DE2519409C3

DE2519409C3 - Wärmepumpe

Info

Publication number: DE2519409C3
Application number: DE19752519409
Authority: DE
Inventors: Heinz-Konrad 2800 Bremen Reith
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-04-30
Filing date: 1975-04-30
Publication date: 1980-01-17
Also published as: DE2519409B2; DE2519409A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Bei einer bekannten Wärmepumpe dieser Art (DE-PS 6 75 840) wird das dem Kompresse· aus dem Verdampfer zugeführte entspannte Kältemittel im Wärmetauscher durch hochgespanntes iiüssifes Kältemittel mit verhältnismäßig niedriger Temperatur überhitzt Der Zweck dieser Maßnahme besteht darin, den Wirkungsgrad des Kreisprozesses zu steigern, wobei allerdings die Temperatur der entnehmbaren Nutzwärme in der allgemein bei herkömmlichen Wärmepumpen beobachtbaren Weise zu niedrig liegt, als das die Nutzwärme ohne Zusatzheizung beispielsweise zur direkten Wasserdampferzeugung verwendet werden könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmepumpe der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welche es ermöglicht, die Temperatur des dampfförmigen Kältemittels so zu steigern, daß aus dem Kondensator bei wesentlich erhöhter Temperatur Nutzwärme entnommen, insbesondere mittels der gewonnenen Wärme Wasserdampf erzeugt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmepumpe ist Gegenstand des Unteranspruches.

Während bei der gattungsgemäßen Wärmepumpe in den dort vorgesehenen Wärmetauschern die Überhitzung des dem Kompressor zugeführten Kältemitteldampfes durch hochgespanntes flüssiges Kältemittel mit entsprechend niedriger Temperatur bewirkt wird, erfolgt die Überhitzung bei der Wärmepumpe nach der Erfindung durch hochgespannten, überhitzten Kältemitteldampf mit entsprechend hoher Temperatur. Hierdurch ergibt sich auf der Ausgangsseite des Kompressors eine höhere Temperatur, die wiederum zu einer Temperaturerhöhung der entnehmbaren Nutzwärme führt, wodurch bei konventionellen Wärmepumpenanlagen eine 7,usatzheizung überflüssig und andererseits eine direkte Wasserdampferzeugung möglich wird. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, einen Teilstrom des hochgespannten Kältemitteldampfes zur Vorerhitzung des dem Kompressor zugeführten entspannten Kältemitteldampfes zu verwenden, muß zwar ein geringfügig schlechterer Wirkungsgrad in Kauf genommen werden, dafür kann aber die Nutzwärme vom Kondensator in der bereits beschriebenen Weise bei einer so hohen Temperatur abgenommen werden,

ίο daß bei herkömmlichen Heizungsanlagen auf Zusatzheizungen etc. vollständig verzichtet werden kann, wodurch erhebliche Kostenersparnisse bei der Installation eintreten. Andererseits kann bei der erfindungsgemäßen Wärmepumpe bei vergleichbarer Nutzwärmetemperatur das Kompressionsverhältnis gegenüber herkömmlichen Wärmepumpen kleiner sein, woraus dann ein höherer thermischer Wirkungsgrad resultiert Die Temperatur der entnehmbaren Nutzwärme kann bei der erfindungsgemäßen Wärmepumpe leicht auf mindesten 180⁰C gebracht werden, wodurch im Bedarfsfall ohne weiteres eine direkte Erzeugung von überhitztem Wasserdampf möglich ist

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert Dabei zeigt die aus einer einzigen Figur bestehende Zeichnung ein Schaltschema einer Wärmepumpe nach der Erfindung.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, weist die Wärmepumpe einen Kältemittel-Sammelbehälter 10 für flüssiges Kältemittel auf, der über eine Leitung 11 mit einem eine Drossel aufweisenden Verdampfer 12 in Verbindung steht Vom Verdampfer 12 führt eine Leitung 13 zu einem Kompressor 14, der wiederum über eine Leitung 15 mit einem Kondensator 16 in

is Verbindung steht, der schließlich über eine Leitung 21 an den Sammelbehälter 10 angeschlossen ist Dem

