温貯蔵）と流体連通するように備える。環境との熱の第１の交換器１５Ａは、タンク１９と補助交換器１８との間に位置され、環境との熱の第２の交換器１５Ｂは、補助交換器１８とベイズン９との間に位置される。凝縮器／蒸発器８から出る熱担体の一部（第２の温度Ｔ2）は、作動流体ＷＦからの熱を補助交換器１８を通して吸収した後、充填構成／フェーズでピックアップされ、タンク１９に貯蔵される。放出構成／フェーズでは、熱担体の、このような部分は、補助交換器１８を介して作動流体ＷＦに熱伝達された後、凝縮器／蒸発器８への入口に戻される。

図７Ａおよび図８に示した解決策では、凝縮器入口温度Ｔc1は、蓄熱器７に作用して、第１および第２の熱交換器１５Ａ、１５Ｂを介して環境から熱を運び去り、または環境に熱を伝達することによって調整することができる。熱を抽出したい場合には、蓄熱器７の熱担体／流体が周囲温度よりも高い温度を有するフェーズに作用することが必要であり、その代わりに、熱担体／流体が周囲温度よりも低い温度にあるフェーズにおいてシステム内に熱を挿入することが可能である。第１の熱交換器１５Ａは、作動流体ＷＦから熱を除去することによって熱を環境に伝達する（ＴC1は減少する）。第２の熱交換器１５Ｂは、作動流体ＷＦを環境から除去することによって作動流体ＷＦに熱を伝達する（ＴC1は増加する）。

直接交換の場合（図７Ｂ）、熱を抽出したい場合には、ＷＦが周囲温度よりも高い温度を有するフェーズに作用することが必要であり、その代わりに、ＷＦが周囲温度よりも低い温度にあるフェーズにおいてシステムに熱を挿入することが可能である。

図９は、直列に配置された２つの圧縮器３’，３”と、直列に配置された２つの膨張器２’，２”とを備えたプラント１の実施形態を示す。蓄熱器は、２つの圧縮器３’，３”と２つの膨張器２’，２”との間に介装する第１の蓄熱器７Ａを備えており、これにより、圧縮器３’，３”は相互冷却され、膨張器２’，２”は相互加熱される。第２の蓄熱器７Ｂは、図１に示すように位置される。環境との熱交換器１５は、第１の蓄熱器７Ａに直接結合され、第２の蓄熱器７Ｂには結合されない。

図１０は、図９のプラント１の実施形態の変形例を図示する（直列に配置された２つの圧縮器３’，３”、直列に配置された２つの膨張器２’，２”、第１の蓄熱器７Ａおよび第２の蓄熱器７Ｂを有する）。

第１の蓄熱器７Ａは、２つの部分に分割され、第１のタンク１９Ａ（熱流体の高温貯蔵）と、第２のタンク１９Ｂ（熱流体の低温貯蔵）とが、適切な配管１７を介して第１の補助交換器１８Ａおよび第２の補助交換器１８Ｂに接続されている。第１の熱交換器１８Ａは、直列に配置された２つの圧縮機３’，３”の下流側（充填フェーズ）と、直列に配置された２つの膨張器２’，２”の上流側（放出フェーズ）の作動流体ＷＦの配管に接続されている。第２の熱交換器１８Ｂは、２つの圧縮器３’，３”（充填フェーズ）と２つの膨張器２’，２”（放出フェーズ）との間に介装されている。環境と共に熱交換器１５は、配管１７に結合される。

第２の蓄熱器７Ｂは、熱担体ＴＶ／流体用のタンク１９を備え、熱担体ＴＶのベイズン９と流体連通している。環境との熱の単一の交換器１５が、タンク１９と補助交換器１８との間に位置される。補助交換器１８は、凝縮器／蒸発器８と第１の熱交換器１８Ａとの間の作動流体ＷＦの配管に結合されている。

図１１は、図９のプラント１の実施形態の更なる変形例を図示する（直列に配置された２つの圧縮器３’，３”、直列に配置された２つの膨張器２’，２”、第１の蓄熱器７Ａおよび第２の蓄熱器７Ｂを有する）。

