DE3133387C2 - Lösungspumpe zur Erhöhung des Kälte- oder Lösungsmitteldruckes in Absorptionswärmepumpen - Google Patents

Lösungspumpe zur Erhöhung des Kälte- oder Lösungsmitteldruckes in Absorptionswärmepumpen

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DE3133387C2
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Abstract

Eine Lösungspumpe in Absorptionswärmepumpen soll mit dem Kälte- bzw. Lösungsmitteldampf der Wärmepumpe angetrieben werden. Sie ist in Form einer Kolbenmaschine aufgebaut, bei der in einem Arbeitszylinder (3) ein Arbeitskolben (5) durch abwechselnden seitlichen Dampfdruck hin- und herschwingt. Mit dem Arbeitskolben (5) sind Pumpenkolben (10, 13) verbunden, die die Flüssigkeit durch Saugventile (15) in Pumpenzylinder (14) hineinsaugen und durch Druckventile (16) bei gleichzeitiger Druckerhöhung hinauspressen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lösungspumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Lösungspumpe dieser Art ist dem Fachbuch R. Plank: Handbuch der Kältetechnik, Band 7, Springer-Verlag 1959, Seiten 415/416 zu entnehmen. Als Antriebsmedium wird dabei der Dampf eines separaten Dampferzeugers benutzt.
Die Lösungspumpe hat die Aufgabe, eine mit dem Kältemittel gesättigte Flüssigkeit auf einen höheren Druck zu bringen. Die zu fördernden Mengen sind relativ klein, während der zu überwindende Druck vergleichsweise sehr hoch ist (z. B. 30 bar).
Wegen der kleinen Mengen und der großen Druckhöhe kommt als Lösungspumpe praktisch nur eine Verdrängerpumpe in Frage. Die drei wichtigsten Forderungen, die an eine solche Pumpe gestellt werden, sind:
Hermetisch abgeschlossene Bauweise, damit keine Spuren des Kältemittels oder des Lösungsmittels in die Atmosphäre gelangen können.
Eine lange Lebensdauer, die bei mindestens 10, besser bei 15 Jahren liegen sollte.
Der gesamte Aufbau einer solchen Lösungspumpe muß einfach sein, damit eine kostengünstige Herstellung möglich ist.
Diesen Forderungen wird durch die Lösungspumpe mit einer durch Dampf angetriebenen Kolbenmaschine als Antriebselement entsprochen. Nachteilig dabei ist die Tatsache, daß als Antriebsinedium Fremddampf verwandt wird, d. h. es muß ein separater Dampferzeuger vorhanden sein. Ferner ist der Aufbau der Lösungspumpe aufwendig und kompliziert.
Es soll eine einfach gestaltete Lösungspumpe zur Erhöhung des Kälte- bzw. Lösungsmitteldruckes in Absorptionswärmepumpen geschaffen werden. Dabei soll auf den Einsatz eines separaten Dampferzeugers verzichtet werden.
Gemäß der Erfindung besitzt die Lösungspumpe die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale.
Wegen der Verwendung des eigenen Dampfes der Anlage kann nicht nur die elektrische Antriebsenergie für die Lösungspumpe entfallen. Es kann sogar auf einen separaten Dampferzeuger verzichtet werden. Da die Kolbenmaschine in einem Arbeitszylinder einen Arbeitskolben und beiderseits des Arbeitskolbens je eine durch Steuerschieber zu bedienende Dampfeintrittsöffnung und Dampfaustrittsöffnung besitzt, wird je nach Stellung der Steuerschieber auf eine der beiden Seiten des Arbeitskolbens Druck gegeben. Das führt zu einer kontinuierlichen Hin- und Herbewegung des Antriebskolbens und der mit ihm verbundenen Pumpenkolben. Die Pumpenkolben sorgen durch Ansaugen des Kältebzw. Lösungsmittels in die Pumpenzylinder und durch anschließendes Komprimieren für die gewünschte Druckerhöhung. Bauteile die Wechselbeanspruchungen ausgesetzt werden, sind abgesehen von den Ventilfedern keine vorhanden. Mit Federn läßt sich eine entsprechend hohe Lastwechselzahl ohne weiteres erreichen. Die bewegten Teile führen einfache oszillierende Bewegungen aus, kompliziertere Triebwerksteile sind nicht nötig.
