DE2739373A1 - HEAT RECOVERY DEVICE - Google Patents
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Description
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·-· ι ι Hannover, den 3°· August 1977· - · ι ι Hanover, 3rd August 1977
Händelskade 8 P.O. Box 812 Curacao Netherlands AntillesHändelskade 8 P.O. Box 812 Curacao Netherlands Antilles
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmegewinnungseinrichtung bestehend aus einer Wärmepumpe mit einem geschlossenen Kühlmittelkreislauf und einer Drosselvorrichtung, mit einem Kompressor und einem in Strömungsrichtung vor der Drosselvorrichtung angeordneten Kondensator sowie mit einem Verdampfer auf der Abströmseite der Drosselvorrichtung, wobei der Verdampfer in einem Umgebungswärme- oder Abwärmesammler eingebaut ist bzw. einen Teil davon bildet.The invention relates to a heat recovery device consisting of a heat pump with a closed coolant circuit and a throttle device, with a compressor and a condenser arranged in the flow direction upstream of the throttle device and with an evaporator on the downstream side of the throttle device, the evaporator in one Ambient heat or waste heat collector is installed or forms part of it.
Es ist bekannt, Wärmepumpen zum Gewinnen von Nutzwärme z.B. aus der Umgebungswärme wie Sonnenenergie mit Hilfe von Sammelfläehen oder -feldern einzusetzen.It is known to use heat pumps to obtain useful heat, e.g. from ambient heat such as solar energy of collecting areas or fields.
Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde( eine verbesserte Wärmegewinnungseinrichtung zur optimalen Ausnutzung der Umgebungs- oderThe present invention is particularly based on the object (an improved heat recovery device for optimal use of the surrounding environment or
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Abwärme zu schaffen, insbesondere unter Anwendung der Sonnenvärmespeicherung zur Raum- oder Vasserheizung.To create waste heat, especially when using the Solar heat storage for space or water heating.
Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Lufteinlaß zur Führung von Luft durch den Sammler und über den Verdampfer mit dem Innenraum des Sammlers verbunden und ein Vorkühler zur Vorkühlung des Kühlmittels in Strömungsrichtung vor der Drosselvorrichtung im Värmepumpenkreislauf angeordnet ist.The solution according to the invention is characterized in that an air inlet for guiding air through the collector and via the evaporator to the interior of the collector connected and a pre-cooler for pre-cooling the coolant is arranged in the flow direction upstream of the throttle device in the Värmepumpenkreislauf.
Die Vorkühlung des Kühlmittels in Strömungsrichtung vor der Drosselvorrichtung erhöht die Dichte des Kühlmittels, wodurch der Nutzeffekt der Wärmepumpe erhöht wird, während die Temperaturerhöhung des Kühlmitteldampfes in dem Verdampfer die Eisbildung darin vermeidet. Der Värmesammler besteht vorzugsweise aus einer hohlen Sonnenwärmesammeifläche oder -tafel mit einer lichtdurchlässigen Wand oder mit einem Fenster und enthält eine Rohrschlange oder einen Wärmetauscher, die Jeweils als Verdampfer wirken.The pre-cooling of the coolant in the flow direction upstream of the throttle device increases the density of the coolant, thereby increasing the efficiency of the heat pump while increasing the temperature of the refrigerant vapor in the evaporator avoids the formation of ice in it. The heat collector preferably consists of a hollow solar heat collection surface or blackboard with a translucent wall or with a window and contains a pipe coil or a heat exchanger, each of which acts as an evaporator.
Die tiefe Temperatur des durch den Verdampfer fließenden Kühlmittels steigert die Wirksamkeit der Wärmeeammlung mit Hilfe einer solchen Sonnenfläche.The low temperature of the refrigerant flowing through the evaporator increases the effectiveness of the heat collection with the help of such a sun surface.
Bei der Verwendung der Einrichtung läßt die lichtdurchlässige Wand oder das Fenster der Sammelfläche Sonnenstrahlen durch, wodurch Wärme auf den Verdampfer übertragen wird· Die Wand oder das Fenster sind jedoch undurchlässig für die von der erwärmten Fläche abgegebene relativ langwellige Strahlung. Das ist der allgemein bekannte "Gewächshauseffekt", der die von der Sonnenfläche gesammelte Wärme steigert.When using the device, the translucent wall or window of the collecting surface lets in sun rays through which heat is transferred to the evaporator · However, the wall or window is impermeable for the relatively long-wave radiation emitted by the heated surface. This is the well-known one "Greenhouse effect" that increases the heat collected by the sun's surface.
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Die Strömung der Luft über den Verdampfer in der Fläche steigert weiterhin die Wärmeabsorption des Verdampfers, und in einer bevorzugten Ausführungsform der ErfindungThe flow of air over the evaporator in the surface further increases the heat absorption of the evaporator, and in a preferred embodiment of the invention
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würde das Sonnenwärmesammlfeld in Gestalt eines flachen Gehäuses an einer geeigneten Stelle beispielsweise auf
einem Dach oder an einer Wand eines Gebäudes angeordnet werden. Die Luftströmung durch die Fläche kann aus der
von Sonnenwärme erwärmten Umgebungsluft oder aus der
durch Abwärme erwärmten Warmluft hergeleitet sein. Deshalb ist nach einer bevorzugten Ausführungsform die
Fläche im Dach eines Gebäudes angeordnet und die Luftströmung durch die Fläche wird mit mindestens einem
Gebläserad aus dem Dachboden oder einem sonstigen Dachraum gezogen. In diesem Fall kann Sonnenwärme verwendet
werden, die von dem Dach des Gebäudes aufgenommen und in die den darunter befindlichen Dachraum bzw. Bodenraum
ausfüllende Luft abgegeben wurde. Die Anordnung ist insbesondere bei einem Haus mit einem Giebeldach
anwendbar, da es vielfach einen beträchtlichen Luftraum unter dem Dach hat. Der Verdampfer kann eine gewellte
Oberfläche haben, mit der die lichtdurchlässige
Wand oder das Fenster der Fläche verkleidet ist, um eine turbulente Strömung der Kühlmittelflüssigkeit in
der Verdampferführung zu erzeugen und eine maximale Wärmemenge von den Sonnenstrahlen, die auf die Fliehe
fallen, zu absorbieren. Die Verdampferoberfläche, die die lichtdurchlässige Wand oder das Fenster verkleidet,
hat in der Praxis einen matschwarzen Anstrich, um einen maximalen Wärmeabsorptionsfaktor zu erhalten.e
the solar heat collection field would be arranged in the form of a flat housing at a suitable location, for example on a roof or on a wall of a building. The air flow through the surface can be derived from the ambient air heated by solar heat or from the warm air heated by waste heat. Therefore, according to a preferred embodiment, the surface is arranged in the roof of a building and the air flow through the surface is drawn out of the attic or some other roof space with at least one fan wheel. In this case, solar heat can be used which has been absorbed by the roof of the building and released into the air filling the roof space or floor space below. The arrangement is particularly applicable to a house with a gable roof, since it often has a considerable amount of air space under the roof. The evaporator may have a corrugated surface with which the translucent wall or window of the surface is clad in order to create a turbulent flow of the refrigerant liquid in the evaporator duct and to absorb a maximum amount of heat from the rays of the sun falling on the flee. In practice, the evaporator surface that covers the translucent wall or window is painted muddy black in order to obtain a maximum heat absorption factor.
Die Drosselvorrichtung kann aus einem Entspannungeventil, einem Kapillarrohr oder anderen drucksteuernden Vorrichtungen bestehen.The throttling device can consist of an expansion valve, a capillary tube or other pressure-controlling devices exist.
