DE3012549A1

DE3012549A1 - Kocher einer nach dem absorberprinzip arbeitenden waermepumpe

Info

Publication number: DE3012549A1
Application number: DE19803012549
Authority: DE
Inventors: Erich 8650 Kulmbach Pöhlmann
Original assignee: Ask Techn Entwicklungen & GmbH
Current assignee: Ask Techn Entwicklungen & GmbH
Priority date: 1980-03-31
Filing date: 1980-03-31
Publication date: 1981-11-12

Description

Anmelder: ASK TECHN.ENTWICKLUNGEN GMBH & CO BETRIEBS KG Theodor-Schmidt-Straße 14

8580 Bayreuth

Kocher einer nach dem Absorberprinzip arbeitenden Wärmepumpe

Die vorliegende Erfindung "bezieht sich auf einen Kocher einer nach dem Absorberprinzip arbeitenden Wärmepumpe mit einem Kochergefäß, in dessen Bodenbereich die vom Absorber zurückgeführte und durch Wärmezufuhr auszukochende Ammoniak-Wasser-Lösung gesammelt ist.

Derartige Wärmepumpen werden in zunehmendem Maße auch zur Beheizung insbesondere von Einfamilienhäusern verwendet. Als Lösungsgemisch dient bevorzugt eine Ammoniak-Wasser-Lösung.

Der Kocher der Wärmepumpe wird üblicherweise elektrisch oder mit Gas beheizt. Durch diese Wärmezufuhr wird das Ammoniak aus der im unteren Bereich des Kochergefäßes gesammelten Ammoniak-Wasser-Lösung in den oberhalb liegenden Kuppelbereich des Kochergefäßes ausgetrieben. Je nach Betriebszustand der Wärmepumpe befindet sich unterschiedlich viel von den Lösungsmittelelementen im Kreislauf. Damit sind im Bodenbereich des Kochergefäßes auch unterschiedliche Mengen der Ammoniak-Wasser-Lösung anzutreffen und es ist nicht mit Sicherheit gewährleistet, daß für das Auskochen des Ammoniaks genügend Lösung zur Verfugung steht.

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Bei zu geringer Füllung des Kochers mit der Ammoniak-Wasser-LÖsung im durch den Brenner erhitzten Bodenbereich des Kochergefäßes "besteht die Gefahr, daß schädliche Inertgase gebildet werden und daß außerdem durch zu starke Erhitzung der Wandungen die Festigkeit des Kochergehäuses, welches dem im Inneren auftretenden Druck standhalten muß, beeinträchtigt wird.

Aus Sicherheitserwägungen heraus ist es deshalb nicht einfach möglich, die Wärmepumpe durch unterbrochenes Zuführen von Wärme lediglich ein- und auszuschalten. Fest vorgegebene zeitliche Verzögerungen bei der Zuschaltung der Wärmezufuhr bieten zum einen keine absolute Sicherheit gegen einen unerwünschten oder unerlaubten Betriebszustand, da beispielsweise ein ungenügendes Arbeiten der Umwälzpumpe damit nicht erkannt und berücksichtigt werden würde, zum anderen kann eine optimale Ausnutzung der Wärmepumpe wegen der auch im ungestörten Betrieb auftretenden normalen ZustandsSchwankungen nicht erreicht werden.

Aufbauend auf diesen Erkenntnissen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Kocher für eine nach dem Absorberprinzip arbeitenden Wärmepumpe durch geeignete Maßnahmen gegenüber

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Beanspruchungen zu schützen, die infolge von auftretender Überhitzung bei einer Wärmezufuhr an einen zu gering mit Ammoniak-Wasser-Lösung gefüllten unteren Kocherbereich hervorgerufen werden. Trotz der Anwendung von derartigen Schutzvorkehrungsmaßnahmen soll die Wärmepumpe optimal auslastbar sein.

