CH239500A - Heat pump with multi-stage condensation. - Google Patents

Heat pump with multi-stage condensation.

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CH239500A
CH239500A CH239500DA CH239500A CH 239500 A CH239500 A CH 239500A CH 239500D A CH239500D A CH 239500DA CH 239500 A CH239500 A CH 239500A
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CH
Switzerland
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heat pump
condenser
stage condensation
stage
evaporator
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German (de)
Inventor
Cie Aktiengesellschaft Boveri
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Bbc Brown Boveri & Cie
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00Heat pumps
    • F25B30/02Heat pumps of the compression type

Description

  

  Wärmepumpe mit     mehrstufiger    Kondensation.    Bei den bisher bekannten Wärmepumpen  mit mehrstufiger Kondensation (siehe zum  Beispiel Ostertag, "Kälteprozesse", 2.     Aufl.     1933, S. 57,     Fig.    44 und 45) wird das konden  sierte Kältemittel der einzelnen Kondensato  ren durch Drosseln nach den Linien     R,        R2,          R3    des     Entropiediagrammes        Fig.    1 der Zeich  nung, mit der Entropie als Abszisse und der  Temperatur als Ordinate, unmittelbar auf den       Verdampferdruck    entspannt.

   Es hat dies den  Nachteil verhältnismässig grosser Drossel  dampfbildung, welcher Dampf nutzlos vom  Kompressor wieder hochgepumpt werden  muss.  



  Nach der Erfindung wird dies dadurch  vermieden, dass das Kondensat jedes     Konden-          sators,    mit Ausnahme der bei der tiefsten  Temperatur arbeitenden, von Kondensator zu  Kondensator- stufenweise in den Verdampfer  zurückgeführt wird. Ein solcher Prozess stellt  sich im     Entropiediagramm    beispielsweise dar,  wie     Fig.    2 zeigt.  



  Diese stufenweise Rückführung wird zu  dem zweckmässig so vorgenommen, dass in    jedem Kondensator noch eine Unterkühlung  erreicht wird,     Fig.    3.     Fig.4    zeigt diese Schal  tung, wobei<I>D I,</I> D     II,   <I>D</I> HI,<I>D</I> IV vier auf  verschiedener Temperaturhöhe gelegene Kon  densatoren sind. Die Höhenlage in der Zeich  nung veranschaulicht gleichzeitig ungefähr  die Temperaturlage. Als Beispiel sei die Ruf  heizung von 50     m3    /h Brauchwasser H in fünf  Temperaturstufen von 12 auf 80  C ange  nommen.

   Der vierstufige Kompressor saugt  den Dampf aus dem Verdampfer A, und es  wird nach jeder Stufe von BI bis     BIV    eine       Teildampfmenge    in bekannter Weise     (CI    bis       CIV)    an die Kondensatoren abgegeben. Diese  Anordnung ist dann von     Bedeutung,    wenn  die eintretende Temperatur des aufzuheizen  den Heizwassers H verhältnismässig tief liegt,  so dass man stufenweise die Heizwärme zu  setzen kann, ohne den gesamten Dampf bis  auf die grösste Höhe zu verdichten.

   In der       Fig.    4 ist die erste Stufe dieser Rufheizung  <   durch     einen        Vorwärmer    F vorgenommen, wel  cher durch Wasser G beheizt wird, welches  nachher noch zur     Beheizung    des Verdampfers      A dient. Die Linienzüge für dieses     Abwasser     und für das aufzuheizende Brauchwasser sind  in ihrer Höhenlage wieder der jeweiligen  Temperatur angepasst. Da in jedem der Kon  densatoren der Unterschied zwischen Wasser  eintrittstemperatur und     Wasseraustrittstem-          peratur    verhältnismässig gross ist, kann in  jedem eine erwünschte Unterkühlung des  Wärmemittels durch die Unterkühler     EI_Iv     erfolgen.