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Die Luftströmung durch die Fläche kann alternariv oder zusätzlich durch Abwärme erwärmt werden, beispielsweise von einem Kompressor oder der Wärmepumpe oder von Abwärme irgendeiner anderen Quelle beispielsweise von einer Überproduktion von Heizwasser einer Klimaanlage. In einer Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Teil des Kühlmittelsvorkühlers oder des Kondensators in der Lufteinlaeführung angeordnet, um Wärme auf die in den Sammler eintretende Luft zu übertragen. Alternativ oder zusätzlich kann der Kompressor innerhalb der Lufteinlaßführung angeordnet sein, um Wärme auf die in den Sammler eintretende Luft zu übertragen.The air flow through the surface can be alternate or are additionally heated by waste heat, for example by a compressor or the heat pump or by waste heat any other source, for example from an overproduction of heating water from an air conditioning system. In one embodiment of the invention is at least a part of the coolant precooler or the condenser in the air inlet arranged to transfer heat to the air entering the collector. Alternatively or additionally the compressor may be placed within the air inlet duct to dissipate heat on the entering into the collector Air to transmit.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Gebläse in der LufteinlaBführung angeordnet. So kann der Einlaßkanal ein Zentrifugalgebläse umschlieSen, das mit Luft von wenigstens einem Axialgebläse beliefert wird. Der Lufteinlaßkanal wird vorzugsweise wenigstens eine konvergierende Einschnürung zwischen jedem Gebläse und dem Inneren des Wärmesammlers aufweisen. Dies hat sich in der Praxis als eine besonders geräuscharme und wirkungsvolle Anordnung erwiesen.Preferably there is at least one fan in the air inlet duct arranged. Thus, the inlet duct can enclose a centrifugal fan which is supplied with air from at least an axial fan is supplied. The air inlet duct is preferably at least one converging constriction between each fan and the interior of the heat collector. This has been proven in practice proved to be a particularly quiet and effective arrangement.
Um den thermischen Wirkungsgrad der Einrichtung weiter zu verbessern, kann der Kompressor der Wärmepumpe in einem Gehäuse flüssigkeitsdicht angeordnet und vollständig in eine Flüssigkeit eines Tanks untergetaucht sein. Weiterhin kann der Kondensator der Wärmepumpe aus einer Rohrschlange bestehen, die in dem Tank eingetaucht ist und das Kompressorgehäuse umschlingt. Beide, das Kompressorgehäuse und die Kondensatorrohrschlange sind vorzugsweise am Boden des Tanks angeordnet. Die Kondensatorschlange kann an ihrem unteren Ende in eine Speicherschlange münden, die als ein Reservoir fürIn order to further improve the thermal efficiency of the device, the compressor of the heat pump can be installed in arranged in a liquid-tight housing and completely immersed in a liquid of a tank be. Furthermore, the condenser of the heat pump can consist of a coil that is immersed in the tank and wraps around the compressor housing. Both the compressor housing and the condenser coil are preferably arranged at the bottom of the tank. The condenser coil can at its lower end in a Storage snake opening out as a reservoir for
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Kühlmittelflüssigkeit dient, solange die Einrichtung außer Betrieb ist. Um den Kühlmittelkreislauf zu vervollständigen, ist der Verdampfer der Wärmepumpe mit dem Innenraum des Kompressorgehäuses verbunden und der Umfassungstank enthält eine Wärmeträgerflüssigkeit, beispielsweise Wasser. Coolant liquid is used as long as the device is out of operation. To complete the coolant circuit, the evaporator of the heat pump is connected to the interior of the compressor housing and the surrounding tank contains a heat transfer fluid, for example water.
Alternativ kann das Kompressorgehäuse, das ebenfalls einen Antriebsmotor umfassen kann, in einem abgedichteten Tank angeordnet sein, in welchen vom Verdampfer kommende Kühlmittelflüssigkeit von Umgebungstemp-eratur eintritt, bevor es in den Kompressor gelangt, so UaB die Abwärme, die vom Kompressor und seinem Motor erzeugt wird, durch das Kühlmittel absorbiert wird. Das Kompressorgehäuse kann beispielsweise eine zum Tankraum offene Kühlmitteleinlaßöffnung haben, so daß der Kompressor in der Lage ist, Kühlmittelflüssigkeit anzusaugen, nachdem diese Wärme vom Kompressor aufgenommen hat.Alternatively, the compressor housing, which can also include a drive motor, can be in a sealed tank be arranged, in which coolant liquid coming from the evaporator enters at ambient temperature before it gets into the compressor, so UaB the waste heat that generated by the compressor and its engine, through which refrigerant is absorbed. The compressor housing can for example have a coolant inlet opening open to the tank space so that the compressor is able to To draw in refrigerant liquid after it has absorbed heat from the compressor.
Gemäß einer anderen Aus führ ungs form der Erfindung weist die Wärmepumpe einen geschlossenen Kühlmittelkreislauf auf, der eine in Reihe geschaltete Drosselvorrichtung, beispielsweise ein Entspannungsventil, einen Verdampfer, einen Kompressor und einen Kondensator in Reihe geschaltet umfaßt, wobei der Verdampfer in einem Umgebungswärmeoder Abwärmekollektor installiert ist oder einen Teil davon darstellt und der Kompressor mit der Drosselvorrichtung über eine Hochdruckkühlmittel leitung verbunden ist, die in Wärmeaustauschbeziehung mit wenigstens einem Raumheizkörper steht und die während des Betriebs zumindest als Teil eines Kondensators oder eines Kühlmittelvorkühlers arbeitet. Hierbei verläßt das Kühlmittel den Kompressor mit einer hohen Temperatur und hohem Druck, gibt seine Wärme an einen Raumheizkörper ab, durch welchen die Hochdruckleitung führt, so daß das KühlmittelAccording to another embodiment of the invention, the heat pump has a closed coolant circuit on which a series-connected throttle device, for example an expansion valve, an evaporator, comprises a compressor and a condenser connected in series, the evaporator in an ambient heat or Waste heat collector is installed or forms part of it and the compressor with the throttle device is connected via a high pressure coolant line which is in heat exchange relationship with at least a space heater and which during operation at least as part of a condenser or a coolant precooler is working. Here the coolant leaves the compressor at a high temperature and high pressure, releases its heat to a space heater, through which the high pressure line leads, so that the coolant
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kondensiert und abgekühlt das Drosselventil mit einer Temperatur durchläuft, die nur etwas über der Umgebungstemperatur liegt. Das die Drosselvorrichtung verlassende und in den Verdampfer eintretende Kühlmittel hat eine etwas geringere als Umgebungstemperatur, so daß es Wärme aus der Umgebung aufnehmen kann einschl. eventuell auf den Wärmesammler fallender Sonnenwärme. Es ist zu beachten, daß die in den meisten Wärmepumpeneinrichtungen vorhandene übliche getrennte Kondensatorrohrschlange oder der Wärmeaustauscher bei dieser Ausführungsform nicht notwendig sind, da die mit dem Raumheizkörper in Wärmeaustauschbeziehung stehende Hochdruckleitung als Kondensator dienen kann.condenses and cools the throttle valve with a temperature that is only slightly above the ambient temperature lies. The refrigerant exiting the throttling device and entering the evaporator has a slightly lower than ambient temperature, so that it can absorb heat from the environment, including possibly the heat collector of falling solar heat. It should be noted that in most heat pump installations existing conventional separate condenser coil or the heat exchanger in this embodiment are not necessary, since the high-pressure line which is in heat exchange relationship with the space heater is used as Capacitor can serve.
