本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的可在较高与较低温度之间运行的处理单元的处理系统和一种根据权利要求13的前序部分的用于循环加热和冷却在较高与较低温度之间可运行的处理单元的方法。
背景技术：
在不同温度水平上运转的处理在技术上被广为传播。在此发生在较高温度上的处理步骤和在较低温度上的另一处理步骤，或同样地发生在温度变化期间的处理步骤。许多应用涉及如下情况，即，化学反应借助于催化剂运转。于是经常有意义的是，将处理单元加热到较高温度范围中且其后冷却到较低温度范围中且对于连续生产而言循环地重复该温度变换。
无数应用情况中的其中一种处在太阳能燃料(solarfuels)的制造的领域中，其原材料h2(氢气)和co(一氧化碳)在供应能量(即在较高温度的情形中的热量)由h2o(水)和co2(二氧化碳)构成。除了另外的气体之外主要包含h2和co的气体混合物被称作合成气体或简称为syn气体。该syn气体用于制造液态或气态的碳氢化合物推进燃料。
在philippfurler的eth论文no.21864“通过铈氧化还原反应的co2和h2o太阳能热化学分解(solarthermochemicalco2andh2osplittingviaceriaredoxreactions”)中描述了一种根据实验的太阳能铈反应器，以其在聚焦的太阳光(2865日照度，也就是说直至2865kw/m2的热辐射)的照射下可制成合成气体。
在上面所提及的聚焦中的太阳光可在例如以申请人的根据wo2011/072410的碟式聚光器的工业基础上来产生，从而使得合成气体在使用可恢复或者可再生的能量的情形下的商业生产变成现实。
根据上面所提及的eth论文，在吸热的直至1800k的较高温度的第一处理步骤中铈在构成氧气的情形下被还原；紧接着，铈在还原结束之后被冷却到1100k的较低温度上且在随后的处理步骤中通过放热的再氧化来生产合成气体；在此，吸热所需要的热量比放热积聚的热量大得多。该处理对于合成气体的连续生产而言可被循环重复；为此，铈逻辑上须被周期性地加热到1800k上且被冷却到1100k上。为了通过冷却获得的热量的再生建议了一种铈载体的双环构型。两个相反转动的、彼此贴靠的带有共同的旋转轴线的铈环如此地处在热区(1800k)与冷区(1100k)之间，即，每个环的一个区段在热区中处在12点钟位置上而相对而置的区段在冷区中处在6点钟位置上。通过直接相邻的铈环的相反转动，第一铈环的冷区段顺时针在热区的方向上移动而热区段在冷区的方向上移动且在逆时针转动的第二铈环的情形中冷区段同样在热区的方向上移动而热区段在冷区的方向上移动，其中，两个铈环彼此擦过且由此持续地交换热能。相应地，相互地热区段被冷却而冷区段被加热，这使得热能量的再生成为可能。再生的效率然而构型决定地较小且大约处在25%。对相反旋转的、彼此贴靠的铈环的构型和稳定性(热传递、热辐射和机械成本)的要求较大。
当处理单元应在不同温度上被运行，且在冷却的情形中获得的热量应被再生时，同样在现有技术的其它领域中得出类似的问题(如其上面所描述的那样)。
技术实现要素：
因此本发明所基于的目的是，如此地改进一种带有在较高与较低温度之间可运行的处理单元的处理系统，即，使得热量可被更好地再生。此外，该处理系统还应可被用于超过1000k的温度，从而使得处理单元可例如构造成用于合成气体的反应器。
基于本发明的用于该处理系统的目的通过权利要求1的特征来实现。通过设置有其间存在处理单元的两个储热器，用于加热处理单元的储热器可被卸载且未由处理单元吸收的热量被用于加载第二储热器，与在冷却处理单元的情形中类似。这可实现降低损失且进而提高效率。
基于本发明的目的同样地通过根据权利要求13的方法来实现。通过使在储热器之间且进而穿过处理单元的流动方向循环变换，在系统中存在的热量可被交替地往复移动、穿过在此交替加热和冷却地处理单元，这除了改善的效率之外同样可实现处理系统的简化的结构方式。
用于该方法的基于本发明的目的通过权利要求13的特征来实现。通过使在储热器之间且进而穿过处理单元的流动方向循环变换，在系统中存在的热量可被交替地往复移动、穿过在此交替加热和冷却处理单元，这除了改善的效率之外同样可实现简化的结构方式。
本发明的优选的实施形式具有从属权利要求14至16的特征。
附图说明
下面，根据附图示例性地阐述本发明。相同的对象在附图中原则上以相同的附图标记来表示。其中：
图1显示了带有储热器、处理单元和另一储热器的串联的根据本发明的处理系统的示意图，
图2显示了处理单元的温度曲线，
图3显示了在运行中的带有关于在其中存在的温度分布的图表的层状的储热器的一优选的实施形式，
