Heisswasseranlage, insbesondere ffeisswasserfernheizung. Die Erfindung betrifft eine Reisswasser- anlage, insbesondere Heisswasserfernheizung und besteht darin, dass das Heisswasser in mindestens einer Stufe seine Wärme direkt an die Wärmeverbraucher abgibt, während in mindestens einer nachgeschalteten Stufe das Heisswasser durch eine Wärmepumpe weiter abgekühlt und die daraus gewonnene Wärme auf ein höheres Temperaturniveau gefördert wird.
Der wärmeabgebende Teil der Pumpe kann an das Heisswassernetz an geschlossen sein. Um eine Abschaltung der Wärmepumpe zu ermöglichen, können ent sprechende Umleitungen vorgesehen sein.
Durch die Erfindung werden verschie dene Vorteile erreicht. Es kann in erster Linie das Heisswasser tiefer abgekühlt wer den als dies ohne Wärmepumpe möglich wäre. Im Falle einer Fernheizung wird die in der Fernleitung zirkulierende Wasser menge verringert, wodurch die Verwendung kleinerer Rohrdimensionen möglich wird.
Ausserdem werden durch die tiefere Abküh lung des Heisswassers die Wärmeverluste der Rücklaufleitung verringert. Erfolgt die Abkühlung des Rücklaufwassers bis auf die Umgebungstemperatur der Rücklaufleitung, bezw. nahe daran, so ist eine Isolation der Rücklaufleitung nicht mehr notwendig, so dass sich dadurch eine wesentliche Senkung der Anlagekosten ergibt.
Vorteilhafterweise erfolgt die Einschal tung der Wärmepumpe nur bei grosser Be lastung der Heizung, also z. BB. nur bei Voll- last. Bei Teillast kann die Wärme direkt an die Verbrauchsstellen, abgegeben werden, wo bei Anlageteile der eigentlichen Wärme pumpe zu Wärmeübertragungszwecken her angezogen werden können.
Einige Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes sind auf der Zeichnung schematisch .dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Einschaltung einer Wärmepumpe mit .getrenntem Wärmeträger. Das Heisswasser gelangt aus dem Kessel 1. z. B. mit einer Temperatur von<B>180'</B> C durch den, Vorlauf 2 in eine erste Wärme umformstelle 3, an welche eine Wärmever- brauchsstelle 3* angeschlossen ist und gibt an dieselbe einen Teil seiner Wärme ab. Das aus dieser ersten .Stufe, z.
B. mit einer Tem peratur von<B>SO'</B> C abfliessende Heisswasser gelangt durch die Leitung 4 in den Ver dampfer 5 der- Wärmepumpe, in welchem es seine Wärme an den in einem .geschlosse nen Kreislauf 6 zirkulierenden besonderen Wärmeträger durch eine Austauschfläche abgibt und diesen Wärmeträger im Ver dampfer 5 zum Verdampfen bringt. Der in irgend einer Weise, z. B. durch einen Elek tromotor, angetriebene Kompressor 7 saugt diese Dämpfe an und komprimiert sie, wo durch denen Temperatur erhöht wird. Die Temperatursteigerung wird soweit getrieben, z.
B. auf<B>90'</B> C, dass, die Wärme zu Ge brauchszwecken nutzbar gemacht werden kann. Im Kondensator 8 (das heisst im wärmeabgebenden; Teil) der Wärmepumpe werden die verdichteten Dämpfe verflüssigt. Sie geben dabei ihre Wärme an das im Kon densator 8 zirkulierende Wärmetransportmit- tel, z. B. Wasser, ab, welches den Konden sator als Niederdruckdampf oder als heisses Wasser verlässt.
Das Wärmetransportmittel ist für Reizungs- oder Warmwasserberei- tungszwecke oder andere Wärmebedürfnisse in einem Verbrauchsnetz 9 frei verfügbar. Die im Kondensator niedergeschlagenen Dämpfe des Kreislaufes 6 gelangen durch das Drosselorgan 10 in den Verdampfer 5, in welchem der Kreislauf von neuem be ginnt. Das durch die Wärmepumpe im Ver dampfer 5 auf tiefe Temperatur z. B. 40 C abgekühlte Heisswasser .gelangt durch den Rücklauf 11 über die Pumpe 12 in den Kes sel 1 zurück.
Durch die Abkühlung des Heisswassers in einer nachgeschalteten Stufe von<B>80'</B> auf 40' C (mittleres Temperaturniveau <B>60'</B> C) wird die gewonnene Wärme auf ein höheres Temperaturniveau' z. B.<B>90'</B> C des Netzes 9 gefördert.
In. Fig. 2 ist eine Anlage dargestellt, welche ,gegenüber der Anlage von F'ig. 1 den Unterschied aufweist, dass, im Kondensator 8 ausser der Wärmeübertraggungsfläche 18 des Wärmepumpenkreislaufes eine Wärmeüber- tragungsfläche 14 vorgesehen ist, welche durch :
die Umleitung 15 einerseits direkt an die Leitung 4 des Heisswassernetzes, ander seits durch die Umleitung 16 an den Rück lauf 11 angeschlossen ist. Um den Betrieb der Anlage mit oder ohne Wärmepumpe zu ermöglichen, sind im Leitungssystem Ab schlussorgane 17 für den Verdampfer und 18 für die Übertragungsfläche 14 vorgesehen.
