CH237313A - Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenanlage. - Google Patents

Description

  erfahren zum Betrieb einer     Wärmepumpenanlage.       Vorliegende Erfindung hat ein Verfahren  zum Betrieb einer     Wärmepumpenanlage    zum  Gegenstand und betrifft eine weitere Ausbil  dung des Verfahrens nach dem Patent  anspruch des Hauptpatentes.  



  Gemäss dem Patentanspruch des Haupt  patentes wird eine     Wärmepumpenanlage    in  der Weise betrieben, dass     mindestens    ein Teil  des zur Wärmeabgabe in die Anlage einge  führten Wassers in ihr unter Abgabe seiner       Erstarrungswärme    als Heizwärme zu Eis ge  froren wird, wobei das Eis in Stücken er  zeugt wird, die laufend ausgeschieden und  durch     Abschwemmen    weggeschafft werden.  



  Unter den verschiedenen Wärmepumpen  arten ist diejenige besonders bekannt, die die  Wärme natürlicher Gewässer in der Weise  ausnützt, dass der Verdampfer der Wärme  pumpe entweder direkt in das Gewässer ge  setzt, oder ein Teil desselben abgezweigt,  durch den Verdampfer geführt und wieder  in das Gewässer zurückgeleitet wird. Dabei       wird    durch den Wärmeentzug im Verdamp  fer die Temperatur des Wassers herabgesetzt.

      Diese Ausführung hat den grossen Nach  teil, dass der Wärmeentzug bei niedrigen Ge  wässertemperaturen     mit    der Gefahr der Eis  bildung an der     Verdampferoberfläche    ver  bunden ist, was     einerseits    zu Beschädigungen  am Verdampfer führen kann, anderseits den  Wärmeübergang vom Wasser auf den  Wärmeträger der     Wärmepumpenanlage    er  schwert.  



  Nun sind zwar     Verdampferkonstruktio-          nen    bekannt, denen eine solche Eisbildung  keinen     Schaden    zufügen kann, dagegen bleibt  die Erhöhung des     Wärmeaustauschwider-          standes    durch die angesetzte Eisschicht nach       wie    vor bestehen.  



  Die bisher     bekannt        gewordenen    Wärme  pumpenanlagen sind zwar meistens mit Si  cherheitseinrichtungen ausgerüstet, um die  Eisbildung durch     Ausserbetriebsetzung    der  Anlage entweder gänzlich verhindern oder  bei     unvorschriftsgemässer    Einstellung der  Sicherheitsapparatur noch rechtzeitig unter  brechen zu können.      Da das Wasser im     allgemeinen    stets eine  höhere Temperatur als das Eis aufweist, wird  durch das     Stillsetzen    der Anlage das gebil  dete Eis jeweils durch das vorbeifliessende  Wasser wieder geschmolzen.

   Dieser     Sehrnelz-          vorgang    dauert nun desto länger, je     näher     die Temperatur des vorbeifliessenden     Wasser,;     beim     Gefrierpunkt    liegt, und da bei tiefen  Aussentemperaturen gleichfalls mit tiefen Ge  wässertemperaturen zu rechnen ist, muss die  Wärmepumpe als     Heizeinrichtung    gerade  dann für diesen Schmelzvorgang ausser Be  trieb gesetzt werden, wenn die     Naelifrage     nach Heizwärme besonders gross ist.

   Da nun  bei Gewässern mit relativ niedrigen Wasser  temperaturen die     Verdampferoberfläclien    aus  wirtschaftlichen Gründen nicht beliebig gross  gemacht werden können, muss die     Verda.mp-          fertemperatur    entsprechend niedrig gehalten  werden, wodurch sich Stillstandszeiten für  das Schmelzen des Eises ergeben können,  welche die Betriebszeiten bedeutend überstei  gen. Ein solcher Betriebszustand gestaltet  den Wert einer Wärmepumpe für die Ver  wendung bei Gewässern mit niedriger Was  sertemperatur äusserst fragwürdig.

   Wenn es  jedoch gelingt, die Entfernung des     Eises    aus  dem Verdampfer in genügend kurzer Frist  zu     bewerkstelligen,    so kann     dadurch    nicht  nur die zweckentsprechende     Wirkungsweise     der Wärmepumpe bei tiefsten Wassertem  peraturen sichergestellt, sondern vom Wärme  inhalt der     Gewässer    zusätzlich zur latenten  Wärme in weitgehendem Masse auch die Er  starrungswärme zu Heizzwecken ausgenützt  werden. Dadurch erhöht sieh die     nutzbare:     Wärmemenge der Gewässer um ein Viel  faches.  



  Dies wird nun durch das erfindungs  gemässe Verfahren in der Weise ermöglicht,  dass das an der Oberfläche der Verdampfer  rohre entstandene Eis durch periodisches, von  innen her erfolgendes Abschmelzen der Haft  schicht losgelöst und     ungeschmolzen    durch  den übrigen Teil des Wassers abgeschwemmt  wird.  



