CH242543A - Verfahren zum Betrieb von Wärmepumpenanlagen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Betrieb von     Wärmepumpenanlagen    und Einrichtung zur Durchführung  des     Verfahrens.       Bei     Wärmepumpenanlagen    wird im allge  meinen die Umgebungswärme als Heizquelle  ausgenützt. Das wärmeabgebende Medium  steht normalerweise in grosser Menge zur Ver  fügung, so dass im     allgemeinen        seine    Tem  peratur bei Abgabe der Wärmemenge nur     in     geringem Masse abnimmt. Wird z. B. Fluss  wasser als Heizquelle benützt, so wird mei  stens die Temperatur der ausgenützten Was  sermenge nur     etwa    um 1-2 Grad gesenkt.  



  Bei Industrieanlagen kommt es -aber häu  fig vor, dass als     Heizquelle    Flüssigkeit oder  Gas mit höherer Temperatur, aber nur in be  schränkter Menge zur     Verfügung    steht, so  dass bei Abgabe der nötigen Wärmemenge die  Temperatur     in    bedeutendem     Nasse        abnimmt.     So steht z. B. sehr oft     industrielles    Abwasser  mit einer Temperatur von z. B. 90  C     in        einer     solchen Menge zur     Verfügung,    dass nach Ab  gabe der erforderlichen Wärmemenge ihre  Temperatur z.

   B. auf 40  C     abnimmt.    Da     die       Ablauftemperatur des als Heizquelle benütz  ten Mediums immer höher ist als die Tempe  ratur, bei welcher der Wärmeträger der  Wärmepumpe verdampft, würde die Tempe  ratur des vom .Kompressor angesaugten  Wärmeträgers in diesem Falle unter 40  C       "bleiben.    Da der Wirkungsgrad der Wärme  pumpe von dem Verhältnis der Sättigungs  temperaturen im Verdampfer und     im    Kon  densator abhängt, ist der Wirkungsgrad, bei  gegebenem     $ompressionsenddruck,    um so  schlechter, je kälter der 'Kompressor den  Wärmeträger aus dem Verdampfer ansaugt.  



  Wird das Verfahren laut vorliegender       Erfindung    angewendet, so kann der Wir  kungsgrad     einerWärmepumpenanlage    in oben  geschilderten Fällen bedeutend gesteigert  werden. Nach dem Verfahren laut vorliegen  der     Erfindung    gibt nämlich das als     Heiz-          _quelle    dienende Medium     seine    Wärme     nicht     in     einem        einzelnen,    sondern     in    mehreren Ver-           dampfern    ab,

   welche in     Strömungsrichtung     des wärmeabgebenden Mediums gesehen hin  tereinandergeschaltet     sind.    In- diesem Falle  wird somit nur ein Teil des Wärmeträgers  bei einer Temperatur verdampft, welche un  terhalb der Ablauftemperatur des wärme  abgebenden Mediums liegt, und zwar nur im  letzten Verdampfer,     wogegen    die Verdamp  fung in den vorgeschalteten Verdampfern bei  höheren Temperaturen vor sich geht und so  der Kompressor nur einen     Teil    des Wärme  trägers vom niedrigsten Druck, die andern  Teile aber von     stufenweise    höheren     Drücken     auf den Enddruck zu verdichten hat.

   Hier  durch wird der     Wirkungsgrad    einer so be  triebenen     Wärmepumpenanlage    besser als bei       einer    Anlage mit nur einem Verdampfer.  



  Ein Ausführungsbeispiel einer     Einrichtung     zur     Durchführung    des Verfahrens nach vor  liegender     Erfindung    ist in der     beiliegenden          Zeichnung    schematisch dargestellt., -an Hand  welcher auch das Verfahren     nach    der Erfin  dung beispielsweise erläutert wird.

   Die     Pumpe     a drückt das als     Heizquelle    dienende Medium  durch die in     Strömungsrichtung    des wärmeab  gebenden Mediums gesehen     hintereinanderge-          schalteten    Verdampfer     b2    und     b,.    Im Beispiel  sind nur zwei- Verdampfer angegeben; die  Zahl dieser     kann.    aber nötigenfalls auch grö  sser sein. Der Kompressor c saugt die im  Verdampfer     b1    entwickelten Dämpfe an     und     verdichtet sie auf den Enddruck.

   Die im Ver  dampfer     b2    bei höherer Temperatur und bei  höherem Druck entwickelten Dämpfe werden  vom Kompressor bei einer dem höheren  Druck entsprechenden Zwischenstelle ange  saugt und nur von diese. höheren Druck bis       zum    Enddruck verdichtet. Nach Verlassen  des     Kompressors    werden die Dämpfe dann  in dem     Kondensator    d niedergeschlagen, wo  durch das durch die Pumpe e geförderte auf  zuheizende Medium auf die     gewünschte    Tem  peratur erwärmt wird.

   Die im     Kondensator          d    entstehende Flüssigkeit gelangt durch die  Drosselventile f wieder in     die    Verdampfer     b1          und        b2,    wo sie den     greisprozess    beendend wie  der verdampft.

   Der Kompressor c kann na  türlich nötigenfalls -aus zwei oder, der Zahl    der Verdampfer entsprechend,     nötigenfalls-aus     mehreren - den Druckstufen der Verdamp  fer entsprechend - separaten Einheiten be  stehen, das heisst es können zur     Bewältigung     der     Druckunterschiede    zwischen zwei auf  einanderfolgenden     Verdampfern    separate       Kompressoreinheiten    aufgestellt werden.  



  An Hand eines Zahlenbeispiels soll das  Verfahren nach der Erfindung erläutert wer  den. Wenn z. B. Warmwasser mit einer Tem  peratur von 60  C in einer solchen Menge zur  Verfügung steht, dass diese Wassermenge  zwecks Abgabe der gewünschten Wärme  menge auf 20  C abgekühlt werden muss, so  wird die Sättigungstemperatur im Verdamp  fer - falls der Wärmeträger nur     m    einem  einzigen Verdampfer verdampft wird  zwangsläufig     unterhalb    20  C bleiben. Würde  dabei die erwünschte Temperatur im Kon  densator z.

   B. 90  C betragen, so müsste der  Kompressor einen zwischen     etwa    20  und  90  C     Sättigungstemperatur    bestehenden       Druckunterschied        überwinden.    Werden aber  bei     -Anwendung    des Verfahrens laut vorlie  gender Erfindung z. B. zwei Verdampfer ver  wendet, so wird das Heizwasser     in    dem  ersten Verdampfer nur bis auf etwa 40  C  und von 40  auf 20  C erst im     zweiten:    Ver  dampfer abgekühlt.

   In diesem Falle erfolgt  aber die Verdampfung des Wärmeträgers in  dem ersten Verdampfer bei einer     Temperatur     unterhalb 40  C, so dass der Kompressor nur  einen Teil der Dämpfe mit dem     Druckunter-          schied,    welcher     zwischen    den Temperaturen  von 20  C     und    90  C besteht, zu verdichten  hat und der andere Teil nur noch von 40  C  auf 90  C verdichtet werden muss, was eine  beträchtliche Energieersparnis bedeutet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRüCHE I. Verfahren zum Betrieb von Wärme pumpenanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Steigerung der Wirtschaftlichkeit das als Heizquelle dienende Medium seine Wärme in mehreren, in Strömungsrichtung des wärmeabgebenden Mediums gesehen, hinter- einandergeschalteten Verdampfern abgibt, so dass die in den Verdampfern entwickelten Dämpfe bei verschiedenen Drücken anfallen.

   Il. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfer, in Strö- mungsrichtung des wärmeabgebenden Me diums gesehen, hintereinandergeschaltetsind.