DE3101414A1 - Verfahren zur heizung einer raeumlichkeit mittels einer waermepumpe und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zur heizung einer raeumlichkeit mittels einer waermepumpe und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
- Publication number
- DE3101414A1 DE3101414A1 DE3101414A DE3101414A DE3101414A1 DE 3101414 A1 DE3101414 A1 DE 3101414A1 DE 3101414 A DE3101414 A DE 3101414A DE 3101414 A DE3101414 A DE 3101414A DE 3101414 A1 DE3101414 A1 DE 3101414A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- component
- mixture
- temperature
- celsius
- fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/006—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant containing more than one component
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
- C09K5/041—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems
- C09K5/044—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
- C09K5/041—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems
- C09K5/044—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds
- C09K5/045—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for compression-type refrigeration systems comprising halogenated compounds containing only fluorine as halogen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
DR. GERHARD RATZEL ^. Γ
έϊοέ mann.he'1'm ΐ"
PATENTANWALT Seckenhelmer Straße 36 a · "eT1 (0621) 406315
O I Q 1 A "j i^ Poitacheck: Frankfurt/M. Nr. 8293-603
Akte 425O Benk: Deuleche Bank Mannhelm (BLZ 67070010) Nr. 7200066
Te leg r.-Cod e : Gerpet
T.lex 463570 Para D
Institut Prancais du Petrole 4, Avenue de Bois-Preau
92502 Rueil-Malmaison Cedex
Prankreich
Verfahren zur.Heizung einer Räumlichkeit mittels einer Wärmepumpe und Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens.
130048/0588
31 ο u n
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Heizung einer Räumlichkeit mittels einer Wärmepumpe, die die Außenwärme
außerhalb der Räumlichkeit mittels eines Fluids aufnimmt, dessen Temperatur zwischen 0° und 20°0elsius
liegt und das für die zu behaltende Räumlichkeit Wärme auf einem höheren thermischen Niveau liefert, wobei die
Wärmepumpe mit einem nicht azeotropen Fluid-Gemisch arbeitet, welches mindestens 2 Bestandteile enthält und
zwar einen Hauptbestandteil, Baeisbestandteil genannt und mit mindestens einen zweiten Bestandteil. Desweiteren
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung der Durchführung dieses Verfahrens.
Der Gebrauch von Mischungen in Wärmepumpen mit verbesserten Leistungen,~indem die Mischung verdampft und kondensiert,
wobei sie Wärmeprofilen folgt, die jenen der äußeren Fluide parallel sind, mit denen der Wärmeaustausch durchgeführt
wird, wobei dieser Austausch gemäß dem Gegenstrom-Prinzip erfolgt, ist Gegenstand^ US-amerikaaischen Patents 4089186
Die benützten Mischungen sind in dem Amerikanischen Patent
4089186 angegeben als Mischungen von mindestens 2 Bestandteilen, die in einer Zusammensetzung benützt werden, weshalb
die resultierende Mischung nicht azeotrop ist.
1 30048/0588
310UU
Die Anwendungen, die in diesem Amerikanischen Patent 4089186 beschrieben sind, betreffen Fälle bei denen die Wärme über
ein großes Temperaturintervall wiedergewonnen wird. Aus
diesem Grund ist in dem genannten Patent ein Funktions-
schema beschrieben, das bevorzugt die in der Wärmepumpe zirkulierende Mischung in zwei Stufen kondensiert und
zwar dergestalt, daß die Wärme innerhalb eines eingeschränkteren Temperaturintervalls geliefert wird, als dast folgende Temperaturintervall
, bei dem die Wärme wiedergewonnen wird.
Andererseits wird in den so beschriebenen Anwendungsfällen
die Mischung innerhalb eines Temperaturintervalls kondensiert, welches mindestens zum Teil oberhalb von 40° Celsius liegt.
In dem Pail, wo die Wärme innerhalb eines weiten Temperaturintervalls
wiedergewonnen wird, wenn die benützte Mischung eine zweigliedrige Mischung ist, müssen die Proportionen
der beiden die Mischung bildenden Bestandteile benachbart sein. Deshalb wird in den beiden in dem Amerikanischen
Patent 4089186 angegebenen Beispielen in einem Fall die Mischung aus 40 % Chlorodifluoromethan (R-22) und 60 %
Trichloro- 1,1,2 - Trifluor - 1,1,2 Äthan (R-113) gebildet
und im anderen Fall besteht die Mischung aus 38 % Propan und 62 % Normal-Pentan.
13004 8/0588
310UU
Zahlreiche Wärmepumpen ,insbesondere zur Heizung von
Räumlichkeiten,benötigen verschiedene Funktionsbedingungen. In der Tat wird in vielen Fällen die Wärme innerhalb eines
relativ engen Temperaturintervalls zurückgewonnen, welches zum Beispiel zwischen 5 "und 15°Celsius sein kann.
