DE102004033061A1 - A method to utilise the pressure energy of a conventional refrigeration circuit has a piston pump and two shut-off valves replacing the expansion valve - Google Patents
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Abstract
Description
Anwendungsgebiet:Field of use:
Die Erfindung betrifft einen Anlagenaufbau entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a system structure according to the preamble of claim 1.
Maschinen, die unter Energieaufwand ein Temperaturgefälle erzeugen: Bei der Kompressions-Kältemaschine saugt der Kolbenkompressor oder Turboverdichter ein Gas (Amoniak, Freon, Kohlendioxid) als Kältemittel an, verdichtet es, wobei es sich erhitzt, und drückt zur Verflüssigung in den Wärmetauscher-Warmseite (Kondensator), der Wärme an die Umgebung abgibt. Das Kältemittel strömt dann zum Wärmetauscher-Kaltseite (Verdampfer), wo es sich entspannen kann; dabei nimmt es Wärme aus der Umbebung auf. Dann folgt ein neuer Kreislauf. Prinzip Kühlschrank.Machinery, which generate a temperature gradient under energy expenditure: with the compression chiller the piston compressor or turbocompressor sucks a gas (ammonia, Freon, carbon dioxide) as a refrigerant It compresses it, where it heats up, and presses for liquefaction in the heat exchanger hot side (Condenser), the heat the environment gives off. The refrigerant flows then to the heat exchanger cold side (Evaporator) where it can relax; it takes heat from the On the outskirts. Then a new cycle follows. Principle refrigerator.
Die Entspannung des Gases wird durch eine Düse bewirkt. Vor der Düse staut sich das Kältemittel bei hohem Druck, hinter der Düse ist der Druck abgebaut.The Relaxation of the gas is effected by a nozzle. Dams in front of the nozzle the refrigerant is added high pressure, behind the nozzle the pressure is reduced.
Nachteile des Standes der Technik.Disadvantages of the state of the technique.
Bisherige Kompressions-Kälteanlagen, (egal ob sie in Gebäuden, Auto, Industrie) zur Klimatisierung oder Kühlung dienen, oder umgekehrt als Wärmepumpe arbeiten, haben einen schlechten Wirkungsgrad der hohe Energiekosten bedingt. Die Druckenergie wird an der Düse ungenutzt abgebaut.Previous Compression refrigeration systems, (whether in buildings, Car, industry) for air conditioning or cooling, or vice versa as a heat pump work, have a poor efficiency of high energy costs conditionally. The pressure energy is dissipated unused at the nozzle.
Aufgabe der Erfindung:Object of the invention:
Aufgabe der Erfindung ist es, den Wirkungsgrad von Kältemaschinen zu erhöhen, indem die gespeicherte Druckenergie des Kältemittels während der Gasentspannung in andere Energie umgewandelt und zur Verfügung gestellt wird.task The invention is to increase the efficiency of refrigerators by the stored pressure energy of the refrigerant during the Gas relaxation is converted into other energy and provided becomes.
Lösung der Aufgabe:Solution of the task:
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.The The object is achieved by a device having the features of the claim 1 solved.
Vorteil der Erfindung:Advantage of the invention:
Ein guter Wirkungsgrad einer Anlage erhöht die Wirtschaftlichkeit.One Good efficiency of a system increases the economic efficiency.
Diese Erfindung nutzt die vorhandene Energie in einer Kälteanlage um sie wieder dem Antrieb zuzuführen, was die Wirtschaftlichkeit erhöht.These Invention uses the available energy in a refrigeration system to drive her back to the drive, which increases the profitability.
Es können ev. neue Anwendungsfalle entstehen, die bisher Unwirtschaftlich sind. Wärmepumpen sind dann die preiswerte Alternative zur Gebäudeklimatisierung.It can ev. new application trap arise, the previously uneconomical are. Heat pumps are then the cheap alternative to building air conditioning.
Kompressor Kälteanlagen benötigen viel Energie um Druck in einem Kältemittelkreislauf aufzubauen.compressor refrigeration systems need a lot of energy to pressure in a refrigerant circuit build.
Diese Druckenergie des Kältekreislaufs kann während der Entlastungsphase mechanisch genutzt und als Energie teilweise zurück gewonnen werden. Die zurück gewonnene Energie reduziert den Energiebedarf von außen.These Pressure energy of the refrigeration cycle can while the discharge phase used mechanically and partly as energy back be won. The back The energy gained reduces the energy demand from the outside.
Beispielbeschreibung einer Patentanmeldungexample Description a patent application
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.embodiments The invention are illustrated in the drawings and are in following closer described.
Es zeigen:It demonstrate:
Zeichnung 1: Schema einer herkömmlichen Kälteanlagedrawing 1: Schematic of a conventional refrigeration system
Zeichnung 2: Schema einer Kälteanlage mit Kolbenmotordrawing 2: Scheme of a refrigeration system with piston engine
Zeichnung 3: Schema einer Kälteanlage mit Mehr-Kolbenmaschinen (Alternativausführung)drawing 3: Scheme of a refrigeration system with multi-piston machines (alternative version)
Eine herkömmliche Kälteanlage nach Zeichnung 1 besteht im Wesentlichen aus Kompressor, Wärmetauscher-Warmseite, Entspannungsventil, Wärmetauscher-Kaltseite und Kältemittelvorratsbehälter.A conventional refrigeration plant according to drawing 1 consists essentially of compressor, heat exchanger hot side, Expansion valve, heat exchanger cold side and refrigerant storage tanks.
Die nach Zeichnung 1 aufgebaute Apparatur bildet einen Kreislauf indem der Kompressor Gas komprimiert. Das komprimierte Gas gibt Wärme im Wärmetauscher-Warmseite ab. Im Entspannungsventil wird dieser Druck wieder abgebaut, so daß das Gas sich abkühlt. Am Wärmetauscher-Kaltseite nimmt das Gas Wärme von der Umgebung auf und fließt zum Kompressor zurück. Ein neuer Kreislauf beginnt.The constructed according to drawing 1 apparatus forms a cycle by the compressor compresses gas. The compressed gas gives heat in the heat exchanger hot side from. In the expansion valve, this pressure is reduced again, so that the gas cools down. At the heat exchanger cold side takes the gas heat from the environment and flows back to the compressor. A new cycle begins.
Der Kompressor muß ständig einen Druck aufbauen und aufrechterhalten. Die hierfür aufgebrachte Energie steckt im Gas als Druck und Wärme. Die Wärme wird an dem Wärmetauscher-Warmseite abgebaut. Der Druck in herkömmlichen Anlagen wird durch hohe Gasreibung im Entspannungsventil abgebaut.Of the Compressor must constantly one Build up and maintain pressure. The energy applied for this is in the gas as pressure and heat. The Heat is degraded on the heat exchanger hot side. The pressure in conventional Facilities are degraded by high gas friction in the expansion valve.
Meine Erfindung besteht darin, den Druck über einen Motor (Kolbenmaschine) abzubauen. Dieser Aufbau bewirkt daß das Gas nicht über eine Düse dekomprimiert wird sondern über einen Motor, der die Druckenergie des Gases nutzt.My invention is to reduce the pressure via an engine (piston engine). The This structure causes the gas is not decompressed via a nozzle but via a motor that uses the pressure energy of the gas.
Der Motor nach Zeichnung 2 besitzt ein Einlaß- und ein Auslaß-Ventil.Of the Engine according to drawing 2 has an inlet and an outlet valve.
Kurz hinter dem oberen Totpunkt beginnt das Einlaßventil zu öffnen und läßt eine definierte Menge komprimierten Gases in die Kolbenmaschine fließen. Beim Weiterbewegen des Kolbens entspannt sich dieses Gas, wirkt aber über die gesamte Zeit der Abwärtsbewegung mit seinen Druckkräften auf den Kolben.Short behind the top dead center, the inlet valve begins to open and can be compressed a defined amount Gas flow into the piston engine. Moving on the Piston relaxes this gas, but acts over the entire time of downward movement with his pressure forces on the piston.
Der Kolben setzt die Druckkräfte in Drehmoment an der Kurbelwelle um (ähnlich wie bei Ottomotoren).Of the Piston sets the pressure forces in torque on the crankshaft (similar to gasoline engines).
Während der nun folgenden Aufwärtsbewegung ist die gesamte Zeit das Auslaßventil geöffnet. Der Kolben drückt das entpannte Gas hinaus bis zum oberen Totpunkt.During the now following upward movement is the exhaust valve all the time open. Of the Piston pushes the expanded gas out to top dead center.
Am o.T. schließt das Auslaßventil.At the T.D.C. includes the exhaust valve.
Die Ein- und Aus-laßventile sind elektrisch in Abhängigkeit der Kolbenposition gesteuert. Zwei Lichtschranken erfaßen die Position des Kolbens an der Welle.The On and off laßventile are electrically dependent the piston position controlled. Two photoelectric sensors detected the Position of the piston on the shaft.
Die Signale der Lichtschranken gehen an eine Steuerung, die somit die Ventile steuern kann.The Signals from the photoelectric sensors go to a controller, which thus the Can control valves.
Eine Lichtschranke für das Einlaßventil gibt am oberen Totpunkt ein Signal an die Steuerung. Nach kurzer Verzögerung öffnet die Steuerung das Einlaßventil um eine optimale Menge Gas einzulassen.A Photocell for the inlet valve gives a signal to the controller at top dead center. After short Delay opens the Control the inlet valve to let in an optimal amount of gas.
Danach schließt sie das Ventil wieder.After that includes she the valve again.
Eine weitere Lichtschranke für das Auslaßventil gibt ein Signal am unteren Totpunkt an die Steuerung.A additional photocell for the exhaust valve gives a signal at bottom dead center to the controller.
Die Steuerung öffnet das Auslaßventil bis zum oberen Totpunkt, um dekomprimiertes Gas zur Kaltseite hin hinauszudrücken. Das Drehmoment, das am Motor frei wird, kann z.B. dem Kompressor wieder zugeführt werden, der somit weniger Energie von außen benötigt.The Control opens the exhaust valve to top dead center, to decompressed gas to the cold side push out. The torque released at the engine may e.g. the compressor again supplied which therefore requires less external energy.
Claims (8)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200410033061 DE102004033061A1 (en) | 2004-07-08 | 2004-07-08 | A method to utilise the pressure energy of a conventional refrigeration circuit has a piston pump and two shut-off valves replacing the expansion valve |
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DE200410033061 Withdrawn DE102004033061A1 (en) | 2004-07-08 | 2004-07-08 | A method to utilise the pressure energy of a conventional refrigeration circuit has a piston pump and two shut-off valves replacing the expansion valve |
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DE (1) | DE102004033061A1 (en) |
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2004
- 2004-07-08 DE DE200410033061 patent/DE102004033061A1/en not_active Withdrawn
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