BE1007980A6

BE1007980A6 - Warmtepomp.

Info

Publication number: BE1007980A6
Application number: BE9400541A
Authority: BE
Original assignee: Bruynseels Jozef
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1995-11-28

Abstract

Warmtepomp met gesloten leidingcircuit (1) waarin een gas of vloeibaar medium circuleert en waarbij het leidingcircuit (1) een lagedrukcompressor (3) bevat, een turbocompressor (6) waarnaar het medium door de lagedrukcompressor wordt gepompt, een expansieturbine (12) voor het expanderen van het binnenstromend medium en het leveren van arbeid, waarbij de turbocompressor en de expansieturbine op een gemeenschappelijke aandrijfas (14) zijn gemonteerd voor het aandrijven van de turbocompressor door de expansieturbine, een warmtewisselaar (9) aangesloten tussen de turbocompressor en de expansieturbine bestemd voor het afvoeren van warmte naar een op de warmtewisselaar aangesloten warmte-recuperatiesysteem, en een warmtewisselaar (2), bestemd voor het verdampen van het medium en enerzijds aangesloten op de uitlaat van de expansieturbine (12) en anderzijds aangesloten op de lagedrukcompressor (3).

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  WARMTEPOMP 
De uitvinding betreft een warmtepomp met gesloten leidingcircuit waarin een gas-of vloeibaar medium circuleert en waarmee het mogelijk is een zeer hoge warmterecuperatie te bekomen. 



   Volgens het voornaamste kenmerk der uitvinding is het leidingcircuit voorzien van een lagedrukcompressor, een turbocompressor waarnaar het medium door de lagedrukcompressor wordt gepompt, een expansieturbine voor het expanderen van het binnenstromend medium en het leveren van arbeid, waarbij de turbocompressor en de expansieturbine op een gemeenschappelijke aandrijfas zijn gemonteerd voor het   aandrijven   van de turbocompressor door de expansieturbine, een warmtewisselaar aangesloten tussen de turbocompressor en de expansieturbine en bestemd voor het afvoeren van warmte naar een op de warmtewisselaar aangesloten warmte-recuperatiesysteem, en een warmtewisselaar bestemd voor het verdampen van het medium en enerzijds aangesloten op de uitlaat van de expansieturbine en anderzijds aangesloten op de lagedrukcompressor. 



   Als voorbeeld volgt hierna een uitvoeriger beschrijving van een mogelijke doch geenszins beperkte uitvoeringsvorm van de warmtepomp overeenkomstig de uitvinding. Deze beschrijving verwijst naar bijgevoegde tekening die de warmtepomp schematisch weergeeft. 



   In deze tekening bemerkt men een gesloten leidingcircuit 1 waarin gelijk welk geschikt stromend medium, zoals een koelvloeistof die in gasvorm overgaat, circuleert. Van dit leidingcircuit maakt een warmtewisselaar 2 deel uit voor het opnemen van warmte en het verdampen van het medium en waaraan een lagedrukcompressor 3 is aangesloten die wordt aangedreven door een electromotor 4. Een leiding 5 verbindt de lagedrukcompressor 3 met een turbocompressor 6 die is voorzien van een regelaar 7 voor het verstellen van de schoepen van de turbocompressor en het regelen van het debiet ervan. 



  De turbocompressor 6 is anderzijds door een leiding 8 aangesloten op een warmtewisselaar 9 waarin de temperatuur van het stromend medium 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 verhoogd is door de turbocompressor 6 en die is voorzien van een toe-en afvoerleiding, respectievelijk 10-11 die op een warmterecuperatiesysteem (niet voorgesteld) zijn aangesloten, zoals een centrale verwarmingsinrichting of een inrichting voor het leveren van warm water. De uitlaat van genoemde warmtewisselaar 9 is aangesloten op een expansieturbine 12. Deze expansieturbine is voorzien van een regelaar 13 voor het verstellen van de schoepen en het regelen van het debiet ervan. Het in de expansieturbine 12 binnenstromende medium levert de nodige energie om deze turbine te doen draaien.

   De expansieturbine 12 en de turbocompressor 6 zijn op een gemeenschappelijke aandrijfas 14 gemonteerd, zodat de expansieturbine de turbocompressor kan aandrijven. Een   omloop1eiding   15 met regelventiel 16 en drukaanduidende regeleenheid 17, is aangesloten tussen de toe- en de afvoeropening van de lagedrukcompressor 3, zodat de druk van het medium in dit gedeelte van het leidingcircuit regelbaar is. Een tweede omloopleiding 18 met regelventiel 19 en een met de hand instelbare regelaar   20,   is tussen de toe- en afvoeropening van de turbocompressor 6 voorzien, zodat ook in dit gedeelte van het leidingcircuit de druk van het medium regelbaar is.