Derartige Wärmepumpen arbeiten oft mit Rückgewinnung
der Wärme mittels eines Fluids, welches beispielsweise Wasser oder Luft sein kann, dessen Temperatur relativ
niedrig ist, beispielsweise zwischen 0 und 20°Celsius beträgt und liefern die Wärme an ein Fluid, welches
ebenfalls Wasser oder Luft sein kann, dessen Temperatur gleichermaßen relativ niedrig ist, beispielsweise
zwischen 20 und 40°Celsius beträgt.
Im Falle derartiger Wärmepumpen kann das allgemein verwendete Arbeitsfluid Monochlorodifluoromethan (R-22)
oder Dichchlorodifluromethan (R-12)'fdie kritische
Temperatur, die im folgenden durch die Benennung
t bezeichnet wird, beträgt 96 Celsius
für R-22 und 112°Celsius für R-12.
Im allgemeinen sind eine erhöhte Siedetemperatur und kritische Temperatur vorteilhaft betreffend
den Leistunpskoeffizienten , aber sie führen zu
einer erhöhten Ansaugleistung, folglich zu einer
130048/0588
310HU
reduzierten thermischen Kapazität für einen gegebenen
Kompressor. Die Wahl von R-22 und R-12 ergibt oich aus
einem Kompromiß zwischen diesen beiden Zwangsläufigkeiten für die Verwendungstemperaturen der Heizung der
Räumlichkeiten; der Gebrauch von R-12 ist insbesondere bestimmt für relativ hohe Temperaturniveaus, beispielsweise
oberhalb von 5O°Celsius.
Derartige Wärmepumpen fordern im allgemeinen aus Sicherheitsgründen
die Benützung von Halogen-Fluiden vom Typ Freon, um brennbare Produkte wie Kohlenwasserstoffe
oder giftige Produkte wie Ammoniak zu vermeiden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten
Gattung zu schaffen, mit dem die vorgenannten Schwierigkeiten vermieden j. werden und mit dem insbesondere
eine erhöhte Leistung erzielt wird.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin,daß erfindungsgemäß
mit einem zweiten Bestandteil gearbeitet wird, dessen kritische Temperatur oberhalb der kritischen
Temperatur des Basisbestandteils liegt und der Abstand zwischen beiden kritischen Temperaturen mindestens
2O°Celsius beträgt und die molare Konzentration des zweiten Bestandteils innerhalb des Fluid-Gemisches
130048/0588
310UH
zwischen 0,5 und 20 Gewe-% beträgt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Um die Anpassungsprobleme zu reduzieren und den gleichen Stoff innerhalb eines weiten Bereiche einsetzen zu können,
wenn die Wärmepumpe mit einem einzigen Körper arbeitet, ist es vorteilhaft,, gemische zu benützen, bestehend aus
einem Hauptbestandteil, Basisbestandteil genannt, der derjenige ist, der benützt wird, wenn die Wärmepumpe
mit einem unvermisehten Träger arbeitet, beispielsweise
R-22 oder 11-12, und sinem zweiten Bestandteil in begrenztem
Verhältnis, gewöhnlich unterhalb von 20 Gew.-%, beispielsweise
zwischen 0,5 u&cl· 20 Öew.-% des Gemisches. Damit
das genannte Verhältnis dieses zweiten Bestandteils gering bleibt, ist es notwendig, daß seine kritische
temperatur sehr verschieden von der kritschen Temperatur
des Basisbestandteils ist, der Abstand zwischen den kritischen Eemperaturen muß mindestens gleich
20° Celsius sein.
Die Mischung kann deshalb als asymmetrisch qualifiziert werden, die Bestandteile der Mischung sind in sehr verschiedenen
Verhältnissen vorhanden.
130048/0588
310UH
Der zweite Bestandteil der asymmetrischen Mischung kann ein Bestandteil sein, dessen kritische Temperatur niedriger
ist, als die kritische Temperatur des Basisbestandteils er kann ein Bestandteil sein, dessen kritische Temperatur
höher ist, als die kritische Temperatur des Basisbestandteils.
Man hat gefunden, daß im ersten Pall die resultierende
Ausbeute bei der Benützung der Mischung viel geringer ist, als die Ausbeute, die man im zweiten Fall erhält,
was das folgende Beis'piel erläutert:
Im nachfolgenden wird die in der Zeichnung dargestellte ebhematische Wärmepumpe Wasser-Wasser betrachtet.
Diese Wärmepumpe umfasst einen Verdampfer E1, in welchen
die Mischung durch die Leitung 1 eingegeben wird und von wo die Mischung in vollständig verdampften Zustand durch
die Leitung 2 austritt, einen Kompressor K1, in welchem flie dampfförmige Mischung komprimiert wird und von wo
die dampfförmige Mischung über die Leitung 3 austritt, um in den Kondensator E2 geleitet zu werden, den die
Mischung vollständig kondensiert über die Leitung 4 verläßt; danach wird die Mischung im Entspannungsventil
D1 entspannt und in den Verdampfer E1 zurückgespeist.
