DE3109443A1 - Cooled PCM device for space heating and cooling by means of direct solar energy or indirect solar energy bound by water - Google Patents
Cooled PCM device for space heating and cooling by means of direct solar energy or indirect solar energy bound by waterInfo
- Publication number
- DE3109443A1 DE3109443A1 DE19813109443 DE3109443A DE3109443A1 DE 3109443 A1 DE3109443 A1 DE 3109443A1 DE 19813109443 DE19813109443 DE 19813109443 DE 3109443 A DE3109443 A DE 3109443A DE 3109443 A1 DE3109443 A1 DE 3109443A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- heat
- compressors
- liquid
- storage
- heat pump
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
- F28D20/021—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material and the heat-exchanging means being enclosed in one container
-
- 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
- F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
- F25B29/003—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the compression type system
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
Description
P.KlamiP.Klami
Abgekühlte Latentwärmespeicher für Raumheizung und -abkühlung mittels direkter oder vom Wasser gebundener, undirekterCooled latent heat storage for space heating and cooling by means of direct or water-bound, non-direct
Sonnenenergie. Solar energy .
Die Erfindung betrifft die Speicher der direkten oder vom Wasser gebundenen Sonnenstrahlungswärme denen Wärmeenergie mittels Wärmepumpen entzogen wird und die' entstandenen Defizite später, von Natur oder künstlich ersetzt werden. Der Zweck der Erfindung ist die ganzjährige Raumheizung und -Abkühlung samt der Warmwasserbereitung ökonomisch günstig und fossile Brennstoffe effektiv sparend zu verwirklichen.The invention relates to the memory of the direct or from the water bound solar radiation heat from which thermal energy is extracted by means of heat pumps and the 'resulting deficits later, naturally or artificially replaced. The purpose of the invention is year-round space heating and cooling, including hot water preparation, in an economically favorable manner and effectively saving fossil fuels.
Allgemein bekannt ist, dass der Stand der Solartechnik die Schwierigkeiten zu überwinden noch nicht voll entwickelt ist. Die allerfrischesten mir bekannten Quellen von diesem Forschungsgebiete sind: - It is well known that the state of the art of solar technology to overcome the difficulties is not yet fully developed. The very freshest sources known to me from this research area are: -
Hörster, H. u. Mitarbeiter: Wege zum energiesparendeη Wohnhaus. (Bericht zum Forschungsprojekt "Rationelle Energieverwendung und Nutzung der Sonnenenergie in Gebäuden") Philips GmbH, 1. Auflage, Hamburg 1980.Hörster, H. and co-workers: Ways to energy-saving houses. (Report on the research project "Rational Use of Energy and Use of Solar Energy in Buildings") Philips GmbH, 1st edition, Hamburg 1980.
Matthöfer, H. u. Mitarbeiter: Sonnenenergie II, in der Serie "Forschung Aktuell", Umschau Verlag, 1. Aufgäbe, Frankfurt am Main, 1977. Matthöfer, H. and coworkers: Solar energy II, in the "Research Current" series, Umschau Verlag, 1st assignment, Frankfurt am Main, 1977.
Rudolph, R. u. Mitarbeiter: Wärmepumpen für Heizung, Kühlung und Energierückgewinnung 1976 - 1990. Untersuchung erstellt im Auftrsge des'Bundesministers für Forschung und Technologie, Bonn, von Battelle-Institut e.V., Verlag TÜV Rheinland GmbH, Köln, 1979.Rudolph, R. and co-workers: Heat pumps for heating, cooling and energy recovery 1976 - 1990. Study carried out on behalf of the Federal Minister for Research and Technology, Bonn, from Battelle-Institut e.V., Verlag TÜV Rheinland GmbH, Cologne, 1979.
