DE3015716A1 - Heat pump with cooler between two compressor stages - uses water filled expansion chamber with steam injection pipe as cooler - Google Patents

Heat pump with cooler between two compressor stages - uses water filled expansion chamber with steam injection pipe as cooler

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Abstract

The heat pump which extracts heat fom waste water in a flash chamber, passes the steam from the tank obtained by expansion, through two compressor stages with an expansion chamber (19) between them. cooling water from an intermediate source is also forced into the expansion chamber by a pump (22). The steam from the first compressor stage is delivered by a tube (18) with a smaller diameter spray tube (31) immersed in the liquid (32) inside the chamber. The level of this liquid is controlled by a level sensor (26) outside, which operates a control valve (23) in the feed line (24).

Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung bezieht sich auf Zwischenkühler oder Strahl- bzw. Entspannungskammern, die außerhalb und in Verbindung mit einer vielstufigen Wärmepumpe mit offenem Kreislauf angeordnet sind. Ein derartiger Zwischenkühler wird dazu verwendet, eine Zwischenkühlflüssigkeit und einen verdichteten, überhitzten Dampf in direkten Kontakt zu bringen, der an einer Zwischenstufe der Wärmepumpenverdichtung zur Verfügung steht.The invention relates to intercooler or jet or expansion chambers, the outside and in connection with a multi-stage heat pump are arranged with an open circuit. Such an intercooler is used to provide an intercooling liquid and direct contact with a compressed, superheated vapor generated at an intermediate stage of the heat pump compression is available.

Die Zwischenkühlung ist allgemein in Wärmepumpenzyklen für verschiedene Zwecke verwendet worden. So ist die Verwendung von Zwischenkühlern zur Verringerung der Verdichterarbeit in dem Artikel "Geothermal Powered Heat Pumps to Produce Process Heat" von D. T. Neill and W. P. Jensen (11. Report der Intersociety Energy Conservation Engineering Conference, September 1976, Seite 803) beschrieben worden. Jedoch zeigt die darin gegebene Erörterung in bezug auf die Rückgewinnung von Zwischenkühlwärme an, daß die als "Zwischenkühler" bezeichneten Einrichtungen tatsächlich übliche Wärmetauscher sind, durch die der überhitzte Dampf in einer Wärmeaustauschbeziehung mit, aber getrennt von einer Wärme absorbierenden Proζessströmung hindurchströmt. Die Verwendung von einem Strahl- bzw. Entspannungskühler in einer vielstufigen Dampfverdichtung in einem Wärmetauscher mit geschlossenem Kreislauf ist in dem Artikel "Applications of Thermodynamics" von Bernard D. Wood (Addison-Wesley Publishing Company, 1969) auf den Seiten 186 bis 188 beschrieben.Intercooling is common in heat pump cycles for different ones Purposes have been used. So is the use of intercoolers to reduce compressor work in the Article "Geothermal Powered Heat Pumps to Produce Process Heat" by D. T. Neill and W. P. Jensen (11th report of the Intersociety Energy Conservation Engineering Conference, September 1976, page 803). However, the one given therein shows Discussion regarding the recovery of intermediate cooling heat, that the devices referred to as "intercoolers" are actually conventional heat exchangers through which the superheated steam in a heat exchange relationship with but separately from a heat absorbing process flow. The usage of a jet or expansion cooler in a multi-stage vapor compression in a heat exchanger with a closed circuit in the article "Applications of Thermodynamics" by Bernard D. Wood (Addison-Wesley Publishing Company, 1969) on pages 186 bis 188 described.

Gewisse im Handel erhältliche Wasserdampfverdichter haben Maßnahmen für eine Zwischenstufeneinspritzung von Flüssigkeiten und sind auch geeignet für kleine Mengen an überschüssiger Flüssigkeit am Einlaß zu jeder Stufe. Die in dieser Weise injizierte Flüssigkeit ist ebenfalls eine Form der Strahl- bzw. Entspannungszwischenkühlung. Externe Zwischenkühler gemäß der Erfindung sind für eineCertain commercially available steam compressors have measures for an interstage injection of liquids and are also suitable for small amounts of excess liquid on the Entrance to each stage. The liquid injected in this way is also a form of jet or relaxation intermediate cooling. External intercoolers according to the invention are for one

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Verwendung in denjenigen Fällen vorgesehen, in denen eine Zwischenstufen-Flüssigkeitsinjektion praktisch nicht verwendbar ist, beispielsweise zum Schutz gegen den Einschluß von Flüssigkeitströpfchen oder wegen einer Überschwemmung oder wenn eine Flüssigkeitstrennung erforderlich ist.Use in those cases where an interstage liquid injection is required is not practical, for example, for protection against entrapment of liquid droplets or because of flooding or when liquid separation occurs is required.

