• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1981001607A1
    申请号:PCT/CH1980/000145
    申请日:1980-12-01
    公开日:1981-06-11
    发明作者:H Koppitz；H Spath
    申请人:Wemac Finanz & Handelsanstalt；H Koppitz；H Spath；
    IPC主号:F25B30-00
    专利说明:
    B. E S dH R E I B U N GVerfahren zur Gewinnung von Heizwärme undEinrichtung zur Durchführung des VerfahrensDie Erfindung bezieht- sich auf ein Verfahren zur Gewinnung von Heizwärme, bei dem einem durch Verdichten auf höhere Temperatur gebrachten, dampfförmigen Arbeitsmedium zur Heizzwecken Wärme entzogen wird, wobei das Medium kondensiert, entspannt, verdampft und wieder verdichtet wird. Bei den bekannten Verfahren dieser Art wird die Verdampfung des Arbeitsmediums durch Zuführung von Wärme aus der Umgebung bewerkstelligt. Die Wärme wird hierbei der Umgebungsluft, dem Erdboden oder Gewässern entnommen. Die bekannten Verfahren sind jedoch dort nicht anwendbar, wo der Umgebung Wärme in nicht hinreichendem Ausmass entnommen werden kann, wie z. B. in Städten. Aus der DE-OS 26 51 888 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Teil des verdampften Arbeitsmediums dazu benützt wird, eine Turbine anzutreiben, die mit dem Verdichter gekoppelt ist. Hierbei wird jenem Teilstrom, dem die Nutzwärme entnommen werden kann, zum teilweisen Aufheizen des die Turbine antreibenden Dampfes benützt. Die Verdampfung wird jedoch, wie bei den anderen bekannten Verfahren, ausschliesslich durch Fremdwärme herbeigeführt. Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Verfahrens, bei dem auf die Zuführung von Fremdwärme zum Verdampfen des Arbeitsmediums ganz oder teilweise verzichtet werden kann. Erfindungsgemäss wird dies so erreicht, dass die zum Verdampfen des entspannten Mediums erforderliche Wärme ganz oder teilweise dem verdichteten Medium entnommen wird. Zweckmässigerweise wird für die Verdampfung des Arbeitsmediums mindestens ein Teil der bei dessen Kondensation abgegebenen Wärme herangezogen. Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei welcher das Arbeitsmedium im Kreislauf von einem Verdampfer über einen Verdichter, Wärmetauscher und eine Drossel zum Verdampfer zurückgeführt wird. Erfindüngsgemässist zwischen dem der Aufnahme der Heizwärme dienenden Wärmetauscher und der Drossel ein Kondensator angeordnet, der mit dem Verdampfer über den zusätzlichen Kreislauf eines Hilfsmediums verbunden ist. Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. -1 ein Prinzipschema einer ersten Ausführungsform der Erfindung und Fig. 2 ein Prinzipschema einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Ein Teil des Prinzipschemas gemäss Figur 1 entspricht demjenigen einer konventionellen Wärmepumpe. Ein Kompressor 1 saugt vom Verdampfer 2 kommendes, dampfförmiges Arbeitsmedium üblicher Art an und verdichtet diesen Dampf, wodurch er überhitzt wird. Beim Arbeitsmedium kann es sich z. B. um R 22 handeln. In einem Wärmetauscher 3 wird dem Arbeitsmedium Wärme entzogen und dieses nach seiner Kondensation einem Vorratsbehälter 4 zugeführt. Von dort gelangt es über eine Drossel 5 zum Verdampfer 2 zurück. Dieser bekannte Kreislauf ist im Prinzipschema gemäss Figur 1 zum Teil gestrichelt eingezeichnet und entspricht einem Betriebszustand, bei welchem die Ventile 6 und 8 offen sind und die Ventile 7 und 9 geschlossen sind. Zur Aufrechterhaltung des bekannten Kreislaufes müsste zum Verdampfen des Mediums dem Verdampfer 2 von aussen Wärme zugeführt werden. Im Wärmetauscher 3 würde sodann die Ueberhitzungs- und Kondensationswärme