Die schlimmsten Dilemmas der künstlichen Verwendung der Sonnenenergie sind: : The worst dilemmas of artificial use of solar energy are :
die, von Wolken abhängige Unbeständigkeit der Globalstrahlung (alle Autoren)the cloud-dependent instability of global radiation (all authors)
die tageszeitlichen und jahreszeitlichen Abwechslungen des Angebots der Sonnenstrahlungsenergie (alle Autoren)the daily and seasonal changes the supply of solar radiation energy (all authors)
die zeitliche Verkehrung des Angebots und der Nachfrage der -Sonnenstrahlungsenergie (alle Autoren)the temporal reversal of supply and demand solar radiation energy (all authors)
die grossen Verluste bei der konventionellen iangzeitspeicherung und dem Transport der Wärme (Hörster, s. 49 - 55)the big losses with conventional long-term storage and the transport of heat (Hörster, p. 49 - 55)
die Kurzlebigkeit und hohe Überholungskosten derzeitiger Geräte (Rudolph, 1979, S. 23 - 25)the short life and high overhaul costs of current devices (Rudolph, 1979, pp. 23 - 25)
Des Verfassers Meinung nach dürfte man jedoch nicht ausser Betracht lassen, dass:In the author's opinion, however, it should not be ignored that:
erstens, die Bilanz der ein- und ausgestrahlten Sonnenenergie so riesengross ist, dass die kleine Ausleihung für Bedürfnisse der Zivilisation keine ökologische Bedeutung haben kann - zuletzt wird ja diese relativ kleine Energiemenge immer zum Weltraum wieder herausgestrahlt undFirstly, the balance of the solar energy radiated in and out is so huge that the small loan for The needs of civilization cannot have any ecological significance - this relatively small amount of energy always becomes in the end radiated out to space and
zweitens, es steht uns zur Verfügung eine praktisch grenzlose Strahlungsmenge, ein kostenloser, effektiver und auch gigantischer Absorber, das Wasser auf der Erdefläche (teils auch tiefgelegen, sodass wir jene Wärmequellen während der kalten Jahreszeit benutzen können), und noch wird die absorbierte Wärme zu uns durch Bewegungen des Meerwassers, Flüsse, Grundwassers u.s.w. gratis transportiert, undSecond, we have a practically limitless amount of radiation at our disposal, free, effective and gigantic Absorber, the water on the earth's surface (partly also deep down, so that we get those heat sources during the cold Season), and still the absorbed heat gets to us through movements of seawater, rivers, groundwater etc. transported for free, and
drittens, nach der Erfindung der Wärmepumpen ist es uns möglich geworden Wärme niedrigeren Temperaturniveaus auf ein höheres Temperaturniveau bringen.Thirdly, after the invention of heat pumps, it has become possible for us to heat lower temperature levels to one bring a higher temperature level.
Aus allen obengenannten Aspekten müssten wir folgende klare Konsequenzen ziehen:From all of the above, we should draw the following clear conclusions:
Das Hauptgewicht der Solartechnik sollte auf die indirekte Ausnutzung, auf das Entziehen dem Wasser die Wärme, gelegt werden. The main focus of solar technology should be placed on indirect utilization, on extracting heat from the water.
Wenn nötig, z.B. beim Mangel an fliessendem Wasser oderIf necessary, e.g. if there is a lack of running water or
Raum für grosse Wasservorräte, muss ausserdem die direkte Ausnutzung der Sonnenstrahlung ingebrauchgenommen werden können.There must also be space for large water supplies, direct Utilization of solar radiation can be put into use.
. Weil die Wärmequellen eine relativ niedrige Temperatur haben, sollten die Wärmepumpen zum Einsatz sowohl in Ausnutzung der direkten, als der indirekten Sonnenstrahlungswärme kommen und, um den Kostenaufwand zu vermindern, sollten Wärmepumpen langlebiger, billiger und jedoch effektiver entwickelt werden. Eine praktisch verlustlose Kurzzeitwärmespeicherung und Transport ist notwendig um die allerkürzesten DirektStrahlungsperioden und die allerkleinsten Intensitäten ausnützen können, ohne den Dauerbetrieb der Wärmepumpen.. Because the heat sources have a relatively low temperature, the heat pumps should be used both in utilization direct than indirect solar radiation and, in order to reduce costs, should be heat pumps more durable, cheaper and, however, more effectively developed. A practically lossless short-term heat storage and Transport is necessary in order to be able to take advantage of the very shortest direct radiation periods and the very smallest intensities, without the continuous operation of the heat pumps.
Ebenso muss die gesammelte Wärme längere Zeiten ohne nennenswerte Verluste gespeichert werden können, sodass die jahreszeitliche Verkehrung des Wärmeangebots und der Nachfrage aus-Likewise, the collected heat must be able to be stored for longer periods without significant losses, so that the seasonal Reversal of the heat supply and the demand
geglichen werden kann. can be matched.
Der Erfindung liegen diese Aufgaben zugrunde.The invention is based on these objects.
Erfindungsmässig werden die Aufgaben nach folgenden Prinzipien und an Hand der, in Patentansprüchen 1,- 4. ausführlicher beschriebenen Mittel gelöst:According to the invention, the tasks are based on the following principles and solved by means of the means described in more detail in claims 1 to 4:
Die Sonnenstrahlung gibt dem Wasser seine flüssige Erscheinungsform, die Natur hat also latentwärme auf das Wasser gespeichert. Jene Wärme steht uns immer zur Verfugung, wenn wir das Wasser in einem Speicher-Behälter A künstlich, mit einer Wärmepumpe gefrieren lassen - und sogar 80 000 Kilocalorien pro m .The solar radiation gives the water its liquid appearance, nature has therefore stored latent heat in the water. That warmth is always available to us when we artificially freeze the water in a storage tank A with a heat pump - and even 80,000 kilocalories per m.