Da die Zwischenkühlflüssigkeit um untere Verdichterstufen herumgeleitet wird, wird ein erhöhter Wirkungsgrad erzielt. Die Strahlbzw. Entspannungskühlung als solche senkt die erforderlich Verdichterarbeit, indem sowohl die Verdichtungsarbeit pro Massenströmung durch die geringere Überhitzung verringert wird als auch die Massenströmung verringert wird, die die unteren Verdichtungsstufen bewältigen müssen, da die als ein Zwischenkühlmittel zugeführte Flüssigkeit die ersten Verdichterstufen umgeht, aber Teil der endgültigen Produktströmung wird.Because the intermediate cooling liquid is routed around lower compressor stages increased efficiency is achieved. The beam or Relaxation cooling as such lowers the required compressor work, by reducing both the compression work per mass flow due to the lower overheating and also the mass flow is reduced, which the lower compression stages have to deal with, since the supplied as an intermediate coolant Liquid bypasses the first stages of the compressor but becomes part of the final product flow.

Die Verwendung von externen Zwischenkühlern und zugehörigen Steuerungen sind in der gleichzeitig eingereichten deutschen Patentanmeldung P (Aktenzeichen der gleichen Anmelderin:The use of external intercoolers and associated controls are in the German patent application P filed at the same time (file number of the same applicant:

8321-RD-9956 mit der US-Serial Nr. 33 176 mit der Priorität vom 25. April 1979) offenbart.8321-RD-9956 with U.S. Serial No. 33,176 having priority on April 25, 1979).

Gemäß der Erfindung kann an einer oder mehreren gewählten Zwischenstufen von vielstufigen Wärmepumpen mit offenem Kreislauf die Überhitzung in dem verdichteten Dampf an der einen oder mehreren Stufen außerhalb der Dampfverdichter in einer sicher gesteuerten Weise reduziert oder eliminiert werden durch einen direkten Kontakt zwischen dem Dampf und der Flüssigkeit. So sind Mittel mit einer extern angeordneten Zwischenkühlmittelkammer verbunden, um dieser Flüssigkeit zuzuführen, es sind Mittel in der Zwischenkühlmittelkammer angeordnet, um für einen direkten, innigen Kontakt zwischen dem verdichteten Dampf und der von einer Flüssigkeitsquelle zugeführten Flüssigkeit zu sorgen, es sind Mittel mit der Zwischenkühlmittelkammer verbunden, um das Niveau der sich in der Zwischenkühlmittelkammer ansammelnden Flüssigkeit abzutasten, und es sindAccording to the invention, one or more selected intermediate stages can be used of multi-stage open circuit heat pumps cause overheating in the compressed steam at one or more Stages outside the steam compressor can be reduced or eliminated in a safely controlled manner through direct contact between the vapor and the liquid. So means are connected to an externally arranged intermediate coolant chamber to this To supply liquid, there are means arranged in the intermediate coolant chamber in order for direct, intimate contact between the compressed vapor and the liquid supplied from a liquid source are means with the intermediate coolant chamber connected to sense the level of the liquid accumulating in the intercoolant chamber, and there are

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Mittel vorgesehen, die die Abtastmittel und die Flüssigkeitsquelle miteinander verbinden, um die Menge der durch die Flüssigkeitsquelle der Zwischenkühlmittelkammer zugeführten Flüssigkeit zu steuern. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel· der Erfindung erzeugen die Abtastmittel ein pneumatisches Signal, das dem abgetasteten Flüssigkeitsniveau proportional ist, und die Steuermittel verändern dementsprechend die Menge der der Zwischenkühlerkammer zugeführten Flüssigkeit.Means are provided for the scanning means and the liquid source connect with each other to increase the amount of the liquid supplied by the liquid source to the intermediate coolant chamber steer. In a preferred embodiment of the invention, the scanning means generate a pneumatic signal corresponding to the scanned Liquid level is proportional, and the control means change the amount of the intercooler chamber accordingly supplied liquid.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention will now be based on further features and advantages the following description and the drawing of exemplary embodiments explained in more detail.

