DE3121695A1 - Verfahren zur verbesserten ausnutzung der beim betrieb einer waermepumpe eingesetzten energie und einrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Verfahren zur verbesserten ausnutzung der beim betrieb einer waermepumpe eingesetzten energie und einrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

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DE3121695A1
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Inventor
Adolf H. 7322 Donzdorf Borst
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BORST GEB LINKE RUTH 7322 DONZDORF DE
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B29/00Machines or engines with pertinent characteristics other than those provided for in preceding main groups
    • F01B29/08Reciprocating-piston machines or engines not otherwise provided for
    • F01B29/10Engines

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

Adolf Hermann Borst P 81 52
7322 Schloß Ramsberg 27. Mai 1981
Verfahren zur verbesserten Ausnutzung der beim Betrieb einer Wärmepumpe eingesetzten Energie und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
Verfahren zur verbesserten Ausnutzung der beim Betrieb einer Wärmepumpe eingesetzten Energie, wobei diese Wärmepumpe in üblicher Anordnung einen primärseitigen Verdampfer zur Einkopplung der Wärme, einen Kompressor und einen sekundärseitigen Kondensator zur Auskopplung der Wärme auf erhöhtem Temperaturniveau umfaßt.
Wärmepumpen dieser Art sind allgemein bekannt. Bei den bekannten Wärmepumpen entspannt sich derjenige Anteil des mittels des Kompressors in den Kondensator gepumpten Arbeitsmediums, der in der Gasphase verbleibt, über ein Entspannungsventil zur Verdampferseite hin, das einen hohen Strömungswiderstand aufweist und das den für die Erzielung des erforderlichen Druckes im Kondensator erforderlichen Rückstau vermittelt.
Ein erheblicher Nachteil der bekannten Wärmepumpen besteht darin, daß ein Teil der in die Wärmepumpe eingekoppelten Leistung, der im wesentlichen dem Produkt des im Gasraum des Kondensators herrschenden Druckes mit dem Volumen desjenigen in der Zeiteinheit in den Gasraum hineingeförderten Anteils des Arbeitsmediums entspricht, der nicht kondensiert, sondern in der Gas-
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phase verbleibt, praktisch nicht genutzt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das mindestens rine teilweise Nutzung dieser bislang ungenutzten Leistung bzw. Energie ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem im Gasraum des Kondensators herrschenden Druck, der über den Kompressor der Wärmepumpe ständig aufrechterhalten wird, eine Kraftmaschine angetrieben wird, deren Abtriebsleistung im Prinzip zu beliebigen Zwecken, insbesondere zum Antrieb eines Ε-Generators ausgenutzt werden kann.
Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als mittels des Druckes im Gasraum des Kondensators angetriebene Kraftmaschine ein pneumtaüscher Kolbenmotor vorgesehen isto Hierzu geeignete pneumatische Kolbenmotoren si id kommerziell erhältlich.
Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können darin bestehen, daß nach dem Windrotor-Prinzip arbeitende rotatorisch angetriebene Läufer vorgesehen sind, die in der Art von Radial-Lüftern oder Axial-Lüftern ausgebildet sein können.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Durchführungs- bzw. Ausführungsbeispielen des erfindungs-
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gemäßen Verfahrens bzw. einer zu seiner Durchführung geeigneten speziellen Vorrichtung anhand der Zeichnung.
Die Zeichnung zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Wärmepumpen-Einrichtung mit einer dem Kondensator der Wärmepumpe nachgeschalteten pneumatischen Kraftmaschine, in vereinfachter, schematischer Darstellung.
Die in der Zeichnung dargestellte Wärmepumpeneinrichtung umfaßt eine übliche, insgesamt mit 2 bezeichnete Wärmepumpe mit einem primärseitigen Verdampfer 3, einem Kompressor 4 und einem Kondensator 5. Ein zur Wärmeeinkopplung in den Verdampfer vorgesehener Wärmetauscher ist mit 6, ein zur Wärmeauskopplung aus dem Kondensator vorgesehener Wärmetauscher mit 7 bezeichnet.
Zwischen den Arbeitsmedium-Ausgang 8 des Kondensators und den Rücklauf-Eingang 9 des Verdampfers 3, über den das Arbeitsmedium aus dem Kondensator 5 in den Verdampfer 3 zurückströmt, ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine pneumatische Kraftmaschine 10
geschaltet, die einen elektrischen Generator 12 antreibt. Dieser pneumatische Motor 10 bildet gleichsam den Strömungswiderstand, der den Rückstau vermittelt, gegen den der Kompressor 4 den im Gasraum des Kondensators erforderlichen Betriebsdruck aufbauen kann. Eine Bypaßleitung, über die die kondensierte Phase des Arbeitsmediums zum Verdampfer zurückströmt ist mit 13 bezeichnet.
Als pneumatische Kraftmaschine 10 ist ein doppeltwirkender pneumatischer Zylinder vorgesehen, der
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in bekannter Weise mit einer geeigneten Ventil-Steuereinrichtung zur Umsteuerung des Arbeitsdruckes auf seine beiden Arbeitsdruckräume versehen ist und über einen Kurbeltrieb eine Schwungmasse 11 und den mit dieser bewegungsgekoppelten Stromgenerator 12 antreibt. Alternativ kann gegebenenfalls auch ein
in der Art eines Axial-Lüfters oder Radial-Lüfters ausgebildeter Strömungsmotor vorgesehen sein,
der durch den über den Ausgang 8 des
Kondensators ausströmenden Arbeitsmedium-Gasstrom angetrieben ist, und mit dessen Abtriebswelle die Rotorwelle des Stromgenerators 12 koppelbar ist.
Die Wärmepumpeneinrichtung 1 ist so ausgebildet, daß der pneumatische Motor 10 bei Bedarf ein- oder abgeschaltet werden kann.
Die zur zweckgerechten Steuerung der Gas- bzw. Flüssigkeitsströme erforderlichen schaltbaren Ventil-Einrichtungen, deren Auslegung und Dimensionierung dem Fachmann bekannt ist, sind der Einfachheit der Darstellung halber nicht eingezeichnet.
Durch die dem Kondensator 5 nachgeschaltete Kraftmaschine 10 wird im Ergebnis eine wesentlich verbesserte Ausnutzung der für den Betrieb der Wärmepumpe 2 eingesetzten Antriebsenergie erreicht.
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Leerseite