Lassen wir eine Flüssigkeit mit niedrigem Siedepunkte durch Sonnenstrahlung in einem Speicher-Behälter B verdampfen und sammeln wir dann das latentwärmeenthaltende Gas, steht uns wieder latente Sonnenenergie zur Verfügung, wenn das Gas mittels Wärmepumpe verflüssigt wird» Die so frei werdende Wärme kann in den erstgenannten Speicher-Behälter A übertragen werden, um das Eis zu schmelzen und um dadurch dauergespeichert werden. .-,___..Let us evaporate a liquid with a low boiling point by solar radiation in a storage container B. and if we then collect the gas containing latent heat, latent solar energy is available to us again, if the gas is liquefied by means of a heat pump to melt the ice and thereby be stored permanently. .-, ___ ..
Beide Wärmegewinnungsmethoden müssen auch getrennt i selbstständig gebraucht werden können.It must also be possible to use both heat generation methods separately and independently.
Weil die Speicherung nicht in herkömmlich nachgestrebten hohen Temperaturen, sondern im Me der st temperaturbereich (Verdampfungstemperatur der betreffenden Flüssigkeit) sich abspielt, und weil die Verluste des Wärmepumpensystems als Wärme zurück zu gewinnen sind, werden die Verluste äusserst gering.Because the storage is not in conventional pursuit high temperatures, but in the measuring temperature range (evaporation temperature of the liquid in question) takes place, and because the losses of the heat pump system are returned as heat are to be won, the losses are extremely small.
Es wird nachgestrebt die Baukosten einzuschränken, die Lebensdauer der Geräte'zu verlängern und die Verluste zu reduzieren " mit einer speziellen Wärmepumpenkonstruktion, die teils schon vorher bekannt sein mag. In der Literatur wurde ein kurzer Hinweis (Rudolph, 1979 S. 25) auf einer Wärmepumpenkaskade gefunden, zwar ohne irgendein Referat und mit Bemerkung: "sind jedoch aufwendig und mit entsprechend hohen Anlagenkosten verbunden". In dieser Erfindung wird für selbstverständlich gehalten, dass es wirtschaftlich günstiger wird, statt eines," nach dem Effektbedarf abwechselnd grossen Verdichters und Motors, mehrere, identische, mit kleinerer Druck- und Literleistung arbeitende Verdichter aus Serienfertigung für Wärmepumpenbau zu wählen.The aim is to reduce the construction costs and the service life of the devices' and reduce the losses "with a special heat pump design, some of which may already be known beforehand. In the literature, a brief note (Rudolph, 1979 p. 25) found on a heat pump cascade, without any report and with a comment: "However, they are complex and associated with correspondingly high system costs". In this invention it is taken for granted held that it is economically more favorable, instead of one, "according to the effect requirement alternately large compressor and Motors, several, identical, with smaller pressure and liter output to choose working compressors from series production for heat pump construction.
Unter dem Ausdruck "Wärmepumpenkaskade" ist hier verstanden geworden ein System von sukzessiv gekuppelten Wärmepumpenkreisläufen, von denen jeder sein geeignetes Arbeitsmittel hat, und womit eine stufenweise steigende Temperatur erreicht wird. Der Effekt des Gesamtsystems wird durch die Anzahl der nebeneinander nach Bedarf eingeschalteten Kaskaden reguliert. Mittels eines explosionssicheren Färmerückgewinnungssystems werden die Wärmeverluste von allen Geräten des Wärmepumpensystems zur Vorwärmung der gasförmigen, den Verdichtern hineinströmenden Arbeitsmittel benutzt. Die Wirtschaftlichkeit der Konstruktion wird durch Verminderung des Verschleisses zwischen den Kolben und den Zylindern der Verdichter und noch durch der Verwendung der gemeinsamen Motoren für Verdichter derselben Kaskade und der geraeinsamen Wärmetauscher für Wärmepumpenkreislaufe derselben Ordnung gesteigert.The term "heat pump cascade" is understood here a system of successively coupled heat pump circuits, each of which has its own suitable work equipment, and with which a gradually increasing temperature is reached. The effect of the overall system is determined by the number of side by side regulated cascades switched on as required. The heat losses are reduced by means of an explosion-proof heat recovery system from all devices in the heat pump system to preheat the gaseous working media flowing into the compressors used. The economy of the construction is achieved by reducing the wear between the pistons and the cylinders of the compressors and still through the use of the common motors for compressors of the same cascade and the straight heat exchanger for heat pump circuits of the same Order increased.
