CH232847A - Wärmepumpenanlage. - Google Patents

Description

      Wärmepumpenanlage.       Bei     einer        Wärmepumpenanlage,    welche  ihre Wärme einem Gewässer, z. B. einem       Flusslauf    oder einem See entnimmt und an  eine Fabrik, Heizungsanlage oder derglei  chen liefert, die sich nicht am Ufer des Ge  wässers befindet,     ist    zu überlegen, ob die       Wärmepumpenanlage    am Ufer des Gewäs  sers oder am Ort des Wärmeverbrauches auf  zustellen ist.

   In der Regel wird es zweck  mässiger sein, das relativ kalte Wasser, dem  die Wärme entnommen wird, nach der wärme  bedürftigen Anlage zu transportieren und die  Wärmepumpe dort aufzustellen.     Wenn    die  Temperatur des Gewässers, dem das Wasser  für die Wärmepumpe entnommen wird, nied  riger ist als diejenige der Umgebung, was  gewöhnlich der Fall sein wird, so entsteht  auf dem Wege des Wassers vom Gewässer  zur Wärmepumpe ein Wärmeeinfall, der  sich für die     Wärmepumpenanlage    günstig  auswirkt und eine Isolation der Leitungen  erübrigt.

   Würde man die     Wärmepumpen-          anlag    e am Ufer des Gewässers aufstellen, so    müsste man die     Heizleitung    vom Kondensa  tor der Wärmepumpe zum Ort des Wärme  verbrauches führen; da diese Leitung stets  eine höhere Temperatur hat als die Um  gebung, würde selbst bei guter Isolierung  auf dem Wege von der Wärmepumpe zu dem  zu beheizenden Objekt Wärme verloren  gehen.  



  Ist jedoch zwischen dem Gewässer und  dem wärmeverbrauchenden Objekt ein gro  sser geodätischer Höhenunterschied, so erfor  dert die Lieferung des Kaltwassers eine  grosse     Pumparbeit,    welche den Wirkungsgrad  der     Wärmepumpenanlage    beeinträchtigt. Er  findungsgemäss wird bei solchen Anlägen  mit grossem Höhenunterschied das wärme  abgebende Wasser durch eine Pumpe in die       Wärmepumpenanlage    gefördert     und    nach  Abgabe seiner Wärme in eine Turbine gelei  tet, welche unter     Ausnützung    des Gefälles  zwischen     Wärmepumpenanlage    und Gewäs  ser die     vorerwähnte    Pumpe antreibt.

   Durch  einen Zusatzmotor wird sowohl die den Ver-           lusten    der Pumpe und der Turbine als auch  die den Druckverlusten in den Rohrleitungen  und im Verdampfer der Wärmepumpen  anlage entsprechende     Leistung    aufgebracht.  



  Auf diese Weise erhält man eine Anlage,  die grosse Wärmeverluste vermeidet und  trotzdem auch keine zu grosse     Pumpleistung     aufweist.  



       In.    der Zeichnung ist schematisch ein     Aus-          führungsbeispiel    der Erfindung dargestellt.  Die Wärmepumpe 1, deren Wirkungsweise  als bekannt vorausgesetzt werden darf, ent  zieht dem Gewässer 2 Wärme und liefert sie  über einen     ZV        ärmeträger    in das höher als der  Wasserspiegel liegende Gebäude<B>3</B> zur     Hei-          zung    oder für andere Zwecke.  



  In der Pumpstation 4 ist die Pumpe     ä     mit der Wasserturbine 6 und dem Zusatz  motor 7 gekuppelt. Die Pumpe erzeugt einen  Druck p, der mindestens so gross sein muss,       da.ss    der Druck auf der Wasserseite des hoch  gelegenen Verdampfers, nach Abzug des  Druckabfalles in der Steigleitung 8, immer  noch genügt, um     Kavitation    zu vermeiden.  Nachdem das Wasser seine Wärme abgege  ben hat, geht es durch die Druckleitung 9  wieder zur     Pumpenstation,    wo es seine noch  vorhandene Druckenergie in der Turbine 6  wieder abgibt.  



  Ist Q die zirkulierende Wassermenge,  p der     Förderdruck    der Pumpe,     d,    der Druck  verlust des Wassers in den Leitungen und  im Verdampfer,     ijp    der Wirkungsgrad der  Pumpe,     7IT    der Wirkungsgrad der Turbine,  so wird die notwendige Leistung des Zusatz  motors  
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    Das erste Glied stellt die Unvermeidlichen       Strömungsverluste    dar; das zweite Glied gibt  die zusätzlichen Verluste, die dadurch ent  stehen, dass das Wasser auf den Druck p ge  bracht werden muss, damit es überhaupt in  die     höhergelegene    Wärmepumpe gelangt.

    Man sieht,     da.ss    p so klein gehalten werden  muss wie möglich; bei guten Wirkungsgraden         liP    und     ?lT    bleibt der Mehrverbrauch dann in  erträglichen Grenzen.  



  Es ist; selbstverständlich dafür zu sorgen,  dass zwischen der     Steigleitung    8 und der  Fall- oder     Rücklaufleitung    9 kein Wärme  übergang stattfindet. Da. der Temperatur  unterschied zwischen beiden sehr gering ist  (in der     Regel    unter 4  C), ist es nicht schwer,  den Abstand zwischen beiden Leitungen so  zu gestalten. dass der      'ärmeübergang        ver-          nachlässigbar    ist.  



  Im allgemeinen wird der Zusatzmotor 7  ein Elektromotor sein; es kann jedoch dafür  auch ein Wärmemotor, beispielsweise ein  Dieselmotor, zur Anwendung kommen, des  seil Verlustwärme mindestens teilweise mit  der dem Gewässer entzogenen Wärme verei  nigt wird. Unter der Verlustwärme eines       Wärmemotors    ist hier ganz allgemein die  Differenz zwischen     aufgewendeter    Wärme  und nicht in mechanische Energie umgesetz  ter     Wärme    zu verstehen, also beim     Diesel-          inotor    die Wärme des     Kühlwassers    für den  Zylinder und für den     Ölkühler    der Lager  sowie die     Wärme    der Abgase des Motors.  



  So könnte man beispielsweise diese Ver  lustwärme durch eine besondere Leitung hin  ter der Wärmepumpe in die Vorlaufleitung  der     13eizurig    des Gebäudes 3 einführen, oder  an das zur     Wärmepumpenanlage    strömende  Wasser abgeben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Wärniepunipenanlage zum Entzug von Wärme aus einem tiefer als die Anlage lie genden Gewässer, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser von einer Pumpe in die An lage gefördert wird und nach Abgabe seiner Wärme unter Ausnutzung des Gefälles zwi schen ZZ'armepuinpenanlage und Gewässer in eine Turbine geleitet wird, welche die Pumpe antreibt, wobei durch einen Zusatzmotor so wohl die den Verlusten der Pumpe und der Turbine als auch die den Druckverlusten in den Rohrleitungen und im Verdampfer der Wärmepumpenanlage entsprechende Leistung aufgebracht wird.

   UN TERANTSPRüCHE 1. Wärmepumpenanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Zu satzmotor ein thermischer Motor vorgesehen ist, dessen Verlustwärme mindestens teil weise mit der dem Gewässer entzogenen Wärme vereinigt wird. 2. Wärmepumpenanlage nach Patentan spruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Verlustwärme des Zu satzmotors an das zur Wärmepumpenanlage strömende Wasser übertragen wird.