DE2133060B2 - Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung mit einer Wärmepumpe - Google Patents

Description

wird der zu beheizende Raum oberhalb der Zeichnung und die Außenatmosphäre unterhalb der Zeichnung angenommen. In der in F i g. 1 gezeigten Anlage verdichtet der Kompressor 1 das gasförmige Kühlmedium, das vorzugsweise durch einen Fluo-kohlenwasserstoff mit niedrigem Siedepunkt unter atmosphärischem Druck, wie z. B. einem unter der Bezeichnung »Freon« vertriebenen, oder ebenfalls durch Ammoniak oder schwefelhaltigen Anhydrid gebildet sein kann, und fördert dieses Medium in die Zufuhrleitung 2 des Kondensators 3. In diesem Kondensator verflüssigt sich das Kühlmedium, heizt die Ventilationsluft auf und strömt über die Leitung 4 zum Druckminderventil 5. Das entspannte Kühlmedium strömt nunmehr durch die Leitung 6 in den Verdampfer 7, in dem dieses verdampft und die verbrauchte Luft kühlt und trocknet, die anschließend aus dem Raum herausgedrückt wird. Das Kühlmedium strömt nunmehr über die Leitung 8 zum Ansaugteil des Kompressors 1.

Die verbrauchte Luft wird aus dem Raum über eine Leitung 9 unter Mitwirkung eines Gebläses 10 herausgeführt Diese wird bei der Berührung des Verdampfers 7 abgekühlt und getrocknet, wobei das Kondenswasser über nicht dargestellte Vorrichtungen abgeführt wird.

Die Ventilationsluft wird unter Mitwirkung eines Gebläses 12 über die Leitung 11 in den Raum geführt. Gegebenenfalls bewirkt ein elektrischer Wid rstand 13 eine erste Aufheizung der Luft, bevor diese mit dem Kondensator 3 in Berührung kommt Die den Kondensator berührende, aufgeheizte Luft wird gegebenenfalls durch Berührung des Widerstands 14 nochmals auf die gewünschte Einführungstemperatur aufgeheizt, die im allgemeinen zumindest 35° C beträgt. Ein weiterer Widerstand 15 ist ferner an der Aufheizung beteiligt, wenn die Außentemperatur sehr tief liegt. Die Heizleistung des Widerstandes 14 ist beispielsweise in der Form ausgelegt, daß die gewünschte Einführungstemperatur gewährleistet wird, wenn die Außentemperatur —5° C beträgt. Die Heizleistung des Widerstands 15 ist so berechnet, daß zusammen mit dem Widerstand 14 die gewünschte Einführungstemperatur erreicht wird, wenn die Außentemperatur — 10°C beträgt.

Bei der in F i g. 2 gezeigten Anlage ist der Funktionszyklus der Wärmepumpe sowie die Abführungsleitung für die verbrauchte Luft mit denen der in F i g. 1 gezeigten und beschriebenen Anlage identisch, wonach auf eine weitere Beschreibung verzichtet werden kann. Die Eintrittsleitung 11 für die Frischluft besitzt eine als Nebenkanal wirkende Abzweigung (Rohrleitung 16), die mit einer Einstellklappe 17 ausgerüstet ist Wie durch die Pfeile dargestellt ist, strömt ein Teil der eintretenden Luft über die Rohrleitung 16 und vermischt ."ich mit dem Hauptteil unterhalb des Kondensators 3 und zwar unter der Saugwirkung des Gebläses 12 Demzufolge erhöhen sich die Durchschnittstemperatur der Luft im Kondensator und die Kondensationstemperatur. Hieraus ist zu ersehen, daß bei einem schnellen Absinken der Außentemperatur eine schnelle Kompensierung durch die Anlage erfolgt, ohne daß hierzu zusätzliche Vorrichtungen erforderlich sind. In der in F i g. 3 gezeigten Anlage ist der Arbeitszyklus der Wärmepumpe und die Abführleitung der verbrauchten Luft mit denen der Anlagen in F i g. 1 und 2 vergleichbar. An die Eintrittsleitung 13 für die Frischluft ist eine Leitung 18 zur erneuten Umwälzung angeschlossen, die mit einer Einstellklappe 19 versehen ist Wie durch die Pfeile angedeutet wird, ermöglicht die Leitung 18 eine Umwälzung oberhalb des Kondensators 3 eines Teiles der bereits an diesem Kondensator aufgeheizten Luft. Da die Zufuhr der den Kondensator berührenden Luft über der in den Raum geförderten Luftmenge liegt liegt die Eingangstemperatur über der, die sich ohne eine erneute Umwälzung ergeben hätte, wobei die Ausgangstemperatur praktisch unverändert bleibt. Durch diese Anordnung wird somit eine Erhöhung der Temperatur des kondensierten Kühlmediums und damit eine Erhöhung der Verdampfungstemperatur dieses Kühlmedium!! bewirkt, wodurch die Gefahr einer Vereisung vermieden wird und hierzu nur ein Gebläse erforderlich ist, dessen Leistung etwas über der liegt, die erforderlich wäre, wenn keine erneute Umwälzung stattfinden würde.