Mit dem hier konzipierten Systeme können die am Anfang (S. 1-2) gelistete Schwierigkeiten überwunden werden. Darüber hinaus sollten folgende Vorteile beachtet werden:With the system conceived here, the difficulties listed at the beginning (pp. 1-2) can be overcome. Furthermore the following advantages should be noted:
Auch allerkleinste Energiemengen von Sonnenstrahlung, warmen Luftströmungen, Wasserkondensation und Eisbildung auf der Aussenflache des Speicher-Behälters B werden aufbewahrt(heutige Dachkollektoren werden erst, wenn eine Mindestbestrahlungsstärke von 50 W/m überschritten ist, eingeschaltet (llörster, S. 29).Even the smallest amounts of energy from solar radiation, warm air currents, water condensation and ice formation on the The outer surface of the storage container B is kept (today's Roof collectors are only activated when there is a minimum irradiance of 50 W / m is exceeded, switched on (llörster, p. 29).
Die Geräte, sowohl die Verdichter als die Wärmetauscher, arbeiten unter äusserst konstanten Umständen, praktisch unabhängig von der Tages- und Jahreszeit. Damit wird ihre optimale Bemessung, Konstruktion und elektrische Steuerung ihrer Tätigkeit erleichtert.The devices, both the compressors and the heat exchangers, work under extremely constant conditions, practically independent of the time of day and time of year. This will be your optimal Dimensioning, construction and electrical control of their activities facilitated.
Wo fliessendes Wasser reichlich oder Raum genug für einen relativ grossen Speicher-Behälter A vorhanden ist, kann auf dem Speicher-Behälter B verzichtet und Baukosten gespart werden. Wenn das Eis während des Sommers nicht durch liausklimatisierung und Vorabkühlung der Proviantvorräte verschmolzen wird, muss, es meistens im Frühling entfernt werden. Weil das Eis meistens der Lebensmittelindustrie, den Fischern, in südlichen Ländern für Süsswasserbereitung ausverkauft werden kann, verursacht der Austausch des Behälterinhalts keine zusätzliche Unkosten^ Where there is plenty of running water or space enough for a relatively large storage tank A, it is possible to use the storage tank B dispensed with and construction costs can be saved. If the ice is not climatized by lia during the summer and pre-cooling of the supplies is merged, it usually has to be removed in spring. Because the ice mostly the food industry, the fishermen, can be sold out for fresh water preparation in southern countries the exchange of the contents of the container no additional expenses ^
Die Verwendung eines Eis-Wasser-Behälters,, statt Erdreiches, bringt die -Wasser- und Abwasserleitungen oder die Baugründe in keine Gefahr, weil kein permanente Frost entstehen kann,, Auch das Grundwasser kann, keine beschriebene Schäden nehmen (Rudolph, S0 6 - 10)The use of an ice-water container, instead of the ground, does not endanger the water and sewage pipes or the building site, because no permanent frost can occur, the groundwater cannot suffer any damage as described (Rudolph, S 0 6 - 10)
Von den vielen Ausführungsraöglichkeiten der Erfindung sind in den Zeichnungen einige Beispiele von den wichtigsten Bauteilen und ihrer Verwendung schematisch dargestellt und im folgenden näher beschrieben.Of the many possible embodiments of the invention are In the drawings some examples of the most important components and their use are shown schematically and in the following described in more detail.
Fig. 1 zeigt eine, zu den verschiedensten mono- und bivalenten Raumheizungen geeignete Kombination von Wärmegewinnung aus Wasser (A) und aus direkten Sonnenstrahlung und Luft (B). Zugunsten der Deutlichkeit sind die Teile in der verschiedenen Masstäben gezeichnetFig. 1 shows one of the most varied of mono- and bivalent Space heating suitable combination of heat recovery from water (A) and from direct solar radiation and air (B). For the sake of clarity, the parts are in different Rules drawn
Als Wärmequelle A wird, wo Mangel an süssem Wasser herrscht, salziges Meerwasser, anderswo am liebsten reines Wasser benutzt, dem die Wärme im Speicher-Behälter (1) mit einem flachen auf dem Boden gelegenen, Wärmepumpenarbeitsmittel enthaltenden Wärmetauscher (2) entzogen, auf ein höheres Temperaturniveau (circa 333° K) mit dem Wärmepumpensystem (3) gebracht und zum Raumheizungssystem geleitet (4 und 5) wird. · Nachdem die spezifische Wärme des Wassers ausgenutzt ist und die Temperatur des Wassers bei circa 273° K stabiliziert ist, beginnt die Eisbildung auf der Oberfläche des Wärmetauschers (2), die ohne zeitweilige Eisabtrennung allmählich isoliert -würde. Am einfachsten wird sie mit elektrischem Strom verwirklicht, (nicht gezeichnet) die dazu nötige Energie wird ja ins Wasser gespeichert* Weil während der Erhitzung der Wärmepumpenkreislauf gesperrt ist, wird der Druck innerhalb des Wärmetauschers erhöht, dieser bläht sich auf und die obere, dünne Wandung biegt sich, sodass die schmelzende Eisbildung sich los reisst und wegen ihres kleinen spezifischen Gewichtes sich nach oben erhebt.Where there is a lack of fresh water, salty seawater is used as the heat source A, elsewhere pure water is preferred, from which the heat in the storage tank (1) is extracted with a flat heat exchanger (2) located on the floor and containing heat pump working fluid higher temperature level (approx. 333 ° K) is brought with the heat pump system (3) and fed to the space heating system (4 and 5). · After the specific heat of the water has been used and the temperature of the water has stabilized at approx. 273 ° K, ice begins to form on the surface of the heat exchanger (2), which would gradually be isolated without temporary ice separation. The easiest way to do it is with electricity, (not shown) the energy required for this is stored in the water * Because the heat pump circuit is blocked during the heating process, the pressure inside the heat exchanger is increased, this inflates and the upper, thin wall bends so that the melting ice formation breaks loose and rises upwards due to its small specific weight.
