DE2925918C2 - Wärmepumpe - Google Patents

Description

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Temperaturen dieser Flüssigkeit oftmals erheblich hö- ein und geben die in ihren? Inneren erzeugte· Wärme an

. her sind als das in die glockenförmigen Körper einge- die Flüssigkeit 1 ab. Diese Flüssigkeit 1 wird mittels der

führte gasförmige Medium niedrigen Druckes, ist es Pumpe 15 durch die Leitung 16 Heizkörpern zugeführt

zweckmäßig, wenn die Oberfläche der Flüssigkeit des Der Rücklauf erfolgt durch die Leitung 17 in den Tank 2.

Tanks zumindest innerhalb der glockenförmigen Kör- s Diese Leitung 17 führt durch den Wärmetauscher 13, in

per mit wärmeisoüerenden Schwimmkörpern bedeckt dem somit die rücklaufende Heizflüssigkeit vorerwärmt

ist wird

Man kann auf mehrere Arten die glockenförmigen Am Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird Dampf nied- Körper lagern und führen, z. B. mittels Führangsschie- rlgen Druckes über die Leitung 18 dieser Antriebsvor-

nen oder -nuten. Um den glockenförmigen, in die Flüs- io richtung zugeführt Ober das Dreiwegeventil 19,20,21

sigkeit eintauchenden Körper dieses Antriebs einer gelangt dann der Dampf entweder in das Rohr 22 und

Wärmepumpe möglichst reibungsfrei lagern zu können damit in den Innenraum des rechten glockenförmigen

und dadurch weitere Energie zu sparen, ist es zweckmä- Körpers 3 oder bei anderer Stellung des Dreiwegeven-

ßig, einen weiteren glockenförmigen Körper mit dem tils 19,20,21 in das Rohr 23, von wo der Dampf in den

ersten über mindestens einen zweiarmigen, mittig gela- 15 Innenraum des linken glockenförmigen Körpers 3 ein-

gerten Hebel zu koppeln. strömt Das Dreiwegeventil 19,20,21 besteht aus einem

Um die Wärmeübertragung aus dem in der Kolben- Schieber 19, mit dem entweder das Rohr 23 oder das ZyJinder-Einheit beim Verdichten erhitzten gasförmi- Rohr 22 in ständigem Wechsel absperrbar ist Angetrie-

gen Medium durch die Zylinderwandung zu erleichtern ben wird der im Lager 24 gelagerte Schieber 19 mittels

— das ist für eine gute Ausnutzung der Energie bedeu- 20 der Hebel 20,21, auf die mit den glockenförmigen Kör-

tungsvoll —, ist es vorteilhaft die Zylinderwandung pern 3 starr gekoppelte Anschlagstangen 25,26 einwir-

dünn auszuführen. Das aber ist nur dann bei den hohen, ken. Oben auf den glockenförmigen Körpern 3 sind

im Inneren des Zylinders zu erzeugenden Drucken mög- Ventile 27 vorgesehen, die über nicht dargestellte Hebel

Hch, wenn der Zylinder einen kleinen Durchmesser hat und Anschläge gesteuert werden. Mit diesen wird das Um die durch den Auftrieb des glockenförmigen, in die 25 jeweils in den glockenförmigen Körper 3 eingelassene Flüssigkeit eintauchenden Körpers erzeugte mechani- Druckmedium wieder ausgelassen, wenn sich der glok-

sche Energie wirkungsvoll zu nutzen, ist es daher kenförmige Körper 3 nach unten bewegen soll,

zweckmäßig, wenn mindestens eine weitere Kolbenzy- Zur Trennung des gasförmigen Mediums niedrigen

lindereinheit mit dem glockenförmigen Körper gekop- Druckes im Inneren des glockenförmigen Körpers 3

pelt ist 30 von der Flüssigkeit 1 im Tank 2 befinden sich wärmeiso-

Ein besonders einfacher Aufbau der Antriebsvorrich- lierende Schwimmkörper 28 auf der Oberfläche der

tung für die Wärmepumpe wird dadurch erreicht daß Flüssigkeit 1.

die Kolbenzylindereinheit in die Flüssigkeit des Tanks Im Ausführungsbeispiel der F i g. 2 wird in den Inneneintaucht und diese erwärmt Hierdurch wird Wärme- raum der glockenförmigen Körper 3 ein gasförmiges und damit Energieverlust in Leitungen vermieden. 35 Medium mittels des U-förmigen Rohres 29 geleitet, wel-

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand ei- ches im Bereich seines Scheitels eine Erweiterung 30 für

nes in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausfüh- die Aufnahme eines Ventilators 31 aufweist Dieser Ven-

rungsbeispieles näher erläutert Es zeigt tilator dreht sich einmal in der einen Richtung, um den

F i g. 1 den Antrieb einer Wärmepumpe mittels einen glockenförmigen Körper 3 anzuheben und dabei Dampf niedrigen Druckes; 40 gleichzeitig den anderen glockenförmigen Körper 3 zu

F i g. 2 den Antrieb einer Wärmepumpe mittels Luft senken, anschließend dreht sich der Ventilator mit umniedrigen Druckes. gekehrter Drehrichtung, um dieselben Arbeitsvorgän-

In die Flüssigkeit 1 des Tanks 2 tauchen zwei glocken- gen in umgekehrter Richtung vorzunehmen,

förmige Körper 3 ein, die miteinander durch ein Paar Anstelle eines Ventilators können auch zwei wechsel-

von Hebeln 4 mechanisch verbunden sind, die in Lagern 45 weise angetriebene Ventilatoren benutzt werden, wobei

5 gelagert sind. Mit den als Schwimmkörper wirkenden die Leitung mit dem nichtbenutzten Ventilator durch

glockenförmigen Körpern 3 ist jeweils mindestens ein ein Ventil verschlossen ist.

Zylinder 6 einer Kolben-Zylinder-Einheit zum Verdich- Es besteht die Möglichkeit, eine Trennwand 32 in dem ten eines gasförmigen Mediums fest verbunden. Dieser Tank 2 anzubringen, die den Tank in zwei Becken unterZylinder 6 bewegt sich somit mit dem ihm zugeordneten 50 teilt, wobei in jedem Becken ein glockenförmiger Körglockenförmigen Körper 3. In jedem der Zylinder 6 be- per befindlich ist. Hierdurch läßt sich erreichen, daß bei findet sich je ein Kolben 7, der relativ zum Tank 2 fest gleichem Aufwand der Weg eines jeden Schwimmkörsteht. Durch diesen Kolben 7 führen zwei ebenfalls rela- pers vergrößert wird.

tiv zum Tank feststehende Leitungen 8, 9, die durch Weiterhin besteht die Möglichkeit, die in den Kolben-Ventile 10, 11 verschließbar sind. Durch die Leitung 8 55 Zylinder-Einheiten komprimierte Luft weiter zu nutzen, wird das zu verdichtende Medium über das Ventil 11 in z.B. in Kälteerzeugungsanlagen, indem man sie dort den durch den Kolben 7 verschlossenen Innenraum des expandieren läßt aber auch zur Ausführung mechani-Zylinders 6 eingeführt während über die Leitung 9 das scher Arbeit. So können z. B. von der komprimierten gasförmige Medium nach der Verdichtung über das Luft angetriebene, weitere Kolben-Zylinder-Einheiten Ventil 10 ausgelassen wird. Dieses durch die Leitung 9 eo die Bewegung der glockenförmigen Körper verstärken, zur Expansionsvorrichtung 12 fließende verdichtete d. h. zum Teil übernehmen.

gasförmige Medium strömt durch den Wärmetauscher Sind die in der Zeichnung mit 4 bezeichneten Hebel

13 und den Wärmetauscher 14. Im Wärmetauscher 14 für die Lagerung der Körper 3 voi gesehen, so sind bei

wird von den Kolben-Zylinder-Einheiten 6,7 angesaug- Zylindern 6, die an den Körpern 3 befestigt sind, Maß-

tes gasförmiges Medium vorerwärmt. 65 nahmen vorzusehen, um eine seitliche Bewegung des

Die Kolben 7 sind in einer Höhe angeordnet, die nied- Kolbens, hergerufen durch eine seitliche Bewegung der

riger als der Spiegel der Flüssigkeit 1 im Tank 2 ist. Auftriebskörper 3 und damit der Zylinder 6, auszuglei-

Dadurch ragen die Zylinder 7 in diese Flüssigkeit 1 hin- chen. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

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   bre in zwei Stufen dergestalt, daß die Luft zuerst durch

   Patentansprüche: die gekuppelteliCompressions-Expansions-Maschine bis

   zu einer bestimmten Höhe verdichtet, danach teilweise

   1 Wärmepumpe mit Kolben-Z^inder-Enheit in dem Wärmeaustauscher abgekühlt wird; ferner wird zum Verdichten eines gasförmigen Mediums und ei- 5 durdr einen Hilfskompressor der Rest verdichtet und ner Expinsionsvorrichtung für das verdichtete Me- wieder durch den Wärmeaustauscher gelötet _ (UumsowieeinerVotTichtungfürdieAbführungder Die Kolben-Zylinder-Einheit der Wärmepumpe wird an der Kolben-Zylinder-Einheit erzeugten Wärme. bisher direkt über einen Treibstoff oder Elektrizität verdadurch gekennzeichnet, brauchenden Motor direkt angetrieben. Die Kosten für daß als Antrieb für die Kolben-Zylinder-Einheit (6, to die verbrauchte Antriebsenergie beeinflussen hierbei 7) ein mit dieser mechanisch gekoppelter glocken- wesentlich den Preis der erzeugten Wärme. Fur die Beförmiger. in die Flüssigkeit (1) eines Tank? (2) eintau- heizung von Wohnungen ausgelegte Wärmepumpen erchender Körper (3) wärmen im allgemeinen den durch die in den Wohnrau- und eine Vorrichtung für das Ein- und Auslassen men installierten Rohrleitungen umlaufenden Wärmeeines gasförmigen Mediums niedrigen Druckes in is träger nur derart, daß die Verwendung von an den Wänden Innenraum des glockenförmigen Körpers vor- den zu montierenden Heizkörpern nicht besonders vorgesehen ist teilhaft möglich ist, sondern die Installation einer Fuß-
2. 2. Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch ge- bodenheizung vorgezogen wird. .....

   kennzeichnet, daß als Medium niedrigen Druckes Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit der

   Dampf verwendet wird und die Vorrichtung zum 20 Ausnutzung gasförmiger Medien niedrigen Druckes

   Ein- und Auslassen aus Ventilen (27) und Dreiwege- und ihrer thermodynamischen Eigenschaften zum ener-

   ventilen (19 bis 21) besteht giesparenden Antrieb von Verdichtern in Wärmepum-
3. 3. Wärmepumpe nach Anspruch 2, dadurch ge- pen zu schaffen.

   kennzeichnet, daß an dem glockenförmigen Körper Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost

   (3) und an dem Tank (2) Dreiwegeventile (19 bis 21) 25 daß als Antrieb für die Kolben-Zylinder-Einheit ein mit betätigende Hebel und Hebel betätigende Anschlä- dieser mechanisch gekoppelter glockenförmiger, in die ge angeordnet sind. Flüssigkeit eines Tanks eintauchender Körper und eine
4. 4. Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch ge- Vorrichtung für das Ein- und Auslassen eines gasförmikennzeichnet daß zur Erzeugung des Mediums nied- gen Mediums niedrigen Druckes in den Innenraum des rigen Druckes ein Ventilator (31) vorgesehen ist 30 glockenförmigen Körpers vorgesehen ist
5. 5. Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch ge- Mit diesem Antrieb wird es möglich, gasförmige Mekennzeichnet daß die Oberfläche der Flüssigkeit des dien niedrigen Druckes und ihre thermodynamischen Tanks (2) zumindest innerhalb der glockenförmigen Eigenschaften zum energiesparenden Antrieb von VerKörper (3) mit wärmeisolierenden Schwimmkör- dichtem in Wärmepumpen auszunutzen. So kann z. B. pern (28) bedeckt ist 35 für den Antrieb Dampf sehr niedrigen Druckes heran-
6. 6. Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch ge- gezogen werden, der als Abfallprodukt in Fabriken aller kennzeichnet daß ein weiterer glockenförmiger Art Elektrizitätswerken usw. anfällt Es kann aber auch Körper (3) mit dem ersten über mindestens einen Druckluft niedrigen Druckes benutzt werden, wie sie zweiarmigen, mittig gelagerten Hebel (4) gekoppelt entweder als Abfall anfällt oder mit geringem Aufwand j_st 40 erzeugt werden kann. Auch Motorenabgase oder Ver-
7. 7. Wärmepumpe nach Anspruch 6, dadurch ge- brennungsabgase können genutet werden. Die vom kennzeichnet daß mindestens eine weitere Kolben- glockenf&rmigen Körper mit niedrigem Druck auf grozylindereinheit (6,7) mit dem glockenförmigen Kör- ße Fläche angetriebene Kolben-Zylinder-Einheit erper (3) gekoppelt ist. zeugt bei der Verdichtung eines gasförmigen Mediums
8. 8. Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch ge- 45 zu hohem Druck auf kleinerer Fläche dabei derart hohe kennzeichnet daß die Kolbenzylindereinheit (6,7) in Temperaturen, daß Wasser bis auf solche Temperaturen die Flüssigkeit (1) des Tanks (2) eintaucht. erhitzt werden kann, wie sie in herkömmlichen Warmwasserheizungen benötigt werden.

   Bei Verwendung von Dampf als Medium niedrigen

   50 Druckes besteht die Vorrichtung zum Ein- und Auslassen aus Ventilen. Zweckmäßig ist es, wenn an dem glok-

   Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe mit KoI- kenförmigen Körper und an dem Tank Ventile betätiben-Zylinder-Einheit zum Verdichten eines gasförmi- gende Hebel und Hebel betätigende Anschläge angegen Mediums und einer Expansionsvorrichtung für das ' ordnet sind. Auf diese Weise läßt sich sonst nicht mehr verdichtete Medium sowie einer Vorrichtung für die 55 nutzbarer Abfalldampf doch noch einmal verwerten, inAbführung der an der Kolben-Zylinder-Einheit erzeug- dem er zum Anheben der glockenförmigen Körper ten Wärme. dient und hierbei ein gasförmiges Medium in den KoI-

   Eine derartige Wärmepumpe ist aus der Zeitschrift benzylindereinheiten stark verdichtet.

   »Elektrowärme« 1942, S. 89 bis 91, bekanntgeworden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß zum An-

   Die Außenluft wird hierbei durch die verbundene Korn- 60 trieb ein gasförmiges Medium, vornehmlich Luft niedri-

   pressions-Expansions-Maschine angesaugt adiabatisch gen Druckes, verwendet wird, wobei zur Erzeugung die-

   verdichtet und auf ein höheres Temperaturniveau ge- ses Mediums niedrigen Druckes ein Ventilator vorgese-

   bracht, danach einem Wärmeaustauscher zugeführt, wo hen ist. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn der Ventilator

   die erforderliche Wärmemenge an die Umwälzluft des in einer Erweiterung eines U-förmigen Rohres unterge-

   Heizsystems abgegeben und weiter wieder in der Korn- 65 bracht ist, welches mit seinen beiden Schenkeln in je

   ψ pressions-Expansions-Maschine expandiert und nach einen Innenraum eines glockenförmigen Körpers hin-

   I* außen abgeführt wird. In einer Weiterentwicklung er- einragt.

   folgt die Kompression gemäß einer Anregung von Le- Da bei der Erwärmung der Flüssigkeit im Tank die