Wärmepumpenanlage für Heizzwecke. Für Wärmepumpenanlagen, die für Heiz zwecke zu dienen haben, kommen in der Regel als wärmespendende Mittel Grundwas ser, Flusswasser, Wasser von Seen, Industrie- Abwasser und dergleichen in Betracht. Häu fig stehen aber diese Mittel nur in grosser Entfernung und bei einer wesentlichen Ni veaudifferenz in bezug auf die Stelle zur Verfügung, wo geheizt werden soll, bezw. auf den Aufstellungsort der Wärmepumpen anlage.
In derartigen Fällen erfordert dann das Hinaufpumpen des wärmespendenden Wassers nach dem Aufstellungsort der Wärmepumpenanlage einen unwirtschaftlich hohen Energieaufwand. Dies hängt einmal mit der zu überwindenden Niveaudifferenz und sodann mit dem Umstand zusammen, dass bei Verwendung von Fluss- oder Seewasser als wärmespendende Quelle bei strenger Kälte nur geringe Abkühlungen, das heisst in der Grössenordnung von 1 bis 2 C des Wassers im Verdampfer zulässig sind, weil sonst die Gefahr besteht, dass der Verdampfer einfriert.
Es besteht allerdings die Möglichkeit, einen Teil der Pumparbeit dadurch zurückzugewin nen, dass das aus der Wärmepumpenanla,ge abfliessende Wasser seine Energie in einer Wasserturbine abgibt, wobei dann zweck mässig die Wasserpumpe und die Wassertur bine direkt mechanisch gekuppelt werden können, um Energieverluste in der Übertra gung auf ein Minimum zu reduzieren. Die Fernleitung, in welcher das hinaufzupum- pende Wasser gefördert wird, ist dann durch eine ausreichend bemessene Isolierung noch gegen Wärmeverluste zu schützen.
Dies ist ganz besonders notwendig bei Verwendung von Industrie-Abwassern für Heizzwecke, die in der Regel mit hoher Temperatur zur Ver fügung stehen. Trotz der Isolierung sind jedoch gewisse Wärmeverluste gleichwohl nicht zu vermeiden. Anstatt die Wasserfern leitung zu isolieren, kann sie in gewissen Fällen, zum Beispiel bei Verwendung von Flusswasser, auch so tief in den gewachsenen Boden hinein verlegt werden, dass die Was- sertemperatur selbst bei strenger Kälte nicht unter die Bodentemperatur sinkt.
In diesem Falle sind aber die Zubringerleitung und die Rückleitung genügend weit voneinander ent fernt anzuordnen, damit nicht durch den Boden eine merkbare Wärmeströmung statt findet.
Stellt man dagegen die Wärmepumpen anlage bei grosser Entfernung des wärme spendenden Mittels von der Stelle, wo geheizt werden soll. zur Hauptsache in der Nähe die ses Mittels auf, so müssen die Fernleituiiben für den durch die Wärmepumpenanlage ge heizten und nach der genannten Stelle zu fördernden Wärmeträger besonders gut iso liert werden, soll die Wirtschaftlichkeit der ganzen Anlage nicht durch einen zu grossen Wärmeaustausch an diesen Fernleitungen in Frage gestellt werden.
Um die vorstehend erwähnten \Ta.chteile in den Fällen zu vermeiden, wo das wärme spendende Wasser nur in grösserer Entfer nung und bei einer wesentlichen Niveaudif ferenz (mindestens 10 m) in bezug auf den mittels der Wärmepumpenanlage zu erhitzen den Wärmeträger zur Verfügung steht, ist gemäss vorliegender Erfindung der Verdamp fer der Wärmepumpenanlage unmittelbar in das wärmespendende Wasser eingebaut, so dass zwischen dem Orte, wo sich dieses Was ser befindet, bezw. dem Verdampfer und dem übrigen Teil der Wärmepumpenanlage nur Fernleitungen vorgesehen sind, die ausschliess lich zum Führen des den geschlossenen Kreis lauf durch den Verdampfer,
den Verdichter und den Verflüssiger der Wärmepumpen- anla.ge beschreibenden Wärmeträgers dienen. Die Durchmesser solcher Fernleitungen kön nen wesentlich kleiner gewählt werden, als wenn durch dieselben Wasser zu fördern wäre. Ferner brauchen sie nicht isoliert zu werden, da im Gegenteil ein gewisser Wärme- austausch zwischen der L?mgebung, z.
B. dem Erdreich, und dem diese Leitungen durch strömenden Wärmeträger erwünscht ist, in dem die einfallende Wärme in der Saug leitung des Verdichters der Wärmepumpen anlage eine leichte L'bei-hitzung des Dampfes erzeugt, wodurch Flüssigkeitsschläge im Ver dichter vermieden werden. Die in die zum Saugstutzen des Verdichters führende Fern leitung und die in die vom Verflüssiger zum Verdampfer der Wärmepumpenanlage füh rende Fernleitung einfallende Wärme ver ringern die Verdampferleistung, und zwar ohne die nützliche Heizleistung zu beein flussen. Der Verdampfer kann in einem sol chen Falle demzufolge kleiner ausgeführt -erden.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist. auf der Zeichnung schema tisch dargestellt.