Soweit die Flüssigkeit des Raumheizungskreislaufes (4 und 5) kein.reines Wasser ist, sondern z.B. aus Wasser mit Frostschutz besteht, ist ein zweiter Wärmetauscher, dienlich eine Metallröhre (6) erforderlich um Wärme aus Wohnräumen direkt, bzw. Wärme aus dem Wärmepumpensystem (3) zum Eis-Wasser bringenAs long as the liquid of the space heating circuit (4 and 5) is not pure water, but e.g. water with frost protection is a second heat exchanger, useful a metal tube (6) required to bring heat directly from living spaces or heat from the heat pump system (3) to the ice-water
können. (Wenn das Wärmetransportmedium reines Wasser ist,können die Püllungs- und Auslassöffnungen (7 und 8) dazu dienen). Die verschiedenen Kreislaufalternativen werden mittels den elektrisch gesteuerten Allweghähnen (9 und 10) gewählt. Damit wird die Übertragung der anderswo gesammelten Wärme aus der Wärmepumpe (3) zur Raumheizung oder Warmwasserbereitung bzw. zum Schmelzen des Eises im Speicher-Behälter (1) ermöglicht. Wenn der Speicher-Behälter (1) Verwendung zur Gartenbewässerung oder als Schwimmbad im Sommer findet, wird das Eis im Frühling mit den, im Behälter liegengelassenen Heizdrähten (nicht gezeichnet) zerstückelt und'mit den, an die Isolierhülle gehängten und während des Winters festgefrorenen Haftvorrichtungen (nicht gezeichnet) entfernt. Sonst wird das Eis für KliimatizJerung der Wohnräumen oder Vorabkühlung der Lebensmittelvorräte im Behälter liegen lassen.can. (If the heat transport medium is pure water, you can the flushing and outlet openings (7 and 8) are used). The various cycle alternatives are activated by means of the Electrically controlled all-way taps (9 and 10) selected. This will allow the transfer of the heat collected elsewhere from the Heat pump (3) for space heating or hot water preparation or for melting the ice in the storage tank (1). If the storage container (1) is used for watering the garden or as a swimming pool in summer, the ice will be in spring with the heating wires left in the container (not shown) dismembered and 'with the adhesive devices hung on the insulating cover and frozen solid during the winter (not drawn). Otherwise the ice will cause air conditioning Leave living rooms or pre-cool food supplies in the container.
Die Grosse des Speicher-Behälters A (1) kann stark reduziert werden, wenn auch Wärme aus Sonnenstrahlung, warmem Wind usw. mit dem Speicher-Behälter B (11 und 14) gesammelt und für Eisschmelzen zum Speicher-Behälter (1) geleitet wird. Der Kollektorteil (11) des Speicher-Behälters B wird aus dem, in einer kühlen und dunklen Stelle gelegenen Flüssigkeitsvorrate (12) mittels der Förderpumpe (13) nahezu voll gefüllt. Die Flüssigkeit besteht aus zwei Fraktionen, die eine (z.B. Gebrauchtöl der Dieselmotoren) ist dünnflüssig, schwarzgefärbt, hat einen hohen Siedepunkt und ist gut lös- oder mischbar mit der anderen Fraktion, die eine Wärmepumpearbeitsmittel ist, am liebsten identisch mit dem Arbeitsmittel des Wärmetauschers (2) des Speicher-Behälter (1), sodass dieselbe Wärmepumpe (3) benutzt werden kann. Wenigstens die Vorderfläche des Kollektorteils (11) ist gut strahlungsdurchlässig, sodass in der schwarzen Flüssigkeitsfrakt:! on das Licht absorbiert, und als Wärme der zweiten Fraktion unmittelbar abgegeben wird. Die Letztgenannte wird verdampft und das entstandene, latenwärmeenthaltende Gas wird durch seinen eigenen Druck zum, im warmem Raum gelegenen Speicherteil (14) geleitet» Durch Verdampfung des Arbeitsmittels wird der Kollektorteil (11) bis zur Verdampfungstemperatur (unter 273 K) abgekühlt, und hält diese Temperatur automatisch an, wenn hinreichend Arbeitsmittel aus der Wärmepumpe (3) mittels der Pumpe (15) in den Kollektorteil (11) gefördert wird.The size of the storage container A (1) can be greatly reduced are collected, even if heat from solar radiation, warm wind, etc. with the storage container B (11 and 14) and for melting ice to the storage tank (1). The collector part (11) of the storage container B is made of, in a The liquid supply (12) located in a cool and dark place is almost completely filled by means of the feed pump (13). The liquid consists of two fractions, one (e.g. used oil from diesel engines) is thin, black in color and has one high boiling point and is easily soluble or miscible with the other fraction, which is a heat pump working fluid, preferably identical with the working fluid of the heat exchanger (2) of the storage tank (1) so that the same heat pump (3) can be used. At least the front surface of the collector part (11) is well permeable to radiation, so that in the black liquid fraction :! on absorbs the light, and as heat of the second fraction immediately is delivered. The latter is vaporized and the resulting gas containing latent heat is replaced by its own Pressure is directed to the storage part (14) located in the warm room »By evaporation of the working medium, the collector part (11) cooled down to the evaporation temperature (below 273 K), and automatically maintains this temperature if there is sufficient work equipment is conveyed from the heat pump (3) by means of the pump (15) into the collector part (11).