图4显示了在运行中的带有关于在处理系统中存在的温度分布的图表的层状的储热器的根据本发明的处理系统的一优选的实施形式，
图5显示了在一备选的运行形式中的带有关于在处理系统中存在的温度分布的图表的图4的处理系统的实施形式，
图6显示了带有用于外部热量的第三储热器的根据本发明的处理系统的另一实施形式的示意图，
图7a至7d显示了在四种不同接通状态中的图6的处理系统，且
图8显示了根据图6的所实现的处理系统的热侧的视图。
具体实施方式
图1显示了根据本发明的处理系统1，带有在较高与较低温度之间可运行的处理单元2，其中，第一储热器3和第二储热器4通过用于传输热量的介质的管路组件l可运转地彼此相连接，且其中，处理单元2在管路组件的第一区段i中布置在第一储热器3与第二储热器4之间。由此，储热器3,4中的每个具有面对处理单元2的端部3a,4a和背对该处理单元的端部3b,4b以及管路组件的第一区段i具有管路区段5a,5b，其使储热器3,4与处理单元2相连接。
在本发明的所显示的实施形式中，处理单元2构造成铈反应器，其适合用于在eth论文no.21864中所描述的反应。为此，其在输入侧通过管路16a经由阀11与co2罐8且经由阀12与h2o罐9相连接且在输出侧通过管路16b经由阀13和泵14与syn气体罐10相连接，在其中主要由co和h2构成的气体混合物作为最终产物被收集。
另外显而易见的是，第一储热器3和第二储热器4在相应的背对处理单元2的侧3b,4b上借助于管路组件l的第二区段ii经由其管路6相连接。通过管路组件l的两个区段i和ii得出在该流动的传输热量的介质的循环，该介质可例如是氩气，其还适合用于在较高温度的情形中的热传输。
泵组件15可实现在循环的两个方向上维持传输热量的介质的流动方向且这些流动方向在需要时被反转。泵组件15此处为了简单起见以两个泵15a和15b示出，其可经由阀15c和15c被联接到循环中或可从该循环脱开联接。当然，专业人士可在具体情况中根据需求设计泵组件15。
在该点上须注意的是，在另一未示出的实施形式中可删去管路区段ii。例如于是储热器3,4在其背对处理单元2的侧3b,4b处敞开，也就是说与周围环境相连接，从而使得传输热量的介质可以是环境空气，其流动通过储热器3,4、处理单元2且进而通过管路区段i。专业人士此处同样根据具体情况(构造用于带有相应较高和较低温度的任意工业处理的处理单元)选择示出的闭合的循环或敞开的布置。最后如下可行的是，在处理单元2的背对的侧处在管路区段ii的部位处各设置有用于传输热量的介质的罐，从而于是可使用不同于环境空气的介质。
如上面所提及的那样，处理单元2在附图中所显示的实施形式中构造成铈反应器，其此处循环地以在例如1300°k的范围中的较低温度和在例如1800°k的范围中的较高温度来运行(此处专业人士还可在具体情况中根据所选择的处理轻易地确定所有参数)。相应地，反应器须被持续加热且然后又被冷却。根据本发明，在冷却反应器的情形中由该反应器被传出的热量被预先确定地存储在储热器3,4的其中一个中且被用于接下来的(再次)加热，因此得以再生。100%的效率是不可能的，因为在较高温度范围中加热直至较高温度(此处1800°k)的情形中热量须由外部被供应给反应器，例如通过太阳7，其照射处理单元2(此处铈反应器)，或还间接经由另外的为了该附图的减负此处未示出的储热器，其在其侧通过太阳能(或通过另外获得的热量)来加载(参见对此下方，图6)。因此，此处在所显示的实施形式的情形中处理单元2构造成被太阳7照射的、被填充以氧化铈(ceo2)的太阳能反射器。
图2定性地显示了带有在构造成铈反应器的处理单元2(图1)中的温度曲线的图表，该处理单元的工作温度在较低温度tu(此处1300°k)与较高温度to(此处1800°k)之间变换。
除了起动过程之外，在tu时刻开始通过来自储热器3,4的再生热量加热处在较低温度tu上的反应器(图1)。由此，反应器温度提高到tr(通过再生可达到的温度)上，其在tr时刻达到。对于到to上的进一步加热(在to时刻达到)而言需要额外的热量，其须被外部供应，如上面所提及的那样例如通过反应器由太阳的照射。温度曲线因此行进通过点pu、pr和po，其中，再生的效率通过在曲线区段pu至pr与pr至po下的面积的比例来给定。
在将反应器由tu加热到to上期间，铈被还原，o2被自由地且持续地通过为了图1的减负未示出的管路被从反应器排出。在达到to之后，大多数时候在反应器中仍存在o2的痕量，其在较高温度范围中的较短停留时间期间由于热损失略冷却到温度tk上(反应器冷却的开始)。对于反应器而言直至在tke时刻到温度tke上的冷却结束获得的热量被存储在储热器3,4中。一旦反应器达到温度tke，o2和h2o(优选呈蒸汽状)通过管路16(图1)被供给到反应器中，其中，通过铈的再氧化形成合成气体且经由管路16b(图1)被引导到syn气体罐中。在再氧化期间，反应器进一步略冷却到温度tu上，其在tue时刻达到。
