CH231449A - Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenanlage. - Google Patents

Description

  



  Verfahren zum Betrieb einer WÏrmepumpenanlage.



   Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenanlage.



   Eine WÏrmepumpenanlage ist eine Heizeinriehtung von gleicher maschineller Zu  sammensetzung    und Wirkungsweise wie eine Kühlanlage mit. dem Unterschied, dass im Gegensatz zu letzterer an einem beliebigen Ort entnommene Wärme niedriger Temperatur an einen bestimmten Ort h¯herer Temperatur überführt wird. Nun sind aber die f r die Raumheizung erforderlichen Wärmemengen derart gross, dass nach den bisher   bekannten Wärmepumpverfahren    nur die grössten in der Natur vorkommenden WÏrmequellen, nämlich atmosphärische Luft sowie künstliche un,   natürlicheGewässerpraktisch    hierfür Verwendung finden können.

   Obwohl hierbei die Verwendung von Wasser wegen sciner gr¯¯eren spezifischen WÏrme vorteilhafter als der Luft ist, sind doch infolge der begrenzten M¯glichkeit der Temperaturabsenkung bei Vermeidung von Eisbildung durch die Wärmeentnahme derart grosse Wassermengen erforderlich, dass die Kosten f r die Wasserversorgung von Wärmepumpenanlagen im allgemeinen die Ben tzungsol cher Einrichtungen auf an Gewässer liegende GebÏulichkeiten beschrÏnken.

   Da aber nur der kleinste Teil aller Gebäude an Gewässern liegt, ist einerseits die Verwendung der wassergespeisten Wärmepumpe für den grössten Teil der bestehenden Zentralheizungsanlagen nicht möglich ; anderseits ist aber der Betrieb von   Zentralheizungsanlagen    mit   luftgespei-    sten Wärmepumpen wegen ihres hoheren Kraftbedarfes gegenüber der   waasergespei-    sten Ausführung derart nachteilig, dass diese Lösung die e gestellten Anforderungen   gleich-    falls nicht zu erfüllen, vermag.



   Die allgemeine Anwendung der wassergespeisten Wärmepumpe   für die Wärmever-      sorgung    von Zentralheizungen kann nur dann in wirtschaftlicher Weise verwirklicht werden, wenn es gelingt, die für die   benotigte    Wärmemenge erforderliche Wassermenge derart herabzusetzen, da¯ z. B. deren Bezug aus der öffentlichen Wasserversorgung ohne besondere Schwierigkeiten möglich ist und wirtschaftlich tragbar gestaltet werden kann.



  Dies kann dadurch erreicht werden, dass ein Teil des in die Anlage eingeführten und als WÏrmequelle verwendeten Wassers auf den Gefrierpunkt   abgekühlt und gefroren, dag Eis    wieder laufend entfernt und die dabei frei werdende Erstarrungswärme als HeizwÏrme abgegeben wird.



   Wird nämlich ein Teil des als Wärmequelle benützten Wassers durch WÏrmeentzug nicht nur bis in die   Nähe des Gefrier-    punktes abgek hlt, sondern gefroren. so wird infolge des Umstandes. daB durch die Abkühlung des Wassers je nach der Temperatur    des Wassers der Wasserversorgung im allge-    meinen im Mittel weniger als   10 k@al kg.    durch das Gefrieren des Wassers jedoch ungefÏhr 80 kcal/kg frei werden. die benötigte Wassermenge auf einen Bruchteil   verriiin-      dert. Durch diese Massnahme    wird in vielen    Fällen die Verwendung einer Wärmepumpen-    anlage überhaupt erst ausführbar, während sie sonst mit R cksicht auf die Grenzen der zulässigen Wasserentnahme unmöglich wÏre.



   Ohne   diese grun, dlegenden ATerhältnisse    in ihrer vollen Auswirkung erkannt zu   ha-    ben, ist sehon   vorgesehlagen    worden,    das    Verfahren der Wärmepumpe in der Weise    anzuwenden, dass der Warmeanfall von Eühleiserzeugungsanlagen. von Kunsteisbah-    nen oder von zur Erzeugung von künstlichem Sehnee   bestimmtenAnlagenzuHeizzwecken    ausgenützt wird.



   Das Verfahren gemäss der Erfindung zeichnet sich nun dadureh aus, dass Eis in Stücken erzeugt wird, die laufend    auge-    schieden und durch Abschwemmen weggeschafft werden.



   Die erzeugten   Eisst cke k¯nn@n    z.   B.    in der Weise ausgesehieden werden, dass sie vermittels einer Verbindungsleitung in eine Kanalisation abgeführt und dureh diese abge  schwemmt werden.   