Beim vorausbestimmten Druck im Speicherteil (14) wird das Wärmepumpensystem (3) eingeschaltet und das Gas durch die leitung (16) aus dem Speicherteil zur Wärmepumpe gebracht. Beim Ausfall der optimierten, elektrischen Steuerung oder des Netzstromes treibt der zugenommene Druck im Speicher-Behälter B (11 und 14) den flüssigen Inhalt durch das automatisch geöffnete Sicherheitsventil (17) und an der Pumpe (13) vorbei in Strahlungs- und Wärmeschutz des Vorrats (12).. Damit wird der Kollektorteil (11) vor dem extremen Druck geschont, der durch Überhitzung entstehen könnte.At the predetermined pressure in the storage part (14), the heat pump system (3) switched on and the gas brought through the line (16) from the storage unit to the heat pump. If the optimized electrical control or the mains power fails, the increased pressure drives the storage tank B (11 and 14) the liquid content through the automatically opened safety valve (17) and past the pump (13) in radiation and heat protection of the supply (12) .. This is the Collector part (11) protected from the extreme pressure that could result from overheating.
Wegen des hydrostatischen Druckes wird das Arbeitsmittel unten im Kollektorteil (11) am langsamsten verdampft und der obere Kollektorteil am besten abgekühlt. Es entsteht ein interner Kreislauf in der Flüssigkeit, der mit einer äusseren Umwälzpumpe (nicht gezeichnet) unterstützt werden kann. Das Abfallen der Eisbildung von der Oberfläche des vertikal stehenden Kollektorteils (11) wird mit der elektrischen Erhitzung zustande gebracht (nicht gezeichnet). Die Gasleitung (18) dient zum Ausgleich der Druckverteilung zwischen dem Vorrate (12) und dem Speicherteil (14).Because of the hydrostatic pressure, the working fluid is evaporated the slowest at the bottom in the collector part (11) and the upper one Collector part is best cooled down. An internal circuit is created in the liquid, which is connected to an external circulation pump (not drawn) can be supported. The fall of ice formation from the surface of the vertical standing collector part (11) is brought about with the electrical heating (not shown). The gas line (18) serves to equalize the pressure distribution between the supply (12) and the storage part (14).
Fig. 2 zeigt einen schematischen Grundriss eines, von mehreren, identischen Verdichtern (19 - 26) und ihren gemeinsamen, gut isolierten Kondensatoren/Verdampfern (27 und 28) aufgebauten Wärmepumpensystems.2 shows a schematic floor plan of one of several identical compressors (19-26) and their common good insulated condensers / evaporators (27 and 28) built-up heat pump system.