之后该循环可重新开始。在此对于储热器3,4而言适用如下，即，其工作温度tb(也就是说被存储在其中的热量的最大温度)处在tk与tr之间，因为在交换热量的介质与反应器或者储热器之间一定的温度差是不可避免的。
根据图1以如下方式实现反应器的冷却，即，传输较冷热量的介质例如由第一储热器3经由管路区段5a被引导到反应器(处理单元2)中，在该处被加热且经由管路区段5b被进一步引导到第二储热器4中，其由此被加载且在相反的流动方向上可发出用于加热反应器的热量，这循环地总是又可重新运转。
当根据本发明的一优选的实施形式，第一储热器3和第二储热器4构造成层状的储热器(也就是说可以定义的温度分布运行的储热器)，以便于如此根据本发明以简单的方式实现特别高的效率和简单还低成本的结构形式时，再生的特别有利的效率可被达到。
图3示意性地显示了层状的储热器30的一种优选的实施形式，即在运行中可构造成带有预先确定的温度特征曲线的温度分层的储热器(如这在下面所描述的那样)。此处所显示的储热器30大致具有长距离的绝缘护套31和存储热量的由散状物例如砂砾或例如较细或者较粗的岩石(或还有其它合适的材料)构成的填料32。在其端部处通入有用于传输热量的介质、此处气体例如环境空气或例如还有(在较高工作温度的情况中)氩气的管路30a和30b。气体或者氩气通过在散状物中存在的间隙纵向流动穿过储热器30且如此将热量发出到散状物处或由其吸收热量，按照是否储热器30应以热量来加载或卸载。
另外，图3显示了带有在储热器30的长度上按照当前的工作状态不同的温度分布的图表34,40,45和50，其中，温度间隔由环境温度tug达到直至工作温度tb。所示出的是在气体或者氩气的不同流动方向的情形中的工作状态，一次由管路30a至管路30b(也就是说向右)，且然后相反地由管路30b至管路30a(也就是说向左)，相应于在图表中所标明的箭头方向。
图表34显示了首先处在环境温度tug上的储热器30在以热量加载期间的温度分布，为此其被带有工作温度tb的气体向右在箭头方向上流经。
显而易见的是相应于累进的加载时间t1至t4的四根温度分布曲线35至38。在加载开始时，处在储热器30的入口处的散状物32加热，由此气体失去温度，使得散状物32的紧接着的部分相应较少地被加热且散状物32的随后的部分由于气体的持续温度损失更少地被加热。在t1时刻得出在流动方向上呈阶梯状降低的根据曲线35的温度分布。通过进一步持续的加载形成根据曲线36的呈阶梯状的温度分布(时间t2)，也就是说阶梯随着在储热器30入口处的散状物32的上升的温度增加高度，其中，阶梯仅较少地在流动方向上移动。最后，散状物在t3时刻在入口侧达到气体的工作温度tb，从而在进一步加载的情形中阶梯在流动方向上延伸通过散状物32，参见t4时刻的曲线37。换而言之，即，在存储器中在加载期间形成温度阶梯或温度斜坡，其在加载开始时构建(曲线35和36)且然后在进一步加载期间在流动方向上推移(曲线37)，直至其达到储热器30的另一端部且在一定程度上迁移穿过该端部，从而使得在t4时刻完全加载的储热器30具有在工作温度tb的水平上的根据曲线38的温度分布。应注意的是，以工作温度tb流入的气体在较低环境温度tug上离开储热器，直至阶梯达到其出口(此处在管路30b处)。
图3在图表40中显示温度分布，当在t3时刻停止加载且随后以如下方式使储热器30卸载时，即，在相反的流动方向上气体在环境温度tug上由管路30b起被引导穿过储热器30。如所提及的那样，该加载在t3时刻被停止，热分布因此相应于曲线37。在t4时刻，温度阶梯向左推移，热分布相应于曲线41。应注意的是，即，以环境温度tug流入的气体在工作温度tb上离开储热器，直至该阶梯达到其出口(此处在管路30a处)。
图3在图表45中显示了在储热器30中的温度分布，当在刚部分加载的情形中(然而总是在向右的流动方向上，即由管路30a至管路30b，参见箭头方向)流入的气体的温度由tb起降低，例如降低到tug上，此处在图表34的t2时刻，也就是说在存在根据图表40的曲线37的温度分布之后。
