DE1926881C - Kombinierte Steuer oder regel bare Warm und Kaltluftanlage - Google Patents
Kombinierte Steuer oder regel bare Warm und KaltluftanlageInfo
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Description
ΓΓ F
C-C-O
CF1 F
-C2F5
besteht, wobei der Durchschnittswert der Größe η
der Erzeugung eines leichten Schmieröls entspricht.
Die Erfindung betrifft eine kombinierte steuer- oder regelbare Warm- und Kaltluflanlage zur Aufrechterhaltung
einer Sollwerttemperatur in einem Raum mit zumindest einem von Kältemittel und/oder
Heizfluid durchströmten, seitens eines Luftstromes durchsetzten Wärmetauscher, einem Kältemittelkreislauf
umfassend einen Verdichter, einen Kondensator, ein Entspannungsventil sowie den Wärmetauscher,
einem Heizfluidkreislauf umfassend zumindest einen Heizkessel, zumindest eine Kesselspeisepumpe sowie
den Wärmetauscher und einem Umschalter zur wahlweisen Einschaltung des Wärmetauschers in den
Kältemittel- oder Heizfluidkreislauf, wobei zumindest in Kühlstellung des Umschalter? mit dem Verdichter
•to eine an den Heizkessel angeschlossene Dampfmaschine
gekoppelt ist.
Es sind bereits Anlagen der erwähnten Art bekannt, beispielsweise solche nach der deutschen Patentschrift
1 278 085, welche mit zwei voneinander völlig getrennten unterschiedlichen Fluiden arbeiten,
nämlich einem Kältemittel und einem Heizfluid. Um einen ausreichend großen Bereich möglicher Sollwerttemperaturen
zu gewährleisten, ist eine solche Anlage verhältnismäßig kompliziert aufgebaut und
erfordert eine Vielzahl von Steuer- und/oder Regelorganen, die auf den Betrieb insbesondere des Verdichters
abgestimmt sein müssen.
Es ist auch nach der USA.-Patentschrift 3 181 604 eine Heiz- und Kühlanlage für Gebäude bekannt, bei
welcher lediglich ein Kühlmittel, nämlich Wasser, umgewälzt wird, das in jedem Stockwerk bzw. in
jeder Wohnung einen zugeordneten Kondensator eines Kälteaggregats durchsetzt. Zum Kühlen wird
durch geeignete Umschaltung über ein Ventil mittels eines zugeschalteten Kühlers der Kondensator jedes
Kälteaggregats gekühlt, wobei je nach Bedarf ein Kälteaggregat, mehrere Kälteaggregate oder alle
Kälteaggregate in den Wohnungen in Betrieb genommen werden können. Zu beachten ist hierbei
jedoch, daß jedes Kälteaggregat mit einem eigenen Kältemittel gefüllt ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer 'Warm- und Kaltluftanlage mit einem sehr weiten
Einstellbereich möglicher Sollwerttemperaturen, welche einen verhältnismäßig einfachen Aufbau
aufweist und nur wenig Platz beansprucht. Erreicht wird dies dadurch, daß die Dampfmaschine auslaßseitig
gemeinsam mit der Auslaßseite des Verdichters an den Kondensator angeschlossen ist. daß die Auslaßseite
des Kondensators sowohl mit dem Entspannungsventi! als auch mit der Kesselspeisepumpe
verbunden ist und daß in Heizstellung des Umschalters sowohl der Kältemittelkreislauf als auch der
Hcizfiuidkreislauf ebenfalls an der Einlaßseite des Verdichters sowie der Dampfmaschine zu unterbrechen
und statt dessen der Kesselauslaß unmittelbar mit dem Wärmetauscher zu verbinden ist. welcher
über ein das Entspannungsventil überbrückendes Nebenschluß-Rückschlagventil sowie die Kesselspeisepumpe
an dem Heizkessel liegt.
