DE2530994A1

DE2530994A1 - Verfahren und anlage zur nutzung der bei der kaelteerzeugung im haushalt anfallenden abwaerme

Info

Publication number: DE2530994A1
Application number: DE19752530994
Authority: DE
Inventors: Herbert Ing Grad Hackner; Guenther Dr Ing Heidtkamp; Helmut Ing Grad Schoenberger
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-07-11
Filing date: 1975-07-11
Publication date: 1977-01-27

Description

Licentia
Patent-Verwaltungs-GmbH Frankfurt/Maiη

EBHZ - 75/54- 9-7.1975

Ku/hn

Verfahren und Anlage zur Nutzung der bei der Kälteerzeugung im Haushalt anfallenden Abwärme

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung der bei der Kälteerzeugung im Haushalt anfallenden Abwärme.

Bei einem Gefrier- oder Kühlgerät wird die vom Verflüssiger (Kondensator) abgegebene Wärmeenergie in der Regel der Umgebung (Aufstellraum) zugeführt, wodurch dieser erwärmt wird. Das Erwärmen des Aufstellraumes ist aber nicht immer erwünscht und von Vorteil. Ist z.B. der Aufstellraum ein Kellerraum, so soll dieser kühl bleiben. Ebenso ist bei der Aufstellung des Gefrier- oder Kühlgerätes in einem Wohnraum, z.B. in der Küche, im Sommer ein zusätzliches Erwärmen dieses Raumes ebenfalls unerwünscht und überdies nutzlos. Als Beispiel hierzu sei er-

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wähnt, daß ein Gefrierschrank von ca. 300 1 Inhalt, der einen Verbrauch an elektrischer Energie von etwa 2 kWh täglich hat, bei einer bei Gefrierschränken üblichen Leistungsziffer für den Kondensator (Verflüssiger) von £ ~ = 2 über den Kondensator täglich eine Wärmemenge an die Umgebung abgibt, die etwa der Leistung von 4- kWh entsprechen würde. Wie dieses Beispiel zeigt, werden bei der Kälteerzeugung im Haushalt erhebliche Energien freigesetzt und nutzlos vergeudet .

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die bei der Kälteerzeugung im Haushalt anfallende Abwärme nutzbringend anzuwenden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abwärme zur Erwärmung von Brauchwasser verwendet wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zum Ausüben des Verfahrens, wobei von einem Kühlgerät mit einem üblichen Kondensator sowie von einem Heißwasserbereitungsgerät mit einem elektrisch beheizten Heißwasserspeicherbehälter ausgegangen wird.

Die Aufgabe besteht darin, die bekannten Geräte so einzurichten bzw. auszubilden, daß sie zur Durchführung des Verfahrens besonders gut geeignet sind.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Kondensator des Kühlgerätes im Heißwasserspeicherbehälter des Heißwasserbereitungsgerätes untergebracht ist. Vorteilhaft ist es dabei,

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den Kondensator im unteren Teil des Heißwasserspeicherbehälters zu legen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Kondensationstemperatur in einem niederen Bereich bleibt und das Kiihlaggregat mit einer höheren Leistungsziffer arbeitet. Weiterhin ist es vorteilhaft, den Kondensator als Rohrbündel auszubilden und dieses mittels eines die Rohre zusammenhaltenden Flansches an einer öffnung im Heißwasserspeicherbehälter anzuflanschen. Diese Maßnahme erleichtert die Montage erheblich«

Die durch die Erfindung insgesamt erzielbaren Vorteile sind darin zu sehen, daß die Verflüssigungswärme des Kältemittels bei einem Kühlgerät nicht ungenutzt an die Umgebungs-Raumluft abgegeben sondern gezielt zur Erwärmung von Brauchwasser herangezogen wird, wodurch sich bei der Warmwasserbereitung im Haushalt eine erhebliche Einsparung von elektrischer Energie ergibt.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anlage dargestellt. An Hand dieser Anlagen wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Kühlgerät und ein mit diesem gekoppeltes Heißwasserbereitungsgerät und

Fig. 2 eine Anlage, bei der das Kühlgerät und das mit diesem gekoppelte Heißwasserbereitungsgerät zusammen in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.

Die Anlage nach Fig. 1 besteht aus einem Kühlgerät 1 und einem elektrischen Heißwasserbereitungsgerät 2 mit einem das heiße

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Wasser speichernden Heißwasserspeicherbehälter 3» welcher für einen Inhalt von etwa 200 1 ausgelegt ist.

Im Kühlgerät 1 ist ein üblicher Kompressor 4 mit Verdampfer 5 und Einspritzventil 6 untergebracht. Ferner ist als Reserve ein Luftkondensator 7 vorgesehen, der von einem im Kältekreislauf 8 liegenden Magnetventil 9 in den Kältekreislauf einbezogen wird. Die Umschaltung des in Reihe mit dem Kondensator 11 liegenden Magnetventils 9 wird von einem im Heißwasserbehälter 3 befindlichen Temperaturregler 10 bewirkt. Der Hauptkondensator 11 für das Kühlgerät 1 ist im unteren Teil des Speicherbehälters 3» wo der Wasserinhalt die niedrigste Temperatur hat und der Kaltwasserzulauf 16 einmündet, untergebracht. Der Hauptkondensator 11 ist dabei als Rohrbündel ausgebildet. Mittels eines die Rohre des Hauptkondensators zusammenhaltenden Flansches 12 ist der Kondensator an einer Öffnung im Heißwasserspeicherbehälter 3 durch Anflanschen befestigt. Oberhalb des horizontal im Heißwasserspeicherbehälter 3 geführten Hauptkondensators 11 ist ein elektrischer Heizstab 13 zum Nachbzw. Weiteraufheizen des Wasserinhaltes angeordnet.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Anlage ist folgende:

Es sei angenommen, daß ein Durchschnittshaushalt für die tägliche Warmwasserbereitung etwa 5 kWh benötigt. Wie eingangs erwähnt, gibt das Kühlgerät bei der Kälteerzeugung täglich etwa eine ungenutzte Leistung von etwa 4 kWh ab. Bei Einsatz dieser 4 kWh für die Brauchwassererwärmung werden somit täglich 4 kWh d.h. 80% an Energie bei der Brauchwassererwärmung eingespart. Durch die Anordnung des Hauptkondensators 11 im Innern des Heißwasserspeicherbehälters 3 wird die bisher unge-

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nutzte Leistung von 4· kWh zur Erwärmung des Speicherwassers herangezogen und der Inhalt des Heißwasserspeicherbehälters 3 damit auf etwa 4-5° C aufgeheizt. Um das Brauchwasser auf die für den Haushalt gewünschte Temperatur von etwa 55° C zu bringen, wird der Heizstab 13 zugeschaltet und die erforderliche Nachheizung des Speicherinhalts vorgenommen. Ist der Speicherinhalt aufgeheizt und wird zeitweise kein Heißwasser entnommen, so wird über den Temperaturregler 10 eine Umschaltung des Magnetventils 9 bewirkt. Durch das Umschalten des Magnetventils 9 wird der Kältemittelstrom im Kältekreislauf 8 vorübergehend nicht mehr über den Hauptkondensator 11 im Heißwasserspeicherbehälter 3 sondern über den Luftkondensator 7 geleitet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, in welcher gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist das Kühlgerät 1' und das Heißwasserbereitungsgerät vorteilhaft in einem gemeinsamen Gehäuse 1A- untergebracht. Es wäre auch denkbar, diese Anlage als kompakte Einheit in den Abmessungen der üblichen Kücheneinbaumöbeln als Küchenschrank auszubilden. Wie aus der Fig. 2 weiter hervorgeht, ist hier dem außerhalb des Kühlergerätegehäuses angeordneten Luftkondensator 7 ein vom Temperaturregler 10 des Heißwasserspeicherbehälters 3¹ gesteuerte Ventilator 15 zugeordnet. Der Luftkondensator 7 wird hier dauernd von Kältemittel durchströmt. Er kann aber seine Wärme nur bei laufenden Ventilator an die Umgebung abgeben, d.h., nur dann, wenn der Inhalt des Speicherbehälters 3 aufgeheizt und der Ventilator durch den Temperaturregler 10 in Betrieb gesetzt worden ist.

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Die bei getrennter Aufstellung des Kühlgerätes und des Heißwasserbereitungsgerätes auftretenden Schwierigkeiten bei der Verbindung des Ealtekreislaufes werden durch die Verwendung von sogen. Montagekupplungen oder automatischen Kupplungen gelöst.

Weiterhin ist es zweckmäßig, den Kompressor und den zugehörigen Motor mit einer Schale oder einer Rohrschlange zu umhüllen, und diese von dem zu erwärmenden Brauchwasser durchströmen zu lassen. Auf diese Weise würde die gesamte Verlustwärme des Kälteaggregates voll zur Erwärmung des Brauchwassers ausgenützt werden.

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Claims

2B30994 - 7 - EBHZ - 73/3» 9.7-1975 Ku/hn Patent anspräche

1. Verfahren zur Nutzung der "bei der Kälteerzeugung

im Haushalt anfallenden Abwärme, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwärme zur Erwärmung von Brauchwasser verwendet wird.

2. Anlage zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei von einem Kühlgerät mit einem üblichen Kondensator sowie von einem Heißwasserbereitungsgerät mit einem elektrisch beheizten Heißwasserspeicherbehälter ausgegangen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (11) des Kühlgerätes (1, 1¹) im Heißwasserspeicherbehälter (3, 3') des Heißwasserbereitungsgerätes (2) untergebracht ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (11) im unteren Teil des Heißwasserspeicherbehälters (3» 3¹) gelegt ist.

4-. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (11) als Rohrbündel ausgebildet ist und diese mittels eines die Rohre zusammenhaltenden Flansches (12) an einer öffnung im Heißwasserspeicherbehälter (3) angeflanscht ist.

5. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Kondensator (11) im Kältekreislauf (8) ein Magnetventil (9) gelegt ist.

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6. Anlage nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (9) von einem im Heißwasserspeicherbehälter (3) angeordneten Temperaturregler (10) steuerbar ist.

7· Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (9) zum Einschalten eines Reservekondensators (7) in den Kältekreislauf (8) dient.

8. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Kältekreislauf (8) ein Reservekondensator (7) angeordnet ist, dem ein vom !Temperaturregler (10) im Speicherbehälter (.3') gesteuerter Ventilator (15) zugeordnet ist.

9. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlgerät (1¹) und das Heißwasserbereitungsgerät (2) in einem gemeinsamen Gehäuse (14) untergebracht sind.

10. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage als Kücheneinbauschrank ausgebildet ist.

11. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor und der zugehörige Motor des Kühlgerätes (1, 1') mit einer von dem zu erwärmenden Brauchwasser durchströmbaren Schale oder einer Rohrschlange umhüllt ist.

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