因此，入口侧的散状物将以tug流入的气体加热到工作温度tb上且在此略冷却，其中，然而此时被加热到tb上的气体向右进一步流动且将散状物32的紧随其后的区域相应地加热到tb上，在此然而失去热量，从而使得散状物32的还进一步处在其后的区域还总是然而被加热到更低的温度上，以此类推，这在t3*时刻得出根据曲线46的温度分布。一如既往以温度tug流入的气体进一步冷却入口侧的散状物32，然而吸收其热量且在流动方向上进一步传输热量，在t4*时刻形成根据曲线47的温度分布且在继续流入的在tug的温度上的气体的情形中在t5*时刻形成根据曲线48的温度分布。换而言之，即，温度分布不再构造成阶梯而是构造成波，其在流动方向上行进穿过储热器30。应注意的是，在该工作状态的情形中气体以较低温度tug流入和流出，在构成波且在流动方向上行进穿过储热器30期间，在累进的时间的情形中如此长久地直至该波达到在管路30b处的出口，其中，然后才使用储热器30的卸载，其一直持续如此长直至该波完全行进“穿过”管路30b。
应强调的是，可构造不同形式的波，例如按照按照流入到储热器中的温度如何被改变。下面，对于所有这些可能的波形式简单地使用概念“波”。
图3在图表50中显示了在储热器30中的温度分布，当在根据曲线48(图表40)的温度分布时在t5*时刻流动方向被反转，从而使得气体然后(一如既往地在较低温度tug上)此时由管路30b至管路30a向左流动，参见箭头方向。
作为在流动方向反转时的起始位置，如所提及的那样存在在时刻t5*的根据曲线48的温度分布，其中，然而此时波相应于相反的流动方向向左朝向管路30a迁移。其紧接有在流动方向的反转之后的时间间隔、在t6*时刻的根据曲线51的温度分布和其后在t7*时刻根据曲线52的温度分布。应注意的是，在储热器30的在图表50中所显示的卸载期间气体在环境温度tug上流入且首先同样地在环境温度tug上如此长久地流出，直至波的前面的温度侧沿达到管路30a，其中，然后波的上升侧相应地将温度提高直到工作温度tb上且然后紧接着的下降侧沿相应地再次下降，直至储热器30完全被卸载。
储热器30在合适的运行中、也就是说在带有仅部分加载的运行中在传输热量的气体的持续流经的情形中还具有热侧和冷侧，参见图3的图表34和40，其中，冷侧此处大致保持在环境温度tug上，即使热侧到达工作温度tb。这同样适用于带有根据图表45和50的波的运行，当该波仅被如此程度地推移到储热器30中时，即，储热器的热侧尚未下落到较低温度上(例如直至根据图表45中的曲线47的热量分布)。
图4显示了带有两个层状的储热器61,62的根据一优选的实施形式的根据本发明的处理系统60，储热器根据图3构造，由此包含存储热量的散状物66。在第一储热器61与第二储热器62之间布置有仅虚线显示的、此处构造成铈反应器63的处理单元，其中，管路组件l的第一区段i的管路区段64a和64b(图1)显而易见，其可运转地连接铈反应器63与储热器61,62。管路组件l的第二区段ii的为了附图的减负未示出的管路6的通口65a和65b被进一步示出(图1)，其使得传输热量的介质(此处又是氩气)的循环成为可能，在两个流动方向上，即向右由通口65a至通口65b且相反地向左由通口65b至通口65a。
通过处理系统60的运行，此时铈反应器63根据图2循环地在较高温度to与较低温度tu之间往复，其中，在图表70至74中显示了在第一储热器61和第二储热器62与反应器63之间的热交换，然而为了说明在储热器之间的相互作用首先不带有在再生温度tr与较高温度to之间的外部(太阳能)热量供应(参见图表20，图2)，而是由tr出发在to与储热器61,62的工作温度tb之间。鉴于外部的热量供应参见下面，图6和7a至7d。
图表70至74显示了由带有第一储热器61和第二储热器62的铈反应器63构成的组件的不同工作状态的温度分布曲线76至80，其中，区段a,b和c相应地显示了第一储热器61、铈反应器63和第二储热器62的在传输热量的介质的流经方向上的区域或者长度。
在图表70中显示了在t0时刻在处理系统60的起动过程的第一部分之后的温度分布曲线76。第一储热器61被如此地加载以热量，即，存在带有峰值温度tb的温度波w，其中，波w的侧沿下落到环境温度tug(此处例如300°k)上。铈反应器63和第二储热器62还处在环境温度tug上。对于起动过程的第二部分而言，在环境温度tug上的氩气由通口65a向右通过第一储热器61、铈反应器63和储热器62流动到通口65b中，参见在图表70中的箭头方向，结果波w在向右的流动方向上移动，如这相对图3的图表45所描述的那样。
图表71显示了在t10时刻的温度分布曲线77，其中，温度波w在流动方向上如此远地向右推移，即，其以前面的侧沿抵靠到铈反应器63处且部分行进穿过该铈反应器，也就是说氩气随着侧沿的上升的处在tug与tb之间的温度tf流经铈反应器63且相应地加热该铈反应器。