   Voor de toevoeropening van de warmtewisselaar 2 is het leidingcircuit 1 voorzien van een expansieventiel 21 voor het ontspannen van het medium vooraleer dit in de warmtewisselaar 2   binnenstoomt.   



   Om de warmtepomp in werking te stellen wordt de electromotor 4 gestart, zodat de lagedrukcompressor 3 begint te draaien en het medium wordt aangezogen uit de warmtewisselaar 2. Wanneer de ingestelde drukaanduidende eenheid 17 vaststelt dat de druk te hoog is in het medium, wordt het regelventiel 16 geopend en wordt de druk genormalizeerd. Wanneer de lagedrukcompressor 3 belast is, stroomt het medium rechtstreeks via de omloopleiding 18, het open regelventiel 19 en de warmtewisselaar 9 naar de expansieturbine 12 waarin het medium expandeert en de nodige energie levert om de op de gemeenschappelijke aandrijfas 14 gemonteerde turbocompressor 6 aan te drijven. De turbocompressor 6 verhoogt de druk en de 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 temperatuur van het medium afkomstig van de lagedrukcompressor 3.

   De instelling van de schoepen en het debiet van de turbocompressor 6 en van de expansieturbine 12 zijn regelbaar door een regelaar, respectievelijk 7-13. Wanneer echter de ingestelde regelaar 20 het regelventiel 19 sluit, begint de turbocompressor 6 te pompen waardoor de expansieturbine 12 wordt belast. De druk in de turbocompressor verhoogt en een grotere druk wordt gegeven aan het in de expansieturbine 12 binnenstromend medium. De tijdens de werking van de warmtepomp verhoogde produktie van warmte, wordt afgevoerd in de warmtewisselaar 9 naar een warmte-recuperatie-systeem (niet voorgesteld) dat is aangesloten op de toe-en afvoerleiding 10-11 van genoemde warmtewisselaar. Het uit de expansieturbine 12 wegstromend medium wordt via het expansieventiel 21 geëxpandeerd en naar de warmtewisselaar 2 gevoerd waarin de warmte uit het medium wordt opgenomen.

   De aldus samengestelde warmtepomp laat toe een zeer hoge warmterecuperatie te bekomen. 



   Het spreekt vanzelf dat de aard van de hiervoor beschreven onderdelen kunnen verschillen en dat sommige onderdelen zouden kunnen worden vervangen door andere die hetzelfde doel nastreven of voor bepaalde toepassingen zouden kunnen worden weggelaten.

Claims

CONCLUSIES 1. - Warmtepomp met gesloten leidingcircuit (1) waarin een gasof vloeibaar medium circuleert, met het kenmerk dat het leidingcircuit (1) een lagedrukcompressor (3) bevat, een turbocompressor (6) waarnaar het medium door de lagedrukcompressor wordt gepompt, een expansieturbine (12) voor het expanderen van het binnenstromend medium en het leveren van arbeid, waarbij de turbocompressor en de expansieturbine op een gemeenschappelijke aandrijfas (14) zijn gemonteerd voor het aandrijven van de turbocompressor door de expansieturbine, een warmtewisselaar (9) aangesloten tussen de turbocompressor en de expansieturbine bestemd voor het afvoeren van warmte naar een op de warmtewisselaar aangesloten warmte-recuperatiesysteem, en een warmtewisselaar (2),

bestemd voor het verdampen van het medium en enerzijds aangesloten op de uitlaat van de expansieturbine (12) en anderzijds aangesloten op de lagedrukcompressor (3).
2.-Warmtepomp volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de turbocompressor (6) en de expansieturbine (12) zijn voorzien van een regelaar (resp. 7-13) voor het verstellen van de schoepen van de turbocompressor en van de expansieturbine en het regelen van het debiet ervan.
3.-Warmtepomp volgens conclusie 1, met het kenmerk dat op de toe-en afvoerleiding van de lagedrukcompressor (3) een omloopleiding (15) met regelventiel (16) en drukaanduidende regeleenheid (17) is aangesloten.
4.-Warmtepomp volgens conclusie 1, met het kenmerk dat op de toe-en afvoerleiding van de turbocompressor (6) een omloopleiding (18) met regelventiel (19) en een met de hand instelbare regelaar (20) is aangesloten voor het regelen van de druk van het doorstromend medium.
5. - Warmtepomp volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het leidingcircuit (1) tussen de expansieturbine (12) en de <Desc/Clms Page number 5> warmtewisselaar (2) is voorzien van een expansieventiel (21).