第１の蓄熱器７Ａは「加圧充填ベッド」（ＰＰＢ）タイプであり、第１の蓄熱器７Ａと下流側に配置された圧縮機３”との間の作動流体ＷＦの配管には、環境との熱交換器１５が結合されている。

第２の蓄熱器７Ｂは、適切な配管１７を介して互いに接続された第１のタンク１９Ａ（熱流体の高温貯蔵）と第２のタンク１９Ｂ（熱流体の低温貯蔵）とを備える。補助交換器１８は、第１のタンク１９Ａと第２のタンク１９Ｂとの間に配置されている。本実施形態において、第２の蓄熱器７Ｂには、環境との熱交換器１５が設けられていない。

図１２は、第２の蓄熱器７Ｂが図１０に図示されたものと実質的に同一であるという点で図１１と異なる、図１１のプラント１の実施形態の変形例を図示する。

Claims (16)

1. エネルギ貯蔵プロセスにおける熱担体の制御方法において、
   前記プロセスは、
   空気とは異なる作動流体（ＷＦ）を貯蔵するためのケーシング（５）であって、気相および大気との圧力平衡にあるケーシング（５）と、液体または超臨界相にある前記作動流体（ＷＦ）を貯蔵するためのタンク（６）との間で、最初に充填構成／フェーズの一方向に、次に放出構成／フェーズの反対方向に、閉鎖された循環熱力学変換（ＣＴＴ）を行うことを含み、
   充填フェーズにおいて、前記プロセスは熱とポテンシャルエネルギを圧力の形で蓄積し、放出フェーズではエネルギを発生させ、
   充填フェーズにおいて、前記作動流体（ＷＦ）を液体または超臨界相に貯蔵するために、冷却／凝縮器として機能する凝縮器／蒸発器（８）内で実行される熱担体（ＴＶ）による熱吸収によって前記作動流体（ＷＦ）の凝縮が実行され、
   放出フェーズにおいて、前記作動流体（ＷＦ）の蒸発が、加熱器／蒸発器として機能する前記凝縮器／蒸発器（８）内で実行され、液体または超臨界相から始まり、前記熱担体（ＴＶ）からの熱の移動によって開始し、
   前記方法は、
   前記熱担体（ＴＶ）の少なくとも１つの温度を制御し、前記熱担体（ＴＶ）の前記少なくとも１つの温度を周囲温度（Ｔamb）から切り離すために、前記凝縮および／または前記蒸発に関連する前記作動流体（ＷＦ）の少なくとも１つのパラメータを能動的に調整するステップを含み、
   前記作動流体（ＷＦ）の能動的に調整された前記少なくとも１つのパラメータは、グループから選択され、前記グループは、
   凝縮器入口温度（Ｔc1）、即ち、充填フェーズの凝縮器／蒸発器（８）への入口温度、および／または、
   凝縮開始温度（Ｔc2）、および／または、
   凝縮終了温度（Ｔc3）、および／または、
   凝縮器出口温度（Ｔc4）、即ち、充填フェーズの凝縮器／蒸発器（８）からの出口温度、および／または、
   蒸発器入口温度（Ｔe1）、即ち、放出フェーズの凝縮器／蒸発器（８）への入口温度、および／または、
   蒸発開始温度（Ｔe2）、および／または、
   蒸発終了温度（Ｔe3）、および／または、
   蒸発器出口温度（Ｔe4）、即ち、放出フェーズにおける凝縮器／蒸発器（８）の出口温度、
   を含む、方法。
2. エネルギ貯蔵方法において、
   大気圧空気とは異なる作動流体を貯蔵するケーシング（５）であって、気相および大気圧と圧力平衡にあるケーシング（５）と、前記作動流体を液体または超臨界相に貯蔵するタンク（６）との間で、最初に充填構成／フェーズの一方向に、次に放出構成／フェーズの逆方向に、閉鎖された循環熱力学変換（ＣＴＴ）を行うことを含み、
   充填フェーズにおいて、前記方法は熱とポテンシャルエネルギを圧力の形で蓄積し、放出フェーズにおいてエネルギを生成し、
   充填フェーズにおいて、作動流体（ＷＦ）を液体または超臨界相に貯蔵するために、冷却器／凝縮器として機能する凝縮器／蒸発器（８）内で実行される熱担体（ＴＶ）による熱の吸収によって作動流体（ＷＦ）の凝縮が行われ、