Es wäre möglich, die eingeführte Luft nicht nur mit der erneut umgewälzten Luft unterhalb des Kondensators, sondern auch mit der aus der Raumatmosphäre entnommenen Luft zu vermischen. Hiermit könnte die Eingangstemperatur der Luft am Kondensator erhöht werden. Diese Erhöhung wäre jedoch nur sehr geringfügig, da das Temperaturgefälle zwischen der Außenluft und der Luft der Raumatmosphäre nicht sehr groß ist Demgegenüber würde der den Kondensator berührende Luftstrom zunehmen, so daß die Durchschnittstemperatur der den Kondensator berührenden Luft nicht unbedingt ansteigen muß. Demzufolge ist auf diese Möglichkeit im allgemeinen zu verzichten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

ι 2 Patentansprüche: Sinkt während des Betriebs einer solchen Vorrichtung die Temperatur der dem Gebäude zugeführten

1. Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung mit Frischluft stark ab, so wird das Kühlmedium, das durch einer Wärmepumpe, die einen Kompressor, einen den in der Eintrittsleitung für die Frischluft angeordne-Kondensator, einen Verdampfer und die diese TeUe 5 ten Kondensator strömt, ebenfalls sehr stark abgekühlt, verbindenden Rohrleitungen, durch welche ein so daß sich insgesamt die Arbeitstemperaturen im Kühlmedium im geschlossenen Kreislauf strömt, gesamten Wärmepumpenkreislauf erniedrigen. Dies sowie eine Entspannungseinrichtung zwischen dem kann soweit führen, daß der Verdampfer, der sich in der Kondensator und dem Verdampfer umfaßt, mit einer Austrittsleitung für die Innenluft befindet, bis unter den Eintrittsleitung für die Außenluft, in der sich der io Gefrierpunkt abgekühlt wird, so daß er im Laufe der Kondensator befindet, einer Austrittsleitung für die Zeit vereist Hierdurch wird der Wirkungsgrad der Innenluft, in der sich der Verdampfer befindet, einem Wärmepumpe infolge des reduzierten Wärmeaus-Gebläse für die Zuführung der Außenluft und einem tauschvermögens am Verdampfer stark herabgesetzt
Gebläse für die Absaugung der Innenluft, da- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine durch gekennzeichnet, daß Einrichtungen 15 Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, zur Erhöhung der Kondensationstemperatur des bei der die Vereisung des Verdampfers vermieden wird. Kühlmediums in dem Kondensator (3) durch Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß Einrichtungen Verminderung der KühSwirkung des um den zur Erhöhung der Kondensationstemperatur des Kühl-Xondensator (3) strömenden Außenluftstromes mediums in dem Kondensator durch Verminderung der vorgesehen sind. 20 Kühlwirkung des um den Kondensator strömenden

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Außenluftstroms vorgesehen sind.

zeichnet, daß die Einrichtungen zumindest eine Zur Vermeidung der Vereisung des Verdampfers wird

unabhängige Wärmequelle umfassen, die in der demnach erfindungsgemäß vorgesehen, die Temperatur

Eintrittsleitung (11) für die Außenluft in Strömungs- im Kondensator durch die genannten Maßnahmen zu

richtung vor dem Kondensator (3) liegt 25 erhöhen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Zwar ist es bereits aus der US-PS 31 35 317 bekannt zeichnet daß die unabhängige Wärmequelle ein sowohl am Kondensator als auch am Verdampfer einer elektrischer Widerstand (13) ist Wärmepumpenheizung Heizstrahler anzuordnen, um