  In Anbetracht des Umstandes, dass im  Vergleich zum Verfahren mit ausschliess-    lieber     Ausnützung    der Flüssigkeitswärme bei       -usnittzung        auch    der     Erstarrungswärine    die  für eine     bestimmte        Wärinernenge        erfoder-          liche        Wassermenge    auf einen Bruchteil redu  ziert wird, kann an Stelle des Wassers aus  einem Gewässer auch Wasser aus andern       Versorgungsquellen,    z.

   B. aus der öffent  lichen     Wasserversorgung,    verwendet und das  gebildete Eis in ein vorhandenes Gewässer  <B>-</B>     b-        e        schwemmt        werden.        Es        kann        aber        auch          Wasser    aus einem Gewässer in den Verdamp  fer der Wärmepumpe geleitet und das gebil  dete Eis anstatt in das Gewässer in eine     Ka-          iialisa,tion        geleitet    werden. In diesem Fall ist  es zweckmässig, das Eis in zweckentsprechen  der Form, z. B. zerkleinert, zuzuführen.  



  Das Verfahren sei an Hand der Zeich  nung     beispielsweise    erläutert, in welcher       Fig.    1 einen schematischen Aufriss und       Fig.    2 einen     Teilgrundriss    einer     Wärme-          purnpenanla.ge    zeigt.  



  Einem     Flusslauf    1 wird bei 2 ein Teil des  Wassers     entnommen,    durch den Verdampfer  3 geführt und von dort wieder in den Fluss 1  zurückgeleitet. Um die vertikalen, nur an       einem    Ende     miteinander    in Verbindung ste  henden     Verdampferrohre    5 bildet sich Eis, so  lange die     Wä,rmepuinl)e    im     Betrieb    und ge  nügend belastet ist.

   Die sich dadurch in den       Verdampferrohren    5 bildenden Dämpfe des       Wärmeträgers    werden durch den gemein  schaftlichen     Dampfsainniler    6 vom Kompres  sor 7 angesaugt und verdichtet, um bei höhe  rem Druck und höherer Temperatur     dein          Kondensator    8 zugeführt zu werden. Der       Wärmeträger    fliesst nach seiner Wärme  abgabe als Kondensat durch das Reduzier  ventil 9 wieder dem Verdampfer 3 zu. Im       Kondensator    8 wird die dem Flusswasser ent  zogene Wärme und die vom Motor geleistete  Arbeit     abzüglich    der Verluste an das Zen  tralheizungswasser übertragen, um z.

   B. in       Heizkörpern    10 für     Raumheizzwecke    verwen  det zu werden.     Um    nun die Eisschicht perio  disch zu entfernen, wird die Anlage perio  disch abgestellt. Das periodische Abstellen  der Wärmepumpe wird dabei durch einen  Zeitschalter 11 bewerkstelligt, wobei sich      durch die bestehenden     Undichtheiten    oder  durch besondere Einrichtungen ein teilweiser  Druckausgleich zwischen Druck- und Saug  seite des     Wärmeträgerkreislaufes    und damit  ein Druck- und Temperaturanstieg im Ver  dampfer einstellt.  



  Durch zweckmässige Bemessung von Ver  dampfer und Kondensator kann nun für alle  während des Betriebes in Frage     kommenden          Kondensatortemperaturen    eine während des  Stillstandes über dem Gefrierpunkt liegende       Verdampfertemperatur    sichergestellt werden,  wodurch die Haftschicht zwischen Eis und  V     erdampferoberfläche    schmilzt. Da die ge  bildeten rohrförmigen Eishohlkörper 12 ein  kleineres spezifisches Gewicht aufweisen als  Wasser, steigen sie an die Wasseroberfläche  auf und werden durch das bei 4 wieder zu  rückströmende Wasser in den Fluss abge  schwemmt.  



  Im Felle der Verwendung von Wasser  aus einer andern Versorgungsquelle, z. B. aus  einem     Verteilnetz,    erübrigt sich die Abzwei  gung 2 und an ihre Stelle tritt ein Verbin  dungsstück mit der angeführten Quelle, wäh  rend die übrige Anordnung unverändert  bleibt.  



  Im Falle der Abführung des Eises in eine  Kanalisationsanlage fällt die Verbindung 4  mit dem     Flusse    weg und an seine Stelle tritt  ein Verbindungsstück vom Verdampfer 3 zur    Kanalisationsanlage; die übrige Einrichtung  der Anlage bleibt auch für diesen Fall unver  ändert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Betrieb einer Wärme pumpenanlage nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass das an der Oberfläche der Verdampferrohre entstandene Eis durch periodisches, von innen her erfolgendes Abschmelzen der Haftschicht losgelöst und ungeschmolzen durch den übri gen Teil des Wassers abgeschwemmt wird. UNTERANSPRüCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das wärmeabge bende Wasser einem Gewässer entnommen und das Eis in das Gewässer abgeschwemmt wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das wärmeabge bende Wasser einem künstlichen Verteilnetz entnommen und das Eis in ein fliessendes Gewässer abgeschwemmt wird. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das wärmeabge bende Wasser einem Gewässer entnommen und das Eis in eine Kanalisationsanlage ab- geschwemmt wird.