Aus den, in verschiedenen Wärmequellen gelegenen Wärmetauschern wird das verdampfte Arbeitsmittel der 1. Ordnung dem gut isolierten Kurzzeitspeicher (29) durch die Leitungen (3Q und 31) gebracht. Falls dieser Speicher ausserhalb des halbhermetischen Gehäuses (32), z.B. bei irgendeiner von den Wärmequellen, in warmem Raum (14, Bild 1) gelegen ist, kann er unisoliert sein. Der Druck im Speicher (29) steuert dem Bedarf gemäss die Ein- und Ausschaltung der drei Wärmepumpenkaskaden, bestehend von den Motoren (33, 34 und 35) und auf ihren Achsen'paarweise gebauten Verdichtern (22 und 19, 23 und 20, 24 und 21.). Im. Wärmetauscher (27) gibt das komprimierte Gas dem -Arbeitsmittel der 2. Ordnung seine Latentwärme, wird selbst verflüssigt und zurück zum Wärmetauscher in der Wärmequelle mit der Förderpumpe (37 oder 36) getrelbt. Mit dem, von der Wärme verdampften Arbeitsmittel derFrom the heat exchangers located in various heat sources, the vaporized working medium of the 1st order is brought to the well-insulated short-term storage (29) through the lines (3Q and 31). If this memory is located outside of the semi-hermetic housing (32), for example with any of the heat sources, in a warm room (14, Fig. 1), it can be uninsulated. The pressure in the accumulator (29) controls the switching on and off of the three heat pump cascades, consisting of the motors (33, 34 and 35) and compressors (22 and 19, 23 and 20, 24 and 24) built in pairs on their axes, as required 21.). In the heat exchanger (27), the compressed gas gives the working fluid of the 2nd order its latent heat, is itself liquefied and turbid back to the heat exchanger in the heat source with the feed pump (37 or 36). With the working fluid of the
2. Ordnung werden die Verdichter (22, 23 und 24) gespeist. V/eil der Energieübertragungsbedarf der Verdichter der 2. Ordnung mit der Primärenergie der Verdichter der 1. Ordnung zugenommen ist, werden noch, dem Bedarf gemäss, zusätzliche Verdichter (25 und 26) eingeschaltet. Im Wärmetauscher (28) gibt das Arbeitsmittel der 2. Ordnung seine latentwärme dem Wasserkreislauf (4 und 5) ab.2nd order the compressors (22, 23 and 24) are fed. V / eil the energy transfer requirement of the 2nd order compressors with the primary energy of the first-order compressors has increased, additional compressors (25 and 26) switched on. In the heat exchanger (28), the working fluid of the 2nd order gives its latent heat to the water circuit (4 and 5) away.
Sowohl die Wärmeverluste der allen Geräte, als die Wärme von nachträglicher Abkühlung der schon kondensierten Arbeitsmittel in den Färmetauschern (39 und 40) müssen zurückgewonnen und am liebsten in dem Wärmepumpensysteme selbst ingebrauchgenoraraen werden. Zu diesem Zweck hat das halbhermetische Gehäuse (32) einen selbstständigen Wärmepumpekreislauf. Ein inaktives, explosionssicheres, Sauerstoff beseitigendes, flüssiges Arbeitsmittel liegt in dem Bodensumpf des Gehäuses in engem Kontakt mit den Wärmetauschern (39 und 40), wird verdampft und von .7ärmeverlusten der allen Geräte weiter erwärmt. Mittels seines eigenen Verdichters und Wärmetauscher (nicht gezeigt) wird die Wärme zur Heizung der Arbeitsmittel der 1. und 2. Ordnung im Speicher (29) und in der Gasleitung (38) gebracht.Both the heat losses from all devices and the heat from subsequent cooling of the working fluid that has already condensed in the heat exchangers (39 and 40) must be recovered and on dearest in the heat pump systems themselves ingebrauchgenoraraen will. For this purpose, the semi-hermetic housing (32) has an independent heat pump circuit. An inactive, explosion-proof, Oxygen-removing liquid working medium is in close contact in the bottom sump of the housing with the heat exchangers (39 and 40), is evaporated and from .7ärme losses which further heats all devices. By means of its own compressor and heat exchanger (not shown) the Heat for heating the working medium of the 1st and 2nd order in the memory (29) and in the gas line (38).
Fig. 3 zeigt schematisch die Funktion eines vereinfachten Kolbenverdichters mit einem schwingenden Zylinder (41) und einer, fest mit der Kolbe zusammengebauten Kolbenstange (42). Davon abhängend, ob der Gastausch durch biegsame Schläuche oder durch die Aufhängung des Zylinders verwirklicht wird, kann die letztgenannte (43) innerhalb oder ausserhalb der Länge des Zylinders liegen. Durch die Veränderung der Lagerentfernung (44) können die Literleistung und der Arbeitsdruck reguliert werden.Fig. 3 shows schematically the function of a simplified piston compressor with a vibrating cylinder (41) and a, piston rod (42) firmly assembled with the piston. Depending on whether the gas is exchanged with flexible hoses or is realized by the suspension of the cylinder, the latter (43) can be inside or outside the length of the cylinder. By changing the bearing distance (44), the liter capacity and the working pressure can be regulated will.