Die Raumheizkörper, die vorgesehen sind, um Wärme von der Hochdruckkühlmittelleitung aufzunehmen, können als natürliche oder Zwangsumlaufkonvektionsluftheizung ausgebildet sein z. B. als eine vertikale Kühlluftführung, in welcher eine Rohrschlange als Teil der Hochdruckkühlmittelleitung angeordnet ist und in der zu erwärmende Luft aufwärts steigt. Alternativ oder zusätzlich kann der Raumheizkörper als wenigstens ein flacher hohler Radiator, gefüllt mit einem wärmeabsorbierenden Mittel ausgebildet sein, der vertikal mit der ihn durchsetzenden Hochdruckkühlmittelleitung angeordnet ist, wobei die Hochdruckkühlmittelleitung durch den unteren Teil des Radiators führt und in Wärmeaustauschbeziehung mit dem Mittel des Radiators steht, jedoch von diesem hermetisch getrennt ist. Das wärmeabsorbierende Mittel kann aus einem hitzebeständigen Wärmespeichermaterial bestehen, in welchem eine Rohrleitung als Teil der Hochdruckleitung eingebettet ist.The space heaters, which are provided to absorb heat from the high pressure coolant line, can be considered natural or forced circulation convection air heating z. B. as a vertical cooling air duct, in which a Coiled pipe is arranged as part of the high pressure coolant line and in the air to be heated rises upwards. Alternatively or in addition, the space heater can be at least one flat hollow radiator filled with a be formed heat-absorbing means vertically with the high-pressure coolant line passing through it is arranged with the high pressure coolant line passing through the lower part of the radiator and in heat exchange relationship with the means of the radiator, but is hermetically separated from it. The heat-absorbing one Means can consist of a heat-resistant heat storage material, in which a pipeline as part of the High pressure line is embedded.
Dort wo, wie vorstehend beschrieben, der Kompressor und/ oder ein Teil des Kondensators in den flüssigkeitsgefüllten O Tank eingetaucht ist, wird die Flüssigkeit, üblicherweise o Wasser, unabhängig von der Erwärmung der Raumheiskörper erwärmt und kann z. B. Teil eines H.eizwasserlieferanten «*S für die Heizradiatoren oder Raumheizkörper eines vomWhere, as described above, the compressor and / or part of the condenser is immersed in the liquid-filled O tank, the liquid, usually o water, is heated independently of the heating of the space heating body and can e.g. B. Part of a heating water supplier «* S for the heating radiators or room radiators of one of the
Kühlmittelkreis der Wärmepumpe getrennten Kreises sein.The coolant circuit of the heat pump must be a separate circuit.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von schematischen Beispielen unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher beschrieben werden. Es zeigen:The invention is intended below on the basis of schematic examples with reference to the figures of the drawing are described in more detail. Show it:
Fig. 1-3 vereinfachte Kreisschaubilder zur Illustrierung der Wärmegewinnungseinrichtung dreier unterschiedlicher Ausführungsformen für eine Gebäudeheizung,1-3 simplified circular diagrams to illustrate the heat recovery device three different embodiments for building heating,
Fig. 4,5 schaubildliche Darstellungen von zwei Sonnenwärmesammelflächen und Luftzufuhr ungseinheiten, die bei erfindungsgemäBen Wärmegewinnungseinrichtungen verwendet werden,4,5 diagrammatic representations of two solar heat collecting surfaces and air supply units of measurement, which in the case of the invention Heat recovery devices are used,
Fig. 6 ein Explosionsschaubild einer Sonnenwärmesamme1fläche zur Verwendung bei einer Anordnung gemäe Fig. 3,Figure 6 is an exploded view of a solar heat collecting surface for use in an arrangement according to FIG. 3,
Fig. 7 einen schematischen Vertikalquerschnitt durch einen Flüssigkeitsspeichertank mit einer Kompressoreinheit als Teil der Anordnung gemäe Figur 3,7 shows a schematic vertical cross section through a liquid storage tank a compressor unit as part of the arrangement according to FIG. 3,
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer weiteteren Ausführungsform einer Sonnenwärmegewinnungseinrichtung, 8 shows a schematic representation of a further embodiment of a solar heat recovery device,
Fig. 9 eine schaubildliche Darstellung, eines Heizkörpers zur Verwendung in einer Einrichtung gemäe Fig. 1 oder 2.9 shows a diagrammatic representation of a radiator for use in a device according to FIG. 1 or 2.
In allen Figuren werden die gleichen Bezugsziffern für gleiche oder entsprechende Teile verschiedener Ausführungsformen der Erfindung verwendet.In all figures, the same reference numbers are used for the same or corresponding parts of different embodiments of the invention used.
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Die Hausheizung gemäß Fig. 1 hat zwei flache Plattenheizkörper 1, deren jeder aus einem flachen, abgedichteten Metallgehäuse besteht, das vertikal befestigt und eine wärmeabsorbierende Flüssigkeit, beispielsweise Wasser enthält. Eine Hochdruckkühlmittelleitung 2 führt am Boden durch die in Reihe angeordneten Plattenheizkörper 1, wobei die Eintritts- und Austrittsstellen abgedichtet sind. Die innerhalb der Plattenheizkörper 1 befindlichen Teile der Leitung 2 stehen in Wärmeaustauschbeziehung mit der Flüssigkeit in den Heizkörpern. Die Hochdruckleitung 2, die in der Praxis vielfach aus einem Kupferrohr besteht, ist an den Druckstutzen des elektromotorisch angetriebenen Kompressors 3 angeschlossen, der innerhalb eines abgedichteten Gehäuses 4 angeordnet ist. Der Kompressor 3 hat ein Betriebsanlaßventil 5, das zum Innenraum des Gehäuses 4 geöffnet werden kann. Von den Heizkörpern 1 führt die Hochdruckleitung 2 zu einer Drosselvorrichtung 6, die an dem Einlaßende einer Sonnenwärmesammeifläche 7 angeordnet ist. Die Niederdruckseite der Drosselvorrichtung 6 ist mit einem Wärmeaustauscher verbunden, der innerhalb der Fläche 7 angeordnet ist und als Verdampfer wirkt. Der Ausgang des Verdampfers führt in den Innenraum des Gehäuses 4, in dem der Einlaß 5 des Kompressors 3 erreichbar und somit der Kühlmittelkreislauf der Wärmepumpe geschlossen ist.The house heating system according to FIG. 1 has two flat panel radiators 1, each of which consists of a flat, sealed metal housing consists, which is fixed vertically and contains a heat-absorbing liquid such as water. A high-pressure coolant line 2 leads on the floor through the plate radiators 1, which are arranged in series, with the inlet and exit points are sealed. The parts of the line located within the panel heating element 1 2 are in heat exchange relationship with the liquid in the radiators. The high pressure line 2, which in practice often consists of a copper pipe, is attached to the pressure port of the compressor 3, which is driven by an electric motor connected, which is arranged within a sealed housing 4. The compressor 3 has an operating start valve 5, which can be opened to the interior of the housing 4. The high pressure line 2 leads from the radiators 1 to a throttle device 6, which at the inlet end of a Solar heat collection surface 7 is arranged. The low pressure side of the throttle device 6 is provided with a heat exchanger connected, which is arranged within the surface 7 and acts as an evaporator. The exit of the evaporator leads into the interior of the housing 4, in which the inlet 5 of the compressor 3 can be reached and thus the coolant circuit the heat pump is closed.
Die Wärmesammeifläche 7 ist auf dem Dach oder in einer Wand eines Gehäuses an einer geeigneten Stelle zur Aufnahme der Sonnenstrahlung angeordnet. Die äußere Fläche der Fläche 7 sollte mit einem mattschwarzen Anstrich versehen sein, um den maximalen Wärmeabsorptionskoeffizienten der Fläche zu erhalten.The heat collection surface 7 is on the roof or in a wall of a housing at a suitable location for receiving the Arranged solar radiation. The outer surface of the surface 7 should be painted with a matt black paint in order to to obtain the maximum coefficient of heat absorption of the surface.