通过使温度波w由tug出发随着上升的侧沿温度tf侵入到铈反应器63中，其持续地加热该铈反应器，从而使得tf与反应器63的温度差始终保持较小。当然氩气由此略失去热量，参见在区段b中的温度分布曲线71的温度下降，据此氩气由铈反应器63以处于tf以下的温度流出。第二储热器62最后通过进入的氩气被加热，从而使得温度分布曲线77在区段c中具有边沿，参见为此相对图3的说明，尤其图表34的曲线35。得出的是，被存储在储热器61中的热量被用于加热反应器63，然而也用于加载储热器62。
进一步得出的是，迁移穿过铈反应器63的波w在一定程度上“未看到”该反应器(除了由于氩气与反应器63的热交换的温度下降)，然而自然以反应器63的长度(区段b)被彼此撕开，如温度分布曲线77显示的这样。
概览地如此，即，一旦温度分布与温度分布曲线77相符，起动过程结束：反应器63处在tu上，其中，第一储热器61如此地被加载以波w，即，反应器63通过该波被带到tb上且紧接着又可被冷却到tu上。反应器63换而言之处在图2的图表20的点pu中。
图表72显示了之后在t11时刻的温度分布曲线78，其中，波w被如此地移入到铈反应器63中，即，该铈反应器被带有较高温度tb的氩气流经。铈反应器因此被带到靠近较高温度to的温度tr(图2)上且处在图2的图表20的点pr中。根据对于图1和2的描述，铈反应器63其后优选地通过日照的热量被带到to(也就是说在图表20中的点po)上，参见对此在下面对于图6和7的说明。
图表73显示了在t12时刻的温度分布曲线79，其中，波w在t11与t12时刻进一步被迁移穿过铈反应器63，从而此时其随后的下降的侧沿经过该铈反应器且波w的峰顶(kamm)被移入到第二储热器62中。只要波w的随后的侧沿移动穿过该铈反应器，该铈反应器63持续地将热量发出到氩气处，因为该铈反应器根据下降的侧沿尽管反应器63的持续热损失始终冷于相对其延迟地失去热量的铈反应器。
氩气和反应器63的当前温度的差又较小。在t12时刻，反应器63处在图2的图表20的点pke上。为了铈的再氧化和反应器63到tu(在图2的图表20中的点pu)上的与此相联系的冷却可停止氩气的流动。
其后实现向左在较低箭头的方向上、也就是说由管路65b至管路65a的流动方向的转换，对此波w向左移动且在通过前面的上升侧沿的情形中又加热且紧接着通过随后的下降侧沿冷却反应器63。
图表74显示了在t14时刻的温度分布曲线80，其中，波w如此地行进经过铈反应器63，即，该铈反应器在加热到tr上之后(其通过外部的热量到to上，参见图2的图表20)又被冷却到tke上且将相应的热量存储在储热器61中。
概括地来讲，在根据图表70的起动过程之后处理系统60具有根据图表71的温度分布，波w然后在某一流动方向上(此处：向右)被发送穿过反应器63，从而存在根据图表73的温度分布，且由该处起波w然后在另一流动方向上(此处向左)被回送穿过铈反应器63，直至根据图表74的温度分布存在，其形成用于新的循环的起始点，也就是说再次在其中一个流动方向上至根据图表73的状态且然后在另一流动方向上返回至根据图表74的状态，且如此继续如此长久地如该处理应运转的那样。由反应器73的中间出发，波w移动到在储热器61和62中的对称放置的最终位置中。在起动过程之后，波w在长度l对称(lsym)上由铈反应器63起延伸到两个储热器61,62或者区段a和c中，参见图表74结合图表73。这意味着，在持续运行中两个储热器在其外部的被放置在通口65a和65b处的区段始终在环境温度tug上且因此保持较冷，而在处理系统的内部中通过根据图表73,74持续来回振荡的波w进行在反应器63与储热器61,62之间的循环热交换。
图5显示了本发明的另一实施形式，在其中该处理不是对称地(图4)而是非对称地以如下方式实施，即，向右行进经过反应器63的波w在根据图表72(图4)的温度分布的情形中已被停止。为了阐述，图5这样显示了带有图表85至87的序列，其与图4的图表71,72和74相符，也就是说其温度分布曲线88至90(在t20至t23时刻)与温度分布曲线77,78和80相同。然而如所提及的那样，流动方向转换的时刻被改变，其当根据图表86存在根据曲线89的温度分布时实现。
因此实现反应器63由根据图表85的状态出发直至图表86的状态的加热和在流动转换之后由根据图表86的状态直至根据图表87的状态的冷却，接着重新开始循环。相应地，相比这在第一储热器61的情形中，来回振荡的波w较少程度地侵入到第二储热器62中，以此其最终位置不再对称而是非对称地。相应的长度l非对称(lasym)在图表87中与图表86相联系地被输入。随后，第二储热器62可有利地较短地构造，相比这在根据图4的实施形式的情形中的情况，在此期间储热器61,62的两个外端部在通口65a和65b的情形中自然同样始终保持在环境温度tug上且进而保持较冷。
