DE372190C - Verfahren zum Kuehlen der Verdichter in Waermepumpenanlagen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Kühlen der Verdichter in Wärmepumpenanlagen.
• Es ist bekannt, Verdichter zu kühlen, um die Verdichtungsarbeit zu verringern. Werden kondensierbare Dämpfe verdichtet, so ist die Verdichtungstemperatur möglichst in der Nähe der dem Druck entsprechenden Verdampfungstemperatur zu halten. Bei den rotierenden Verdichtern, weiche zur Verdichtung von Dämpfen, z. B. als Wärmepumpen verwendet werden, geschah diese Kühlung bisher durch Einspritzen von Kühlflüssigkeit in den Verdichter oder durch Oberflächenkühlung. Dabei kann bekanntlich in beiden Fällen als Kühlmittel die einzudampfende Flüssigkeit selbst dienen. Mit diesen Verfahren sind jedoch gewisse Nachteile verbunden. Bei Einspritzkühlung gelingt es nicht, die einzuspritzende Flüssigkeit so gleichmäßig und fein zu verteilen, daß sie bei der hohen Dampfgeschwindigkeit genügend rasch verdampft. Sie wird dann als Dampffeuchtigkeit mitgerissen, ohne die gewünschte Kühlung und damit eine Verminderung der Verdichtungsarbeit zu bewirken, im Gegenteil, es wird der Kraftbedarf sogar noch entsprechend der Erhöhung des Dampfgewichtes vermehrt. Die Oberflächenkühlung läßt sich im Wärmepumpenprozeß sehr oft mit der einzudampfenden Flüssigkeit nicht durchführen, da die Flüssigkeit oft schon zu stark erwärmt an die Kühler gelangt. Dies trifft besonders dann zu, wenn die einzudampfende Fffissigkeit zwecks Rückgewinnung der Flüssigkeitswärme aus dem Kondensat durch das Kondensat bereits vorgewärmt wurde.
• Hier soll nun die vorliegende Erfindung einsetzen. Statt die Kühlflüssigkeit lediglich bis zu ihrer Verdampfungstemperatur Wärme aufnehmen zu lassen, soll sie vielmehr gemäß vorliegender Erfindung - dadurch wärmleentziehend wirken, daß sie im Kühler bereits teilweise verdampft wird. Das Temperaturgefälle zwischen den zu verdichtenden Dämpfen und der Kühlflüssigkeit wird hierbei allerdings geringer als bei Verwendung von kalter Flüssigkeit. Da aber siedende Flüssigkeit einen besseren Wärmeübergangswert besitzt als niclhtsiedende, so wird der Nachteil des geringeren Temperaturgefälles ganz oder zum Teil wieder ausgeglichen. Die Kühler werden mit Rücksicht auf die teilweise Eindampfung der Flüssigkeit gut zugänglich gebaut und ersetzen einen Teil der eigentlichen Eindampfgefäße, die um den entsprechenden Betrag kleiner gehalten werden können.
• Um stets ein genügendes Wärmegefälle im Kühler zu sichern, muß die Verdampfungstemperatur der Kühlflüssigkeit um einen gewissen Betrag niedriger gehalten werden als die Sättigungstemperatur der zu kühlenden Dämpfe. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Raum des Kühlers, in welchem die Kühlflüssigkeit verdampft wird, mit einer Stufe des Verdichters verbunden wird, in welchem der Druck niedriger ist als der Druck des in diesem Kühler zu kühlenden Dampfes.
• In jedem Falle können die im Kühler entwickelten Dämpfe vom Verdichter sofort angesaugt werden, ohne erst in die eigentlichen Eindampfgefäße zu gelangen.
• Die Vorwärmung der Kühlflüssigkeit durch das Kondensat wird in vielen Fällen empfehlenswert sein, ist jedoch zur Durchführung der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt erforderlich. Bei warmer Flüssigkeit, niedrigen Eindampfdrucken oder groben Verdichtungswärmen bzw. -verlusten kann die Kühlflüssigkeit bereits ohne Vorwärmung nahe an ihre Verdampfungstemperatur herankommen, so daß in den Kühlern sofort ein Kochen eintritt. Ist die Eindampftemperatur niedrig, so erübrigt sich ohnehin die Ausnutzung der Kondensatwärme, um so wichtiger ist aber dann die teilweise Verdampfung zum Zwecke der Kühlung.
• Die Durchführung des Verfahrens sei an Hand der Zeichnung näher veranschaulicht.
• Es bedeutet A den Verdichter (Wärmepumpe) mit drei Zwischenkühlern B1, B2 und B3, C ist das Eindampfgefäß und D der Vorwärnier. Die einzudampfende Flüssigkeit tritt (beispielsweise) bei E ein, durchsetzt den Vorwärmer und gelangt, fast bis an ihre Verdampfungstemperatur vorgewärmt, zu den Kühlern, die sie der Reihe nach durchströmt.
• Durch Entzug der Verdichtungswärme der Heizgase erwärmt sich hier die Kühlflüssigkeit ljis zur Siedetemperatur. Die sich entwickelnden Dämpfe ziehen durch Leitung F ab und werden vom Verdichter angesaugt.
• Die übrigbleibende Flüssigkeit strömt zum Eindampfgefäß C, wo sie durch die Heizgase weiter verdampft wird. Die bei G abgesaug ten Brüdendämpfe werden in dem Verdichter A verdichtet, in den Zwischenkühlern B1, B, und 33 möglichst bis auf die der jeweiligen Stufe entsprechende Sättigungstempera tur herabgekühlt und gelangen dann als Heizdämpfe zurück in die Heizrohre des Eindampfgefäßes, wo sie kondensieren. In dem Vorwärmer D geben sie den letzten Rest ihrer Wärme an die neue zuströmende Flüssigkeit ab. Bei H befindet sich ein Ventil, um den Auslauf entsprechend dem im Heizraum vorherrschenden Druck zu regeln. Wird auf die Vorwärmung verzichtet, so tritt die frische Flüssigkeit durch J in die Kühler.

Claims (5)

1. PATENT-ANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Kühlen der Verdichter in Wärmepumpenanlagen, bei denen als Kühlflüssigkeit für den Verdichter die einzudampfende Flüssigkeit dient, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe durch die Oberflächenkühler des Verdichters geleitet und dort bereits teilweise verdampft wird, während der Rest oder mindestens ein Teil der einzudampfenden Flüssigkeit alsdann in die Eindampfgefäße geschafft wird.
2. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturgefällle zwischen den zu kühlenden Dämpfen und der Kühlflüssigkeit durch Verbindung des Kühlraurmes, in welchem die Kühlflüssigkeit verdampft wird, und einer Stufe des Verdichters, in welcher ein geringerer Druck vorherrscht, als ihn der zu kühlende Dampf in diesem Kühler besitzt, hergestellt wird
3. 3. Verfahren nach Patentanspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche-Kühler unter gleichem Druck stehen und die entwickelten Dämpfe gemeinsam mit dem Saugstutzen des Verdichters verbunden sind.
4. 4. Verfahren nach Patentanspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühler unter verschiedenem Druck stehen und die Dämpfe von einer vorhergehenden Stufe abgesaugt werden.
5. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit vor dem Eintritt in die Kühler durch das Kondensat des Heizdampfes vorgewärmt wird.