Figur 1 ist eine schematische Darstellung und zeigt in einem Strömungsdiagramm die Einfügung von einem Zwischenkühler an einer Verdichtungszwischenstufe in einer vielstufigen Wärmepumpe mit offenem Kreislauf.FIG. 1 is a schematic illustration and shows the insertion of an intercooler in a flow diagram at an intermediate compression stage in a multi-stage heat pump with an open circuit.

Figuren 2, 3, 4 und 5 zeigen schematisch verschiedene interne Anordnungen für Zwischenkühler gemäß der Erfindung zur Herbeiführung eines direkten Dampf/Flüssigkeitskontaktes, Anordnungen für die Einführung von verdichtetem Dampf in den Zwischenkühler und Maßnahmen zur gesteuerten Lieferung von Zwischenkühlmittelflüssigkeit.Figures 2, 3, 4 and 5 show schematically various internal Arrangements for intercoolers according to the invention for bringing about direct vapor / liquid contact, Arrangements for the introduction of compressed steam into the intercooler and measures for controlled delivery of intermediate coolant fluid.

In Fig. 1 tritt eine Flüssigkeitsströmung (beispielsweise eine einen geringen Wärmegehalt aufweisende Abwasserströmung mit einer Temperatur in dem Bereich von 38 bis 93°C(bzw. 100 bis 2000F)) in eine Strahl- bzw. Entspannungskammer (flash chamber) 11 über eine Leitung 12 ein, nachdem sie durch ein Reglerventil 13 hindurchgeströmt ist, das eine Expansion der Strömung auf den durch die Pumpe 14 hervorgerufenen kleinen Druck bewirkt. In der Strahl- bzw. Entspannungskammer 11 wird die zweiphasige Mischung aus Flüssigkeit und Dampf aufgrund der Expansion durch das Regerventil durch die Schwerkraft getrennt.In Fig. 1, a liquid flow occurs (e.g., a low heat content containing wastewater flow having a temperature in the range of 38 to 93 ° C (resp. 100 to 200 0 F)) into a jet or expansion chamber (flash chamber) 11 on a line 12 after it has passed through a regulator valve 13 which causes the flow to expand to the small pressure created by the pump 14. In the jet or expansion chamber 11, the two-phase mixture of liquid and vapor is separated by gravity due to the expansion through the control valve.

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Die Flüssigkeit wird aus der Kammer 11 durch eine Pumpe 14 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit abgeführt, und gleichzeitig wird von dem oberen Abschnitt dieser gleichen Kammer über eine Leitung 16 durch die Pumpwirkung der ersten Verdichterstufe Dampf abgeführt, wobei dieser Dampf verdichtet wird. Die Verdichtung des Dampfes erhöht nicht nur seinen Druck, sondern überhitzt auch gleichzeitig den Dampf.The liquid is drawn from the chamber 11 by a pump 14 a predetermined speed, and at the same time from the upper portion of this same chamber via a Line 16 by the pumping action of the first compressor stage steam discharged, this vapor being compressed. The compression of the steam not only increases its pressure, but also superheats at the same time the steam.

Somit tritt Dampf, der in den niederstufigen Verdichter 17 eintritt, (entweder direkt von der Entspannungskammer 11 kommender Dampf oder verdichteter Dampf von einem vorhergehenden Verdichter in der vielstufigen Folge), als verdichteter, überhitzter Dampf aus und strömt über die Leitung 18 zur Zwischenstrahlkammer oder dem Zwischenkühler 19, der beispielsweise einer der externen Zwischenkühler sein kann, wie sie in den Figuren 2 bis 5 gezeigt sind. Zur gleichen Zeit wird Zwischenkühlmittelflüssigkeit (oder Zwischenkühlmittelflüssigkeit und Dampf) von einer Quelle 21 über eine Pumpe 22, eine Steuerventilanordnung 23 und eine Leitung 24 zum Zwischenkühler 19 geliefert. Die Zwischenkühlmittelzufuhr zum Zwischenkühler 19 hängt von der Größe des Flüssigkeitsdurchsatzes ab, der von der Steuerventilanordnung 23 in Abhängigkeit von einem Steuersignal von einer Niveausteuerung 26 gestattet wird, die den Pegel bzw. das Niveau der in der Kammer 19 angesammelten Flüssigkeit abtastet.Thus, steam that enters the low-stage compressor 17 occurs, (either steam coming directly from the expansion chamber 11 or compressed steam from a preceding compressor in the multi-stage sequence), as compressed, superheated steam from and flows via the line 18 to the intermediate jet chamber or the intermediate cooler 19, which is one of the external intermediate coolers, for example can be, as shown in Figures 2 to 5. At the same time becomes intermediate coolant liquid (or intermediate coolant liquid and steam) from a source 21 via a pump 22, a control valve assembly 23 and a conduit 24 to the Intercooler 19 supplied. The supply of intermediate coolant to the intermediate cooler 19 depends on the size of the liquid throughput from, which is permitted by the control valve assembly 23 in response to a control signal from a level control 26, which the The level or the level of the accumulated liquid in the chamber 19 is scanned.