在根据图4和5所描述的热交换的情形中的热量损失较小，热量的如此达到的再生的效率较高。另外，专业人士与相对图2的说明相联系地可容易地确定鉴于以循环变换的温度的任意处理的用于具体情况的流动的接通时间。尤其地，专业人士可通过波w的侧沿的坡度和其穿过反应器63的速度确定反应器在加热或者冷却的情形中经受的温度差，这相反地更确切地说还使得仅对于预先确定的较小的温度差而言设计该反应器成为可能。
在处理系统60的在图4和5中所描述的实施形式的情形中，第一储热器61和第二储热器62总地具有存储热量的由散状物66构成的填料，其中，优选地传输热量的介质是气体、特别优选地氩气。进一步如此，即，储热器61和62在其由反应器63背对的侧处(在通口65a和65b的情形中)在运行中始终在环境温度tug上运转，而其面对反应器63的侧在管路区段64a和64b(在起动过程之后)的情形中始终在tu与tb((来回振荡的)波w的峰值温度)之间的提高的温度上。
相应地，第一储热器(61)和第二储热器(62)在运行中相应地具有冷侧，其中，优选地设置有管路组件(l)的第二区段(ii)，其彼此连接这些冷侧。冷侧在去除第二区段ii的情形中还可与周围环境或还可与其它系统相连接，如这在相对图1所描述的实施形式的情况那样。在这点上附加如下，即，在实际运行中冷侧在时间上可略加热。专业人士然后对于具体情况可设置在管路组件l的第二区段ii中的用于传输热量的介质的冷却单元，当这应是必要的时，或还如此设计处理系统，即，其在太阳能运行中出现的中断(晚上)的情况中可能冷却。
在图4和5中进一步显而易见的是，储热器61,62经由管路64a和64b彼此相连接(管路组件l的区段i)，而根据图1所有必要的用于处理系统的运行的接通器件例如泵组件15可设置在管路组件l的第二区段ii中，带有如下优点，即，接通器件布置在冷侧上，从而不带有较高温度，且相应地在构型上可被容易地设计。在热侧上(其按照应用可处在超过1300°k或2300°k或更高的温度上)，简单的管道连接(例如陶瓷管)足够。随后，优选地在管路组件的第二区段中布置有用于管路组件的第一和第二区段的运行的接通器件。特别优选地，在此第一管路区段不带有用于处理系统的运行的接通器件。储热器60,61须以最小的长度来构造，从而使得其冷侧在运行中不超出环境温度tug。该最小长度在图4和5中对于每个储热器60,61而言通过关联于其的长度lsym或lasym图形化地示出，其是在区段a和c中波w需要用于往复迁移的距离。在根据图4和5的实施形式的情形中的储热器61的长度lsym和lasym相同大小，而在图5中的储热器62的长度lasym由于较少程度地侵入到储热器62中的波w而小于在图4中的储热器62的lsym。
所得出的是，专业人士可将在根据图4的实施形式中的储热器的长度最小测定到lsym上，且在根据图5的实施形式的情形中其中一个储热器(此处第二储热器62)的长度可再次缩短到lasym上，这可实现更有利的制造。
在该点上还应强调的是，储热器的冷侧对于大多数应用而言处在环境温度tug上。按照具体的情况然而可显示的是，当例如传输热量的流体尚在被联接在处理系统处的其它系统中环流或在其侧与这样的另外的系统处在热交换中时，储热器的冷侧、也就是说背对处理单元的侧在运行中处在更高温度上，例如直至400°k或更高。此时，概念“冷侧”然而始终被用于与储热器的热侧的区分。专业人士对于以处在环境温度tug之上的冷侧的运行而言可设置特殊设计的起动过程，在图3至5中所描述的根据本发明的工作原理由此不变。
由相对图1至5的前面的说明且同样地根据在图6至8中所说明的实施形式另外得出一种用于循环加热和冷却处理单元2的方法，该处理单元可在较高与较低温度之间运行，其特征在于，处理单元可运转地被接通在第一储热器3与第二储热器4之间，
-其中，第一储热器3和第二储热器4在装载的状态中发出在较高温度的范围中的热量且在卸载期间的温度朝向较低温度发展，
-其中，第一储热器3和第二储热器4在加载期间首先可以较低温度的范围中且然后较高温度的范围中的热量来加载，且
-其中，通过传输流动通过第一储热器3和第二储热器4且进而通过处理单元2的热量的介质的流动方向的循环变换使该处理单元2交替地在较高温度与较低温度之间往复。
在此，优选地在循环反转之前保持流动方向，直至处理单元2由较低温度起被加热到再生温度上且紧接着又被冷却到较低温度上(参见根据图4的实施形式)。
进一步优选地，储热器以呈波浪状的温度分层来运行，其构造成波w。特别优选地，流动方向的变换被如此地计时，即，该波在持续的、持续对称的运行中往复振荡地相同程度地移入和又移出到两个储热器中。备选地，流动方向的变换还可如此地计时，即，该波持续地在非对称的运行中往复振荡地到其中一个储热器中相比到另一储热器中较少程度地(优选直至其温度峰值)移入和又移出。
