DE2418196A1 - Heizungseinrichtung - Google Patents

Description

6900 HeideLberg, den 10. April 1974-Ko/E.

Anmelder: KRAFTANLAGEN AKTIENGESELLSCHAFT 69OO HEIDELBERG, Im Breitspiel 7

ttHeizungseinrichtung"

Die Erfindung bezieht sich auf Heizungseinrichtungen, insbesondere Einrichtungen mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Wärmepumpenkreislauf.

Beheizung und Brauch- oder Waschwasserversorgung von Gebäuden wird in der überwiegenden Zahl der Fälle durch Einzelfeuer statten und zu einem nur geringen Anteil durch Gruppen-, Blockoder Fernheizungen vorgenommen. Wiederum nur ein geringer Teil der Gruppen-, Block- oder Fernheizungen ist an Heizkraftwerke im Rahmen einer Kraft-Wärme-Kupplung angeschlossen. Energie wirtschaftlich besonders vorteilhaft ist die Kraft-Wärme-Kupplung, da in dieser die Heizwärme als Abwärme der Elektrizitätsversorgung zur Verfügung steht.

Der Jahreswirkungsgrad der Wärmeerzeugung von Kesselanlagen bei Einzel- oder Gruppenheizungen liegt zwischen 60-85^; der An stieg der Öl- und Gaspreise verteuert die Wärmeerzeugungskosten, nachdem öl und Gas heute vorwiegend als Brennstoff eingesetzt werden. Insbesondere für Heizungseinrichtungen kleiner Leistung scheidet ein Übergang bzw. eine Umstellung auf andere Brenn stoffe aus.

Gleichfalls bekannt ist der Einsatz von Wärmepumpen, um Außenruf twärme oder diejenige von Grund- oder Flußwasser zu Hei zungszwecken einzusetzen. Diese bekannten Wärmepumpen werden mit Elektromotoren betrieben. Ihr verstärkter Einsatz würde deshalb nicht nur eine Verstärkung der Verteilungsnetze, sondern auch einen erheblichen Ausbau der Kraftwerkskapazitäten erfordern. Auch läßt sich mit dem Einsatz derartiger Wärmepumpen unter Berücksichtigung des Brennstoffaufwandes für die Stromerzeugung nur eine Brennstoffersparnis von 2O-j5O$ erzielen.

509845/0457

Von allen Verbrauchergruppen ist der Brennstoffverbrauch von Einzelhäusern und Blocks in Streusiedlungen mit einem Wärmeverbrauch zwischen 50 000 und 1 000 000 kcal/h gegenüber demjenigen von Block-Fernheizungen und Heizkraftwerken sowie demjenigen der Industrie am größten. Zugleich erfolgt der Brennstoffeinsatz dieser Gruppe mit dem schlechtesten Wirkungsgrad.

Aufgabe der Erfindung ist eine Heizungseinrichtung für Einzelhäuser und Blocks in Streusiedlungen, eine wesentliche Minde rung des Brennstoffverbrauchs und der damit verbundenen star ken Importabhängigkeit auf dem Brennstoffsektor.

Die Heizungseinrichtung gemäß der Erfindung mit Verbrennungskraftmaschine und Wärmepumpenkreislauf ist gekennzeichnet durch einen an die Verbrennungskraftmaschine angekuppelten Verdichter des Wärmepumpenkreislaufs und durch die Vor- und Nachwärmung des Heizmittels mit Hilfe der Kondensationswärme im Verflüssiger des Wärmepumpenkreislaufs und der Abwärme der Verbrennungskraftmaschine .

Durch die Hintereinanderschaltung der Austauschflächen des Verflüssigers und derjenigen zur Abwärmenutzung der Verbrennungskraftmaschine wird im Strom des Heizmittels die Verflüssigungstemperatur niedrig und die Leistungsziffer dementsprechend hoch gehalten. Die mit hoher Temperatur anfallende Abwärme kann zugleich für die Beheizung von Anlagen eingesetzt werden, die eine höhere Vorlauftemperatur erfordern. Diese Anlagen konnten bisher nur durch eine Heraufsetzung der Verflüssi gungstemperatur unter gleichzeitiger Minderung der Leistungsziffer versorgt werden.