Bei normalem Wärmebedarf sind die Abschluss- organe 17 geschlossen., die Abschlussorgane 18 geöffnet, so dass der Wärmebedarf im Verbrauchsnetz 9 der zweiten Stufe durch den Wärmeaustauscher 8 selbst gedeckt wird. Übersteigt .der Wärmebedarf ein ge wisses Mass, so wird die Wärmepumpe einge schaltet, nachdem die Organe 17 geöffnet sind, so dass, die Wärmezufuhr im Konden sator 8 nicht nur durch die Wärmeaustausch fläche 14 erfolgt,
sondern noch durch die Wärmeaustauschfläche 13 der Wärmepumpe gesteigert wird. Es ist auch möglich, durch Schliessen der Ventile 18 die direkte Über tragung von Wärme durch die Austausch fläche 144 abzustellen und die Deckung des Wärmebedarfes des Verbrauchsnetzes 9 ganz über die Wärmepumpe erfolgen zu lassen.
In Abb. 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in welchem sowohl für den Be trieb mit Wärmepumpe als auch ohne Wärme pumpe eine einzige Wärmeaustauschfläche im Kondensator 8 Verwendung findet.
Die Wärmeabgabe kann nicht nur pri- märseitig, das heisst im Wärmeumformer 3 und im Verdampfer 5 der Wärmepumpe er folgen, sondern es sind auch Mittel vorge sehen, um die Wärmeaufnahme sekundär- seitig stufenweise erfolgen zu lassen, das heisst im Kondensator 8 der Wärmepumpe und im Wärmeumformer 3,.
Im Leitungsnetz sind Abschlussorgane 17 für den: Verdampfer, 18 für den Konden sator und 19 im. Kreislauf der Wärme- pumpe, 20, 21 und 2.2 im übrigen Leitungs netz vorgesehen.
Bei Betrieb mit der Wärmepumpe sind die Abschlussorgane 17, 19 und 20 geöffnet, die Abschlussorgane 18, 21 und 2.2 geschlossen, so dass die aus dem Wärmeumformer 3 durch die Leitung 4 im Verdampfer 5 abgegebene Wärme zur Er zeugung einer höheren Temperatur im Kon- densator 8 herangezogen wird, durch welche das aus dem Verbrauchsnetz 9 durch den Kondensator 8 strömende Wärmetransport- mittel auf eine höhere Temperatur gebracht und durch die Leitung 2'3 wieder dem Wärmeumformer 3 zugeführt wird.
Dadurch wird nicht nur eine Senkung der Tempera tur in der Rücklaufleitung 11, sondern auch eine Verkleinerung des Bedarfes an Wärme transportmittel erreicht. Wird in der Wärme pumpe der gleiche Wärmeträger verwendet wie im primären Kreislauf, z. B. Wasser, so kann bei Betrieb ohne Wärmepumpe der Kondensator als Wärmeumformer verwendet werden. In diesem Fall sind die Abschluss- organe 18 in den Leitungen 15, 16, sowie die Abschlussorgane 20 .geöffnet, die Organe 17, 19, 22 und 2:1 geschlossen.
Der Konden sator 8 kann aber auch ausgeschaltet wer den, indem die Abschlussorgane 21 und 22 geöffnet, die Abschlussorgane 18, 17 und 20 geschlossen werden.
Im Ausführungsbeispiel Fig. 4 gelangt das Heisswasser durch den Vorlauf 2 über die Wärmeumformstelle 3, an welche ein W ärmeverbrauchsnetz 3* angeschlossen. ist, in .den Verdampfer 5, der in verschiedene Stufen<I>a, b, c, d</I> unterteilt ist, in welchem durch Zerstäubung das Heisswasser teilweise verdampft und der übrigbleibende Teil durch Leitungen 25, 2,6, 27 in die folgende Stufe geleitet und dort ebenfalls zerstäubt wird.
Die tiefste Druckstufe d ist durch die Lei tung .2,8 mit der untersten Ansaugedruckstufe, die höchste Druckstufe a durch die Leitung 29 mit der höchsten Ansaugedruckstufe des Verdichters 30, dessen Antrieb z. B. durch einen Elektromotor 31 erfolgt, verbunden.
Die verdichteten und erhitzten Dämpfe kön nen in einem Umformer oder Wärmeverbrau- eher nutzbar verwendet werden und gelangen zu diesem Zweck durch die Leitung 32 in den Kondensator 8, an welchen eine Wärme verbrauchsstelle 3-3 angeschlossen ist, und von dem das Kondensat durch die Leitung 34 zur Fördervorrichtung 12 und von dort in den Kessel 1 zurückgelangt. Das Kon densat kann statt durch die Leitung 34 in die Pumpe 12 auch durch die Leitung 35 in den Verdampfer 5 zurückgefördert werden.