当优选在运行中波w仅部分如此地达到储热器的背对处理单元的侧时，即，使得这些侧保持在预先确定的温度下，优选地然而不如此地达到，即，使得这些侧保持较冷，则尤其实现通过根据本发明可实现的带有储热器的冷(和热)侧的优点。
最后，专业人士还可将该流动如此地协调于处理单元，即，当前的在传输流经该处理单元的热量的介质与处理单元之间的温度差不超出预先确定的值。
在所有所显示的实施形式的情形中，处理单元可构造成直接或间接被照射的太阳能反射器。
图6显示了处理系统100的简图，在其中外部热量(此处太阳能)在图2的图表20中的点pr与po之间间接地、也就是在没有通过太阳的直接照射处理单元2(图1)的情况下被带入。
所示出的是又构造成铈反应器63的处理单元，对于传输热量的介质和所有反应物的传输所需要的管路可运转地通入到该处理单元中。可见的是管路组件l的第一区段i的管路101a和101b以及带有泵103a和103b(其各设有止回阀)的泵组件103的管路组件l的第二区段ii以及用于传输热量的介质(此处又是氩气)的罐104。co2罐8、h2o罐9和syn气体罐10(对此参见图1的说明)同样可见。第一储热器61和第二储热器62相应于在图4中所显示的实施形式构造。到目前且除了反应器63通过太阳7的直接照射(图1)之外，处理系统100相应于图1的处理系统。
为此此时然而还有第三储热器110和用于太阳辐射111a的太阳能接收器111，其均可被接通到用于传输热量的介质的循环中，其中，接收器111和储热器110构造用于产生或者存储带有至少较高温度to的热量。优选地，第三储热器110构造成根据图3的层状的储热器且相应于图3的图表40来加载和卸载。另外，在管路组件l的第二区段中经由管路115a和115b(在该处通过泵103c)与氩气罐104且经由管路115c与构造成管路116的至反应器63的流入相连接。太阳能接收器111在其侧经由管路117a(通过泵103d)与氩气罐104且经由管路117b可选择性接通地一方面与管路116且另一方面与管路115c相连接，使得通过其被加热的传输热量的介质(此处：氩气)可被直接输送到反应器63中或到第三储热器110中，这通过在管路117a中的泵103d来驱动。阀118a至118c与管路101c至101f且与关联于泵103a至103d的止回阀一起确定传输热量的介质在处理系统100中的流动和路径。
应强调是，在附图中标明的虚线在处理系统100中形成在其包围反应器63的热侧与所有接通器件例如阀和泵组件103布置在其中的其冷侧之间的界限。在此，根据本发明有利的组件再次变得清楚，其可实现所有接通器件被简单且成本适宜地布置在冷区(优选环境温度tug)中，而在热区中在tr与to之间的温度的情形中(其可超过1300°k或2300°k)仅须设置有用于传输热量的介质和在反应器中起反应或者产生的物质的管道，其同样可简单且成本适宜地例如由陶瓷构成。
管路117b构成第三区段iii且管路115c构成管路组件l的第四区段iv。
因此得出的是，根据所显示的实施形式在管路组件l的第一区段i中在流动方向上在处理单元之前布置有用于在较高温度的范围中的传输热量的介质的流入部116，进一步优选地设置有用于加热传输热量的介质的太阳能接收器，其中，管路组件的第三区段连接太阳能接收器与流入部，且最后特别优选地设置有第三储热器，其连接管路组件的第四区段与流入部，其中，来自太阳能接收器的热量可被储入在该第三储热器中。
根据图6的实施形式指出，对于任意的太阳能运行的处理系统而言接收器可远离处理单元(例如用于化学反应的反应器或用于评估热量的其它单元)地布置，即，要么与处理系统的处理单元直接连接地布置或间接地经由关联于接收器的储热器来布置。
图7a至7d显示了可如何接通(且还有对于上面所描述的方法步骤而言来运行)用于反应器63的不同的在图2中所显示的工作阶段的处理系统100，其中，于是储热器61和62优选根据图4和5来运行。
图7a显示了在to至tk的时间间隔中或者在tke至tue的时间间隔中(参见图2的图表20，以点po至pk和pke至pue)处理系统100的接通状态，在其中结束铈的还原或者发生再氧化且进而此处不存在传输热量的介质通过反应器63的流动。在tr至to的这些时间间隔中或者在tke至tue的时间间隔中，来自太阳能接收器111的热量可借助于传输热量的介质(此处：氩气)被储入到第三储热器110中。为此，泵103d将来自罐104的氩气通过在其处氩气被加载以热量的接收器111然后通过管路117b和115c推动到储热器110中，其由此被加载以热量，且最终被冷却到环境温度tug上地又推动到罐104中。如此激活的管路在附图中被粗体地突出显示。