130 048/0588
310H14
Der Verdampfer void. Kondensator werden durch. Doppelröhren-Äustauseher
gebildet f in denen die Fluide, zwischen denen
der thermische Austausch stattfindet, im Gegenstrom zirkulieren.
Über die Leitung 5 kommt Wasser mit einer Durchflußmenge
von 1m /h. in den Terdampfer an, abgegriffen aus einem
phreatisehen Strom. Dieses Wasser kommt mit 12°Celsius
an und tritt durch, die Leitung 6 mit 4°Celsius aus.
Das Wasser, welches innerhalb des Kondensators erwärmt
wird, kommt über die Leitung 7 mit 2O°Celsius an und tritt durch die Leitung 8 aus. Die Durchflußmenge ist
gleichermaßen 1nr/h.
Man läßt ganz am Anfang die Wärmepumpe arbeiten, indem eine Mischung verwendet wird, gebildet aus R-22 als
Basisbestandteil und Trichlorofluoromethan (R-11)
als zweiten Bestandteil, dessen kritisch.® Temperatur 198°Celsius ist. Indem man die Konsentration von R-11,
ausgedrückt in Mol—-Prozent der Mischung variieren
läßt9 erhält man die folgenden Resultate betreffend
den Leistungskoeffizienten (COP), definiert als das Verhältnis der thermischen Leistung geliefert durch
die Wärmepumpe zur elektrischen Leistung8 verbraucht durch den Antriebsmotor des Kompressors und die Ansaugleistung
des Kompasssors (Va) ausgedrückt in m /h.
130048/0588
310UU
Mol % R-Il |
O 3,87 |
1 | 5 | 6 | 8 |
COP | 9,09 | 3,97 | 5,01 | 5,07 | 4,60 |
Va (m3/h) |
9,16 | 9,46 | 9,74 | 10,68 |
Man bemerkt also, daß die Zusammensetzung der Mischung ein Optimum besitzt für eine Konzentration von 6 Gew.-%
R-11, was einer Energieeinsparung von 23 bis 24 % entspricht
in bezug auf den Basisfall und das ohne Modifikation der Ausrüstung und der Austauschoberflächen.
Danach benützt man eine Mischung gebildet aus R-22
als Basisbestandteil und Chlorotrifluoromethan (R-13),
dessen kritische Temperatur bei 29°Celsius liegt, als zweiten Bestandteil. Indem man die Konzentration von
R-13, ausgedrückt in Molar-% der Mischung, variieren
läßt, erhält man die folgenden Resultate betreffend den Iieistungskoeffizienten (COP) und die Ansaugleistung
des Komprssors (Va), ausgedrückt in m^/h.
Mol % R-13 |
3 | O | 3 | 4 | 8 | 12 | 04 | 22 | 02 |
COP | 9 | ,87 | 8 | ,95 | 4,OO | 4, | 71 | 4, | 92 |
Va (m3/h) |
,09 | ,57 | 8,12 | 7, | 6, | ||||
1 30048/0588
310HU
Die Zusammensetzung der Mischung besitzt ein Optimum
bei einer Konzentration von 12 Gew.~$ von R-15 was
Verbrauchseinsparung von 4 % bezüglich des
Basiisfalles bedeutet.
Man entnimmt diesem Beispiel, daß eine Mischung, bestehend aus Basisbestandteil R-22 (ta 960C) und
zweiten Bestandteil R-11 (tc = 198°·C), dessen kritische
Temperatur höher als die kritische Temperatur von R«>22 ist, zu einer viel bedeutenderen Energieeinsparung
führt, als eine Mischung mit Basisbestandteil R-22 und zweitem Bestandteil R-13 (tQ = 290C),
dessen kritische Temperatur unterhalb der kritischen Temperatur von R-22 liegt. Der Abstand zwischen den
kritischen Temperaturen, der mindestens 20°Celsius beträgt, soll nicht übermäßig sein und wird gewöhnlich
raterhalb von 15O°Celsius liegen.
Die gemäß der Erfindung verwendbaren Mischungen können ans einem Basisbestandteil bestehen* der beispielsweise
Ohlorodifluoromethan (R-22,tn « 960G), Dichlorodifluoromethan
(R-12,t„ » 112°C)f Bromoirifluoromethan (R-13 B1,
t - 670C), Chloropentaflmoroäthan (R-115, t0 ~ 800C),
Difluoroäthan (R-152 a, t a 113,50O) oder auch ein
Azeotrop wie R-502 (tQ = 820C),Azeotrop R-22 und R-115
(48,8/52,2 Gew»-%)9 R-500 (t « 105,50C), Azeotrop R-12
Ci
1 300A8/0588
310HH
mad R-31 (78,0/22,0 in Gew.-#) und aus einem zweiten
Bestandteil, ddessen kritisohe Temperatur mindestens
2O°Gelsius oberhalb der kritischen Temperatur des Basisbestandteils liegt und wobei der zweite Bestandteil,
beispielsweise Tri chlor of luorome than (;R-11,trt =·
= 198°C),Dichlorotetrafluoroäthan (R-114,tft = 1460C),
Dichlorohexafluoropropan·:(R-216, tQ = 180 C),Dichiorof
luoromethan*-. (R-21, tc; ■« 178,50C), Oktaf luorocyclobutan
(c-318,t_ a 1150C) ist oder auch ein Azeotrop wie
R-5o6 (tc-142°C), Azeotrop von R-51 und R-114 (55,1/
44,9 £ew.-%).