   放出フェーズにおいて、加熱器／蒸発器として機能する前記凝縮器／蒸発器（８）で実行される作動流体（ＷＦ）の蒸発が、液相または超臨界相から開始して熱担体（ＴＶ）からの熱の伝達によって実施され、
   凝縮および／または蒸発に関連する少なくとも１つの作動流体（ＷＦ）パラメータが、熱担体（ＴＶ）の少なくとも１つの温度を制御し、かつ熱担体（ＴＶ）の前記少なくとも１つの温度を周囲温度（Ｔamb）から切り離すために、能動的に調整され、
   前記作動流体（ＷＦ）の能動的に調整された前記少なくとも１つのパラメータがグループから選択され、前記グループは、
   凝縮器入口温度（Ｔc1）、即ち、充填フェーズの凝縮器／蒸発器（８）への入口温度、および／または、
   凝縮開始温度（Ｔc2）、および／または、
   凝縮終了温度（Ｔc3）、および／または、
   凝縮器出口温度（Ｔc4）、即ち、充填フェーズの凝縮器／蒸発器（８）からの出口温度、および／または、
   蒸発器入口温度（Ｔe1）、即ち、放出フェーズの凝縮器／蒸発器（８）への入口温度、および／または、
   蒸発開始温度（Ｔe2）、および／または、
   蒸発終了温度（Ｔe3）、および／または、
   蒸発器出口温度（Ｔe4）、即ち、放出フェーズにおける凝縮器／蒸発器（８）の出口温度、
   を含む、エネルギ貯蔵方法。
3. 前記作動流体（ＷＦ）の能動的に調整された前記少なくとも１つのパラメータは、蒸発圧力（Ｐe）であり、前記蒸発圧力（Ｐe）の調整は、蒸発入口温度（Ｔe1）および／または蒸発開始温度（Ｔe2）および／または蒸発終了温度（Ｔe3）に影響を及ぼす、請求項２に記載の方法。
4. 前記熱担体（ＴＶ）は、
   熱吸収を開始する第１の温度（Ｔ1）、
   熱吸収を終了する第２の温度（Ｔ2）、
   熱伝達を開始する第３の温度（Ｔ3）、
   熱伝達を終了する第４の温度（Ｔ4）、
   を有し、
   制御される熱担体（ＴＶ）の前記少なくとも１つの温度は、前記熱担体（ＴＶ）の前記第１の温度（Ｔ1）および／または前記第４の温度（Ｔ4）を含む、請求項２又は３に記載の方法。
5. 前記熱担体（ＴＶ）の第４の温度（Ｔ4）が第１の温度（Ｔ1）より高くなるように前記熱担体（ＴＶ）の第１の温度（Ｔ1）および／または第４の温度（Ｔ4）を制御するステップであって、凝縮時に比べて蒸発時に熱が過剰になり、前記作動流体（ＷＦ）が貯蔵されている間に前記熱担体（ＴＶ）が環境に熱を放出できるようにする、ステップを含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記熱担体（ＴＶ）の第１の温度（Ｔ1）が第４の温度（Ｔ4）よりも高くなるように前記熱担体（ＴＶ）の第１の温度（Ｔ1）および／または第４の温度（Ｔ4）を制御するステップであって、凝縮時に比べて蒸発時に熱が過剰になり、前記作動流体（ＷＦ）が貯蔵されている間に前記熱担体（ＴＶ）が環境から熱を吸収できるようにする、ステップを含む、請求項４に記載の方法。
7. 前記熱担体（ＴＶ）の第１の温度（Ｔ1）を制御して、凝縮中に蒸発と比較して前記過剰な熱を有するようにするステップは、
   凝縮するとき、凝縮器入口温度（Ｔc1）を増加させる工程、または凝縮器入口温度（Ｔc1）と凝縮開始温度（Ｔc2）との差を増加する工程、および／または、凝縮器出口温度（Ｔc4）を減少するか、または凝縮終了温度（Ｔc3）と凝縮器出口温度（Ｔc4）との差を増加する工程、および／または、
   蒸発するとき、蒸発圧力（Ｐe）を増加させ、次いで蒸発器入口温度（Ｔe1）および／または蒸発開始温度（Ｔe2）および／または蒸発終了温度（Ｔe3）を増加する工程、および／または、蒸発終了温度（Ｔe3）と蒸発出口温度（Ｔe4）との差を減少する工程、