Es ist wichtig, die Menge der Kühlmittelflüssigkeit in dem Zwischenkühler 19 zu jeder Zeit zu steuern, um die erforderliche Zwischenkühlmittelverdampfung zu erreichen (wodurch die richtige Überhitzungsverringerung in dem verdichteten Dampf herbeigeführt wird) und trotzdem nicht so viel Flüssigkeit zu liefern, daß Flüssigkeitströpfchen in dem Dampfstrom mitgetragen werden, der die Kammer 19 mit einer geringen oder gar keinen Überhitzung verläßt. Diese Steuerung wird dadurch herbeigeführt, daß das Niveau der angesammelten Flüssigkeit in vorbestimmten Grenzen gehaltenIt is important to know the amount of coolant liquid in the intercooler 19 to be controlled at all times in order to achieve the required intercoolant evaporation (whereby the correct Superheat reduction in the compressed steam is brought about) and still not to supply so much liquid that Liquid droplets are entrained in the vapor stream exiting chamber 19 with little or no overheating. This control is brought about by keeping the level of the accumulated liquid within predetermined limits

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wird, wobei dieses Flüssigkeitsniveau durch einen Niveauregler 26 und eine kombinierte Stell/Ventilanordnung 23 abgetastet und gesteuert wird, die üblicherweise pneumatisch oder elektrisch arbeitet. is, this liquid level scanned and controlled by a level controller 26 and a combined actuator / valve assembly 23 which usually works pneumatically or electrically.

Die vereinigte Dampfströmung aus dem Zwischenkühler 19 tritt über eine Leitung 27 in einen Verdichter 28 für eine zusätzliche Verdichtung ein. Der verdichtete Dampf aus der höheren Verdichterstufe 28 kann direkt zu einer noch höheren Verdichterstufe strömen und durch diese hindurchtreten, nachdem sie einer zusätzlichen
Zwischenkühlung unterworfen worden ist, oder sie kann direkt als ein Dampfproduktstrom austreten.The combined steam flow from the intercooler 19 enters a compressor 28 via a line 27 for additional compression. The compressed steam from the higher compressor stage 28 can flow directly to an even higher compressor stage and pass through this after having an additional
Has undergone intercooling, or it may exit directly as a vapor product stream.

In den Figuren 2 bis 5 sind verschiedene Ausführungsbeispiele für externe Zwischenkühler und für die gesteuerte Zufuhr von verdichtetem Dampf und Zwischenkühlmittelflüssigkeit gezeigt. In der in
Fig. 2 gezeigten Anordnung wird verdichteter Dampf, der von einer niederen Verdichterstufe 19 über eine Leitung 18 ankommt, durch
eine Sprüheinrichtung (sparger) 31 unterhalb der Oberfläche der angesammelten Zwischenkühlmittelflüssigkeit 32 eingeführt. Der daraus resultierende direkte Kontakt zwischen dem überhitzten verdichteten Dampf und dem flüssigen Zwischenkühlmittel führt zu einer Verdampfung des Zwischenkühlmittels und einer Senkung der Temperatur des verdichteten Dampfes, vorzugsweise auf seine Sättigungstemperatur bei dem herrschenden Druck. Ein Leitblech 33 dient als ein Tropfenaufpralltrenner, wodurch die Übertragung von Flüssigkeitströpfchen in der austretenden vereinigten (Dampf mit verminderter Überhitzung plus Zwischenkühlmitteldampf) Strömung reduziert oder eliminiert wird. Zwischenkühlmittelflüssigkeit tritt am unteren
Ende des Zwischenkühlers 19 über eine Leitung 24 ein. Eine Steuerung der Zufuhr von flüssigem Zwischenkühlmittel wird in der allgemeinen Weise durchgeführt, wie sie vorstehend beschrieben wurde. Vorrichtungsbeispiele für die Abtast- und Steuerfunktionen
(Regler 26) und die Stell/Strömungseintrittsfunktionen (Stell/
Ventilanordnung 23) sind die FlüssigkeitsniveaureglerIn FIGS. 2 to 5, various exemplary embodiments for external intercoolers and for the controlled supply of compressed steam and intercoolant liquid are shown. In the in
The arrangement shown in FIG. 2 is compressed steam which arrives from a lower compressor stage 19 via a line 18 through
a sparger 31 is introduced below the surface of the accumulated intermediate coolant liquid 32. The resulting direct contact between the superheated compressed steam and the liquid intermediate coolant leads to evaporation of the intermediate coolant and a reduction in the temperature of the compressed steam, preferably to its saturation temperature at the prevailing pressure. A baffle 33 serves as a drop impingement separator, thereby reducing or eliminating the transfer of liquid droplets in the exiting combined (reduced superheat vapor plus intercoolant vapor) flow. Intermediate coolant fluid occurs at the bottom
End of the intercooler 19 via a line 24. Control of the supply of intermediate liquid coolant is performed in the general manner as described above. Device examples for the scanning and control functions
(Controller 26) and the control / flow inlet functions (control /
Valve arrangement 23) are the liquid level regulators

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(Katalog Nr. 2500-249) und die Steuerventilanordnung (Katalog Nr. 667-EC), die von der Firma Fisher Controls Company, Marshalltown, Iowa, gefertigt werden. Bei Verwendung einer derartigen Vorrichtung tastet der Regler 26 das Flüssigkeitsniveau zwischen gezeigten oberen und unteren Verbindungen mit der Kammer 19 ab und erzeugt ein pneumatisches Ausgangssignal, das der Steuerventilanordnung über die Leitung 34 zugeführt wird und das dem abgetasteten Flüssigkeitsniveau in Relation zu der Niveaudifferenz zwischen diesen Verbindung proportional ist. Auf dieses Signal hin ermittelt die Steuerventilanordnung 23 die Größe der Zwischenkühlmittelzufuhr zur Kammer 19 über die Leitung 24. Auf diese Weise wird das Niveau der in der Kammer 19 angesammelten Flüssigkeit zwischen eingestellten Grenzen gehalten. Systemerfordernisse bezüglich der erhitzten Flüssigkeit können gleichzeitig über eine Auslaßleitung 36 mit einer geringen, festen Geschwindigkeit eingehalten werden.(Catalog No. 2500-249) and the control valve assembly (Catalog No. 667-EC) available from Fisher Controls Company, Marshalltown, Iowa. Using such a device, the controller 26 senses the liquid level between those shown upper and lower connections with the chamber 19 and generated a pneumatic output signal which is supplied to the control valve assembly via line 34 and which is the sampled Liquid level in relation to the level difference between these compounds is proportional. Determined on this signal the control valve assembly 23 the size of the intermediate coolant supply to chamber 19 via line 24. In this way, the level of liquid accumulated in chamber 19 is between set Limits kept. System requirements with respect to the heated liquid can be carried out simultaneously via an outlet line 36 a low, fixed speed must be maintained.

Ein direkter Kontakt zwischen dem überhitzten, verdichteten Dampf und dem flüssigen Zwischenkühlmittel wird in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 dadurch herbeigeführt, daß eine Aufwärtsströmung von verdichtetem Dampf, der oberhalb des Niveaus der angesammelten Flüssigkeit 32 eingeführt wird, mit der Abwärtsströmung von verteilter Zwischenkühlmittelflüssigkeit in Wechselwirkung gebracht wird, um den Flüssigkeits/Dampfkontakt zu maximieren. Auch wenn in Fig. 3 Sprühdüsen 41 gezeigt sind, so können auch andere Mittel, wie beispielsweise Lochplatten, Leitanordnungen oder benetzte Wände verwendet werden, um die Flüssigkeit zu verteilen oder zu dispergieren. Flüssigkeit, die ohne Verdampfung durch die Kammer 19 nach unten fließt, sammelt sich am Boden, wie es gezeigt ist. Die Zufuhr von Zwischenkühlmittelflüssigkeit über die Leitung 24 wird in der gleichen Weise gesteuert, wie es vorstehend beschrieben wurde (beispielsweise wie es in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurde). Das sich in der Kammer 19 sammelnde flüssige Kühlmittel wird daran gehindert, ein vorbestimmtes maximales Niveau zu überschreiten, indem die erhitzte FlüssigkeitA direct contact between the superheated, compressed steam and the liquid intermediate coolant is brought about in the exemplary embodiment according to FIG. 3 in that an upward flow of compressed vapor introduced above the level of the accumulated liquid 32 with the downward flow interacted by distributed intercoolant liquid to maximize liquid / vapor contact. Even if spray nozzles 41 are shown in FIG. 3, other means, such as perforated plates, guide arrangements, for example, can also be used or wetted walls can be used to distribute or disperse the liquid. Liquid that does not evaporate flowing down through chamber 19 collects at the bottom as shown. The supply of intermediate coolant liquid via line 24 is controlled in the same manner as previously described (e.g., as described in connection with Fig. 2 was described). The liquid coolant collecting in the chamber 19 is prevented from reaching a predetermined maximum Level to be exceeded by the heated liquid

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(beispielsweise wegen Systemerfordernissen) mit einer geringen, festen Geschwindigkeit abgeführt wird (über die Leitung 36), die mit den Grenzen der Steuerung der Zwischenkühlmittel-Eingangsströmung vereinbar ist.(for example due to system requirements) is discharged at a low, fixed rate (via line 36), the is consistent with the limits of control of the intercoolant inlet flow.

In der Anordnung gemäß Fig. 4 erfolgt der Eintritt des überhitzten, verdichteten Dampfes in der gleichen Weise, wie es in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde, und die Zwischenkühlmittelflüssigkeit für den erforderlichen Flussigkeite^Dampfkontakt wird durch Sprühdüsen 41 verteilt, wobei eine Pumpe 51 verwendet wird, um die Zwischenkühlmittelflüssigkeit mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit umzuwälzen. Neue Zwischenkühlmittelflüssigkeit wird am Boden der Kammer 19 über eine Leitung 24 gesteuert zugeführt, wobei ein Regler 26 und eine Steuerventilanordnung 23 in der gleichen Weise verwendet werden, wie es vorstehend in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurde.In the arrangement according to FIG. 4, the overheated, compressed vapor in the same manner as described in connection with Fig. 3 and the intermediate coolant liquid for the required liquids ^ steam contact is made by spray nozzles 41, a pump 51 being used to supply the intermediate coolant liquid at a predetermined rate to overturn. New intermediate coolant liquid is controlled at the bottom of the chamber 19 via a line 24, wherein a Regulator 26 and control valve assembly 23 can be used in the same manner as described above in connection with FIG became.

Die in Fig. 5 gezeigte Anordnung ist weitgehend die gleiche wie die in Fig. 3 gezeigte, sie unterscheidet sich davon aber darin, daß ein größerer Wärmeaustausch durchgeführt werden kann. So tritt zusätzlich zu dem direkten Flüssigkeits/Dampfkontakt oberhalb der gesammelten Flüssigkeit 32 auch ein Wärmeaustausch zwischen dem eintretenden überhitzten, verdichteten Dampf und dem gesammelten flüssigen Zwischenkühlmittel 32 über die Wände der Leitung 18, die mit dieser Flüssigkeit in Kontakt sind, und insbesondere über die Wände des vergrößerten Leitungsabschnittes 61 auf. Ansonsten ist die Arbeitsweise der Anordnung gemäß Fig. 5 die gleiche, wie sie vorstehend in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde.The arrangement shown in Fig. 5 is largely the same as that shown in Fig. 3, but differs therefrom in that that a greater heat exchange can be carried out. So in addition to the direct liquid / vapor contact above the collected liquid 32 also provides a heat exchange between the incoming superheated, compressed vapor and the collected liquid intermediate coolant 32 over the walls of the conduit 18 which are in contact with this liquid, and in particular over the walls of the enlarged line section 61. Otherwise, the mode of operation of the arrangement according to FIG. 5 is the same as it was described above in connection with FIG.

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e ee e

ΛΑΛΑ

r s e ite rse ite

Claims (6)

PatentansprücheClaims Vielstufige Wärmepumpe mit offenem Kreislauf, mit einem ersten Dampfverdichter, dessen Eingang mit einer Entspannungskammer in Verbindung steht, einem höherstufigen Dampfverdichter, dessen Eingang mit dem Ausgang des ersten Dampfverdichters in Strömungsverbindung steht, einarmit der Entspannungskammer in Verbindung stehendai Einrichtung zum Pumpen von Flüssigkeit und mit einem Steuerventil für die Flüssigkeitsströmung zu der Entspannungskammer ,Multi-stage heat pump with open circuit, with a first steam compressor, whose entrance is connected to an expansion chamber is in connection, a higher-stage vapor compressor, its The inlet is in flow connection with the outlet of the first vapor compressor, one arm with the expansion chamber in connection standingai device for pumping liquid and with a control valve for the flow of liquid to the expansion chamber, gekennzeichnet durch eine Zwischenkühlerkammer (19), die außerhalb der Verdichter (17, 28) angeordnet und mit dem Auslaß des ersten DampfVerdichterscharacterized by an intercooler chamber (19) which is outside the compressor (17, 28) and connected to the outlet of the first steam compressor (17) und mit dem Einlaß des höherstufigen DampfVerdichters (28) in Strömungsverbindung steht,(17) and with the inlet of the higher-stage steam compressor (28) is in flow connection, mit der Zwischenkühlerkammer (19) verbundene Mittel (21,22) zur Einspeisung von Flüssigkeit in diese,means (21, 22) connected to the intercooler chamber (19) for feeding liquid into it, eine in der Zwischenkühlerkammer (19) angeordnete Einrichtung (31,41) zur Herbeiführung eines direkten innigen Kontaktes zwischena device arranged in the intercooler chamber (19) (31,41) to bring about a direct intimate contact between 3 0045/08483 0045/0848 dem verdichteten Dampf aus dem ersten Dampfverdichter (17) und der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitseinspeisung (21,22), mit der Zwischenkühlerkammer (19) verbundene Mittel (26) zum Abtasten des Flüssigkeitsniveaus in der Zwischenkühlerkammer (19) undthe compressed steam from the first steam compressor (17) and the liquid from the liquid feed (21,22), means (26) connected to the intercooler chamber (19) for Sensing the liquid level in the intercooler chamber (19) and eine sowohl mit der Flüssigkeitseinspeisung (21,22) als auch den Niveauabtastmitteln (26) verbundene Anordnung zum Steuern der von der Flüssigkeitseinspeisung (21,22) zugeführten Flüssigkeitsmenge zur Zwischenkühlerkammer (19) in Abhängigkeit von der Abtastung des Flüssigkeitsniveaus durch die Niveauabtastmittel .a control arrangement connected to both the liquid feed (21, 22) and the level sensing means (26) the amount of liquid fed from the liquid feed (21, 22) to the intercooler chamber (19) as a function of of the sensing of the liquid level by the level sensing means. 2. Wärmepumpe nach Anspruch 1 ,2. Heat pump according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (23) ein pneumatisch betätigtes Ventil ist.characterized in that the control arrangement (23) is a pneumatically operated valve. 3. Wärmepumpe nach Anspruch 1,3. Heat pump according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastmittel (26) das Flüssigkeitsniveau abtasten und die Steueranordnung (23) im Verhältnis zu dem abgetasteten Flüssigkeitsniveau betätigen. characterized in that the scanning means (26) scan the liquid level and the control arrangement Actuate (23) in relation to the sensed liquid level. 4. Wärmepumpe nach Anspruch 3,4. Heat pump according to claim 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastmittel das Flüssigkeitsniveau zwischen im voraus eingestellten Grenzen abtasten.characterized in that the sensing means measures the liquid level between preset ones Sensing boundaries. 5. Wärmepumpe nach Anspruch 1,5. Heat pump according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Herbeiführung eines direkten innigen Kontaktes ein Sprühereinlaß (31) für den verdichteten Dampf ist.characterized in that the means for bringing about a direct intimate contact is a Sprayer inlet (31) for the compressed steam is. 6. Wärmepumpe nach Anspruch 1 ,6. Heat pump according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Herbeiführung des direkten innigen Kontaktes Sprüh-characterized in that the device for bringing about the direct intimate contact spray 030045/0848030045/0848 düsen (41) für die Flüssigkeit umfaßt.comprises nozzles (41) for the liquid. 030045/084030045/084
DE19803015716 1979-04-25 1980-04-24 Heat pump with cooler between two compressor stages - uses water filled expansion chamber with steam injection pipe as cooler Withdrawn DE3015716A1 (en)

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