CH224584A - Nach dem Kompressionssystem arbeitende Wärmepumpenanlage. - Google Patents

Description

  Nach dem     Kompressionssystem    arbeitende     Wärmepnmpenanlage.       Die Erfindung betrifft eine nach dem  Kompressionssystem arbeitende     Wärmepum-          penanlage    mit stufenweiser Entspannung  des flüssigen     Wärmepump.mediums,    und be  steht darin, dass mindestens ein     Absaugver-          diehter    vorgesehen ist, der die bei einer  Zwischenentspannung gebildeten Expansions  dämpfe auf den höheren Enddruck einer       Hauptverdichterstufe    komprimiert.  



  Bei     Wä.rmepumpenanlagen    ist es be  kannt, die Entspannung des flüssigen       Wärmepumpmediums    in Stufen vorzuneh  men und die bei der Expansion gebildeten  Dämpfe durch die unter demselben Saug  druck arbeitenden     Hauptverdichterstufen    ab  zusaugen. Der Nachteil des bisherigen Ver  fahrens besteht darin, dass nur soviel Ent  spannungsstufen möglich sind, als der Kom  pressor     Verdichterstufen    aufweist.  



  Gemäss der Erfindung wird nun eine       Zveitgehendere    Unterteilung der Entspan  nungsstufen     crmöglieht    durch die Anord  nun- von     Absaugverdichtern,    welche die  jenigen Dämpfe übernehmen und auf den    Enddruck einer     Hauptverdichterstufe    ver  dichten, die nach einer Zwischenentspan  nung auf     einen.    Druck entstehen, der mit  keinem Enddruck einer Hauptverdichter  stufe übereinstimmt. Der Hauptverdichter  kann dabei ein- oder mehrstufig sein.

   Der       Vorteil    dieser Arbeitsweise besteht darin,  dass der     Kraftverbrauch    der     gesamten        Ver-          dichteranlage    einschliesslich     Absaugverdich-          ter    vermindert wird. Es trifft dies ganz     be@     sonders zu bei     Wärmepumpenanlagen    mit  grossem Druckverhältnis.  



  Bei     Wärmepumpenanlagen    mit mehr  stufiger Verdichtung und mindestens einem       Zwischendruckreceiver    werden die von einem       Absaugverdichter    verdichteten Gase     zweck-          mässigerweise    in einen unter demselben  Druck stehenden     Zo6ischendruckreceiver    des       Irauptverdichters    geleitet, wo sie vor der  Übernahme durch den     Hauptverdichter    .eine  Abkühlung erfahren können.  



  Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs  gegenstandes. ist auf der Zeichnung schema  tisch dargestellt.           Fig.    1 zeigt eine     Wärmepumpenanlage     mit zweistufigem     KoIbenverdichter    und  dreistufiger Flüssigkeitsentspannung.     Fig.2     ist. das zum gleichen Beispiel gehörende       Mollier-Diagramm.     



  In     Fig.    1 ist mit 1 der Hauptverdichter,  mit 2 der     Zwischendruckreceiver    zwischen       erster    und zweiter     Verdichterstufe    und mit  3 der     Gasvorkühler        bezeichnet.    4 ist der       Kondensator,    5 das erste, 6 das zweite und  7 das     dritte    Entspannungsorgan.

   8 ist der       Zwichenbehälter,    9 der Verdampfer der       Wärmepumpenanlage,    der     beispielsweise    in  einem     Flusslauf    eingetaucht ist, 10 der Ab  saugverdichter, der die nach der zweiten  Entspannung gebildeten Dämpfe der zwei  ten     Hauptverdichterstufe    zuführt.  