des Medium durch den Heizkreis 10, in welchem die Zirkulationspumpe 11 angeordnet ist, abgeführt. Gemäss der Erfindung ist nun zwischen dem Wärmetauscher 3 und der Drossel 5 ein gesonderter Kondensator 12 geschaltet, wobei die direkte, gestrichelt gezeichnete Verbindung zwischen dem Wärmeaustauscher 3 einerseits und der Drossel 5 und dem Vorratsbehälter 4 andererseits wegfallen kann. Im Wärmetauscher 3 erfolgt eine teilweise Kondensation des Arbeitsmediums. Im wesentlichen wird aber die Kondensation im Kondensator 12 vorgenommen. Ein zur Kühlung dienendes Hilfsmedium, vorzugsweise Wasser, welches im Hilfskreislauf 13 zirkuliert, nimmt im Kondensator 12 Wärme auf und gelangt über eine Pumpe 14 zum Verdampfer 2, wo es im Zuge der Verdampfung des Arbeitsmediums die im Kondensator 12 aufgenommene Wärme abgibt und abgekühltdem Kondensator 12 wieder zufliesst. Beim Anlaufen der Anlage mit tiefen Temperaturen (erstes Anlaufen) wird der Wärmetauscher 3 durch Oeffnen des Ventils 7 und Schliessen des Ventils 6 ausgeschaltet und das überhitzte Medium unmittelbar dem Kondensator 12 zugeführt, um genügend Wärmefür das Ver dampfen des Arbeitsmediums bereitzustellen. Sobald die vorgesehenen Betriebstemperaturen erreicht sind, wird der Wärmeaustauscher 3 eingeschaltet, und die Anlage arbeitet nun in einem stationären Zustand. Die Ueberhitzüngswärmedes vom Verdampfer kommenden Arbeitsmediums und-ein Teil von dessen Kondensationswärme können nun als Nutzwärme dem Wärmeaustauscher 3 entnommen und durch den Heizkreislauf 12 einem Verbraucher zugeführt werden. Der zusätzliche Kondensator 12 ermöglicht es, ideale Arbeitsbedingungen für die Durchführung des Verfahrens zu schaffen. Das Arbeitsmedium wird vor der Drossel 5 optimal abgekühlt, und die im Kondensator 12 gewonnene Kondensationswärme wird über den Hilfskreislauf 13 dem Verdampfer 2 zugeführt. Da zum Verdampfen keine oder nur teilweise Fremdwärme benötigt wird, kann das erfindungsgemässe Verfahren universell angewendet werden. Durch Anordnung eines Mischventils 15 in den Hilfskreislauf 13 kann die Einrichtung leistungsgerecht einreguliert werden. Mit dem Mischventil 15 wird der Hilfs kreislauf 13 in Abhängigkeit der Kompressorleistung und der im Heizkreislauf 10 weggeführten Wärmemenge optimal einreguliert, so dass sowohl der Verdampfer 2 wie auch der Kondensator 12 in den vorgesehenen Temperaturbereichen arbeiten. Das Verfahren eignet sich auch dazu, Verlustwärme anderer Anlagen, vor allem von Kühlanlagen oder Kühlgeräten, zur Verdampfung des Arbeitsmediums heranzuziehen. Ein Prinzipschema einer Einrichtung, welche dieses bewerkstelligt, ist in der Figur 2 gezeigt. Zu diesem Zweck ist nach dem Kondensator 12, vor dem Ventil 9, eine Zweigleitung 16 vorgesehen, die über ein Ventil 17 zu einer zweiten Drossel 18 und zum Verdampfer des Kühlgerätes 19 und schliesslich zur Saugleitung 20 des Kompressors 1 führt. Wird neben dem Ventil 9 auch das Ventil 17 geöffnet, so erfolgt eine Verdampfung des Arbeitsmediums sowohl im Verdampfer 2 als auch im Verdampfer des Kühlgerätes, solange die benötigte Verdampfungstemperatur des Kühl gerätes nicht überschritten wird. Es kann daher die Verdampfungsleistung im Verdampfer 2 und somit die Kondensation des Arbeitsmediums im Kondensator 12 herabgesetzt werden. Der Kondensationsanteil im Wärmetauscher 3 ist somit grösser, so dass diesem eine erhöhte Wärmeleistung entnommen werden kann. Ist die Leistungsfähigkeit des Kühlgerätes 19 genügend gross, so kann gegebenenfalls das Ventil 9 ganz geschlossen und die Kondensation zur Gänze im Wärmetauscher 3 vorgenommen werden. So könnte z. B. durch das erfindungsgemässe Verfahren die Kondensationswärme von Kühl geräten und Kühlanlagen im Haushalt zur Aufbereitung von heissem Gebrauchswasser ausgenützt werden. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist im Heizkreislauf 10 ein Injektor 23 angeordnet. Dieser hat eine ähnliche Regulierfunktion wie das htisch-ventil 15. Der Injektor 23 sorgt dafür, dass in Abhängigkeit der Temperatur des Mediumkreislaufes ein Teil des Heizkreislaufes direkt vom Vorlauf 21 in den Rücklauf 22 gelangt. Damit wird bei tiefen Temperaturen eine zu starke Abkühlung des Mediumkreislaufes verhindert. Bei höheren Temperaturen wird der Injektor wirkungslos. Der Injektor arbeitet automatisch in Abhängigkeit der Heizkreislauf-Temperatur und benötigt keine äussere Kraftam endungzu dessen Betätigung.
    权利要求:
    Claims P A T E N T A N S P R U C H E
    1. Verfahren zum Gewinnen von Heizwärme, bei dem einem durch Verdichten auf höhere Temperatur gebrachten, - dampfförmigen Arbeitsmedium zu Heizzwecken Wärme ent¬ zogen wird, wobei das Medium kondensiert, entspannt, verdampft und wieder verdichtet wird, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die zum Verdampfen des entspannten Mediums erforderliche Wärme ganz oder teilweise dem verdichteten Medium entnommen wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verdampfung des Arbeitsmediums minde¬ stens ein Teil der bei dessen Kondensation abgegebe¬ nen Wärme herangezogen wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizwärme die Ueberhitzungswärme und ein Teil der Kondensationswärme des Arbeitsmediums abge¬ führt wird.
    4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , bei der das Arbeitsmedium im Kreislauf von einem Verdampfer über einen Verdichter, Wärmeaus¬ tauscher und eine Drossel zum Verdampfer zurückge¬ führt wird, dadurch gekennzeichnet, .dass zwischen dem der Aufnahme der Heizwärme dienenden Wärmetauscher
    (3) und der Drossel (5, 18) ein Kondensator (12) ange¬ ordnet ist, der mit dem Verdampfer (2) über den zu¬ sätzlichen Kreislauf (13) eines Hilfsmediums verbunden ist.
    5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
    dass im Zusatzkreislauf (13) eine Pumpe (14) und ein Mischventil (15) angeordnet sind, und dass durch das als Regulierorgan dienende Mischventil (15) der Vor¬ lauf des Hilfskreislaufes (13) mit dessen Rücklauf mengenregulierbar verbunden ist. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zur Aufnahme der Heizwärme dienenden Heizkreislauf (10) des Wärmetauschers (3) eine Pumpe (11) und ein den Vorlauf (21) mit dem Rücklauf (22) des Heizkreislaufes verbindender, als RegLtlierorgan wirkender Injektor (23) angeordnet sind.
    7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer eines Kühlgerätes (19) als zusätz¬ licher Verdampfer für das Arbeitsmedium vorgesehen ist.
    8. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass den Wärmetauscher (3) und/oder den Kondensator (12) umgehende Leitungen vorgesehen sind.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0041957A1|1981-12-23|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1981-06-11| AK| Designated states|Designated state(s): AU BR CH DE DK FI GB HU JP LU NL NO SE SU US |
    1981-06-11| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): FR |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    AT7644/79||1979-12-03||
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