   Es lässt sich auf diese Art unter  Umständen der Drosseldampf von Stufe zu  Stufe vollständig vermeiden, so dass nur noch  der im Druck am tiefsten stehende     Konden-          ser        DI    bei der Entspannung des Kondensats  nach dem Verdampfer A noch etwas Dros  seldampf entwickelt. In der     Fig.4    sind die  einzelnen Drosselventile durch Schwimmer im       Unterkühlerbassin    angedeutet und die Unter  kühlung so veranschaulicht, dass die entspre  chenden Rohrschlangen der Wasserleitung H  mit dem Wärmemittel bespritzt werden, wo  mit gegenüber gefülltem Nachkühler eine ge-    wisse Einsparung an Füllmasse des Wärme  trägers erfüllt wird.



  Heat pump with multi-stage condensation. In the previously known heat pumps with multi-stage condensation (see, for example, Ostertag, "Kälteprozesse", 2nd edition 1933, p. 57, Fig. 44 and 45), the condensed refrigerant of the individual condensers is reduced by throttling along the lines R, R2, R3 of the entropy diagram Fig. 1 of the drawing voltage, with the entropy as the abscissa and the temperature as the ordinate, relaxed directly to the evaporator pressure.

   This has the disadvantage of a relatively large throttle steam formation, which steam must be pumped up again uselessly by the compressor.



  According to the invention, this is avoided in that the condensate of each condenser, with the exception of those operating at the lowest temperature, is gradually returned from condenser to condenser into the evaporator. Such a process is shown in the entropy diagram, for example, as FIG. 2 shows.



  This step-by-step return is expediently carried out in such a way that subcooling is still achieved in each condenser, FIG. 3. FIG. 4 shows this circuit, where <I> DI, </I> D II, <I> D < / I> HI, <I> D </I> IV are four capacitors located at different temperature levels. The altitude in the drawing also illustrates roughly the temperature. As an example, let us assume the call heating of 50 m3 / h domestic water H in five temperature levels from 12 to 80 C.

   The four-stage compressor sucks the steam out of the evaporator A, and after each stage from BI to BIV, a partial amount of steam is released to the condensers in a known manner (CI to CIV). This arrangement is important when the entering temperature of the heating water H to be heated is relatively low, so that you can gradually set the heat without compressing all the steam to the greatest height.

   In FIG. 4, the first stage of this call heating is performed by a preheater F, which is heated by water G, which is used to heat the evaporator A afterwards. The elevation of the lines for this wastewater and for the domestic water to be heated are again adapted to the respective temperature. Since the difference between the water inlet temperature and the water outlet temperature is relatively large in each of the condensers, a desired subcooling of the heating medium can take place in each of the condensers by the subcoolers EI_Iv.

   In this way, under certain circumstances, the throttling steam can be completely avoided from stage to stage, so that only the condenser DI with the lowest pressure still develops some throttling steam when the condensate is expanded after evaporator A. In Fig. 4, the individual throttle valves are indicated by floats in the sub-cooler basin and the sub-cooling is illustrated in such a way that the corresponding coils of the water line H are sprayed with the heating medium, where compared to the filled aftercooler, a certain saving in the filler mass of the heat carrier is fulfilled.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Wärmepumpe mit mehrstufiger Konden sation, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensat jedes Kondensators mitAusnahme des bei der tiefsten Temperatur arbeitenden, von Kondensator zu Kondensator stufenweise in den Verdampfer zurückgeführt wird. UNTERANSPRVM 1. Wärmepumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in den einzelnen Kondensatoren das verflüssigte Wärmemittel unterkühlt wird. \@. Wärmepumpe nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterkühlung durch Berieselung er folgt. PATENT CLAIM: Heat pump with multi-stage condensation, characterized in that the condensate of each condenser, with the exception of the one that operates at the lowest temperature, is gradually returned to the evaporator from condenser to condenser. UNTERANSPRVM 1. Heat pump according to claim, characterized in that the liquefied heating medium is supercooled in the individual condensers. \ @. Heat pump according to patent claim and dependent claim 1, characterized in that the subcooling is carried out by irrigation.
CH239500D 1944-02-10 1944-02-10 Heat pump with multi-stage condensation. CH239500A (en)

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