Spezifische Beispiele sind die folgenden:
R-22 + R-11
R-22 * R-114
R-115* R-114
R-12 + R-11
R-12 + R-216
R-502+ R-114
R-22 * R-114
R-115* R-114
R-12 + R-11
R-12 + R-216
R-502+ R-114
Wie aus dem Beispiel zu entnehmen ist, ist in jedem Anwendungsfall der optimale Wert der molaren Konzentration
des zweiten Bestandteils innerhalb der Mischung innerhalb der Bereichsgrenzen 0,5 und 20 Gew.-% aufzusuchen
und soll nicht willkürlich falsch gewählt werden, um
130048/0588
310HH
vollständig die Vorteile der Erfindung zu nützen, die die Erfindung verschafft.
Eine Mischung des vorhergehenden Typs führt für eine vorgebene Volumen-oder Molarleistung zu dem Rachteil
einer gewöhnlich etwas erhöhten Ansaugleintung gegenüber dem Basisfall einer Wärmepumpe, die mit einem
unvermischten !Träger arbeitet. Jedoch auch wenn das Kompressionsverhältnis geringer ist, wird es gewöhnlich
möglich sein, den gleichen Kompressor wie im Falle mit unvermischtem Träger zu benützen und einen
Kompressor zu benützen, der eine geringere Investion
benötigt. Als Ergebnis ist die Wärmepumpe, die mit einer Mischung des vorhergehenden Typo arbeitet,
viel vorteilhafter als die Wärmepumpe, die mit einem unvermischten Träger arbeitet, nichtsdestoweniger
kann man versuchen, die Größe des Kompressors und folglich den Volumendurchfluß zu reduzieren, der
einen gegebenen Volumendurchfluß entpricht.
Es wurde gleichermaßen gefunden, und das ist ein weiterer Vorteil dieser Erfindung, daß es möglich
ist, die Vorteile eines erhöhten Gewinns des Leistungskoeffizienten gänslich beizubehalten, indem das Ansaugvolumen
des Kompressors für eine vorgegebene Volumen- oder molare Durchflußmenge vermindert, indem ein Gemisch
130048/0588
verwendet wird, welches mindestens 3 Bestandteile aufweist, dessen Basisbestandteil beispielsweise R-12 oder
R-22 ist, dessen zweiter Bestandteil, dessen kritische Temperatur mindestens um 20°Celsius oberhalb der kritischen
Temperatur des Baeisbestandteils liegt, beispielsweise
R- 11, R-113 oder R-114 ist und dessen dritter Bestandteil,
dessen kritische Temperatur unterhalb der kritischen
Temperatur des Basisbestandteils liegt, beispielsweise Monochlorotrifluoromethan (R-13) ist.
Das folgende Beispiel erlaubt genau die Art und Weise zu zeigen, nach der die Auswahl der Mischung durchgeführt
werden kann.
Es wird die gleiche Wärmepumpe betrachtet, wie sie im Beispiel 1 beschrieben ist und wie sie schematisch in
der Figur 1 dargestellt ist. Man arbeitet mit den gleichen Durchflußmengen an Wasser im Verdampfer und im Kondensator
wie im Beispiel 1, das Wasser, welches die Wärme an den
SU Verdampfer abgibt, kommt mit 12°Celsius an und verläßt JLäre
_ λ
diesen mit 4°Celsius, das Wasser, welches im Kondensator erwärmt wird, kommt mit 20vCelsius an.
mm
— -—μ.»ü ·μ»>
J- *.*■£ -uh.3 1(·ηνη««4· w, J J- O/*\^
130048/0 5 88
310UU
Man benützt ein Geraisch, gebildet aus R-22 als Basisbestandteil
,R-11 als zweiten Bestandteil und R-13 als dritten Bestandteil· Dabei ist eine Mischung realisiert,
die 10 Gew.~% R-13 enthält und man läßt die Konzentration
von R"»11 variieren» Man erhält dabei die folgenden
Resultate betreffend den Leistungskoeffizienten (COP) und die Ansaugleistung des Kompressors (Ya), ausgedrückt
in m*
Mol % R-Il" |
4 | O | 4 | 1 | 2 | 12 | 3 | 4 | 4 | 5 |
COP | 7 | ,03 | 7 | ,95 | 4, | 15 | 4, IO | 8 | ,03 | 3,93 |
Va (m3/h) |
,91 | ,65 | 8, | 8,36 | ,67 | 9,05 | ||||
Ma» bemerkt folglich, daß für ein Gemisch, dessen Zusammensetzung die folgende (in molaren Fraktionen ist)
R-22. ϊ 0,89
R-11 2 0,01
-R-13 ; 0,10
R-11 2 0,01
-R-13 ; 0,10
man einen Gewinn von 22 % erhält im Vergleich zur Punktion mit R-22, welches als unvermischter Träger
benutzt wird.