iZiZ
LeerseiteBlank page
Claims (4)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813109443 DE3109443A1 (en) | 1981-03-12 | 1981-03-12 | Cooled PCM device for space heating and cooling by means of direct solar energy or indirect solar energy bound by water |
DE19823202324 DE3202324A1 (en) | 1981-03-12 | 1982-01-26 | Cooled latent heat accumulator for space heating and cooling by means of direct solar energy or indirect solar energy held in the water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813109443 DE3109443A1 (en) | 1981-03-12 | 1981-03-12 | Cooled PCM device for space heating and cooling by means of direct solar energy or indirect solar energy bound by water |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3109443A1 true DE3109443A1 (en) | 1982-10-14 |
Family
ID=6127021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19813109443 Withdrawn DE3109443A1 (en) | 1981-03-12 | 1981-03-12 | Cooled PCM device for space heating and cooling by means of direct solar energy or indirect solar energy bound by water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3109443A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1969187A (en) * | 1932-02-19 | 1934-08-07 | Clifton E Schutt | Heat balancing system |
DE2608873B2 (en) * | 1976-03-04 | 1979-01-11 | Herbert Ing.(Grad.) 7500 Karlsruhe Kirn | Method and device for heating rooms by means of a heat pump process |
DE2509965B2 (en) * | 1975-03-07 | 1979-02-15 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Process for space heating by means of a heat pump cycle |
DE3023592A1 (en) * | 1979-09-24 | 1981-06-11 | De Dietrich & Cie., Niederbronn-les-Bains, Bas-Rhin | METHOD AND SYSTEM FOR HEAT STORAGE |
-
1981
- 1981-03-12 DE DE19813109443 patent/DE3109443A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1969187A (en) * | 1932-02-19 | 1934-08-07 | Clifton E Schutt | Heat balancing system |
DE2509965B2 (en) * | 1975-03-07 | 1979-02-15 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Process for space heating by means of a heat pump cycle |
DE2608873B2 (en) * | 1976-03-04 | 1979-01-11 | Herbert Ing.(Grad.) 7500 Karlsruhe Kirn | Method and device for heating rooms by means of a heat pump process |
DE3023592A1 (en) * | 1979-09-24 | 1981-06-11 | De Dietrich & Cie., Niederbronn-les-Bains, Bas-Rhin | METHOD AND SYSTEM FOR HEAT STORAGE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2076721B1 (en) | Adsorption heat pump with heat accumulator | |
EP2614330B1 (en) | Storage tank device for an energy storage system, and energy storage system having a storage tank device | |
DE3242903C2 (en) | ||
DE3882229T2 (en) | COOLER OPERATED BY SOLAR ENERGY WITH INTERMITTENT AMMONIA ABSORPTION CIRCUIT. | |
DE102008041715A1 (en) | Heat and hot water supply, for a building, uses a solar energy installation with at least one storage buried in the ground | |
EP0086383A2 (en) | Sorption apparatuses and method of operating the same | |
DE202011003668U1 (en) | Buffer memory for receiving liquid medium, water supply system with such a buffer memory and buffer storage device with at least one buffer memory | |
DE102007050674A1 (en) | Multifunctional heat transformation storage as an energy center of heating and air conditioning systems | |
DE202011003667U1 (en) | Buffer memory for receiving liquid medium, water supply system with such a buffer memory and buffer storage device with at least one buffer memory | |
DE10023424A1 (en) | System for generating electrical energy from solar energy has heat storage elements outside collector heated by solar radiation, brought beneath collector to give off heat to air flow to chimney | |
DE10118572B4 (en) | Heat supply system | |
EP3027971B1 (en) | Temperature-management-system | |
DE112011100000B4 (en) | Device for heating water by solar heat, which simultaneously supplies drinking water and hot water | |
EP0041658A2 (en) | Device for heating and cooling of conditioned rooms in appartments, greenhouses and the like | |
EP0091095B1 (en) | Storage heating plant with sorption reservoir | |
DE3109443A1 (en) | Cooled PCM device for space heating and cooling by means of direct solar energy or indirect solar energy bound by water | |
DE102023100930A1 (en) | Heat pump system and quarters | |
DE2906478A1 (en) | THERMODYNAMIC MONOBLOCK BOILER | |
DE102011005231A1 (en) | Method for thermal treatment of e.g. warn industrial water of buffer storage for water supply system in outside of home, involves changing temperature of medium such that temperature value is increased and/or another value is decreased | |
DE2509965B2 (en) | Process for space heating by means of a heat pump cycle | |
DE102009024498A1 (en) | Method for heat supply using solar power, involves utilizing solar radiation from sun, for heating heat transfer medium in climate zone, and transporting medium to heat consumers in region with low degree of exposure to sun | |
DE2608873A1 (en) | Heat pump with storage heater for subcooling heat - has two compressors for basic and peak heat requirements | |
CH634395A5 (en) | Installation for the provision of heat | |
DE2917648A1 (en) | Converter maximising use of solar energy - uses rear absorber and heat stores with heat pump | |
DE102007027572A1 (en) | Power generator for e.g. ship, uses drive medium with preset boiling point degrees and uses temperature difference as drive force for operating generator, where temperature difference ranges to preset values |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
AG | Has addition no. |
Ref country code: DE Ref document number: 3202324 Format of ref document f/p: P |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |