DE10232700B4

DE10232700B4 - Aqua-Re-Energie-Trichter

Info

Publication number: DE10232700B4
Application number: DE10232700A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2012-06-14
Anticipated expiration: 2022-07-16
Also published as: DE10232700A1

Abstract

Energiespeicher für den Energieaustausch zwischen zwei Medien, der trichterförmig ausgebildet ist und am unteren Trichterrand eine Entleerungsöffnung mit Ventil aufweist, wobei zwischen Innenwand und Außenisolierung Kältemittel führende Leitungen um die Innenwandung geführt sind und am oberen und unteren Ende des Trichters als Anschlussstutzen herausgeführt sind, wobei vom oberen Ende des Trichters, im Inneren, parallel zur Innenwandung ein Einlaufrohr, mit seitlichen Schlitzöffnungen und einem Prallteller am unteren Ende, bis in den unteren Bereich geführt ist, wobei vom unteren Bereich des Trichters, parallel zur Innenwandung ein Thermoüberlauf mit Überbogen und Entlüftungsöffnung, bis zur maximalen Füllhöhe geführt ist und oben in der Mitte ein rotierender Düsenstock mit Bohrung angebracht ist.

Description

– Das Primärmedium durchströmt den Vorfilter. In diesem werden je nach Auswahl des Vorfilters grobe oder auch feine Schmutzteilchen zurückgehalten. Je nach Verschmutzungsgrad muss dieser nach einer bestimmten Betriebszeit gereinigt oder das Filterelement ausgetauscht werden.
– Über eine Rohrleitung, den Einlaufstutzen, an dessen Ende der Kegelpraliteller angebracht ist, wird das Primärmedium in den Aqua-Re-Energie-Trichter geleitet (s. h. Zeichnung 2). Der Kegelpralleller verhindert ein Durchmischen des in dem Trichter vorhandenen Primärmediums und des neu hinzu kommenden Primärmediums. So bleibt die natürliche thermische Schichtung im Trichter erhalten. Steigt der Füllstand über den Kegelprallteller hinaus, sorgen Schlitzöffnungen (im Einlaufstutzen zusätzlich für ein ideales Einströmen des Primärmediums.
– Der Aqua-Re-Energie-Trichter speichert das Sekundärmedium bis Energie benötigt wird. Durch die Außenisolierung wird ein Wärmeverlust nahezu verhindert. Der Aqua-Re-Energie-Trichter und die mit dem Primärmedium in Kontakt kommenden Teile bestehen aus einem korrosionsfesten und schmutzabweisenden Material. Die kältemittelführenden Leitungen werden zur besseren thermischen Leitfähigkeit mit den inneren Wandungen des Trichters verbunden. Für eine schnelle Wärmeenergierückgewinnung wird ein zusätzlicher Kreuztauscher in den Trichter eingesetzt.
– Durch das einlaufende Primärmedium erwähnt sich der Fühler des Trichter-Thermostates und schließt seinen elektrischen Kontakt. Wird jetzt gleichzeitig am Sekundarmedium Wärmeenergie benötigt, schließt auch der Sekundärmedium-Thermostat seinen elektrischen Kontakt und die Sekundärmedium-Pumpe läuft an und das Kältemittelmagnetventil öffnet.
– Jetzt steht vor dem Kältemitteleinspritzventil flüssiges Kältemittel an. Dieses öffnet solange, bis die Kältemittel führenden Leitungen des Energie-Trichters mit Kältemittel beaufschlagt sind und der Einspritzventilfühler sich abkühlt. Durch das Verdampfen des Kältemittels wird dem sich in dem Trichter befindenden Primärmedium Wärmeenergie entzogen.