130048/058 8
310HH
- lfr
Dieser Gewinn liegt folglich nahe demjenigen, den man
im optimalen Fall des ersten Beispiels mit einer Mischung von 94 Gew.-% R-22 und 6 Gew.-% R-11 erhält. Außerdem
realisiert man für einen gleichen molaren Mischungsdurchsatz
einen Gewinn von 21 % bei der Ansaugleistung mit der Mischung,gebildet aus 89 Gew.-% R-22, 1 Gewichtsprozent
R-11 und 10 Gew.-% R-13 in bezug auf die Ansaugleistung, die mit einer Mischung von 94 Gew.-% R-22 und
6 Gew.-% R-11 erhalten wird.
Das vorhergehende Beispiel ist beispielsweise gegeben, .zu zeigen
wie Mischungen mit verschiedenen Zusammensetzungen und verschiedener Natur realisiert werden können, Um eine
Mischung mit drei Bestandteilen zu harmonisieren, muß
diese einen Basisbestandteil enthalten, dessen Konzentration vorzugsweise mindestens 80 Gew.-%, in Mol, beträgt,
so wie R-22 (trt = .960C), R-12 (tft = 1120C), R-13 B1
(tc = 670C), R-115 (tc·= 800C), R-152 a (tc = 113,50C)
oder auch ein Azeotrop wie R-502 (tc = 82°C) oder R-500
(t β 105,5°C),desweiteren einen zweiten Bestandteil,
dessen kritische Temperatur mindestens 20°QeiBius
oberhalb der kritischen Temperatur des Basisbestandteils liegt, wie R-11 (tc = 1980C), R-114 (tc = 1460C),
R-216 (tc = 1800C), R-21 (tQ = 178,5°C), C-318 (tc = 115°C),
oder auch ein Azeotrop v/ie R-506 (t = 1420C) und einen
dritten Bestandteil, dessen kritische Temperatur vorzugsweise mindestens 20°Celsius unterhalb der kritischen
130048/0588
-wr-2-f. 310UH
Temperatur dee Basisbestandteils liegt,wie beispielsweise
Chlorotrifluoromethan (R-13t„ = 29°G) oder Trifluoromethan
(R-23trt β 25,90C). Wenn der Basisbestandteil R-22 ist,
kann der dritte Bestandteil gleichermaßen, zum Beispiel, Bromotrifluormethan (R-13 B1 t = 67 C)oder das Azeotrop
R-5O4(t = 66 C) sein. Die molare Konzentration des dritten
Bestandteils innerhalb des Gemische beträt zwischen 5 und 20 Gew.-%. Dieses Verhältnis darf nicht zu schwach sein,
um einen signifikanten Vorteil der Einführung dieses dritten Bestandteils zu erhalten, weshalb der Abstand zwischen
den kritischen Temperaturen des Basisbestandteils und des dritten Bestandteils vorzugsweise innerhalb 100°Celsius
liegen soll.
Die Operationsbedingungen sind gewöhnlich derart gewählt, daß der Druck des Gemisches innernalb des Verdampfers
oberhalb des atmosphärischen Druckes liegt und daß der Druck des Gemisches innerhalb des Kondensators keine
übermäßigen Werte erreicht, beispielsweise oberhalb von
30 Bar.
Die Temperatur der Mischung am Ausgang des Kondensators liegt im allgemeinen zwischen 0 und 1OO°Celsius.
1 30048/0588
310UU
Die Wärmepumpen, in■denen man die vorhergehenden Mischungen
benützt, können von beliebigem Typ sein.
Der Kompressor kann beispielsweise ein Kompressor mit geschmiertem
oder mit trockenem ^-°^ensein, ein Kompressor mit Schraube
oder ein Kompressor mittels Zentrifugalkraft.
Die Austauscher können beispielsweise Doppelrohr-Austauscher, RÖhren-und Kalander-Austauscher oder Plattenaustauscher sein.
Die thermische Leistung kann beispielsweise zwischen einigen
für,
Watt für Wärmepumpen, die «individuelle Heizungen benützt werden, bis zu mehreren Megawatt für Wärmepumpen, die in Kollektivheizungen benutzt werden, liegen.
Watt für Wärmepumpen, die «individuelle Heizungen benützt werden, bis zu mehreren Megawatt für Wärmepumpen, die in Kollektivheizungen benutzt werden, liegen.
Das vorliegende Verfahren, das auf der Verwendung spezifischer Gemische basiert, ist insbesondere auch dann vorteilhaft, wenn
man die Wärme dadurch wegnimmt, daß man die Temperatur des äußeren Fluids in einem relativ engen Intervall hält, vorzugsweise
unterhalb 15 0C, beispielsweise im Intervall 5 0C
bis 1J0C ( = Spanne bzw. Unterschied zwischen der Eingangsteinperatur
und der Ausgangs temperatur des äußeren Fluids ).