1 ist ein Maschinenraum. in welchem der grösste Teil der Wärmepumpe nanlage un tergebracht ist, u. a. ein Verdichter 2, ein Verflüssiger 3, eine Heisswasserpumpe 4 und ein Expansionsventil 5. Durch die Pumpe 4 wird im Verflüssiger 3 erwärmtes Wasser einer Verteilvorrichtung 6 eines im übrigen nicht gezeigten Heizsystems zugeführt, des sen Rücklaufleitungen mit. dem Bezugs zeichen 7 belegt sind.
Als wärmespendendes Wasser für die Wärmepumpenanlage steht das Wasser eines Kanals 8 zur Verfügung, der sieh in grosser Entfernung, im Minimum etwa 50 m, von dem Raum 1 und zudem auf einem wesentlich tieferen Niveau als dieser Raum befindet. Der Verdampfer 9 der Wärmepumpenanlage ist unmittelbar in das den Kanal 8 durchströmende Wasser ein gebaut, und er ist ferner durch eine Fern leitung 10 an den Verflüssiger 3 und durcli eine Fernleitung 11 an den Saugstutzen des Verdichters 2 angeschlossen. Die Fernleitun gen 10 und 11 sind zum grösseren Teil in den gewachsenen Boden 12 ohne Isolierung ver legt.
Zwischen dem Orte, wo sich das wärme spendende Wasser befindet, also dem Kanal 8 bezw. dem Verdampfer 9 und den Teilen ?, 3 der Wärmepumpenanlage sind somit aus schliesslich zum Führen des den geschlossenen Kreislauf durch die Teile 2. 3, 5 und 9 be schreibenden Wärmeträgers dienende Fern leitungen 10 und 11 vorgesehen. Es wird also keine Pumpe benötigt, die aus dem Kanal 8 Wasser nach irgendeiner Stelle der Wärme pumpenanlage zu fördern hat.
Die bei der Entspannung der Wärme trägerflüssigkeit im Expansionsventil 5 ent stehenden Dämpfe können unmittelbar nach diesem Ventil von der Flüssigkeit in einem Abscheider 13 getrennt und nahe beim Ver dichter 2 durch eine Leitung 14 in die Lei tung 11, das heisst die Saugleitung des Ver dichters übergeführt werden. Es brauchen in einem solchen Falle die erwähnten Dämpfe nicht durch den Verdampfer 9 und die Fern leitungen 10 und 11 geführt zu werden, so dass die Durchmesser dieser Leitungen ent sprechend kleiner gewählt werden können.
Dadurch, dass das Drosselventil 5, in wel chem die Expansion des den Kreislauf der Wärmepumpe beschreibenden Wärmeträgers vom Verflüssigerdruck auf den Verdampfer druck erfolgt, nahe dem Verflüssiger 3 an geordnet ist, wird der Vorteil erreicht, dass alle Organe, die einer Wartung und Bedie nung bedürfen, im Maschinenraum 1 ange ordnet sind. In der Leitung 10, in welcher der verflüssigte Wärmeträger des Wärme pumpenkreislaufes nach dem Verdampfer 9 strömt, herrscht hinter dem Expansionsventil 5 eine verhältnismässig niedrige Temperatur. Die infolge dieses Umstandes aus dem ge wachsenen Boden 12 in die Leitung 10 ein fallende Wärme hat eine Entlastung des Ver dampfers 9 zur Folge, so dass dieser kleiner ausgeführt werden kann.
Für die Strömung in der Fernleitung 10 steht ein nach Wunsch wählbarer Teil der Druckdifferenz zwischen dem Verflüssiger 3 und dem Verdampfer 9 zur Überwindung der Strömungswiderstände zur Verfügung. Demzufolge kann für diese Fernleitung 10 eine verhältnismässig hohe Ge schwindigkeit und ein kleiner Leitungsdurch messer gewählt werden. Flüssigkeits- und Gassäcke sind in der Leitung 10 ohne wei teres zulässig. Man ist also in dieser Lei tungsführung durch keinerlei strömungstech nische Rücksichten eingeschränkt.
Um zu verhindern, da.ss bei einem Bruche einer der Fernleitungen von dem im Verdamp fer aufgespeicherten Wärmeträger mehr oder weniger in den Boden oder sogar durch die sen in die Atmosphäre entweichen kann, kön nen nahe jeder Anschlussstelle der Fernleitun gen an den Verdampfer Absperrorgane, bei spielsweise in Abhängigkeit vom Druck in den Fernleitungen elektrisch gesteuerte Ven tile, vorgesehen werden.