CH241603A - Wärmepumpenanlage mit Turboverdichtern, die bei ihrem Lauf mit gleichbleibender Drehzahl angetrieben werden. - Google Patents

Description

      Wärmepumpenanlage    mit     Turboverdichtern,    die bei ihrem Lauf mit gleichbleibender  Drehzahl angetrieben werden.    Mit Turboverdichter ausgerüstete     W        ärme-          pumpenanlagen    wurden bisher bei Antrieb  mit gleichbleibender Drehzahl durch Saug  drosselung veränderlicher Heizleistung und       Heiztemperatur    angepasst.

   Diese nicht sehr  wirtschaftliche     Regelung        wird    dann noch  weiter verschlechtert, wenn man bei kleinen  Teillasten gezwungen ist, unterhalb des     "kri-          tischen"    Volumens zur Verhütung des "Pum  pens" einen Teil des verdichteten Wärme  mitteldampfes von der Druck- nach der Saug  seite     unausgenützt    umlaufen zu lassen.  



  Diese Schwierigkeiten lassen sich bei der       Wärmepumpenanlage    nach der     Erfindung     dadurch vermeiden, dass dieselbe hinterein  ander schaltbare Teilverdichter aufweist, die  nach Bedarf zu- und     abgeschaltet    werden  können.  



  Ein Ausführungsbeispiel gemäss der Er  findung ist in     F'ig.    1 der Zeichnung schema  tisch dargestellt.     Fig.    2 zeigt ein Diagramm  für vier mit der Anlage nach     Fig.    1 mög  liche Schaltungen. Die Teilverdichter sind in    diesem Beispiel jeder einzeln     mit    einem Mo  tor angetrieben.  



  In     Fig.    1 ist 1 ein mit vier Rädern     ver-          sehener        Turbo-Hauptverdichter    mit seinem  Antriebsmotor 1', 2 ein mit einem Rad     ver-          sehener        Turbo-Vorverdichter    mit seinem An  triebsmotor 2' und 3 ein ebenfalls     mit    einem  Rad versehener     Turbo-Nachverdichter    mit  seinem Antriebsmotor 3'. 4 ist ein Verdamp  fer mit     Wärmezufuhrleitung    4' und 5 ein  Kondensator mit Heiznetz 5'.     Zwischen    Ver  dampfer 4 und Kondensator 5 ist ein Drossel  ventil 6 eingebaut.

   Vom Verdampfer führt  eine     Hauptsaugleitung    7     zum        Vorverdichter     2 und vom Nachverdichter 3 eine Haupt  druckleitung 8 zum Kondensator 5.     Vorver-          dichter    2 und     Hauptverdichter    1 sind     durch     eine Leitung 9, ferner Hauptverdichter 1 und  Nachverdichter 3 durch eine Leitung 10 mit  einander verbunden.

   Mit der Leitung 11 kann  der     Vorverdichter    2 und mit der     Leitung     12 der Nachverdichter 3 umgangen werden;  sie seien als     Umgehungs-Saugleitung    11,           bezw.        Umgehungs-Druckleitung    12 bezeich  net. In den einzelnen     Leitungen    sind ver  schiedene Schaltschieber     S,    die als Index das  Bezugszeichen der betreffenden Leitung er  halten haben, angebracht.  



  Die     Anordnung    ist so -getroffen, dass z. B.  der     Hauptverdichter    1 allein, oder mit einem  der     beiden        Regulierverdichter    2     bezw.    3, oder  mit beiden zusammen in     Hintereinanderschal-          timg    betrieben werden kann, so dass also fol  gende vier Schaltungen möglich sind:  I.

   Alle Verdichter in der Reihenfolge 2,  1, 3 sind in Betrieb; der Dampf strömt durch  Leitung 7 bei offenem .Schieber<B>8,</B> durch den       Vorverdichter    2, durch Leitung 9, bei offe  nem Schieber     So    durch den Hauptverdichter  1. bei offenem Schieber     8,o    durch     Leitung     10, Nachverdichter 3, Leitung 8, bei offe  nem Schieber     -S$    in den Kondensator 5. Die  Schieber     Su,        5".    sind geschlossen.  



       II.    Es sind nur die Verdichter 2 und 1  in Betrieb, Verdichter 3 ist stillgesetzt;  Schieber 8,2 in der     Umgehungs-Druckleitung     12 ist geöffnet, Schieber     S8    und     81,    sind ge  schlossen, sonst wie vorher..  