1 30048/0588
Claims (13)
- 310UUPatentansprücheVerfahren zur Heizung einer Räumlichkeit mittels einer Wärmepumpe, die die Außenwärme außerhalb der Räumlichkeit mittels eines Fluids aufnimmt, dessen Temperatur zwischen 0° und 20°Celsius liegt und das für die zu beheizende Räumlichkeit Wärme auf einem höheren thermischen Niveau liefert, wobei die Wärmepumpe mit einem nicht azeotropen Fluid-Gemisch· arbeitet, welches mindestens 2 Bestandteile enthält und zwar ein Hauptbestandteil, Basisbestandteil genannt und mindestens einen zweiten Bestandteil,
dadurch gekennzeichnet,daß man mit einem zweiten Bestandteil arbeitet, dessen kritische Temperatur oberhalb der kritischen Temperatur des Basisbestandteils liegt unolder Abstand zwischen den beiden Temperaturen mindestens 20°Celsius beträgt und die molare Konzentration des zweiten Bestandteils innerhalb des Fluid-Gemisches zwischen 0,5 und 20 % beträgt.1 3Q048/0588310HU - 2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,daß das Fluid-Geraisch eine Mischung von halogenhaltigen Kohlenwasserstoffen ist. - 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,daß der Basisbestandteil durch einen der folgenden Bestandteile gebildet wird:Monocljlorodifluorraethan (R-22), Dichlorodifluroromethan (R-12) Bromotrifluoromethan (R-13 BI), Difluoroöthan (R-152 a), Chloropentafluoroäthan (R-115), Azeotrop R-502, Azeotrop R-5OO und dass der zweite Bestandteil einer der folgenden Bestandteile ist:Trichlorofluororaethan (R-11), Dichlorotetrafluoroäthan (R-114)» Dichlorohexafluoropropan (R-216), Dichlorofluoromethan (R-21), Oktafluorocyclobutan (C-318), Azeotrop R-506.
- 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche1 bis 3,dadurch gekennzeichnet,daß das verwendete Gemisch als Basisbestandteil Monochlorotrifluoromethan (R-22) und als zweiten Bestandteil Trichlorofluoromethan (R-11) besitzt.1300 48/0588310UU
- 5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis.4,dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Gemisch mindestens einen dritten Bestandteil umfasst, dessen kritische Temperatur unterhalb der kritischen Temperatur des Basisbestandteils liegt, wobei der Abstand zwischen den kritischen Temperaturen des dritten Bestandteils und des Basisbestandteils zwischen 20° und 100° Celsius beträgt.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch als Basisbestandteil Monochlorotrifluoromethan (R-22), als zweiten Bestandteil Trichlorofluoromethan (R-11) und als dritten Bestandteil Ghlorotrifluoromethan (R-13) enthält.
- 7. Verfahren nach einem der Anspüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die molare Konzentration des dritten Bestandteils innerhalb der Mischung zwischen 5 und 20 % beträgt.
- 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme durch das äußere Fluid aufgenommen wird,Wobei dessen Temperatur um ein unteres130048/05 8310HHTemperaturintervall von 15°Cel8ius pendelt.
- 9. Verfahren nach, einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 8,dadurch gekennzeichnet,daß die Temperatur dee Gemisches am Ausgang des Kondensors zwischen O und 1OO°Celsius beträgt.
- 10. "Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9,dadurch gekennzeichnet,daß der Wärmeaustausch zwischen dem Fluidgemisch und dem äußeren Äid gemäß dem Gegenstrom-Prinzip durchgeführt wird.
- 11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 10,dadurch gekennzeichnet,daß der Wärmeaustausch zwischen dem Fluidgemisch und dem Fluid zum Heizen gemäß aeia Gegenstrom-Prinzip durchgeführt wird.
