DE2448818A1

DE2448818A1 - Waermeuebertragungsanlage

Info

Publication number: DE2448818A1
Application number: DE19742448818
Authority: DE
Inventors: Christian J Falcioni
Original assignee: Barth & Stoecklein Kaelte Waer
Current assignee: Barth & Stoecklein Kaelte Waer
Priority date: 1974-10-14
Filing date: 1974-10-14
Publication date: 1976-04-22

Description

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Firma BARTH + STÖCKLEIN KÄLTE WÄRME KLIMA, 8 München 46, Ingolstädter Straße 58f

Wärmeübertragungsaniage

Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertragungsanlage, in der das aus dem Verdichter eines KUhlkreislaufes austretende Kühlmedium einer Kaltdampfanlage in einem übei^umpen mit Kühlwasser gespeisten Kondensator kondensiert und in einem Unterkühler nachgekühlt wird, wobei der Kondensator kühlwasserseitig in zwei parallele Abschnitte unterteilt ist, die an zwei getrennte Kreisläufe angeschlossen sind, deren erster als Nutzwärmekreislauf zu einer Heizanlage führt, während der zweite als Verlustwärmekreislauf über einen Rückkühler für sein Kühlwasser geführt ist, dessen den zugehörigen Kondensatorabschnitt durchfließende Menge abhängig vom Druck in der Kühlmedienleitung im Kondensator gesteuert ist.

Die Verflüssigungswärme der Kaltdampfanlagen wird also bei einer derartigen Wärmeübertragungsanlage nutzbringend verwendet. Bei Tubokompressoren werden im allgemeinen zweigeteilte Kondensatoren und bei Kolbenkompressoren zwei in Reihe geschaltete Kon-

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densatoren eingesetzt, so daß mit zwei voneinander getrennten Kondensatorwasserkreisläufen die Kondensationswärme abgeführt werden kann. Für den Fall, daß auf der Nutzwärmeseite keine oder nur verringerte Wärmemenge abgenommen wird, so daß die Kühlleistung des einen Kondensatorteils für das Kühlmedium nicht mehr ausreicht, wird über einen Druckschalter der zweite Kondensatorkreislauf eingeschaltet und die Kondensationswärme ganz oder zum Teil im zweiten Kondensatorabschnitt abgeführt und einem RUckkühlwerk zugeleitet.

Bei dieser Anordnung sind zwei parallel geschaltete Kondensatorwasserpumpen erforderlich, von denen die eine je nach Bedarf an Nutzwärme über den Kondensatordruckschalter ein- bzw. abgeschaltet wird.

Der Nachteil dieser Anordnung besteht nun darin, daß beide Kondensatorkreisläufe etwa auf das gleiche Temperaturniveau ausgelegt werden müssen und dieses Temperaturniveau, von der Nutzwärmeseite her bestimmt, möglichst hoch liegen soll, im allgemeinen über +40° C. Hierdurch wird, da die Unterkühlung des KUhI-mediums schlecht ist, die spezifische Kälteleistung verringert, was zu einer Erhöhung der Betriebskosten führt. Außerdem ergibt sich durch das hohe Temperaturniveau eine verstärkte Schwadenbildung im RUckkühlwerk, was in dessen Umgebung zu einer erheblichen Belästigung führt.

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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei Anlagen der eingangs erwähnten Art durch schaltungstechnische Maßnahmen energiesparender zu arbeiten und überdies möglichst den Verlustwärmekreislauf, der über das RUckkühlwerk geführt ist, mit einem niedrigen Temperaturniveau zu betreiben. Dadurch kann nicht nur Energie eingespart werden, da die spezifische Kälteleistung ansteigt, sondern es wird auch die verstärkte Schwadenbildung am Rückkühlwerk unterbunden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt in der Weise, daß der Unterkühl^er vom Kondensator getrennt im Vorlauf des über die Verluftwärmekreislaufpumpe ständig betriebenen Verlustwärmekreislaufs angeordnet ist und im Leitungsabschnitt des Verlustwärmekreislaufs zwischen dem Unterkühler und dem Verlustwärmekreislaufabschnitt des Kondensators ein vom Druck des Kühlmedienkreislaufs im Kondensator abhängig steuerbares Dreiwegeventil liegt, dessen erster Aus-

und gang mit einem den Kondensator umgehenden Bypass/dessen zweiter Ausgang mit dem Eingang des zwei ten Kondensatorabschnittes verbunden ist.

Der Verlustwärmekreislauf führt also vom RUckkühlwerk über eine Pumpe in den Unterkühler und dann durch das Dreiwegeventil entweder am Kodensator vorbei, wenn im Nutotfärmekreislauf hinreichend Energie für die Kondensation des KUhlmediums entnommen wird, oder zu einem Teil durch den Bypass und zu einem weiteren durch den Kondensator in den für den Verlustwärmekreislauf vorgesehenen

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Abschnitt, wonach sich das den Kondensator durchströmende Wasser mit dem des Bypasses erneut vereinigt und zum Rückkühlwerk fließt. Im Gegensatz zur bisher üblichen Anordnung bleibt dabei auch bei voller Wärmeenergieabnahme im Nutzwärmekreislauf die Pumpe des Verlustwärmekreislaufs in Betrieb, wobei lediglich bei tiefen Außentemperaturen die Förderleistung reduziert wird, so daß das den Kondensator verlassende, flüssige Kühlmedium möglichst tief unterkühlt wird. Das bereits durch die Flüssigkeitsunterkühlung erwärmte Rückkühlwerkswasser des Verlustwärmekreislaufs wird dann in einem Teilstrom aus dem zweiten Ausgang des druckgesteuerten Dreiwegeventils zum Kodensator geleitet und dort weiter aufgewärmt, wobei die Erwärmung von der Temperatur des Nutzwärmekreislaufs abhängt, und mischt sich nach dem Kondensator mit dem lediglich vorgewärmten Teilstrom, der aus dem ersten Ausgang des Dreiwegeventils in den Bypass und am Kondensator vorbei strömt. Das zum Rückkühlwerk fließende Wasser hat dadurch eine erheblich unter den bisherigen Werten liegende Temperatur.

Somit ist auch bei normaler Rückkühlwerksauslegung, d.h. ohne Ephöhung der Luftmengen, die Schwadenbildung wirksam verhindert. Die mit der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsanlage erzielte wesentliche Energieeinsparung ergibt sich aus der nun möglichen, wesentlich tieferen Unterkühlung des Kühlmediums und damit erheblich verbesserten spezifischen Kälteleistung der Anlage.

An einem Schältschema der einzigen Figur der Zeichnung wird die Erfindung nun an einem Ausführungsbeispiel nochmals erläutert,

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Ein in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneter Kühlkreislauf ist in seiner schematisierten Leixtungsführung strichpunktiert dargestellt. Er enthält außerdem einen durch einen Motor 11 getriebenen Verdichter 12, ist durch einen in zwei Abschnitte Ij5a und 13b unterteilten Kondensator IJ und einen davon getrennten Unterkühler 14 geführt und enthält außerdem den _zum ' Wärmeentzug aus der Umgebung üblichen Verdampfer.

Ein weiterer Kreislauf, der Nutzwärmekreislauf 15, ist durch den ersten Abschnitt IJa des Kondensators und eine die Nutzwärme abgebende, regulierbare Heizung 16 geführt, wobei eine Pumpe 17 für den Umlauf des sich im Nutzwärmekreislauf befindenden Kühlwassers sorgt.

Ein zweiter, den dem ersten im wesentlichen gleichen zweiten Kondensatorabschnitt IJb durchströmender Kühlwasserkreislauf l8 besitzt ebenfalls eine Umwälzpumpe 19, die von einem Rückkühlwerk 24 kommendes Wasser zunächst . durch den Unterkühler 14 drückt. Die Pumpe 19 ist ständig in Betrieb.

Im Leitungszug des Kühlwassers dieses Verlustwärmekreislaufs l8 befindet sich auf dem Unterkühler folgend ein Dreiwegeventil 20, welches dann, wenn im Nutzwärmekreislauf für die Kondensation des Kühlmediums ausreichend Wärmeenergie abgenommen wird, durch einen vom Druck des Kühlmediums im Kondensator beeinflussten Druckfühler 21 derart gesteuert wird, daß das Kühlwasser des Ver-

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lustwärmekreislaufs l8 aus einem ersten Ausgang 20a in einen den Kondensator umgehenden Bypass 22 geleitet wird und von dort über eine Leitung 2j5 zum Rückkühlwerk 24 fließt.

die
Reicht hingegen/Wärmeenergieabnahme des Nutzwärmekreislaufs

15 im Kondensator nicht zur Kondensation des Kühlmediums aus, so wird über den Druckfühler 21 der zweite Ausgang 20b des Dreiwegeventils mehr oder weniger weit geöffnet, so daß ein Teil des im Unterkühler bereits vorgewärmten Wassers des Verlustwärmekreislaufs nicht in den Bypass 22 sondern in den zweiten Abschnitt Ij5b des Kondensators gelangt. Nach Austritt aus diesem vereinigt sich diese nun weiter erhitzte Verlustwärmekreislauf-Wasserteilmenge mit der den Bypass durchströmenden Teilmenge und kommt mit nun erhöhter aber dennoch unter der Temperatur des Nutzwärmekreislaufes 15 liegender Temperatur über die Leitung 2j5 zum Rückkühlwerk 2.K. Die Temperatur des am RUckkühlwerk einströmenden Kühlwassers liegt damit noch unter der, bei welcher bei normaler Auslegung des RUckkühlwerkes 2h dort wesentliche Schwaden auftreten.

Es ist denkbar, daß durch den Druckfühler 21 beide Ausgänge 20a und 20b des Dreiwegeventils in ihrer öffnungsweite gegensinnig gesteuert werden, doch kann der Betrieb auch bei unverändert gelassener Durchtrittsweite des Ausgangs 20a zum Bypass und lediglich Veränderung der Ausgangsweite des Ausgangs 20b zum zweiten Kondensatorabschnitt durchgeführt werden.·

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Wärmeübertragungsanlage, in der das aus dem Verdichter eines Kühlkreislaufes austretende Kühlmedium einer Kaltdampfanlage in einem über Pumpen mit Kühlwasser gespeisten Kondensator kondensiert und in einem Unterkühler nachgekühlt wird, wobei der Kondensator kühlwasserseitig in zwei parallele Abschnitte unterteilt ist, die an zwei getrennte Kreisläufe angeschlossen sind, deren einer als Nutzwärmekreislauf zu einer Heizanlage führt, während der zweite als Verlustwärmekreislauf über einen Rückkühler für sein Kühlwasser geführt ist, dessen den zugehörigen Kondensatorabschnitt durchfließende Menge abhängig vom Druck in der Kühlmedienleitung im Kondensator gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterkühler (l4) vom Kondensator (13a,13b) getrennt im Vorlauf des über die Verlustwärmekreislaufpumpe (19) ständig betriebenen Verlustwärmekreislaufs (l8) angeordnet ist und im Leitungsabschnitt des Verlustwärmekreislaufs (l8) zwischen dem Unterkühler (l4) und dem Verlustwärmekreislaufabschnitt (13b) des Kondensators ein vom Druck des KUhlmedienkreislaufs (10) abhängig steuerbares Dreiwegeventil (20) liegt, dessen erster Ausgang (20a) mit einem den Kondensator umgehenden Bypass (22) und dessen zweiter Ausgang (20b) mit dem Eingang des Verlustwärmekreislaufabschnittes (13b) des Kondensators verbunden ist.

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2„ Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur der zweite Ausgang (20b) des Dreiwegeventils (20) in seiner üffnungsweite steuerbar ist.

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