Durch die Verwendung ein und desselben Stoffes als Kältemittel und Heizfiuid wird erreicht, daß bei
Einstellung der Anlage auf Kühlung übliche Kühltemperaturen wie bei den bekannten Anlagen nach
dem Stand der Technik erzielt wenden, -während bei Einstellung auf Heizen die in dem Heizkessel vorliegende
Temperatur zur Verfugung steht. Auf diese Weise ergibt sich ein sehr weiter Einstellbereich
möglicher Sollwerttemperaturen. Abgesehen davon, daß die Anwendung ein und desselben Stoffes als
Kältemittel und Heizfiuid von vornherein Vereinfachungen in der Wartung der Anlage mit sich
bringt, kommen auch gegenüber bekannten Anlagen verschiedene Bauelemente in Fortfall, die sowohl
für den Kältemittel- als auch für den Heizfluidkreislauf
gesondert vorgesehen sein müßten.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, welche ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Warm- und KaIfluftanlage
in Blockschaltbilddarstellung zeigt.
Die in der Zeichnung veranschaulichte Anlage umfaßt in einem auf Sollwerttemreratur zu haltenden
Raum einen mittels eines Ventilators 5 von einem Luftstrom durchsetzten Wärmetauscher 1.
In einem Kältemittelkreislauf umfaßt die Anlage einen Verdichter 19, einen Kondensator 31, ein Entspannungsventil
Vl sowie den Wärmetauscher 1. In einem Hehfluidkreisiauf umfaßt die Anlage einen
Heizkessel 23. eine Kesselspeisepumpe 47 sowie den Wärmetauscher 1. Ein Umschalter 13 dient zur wahlvveisen
Einschaltung des Wärmetauschers 1 in den Kältemittel- oder Heizfluidkreislauf. Mit dem Verdichter
19 ist eine an den Heizkessel 23 angeschlossene Dampfmaschine 37 gekoppelt und vorzugsweise
in einem gemeinsamen Gehäuse zu einem Turboverdichter vereinigt. Dies gilt auch für die Kesselspeisepumpe
47.
Parallel zu der Kesselspeisepumpe 47, welche einlaß- und auslaßseitig mit Rückschlagventilen V5,
V6 versehen ist, umfaßt die Anlage eine mit einem
E-Motor 49 mechanisch gekoppelte, ebenfalls einlaß- und auslaßseitig mit Rückschlagventilen Vl,
VS versehene Umwälzpumpe 51. Die Ausgänge der Kesselspeisepumpe 47 bzw. des Rückschlagventils
V 6 und der Umwälzpumpe 51 bzw. des Rückschlagventils V8 liegen über einen zweiten Weg eines
Gegenströmcrs 41 an dem Heizkessel 23. Die Dampfmaschine 37 is» auslaßseitig über einen ersten Weg
des Gegenströmers 41 an den Eingang des Kondensators 31 angeschlossen, an dem auch der Ausgang
des Verdichters 'i> liegt.
Die Umwälzpumpe 51 bzw. der diese antreibende E-Mctor 49 ist mit einem Thermostatschalter 15 gekoppelt,
welcher in dem auf Sollwerttemperatur zu !iahenden Raum angebracht ist.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der E-Motor 49 zusammen mit der Umwälzpumpe
51 und dem den Verdichter 19 sowie die Maschine 37 umfassenden Turboverdichter nebst
der Kesselspeisepumpe 47 in einem gemeinsamen
ίο Gehäuse angeordnet und über eine (nicht veranschaulichte)
Schaltkupplung mit dem Verdichter i9 bzw. der Dampfmaschine 37 zu verbinden. Die
Schaltkupplung is; hierbei lediglich in einer von zwei möglichen Drehrichtungen des Ε-Motors ansprechend
ausgebildet, und zwar in einer Richtung,
welche der normalen Drehrichiung der Umwälzpumpe 51 entgegengerichtet ist. In dieser Betnebsstellung
dient der E-Motor zum Anlaufenlassen der gesamten Anlage. Aährend bei normalem Betrieb der
Umwälzpumpe 51 der Motor 49 von den Bauelementen 19, 37, 47 mciianisch getrennt ist.