- 12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 11,dadurch gekennzeichnet,daß die Wärme an ein Fluid abgegeben wird, dessen Temperatur zwischen 20 und 40 Celsius beträgt.130048/0588310UU
- 13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den vorherigen Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,daß dieselbe eine Wärmepumpe aufweist, die mit einem nicht azeotropen Fluid-Gemisch mit mindestens 2 Bestandteilen arbeitet, wobei der zweite Bestandteil eine kritische Temperatur besitzt, die oberhalb der kritischen Temperatur des Basisbestandteils liegt und der Abstand zwischen den beiden kritischen Temperaturenο
mindestens 20 Celsius beträgt, wobei die molare Konzentration des zweiten Bestandteils innerhalb des iTuid-Gemisches zwischen 0,5 und 20 % beträgt.130048/0538
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8001371A FR2474151A1 (fr) | 1980-01-21 | 1980-01-21 | Procede de production de chaleur au moyen d'une pompe a chaleur utilisant un melange specifique de fluides comme agent de travail |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3101414A1 true DE3101414A1 (de) | 1981-11-26 |
DE3101414C2 DE3101414C2 (de) | 1991-04-11 |
Family
ID=9237774
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3101414A Granted DE3101414A1 (de) | 1980-01-21 | 1981-01-17 | Verfahren zur heizung einer raeumlichkeit mittels einer waermepumpe und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4344292A (de) |
JP (1) | JPS56116776A (de) |
BE (1) | BE887095A (de) |
CA (1) | CA1170067A (de) |
DE (1) | DE3101414A1 (de) |
FR (1) | FR2474151A1 (de) |
GB (1) | GB2068996B (de) |
SE (1) | SE458280B (de) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2497931A1 (fr) * | 1981-01-15 | 1982-07-16 | Inst Francais Du Petrole | Procede de chauffage et de conditionnement thermique au moyen d'une pompe a chaleur a compression fonctionnant avec un fluide mixte de travail et appareil pour la mise en oeuvre dudit procede |
FR2514875A1 (fr) * | 1981-10-19 | 1983-04-22 | Inst Francais Du Petrole | Procede de chauffage et/ou de conditionnement thermique d'un local au moyen d'une pompe a chaleur a compression utilisant un melange specifique de fluides de travail |
US4530773A (en) * | 1982-12-03 | 1985-07-23 | Daikin Kogyo Co., Ltd. | Working fluids for Rankine cycle |
AT378600B (de) * | 1983-05-24 | 1985-08-26 | Wein Gedeon | Waermerueckgewinnungseinrichtung fuer eine kompressor-kuehlanlage |
US4510064A (en) * | 1984-02-13 | 1985-04-09 | Robert D. Stevens | Mixture of three refrigerants |
JPS6157678A (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-24 | Diesel Kiki Co Ltd | 冷媒及び冷凍機 |
KR860002704A (ko) * | 1984-09-06 | 1986-04-28 | 야마시다 도시히꼬 | 열펌프장치 |
FR2575812B1 (fr) * | 1985-01-09 | 1987-02-06 | Inst Francais Du Petrole | Procede de production de froid et/ou de chaleur mettant en oeuvre un melange non-azeotropique de fluides dans un cycle a ejecteur |
US4687588A (en) * | 1986-08-05 | 1987-08-18 | Calmac Manufacturing Corporation | Refrigerant mixture of trichlorofluoromethane and dichlorohexafluoropropane |
FR2607142B1 (fr) * | 1986-11-21 | 1989-04-28 | Inst Francais Du Petrole | Melange de fluides de travail utilisables dans les cycles thermodynamiques a compression comprenant du trifluoromethane et du chlorodifluoroethane |
JPH02267473A (ja) * | 1989-04-06 | 1990-11-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 冷凍サイクル装置 |
JPH02267472A (ja) * | 1989-04-06 | 1990-11-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 冷凍サイクル装置 |
US5237828A (en) * | 1989-11-22 | 1993-08-24 | Nippondenso Co., Ltd. | Air-conditioner for an automobile with non-azeotropic refrigerant mixture used to generate "cool head" and "warm feet" profile |
US5076064A (en) * | 1990-10-31 | 1991-12-31 | York International Corporation | Method and refrigerants for replacing existing refrigerants in centrifugal compressors |
DE19653244A1 (de) * | 1996-12-20 | 1998-06-25 | L & R Kaeltetechnik Gmbh | Kälteanlage |
US20100064710A1 (en) * | 2006-07-10 | 2010-03-18 | James William Slaughter | Self contained water-to-water heat pump |
US20080006046A1 (en) * | 2006-07-10 | 2008-01-10 | James William Slaughter | Self contained water-to-water heat pump |
JP5386201B2 (ja) * | 2009-03-12 | 2014-01-15 | 三菱重工業株式会社 | ヒートポンプ装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2659796A1 (de) * | 1976-01-07 | 1977-07-14 | Inst Francais Du Petrol | Verfahren zur erzeugung von waerme unter benutzung einer waermepumpe, die mit einer fluidmischung arbeitet |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR609132A (fr) * | 1925-02-02 | 1926-08-09 | Stitt Refrigeration Company | Agent frigorifique |