       III.    Es sind nur die Verdichter 1 und 3  in Betrieb, Verdichter 2 ist     stillgesetzt;     Schieber     S,    und<B>8"</B>     sind    geschlossen, Schie  ber     5,1    in der     Umgehungs-Saugleitung    11 und  Schieber     8,o,        S8    sind geöffnet.  



  IV. Der Hauptverdichter 1 ist allein     in     Betrieb. Verdichter 2 und 3 sind stillgesetzt.  Der Dampf strömt durch die     Umgekungs-          Saugleitung    11 zum Verdichter 1 und durch  die     Umgehungs-Druckleitung    12     zum    Kon  densator 5. Schieber     S'7,        5i,        Sl,    sind offen,  alle andern geschlossen.  



  Nimmt man an, dass die     Volumenabnahme     des     Vorverdichters    2, der sog. "Volumen  schnitt", den Wert     dV2    und die Auswirkung  auf die     Heiztemperatur    den Wert     dt,        bezw.          At"    für Verdichter 3 haben, so ergibt sich das  in     Fig.    2 gezeichnete Diagramm     mit    der       Heiztemperatur    als Ordinate     und    der     Heiz-          leistung    als Abszisse, für die obigen vier  Schaltungen.

   I,     II,        III,        IV    sind die Normal  punkte auf den zugehörigen Kennlinien.    Man     kann    also     Betriebspunkte    auf diesen  vier Linien verlustlos erreichen, während  Punkte     innerhalb    derselben z. B. mit Saug  drosselung oder Entspannung über     Rekupe-          rationsturbine    und links derselben, das heisst       im    labilen Gebiet, unterhalb der     Pumpgrenze,     mit Umlauf über     Entspannungsventile    oder  -Turbinen eingestellt werden können.

   Man  erkennt aber ohne weiteres, dass dank der  vorgeschlagenen Schaltung der Betrag von  Drosselung und     Umlauf    und damit auch die  Regelverluste bedeutend kleiner ausfallen.  Da bei Abschaltung des Nachverdichters  und mitlaufenden     Vorverdichter    2 (Schal  tung     II)    das     Ansaugevolumen        bezw.    die  Heizleistung gleich bleibt wie bei Schaltung  I.

   bewegt sich der Reguliervorgang senkrecht  von I nach     II,    während bei Abschaltung des       Vorverdichters,    infolge der um den Volumen  schnitt     dYz    kleineren     Ansaugemenge,    die  Punkte     III    und IV um diesen Betrag nach  links verschoben werden. Gleichzeitig ver  schiebt sich bei den     letzten    beiden Schaltun  gen die     Pumpgrenze    um den gleichen Be  trag nach links, so dass die Umlaufmenge für       III    und IV kleiner ausfällt für links liegende       Teillastpunkte.     



  Neben diesen Vorteilen wirtschaftlicher  Regulierung     bietet    die Anordnung den wei  teren Vorteil, dass Heiznetze mit verschiede  nen Heiztemperaturen vorteilhaft bedient  werden können, wie in     Fg.    1 mit dem zwei  ten Kondensator 13 punktiert angedeutet.  



  Die     Teilverdichter    können, anstatt jeder  für sich einen eigenen Antrieb zu haben,  auch mit einem gemeinsamen Antrieb ver  sehen sein, wobei aber doch jeder für sich  abschaltbar sein muss.    Die einzelnen Teilverdichter können fer  ner verschiedene Drehzahlen haben und über       Getriebe    angetrieben werden, welche auch       zum    Abschalten benutzt werden können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Wärmepumpenanlage mit Turboverdich tern, die bei ihrem Lauf mit gleichbleibender Drehzahl angetrieben werden, dadurch ge- 'kennzeichnet, dass dieselbe hintereinander schaltbare Teilverdichter aufweist, die nach Bedarf zu- und abgeschaltet werden können. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Wärmepumpenanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilverdichter mit voneinander verschiedenen Drehzahlen betrieben werden.

   2. 'Wärmepümpenanlage nach Patentaü- spruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein die meisten Stufen aufweisenderHauptverdichter mit den übrigen Teilverdichtern hinterein ander geschaltet werden kann. ss. Wärmepumpenanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass minde- stens zwei Kondensatoren für Heiznetze ver schiedener Temperatur anschliessbar sind.