DE3121695A1

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

Info

Publication number: DE3121695A1
Application number: DE19813121695
Authority: DE
Inventors: Adolf H. 7322 Donzdorf Borst
Original assignee: Individual
Current assignee: BORST GEB LINKE RUTH 7322 DONZDORF DE
Priority date: 1981-06-01
Filing date: 1981-06-01
Publication date: 1982-12-16

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 ist_o 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

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. Wärmepumpen-Einrichtung zur Durchführung des Verfah rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Motor (10) als doppeltwirkender pneumatischer Zylinder ausgebildet ist.
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. Wärmepumpen-Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer in der Art eines Axial- oder Radial-Lüfters ausgebildet ist.