   を含む、請求項５に記載の方法。
8. 熱担体（ＴＶ）の第１の温度（Ｔ1）を制御して、蒸発中に凝縮と比較して前記過剰な熱を有するようにするステップは、
   凝縮するとき、凝縮器入口温度（Ｔc1）を減少させる工程、または凝縮器入口温度（Ｔc1）と凝縮開始温度（Ｔc2）との差を減少する工程、
   および／または、凝縮器出口温度（Ｔc4）を増加するか、または凝縮終了温度（Ｔc3）と凝縮器出口温度（Ｔc4）との差を減少する工程、および／または、
   蒸発するとき、蒸発圧力（Ｐe）を減少させ、次いで蒸発器入口温度（Ｔe1）および／または蒸発開始温度（Ｔe2）および／または蒸発終了温度（Ｔe3）を減少する工程、および／または、
   蒸発終了温度（Ｔe3）と蒸発出口温度（Ｔe4）との差を増加する工程、
   を含む、請求項６に記載の方法。
9. エネルギ貯蔵の為のプラントであって、
   大気以外の作動流体（ＷＦ）と、
   作動流体（ＷＦ）を気相で且つ大気圧と圧力平衡で貯蔵するように構成された少なくとも１つのケーシング（５）と、
   前記作動流体（ＷＦ）を液体又は超臨界相で貯蔵するように構成された少なくとも１つのタンク（６）と、
   前記ケーシング（５）と前記タンク（６）との間に動作可能に介装され、前記ケーシング（５）と前記タンク（６）とを直接的および／または間接的に接続する配管と、
   を備え、
   前記配管は、
   前記ケーシング（５）から前記タンク（６）に延びた少なくとも１つの充填経路と、
   前記タンク（６）から前記ケーシング（５）に延びた少なくとも１つの放出経路と、
   前記配管に沿って配置され、前記作動流体（ＷＦ）を膨張させるように構成された少なくとも１つの膨張器（２）と、
   任意選択的に膨張タービンと、
   前記配管に沿って配置され、前記作動流体（ＷＦ）を圧縮するように構成された少なくとも１つの圧縮器（３）、任意選択的にターボチャージャと、
   前記配管に沿って配置され、前記タンク（６）に動作可能に結合され、熱を前記作動流体（ＷＦ）に伝達するか又は前記作動流体（ＷＦ）から熱を吸収するように構成された熱担体（ＴＶ）を備える、少なくとも１つの凝縮器／蒸発器（８）と、
   を区切り、
   前記プラント（１）は、前記ケーシング（５）と前記タンク（６）との間で、最初に充填構成において一方向に、次に放出構成において逆方向に、作動流体（ＷＦ）を用いて閉鎖された循環熱力学変換（ＣＴＴ）を行うように構成され、
   前記充填構成において、前記プラント（１）は、前記作動流体（ＷＦ）を、冷却器／凝縮器として機能する凝縮器／蒸発器（８）内で実行される熱担体（ＴＶ）による熱の吸収によって凝縮し、前記作動流体（ＷＦ）を液相または超臨界相に貯蔵するように構成され、
   前記放出構成において、前記プラント（１）は、加熱器／蒸発器として機能する前記凝縮器／蒸発器（８）で実行される熱担体（ＴＶ）からの熱の伝達を介して、液体または超臨界相から始まる作動流体（ＷＦ）を蒸発させるように構成され、
   プラント（１）はまた、調整装置と、前記調整装置に動作可能に結合された制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、前記熱担体（ＴＶ）の少なくとも１つの温度を制御し、周囲温度（Ｔamb）から熱担体（ＴＶ）の前記少なくとも１つの温度を切り離すために、前記調整装置を介して凝縮および／または蒸発に関連する少なくとも１つの作動流体（ＷＦ）パラメータを能動的に調整するように構成および／またはプログラムされ、