Kondensator 16 wird in der durch die Pfeile angezeigten Weise Nutzwärme entzogen. Die insoweit bekannte Wärmepumpe arbeitet in der

Weise, daß das aus dem Sammelbehälter 10 über die Leitung U ankommende flüssige Kältemittel durch die Drossel im Verdampfer 12 bei konstanter Enthalpie entspannt wird und sich dabei auf eine Temperatur T_x abkühlt Bei dieser Temperatur Ti strömt das nunmehr

-»") dampfförmige Kältemittel in den Kompressor 14, wo eine leichte Überhitzung und gleichzeitige Verdichtung des über die Leitung 13 zugeführten Dampfes stattfindet. Der auf diese Weise leicht überhitzte und verdichtete Dampf gelangt über die Leitung IS in den

^r>o Kondensator 16, wo soviel Nutzwärme abgeführt wird, daß der verdichtete Kältemitteldampf kondensiert. Die Flüssigkeit also das auf diese Weise entstandene flüssige, kondensierte Kältemittel, gelangt dann über die Leitung 21 in den Sammelbehälter 10 zurück, woraufhin

v, der Kreislauf des Kältemittels von neuem beginnt.

Erfindungsgemäß ist nun in die Leitung 13 ein Wärmetauscher 18 eingeschaltet, dem ein Teil des in der Leitung 15 auf einer Temperatur T₂ befindlichen verdichteten, leicht überhitzten dampfförmigen Kälte-

(io mittels über eine Abzweigleitung 17 zu Heizzwecken zugeführt wird. Wie die Zeichnung erkennen läßt, wird der die Leitung 13 durchströmende, abgekühlte Kältemitteldampf im Wärmetauscher 18 vorerhitzt, wobei der abgezweigte Teil des verdichteten, überhitz-

h^r) ten dampfförmigen Kältemittels sich abkühlt, kondensiert und dann über eine RiickfluDleitung 19 ebenfalls in den Sammelbehälter 10 zurückkehrt. Es wird also durch die abgezweigte Teilmenge die dieser Teilmenge

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prechende Überhitzungs- und Verdampfungswär- durchströmende Teil des durch den Kompressor 14

in das kalte, entspannte, gasförmige Kältemittel vor verdichteten und überhitzten dampfförmigen Kältemk-

Kompressionsstufe zum Zwecke der Temperaturer- tels eine so hohe Temperatur hat, daß dem Kondensator

ung übertragen. 16 auf hoher Temperatur Nutzwärme entzogen werden

ierdurch wird erreicht, daß die Temperatur 7Ί, mit <> kann, beispielsweise zur Dampferzeugung. Natürlich

abgekühltes dampfförmiges Kältemittel dem Korn- läßt sich das beschriebene Grundprinzip auf mannigfa-

isor zugeführt wird, erhöht wird. Dadurch wiederum ehe Art anwenden, also auch zu Heizzwecken, zur

sich auch die Temperatur Ti steigern, und zwar auf Energieerzeugung und dergleichen,
η solchen Wert, daß der den Kondensator 16

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmepumpe, mit einem Kompressor, einem Kondensator, einer Drosseleinrichtung und einem Verdampfer, die zu einem Heizkreislauf verbunden sind, und mit einem Wärmetauscher, der auf seiner einen Seite von dem dem Kompressor aus dem Verdampfer zugeführten, entspannten Kältemittel und auf seiner anderen Seite von hochgespanntem Kältemittel durchströmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem hochgespannten Kältemittel beaufschlagten Seite des Wärmetauschers (18) ein Teil des hochgespannten Kältemitteldampfes über eine Abzweigleitung (17) zuführbar ist und nach seiner Kondensation im Wärmetauscher (18) über eine Rückflußleitung (19) der Drosseleinrichtung zugeleitet wird.

2. Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosseleinrichtung ein Kältemittel-Sammelbehälter (10) vorgeschaltet ist, dem sowohl das aus dem Kondensator (16) ais auch das aus dem Wärmetauscher (18) stammende hochgespannte kondensierte Kältemittel zugeführt wird.