In Weiterentwicklung des Haupterfindungsgedankens wird bei einer Einrichtung mit Nutzung der Außenluftwärme ihre Wärmeleistung auf einen Teil der bei tiefen Außentemperäuren benötigten begrenzt. Die Begrenzung der Leistung auf einen Teil des maximalen Wärmebedarfs vermindert die Kosten der Einrichtung und begrenzt die Verflüssigungstemperatur. Nicht zuletzt wird eine hohe Leistungsziffer auch bei Außenlufttemperaturen unterhalb des Gefrierpunkts erreicht. Eingroßer Anteil des Gesamt-

509845/0457

Wärmebedarfs wird auf diese Weise aus der vorgeschlagenen Einrichtung gedeckt« Die vorgeschlagenen Lösungen lassen eine Senkung des Brennstoffverbrauchs unter 50$ der bisherigen bekannten Einrichtungen erzielen, wodurch der Brennstoffverbrauch je Einheit abgegebener Wärme selbst kleiner Heizungseinrich tungen annähernd auf denjenigen größter Heizkraftwerke ange hoben wirdo

Von dem Wärmebedarf des Gebäudes oder der Gebäudegruppe werden ca. 50$ von der Wärmepumpe gedeckt. Dadurch wird der Weg eröffnet, die Vorlauftemperatur des Heizwassers nach der Wärmepumpe bis zu Außentemperaturen von -5 C auf etwa 6o C zu beschränken. Bei mittleren Wintertemperaturen um + 5 C ist eine Vorlauftemperatur von 50⁰C ausreichend, wobei die Wassertemperatur hinter dem Kondensator unter 50°C liegt. Von entscheidender Bedeutung ist die kontrollierte Verbrennung der zum Antrieb der Wärme pumpe vorgeschlagenen Verbrennungskraftmaschine - Gas- oder Ölmotor -, so daß neben der Energieeinsparung auch geringe Abgas- und damit Schadstoffmengen in die Umgebung entlassen werden.

Zur Erläuterung der Erfindungsgedanken ist in der Figur eine Heizungseinrichtung mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Wärmepumpenkreislauf schematisch dargestellt. Die Verbrennungskraftmaschine (l) treibt den Verdichter (2) des Wärmepumpenkreislaufs an. Das Verdichtete Mittel des Wärmepumpenkreislaufs wird im Verflüssiger (5) durch den Rücklauf des Heizkreislaufs verflüssigt und über die Drossel (4) entspannt. Anschließend nimmt das Mittel des Wärmepumpenkreislaufs im Verdampfer (5) Außenluftwärme auf, die über das Gebläse (6) durch den Verdampfer geführt wird, um anschließend erneut verdichtet zu werden. Das vom Abnehmer (7) über die Pumpe (8) zurückge führte Heizmittel wird im Verflüssiger (3) des Wärmepumpenkreislaufs vorgewärmt und im Kühlmantel (la) 'der Verbrennungskraft maschine nachgewärmt, bevor es durch die Abgase der Verbrennnungskraftmaschine (l) im Abgastauscher (9) auf die Endtemperatur aufgeheizt wird. Die Abwärme der Verbrennungskraftmaschine kann auch parallel zur Wärme im Verflüssiger genutzt werden.

509845/0457 "⁴"

Claims (2)

Patentansprüche

1.) Heizungseinrichtung mit Terbrennungskraftmaschine unter Wärmepumpenkreislauf, gekennzeichnet durch einen an die Verbrennungskraftmaschine angekuppelten Verdichter eines Wärmepumpenkreislaufs und durch die Erwärmung des Heizmittels mit Hilfe der Kondensationswärme im Verflüssiger der Wärmepumpe und der Abwärme der Verbrennungskraftmaschine,

2. Heizungseinrichtung nach Anspruch 1, gekenn zeichnet durch die Begrenzung der Leistung der Einrichtung auf einen Teil des maximalen Wärmebedarfs.

509845/0457