Beim Betrieb des Heizsystems zirkuliert das Kühlmittel in dem geschlossenen Kreis einschlieBlich der Leitung 2 und der Drosselvorrichtung 6. Die Drosselvorrichtung 6 ist so angeordnet und thermostatisch gesteuert, da· die Temperatur des Kühlmitteldampfes beim Eintritt in den VerdampferDuring the operation of the heating system, the coolant circulates in the closed circuit including the line 2 and of the throttle device 6. The throttle device 6 is arranged and thermostatically controlled so that the temperature of the refrigerant vapor as it enters the evaporator
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der Wärmesammelflache 7 ca. -2°c beträgt. Das ist etwas unterhalb des Gefrierpunktes, so daß das Kühlmittel beim Verlassen der Fläche 7 eine Temperatur angenommen hat, die etwa 3°C unterhalb der Umgebungstemperatur liegt. Die SammeIflache wird dadurch auf einer Temperatur gehalten, die wesentlich tiefer ist als die Umgebungstemperatur. Sie kann dadurch Wärme von der Umgebung und von der auf die Fläche auftreffenden Sonnenstrahlen absorbieren. Nach der Wärmeabsorbierung im Verdampfer wird der Kühlmitteldampf mit Umgebungstemperatur um oder etwas darunter zum Einlaß des Kompressors 3 geführt, wo das Kühlmittel komprimiert wird. Das Kühlmittel verläßt den Kompressor 3 mit hohem Druck von beispielsweise 21 kg/cm und einer Temperatur von beispielsweise 78°C. Das erwärmte Kühlmittelgas kondensiert beim Durchlaufen in der Hochdruckleitung 2 innerhalb der Plattenheizkörper 1. Es gibt dabei Wärme an die in den Platten befindliche Flüssigkeit, so daß das flüssige Kühlmittel beim Eintritt in die Drosselvorrichtung 6 eine Temperatur aufweist, die nur etwas höher als die Umgebungstemperatur ist. Die Hochdruckleitung 2, die durch die Plattenheizkörper 1 oder eine andere wärmeabsorbierende Vorrichtung führt, wirkt deshalb als Kondensator im Kühlmittelkreislauf.the heat collecting surface 7 is approx. -2 ° C. This is slightly below freezing point, so that the coolant has assumed a temperature when leaving the surface 7, which is about 3 ° C below the ambient temperature. The collecting surface is kept at a temperature that is significantly lower than the ambient temperature. This allows it to absorb heat from its surroundings and from the sun's rays hitting the surface. After the heat absorption in the evaporator, the refrigerant vapor at ambient temperature around or slightly below is led to the inlet of the compressor 3, where the refrigerant is compressed. The coolant leaves the compressor 3 at a high pressure of, for example, 21 kg / cm and a temperature of, for example, 78 ° C. The heated coolant gas condenses as it passes through the high-pressure line 2 within the plate heater 1. It gives off heat to the liquid in the plates, so that the liquid coolant when it enters the throttle device 6 has a temperature that is only slightly higher than the ambient temperature . The high-pressure line 2, which leads through the plate heater 1 or another heat-absorbing device, therefore acts as a condenser in the coolant circuit.
Die Betriebstemperatur des Systems kann durch ein hochdruckempfindliches Abschaltventil in der Hochdruckleitung 2 gesteuert werden, welches schließt, wenn der Druck in der Lei-The operating temperature of the system can be influenced by a high pressure sensitive Shut-off valve in the high pressure line 2 are controlled, which closes when the pressure in the line
tung einen Grenzwert von beispielsweise 22 kg/cm entsprechend einer gewünschten maximal Betriebstemperatur von 78-82°C übersteigt. Zusätzlich könnte ein Thermostat den Kompressormotor ausschalten, sobald eine zu hohe Temperatur im Wassertank erreicht wird.tion a limit value of, for example, 22 kg / cm corresponding to a desired maximum operating temperature of 78-82 ° C exceeds. In addition, a thermostat could switch off the compressor motor as soon as the temperature is too high is reached in the water tank.
Die Temperatur des Kühlmittels in der Wärmesammeifläche 7 kann durch Einstellung des thermostatisch gesteuerten Drosselventils 6 entsprechend der Umgebungsteaiperatur an der Fläche 7 automatisch reguliert werden. Dabei wird sicher-The temperature of the coolant in the heat collecting surface 7 can be adjusted by setting the thermostatically controlled throttle valve 6 can be automatically regulated according to the ambient temperature on the surface 7. This is sure to
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gestellt, daß das Kühlmittel, das durch den Verdampfer fließt, immer unter der Umgebungstemperatur ist. In der Praxis kann das in dem Verdampfer der Fläche 7 zirkulierende Kühlmittel auf -6°C abgekühlt werden.made sure that the refrigerant flowing through the evaporator is always below ambient temperature. In the In practice, the refrigerant circulating in the evaporator of the area 7 can be cooled to -6 ° C.
Das abgedichtete Gehäuse 4 erhält das jetzt gasförmige Kühlmittel von der Värmesammelfläche 7 üblicherweise mit einer Temperatur von 28 C. Der Kompressor 3 läuft mit seinem zum Innenraum des Gehäuses 4 offenen Betriebseinlaß 5 und saugt das Kühlmittel aus dem Gehäuse 4 an. Da das Gas eine tiefere Temperatur hat als der Kompressor selbst, wird die Kompressoreinheit gekühlt und das gasförmige Kühlmittel betritt den Kompressor in überhitztem Zustand. Auf diese Veise wird die Abwärme der Kompressoreinheit durch das Kühlmittel absorbiert und ausgenutzt.The sealed housing 4 usually receives the now gaseous coolant from the Värmesammelfläche 7 with a temperature of 28 C. The compressor 3 runs with its operating inlet 5 and open to the interior of the housing 4 sucks the coolant out of the housing 4. Since the gas has a lower temperature than the compressor itself, the The compressor unit is cooled and the gaseous refrigerant enters the compressor in an overheated state. To this Veise is the waste heat from the compressor unit through the Coolant absorbed and used.
Die Figur 2 zeigt eine alternative Einrichtung entsprechend der Erfindung, mit gleichen Bezugsziffern, um die gleichen oder entsprechenden Tel Je zu kennzeichnen. In dieser Einrichtung enthält das abgedichtete Gehäuse 4 den Kompressor 3 und ist am Boden eines Vaeserheiztanks 8 angeordnet· Eine Heizrohrschlange 9 ist am Auslaß des Kompressors 3 angeschlossen und im unteren Teil des Tanks 8 angeordnet, um das Wasser darin zu erwärmen. Nach dem Durchlaufen der Rohrschlange 9 tritt die heiße KUhlmittelflüssigkeit in die Leitung 2, die bei diesem Beispiel einen Raumheizkörper und eine in Reihe geschaltete Vorkühlschlange 11 umfaßt, die auf der Hochdruckseite der aus einem thermostatisch gesteuerten Entspannungsventil 6 bestehenden Drosselvorrichtung liegt. Die Niederdruckseite des Ventils 6 ist innerhalb einer Sonnenwärmefläche 7 an den Verdampfer 19 angeschlossen. Der Ausgang des Verdampfers 19 ist mit dem Innenraum des Gehäuses 4 und dadurch mit dem Saugstutzen des Kompressors 3 verbunden. Damit ist der Kühlmittelkreislauf wieder vervollständigt·Figure 2 shows an alternative device according to the invention, with like reference numerals around the same or appropriate Tel Je to be marked. In this device, the sealed housing 4 contains the compressor 3 and is arranged at the bottom of a Vaeser heating tank 8. A heating pipe coil 9 is connected to the outlet of the compressor 3 and arranged in the lower part of the tank 8 to heat the water therein. After going through the pipe coil 9 the hot coolant liquid enters line 2, which in this example is a space heater and a series-connected pre-cooling coil 11, which is on the high pressure side of a thermostatic controlled expansion valve 6 is existing throttle device. The low pressure side of the valve 6 is connected to the evaporator 19 within a solar heating surface 7. The output of the evaporator 19 is with the Interior of the housing 4 and thereby connected to the suction port of the compressor 3. So that is the coolant circuit completed again
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Die Rohrschlange 11 ist in einem Lufteinlaflkanal 12 angeorndet, der in einen Dach- oder Giebelraum des Gebäudes rührt und zwar möglichst nahe am Dach. Ein Gebläse 13 saugt Luft aus diesem Raum an, die dabei an der Oberfläche der Rohrschlange 11 vorbeistreicht und drückt sie über die Oberfläche des Verdampfers in die Fläche 7, wie durch den Pfeil A angedeutet ist. Ein Glasfenster Ik bildet die Oberseite und einen abgedichteten Abschluß der Fläche 7» unter den die Luft des Gebläses 13 gedrückt wird.The pipe coil 11 is arranged in an air inlet duct 12, which moves into a roof or gable space of the building, specifically as close as possible to the roof. A fan 13 sucks in air from this space, which sweeps past the surface of the pipe coil 11 and presses it over the surface of the evaporator into the surface 7, as indicated by the arrow A. A glass window Ik forms the top and a sealed closure of the surface 7 »under which the air of the fan 13 is pressed.
Während des Betriebs strömt kaltes KUhlmittelgas durch den Verdampfer 19 in der WärmeβammeIflache 7t nachdem es durch das Entspannungsventil 6 hindurchgetreten ist. Das Kühlmittel absorbiert Wärme, sowohl von der auf die Fläche 7 durch das Fenster Ik einfallenden Sonnenstrahlung als auch von der warmen Luft, die mit Hilfe des Gebläses 13 über die Fläche 7 streicht. Nach dem Verlassen des Kompressors 3 strömt das heiße, komprimierte Kühlmittelgas durch die Schlange 9» vo es kondensiert und das Wasser im Tank 8 erwärmt. Dann strömt es durch die Leitung 2, um Wärme auf den Raumheizkörper 10 zu übertragen. Der verbleibende Wärmeüberschuß in der Kühlmittelflüssigkeit wird dadurch an die Luft abgegeben, die über die Vorkühlrohrschlange geblasen wird. Der letzte Rest an unkondensiertem Kühlmittel kondensiert in der Rohrschlange 11. Die Rohrschlange 9» die Leitung 2 und die Rohrschlange 11 können deshalb zusammen als Kondensator des Wärmepumpen-Kühlmittelkreislaufs bezeichnet werden.During operation, cold coolant gas flows through the evaporator 19 in the heat collecting surface 7t after it has passed through the expansion valve 6. The coolant absorbs heat, both from the solar radiation incident on the surface 7 through the window Ik and from the warm air which sweeps over the surface 7 with the aid of the fan 13. After leaving the compressor 3, the hot, compressed refrigerant gas flows through the coil 9 before it condenses and the water in the tank 8 is heated. It then flows through the line 2 to transfer heat to the space heater 10. The remaining excess heat in the coolant liquid is thereby given off to the air which is blown over the pre-cooling pipe coil. The last remainder of uncondensed coolant condenses in the pipe coil 11. The pipe coil 9 »the line 2 and the pipe coil 11 can therefore be referred to together as the condenser of the heat pump coolant circuit.
Die Raumheizkörper 10 in der Ausführung gemäß den Figuren 1 und 2 können Radiatoren-Konvektorenplatten zur schnellen Erwärmung eines Luftvolumens sein. Eine solche Platte ist schematisch in Fig. 9 dargestellt. Eine Rohrschlange 15 bildet einen Teil der heißen Kühlmittelleitung 2, die alt einer Seite der metallenen Frontplatte 16 verbunden ist, von einer Reflektorplatte 17 hinterfaßt ist und zusammen mit der Frontplatte 16 eine vertikale Führung für die Luftströ-The space heater 10 in the embodiment according to Figures 1 and 2 can radiator convector plates for fast Be heating of a volume of air. Such a plate is shown schematically in FIG. A pipe coil 15 forms part of the hot coolant line 2, which is connected to one side of the metal front plate 16, is reared by a reflector plate 17 and, together with the front plate 16, a vertical guide for the air flow
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mung bildet. Alternativ hierzu kann die Rohrschlange 15 in festes Material von hoher thermischer Kapazität eingebettet sein, um einen Wärmespeicher zu bilden.formation. Alternatively, the coil 15 can be embedded in a solid material of high thermal capacity be to form a heat accumulator.
Das Wasser in dem Tank 8 wird durch die Rohrschlange 9 schnell erwärmt. Es liefert Wärme in konventionelle Heizwasserradiatoren 18 eines vom Kühlmittelkreislauf unabhängigen Heizwassersystems. Es ist eine allgemein bekannte Tatsache, daβ bei steigender Kondensationstemperatur ein starker Abfall des Nutzeffekts des Kühlmittelsystems oder der Wärmepumpe entsteht. Daraus folgt, daß die Kondensationstemperatur so tief wie möglich gehalten werden sollte und die Verdampfungstemperatur so hoch wie möglich.The water in the tank 8 is quickly heated by the coil 9. It supplies heat to conventional heating water radiators 18 of a heating water system that is independent of the coolant circuit. It's a well known one The fact that with increasing condensation temperature a there is a sharp drop in the efficiency of the coolant system or the heat pump. It follows that the condensation temperature should be kept as low as possible and the evaporation temperature as high as possible.
Die Fig. 3 zeigt eine alternative Einrichtung gemäe der Erfindung. In diesem System ist das den Kompressor 3 enthaltende abgedichtete Gehäuse 4 am Boden eines Wasserheiztanks 8 angeordnet und eine Heizrohrschlange 9, die einen Vorkühler des Wärmepumpenkreises bildet, ist mit dem Druckstutzen des Kompressors verbunden. Die Rohrschlange 9 umschlingt koaxial das Gehäuse 4, um das Wasser zu erwärmen. Heiße Kühlmittelflüssigkeit läuft nach dem Durchtritt durch die Rohrschlange 9 durch eine vorkühlrohrschlange 11, die bei dieser Ausführungsform unterhalb der Fläche 7 befestigt ist und in Wärmeaustauschbeziehung mit einer Verdampferschlange 19, schematisch durch die unterbrochene Strichführung angedeutet, innerhalb der Fläche 7 steht.Fig. 3 shows an alternative device according to the invention. In this system, the sealed housing 4 containing the compressor 3 is arranged at the bottom of a water heating tank 8 and a heating coil 9, which forms a precooler of the heat pump circuit, is connected to the pressure port of the compressor. The coil 9 loops coaxially around the housing 4 in order to heat the water. Hot coolant liquid passes after passing through the pipe coil 9 through a V orkühlrohrschlange 11, which is attached in this embodiment below the surface 7 and, schematically indicated in heat exchange relation with an evaporator coil 19 by the broken line guide, is within the area. 7
Bin Gebläse 13 zieht Umgebungsluft aus einem Giebel- oder Dachraum in eine Lufteinlaßführung 12, die in das Innere der Fläche 7 führt. Ein Glasfenster 14 als obere lichtdurchlässige Wand der Fläche 7 bildet einen geschlossenen Kanal, durch den mit dem Gebläse 13 Umgebungsluft gedrückt wird.A fan 13 draws ambient air from a gable or Roof space into an air inlet duct 12 which leads into the interior of the surface 7. A glass window 14 as the upper translucent The wall of the surface 7 forms a closed channel through which ambient air is pressed with the fan 13 will.
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Während des Betriebes fließt abströmseitig vom Entspannungsventil 6 Kühlmitteldampf durch die Verdampferschlange 19 in der Sonnenwärmesammelfläche 7. Dabei absorbiert das Kühlmittel Wärme sowohl von der Sonnenstrahlung, die auf die Fläche 7 durch das Fenster 14 einfällt, als auch von der warmen Luft, die über die Verdampferschlange 19 mit Hilfe des Gebläses streicht, bevor es in den Kompressor 3 strömt. Nach dem Verlassen des Kompressors 3 wärmt das heiße Kühlmittelgas Wasser im Tank mit Hilfe der Rohrschlange 9 auf und kondensiert dabei. Jede überschüssige Wärme in der Kühlmittelflüssigkeit wird mit Hilfe der Vorkühlrohrschlange 11 in die Verdampferrohrschlange 19 getragen, um das Risiko einer Vereisung des Verdampfers in Abhängigkeit von seiner tiefen Arbeitstemperatur zu reduzieren. Die Vorkühlung des Kühlmittels bei seinem Durchströmen durch die Rohrschlange 11 in Strömungsrichtung vor dem Entspannungsventil 6 erhöht außerdem die Dichte des Kühlmittels und verstärkt dadurch den Kühleffekt,, der von dem Spannungsventil 6 hervorgerufen wird.During operation, coolant vapor flows on the downstream side from the expansion valve 6 through the evaporator coil 19 in the Solar heat collecting surface 7. The coolant absorbs heat from both solar radiation that hits the surface 7 falls through the window 14, as well as from the warm air that sweeps over the evaporator coil 19 with the help of the fan, before it flows into the compressor 3. After exiting the compressor 3, the hot refrigerant gas warms the water in the tank with the help of the pipe coil 9 and condenses in the process. Any excess heat in the coolant liquid will be with Help the pre-cooling coil 11 carried into the evaporator coil 19 to avoid the risk of the evaporator icing up to be reduced depending on its low working temperature. The pre-cooling of the coolant as it flows through through the coil 11 in the direction of flow the expansion valve 6 also increases the density of the coolant and thereby enhances the cooling effect of the Tension valve 6 is caused.
Eine elektrische Luftheizung in Gestalt einer 2 kw starken Widerstandsheizung 20 kann innerhalb der Lufteinlaßleitung 12 angeordnet sein, um die in die Sonnenwärmesammelfläche 7 eintretende Luft vorzuwärmen, um die Verdampferschlange 19 bei hoher atmosphärischer Feuchtigkeit abzutauen. Durch eine Verbindung der Heizung 20 mit einer nicht dargestellten Steuerung, die an eine Zeituhr angeschlossen ist, kann ein automatisches Abtauen erreicht werden, indem die Zeituhr den Kompressor ausschaltet und die Heizung 20 für eine kurze Zeit, üblicherweise 10 bis 15 Minuten, anstellt und zwar während einer bestimmten Zeit während des Tages, um ein periodisches Abtauen zu erreichen. Die Steuerung kann durch einen Hauptschalter während des Sommers oder bei geringerer Luftfeuchtigkeit ausgeschaltet werden.An electrical air heater in the form of a 2 kw resistance heater 20 can be inside the air inlet line 12 may be arranged to preheat the air entering the solar heat collecting surface 7 in order to prevent the evaporator coil 19 defrost in high atmospheric humidity. By connecting the heater 20 to one not shown Control connected to a timer, automatic defrosting can be achieved by setting the timer to the The compressor turns off and the heater 20 turns on for a short time, typically 10 to 15 minutes during a certain time during the day to achieve periodic defrosting. The control can through a main switch can be switched off during the summer or when the humidity is lower.
Das Wasser in dem Tank 8 wird schnell durch die Rohrschlange 9 und die Verlustwärme des Kompressors 3 erwärmt. Das Heizwasser aus dem Tank 8 wird an konventionelle Warmwasserradiatoren 18 mit Hilfe eines geschlossenen HeizwasserkreisesThe water in the tank 8 is quickly heated by the pipe coil 9 and the heat loss from the compressor 3. The heating water from the tank 8 is connected to conventional hot water radiators 18 with the help of a closed heating water circuit
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geliefert, der unabhängig von einer durch den Heizwasserspeicher 21 vorgesehenen Heißwasserlieferung ist.supplied, which is independent of a hot water supply provided by the heating water storage tank 21.
Während des Betriebes beträgt die übliche Kühlmitteltemperatur an der Vorkühlerrohrschlange 11 (in Fig. 4 nicht dargestellt) etwa 50°C. Beim Verlassen der Warmesamme1fläche 7 liegt die Lufttemperatur, nachdem sie ihre Wärme an die Verdampferschlange 19 abgegeben hat, etwas unter der Umgebungstemperatur .During operation, the usual coolant temperature at the precooler pipe coil 11 (not shown in Fig. 4) about 50 ° C. When leaving the heat collecting area 7 is the air temperature after it has given its heat to the evaporator coil 19, slightly below the ambient temperature .
Die thermostatische Steuerung des Entspannungsventils 6 ist dergestalt, da£ der Öffnungsgrad des Ventils von der Umgebungstemperatur abhängt, wobei die thermostatische Steuerung des Ventils von einem Temperatorfühler im Dachraum hergeleitet wird. An einem warmen Tag würde das Ventil 6 geöffnet sein, so daß mehr Kühlmittel durchfließen kann und eine relativ hohe Verdampfungstemperatur erzielt wird, während an den kalten Tagen das Ventil 6 zum SchiieBen tendieren würde und eine niedrigere Verdampfertemperatur ergeben würde, so daß in jedem Fall ein optimaler Nutzeffekt erreichbar wäre.The thermostatic control of the expansion valve 6 is such that the degree of opening of the valve depends on the ambient temperature depends, with the thermostatic control of the valve derived from a temperature sensor in the attic will. On a warm day the valve 6 would be open so that more coolant can flow through and one relatively high evaporation temperature is achieved, while on the cold days the valve 6 would tend to close and would result in a lower evaporator temperature, so that an optimal efficiency could be achieved in each case.
Die Fig. 4 zeigt einen Teil einer praktischen Ausführungsform einer Sonnenwärmesamme1fläche zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen System, beispielsweise gemäß Fig. 3.Fig. 4 shows part of a practical embodiment of a solar heat collecting surface for use in one System according to the invention, for example according to FIG. 3.
Der Lufteinlaßkanal 12 ist im Dach- oder Giebelraum eines Gebäudes angeordnet und hat zwei seitliche Ansaugstutzen. Jeder ist mit einem Axialgebläse 22 versehen, welches Luft aus dem Dachraum durch beide seitliche Ansaugstutzen über die beiden konvergierenden Einlaßtrichter 24 in eine zentrale Luftkammer 23 saugt. Ein Zentrifugalgebläse 25 ist in der zentralen Luftkammer 23 angeordnet und leitet die Luft durch eine divergierende Führung 26 in die Fläche 7. Die Luft wird dann nach unten über die Verdampferrohrschlange 19 in der Fläche 7 geblasen, wobei die Atmosphäre durch nicht dargestellte Auslaßöffnungen im unteren Teil der Fläche herausgedrückt wird. Dieses Lufteinführungssystem stellte sich inThe air inlet duct 12 is arranged in the roof or gable space of a building and has two lateral suction nozzles. Each is provided with an axial fan 22, which air from the roof space through both lateral intake ports the two converging inlet funnels 24 are sucked into a central air chamber 23. A centrifugal fan 25 is in the central air chamber 23 and directs the air through a diverging guide 26 in the area 7. The air is then down over the evaporator coil 19 in the Surface 7 is blown, the atmosphere being forced out through outlet openings (not shown) in the lower part of the surface will. This air induction system turned in
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der Praxis während des Betriebes als relativ geräuscharm heraus.in practice during operation to be relatively quiet.
Die Fig. 5 zeigt schematisch eine andere Form der Sonnenwärmcsammelfläche und der Lufteinführungseinheit zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen System, beispielsweise gemäß Fig. 3. Eine hohle rechteckige SonnenwärmesammeIflache 7 ist so ausgefüllt, daß sie an dem Dach eines Gebäudes mit einer Neigung gegen die Horizontale angebracht werden kann. Die Fläche ist von einem Glas abgedeckt oder von einem anderen lichtdurchlässigen Fenster 14. Innerhalb der Fläche ist ein Wärmetauscher (nicht dargestellt) installiert. Dieser Wärmetauscher stellt den Verdampfer einer Wärmepumpe dar, in welchem eine Kühlmittelflüssigkeit kontinuierlich durch die Wirkung eines Kompressors 3 zirkuliert, der in einem abgedichteten Gehäuse 4 angeordnet ist. Der Kompressor 3 und der Verdampfer sind an einen Wärmepumpenkreis angeschlossen, der ähnlich denen der Figuren 2 oder 3 ist.Fig. 5 shows schematically another form of solar heat collecting surface and the air introduction unit for use in a system according to the invention, for example according to FIG. 3. A hollow, rectangular solar heat collection surface 7 is filled in such a way that that it can be attached to the roof of a building with an inclination to the horizontal. The area is covered by a glass or by another transparent window 14. Inside the surface is a heat exchanger (not shown) installed. This heat exchanger is the evaporator of a heat pump, in which a Refrigerant liquid circulates continuously by the action of a compressor 3, which is in a sealed housing 4 is arranged. The compressor 3 and the evaporator are connected to a heat pump circuit similar to those of Figures 2 or 3 is.
Das Gehäuse 4 ist in dieser Ausfuhrungsform innerhalb einer vertikalen Lufteinlaßführung 12 angeordnet, die über einen divergierenden Verbindungskanal 26 mit der oberen Kante der hohlen Sonnenfläche 7 verbunden ist. Ihre untere Kante ist zur Atmosphäre offen. Das untere Ende des Lufteinlaßkanals 12 führt zum Auslaß eines Zentrifugalgebläses 25, das zwei axiale einander gegenüberliegende Ansaugöffnungen aufweist, welche über zugehörige konve*gierende Verengungen 24 mit entsprechenden Axialgebläsen 22 in Verbindung steht. Die Gebläse 22 und 25 können sowohl durch einen einzigen elektrischen Motor als auch durch mehrere voneinander unabhängige elektrische Motore angetrieben werden. Die Gebläse 22 und 25 saugen ständig warne Luft von einem Giebel oder Dachraum eines Gebäudes in dem Einlaßkanal 12, wodurch die Luft vom Kompressorgehäuse 4 Wärme absorbiert. Dann fließt die Luft über den Kanal 26 in dft» inneren Kanal der Sonnenfläche 7. Während des Durchströmens durch die Fläche 7 gibt die Luft Wärme an den Verdampfer ab, der außerdem Wärme direkt von der einfallenden Sonnenstrahlung aufnimmt.The housing 4 is in this embodiment within a vertical air inlet guide 12 arranged, which via a diverging connecting duct 26 with the upper edge of the hollow solar surface 7 is connected. Its lower edge is open to the atmosphere. The lower end of the air inlet duct 12 leads to the outlet of a centrifugal fan 25, which has two axially opposite suction openings, which is in communication with corresponding axial fans 22 via associated convex constrictions 24. The fans 22 and 25 can be driven by a single electric motor as well as by several independent electric motors will. The fans 22 and 25 continuously draw hot air from a gable or attic of a building in the intake duct 12, whereby the air from the compressor housing 4 absorbs heat. Then the air flows through the duct 26 into dft » inner channel of the solar surface 7. While flowing through the surface 7, the air gives off heat to the evaporator, which also absorbs heat directly from incident solar radiation.
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In der Praxis können verschiedene Anordnungen verwendet werden, um die Wärmeübertragung zwischen dem Gehäuse 4 und der Luft in dem Kanal 12 zu verstärken. Z. B. kann das Gehäuse 4 mit äußeren Rippen versehen sein, über welche die Luft während ihres Durchtritts durch die Führung 12 strömt.In practice, various arrangements can be used to reduce the heat transfer between the housing 4 and to amplify the air in the duct 12. For example, the housing 4 may be provided with external ribs, over which the air flows through the guide 12 as it passes.
Die Umhüllung durch das Gehäuse 4 dämpft wirkungsvoll das erzeugte Kompressorgeräusch während des Betriebes.The envelope by the housing 4 effectively dampens the compressor noise generated during operation.
Die Fig. 6 zeigt eine Konstruktionsform der Sonnenwärmesamme If lache 7, die für einen Einsatz bei einem System gemäß Fig. 3 vorgesehen ist. Die Fläche hat obere und untere flache Wände 27,28 aus leitendem Metall. Die obere Wand 27 hat einen malischwarzen Anstrich. Das Glas fenster 14, welches in Fig. 6 nicht gezeigt ist, wird oben und parallel zur oberen Wand 27 gestützt, so daß Sonnenstrahlen in die obere Wand einfallen können. Ein Wärmetauscher 29 ist in dem Raum zwischen den Wänden 27 und 28 angeordnet und in Serie mit zwei Rohrschlangen 30 und 31 verbunden, die parallel miteinander an einen Auslaßanschluß angeschlossen sind, wie durch den Pfeil I angedeutet ist. Der Wärmetauscher 29 ist mit einem Auslaßanschluß verbunden, der durch den Pfeil 0 angedeutet ist. Die Rohrschlangen 30 und stehen in thermischem Kontakt mit den Innenflächen der Wände 27 und 28. Der Wärme-tauscher 29 hat eine Anzahl von parallelen Rippen 32, die den Zwischenraum zwischen den Wänden 27 und 28 ausfüllen und zwischen denen für den Durchtritt von Luft durch die Fläche 7 Luftdurchlässe gebildet werden, wobei die Luft durch den Binlaßkanal 12 eintritt. Die Einlaßkante der Fläche befindet sich links in Fig. 6. Beim Durchströmen der durch die Rippen 32 gebildeten Durchlässe zwischen den Wänden 27 und 28 gibt die Luft Wärme an die Kühlmittelströmung im Wärmetauscher 29 und an die Rohrschlangen 30 und 31 ab.Fig. 6 shows a form of construction of the solar heat collection If laugh 7 that for a use on a system according to FIG. 3 is provided. The surface has upper and lower flat walls 27,28 made of conductive metal. The upper Wall 27 is painted in Mali black. The glass window 14, which is not shown in Fig. 6, is supported above and parallel to the top wall 27 so that sun rays in the top wall can collapse. A heat exchanger 29 is arranged in the space between the walls 27 and 28 and in Series connected with two coils 30 and 31, which are connected in parallel to one another at an outlet connection are as indicated by the arrow I. The heat exchanger 29 is connected to an outlet port through the arrow 0 is indicated. The coils 30 and are in thermal contact with the inner surfaces of the Walls 27 and 28. The heat exchanger 29 has a number of parallel ones Ribs 32 which fill the space between the walls 27 and 28 and between those for the passage air passages are formed by air through the surface 7, the air entering through the inlet duct 12. The inlet edge the area is on the left in FIG. 6. When the flow passes through the passages formed by the ribs 32 between the walls 27 and 28, the air gives heat to the coolant flow in the heat exchanger 29 and to the coils 30 and 31.
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Die Vorkühlrohrschlange 11 ist an die äußere Bodenfläche der unteren Hand 28 angehängt und durch eine thermische Isolationsschicht 33 abgedeckt. Die Rohrschlange 11 und die Schicht 33 sind durch einen Bodendeckel 34 umschlossen. Diese Anordnung sichert, daß die Vorkühlrohrschlange 11 Wärme hauptsächlich durch die Wand 28 an die Verdampferrohrschlange 31 überträgt.The precooling coil 11 is attached to the outer floor surface attached to the lower hand 28 and covered by a thermal insulation layer 33. The pipe coil 11 and the layers 33 are enclosed by a base cover 34. This arrangement ensures that the precooling coil 11 transfers heat mainly through the wall 28 to the evaporator coil 31.
Die Figuren 7 und 8 zeigen zwei alternative Anordnungen zur Wassererwärmung unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Wärmegewinnungseinrichtung, z. B. eines häuslichen Warmwasser- oder Zentralheizungssystems gemäß einer in Fig. 2 oder 3 dargestellten Ausbildung. Figur 7 zeigt einen offenen Tank 8, der von einer thermisch isolierten Umhüllung 35 umschlossen ist und mit kaltem Wasser durch den Einlaß 36 beliefert wird. Ein Schwimmerhahn 37 sorgt für eine konstante Wasser höhe im Tank 8. Eine Kompressoreinheit mit einem Kompressor und einem Antriebsmotor ist innerhalb eines abgedichteten, zylindrischen Gehäuses 4 auf dem Boden des Tanks 8 ruhend befestigt. Die Kondensatorrohrschlange 9 umschlingt das Gehäuse 4 koaxial und ist über dieses mit dem Kompressorauslaß verbunden. Elektrische Verbindungen mit der Kompressoreinheit sind in einer Führung 38 mit einer Abdichtung am Gehäuse 4 enthalten.Figures 7 and 8 show two alternative arrangements for heating water using one according to the invention Heat recovery device, e.g. B. a domestic hot water or central heating system according to one in Fig. 2 or 3 training shown. Figure 7 shows an open tank 8, which is thermally insulated from a Enclosure 35 is enclosed and supplied with cold water through inlet 36. A float cock 37 ensures for a constant water level in the tank 8. A compressor unit with a compressor and a drive motor is fixed within a sealed, cylindrical housing 4 resting on the bottom of the tank 8. The condenser coil 9 wraps around the housing 4 coaxially and is connected to the compressor outlet via this. Electric Connections to the compressor unit are contained in a guide 38 with a seal on the housing 4.
Die Fig. 8 zeigt eine weitere alternative Einrichtung entsprechend der Erfindung, die in einem Dachraum bzw. in einem Giebel angebracht ist. Bei dieser Ausfuhrungsform ist die Kondensatorrohrschlange 9 wie in Fig. 7 in einem oben offenen Tank 8 angeordnet, dessen Wasserstand durch einen Schwimmerhahn 37 gesteuert wird. Bei dieser Variante ist das abgedichtete Kompressorgehäuse 4 in einem separat abgedichteten Kupfertank 39 angeordnet, der mit Kühlmittel angefüllt ist, welches direkt von dem Verdampfer der Sonnenfläche erhalten wird. Das Kompressorgehäuse 4 hat in diesem Fall ein offenes Einlaßventil 5, welches mit dem Innenraum des Kühlmittel tanks 39 in Verbindung steht, um daraus Kühlmittel zu erhalten. In den Systemen, wo es nicht möglich ist, einen8 shows a further alternative device accordingly of the invention, which is mounted in an attic or in a gable. In this embodiment, the Condenser coil 9 arranged as in FIG. 7 in a tank 8 open at the top, the water level of which is controlled by a float tap 37 is controlled. In this variant, the sealed compressor housing 4 is in a separately sealed one Copper tank 39 is arranged, which is filled with coolant, which is directly from the evaporator of the solar surface is obtained. The compressor housing 4 in this case has a open inlet valve 5, which is connected to the interior of the coolant tank 39 in order to coolant therefrom to obtain. In the systems where it is not possible to use one
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Giebel- bzw. Dachraum zu benutzen, wird das Wasserzirkulationssystem abgedichtet und der Tank 8 durch einen dichten Kupferzylinder ersetzt. Die in den Fig. 7 und 8 illustrierten Vorrichtungen zur Wassererwärmung können in einfacher Weise bereits bestehende häusliche Warmwasser- und Zentralheizungssysteme ersetzen, wobei lediglich geringe Angerungen oder zusätzliche Istallationsarbeiten notwendig sind.Using the gable or roof space becomes the water circulation system sealed and the tank 8 replaced by a tight copper cylinder. Those illustrated in Figs Devices for heating water can easily be used in existing domestic hot water and central heating systems replace, whereby only minor preparations or additional installation work are necessary.
Die Systeme, die unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 beschrieben sind, könnten durch eine geeigne-te Einstellung des thermostatischen Entspannungsventils 6 so betrieben werden, daß die durch die Wärmesammelfläche 7 strömende Luft genügend für Luftklimatisierungszwecke gekühlt wird. In diesem Fall würde ein weiterer Kanal mit der Luftauslaßseite der Fläche in Verbindung stehen, um abgekühlte Luft zur Führung einer Klimaanlage zu führen. Die Kühlung der Luft durch das Wärmepumpensystem würde in diesem Fall unvermeidlich zur Erzeugung einer beträchtlichen Menge heißen Wassers durch den Wärmeaustausch mit den Kondensatorrohrschlangen 9 und 11 führen. Sollte dieses Heißwasser überschüssig sein, könnte es als Wärmequelle für einen Absorbtionskühlmittelkreislauf verwendet und dadurch zur weiteren Erzeugung kalter Luft für Luftklimatisierungezwecke benutzt werden. Warmwasser, das durch ein solches Tandemsystem produziert wird, könnte beispielsweise auch zur Erwärmung eines Swimming-pools Verwendung finden.The systems which are described with reference to FIGS. 2 and 3 could be achieved by a suitable setting of the thermostatic expansion valve 6 are operated so that the flowing through the heat collecting surface 7 Air is cooled sufficiently for air conditioning purposes. In this case another duct would be connected to the air outlet side the surface are in communication in order to lead cooled air to the guidance of an air conditioning system. The cooling the air through the heat pump system would inevitably generate a significant amount in this case hot water by exchanging heat with the condenser coils 9 and 11 lead. Should this hot water be in excess, it could be used as a heat source for uses an absorption coolant circuit and thereby further generating cold air for air conditioning purposes to be used. Hot water that is produced by such a tandem system could also be used, for example used to heat a swimming pool.
- PATENTANSPRÜCHE -- PATENT CLAIMS -
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Claims (1)
den unteren Teil des Radiators führende Hochdruckkühl- »ittelleitung (2) in VärmeaustauschbeZiehung mit dem
von der Leitung hermetisch getrennten Mittel des Radiators steht.(l) which are filled with a heat-absorbing agent and arranged vertically, with the through
The high pressure cooling line (2) leading the lower part of the radiator in heat exchange relationship with the
from the line is hermetically separated means of the radiator.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| GB3654576 | 1976-09-03 | ||
| GB1280577 | 1977-03-26 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2739373A1 true DE2739373A1 (en) | 1978-03-09 |
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