– In der Kältemittelausgangsleitung des Trichters steigt der Druck und der Niederdruckschalter schließt seinen Kontakt und der Kältemittelverdichter lauft an. Er saugt das Kältemittel mit niedrigem Druck über einen Flüssigkeitsabscheider an und verdichtet es auf einen höheren Druck.
– Im Verflüssiger wird dem Kältemittel, durch das sich auf einem geringeren Temperaturniveau befindenden Sekundärmedium, bei gleichbleibendem Druck Wärmeenergie entzogen. Hierdurch wird das Kältemittel verflüssigt.
– Über den Sammler, Trockner und das Schauglas wird das Kältemittel wieder zum Kältemitteleinspritzventil geführt.
– Das Sekundärmedium steht jetzt dem Betreiber mit der zurückgewonnenen Energie auf einem höheren Temperaturniveau zur Verfügung und kann direkt genutzt werden oder in einem Speicher gepuffert werden.
– Sollte das Temperaturniveau nicht ausreichen, dann kann dem Energierückgewinnungsprozess ein herkömmliches Heizsystem nachgeschaltet werden. Dies wird dann über die Verlüssigerausgangstemperatur des Sekundärmediums zugeschaltet.
– Ist jetzt die Primärmedium-Temperatur unter den vorgegebenen Wert des Trichterfühlers abgesunken, öffnet dieser seinen elektrischen Kontakt und das Auslassventil für die voreingestellte Entleerungszeit und das abgekühlte Primärmedium entweicht.
– Zur gleichen Zeit schließt das Kältemittelmagnetventil, der Kältemitteldruck in der Kältemittelausgangsleitung des Trichters fällt, der Niederdruckschalter öffnet seinen elektrischen Kontakt und der Kältemittelverdichter bleibt stehen.
– Das Auslassventil schließt wieder und der Prozess kann von neuem beginnen.
– Sollte während des Energierückgewinnungsprozess mehr Primärmedium in den Trichter geleitet werden als dieser aufnehmen kann, wird durch die natürliche thermische Schichtung über den Thermoüberlauf, der parallel zur Innenwand des Trichters vom Trichterboden bis zur festgelegten maximalen Füllhöhe geführt wird, die überschüssige Menge des Primarmediums mit dem geringsten Wärmeinhalt abgeleitet. Das obere Ende des Überlaufs sollte mit einem Überbogen versehen sein, damit ein Zurücklaufen des Primärmediums in den Trichter vermieden wird. Am obersten Punkt wird eine Entlüftungsöffnung vorgesehen, um einen Rückstau des Primärmediums durch einen Lufteinschluss zu vermeiden.
– Um ein Verschmutzen des Aqua-Re-Energie-Trichter zu vermeiden, wird ein rotierender Düsenstock in den Trichter eingesetzt. Der Düsenstock ist in der Mitte gelagert und hat nur bis zur Mitte jeder Seite, der sich gegenüberliegenden Enden, Düsenstocköffnungen die schräg nach unten angebracht sind. öffnet das Reinigungsmagnetventil, so wird der Düsenstock mit Wasser durchströmt und es kommt durch die Abstoßkräfte zu einer Rotationsbewegung des Düsenstockes. Zu gleicher Zeit treffen die Wasserstrahlen, die aus den Öffnungen kommen, auf die Oberflächen im Trichter und spülen den Schmutz ab. Dadurch, dass die Düsenöffnungen um ein Vielfaches kleiner sind, als die Wasserzuleitung, kommt es zu einer Druckerhöhung und einer verbesserten Reinigungswirkung.
– Sollte das Temperaturniveau des Primärmediums im Verhältnis zum Sekundärmedium relativ hoch sein kann auf die Wärmepumpe verzichtet werden und anstelle des Kältemittels, das Sekundärmedium direkt durch den Energie-Trichter strömen.

Hauptbauteile
Der Energie-Trichter besteht aus den Hauptkomponenten: Trichter, Außenwandtauscher, Kreuzinnentauscher, Einlaufstutzen mit Kegelprallteller, Thermoablauf, Außenisolierung, Rotationsdüsenstock, Auslassventil, Grobfilter und diversen Hilfsbauteilen.
Wird der Trichter mit einer Wärmepumpe betrieben, kommen noch die Wärmepumpen-Hauptkomponenten: Kältemittelverdichter, Kältemittelverflüssiger, Einspitzventil, Kältemittel und die verschiedenen kältetechnischen und wasserseitigen Steuer und Regelorganen hinzu.
Aufgaben der Hauptbauteile
Aqua-Re-Energie-Trichter
Der Trichter nimmt das Primärmedium auf, speichert es und schützt es durch eine Außenisolierung vor einem Wärmeenergieverlust bis zum Wärmerückgewinnungsprozess.
Beim Wärmerückgewinnungsprozess erfüllt der Trichter die Aufgabe eines Kältemittelverdampfers oder Wärmetauschers, um dem Sekundärmedium Wärmeenergie zu entziehen.
Der Trichter ist je nach Beschaffenheit des Primärmediums aus korrosionsfesten und schmutzabweisenden Materialien gefertigt.
Thermoüberlauf
Der Thermoüberlauf sorgt für den Auslass des überschüssigen Primärmediums bei geringstem Wärmeenergieverlust. Durch die am Boden des Trichters angebrachte Öffnung des Thermoüberlaufs und die natürliche thermische Schichtung des Primärmediums entweicht immer nur der Anteil, der Primärmediums der den geringsten Wärmeenergieinhalt hat.
Einlaufstutzen mit Kegelprallteller
Der Einlassstutzen lasst das Primärmedium in den Trichter. Durch den Kegelprallteller wird das Primärmedium abgebremst. Je nach Füllstand, strömt das Primärmedium durch die Schlitzöffnungen im Einlassstutzen oder über den Kegelprallteller in den Trichter. So bleibt die natürliche thermische Schichtung des vorhandene Primärmedium erhalten und es kommt nicht zu einer unerwünschten Durchmischung.
Der Einlaufstutzen ist platzsparend parallel zur schräg verlaufenden Innenwand des Trichters angebracht, damit Einbauten wie Kreuzinnentauscher oder Rotationsdüsenstock Platz finden.
Auslassventil
Das Auslassventil hält das Primärmedium bis zum gewünschten Auslass zurück.
Vor-/Grobfilter
Der Vor-/Grobfilter hält Schmutzbestandteile bei einem stark belasteten Primärmedium zurück. Dieser kann vor den Einlass des Trichters oder bei mehreren unterschiedlich belasteten Primärmedien an jedem Einlass angebracht werden.
Wärmepumpen Hauptkomponenten
Kältemittelverdichter
Der Kältemittelverdichter saugt das entspannte Kältemittel an und verdichtet es.
Verflüssiger
Der Verflüssiger entzieht dem Kältemittel Wärmeenergie bei gleichbleibendem Druck und gibt diese an das Sekundärmedium ab. Hierbei wird das Kältemittel verflüssigt.
Kältemittelsammler
Der Kältemittelsammler puffert das Kältemittel bei Lastschwankungen.
Kältemitteleinspritzventil/Drosselorgan
Das Kältemitteleinspritzventil entspannt das Kältemittel und leitet die Verdampfung ein.
Kältemittel
Das Kältemittel dient als Transportmittel für die Wärmeenergie vom Primärmedium zum Sekundarmedium.

Claims

Energiespeicher für den Energieaustausch zwischen zwei Medien, der trichterförmig ausgebildet ist und am unteren Trichterrand eine Entleerungsöffnung mit Ventil aufweist, wobei zwischen Innenwand und Außenisolierung Kältemittel führende Leitungen um die Innenwandung geführt sind und am oberen und unteren Ende des Trichters als Anschlussstutzen herausgeführt sind, wobei vom oberen Ende des Trichters, im Inneren, parallel zur Innenwandung ein Einlaufrohr, mit seitlichen Schlitzöffnungen und einem Prallteller am unteren Ende, bis in den unteren Bereich geführt ist, wobei vom unteren Bereich des Trichters, parallel zur Innenwandung ein Thermoüberlauf mit Überbogen und Entlüftungsöffnung, bis zur maximalen Füllhöhe geführt ist und oben in der Mitte ein rotierender Düsenstock mit Bohrung angebracht ist.
Energiespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel des Energiespeichers klein genug ist, um Schmutzstoffe des Primärmediums, bis zur Entleerungsöffnung geleiten zu lassen.
Energietrichter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwandung wärmeisoliert ist.
Energietrichter nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Trichters ein kreuzförmiger Tauscher eingesetzt ist.