In der veranschaulichten Einstellung des Umschalters
13 dient die Anlage zur Kühlung. Es liegt ein Kältemittelkreislauf vor, welcher folgende Bauelemente
umfaßt: Den verdichter 19, den Kondensator
31, ein an dem Ausgang des Kondensators 31 angeordnetes Rückschlagventil V 4, das Entspannungsventil
Vl, den Wärmetauscher 1, einen Teil b des Umschalters 13. Ferner liegt ein Arbeitsfluidkreislauf
vor, welcher folgende Bauelemente umfaßt: Den Heizkessel 23, den Teil α des Umschalters 13,
die Dampfmaschine 37, den ersten Weg des Gegenströmers 41, den Kondensator 31, das Rückschlagventil
Vi, das Rückschlagventil VS, die Kcssel-Speisepumpe 47, das Rückschlagventil V6 und den
zweiten Weg des Gegenströmers 41. Es wird also am Ausgang des Rückschlagventils V4 der Kältemittelkreislauf
und der Arbeitsfluidkreisl^uf getrennt, wobei als Kältemittel dienendes Fluid durch den
Wärmetauscher 1 verläuft, dort verdampft und unter Kühlung des auf Sollwerttemperatur zu haltenden
Raumes diesem Wärme entzieht. Der andere Teil des am Ausgang des Rückschlagventils VA abgezweigten
Fluids wirkt als Arbeitsfluß zum normalen Betrieb der Dampfmaschine 37. Die Kälteleistung kann
durch ein Drosselventil V3 eingestellt werden.
Zur Umstellung auf Heizung wird der Umschalter 13 in eine Stellung gebracht, in welcher die Verbindung
zwischen dem Heizkessel 23 sowie dem Einlaß der Dampfmaschine 37 und die Verbindung
zwischen dem Wärmetauscher 1 sowie dem Einlaß des Verdichters 19 unterbrochen und statt dessen
der Heizkessel 23 unmittelbar mit dem Wärmetauscher 1 verbunden werden. Diese Betätigung des
Umschalters 13 wird bei dein gezeigten Ausführungsbeispiel
durch den Thermostatschalter 15 über eine mechanische Verbindung 17 bewirkt. Dadurch wird
unter Abschaltung des Verdichters 19 sowie der Dampfmaschine 37 ein Heizfluidkreislauf über fol«
gende Bauelemente geschlossen: Den HeizKessel 23, den Umschalter 13, den Wärmetauscher 1, ein zu
dem Entspannungsventil Vl antiparallel geschaltetes
Nebenschluß-Rückschlagventil Vl, das Rückschlagventil
Vl, die Umwälzpumpe 51, das Rückschlagventil V9, den zweiten Weg des Gegenströmers 41.
Da wegen des Stillstandes der Dampfmaschine 37 und damit des Verdichters 19 auch die Kesselspeisepumpe
47 außer Betrieb ist, bewirkt die Umwälz-
pumpe 51 die Zufuhr von heißem Fluid aus dem Heizkessel 23 durch den Wärmetauscher 1.
In der gezeigten Weise läßt sich bei vorgegebener
Sollwerttemperatur der zu beheizende Raum bezüglich seiner Temperatur in einem weiten Bereich von
Außentemperaturen stabilisieren, oder es ist um'
gekehrt möglich, bei vorgegebener Außentemperatur die Temperatur des Raumes inberhalb sehr weiter
Grenzen (Betriebstemperatur des Heizkessels 23 bzw. Temperatur des im Kältemittelkreislauf verdampfen* ίο
den Fluids innerhalb des Wärmetauscher« 1) .einzustellen.
In der Anlage wird bevorzugt ein Kältemittel ,und
Heizfiuid verwendet, das eine organische Substtnftv
enthält und vorzugsweise aus einem fluorinierten Fluoralkyläther mit der Strukturformel
F —
F F
I I
c —c —ο
I I
CF, F
-C1F1
besteht; in der Strukturformel stellt der Wert η einen
Durchschnittswert dar, welcher der Erzeugung eines leichten Schmieröls im Betrieb entspricht, so daß alle
von dem Fluid durchsetzten Bauelemente 19, 37, 47, 51 ausreichend geschmiert werden.