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- den bei Winterbetrieb vereisten Verdampfer periodisch zeichnet, daß die Einrichtungen aus einer zu der 30 abtauen zu können. Diese bekannte Vorrichtung Eintritlsleitung (11) für die Außenluft parallelen, mit unterscheidet sich jedoch von der Erfindung gattungsdieser vor dem Kondensator (3) und nach dem mäßig bereits dadurch, daß der Verdampfer nicht in Kondensator (3) vor dem Gebläse (12) für die einer Austrittsleitung für die Rauminnenluft angeordnet Zuführung der Außenluft verbundenen Rohrleitung ist und sie daher auch nicht für die Wärmerückgewin-(16) und einer Einstellklappe (17) für den Luftdurch- 35 nung vorgesehen ist. Voraussetzung dafür, daß der satz der Abzweigluft in der parallelen Rohrleitung Verdampfer bei der bekannten Vorrichtung aus der (16)bestehen(Fig.2). Außenluft Wärme aufnehmen kann, ist, daß seine

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Temperatur stets tiefer als die Temperatur der zeichnet, daß die Einrichtungen aus einer zu der Außenluft ist. Liegt die Außenluft entsprechend tief, so Eintrittsleitung (11) für die Außenluft parallelen, mit 40 muß auch zwangsläufig die Temperatur der Verdampdieser vor dem Kondensator (3) und nach dem feroberfläche entsprechend tief liegen. Bei Temperatu-Kondensator (3) hinter dem Gebläse (12) für die ren um den Gefrierpunkt führt dies zwangsläufig zu Außenluft verbundenen Rohrleitung (18) und einer einer Vfreisung des Verdampfers, die nur — wie bereits Einstellklappe (19) für den Luftdurchsatz der erwähnt — durch periodisches Abtauen beseitigt rückgeführten Luft in der parallelen Rohrleitung (18) 45 werden kann.

bestehein (F i g. 3). Die Maßnahme der Erfindung zeichnet sich dagegen

dadurch aus, daß eine Vereisung des Verdampfers von

vornherein vermieden wird.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind

50 in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärme- Die Erfindung wird im folgenden anhand dreier mit

rückgewinnung mit einer Wärmepumpe, die einen Hilfe der Figuren schematisch dargestellter Ausfüh-

Kompressor, einen Kondensator, einen Verdampfer und rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

die diese Teile verbindenden Rohrleitungen, durch F i g. 1 — eine Anlage, bei der die Erhöhung der

welche ein Kühlmedium im geschlossenen Kreislauf 55 Durchschnittstemperatur der Außenluft (Ventilations-

strömt, sowie eine Entspannungseinrichtung zwischen luft) bei Berührung des Kondensators über elektrische

dem Kondensator und dem Verdampfer umfaßt, mit Widerstände erfolgt;

einer Eintrittsleitung für die Außenluft, in der sich der F i g. 2 — eine Anlage, bei der die Erhöhung der

Kondensator befindet, einer Austrittsleitung für die Durchschnittstemperatur der Außenluft bei Berührung

Innenluft, in der sich der Verdampfer befindet, einem 60 des Kondensators durch Abzweigung eines Teiles der

Gebläse für die Zuführung der Außenluft und einem eintretenden Luft erfolgt, die mit dem Hauptteil

Gebläse für die Absaugung der Innenluft. unterhalb des Kondensators zusammengeführt wird und

Eine solche Vorrichtung ist aus der australischen F i g. 3 — eine Anlage, bei der die Erhöhung der

Patentschrift 1 03 682 bekannt. Derartige Vorrichtun- Durchschnittstemperatur der Außenluft bei Berührung

gen dienen in erster Linie dazu, die in der Raumabluft 65 des Kondensators durch erneute Umwälzung eines Teils

eines Wohngebäudes enthaltene Wärme zur Vorwär- der unterhalb des Kondensators aufgeheizten Luft

mung der dem Gebäude zugeführten Frischluft zu erfolgt,

verwenden. Innerhalb der Darstellung der drei gezeigten Anlagen