FR1376155A (fr) * | 1963-11-29 | 1964-10-23 | Hoechst Ag | Procédé d'obtention de froid par compression |
FR1452267A (fr) * | 1965-08-02 | 1966-02-25 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Procédé pour obtenir des rendements de refroidissement optimum dans les installations de travail à chaud |
US3487653A (en) * | 1968-01-26 | 1970-01-06 | Associated Testing Lab Inc | Low temperature environmental test system |
DE2203728A1 (de) * | 1971-03-23 | 1972-09-28 | VEB Monsator Haushaltgroßgerätekombinat Schwarzenberg Betrieb DKK Scharfenstein, χ 9366 Scharfenstein | Kühlmöbel mit Kühlfächern unterschiedlicher Temperatur, insbesondere Zweitemperatur-Haushaltkühlschrank |
DD100969A1 (de) * | 1972-03-24 | 1973-10-12 | ||
FR2319861A1 (fr) * | 1975-08-01 | 1977-02-25 | Air Liquide | Perfectionnements a la pompe a chaleur |
US4167101A (en) * | 1975-08-14 | 1979-09-11 | Institut Francais Du Petrole | Absorption process for heat conversion |
FR2394767A1 (fr) * | 1977-06-17 | 1979-01-12 | Air Liquide | Perfectionnements a la pompe a chaleur |
US4183225A (en) * | 1977-12-19 | 1980-01-15 | Phillips Petroleum Company | Process and apparatus to substantially maintain the composition of a mixed refrigerant in a refrigeration system |
US4179898A (en) * | 1978-07-31 | 1979-12-25 | General Electric Company | Vapor compression cycle device with multi-component working fluid mixture and method of modulating its capacity |
JPS5571781A (en) * | 1978-11-22 | 1980-05-30 | Daikin Ind Ltd | Mixed refrigerant |
-
1980
- 1980-01-21 FR FR8001371A patent/FR2474151A1/fr active Granted
-
1981
- 1981-01-16 BE BE1/10100A patent/BE887095A/fr not_active IP Right Cessation
- 1981-01-17 DE DE3101414A patent/DE3101414A1/de active Granted
- 1981-01-19 SE SE8100263A patent/SE458280B/sv not_active IP Right Cessation
- 1981-01-20 GB GB8101587A patent/GB2068996B/en not_active Expired
- 1981-01-21 CA CA000369024A patent/CA1170067A/fr not_active Expired
- 1981-01-21 US US06/226,984 patent/US4344292A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-01-21 JP JP854081A patent/JPS56116776A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2659796A1 (de) * | 1976-01-07 | 1977-07-14 | Inst Francais Du Petrol | Verfahren zur erzeugung von waerme unter benutzung einer waermepumpe, die mit einer fluidmischung arbeitet |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2474151A1 (fr) | 1981-07-24 |
FR2474151B1 (de) | 1984-02-10 |
GB2068996A (en) | 1981-08-19 |
SE458280B (sv) | 1989-03-13 |
US4344292A (en) | 1982-08-17 |
GB2068996B (en) | 1984-08-22 |
JPS56116776A (en) | 1981-09-12 |
SE8100263L (sv) | 1981-07-22 |
BE887095A (fr) | 1981-07-16 |
JPH0217597B2 (de) | 1990-04-20 |
DE3101414C2 (de) | 1991-04-11 |
CA1170067A (fr) | 1984-07-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3101414A1 (de) | Verfahren zur heizung einer raeumlichkeit mittels einer waermepumpe und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE69106135T3 (de) | Quasi-azeotrope Mischungen zur Verwendung als Kältemittel. | |
DE69218020T3 (de) | Kühlzusammensetzungen | |
DE69130072T3 (de) | Fluorhaltige kohlenwasserstoffe mit konstantem siedepunkt | |
DE60014599T3 (de) | Zusammensetzungen aus difluormethan, pentafluorethan, 1,1,1,2-tetrafluorethan und kohlenwasserstoffen | |
DE4116274A1 (de) | Kaeltemittel | |
WO2002040613A1 (de) | Verwendung von gemischen, die 1,1,1,3,3-pentafluorbutan enthalten, als kältemittel oder wärmeträger | |
DE60024311T2 (de) | Kühlmittelzusammensetzungen | |
DE202009019103U1 (de) | Kühlmittelzusammensetzung, umfassend 1,1,1,2-Tetrafluorethan (HFC134a) und 2,3,3,3-Tetrafluorpropen (HF01234yf) | |
DE4224896A1 (de) | Kuehlverfahren und vorrichtung | |
DE69808637T3 (de) | Kühlmittelzusammensetzung | |
DE19654719C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Perfluorkohlenstoffen | |
DE2659796C2 (de) | ||
DE2904125A1 (de) | Treibmittel bzw. arbeitsfluessigkeit fuer einen clausius-rankine-kreisprozess | |
DE2938232C2 (de) | ||
DE69911394T2 (de) | Ternäre zusammensetzungen von ammoniak, pentafluorethan und difluormethan | |
DE69737210T2 (de) | Kühlmittelzusammensetzung | |
EP0083933A1 (de) | Arbeitsmedium für Sorptions-Wärmepumpen | |
DE69929331T2 (de) | Kühlmittel für super tieftemperaturkühlung | |
DE69636522T2 (de) | Verfahren zum Betrieb einer Kälteanlage mit Drosselkreislauf | |
AT370236B (de) | Fluid fuer waermepumpe | |
DE4313584A1 (de) | Kältemittelgemisch | |
DE69630310T2 (de) | Kühlzusammensetzung für zentrifugalverdichter | |
DE4329477A1 (de) | Kältemittel - Dortmunder Mischung | |
DE2756470A1 (de) | Konstant siedende gemische von 1-chlor-2,2,2-trifluoraethan und deren verwendung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |