DE2804841A1

DE2804841A1 - High efficiency heating system - uses Diesel engine to drive heat pump and recovers waste heat from cooling water and exhaust gas

Info

Publication number: DE2804841A1
Application number: DE19782804841
Authority: DE
Inventors: Georg Schmitz
Original assignee: BROETJE FA AUGUST
Current assignee: BROETJE FA AUGUST
Priority date: 1978-02-04
Filing date: 1978-02-04
Publication date: 1979-08-09

Abstract

The heating system incorporates a boiler (4) with a burner (5) acting as a heat exchanger for the exhaust of an IC engine (1) driving a heat pump. The heat pump supplies a heating system as the boiler does. The system is designed for maximum economy in the use of energy. The engine (1) is typically a diesel engine and it is connected to a compressor (2). Fluid circulated by the compressor (2) passes through a vaporiser (9), a throttle valve (10) and a condenser and heat exchanger (11) which warms the feed to the boiler, the feed also absorbs the heat from the engine cooling water.

Description

Auf eine Heizungsanlage arbeitende WärmepumpeHeat pump working on a heating system

Die Erfindung betrifft eine mit einer Brennkraftmaschine betriebene, bivalente Wärmepumpe für Heizungszwecke. The invention relates to an internal combustion engine operated bivalent heat pump for heating purposes.

Bei lilärmepumpen der vorbezeichneten Gattung, wird zur Erhöhung des Wirkungsgrads neben dem järmeinhalt des Kühlwassers der Brennkraftmascnine auch die Wärme ihrer Abgase mittels eines eigenen, in den Wärmeträgerkreislauf der Heizungsanlage installierten Wärmetauschers ausgenutzt. Der Wärmetauscher ist eine aufwendige und somit auch teure Spezialkonstruktion. Eine zweite Energiequelle ist bei bivalenten Wärmepumpen aer auf die Heizungsanlage zusätzlich arbeitende Heizkessel. In the case of noise pumps of the aforementioned type, there is an increase the efficiency in addition to the heat content of the cooling water of the internal combustion engine the heat of your exhaust gases by means of its own, in the heat transfer circuit of the heating system installed heat exchanger. The heat exchanger is a complex and thus also expensive special construction. A second source of energy is with bivalent Heat pumps aer boilers additionally working on the heating system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit fiärmepumpen zu betreibende Heizungsanlage kostengünstiger zu gestalten. The invention is based on the object of a with fiärmepumpen to make operating heating system more cost-effective.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst worden durch die Verwendung eines mit einem Brenner ausgerüsteten lleizungskessels als Wärmetauscher für die Abgase einer Brennkraftmaschine, die eine wärmepumpe antreibt, welche, ebenso wie der Heizungskessel, auf eine Heizungsanlage arbeitet. According to the invention, this object has been achieved through the use a pipeline boiler equipped with a burner as a heat exchanger for the Exhaust gases from an internal combustion engine that drives a heat pump, which, as well as the heating boiler, working on a heating system.

Die aufwendige Spezialkonstruktion des Wärmetauschers wird erfindungsgemäß durch einen einfachen, serienmäßig und somit kostengünstig hergestellten Heizungskessel ersetzt, der sowohl mit als auch ohne Brenner betrieben werden kann. Bei der bivalent -parallelen Arbeitsweise werden Spitzenlasten der Heizungsanlage, die nur an wenigen Tagen im Jahr auftreten, und welche die Beistungsfähigkeit der vorhandenen Wärmepumpe übersteigen, durch zusätzliches minschalten des Brenners am Heizungskessel ausgeglichen. Der einsatz des Heizungskessels als Wärmetauscher ermöglicht, daß die Auslegung der gesamten anlage bezüglich ihrer Gesamtwirtschaftlichkeit optimiert werden kann; denn vor allen Dingen die Brennkraftmaschine und die iiärmepumpe als solche, können kleiner ausgelegt werden als bei bisher bekannten Anlagen, da eine den Spitzenbelastungen genügende, hohe Beistungsfähigkeit nicht ienr erforderlich ist. The complex special construction of the heat exchanger is according to the invention by means of a simple, standard and therefore inexpensive heating boiler replaced, which can be operated with or without a burner. With the bivalent -parallel When it works, peak loads in the heating system, which only occur on a few days Year, and which exceed the capacity of the existing heat pump, compensated for by additionally switching the burner on on the boiler. Of the use of the boiler as a heat exchanger allows the design of the the entire system can be optimized in terms of its overall profitability; because above all the internal combustion engine and the heat pump as such can be designed smaller than with previously known systems, as one of the peak loads Sufficient, high level of ability to work is not necessary.

Bei Betriebsstörungen der Wärmepumpe, beispielsweise bei einem Ausfall der Brennkraftmaschine, hat der ansatz des Heizungskessels den Vorteil, daß nunmehr der Betrieb der Heizungsanlage in bivalent-alternativer Arbeitsweise vom Heizkessel allein mittels herkömmlichem Brennerbetrieb übernommen werden kann. Die Sicherheit in der *wYärmeversorgung wird dadurch erhöht. In the event of malfunctions in the heat pump, for example in the event of a failure the internal combustion engine, the approach of the boiler has the advantage that now the operation of the heating system in bivalent-alternative mode of operation from the boiler can be taken over by conventional burner operation alone. The security in the * heating supply is increased.

Die erfindungsgemäße Verwendung des Heizungskessels als Wärmetauscher hat somit auch den Vorteil, daß gleichzeitig die unterschiedlichen Arbeitsweisen der Wärmepumpe als bivalent-parallel bzw. bivalent-alternativ genutzt werden können, ohne das Umstellungsarbeiten erforderlich sind. The inventive use of the heating boiler as a heat exchanger thus also has the advantage that the different working methods can be used at the same time the heat pump can be used as bivalent-parallel or bivalent-alternative, without the need for conversion work.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. An embodiment of the invention from which further inventive Characteristics result is shown schematically in the drawing.

Die Zeichnung zeigt ein schematisiertes Schaltbild einer möglichen Ausführung der bivalenten Wärmepumpe, bei der die Abgase des Dieselmotors 1, welcher den Kompressor 2 treibt, über die Abgasleitung 3 in den Heizungskessel 4 mit Brenner 5 geleitet werden. Mit 6 ist eine Brennstoffzuführung zum Brenner 5 und zum Dieselmotor 1 sowie mit 7 ein in den Kamin führender Abgasweg bezeichnet. The drawing shows a schematic circuit diagram of a possible Execution of the bivalent heat pump, in which the exhaust gases from the diesel engine 1, which drives the compressor 2, via the exhaust pipe 3 into the boiler 4 with burner 5 are conducted. With 6 is a fuel supply to the burner 5 and to the diesel engine 1 and 7 denotes an exhaust gas path leading into the chimney.

Der vom Dieselmotor 1 angetriebene Kompressor 2 drückt Kältmittel durch den Rohrkreislauf 8 einer Wärmepumpe, deren Hauptbauteile auch noch der Verdampfer 9, die Drossel 10 sowie der Kondensator 11 sind, welcher als wärmetauscher ein Energieübertragung auf einen Wärmeträger in einem Heizungskreislauf 12 ablaufen läßt. The compressor 2 driven by the diesel engine 1 presses refrigerant through the pipe circuit 8 of a heat pump, the main components of which are also the evaporator 9, the throttle 10 and the condenser 11, which act as a heat exchanger for energy transfer can run on a heat transfer medium in a heating circuit 12.

In den Heizungskreislauf ist ein weiterer Wärmetauscher 1, installiert, der die vom Kühlwasser des Dieselmotors 1 freigesetzte jarme ebenso an den Wärmeträger der heizungsanlage abgibt, wie der Heizungskessel 4, der dabei jedoch die weiterzuleitende Wärme den Abgasen des Dieselmotors entzieht. Another heat exchanger 1 is installed in the heating circuit, the heat released by the cooling water of the diesel engine 1 is also transferred to the heat transfer medium the heating system emits like the boiler 4, but the one to be passed on Extracts heat from the exhaust gases of the diesel engine.

Spitzenbelastungen der Heizungsanlage, welche von der Wärmepumpe nicht ohne weiteres aufgefangen werden können, lassen sich durch jeweils zuschaltbaren Betrieb des Heizungskessels 4 mit dem Brenner 5 leicht erfüllen. Peak loads on the heating system caused by the heat pump which cannot be caught without further ado, can be switched on by each Operation of the heating boiler 4 with the burner 5 easily meet.

Claims

Claim Use of a heating boiler equipped with a burner (@) (4) as a heat exchanger for the exhaust gases from an internal combustion engine (1) which is a heat pump drives which, like the boiler, works on a heating system.