   Eine Ausführungsform einer   Wärmepum-      penanlage    zur Ausführung des erfindungsgemϯen Verfahrens ist zur   Erleieliterung    des Verständnisses in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. und zwar zeigt :
Fig. 1 einen schematischen Aufriss mit teilweisem Schnitt einer A. nlage, bei welcher das vom Verdampfer   abgesprengte    Eis in eine Kanalisation abgef hrt wird:
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein Ver  dampferrohr    nach Linie II-II in Fig. 1 unter normalem Betriebsdruck, und
Fig. 3 einen gleichen Schnitt, durch das   Verdampferrohr nach erfolgter    Druckerh¯hung.



   Die in Fig. 1 dargestellte WÏrmepumpenanlage weist wie  blich einen Verdichter 1,    eillell Verflüssiger2undeinVerdampferrobr    3 auf, die Teile eines geschlossenen Kreislaufes bilden, den ein vom Verdichter   l    um  gewÏlzter WÏrmetrÏger dur@hlÏuft. 4    bezeichnet ein VerdampfergehÏuse. das durch eine Trennwand 5 in zwei Abteile 6 und 7 unterteilt ist.

   die am   obern Ende miteinander    in   Verbindung stehen.    Das Abteil 6, in wel  cliein      sicle    das   Verdampferrohr    3 befindet, ist bis zum   obel n Rand    der Trennwand 5 mit    Wasser gefüllt, welches als Wärmespender    für den Wärmeträger dient, welcher den er  wähnten Kreislauf durchläuft.    Das Wasser wird mittels eines Injektors 8 in den Behälter 14 4 gef¯rdert. Das dargestell te Verdamp  ferrohr    3 ist als elastisches. unrundes Rohr ausgebildet. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist sein Querschnitt wÏhrend der Verdampfungsphase des   Wärme. trägers    elliptisch.

   Nimmt der Druck in diesem Rohr 3 zu, was bei Stillstand der Anlage selbsttätig eintritt oder durch besondere Vorrichtungen, z.   B.    durch Zeitschalter 15,   bewerkstelligt werden kann,    so ändert sich der Querschnitt derart, dass die elliptische Form bestrebt ist, zur Kreisform überzugehen, wodurch das Abfallen des nur geringe   Elastizität lesitzeenden Eisbelages    be   wirkt wird. Die auf diese Weise abgelösten    Eisst cke steigen infolge ihres geringeren   spezifischen Gewichtes an    die Wasserober   fläche auf.

   Das Abschwemmen dieser Els- st cke geschi@ht nun vermittels des periodisch    aus s dem ZwischenbehÏlter 14 ausflie¯enden Wassers in der Weise, da¯ dieselhen infolge der Strömungsenergie des Wasserstromes über   einen Geruchsverschluss 10 in    ein Rohr   9    ge  schwemmt werden. Hierauf    werden sie durch ein Verbindungsrohr 11 in die Kanalisation 13 geleitet und durch diese abgeführt. Dabei ist die jeweils unten liegende Hälfte des Rohres 9 als Sieb, die obere indessen als dichte Wand ausgebildet. Dadurch wird das zum Abschwemmen verwendete Wasser vom Eis getrennt und fliesst in das Abteil 7 ab, von wo es durch den Injektor 8 wieder in das Abteil 6 zurückgefordert wird.

   Im untern Teil des Abteils 6 sind Mittel angebracht, um in, das Wasser Luft   einzufiihren,    welche das Entgasen des Wassers bewirkt, wodurch   luftfreies    Eis erzeugt wird, welches somit die bestm¯gliche WÏrmeleitzahl besitzt.



   Der Verdampfer kann eine beliebige Anzahl solcher elastischer, unrunder Rohre aufweisen.



   Bei nach dem Absorptionsp, rinzip arbeitenden Anlagen ist die Wirkungsweise analog der oben beschriebenen, wobei jedoch au¯er dem Kondensator auch der Absorber zur WÏrmeabgabe an die Heizanlage mit herangezogen werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zum Betrieb einer Wärmepum penanlage, bei dem mindestens ein Teil des zur WÏrmeabgabe in die Anlage eingef hrten Wassers in ihr unter Abgabe seiner Erstarrungswärme als Heizwärme zu Eis gefroren wird, dadurch gekennzeichnet, da¯ das Eis in Stücken erzeugt wird, die laufend ausgeschieden und durch Abschwemmen weg- geschafft werden.

   UNTERANSPRUCH : Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisstücke in eine Kanalisation abgeführt und durch diese abgeschwemmt werden.