DE307388C

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Publication number: DE307388C
Application number: DENDAT307388D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen des Frischwassers für Warmwasserversorgung von, Gebäulichkeiten u. dgl. Danach wird ein erheblicher Teil der dem verbrauchten Wasser (bestehend aus dem erwärmten und aus dem etwa beigemischten kalten Wasser) innewohnenden Wärmemenge mittels einer nach Art von Kompressionskältemaschinen arbeitenden Kraftanlage in das zu erwärmende Frischwasser gefördert, wobei sich diese Wärme mit der in der Kraftanlage aus mechanischer Energie umgesetzten Wärme und nötigenfalls (des Ersatzes .halber) mit von außen zugeleiteter oder einem Körper verhältnismäßig niedriger Temperatur-entnommenen Wärme vereinigt. Das Verfahren kann so ausgebildet sein, daß das Frischwasser vor dem Eintritt in den Verflüssiger der Kraftanlage in einer Gegenstromvorrichtung mittels des ablaufenden, verbrauchten Wassers vorgewärmt wird.

Es sind schoß Verfahren zum Betrieb von Heizanlagen bekannt, bei denen mittels einer nach Art von Kompressionskältemaschinen arbeitenden Kraftanlage Wärme aus einem Ort niedriger Temperatur an einen Ort höherer Temperatur gefördert wird. Dort ist das zu heizende Mittel im Kreislauf geführt, und der Hauptteil der an dasselbe zu übertragenden Wärmemenge wird von außen herangezogen. Das Verfahren nach der Erfindung unterscheidet sich von den vorbekannten Verfahren dadurch, daß der Hauptteil der Wärme im Kreislauf geführt und das zu beheizende Mittel stets frisch zugeführt und im verbrauchten Zustand nach außen abgeleitet wird. Das Verfahren eignet sich insbesondere für die Warmwasserversorgung von größeren Wohn-, Geschäfts- und Krankenhäusern, Hotels, Fabriken usw. Die Anwendungsmöglichkeit ist groß, da man in neuerer Zeit in der Lage ist, wirtschaftlich gut arbeitende, elektrisch betriebene Kleinkältemaschinen zu bauen, welche wenig Platz beanspruchen und keiner nennenswerten Wartung bedürfen.

Die Zeichnung zeigt schematisch zwei Ausführungsbeispiele von nach der Erfindung arbeitenden Warmwasserversorgungsanlagen. Bei der in Fig. 1 dargestellten Anlage wird die dem Frischwasser zuzuführende Wärmemenge zu einem Teil dem verbrauchten Wasser, zu einem andern Teil dem Grundwasser entnommen. Bei der in Fig. 2 dargestellten Anlage wird das verbrauchte Wässer vor dem Eintritt in den sog. Verdampf er der Kraftanlage durch eine Gegenstromvorrichtung geleitet, wo es das Frischwasser vor dem Eintritt in den Verflüssiger (Kondensator) der Kraftanlage vorwärmt. In beiden Fällen geht dem Frischwasser überdies diejenige Wärmemenge zu, welche in der Kraftanlage aus mechanischer Ener-, gie umgesetzt wird.

In Fig. ι ist 1 ein stehender Kolbenverdichter, welcher einen Wärmeträger im Kreislauf fördert. Er drückt verdichtete Gase durch das Rohr 2 in die Schlange 3 des Verflüssigers 4, woselbst diese Gase durch Wärmeentzug verflüssigt werden, um alsdann nach Durchströmen der Drpsselstrecke 5 in die Rohrschlange 6 zu gelangen. Dieselbe ist in einem für das

Grundwasser durchlässigen Behälter 7 eingebettet. Nach dem Durchströmen dieser Schlange 6 wird der Wärmeträger durch das Rohr 8 hindurch in die Schlange 9 des Verdampfers 10 geleitet und dann vom Verdichter ι angesaugt. Hier beginnt er sein Spiel von neuem. Das Frischwasser wird dem Ver-. flüssiger 4 durch das Rohr 15 zugeführt und verläßt ihn durch das Rohr 16. Es gelangt in den gegen Wärmeausstrahlung gut geschützten Behälter 17 und wird von da durch das Rohr 18 den Verbrauchsstellen 19, 20, 21 zu^: geführt. Je nach Bedarf wird an diesen Verbrauchsstellen kaltes Frischwasser beigemischt, welches durch eine Leitung 31 und Ventile 32, 33i 34 zugeführt wird. Das verbrauchte Gemisch wird mittels des Rohres 36 zum Verdampfer 10 geführt und aus demselben mittels des Rohres 37 nach einem Abflußkanal abgeleitet.

Dem vom Verdichter 1 im Kreislauf geförderten Wärmeträger wird an drei Orten Wärme zugeführt, und zwar im Behälter 7 durch das Grundwasser, im Verdampfer 10 durch das mittels des Rohres 36 zugeleitete verbrauchte Wasser und endlich im Verdichter 1 durch Umsetzen von mechanischer Energie in Wärme. Mit dieser Wärmemenge versehen wird der Wärmeträger durch das Rohr 2 in den Verflüssiger 4 geleitet und gibt den größten Teil dieser Wärmemenge an das durch die Leitung 15 zugeführte Frischwasser ab, so daß das durch das Rohr 16 abgeführte Frischwasser dem Zwischenbehälter 17 in der erwünschten hohen Temperatur zugeführt wird. Wenn die Leitungen 16 und 18 und der Zwischenbehälter 17 genügend isoliert werden, findet auf dem Wege vom Austritt des Frischwassers aus dem Verflüssiger 4 bis zu den Verbrauchsstellen 19, 20 und 21 nur ein geringer Wärmeverlust statt. Es steht nunmehr den Verbrauchern frei, das Wasser mit dieser hohen .Temperatur zu benutzen oder ihm mittels der Ventile 32, 33 und 34 aus der Leitung 31 frisches, kaltes Wasser beizumischen. An den Verbrauchsstellen, wie sie im gewöhnlichen Hauswesen, beispielsweise in Waschräumen, Badezimmern usw. vorkommen, geht auch bei diesem Verbrauch verhältnismäßig wenig Wärme verloren, und es enthält deshalb das durch die Leitung 36 zum Verdampfer 10 abströmende Wassergemisch noch den weitaus größten Teil der dem Frischwasser im Verflüssiger 4 zugeführten Wärmemenge. Ein Unterschied besteht jedoch darin, daß die dem Verdampfer 10 aus dem Rohr 36 zugeführte Wassermenge erheblich größer und deshalb von niedrigerer Temperatur sein kann als die durch' den Verflüssiger 4 geleitete Frischwassermenge. Um die Wärme aus dem ; Wassergemisch von unter Umständen niedriger Temperatur an das Frischwasser abzugeben und dasselbe auf die hohe Temperatur zu bringen, welche am Austritt aus dem Verflüssiger 4 erforderlich ist, bedarf es eben der nach Art von Kompressionskältemaschinen arbeitenden Kraftanlage. Weil es vorkommen kann, daß die dem verbrauchten Wasser entzogene und in der Kraftanlage aus mechanischer Energie umgesetzte Wärme nicht genügt, um das Frischwasser auf die erwünschte Temperatur zu bringen, kann aushilfsweise noch eine besondere Wärmequelle herangezogen werden: In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. ι ist dies das Grundwasser, welches den in den Erdboden eingelassenen durchlässigen Behälter durchsetzt. Die Ersatzwärme kann aber auch einer andern an sich bekannten ·. Wärmequelle entnommen werden.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungs- So beispiel wird von der Benutzung einer derartigen Hilfswärmequelle Abstand genommen. Dagegen wird das von den Verbrauchsstellen abfließende Wasser mittels der Leitung 136 in eine Gegenstromvorrichtung 151 geleitet, von wo es durch das Rohr 152 in den Verdampfer 110 gelangt, um alsdann im abgekühlten Zustand durch das Rohr 137 in einen Abflußkanal abgeführt zu werden. Das kalte Frischwasser wird durch das Rohr 153 in die in der Gegenstromvorrichtung eingebaute Schlange 154 und von da durch das Rohr 115 in den Verflüssiger 104 geleitet. Es strömt alsdann im erwärmten Zustand durch das Rohr 116 in den Sammelbehälter 117, von wo es durch das Rohr 118 den Verbrauchsstellen 119, 120 und 121 zufließt. Auch hier kann mittels des Rohres 131 kaltes Frischwasser zugeführt und dem warmen Wasser in beliebigem Verhältnis beigemischt werden. Das durch das Rohr 136 abgeführte Gemisch wird in die Gegenstromvorrichtung 151 geführt, wo es einen Teil seiner Wärme durch die Wandung der Rohrschlange 154 hindurch an das mittels des Rohres 153 zugeführte Frischwasser abgibt. Mit dem Rest der Wärme fließt es durch das Rohr 152 in den Verdampfer 110, wo ihm der größte Teil der noch innewohnenden Wärme mittels des die Rohrschlange 109 durchfließenden Wärmeträgers entzogen wird. Dieser Wärmeträger wird vom Verdichter 101 abgesaugt und durch das Rohr 102 in die Rohrschlange 103 des Verflüssigers 104 gedrückt. Daselbst gibt der Wärmeträger den größten Teil der ihm innewohnenden Wärme an das durch das Rohr 115 .zugeführte und in der Gegenstromvorrichtung 151 bereits vorgewärmte Frischwasser ab. Das durch das Rohr 136 von den Verbrauchsstellen abfließende Wasser findet also an zwei Orten Gelegenheit, seine Wärme an das Frischwasser abzugeben: Einmal in der Gegenstromvorrichtung 151 durch

metallische Leitung, und sodann mittels der Kraftanlage, bestehend aus dem Kolbenverdichter ιοί, dem Verdampfer no mit Schlange 109, dem Kondensator 104 mit Schlänge 103 und mittels des in dieser Kraftanlage im Kreislauf geförderten Wärmeträgers.

Natürlich müssen Vorkehrungen getroffen werden, um die zum Wärmeaustausch dienenden Schlangen von Zeit zu Zeit von dem Schmutze zu reinigen, den das Abwasser-mit sich führt. Es kann dies beispielsweise dadurch geschehen, daß man die Rohre mit frischem Wasser spült, dem man zu diesem Behuf eine besonders große Geschwindigkeit erteilt, oder daß man zwei Rohrsysteme parallel zueinander anordnet und jeweils das eine durch Spülen oder auf mechanischem Wege reinigt, während das' andere im Betrieb ist. Wo das Abwasser aus Küchen u. dgl. zur Erwärmung des Frischwassers herangezogen werden soll, ist den Wärmeaustauschrohren ein Fett- und Schlammfänger vorzuschalten.

Claims

Patent-An Spruch:

Verfahren zum Erwärmen des Frischwassers für Warmwasserversorgung von Gebäulichkeiten u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß ein erheblicher Teil der dem verbrauchten Wasser innewohnendenWärmemenge mittels einer nach Art von Kompressionskältemaschinen arbeitenden Kraftanlage in das zu erwärmende Frischwasser gefördert wird, während der Rest der erforderlichen Wärme durch die in^ der Kraftanlage aus mechanischer Energiei umgesetzte Wärme und nötigenfalls durch von außen zugeleitete oder einem Körper niedriger Temperatur entnommene Wärme geliefert wird. ;

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.