  Die     Arbeitsweise    des Wärmepump  mediums ist die folgende: Vom Druckstut  zen des Verdichters 1 wird das Wärme  pumpmedium durch die Leitung 11 in stark  überhitztem     Zustand    unter dem     End-        bezw.          Verflüssigungsdruck        p4        (Zustandpunkt    e im       Mollier-Diagramm        Fig.    2) zum Gaskühler  3 geleitet, wo ihm ein Teil der Überhit  zungswärme genommen wird. Das Wärme  pumpmedium gelangt unter dem     Zustande    f  durch die Leitung 12 zum Kondensator 4.

    wo durch     weiteren    Wärmeentzug der Rest  der Überhitzungswärme abgeführt und an  schliessend die gesamte Gasmenge restlos  auf den Zustand g     verflüssigt    wird. Diese  reine     Flüssigkeit    gelangt durch die Leitung  13 vor das     erste        Regelorgan    5, wo die erste  Entspannung     (g-h)    auf den Zwischendruck       p8    des Hauptverdichters 1 erfolgt.

   Die ent  spannte und einen durch die Expansion be  dingten     Gasanteil    enthaltende Flüssigkeit  (Zustand h) gelangt durch die Leitung 14  und die     Verteildüse    22 in den Zwischen  druckreceiver 2, wo in erster Linie eine  Trennung zwischen der     reinen.    Flüssigkeit  und dem Gas stattfindet. Die Flüssigkeit  sammelt sich am     Boden    des     Receivers    2,  während die abgeschiedenen Gase, vermengt  mit den von der ersten     Verdichterstufe     durch die Leitung 18 ebenfalls dem Recei  ver 2 zugeführten     Verdichtergasen    durch    die Leitung 19 in die zweite Verdichter  stufe     übertreten,.     



  Die reine Flüssigkeit vom Zustande i  verlässt den Receiver 2 durch die Leitung 15  und gelangt in das zweite Drosselorgan 6,  wo eine weitere     Entspannung    vom Drucke       p,    auf     pz    erfolgt. Die     entspannte    Flüssigkeit  wird mit dem     Zustande        k    in den Zwischen  behälter 8 geleitet, wo wiederum eine Tren  nung zwischen reiner     Flüssigkeit    und dem  durch die Entspannung gebildeten Gas  anteil erfolgt. Die reine Flüssigkeit im Zu  stande 1 verlässt den Zwischenbehälter 8 und  gelangt über     das    dritte Regelorgan 7 durch  die Leitung 16 in den Verdampfer 9.

   Im  Regelorgan 7 erfolgt die Endentspannung  vom Drucke     p-    auf den     Verdampferdruck          p1.    Der Eintrittszustand in den Verdampfer  ist durch Punkt m im     Mollier-Diagramm          Fig.    2     charakterisiert.     



  Im Verdampfer 9 erfolgt durch Wärme  einfall aus dem umgebenden     Mittel,    z. B.  Wasser, eine restlose Verdampfung der ein  gespritzten     Wärmepumpmediumflüssigkeit.     Die Dämpfe unter dem Zustande     a    gelan  gen vom Verdampfer 9 über die Leitung 17  zum     Hauptverdichter    1, wo in der     ersten     Stufe die Verdichtung vom Druck p, auf     p.     erfolgt (Linie     c-b        im        Mollier-Diagramm)

  .     Die     überhitzten    Gase     aus    der ersten Stufe  gelangen über die     Leitung    18 zum Zwischen  druckreceiver 2, wo sie zunächst eine Rohr  spirale 2\ überstreichen und dabei eine Ab  kühlung auf den Zustand c erfahren. In der  nachfolgenden Mischung dieser Gase mit der  in den     Zwischendruckreceiver    durch die  Düse 22 eingespritzten     Mediumflüssigkeit     erfolgt eine weitere Abkühlung dieser Gase  vom Zustande c auf d. Dabei wird ein     ge-          wisser    Anteil der eingespritzten     Flüssig-          keitsmenge    verdampft.

   Die     Gase    verlassen  im Zustand d den     Receiver    2 und gelangen  durch die Leitung 19 in die zweite Stufe       dee        Hauptverdichters    1, wo sie zum     Zustand     d, d. h. vom Druck     p8    auf den Enddruck p4       (Zustand    e)     verdichtet    werden.  



