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公開番号2025100410
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2024214465
出願日2024-12-09
発明の名称地熱エネルギを利用するためのシステムおよび方法
出願人マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー,MAN ENERGY SOLUTIONS SE
代理人個人,個人,個人
主分類F03G 4/00 20060101AFI20250626BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】地熱エネルギを利用するためのシステムを提供する。
【解決手段】地下貯留容器内において第1の温度レベル且つ第1の密度レベルにある二酸化炭素を貯蔵するために設置された貯蔵デバイスを備え、第2の温度レベル且つ第2の密度レベルにある二酸化炭素を前記地下貯留容器から回収するために設置された回収デバイスを備え、第1の熱交換器、圧縮機、第2の熱交換器、および膨張器または絞り弁を備えたヒートポンプを備え、回収デバイスの下流且つヒートポンプの上流の二酸化炭素源の二酸化炭素を、システム内へと導入するために設置された導入デバイスを備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
地熱エネルギを利用するためのシステム（１０）であって、
地下貯留容器（１１）内において第１の温度レベル且つ第１の密度レベルにある二酸化炭素を貯蔵するために設置された貯蔵デバイス（１３）を備え、
第２の温度レベル且つ第２の密度レベルにある二酸化炭素を前記地下貯留容器（１１）から回収するために設置された回収デバイス（１４）であって、前記第２の温度レベルは前記第１の温度レベルよりも高く、且つ前記第２の密度レベルは前記第１の密度レベルよりも低い、回収デバイス（１４）を備え、
第１の熱交換器（１７）、圧縮機（１８）、第２の熱交換器（１９）、および膨張器（２６）または絞り弁を備えたヒートポンプ（１６）であって、該ヒートポンプ（１６）の前記第１の熱交換器（１７）は、前記回収デバイス（１４）の下流且つ前記貯蔵デバイス（１３）の上流の前記二酸化炭素の熱エネルギを、前記ヒートポンプ（１６）のプロセス媒体へと伝達するために設置されており、前記ヒートポンプ（１６）の圧縮機（１８）は、前記第１の熱交換器（１７）の下流且つ前記第２の熱交換器（１９）の上流の、前記ヒートポンプ（１６）の前記プロセス媒体を圧縮するために設置されており、前記ヒートポンプ（１６）の前記第２の熱交換器（１９）は、前記ヒートポンプ（１６）の前記プロセス媒体の熱エネルギを消費者に伝達するために設置されており、前記ヒートポンプ（１６）の前記膨張器（２６）または絞り弁は、前記第２の熱交換器（１９）の下流且つ前記第１の熱交換器（１７）の上流の、前記ヒートポンプ（１６）の前記プロセス媒体を膨張させるために設置された、ヒートポンプ（１６）を備え、
前記回収デバイス（１４）の下流且つ前記ヒートポンプ（１６）の上流の二酸化炭素源（２２）の二酸化炭素を、前記地熱エネルギを利用するためのシステム（１０）内へと導入するために設置された導入デバイス（２１）を備えている、地熱エネルギを利用するためのシステム（１０）。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記回収デバイス（１４）の下流且つ前記導入デバイス（２１）の上流の前記二酸化炭素を膨張させるために設置されたタービン（２７）であって、熱エネルギを機械的エネルギへと、および／または前記タービンにより駆動された発電機（２８）を通じて電気エネルギへと変換するタービン（２７）により特徴付けられた、請求項１に記載のシステム（１０）。
【請求項３】
前記回収デバイス（１４）の下流且つ前記導入デバイス（２１）の上流の前記二酸化炭素から、液体を分離するために設置された分離タンクにより特徴付けられた、請求項１または２に記載のシステム（１０）。
【請求項４】
前記分離タンクは、前記回収デバイス（１４）と前記タービン（２７）との間に接続されていることを特徴とする、請求項２に従属した請求項３に記載のシステム（１０）。
【請求項５】
前記ヒートポンプ（１６）と前記貯蔵デバイス（１３）との間に接続された、前記二酸化炭素のためのポンプにより特徴付けられた、請求項１～４のいずれか一項に記載のシステム（１０）。
【請求項６】
請求項１～５のいずれか一項に記載のシステム（１０）を作動させるための方法であって、以下の
前記貯蔵デバイス（１３）により、気体および／または液体の二酸化炭素が前記地下貯留容器内に貯蔵されるステップと、