Claims (4)

  1. Adolf Hermann Borst P 81 52
    Schloß Ramsberg ' 27. Mai 1981
    Patentansprüche
    Verfahren zur verbesserten Ausnutzung der beim Betrieb einer Wärmepumpe eingesetzten Energie, wobei die Wärmepumpe in üblicher Anordnung einen primärseitigen Verdampfer, einen Kompressor und einen sekundärseitigen Kondensator umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem im liasraum des Kondensators herrschenden Druck ein pneumatischer Motor (10) und mit diesem ein elektrischer Generator (12) angetrieben wird.
  2. 2. Wärmepumpen-Einrichtung zur Durchführung des Verfah rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Motor (10) als doppeltwirkender pneumatischer Zylinder ausgebildet ist.
  3. 3. Wärmepumpen-Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als pneumatischer Motor ein nach dem Windrotor-Prinzip angetriebener Läufer vorgesehen ist.
  4. 4. Wärmepumpen-Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer in der Art eines Axial- oder Radial-Lüfters ausgebildet ist.
DE19813121695 1981-06-01 1981-06-01 Verfahren zur verbesserten ausnutzung der beim betrieb einer waermepumpe eingesetzten energie und einrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens Withdrawn DE3121695A1 (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3529885A1 (de) * 1985-08-21 1987-03-05 Hans Kempter Verfahren und vorrichtung zum betreiben von waermepumpen und kuehlanlagen
DE102004014518A1 (de) * 2004-03-25 2005-10-20 Eduard Menrath Druckluftbetriebener Kolbenmotor
DE102004017085A1 (de) * 2004-04-07 2005-11-03 Kaiser, Wilhelm Verfahren zur Erzeugung elektrischer Energie unter Ausnutzung von Wärme mit einer Druckluftkolben-/Zylindereinheit

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DE102004014518B4 (de) * 2004-03-25 2010-02-25 Eduard Menrath Druckluftbetriebener Kolbenmotor sowie ein Ventil, welches einen Ventilkörper mit einem Ventilkopf, einen Ventilschaft und einen Ventilfuß aufweist
DE102004017085A1 (de) * 2004-04-07 2005-11-03 Kaiser, Wilhelm Verfahren zur Erzeugung elektrischer Energie unter Ausnutzung von Wärme mit einer Druckluftkolben-/Zylindereinheit

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