DE3014029A1

DE3014029A1 - Waermepumpenanlagen fuer heizungszwecke

Info

Publication number: DE3014029A1
Application number: DE19803014029
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr.-Ing. 4030 Ratingen Stoy; Rudolf Ing.(grad.) Wehn; Heinrich Dipl.-Ing. 4300 Essen Wehsarg
Original assignee: Rheinisch Westfaelisches Elektrizitaetswerk AG
Current assignee: RWE AG
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1980-04-11
Publication date: 1981-10-22

Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmepumpenanlage für Heizungszwecke, - mit

Wärmeabsorber,
Verdampfer und
Kondensator mit zugeordnetem Heizungswärmetauscher,

mit über den Verdampfer sowie den Kondensator geführtem, mit zumindest einem Verdichter vor dem Kondensator und mit zumindest einem Expansionsventil vor dem Verdampfer ausgerüstetem Kältemittelkreislauf sowie mit über den Wärmeabsorber und den Verdampfer geführtem, mit einer Wärmepumpe ausgerüstetem Wärmeträgerkreislauf, - wobei der Verdichter einen Antriebsmotor und dieser eine Kühleinrichtung aufweist. - Wärmeabsorber bezeichnet Absorber für Umweltwärme, Abwärme u. dgl., ζ. Β. sog. Wärmequellenanlagen mit großer Oberfläche in Form von Energiedächern, Energiestapeln, Wärmetauscher für Erdreich, Laufwasser u. dgl,, die im Gegensatz zu Wärmepumpenanlagen mit Luftkühler und Gebläse gebläsefrei und daher geräuscharm arbeiten (vgl. z. B. die Wärmeabsorber der Anmeldungen P 29 45 052.6-16 und P 29 45 051.9-16 der Anmelderin). Wärmepumpenanlagen des beschriebenen Aufbaus basieren auf dem Prinzip, daß durch den Wärmeabsorber als Wärmetauscher eine Wärmeträgerflüssigkeit (z. B. eine Sole mit Gefrierpunkt von -15 ⁰C) gepumpt wird, welche danach die aufgenommene Wärme zum Verdampfer der Wärmepumpe transportiert. Die Wärmeabsorber sind also letztenendes Wärmetauscher, sie können in unterschiedlicher Weise gestaltet sein. Es versteht sich von selbst, daß eine derartige Wärmepumpenanlage auch mit einer Mehrzahl der beschriebenen Aggregate, z. B. mit mehreren Wärmeabsorbern mit zugeordnetem Wärme-

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trägerkreislauf, mehreren Verdichtern und mehreren Antriebsmotoren ausgerüstet sein kann. Lediglich aus terminologischen Gründen wird im Singular formuliert.

Bei den (aus der Praxis) bekannten Wärmepumpenanlagen der beschriebenen Gattung und Zweckbestimmung ist die Kühlung des Antriebsmotors des Verdichters eine Fremdkühlung. Die Motorabwärme wird als Verlustwärme an die Umgebung abgegeben. Das beeinträchtigt die Leistungszahl oder Arbeitszahl der Wärmepumpenanlage insgesamt; denn die Motorabwärme geht für die Heizleistung verloren.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Wärmepumpenanlage so weiter auszubilden, daß auch die Motorabwärme des Antriebsmotors des Verdichters für die Heizleistung einsetzbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Kühleinrichtung des Antriebsmotors von dem Wärmeträger des Wärmeträgerkreises auf seinem Wege vom Wärmeabsorber zum Verdampfer gekühlt ist. Das kann auf verschiedene Weise geschehen. Insbesondere kann die Kühleinrichtung in den Wärmeträgerkreis unmittelbar eingeschaltet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Kühleinrichtung des Antriebsmotors über eine Bypasseinrichtung an den Wärmeträgerkreislauf anzuschließen. Wird mit einer Bypasseinrichtung gearbeitet, so ist die Bypasseinrichtung insgesamt zweckmäßigerweise mit Steuer- und/oder Regelventilen ausgerüstet.

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Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei der erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage die Motorabwärme über den Wärmeträgerkreislauf dem Verdampfer und damit der Wärmepumpenanlage zugeführt und in Heizleistung umgesetzt wird. Die Leistungszahl oder Arbeitszahl der Wärmepumpenanlage insgesamt kann dadurch beachtlich verbessert werden, und zwar insbes. dann, wenn es sich um Wärmepumpenanlagen mit großer Heizleistung handelt, die für den Verdichterantrieb einen Antriebsmotor mit entsprechender Antriebsleistung verlangen, mag es sich dabei um einen Elektromotor oder auch um einen Verbrennungsmotor handeln.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Schema einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage .

Die in der Figur dargestellte Wärmepumpenanlage ist insbes. für Heizungszwecke bestimmt. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören

ein Wärmeabsorber 1,
ein Verdampfer 2 und

ein Kondensator 3 mit zugeordnetem Heizungswärmetauscher 4.

An den Heizungswärmetauscher ist das eigentliche Heizungssystem mittelbar oder unmittelbar angeschlossen. Zu der Anlage gehört aber auch ein über den Verdampfer 2 sowie den Kondensator 3 geführter, mit zumindest einem Verdichter 5 vor dem Kondensator 3 und zumindest einem Expansionsventil 6 vor dem Verdampfer 2 ausge-

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rüsteter Kältemittelkreislauf 7. Zur Anlage gehört fernerhin ein über den Wärmeabsorber 1 und den Verdampfer 2 geführter, mit einer Wärmeträgerpumpe 8 ausgerüsteter Wärmeträgerkreislauf 9. Der Verdichter 5 ist mit einem Antriebsmotor 10 ausgerüstet und dieser weist eine Kühleinrichtung 11 auf.

Die Kühleinrichtung 11 des Antriebsmotors 10 ist von dem Wärmeträger des Wärmeträgerkreislaufs 9 auf seinem Wege vom Wärmeabsorber 1 zum Verdampfer 2 gekühlt. Dabei ist im Ausführungsbeispiel die Anordnung so getroffen, daß die Kühleinrichtung 11 über eine Bypasseinrichtung 12 an den Wärmeträgerkreislauf angeschlossen ist. Sie könnte aber auch unmittelbar in den Wärmeträgerkreislauf 9 eingeschaltet und dadurch mit dem Wärmeabsorber 1 sowie dem Verdampfer 2 in Reihe geschaltet sein. Bei der dargestellten Ausfuhrungsform ist die Bypasseinrichtung 12 mit Steuer- und/oder Regelventilen 13 ausgerüstet. - Handelt es sich um Anlagen bei denen der Antriebsmotor der Wärmeträgerpumpe 8 der Kühlung bedarf, so kann auch dessen Kühlung in der beschriebenen Weise von dem Wärmeträger des Wärmeträgerkreislaufes 9 bewirkt werden.

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Claims

30H029 Andrejewski, Honke & Partner Patentanwälte

Diplom-Physiker

Dr. Walter Andrejewski

Diplom-Ingenieur

Dr.-Ing. Manfred Honke

Diplom-Physiker

Dr. Karl Gerhard Masch

Anwaltsakte: _Kc ο ο ο/nc 4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. ΊΟ0254

55 322/RS- _1O

Patent- und Hilfsgebrauchsmusteranmeldung Rheinisch-Westfälisches Elektrizitätswerk AG Kruppstraße 5_f 4300 Essen 1

Wärmepumpenanlagen für Heizungszwecke

Ansprüche :
MJi Wärmepumpenanlagen für Heizungszwecke, - mit

Wärmeabsorber,
Verdampfer und
Kondensator mit zugeordnetem Heizungswärmetauscher,

mit über den Verdampfer sowie den Kondensator geführtem, mit zumindest einem Verdichter vor dem Kondensator und mit zumindest einem Expansionsventil vor dem Verdampfer ausgerüstetem Kältemittelkreislauf sowie mit über den Wärmeabsorber und den Verdampfer ge-

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führteia, mit einer Wärmepumpe ausgerüstetem Wärmeträgerkreislauf, - wobei der Verdichter einen Antriebsmotor und dieser eine Kühleinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (11) des Antriebsmotors (10) von dem Wärmeträger des Wärmeträgerkreislaufs (9) auf seinem Wege vom Wärmeabsorber (1) zum Verdampfer (2) gekühlt ist.
2. Wärmepumpenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (11) des Antriebsmotors (10) in den Wärmeträgerkreislauf (9) unmittelbar eingeschaltet ist.
3. Wärmepumpenanlage nach Anspruch 1_f dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (11) des Antriebsmotors (10) an den Wärmeträgerkreislauf (9) über eine Bypasseinrichtung (12) angeschlossen ist.
4. Wärmepumpenanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypasseinrichtung (12) mit Steuer- und/oder Regelventilen (13) ausgerüstet ist.

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