Ein diesen gestellten Anforderungen gerecht werdender Kocher ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Bereich der zulässigen Mindesthöhe des Flüssigkeitsstandes der im Kochergefäß auszukochendenJtomoniak-Wasser-Lösung ein Schaltfühler einer die Wärmezufuhr für den Kocher bei Unterschreitung des Mindestflüssigkeitsstandes unterbrechenden Schaltvorrichtung angeordnet ist„

Über diese Schaltvorrichtung, deren Schaltfühler durch den sich tatsächlich im Kochergefäß befindlichen Flüssigkeitsstand beeinflußt wird, wird erfindungsgemäß keine Wärmezufuhr zum Kocher zugelassen, wenn sich ungenügend viel Ammoniak-Wasser-Lösung im Bodenbereich des Kochergefäßes befindet. Eine Überhitzung des Kochers und Bildungen von Schadgasen werden somit zuverlässig verhinderte Andererseits kann der Kocher bei genügendem Lösungsvorrat sofort in Betrieb genommen und somit optimal ausgelastet werden«

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist der erfindungsgemäße Kocher dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltfühler im Bereich der zulässigen Mindesthöhe des Flüssigkeitsstandes zwei Fühlerelektroden einer elektrischen Schaltvorrichtung angeordnet sind bzw. daß als Schaltfühler eine von zwei Fühlerelektroden einer elektrischen Schaltvorrichtung im Bereich der zulässigen Mindesthöhe des Flüssigkeitsstandes und im Bereich darunter die zweite Fühlerelektrode angeordnet sind. Schaltfühler in Form von elektrisch den Füllungsgrad in Gefäßen ermittelnden Fühlerelektroden sind einfach im Aufbau und in der Anbringung und arbeiten ohne dab Erfordernis von Schaltbewegungen sehr zuverlässig. Zumindest eine der

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Fühlerelektroden kann durch die metallische Wandung des Kochergehäuses realisiert sein. Die zweite Fühlerelektrode ist durch geeignete bekannte Maßnahmen dagegen zu isolieren.

Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist der erfindungsgemäße Kocher dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Kocher unterhalb der zulässigen Mindesthöhe des Flüssigkeitsstandes eine Rohrleitung in der Art einer kommunizierenden Röhre herausgeführt und in den Kuppelbereich des Kochers zurückgeführt ist und daß der Schaltfühler in dieser Rohrleitung angeordnet ist_β Der Schaltfühler ist damit außerhalb des direkt beheizten Kocherbereichs angebrachte Außerdem wird es dadurch ermöglicht, in der Rohrleitung, und zwar bevorzugt im Durchflußbereich der Ammoniak-Wasser-Lösung ein Drosselventil anzuordnen. Erreicht wird somit, daß impulsartige Änderungen des FlüssigkeitsStandes der Ammoniak-Wasser-Lösung, die während des Auskochvorganges auftreten, sich nicht auf das Schaltverhalten auswirken« Dies verhindert eine Überbeanspruchung des Brenners durch unmittelbar aufeinanderfolgende unnötige Ein- und Aus schalt vorgänge,,

Nach einer besonderen Weiterbildung ist der erfindungsgemäße Kocher dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der veränderlichen Höhe des FlüssigkeitsStandes ein Steuerfühler einer die Wärmezufuhr für den Kocher regelnden Steuervorrichtung angeordnet ist» Diese Maßnahme ermöglicht es, die Wärmezufuhr an den Kocher entsprechend dem Füllungsgrad des unteren Bereiches des Kochergefäßes mit Ammoniak-Wasser-Lösung zu dosieren. Es wird eine schonende Betriebsweise und weitere Optimierung der Auslastung des Kochers erreicht. Bei Uhterschreitung eines Mindestpegels im Kocher wird auch' in diesem Fall die Wärmezufuhr gänzlich unterbrochen.

Ein nach den Merkmalen der Erfindung ausgestaltetes Ausführungsbeispiel ist anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben,,

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ORIGINAL INSPECTED

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Die Figur zeigt schematisch dargestellt einen Kocher mit einem Brenner und der Sicherheitseinrichtung.

Der Kocher besteht aus einem Kochergefäß 1, in dessen Boden-"bereich 2 sich eine auszukochende Ammoniak-Wasser-Lö.s.un.g' 3 "befindet. Bei dem Auskochvorgang wird das Ammoniak mit Wasseranteilen in einen oberen Kuppelbereich 4 des Kochergefäßes 1 ausgetrieben. Die zurückbleibende wäßrige Lösung wird in bekannter Weise, die nicht im vorliegenden Zusammenhang erläutert zu werden braucht, einem nicht dargestellten Absorber zugeführt. Über eine ebenfalls nicht dargestellte Umwälzpumpe wird die wieder im Absorber mit Ammoniak angereicherte Lösung durch eine Rohrleitung 5 in den Kuppelbereich 4 des Kochergefäßes 1 zurückgeführt. In diesem Kuppelbereich 4 sind Zwischenboden 6 angeordnet, an welchen die zurückgeführte, abgekühlte Ammoniak- Wasser-Lösung herabfließt. Durch diese herabfließende, abgekühlte Lösung wird das aus der Ammoniak-Wasser-Lösung 3 durch Erhitzung ausgetriebene wäßrige Ammoniak rektifiziert, d.h_o, Wasseranteile werden dem Ammoniak entzogen. Die Erhitzung des Bodenbereichs 2 des Kochergefäßes 1 erfolgt durch die Flamme 7 eines Gasbrenners 8.

Aus dem Bodenbereich 2 des Kochergefäßes 1 ist eine Rohrleitung 9 herausgeführt und endet wieder im oberen Kuppelbereich des Kochergefäßes 1. In Höhe des Mindestflüssigkeitsstandes derAmmoniak-Wasser-Lösung 3 ist innerhalb einer Ausbuchtung der Rohrleitung 9 eine Elektrode 11 als Meßfühler angeordnete Die Gegenelektrode 12 wirkt über die metallische Rohrleitung auf die Lösung« Die beiden Elektroden 11 und 12 sind an einem elektronischen Schaltverstärker 13 angeschlossen, welcher den Brenner 8 ein- und ausschaltet« Wird die Elektrode 11 durch den Flüssigkeitsstand der Ammoniak-Wasser-Lösung 3 überdeckt, so kann der Brenner 8 abhängig von sonstigen Erfordernissen in Betrieb genommen werden. Der Bodenbereich 2 des Kochergefäßes 1 wird nunmehr erhitzt und Ammoniak wird aus der im Bodenbereich 2 des Kochergefäßes 1 gesammelten Ammoniak-Wasser-Lösung 3 ausgetrieben. Unterschreitet jedoch der Pegel der

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Flüssigkeit die Elektrode 11, ist also ungenügend viel
Ammoniak-Wasser-lösung 3 im Bodenbereich 2 des Kochergefäßes 1, wird durch die elektronische Schaltung 13 eine Inbetriebnahme des Brenners 8 mit Sicherheit unterbunden.

In der Rohrleitung 9 ist ein Drosselventil 14 angeordnet,
durch welches verhindert wird, daß impulsartige Flüssigkeitsschwankungen, welche durch das Sprudeln der Flüssigkeit beim Auskochvorgang auftreten, sich fortwährend auf das Schaltverhalten des elektronischen Schaltverstärkers 13 auswirken_e

7 Patentansprüche
1 I¹IgUr

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

1/ Kocher einer nach dem Absorberprinzip arbeitenden Wärmepumpe mit einem Kochergefäß, in dessen Bodenbereich die vom Absorber zurückgeführte und durch Wärmezufuhr in den oberen Kuppelbereich auszukochende Ammoniak-Wasser-Lösung gesammelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Bereich der zulässigen Mindesthöhe des Flüssigkeitsstandes der im Kochergefäß (1) auszukochenden Ammoniak-Wasser-Lösung (3) ein Schaltfühler eine die Wärmezufuhr für den Kocher bei Unterschreitung des Mindestflüssigkeit sstandes unterbrechenden Schaltvorrichtung (13) angeordnet ist.

2e Kocher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltfühler im Bereich der zulässigen -Mindesthöhe des Flüssigkeitsstandes zwei Fühlerelektroden einer elektrischen Schaltvorrichtung (13) angeordnet sind.

3β Kocher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltfühler eine von zwei Fühlerelektroden einer elektrischen Schaltvorrichtung im Bereich der zulässigen Mindesthöhe des Flüssigkeitsstandes und im Bereich darunter die zweite Fühlerelektrode angeordnet sind.

4. Kocher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der veränderlichen Höhe des Flüssigkeitsstandes ein Steuerfühler einer die Wärmezufuhr für den Kocher regelnden Steuervorrichtung angeordnet ist ·

5. Kocher nach einem der Ansprüche 1 bis 4_t dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Bodenbereich (2) des Kochergefäßes (1) unterhalb der zulässigen Mindesthöhe des Flüssigkeitsstandes eine Rohrleitung (9) in der

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Art einer kommunizierenden Röhre herausgeführt und in den Kuppelbereich (4) des Eochergefäßes (1) zurückgeführt ist und daß der Schaltfühler in dieser Rohrleitung (9) angeordnet ist«,

6. Kocher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennz ei cn-net, daß in der Rohrleitung (9) ein Drosselventil angeordnet ist«,

7. Kocher nach Anspruch 6, dadurch gekennzei chn e t, daß das Drosselventil (14) im Durchflußbereich der Ammoniak-Wasser-Lösung in der Rohrleitung (9) angeordnet ist.

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