前記回収デバイス（１４）により、超臨界二酸化炭素が前記地下貯留容器から回収されるステップと、
前記ヒートポンプ（１６）の前記第１の熱交換器（１７）により、超臨界および／または気体の二酸化炭素が冷却されるステップと、
を含んでいる方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地熱エネルギを利用するためのシステムおよび方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、地熱エネルギを利用するためのシステムを開示している。そこに開示された地熱エネルギを利用するためのシステムは、第１の温度レベルにある二酸化炭素を地下貯留容器内に貯蔵するために設置された貯蔵デバイスを備えている。そこに開示された地熱エネルギを利用するためのシステムは、第２の温度レベルにある二酸化炭素を、地下貯留容器から回収するために設置された回収デバイスを備え、第２の温度レベルは、第１の温度レベルよりも高い。さらに、地熱エネルギを利用するためのこのシステムは、膨張器、圧縮機、および冷却デバイスを備えている。膨張器内では、回収デバイスの補助により貯留容器から回収された二酸化炭素は、熱エネルギから機械的エネルギを生成するために膨張させられることが可能であり、この機械的エネルギは、発電機により電気エネルギへと変換される。圧縮機は、膨張器内で膨張させられた二酸化炭素を圧縮すること、および二酸化炭素源により供給された二酸化炭素を圧縮することに寄与している。冷却デバイスは、冷却された二酸化炭素を再度貯留容器内に貯蔵するために、二酸化炭素を冷却することに寄与している。
【０００３】
特許文献２、特許文献３、および特許文献４は、地熱エネルギを利用するためのシステムに関するさらなる先行技術を開示している。
【０００４】
引用文献５は、地熱エネルギを機械的エネルギに変換するためのシステムを開示しており、このシステムは、優先的に地熱発電所に利用され得る。そこに開示されたシステムは、液体状態から気体状態へと流れ媒体を変換するための手段を通じて流れ媒体を送達するためのポンプと、流れ媒体の熱エネルギを機械的エネルギに変換するためのターボ機械と、気体の流れ媒体を液体状態へと凝縮させるための凝縮器と、液体の流れ媒体を冷却するための冷却ユニットと、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
欧州特許第２４０６５６２号明細書
米国特許第８，３１６，９５５号明細書
米国特許第８，８３３，４７５号明細書
米国特許第８，９９１，５１０号明細書
国際公開第２０２１／０１３４６５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先行技術と比較して、効率が改善されることおよび／または熱の利用が改善されることを可能にした、地熱エネルギを利用するためのシステムおよび方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここから出発して、本発明は、新しいタイプの地熱エネルギを利用するためのシステムおよび方法を創出することを目的としている。この目的は、請求項１による地熱エネルギを利用するためのシステム通じて、および請求項６による方法を通じて達成される。
【０００８】
本発明による地熱エネルギを利用するためのシステムは、地下貯留容器内において第１の温度レベル且つ第１の密度レベルにある二酸化炭素を貯蔵するために設置された貯蔵デバイスを備えている。
【０００９】
本発明による地熱エネルギを利用するためのシステムは、第２の温度レベル且つ第２の密度レベルにある二酸化炭素を地下貯留容器から回収するために設置された回収デバイスを備えており、第２の温度レベルは第１の温度レベルよりも高く、第２の密度レベルは第１の密度レベルよりも低い。
【００１０】
本発明による地熱エネルギを利用するためのシステムは、第１の熱交換器、圧縮機、第２の熱交換器、および膨張器または絞り弁を備えたヒートポンプを備え、このヒートポンプの第１の熱交換器は、回収デバイスの下流且つ貯蔵デバイスの上流の二酸化炭素の熱エネルギを、ヒートポンプのプロセス媒体へと伝達するために設置されており、そのヒートポンプの圧縮機は、第１の熱交換器の下流且つ第２の熱交換器の上流の、ヒートポンプのプロセス媒体を圧縮するために設置されており、そのヒートポンプの第２の熱交換器は、ヒートポンプのプロセス媒体の熱エネルギを消費者に伝達するために設置されており、そのヒートポンプの膨張器または絞り弁は、第２の熱交換器の下流且つ第１の熱交換器の上流の、ヒートポンプのプロセス媒体を膨張させるために設置されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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