   前記作動流体（ＷＦ）の能動的に調整された前記少なくとも１つのパラメータがグループから選択され、前記グループは、
   凝縮器入口温度（Ｔc1）、即ち、充填構成の凝縮器／蒸発器（８）への入口における温度、および／または、
   凝縮開始温度（Ｔc2）、および／または、
   凝縮終了温度（Ｔc3）、および／または、
   凝縮器出口温度（Ｔc4）、即ち、充填構成における凝縮器／蒸発器（８）からの出口温度、および／または、
   蒸発器入口温度（Ｔe1）、即ち、放出構成における凝縮器／蒸発器（８）への入口温度、および／または、
   蒸発開始温度（Ｔe2）、および／または、
   蒸発終了温度（Ｔe3）、および／または、
   蒸発器出口温度（Ｔe4）、即ち、放出構成における凝縮器／蒸発器（８）の出口温度、
   を含む、プラント。
10. 前記調整装置は、前記タンク（６）と前記凝縮器／蒸発器（８）との間に動作可能に配列され、前記作動流体（ＷＦ）の蒸発圧力（Ｐe）と、蒸発器入口温度（Ｔe1）および／または蒸発開始温度（Ｔe2）および／または蒸発終了温度（Ｔe3）とを調整するように構成された流動制御弁（１３）を備える、請求項９に記載のプラント。
11. 前記調整装置は、制御弁を備え、前記制御弁は、膨張器（２）の入口に配置され、前記作動流体（ＷＦ）の蒸発圧力（Ｐe）と、蒸発器入口温度（Ｔe1）および／または蒸発開始温度（Ｔe2）および／または蒸発終了温度（Ｔe3）とを調整するように構成される、請求項９又は１０に記載のプラント。
12. 前記調整装置は、少なくとも一つの熱交換器（１５；１５Ａ、１５Ｂ）を備え、前記少なくとも一つの熱交換器（１５；１５Ａ、１５Ｂ）は、凝縮器／蒸発器（８）の上流および充填経路に沿って圧縮器（２）の下流に置かれ、環境と熱交換し、作動流体（ＷＦ）配管に直接または間接的に結合されるように構成され、環境と熱交換するように構成された前記少なくとも１つの熱交換器（１５）は、凝縮器入口温度（Ｔc1）を調整するように構成される、請求項９～１１のいずれか一項に記載のプラント。
13. 前記配管に動作可能に結合され、前記膨張器（２）と前記凝縮器／蒸発器（８）との間に配置された蓄熱器（７）を備え、前記調整装置は、前記蓄熱器（７）に動作可能に結合されているか、または前記蓄熱器（７）と前記凝縮器／蒸発器（８）との間で動作可能に能動的である、請求項１２に記載のプラント。
14. 前記蓄熱器（７）は、熱流体と補助交換器（１８）であって、前記補助交換器（１８）は、前記配管に動作可能に結合され、前記充填経路に沿って前記凝縮器／蒸発器（８）の上流に配置され、前記環境と熱交換するように構成された前記少なくとも１つの熱交換器（１５）は、前記蓄熱器（７）に動作可能に結合され任意選択的に、前記熱流体は、同じ熱担体である、請求項１３に記載のプラント。
15. 前記調整装置は、凝縮器として作動しているときに凝縮器／蒸発器（８）内で動作可能に能動的である熱担体（ＴＶ）および／または作動流体（ＷＦ）の流量および／またはレベル調節器であって、前記流量および／またはレベル調節器が、熱担体（ＴＶ）および／または作動流体（ＷＦ）の前記流量または前記レベル、ひいては凝縮器出口温度（Ｔc4）を調整するように構成されている、請求項９～１４のいずれか一項に記載のプラント。
16. 前記調整装置は、蒸発器として作動しているときに凝縮器／蒸発器（８）内で作動可能に能動的である熱担体（ＴＶ）および／または作動流体（ＷＦ）の流量および／またはレベル調節器であって、流量および／またはレベル調整器が、熱担体（ＴＶ）および／または作動流体（ＷＦ）の前記流量または前記レベル、ひいては蒸発器出口温度（Ｔe4）を調整するように構成されている、請求項９～１５のいずれか一項に記載のプラント。