图7b显示了用于在图4和5的实施形式中向右行进的流动的处理系统100的接通状态，也就是说例如在tu至tr时间间隔中或者在点pu至pr之间(参见图2)，在其中反应器63通过再生的、也就是说被存储在第一储热器61中的热量来加热。在开始时，视处理系统根据其来运行的实施形式而定，在储热器61,62中存在根据图4的图表71或还有图5的图表85的温度分布。为此，泵103b将来自罐104的氩气通过接收器通过第一储热器61(在其处氩气被加载以热量)然后通过管路101b推动到反应器63中且由该反应器通过管路101a到第二储热器62中，其由此被加载以热量，且最后被冷却到环境温度tug上又到罐104中。如此激活的管路在附图中被粗体地突出显示。
然而，当在tk至tke的时间间隔中在点pk至pke(参见图2)之间由待冷却的反应器63获得热量且对于再生而言被存储在储热器62中，如这在图4的图表73中示出的那样时，则同样存在该接通状态。于是，来自储热器61的在其温度上下降的氩气流动通过反应器63，在其处氩气吸收该反应器的热量且储入在储热器62中。
图7c显示了在tr至to的时间间隔中或者在点pr至po之间(参见图2)的处理系统100的接通状态，在其中反应器63通过被存储在第三储热器110中的外部热量(此处来自接收器111)被带到较高温度to上。如上面已提及的那样，储热器110还可通过不同于太阳能的能量形式来加载，同样地，在接收器111的部位处不同于太阳的能量源可将热量带入到处理系统100中。
为此，泵103c将来自罐104的氩气通过在其处氩气被加载以热量的储热器110然后通过管路115c和116推动到反应器63中且由该反应器通过管路101a到储热器62中，其由此被加载以在tr之上的热量，且最终被冷却到环境温度tug上地又推动到罐104中。如此激活的管路在附图中被粗体地突出显示。
备选地，还可接入泵103d，从而同时地通过接收器111和第三储热器110使经加热的传输热量的流体通过管路116流动到反应器中。同样地，也仅可激活泵103d，而不是泵103c，从而使得处理系统100的接通状态与图1的以反应器的通过太阳的直接照射的接通状态相符。
应强调的是，在图4的图表73中或者在图5的图表86中示出了不带有该以在tr之上的热量的加载的波w的峰值温度，因为在这些图表中波w的推移作为在该处所显示的处理系统60的构建的结果来讨论。在根据本发明的处理系统的根据图7c的接通状态的情形中，效率然而还再次通过如此再生的外部热量提高。还应注意的是，由此可避免在图3的图表45和50中的迁移的波的峰值温度的较小的持续下降，使得温度tr和to实际在任意长的工作时间间隔上可保持恒定。专业人士可在具体情况中轻易地相应地设计处理系统100。
图7d显示了用于在图4和5的实施形式中向左行进的流动的处理系统100的接通状态，也就是说例如用于根据图4的图表73的返回的波w，在tu至tr的时间间隔中或者在点pu至pr之间(参见图2)，在其中反应器63通过再生的(也就是说区别于图7b不存储在第一储热器61中而是存储在第二储热器62中的)热量来加热。返回的波w然而也引起反应器73在tk至tke时间间隔中或者在点pk至pke(参见图2)之间的冷却，其中，由待冷却的反应器63获得热量且对于再生而言此时被存储在储热器61中。
为此，泵103a将来自罐104的氩气通过储热器62、然后通过管路101a推动到反应器63中且由该反应器通过管路101b到储热器61中，且最后被冷却到环境温度tug上，再到罐104中。如此激活的管路在附图中被粗体地突出显示。
图8a显示了根据图6的简图的所实现的处理系统100的热侧的视图。所示出的是用于热侧的器件的外套120以及用于外套120在反应器63的使用位置处的固定的联接凸缘121。
在附图中，管路组件l的第二区段ii以及用于co2,h2o和syn气体罐10的罐8至10被删去，在其中，主要由co和h2构成的气体混合物作为最终产物被收集。所有这些部件可由专业人士在具体情况中轻易地设计和定位，因为这些部件仅须对于环境温度tug(或根据具体的情况还有另一相对较低的温度)的范围来设计，且如所提及的那样可节省在管路组件l的热区中的相对成本密集的高温接通器件或者高温泵。
在外套2中，第一至第三储热器61,62和110、反应器63和布置在设置在外套120中的对于太阳辐射而言透光的区段122之后的接收器111是显而易见的。另外显而易见的是导向接收器111的用于传输较冷热量的介质117a的管路、离开接收器111朝向反应器63引导的管路117b和116以及管路组件l的第一区段i的管路101a和101b。略遮盖地在储热器110之后存在由反应器63至此处不可见的用于syn气体的罐10的管路119(图6)。