AT397145B - Einrichtung zur nutzung des wärmeinhaltes verflüssigter kältemittel in einem kreisprozess als abtau- und/oder kinetische energie bei wärmepumpenanlagen - Google Patents

Description

AT 397 145 B

Einrichtung zur Nutzung des Wärmeinhaltes verflüssigter Kältemittel in einem Kreisprozeß als Abtau-und/oder kinetische Energie bei Wärmepumpenanlagen.

Vor allem bei Wärmepumpen, welche im sogenannten Mehrphasenbereich arbeiten, d. h. die nicht nur die Flüssigkeitswärme des Wassers sondern auch dessen Erstarrungswärme als Grundwärmeenergie verwenden, 5 resultiert der Heizleistungsverlust nicht nur aus dem Absinken der Verdampfungstemperatur aufgrund des Eisansatzes an den Kühlflächen, sondern auch aus dem Energieverlust für das Heißgasabtauen und der hiefür erforderlichen Betriebsunterbrechung.

Nun sind zwar Verfahren bekannt (CH-PS 231 449 und 237 313) bei denen zum Abtauen die Wäimepumpenanlage abgestellt wird und somit die Abtauenergie aus der Flüssigkeitswärme des Kältemittels 10 durch Nachverdampfen gewonnen wird. Tatsächlich kann bei dieser Maßnahme nur jener Teil der Flüssigkeitswärme als Abtauenergie genützt werden, für den die Temperatur des verflüssigten Kältemittels (z. B. 45 °C), die Rücklauftemperatur des Warmwasserkreislaufes (z. B. 40 °C) nicht unterschreitet. Jede weitere Abkühlung des Kondensates geht zu Lasten der Wassertemperatur und damit der Heizleistung. Ohne Betriebsunterbrechung ist bei diesem Verfahren überhaupt keine Nutzung der schädlichen Umlaufwärme als 15 Abtauenergie möglich.

Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Einrichtung für Wärmepumpenanlagen die es gestattet, die relativ hohe Flüssigkeitswärme derartiger Anlagen als Abtau- und Arbeitsenergie nutzbar zu machen und dadurch die schädliche Umlaufwärme so weit als möglich zu verringern, sodaß eine beträchtliche Steigerung des Wirkungsgrades erzielt wird. 20 Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß in der Flüssigkeitsleitung des Kältemittelkreislaufes zwischen dem Flüssigkeitssammler des Kondensators und dem Drosselorgan der Verdampfer mindestens ein zusätzliches, isoliertes Flüssigkeitssammelgefäß mit einem kondensatorseitig angeordneten Niveauregelorgan zur Aufrechterhaltung eines Dampffaumes installiert ist, sodaß der Wärmeinhalt des Kältemittelkondensates in Form von Mitteldruckdampf soweit als möglich als Abtauenergie bzw. 25 Arbeitsenergie, z. B. für Umwälzpumpen, Turbinen oder dergleichen, genutzt werden kann.

In der Zeichnung wird beispielsweise ein derartiger Flüssigkeitssammler mit kondensatorseitigem Niveauregelorgan zur Gewinnung von Mitteldruckdampf dargestellt. Die Pfeile kennzeichnen die Strömungsrichtung des flüssigen oder dampfförmigen Kältemittels.

Vom Kondensator gelangt das Kältemittel über die Flüssigkeitsleitung (4) und über das Niveauregelorgan 30 (2) in den isolierten Flüssigkeitssammler (1) und von dort in stark unterkühltem Zustand über die

Flüssigkeitsleitung (4') weiter zu den Drosselorganen der einzelnen Verdampfergruppen.

Im Flüssigkeitssammler (1) wird mittels des Niveauregelorganes (2) ein Dampfraum (3’) aufrecht erhalten. Dadurch ist es möglich die schädliche Umlaufwärme (latente Verdampfungswärme) des verflüssigten Kältemittels in Form von Mitteldruckdampf als Abtauenergie oder als kinetische Energie (z. B. zum Antrieb 35 von Umwälzpumpen, Turbinen,...) zu gewinnen.

Der Mitteldruckdampf wird über die Mitteldruckdampfleitung (3) in bekannter Weise mittels der Schaltorgane (5, 6) jener Verdampfergruppe zugeführt, die gerade abgetaut werden soll. Ist kein Bedarf an Abtauenergie vorhanden, so kann der Mitteldruckdampf z. B. über eine Turbine, die mit dem Kältemittelkreislauf parallel geschaltet ist, als kinetische Energie genutzt werden. Das Mitteldrucknetz (3) 40 wird zweckmäßigerweise mittels eines einstellbaren Druckreduzierventiles (7) über die Heißgasleitung (8) mit der Hochdruckseite des Kältemittelkreislaufes verbunden, sodaß ein Unterschreiten eines gewünschten Mitteldruckes verhindert werden kann. 45

In der Zeichnung bedeuten: Isolierter Flüssigkeitssammler (1), Niveau-Regelorgan (2), Mitteldruckdampfleitungen (3), 50 Mitteldruckdampfraum (3'),

Flüssigkeitsleitungen (4 und 4'), Absperrorgane (5 und 6), Druckreduzierventil (7), Heißgasleitung (8). 55 -2- 60

Claims (1)

1. 5 AT 397145 B PATENTANSPRUCH 10 Einrichtung zur Nutzung des Wärmeinhaltes verflüssigter Kältemittel in einem Kreisprozeß als Abtau-und/oder kinetische Energie bei Wäimepumpenanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Flüssigkeitsleitung (4) eines Kältemittelkreislaufes, zwischen dem Flüssigkeitssammler des Kondensators und dem Drosselorgan der Verdampfer zusätzlich ein isolierter Flüssigkeitssammler (1) mit einem kondensatorseitigen 15 Niveau-Regelorgan (2) zur Aufrechterhaltung eines Dampfraumes (3') angeordnet ist, wobei das Mitteldrucknetz (3) über das Druckreduzierventil (7) mit der Heißgasleitung (8) verbunden werden kann.. 20 Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-