Claims (7)
1. Kombinierte Steuer- oder regelbare Warmund Kal'iluftanlage zur Aufrechterhaltung einer
Sollwerttemperatur in einem Raum mit zumindest einem von Kältemittel und oder Heizfluid
durchströmten, seitens eines Luftstromes durchsetzten Wärmetauscher, einem Kältemittelkreislauf
umfassend einen Verdichter, einen Kondensator, ein Entspannungsventil sowie den Wärmetauscher,
einem Heizfluidkreislauf umfassend zumindest einen Heizkessel, zumindest eine Kesselspeisepumpe
sowie den Wärmetauscher und einem Umschalter zur wahlweisen Einschaltung des Wärmetauschers in den Kältemittel- oder
Heizfluidkreislauf, wobei zumindest in Kühlstellung des Umschalters mit dem Verdichter
eine an den Heizkessel angeschlossene Dampfmaschine p-?koppelt ift, dadurch gekennzeichnet,
daß als Käliemittei und Heizfluid ein und derse be Stoff vorgesehen ist, daß die
Dampfmaschine (37) auslaßseitig gemeinsam mit der Auslaßseite des Verdichters (19) an den Kondensator
(31) angeschlossen ist, daß die Auslaßseite des Kondensators (31) sowohl mit dem Entspannungsventil
(Fl) als auch mit der Kesselspeisepumpe (47) verbunden ist und daß in Heizstellung
des Umschalters (13) sowohl der Kältemittelkreislauf als auch der Heizfluidkreislauf
ebenfalls an -.'er Einlaßseite des Verdichters sowie
der Dampfmaschine zv unterbrechen und statt dessen der Kesselauslaß unmittelbar mit
dem Wärmetauscher (1) zu ver' inden ist, welcher über ein das Entspannungsventil überbrückendes
Nebenschluß-Rückschlagventil (Vl) sowie die Kesselspeisepumpe an dem Heizkessel liegt.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Kesselspeisepumpe,
welche einlaß- und auslaßseitig mit Rückschlagventilen (VS, V 6) versehen ist, eine mit einem
E-Motor (49) mechanisch gekoppelte, ebenfalls einlaß- und auslaßseitig mit Rückschlagventilen
(F7, VS) versehene Umwälzpumpe (51) angeordnet ist.
3. Anlage nach einem der Ansprüche 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe
(Sl) mit einem auf die Raumtemperatur ansprechenden Thermostatschalter (15) gekoppelt
ist.
4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfmaschine
(37) auslaßseitig an den Kondensator über einen ersten Weg eines Gegenströmers (41) angeschlossen
ist, dessen zweiter Weg zwischen dem Auslaß der Kesselspeisepumpe (47) und dem Heizkessel
(23) liegt.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der E-Motor (49)
zum Anlaufenlassen über eine Schaltkupplung mit dem Verdichter (19) sowie der Dampfmaschine
(37) zu verbinden ist.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der E-Motor (49)
mit der Umwälzpumpe (51), der Kesselspeisepumpe (47), der Dampfmaschine (37) sowie dem
Verdichter (19) zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist und daß die Schaltkupplung lediglich
in einer von zwei möglichen Drehrichtungen des Ε-Motors ansprechend ausgebildet ist.
7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kältemittel und
Heizfluid eine organische Substanz enthält und vorzugsweise aus einem fiuorinierten Fluoralkyläther
mit der Strukturformel
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US76520768A | 1968-10-04 | 1968-10-04 | |
US76520768 | 1968-10-04 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE1926881A1 DE1926881A1 (de) | 1970-08-20 |
DE1926881B2 DE1926881B2 (de) | 1973-02-01 |
DE1926881C true DE1926881C (de) | 1973-08-16 |
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