  Die nach der     "    zweiten Flüssigkeitsent  spannung im     Zwischenbehälter    8 abgeschie-      denen Gase werden durch den     Absaugver-          dichter    10 durch die Leitung 20     unter    dem  Drucke     p2    (Zustand     n)    angesogen und auf  den Druck     p"    (Zustand     p)    verdichtet. Diese  komprimierten Gase werden durch die Lei  tung 21 ebenfalls in den Zwischendruck  receiver 2 geführt, wo zunächst an der  Kühlspirale 2' eine Abkühlung auf Punkt c  und später durch die eingespritzte Flüssig  keit eine Unterkühlung auf d erfolgt.

   Auch  diese vom     Absaugverdichter    angelieferten  Gase werden der zweiten Stufe des Haupt  verdichters 1 durch die Leitung 19 zuge  führt.  



  Die von der     Wärmepumpenanlage    hoch  gepumpte Wärme wird zur Hauptsache im  Kondensator 4, aber auch im Zwischen  druckreceiver 2 und Gaskühler 3 an einen       Heizmittelkreislauf    abgeführt. Die Wärme  wird im Wärmeverbraucher 23, welcher Ra  diator,     Luftheizanlage,    Strahlungsheizung  einer Heizungsanlage oder     Wärmeverbrau-          cheranlage    sein kann, abgeführt.

   Der Kreis  lauf des     Heizmittels    ist folgender:  Vom     Wärmeverbrauchsapparat    28 über  die     Umwälzpumpe    24 und die Rücklauf  leitung 25 zur Heizspirale 2' im Zwischen  druckreceiver 2, dann durch Verbindungs  leitung 26 zur Heizschlange 4' des     Konden-          sators    4, ferner über Leitung 27 zur Heiz  schlange 3' des Gaskühlers 3 und über die  Vorlaufleitung 28 wieder zum     Wärmever-          brauchsapparat    23 zurück. Der Wärme  mittelkreislauf kann natürlich auch im  Gegensinn vorgesehen sein.  



  Aus dem     Mollier-Diagramm        Fig.    2 geht  der Vorteil der Verwendung eines     Absaug-          verdichter;s    10 hervor, indem mit diesem  der beim Zustandspunkt     k    bereits gebildete  Dampfanteil lediglich vom Zwischendruck       p2    auf den Druck     p3    gefördert werden muss,  während ohne     Absaugverdichter    die Förde  rung dieses gleichen Dampfanteils vom     Ver-          dampferdruck        p,    auf den Zwischendruck     p@     verdichtet werden müsste.

   Die     Pumparbeit       wird dadurch verringert und die Gesamt  wirtschaftlichkeit der     Wärmepumpenanlage          entsprechend    erhöht.  



  Statt dem im aufgezeichneten Ausfüh  rungsbeispiel     dargestellten    zweistufigen Kol  benkompressor können natürlich auch     ein-          oder    mehrstufige Verdichter in einem oder  mehreren Zylindern, aber auch Turbover  dichter oder     Drehkolbenverdichter    zur In  stallation gelangen. Auch der     Absaugver-          dichter    kann als Turbo- oder Drehkolben  verdichter vorgesehen werden. Er kann ge  gebenenfalls auch mehrstufig ausgeführt  werden.

   Es können auch mehrere     Absaug-          verdichter    unter den gleichen oder verschie  denen Zwischendrücken     Mediumdämpfe    ab  saugen und auf höhere Zwischendrücke       bezw.    den Enddruck des     Hauptverdichters     fördern.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Nach dem Kompressionssystem arbei tende Wärmepumpenanlage mit stufenweiser Entspannung des flüssigen Wärmepump mediums, dadurch gekennzeichnet, dass min destens ein Absaugverdichter vorgesehen ist, der die bei einer Zwischenentspannung ge bildeten Expansionsdämpfe auf den höheren Enddruck einer Hauptverdichterstufe kom primiert.

   UNTERANSPRUCH: Wärmepumpenanlage nach Patentan spruch, mit mehrstufiger Verdichtung und mindestens einem Zwischendruckreceiver, dadurch gekennzeichnet, dass die von einem Absaugverdichter verdichteten Gase in einen unter gleichem Druck stehenden Zwischen druckreceiver des Hauptverdichters geleitet werden, zum Zwecke einer Abkühlung dieser Gase vor der Übernahme durch eine Haupt verdichterstufe.