Die Grundüberlegung, die zu der mit eigenem Dampf angetriebenen Lösungspumpe führte besteht darin, daß genügend Antriebsdampf für eine Pumpe bereitsteht und außerden.- eine Vermischung von Antriebsdampf und zu föidernder Lösung keine Rolle spielt, da beide Stoffe ohnehin in einem thermodynamischen Gleichgewicht stehen. Die Konstruktion kann aus diesem Grund besonders einfach gehalten werden, da Spaltverluste in gewissem Umfang erlaubt sind.
Aus der US-PS 29 91 632 war wohl eine Kälteanlage bekannt, bei der der Kompressor mit dem Kältemitteldampf der Anlage betrieben wird. Zwischen einer Kompressions-Kälteanlage und einer Absorptions-Wärmepumpe bestehen jedoch entscheidende Unterschiede. Der Kompressor in der Kälteanlage ist nicht der Lösungspumpe in der Wärmepumpe gleichzusetzen.
Die Zeichnung stellt in einer einzigen Figur das Schema einer erfindungsgemäßen Lösungspumpe im Längsschnitt dar.
Der Antriebsdampf tritt durch den Stutzen 1 in die Lösungspumpe ein und gelangt über die Eintrittsöffnung 2 in den Arbeitszylinder 3. Die entsprechende Eintrittsöffnung 4 auf der linken Seite des Arbeitskolbens 5 wird von dem Steuerschieber 6 verdeckt. Dieser Steuerschieber 6 gibt hingegen die Austrittsöffnung 7 frei, während die entsprechende Austrittsöffnung 8 auf der rechten Seite des Arbeitskolbens 5 von dem Steuerschieber 9 verdeckt ist. Durch diese Anordnung herrscht auf der rechten Seite des Arbeitskolbens 5 ein Überdruck, während links ein niedrigerer Druck vorhanden ist. Der Kolben bewegt sich daher nach links.
Wenn der Arbeitskolben 5 den Steuerschieber 6 erreicht, schiebt er ihn ein Stück vor sich her, und damit wird die Austrittsöffnung 7 verschlossen und die Eintrittsöffnung 4 geöffnet. Gleichzeitig erreicht der Pumpenkolben 10 den Steuerschieber 9 und nimmt diesen mit nach links, wodurch die Eintrittsöffnung 2 geschlossen und die Austrittsöffnung 8 geöffnet wird. Dadurch entsteht nun auf der linken Seite des Arbeitskolbens 5 ein Überdruck, wodurch dieser seine Bewegung umkehrt und sich nach rechts bewegt. Dieses Spiel wiederholt sich nun fortwährend, so daß der Arbeitskolben 5 eine oszillierende Bewegung ausführt.
Über Kolbenstangen 12 sind mit dem Arbeitskolben 5 Pumpenkolben 10 und 13 verbunden. Diese beiden Pumpenkolben arbeiten in den Pumpenzylindern !4, die
je ein Saugventil 15 und ein Druckventil 16 haben. Durch die Bewegung der Pumpenkolben 10 und 13 wird Flüssigkeit durch die Leitung 17 angesaug* und mit erhöhtem Druck durch die Leitung 18 ausgestoßen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
10
15
20
25
30
35
40
45
50
•0
65

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Lösungspumpe zur Erhöhung des Kälte- bzw. Lösungsmitteldruckes in Absorptionswärmepumpen mit einer durch Dampf angetriebenen Kolbenmaschine als Antriebselement, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsdampf der Kälte- bzw. Lösungsmitteldampf der Wärmepumpe dient und daß die Kolbenmaschine in einem Arbeitszylinder (3) einen Arbeitskolben (5) und beiderseits des Arbeitskolbens (5) je eine durch Steuerschieber (6 und 9) zu bedienende Dampfeintrittsöffnung (2 und 4) und Dampfaustrittsöffnung (7 und 8) besitzt
2. Lösungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschieber (6 und 9) durch den hin- und herschwingenden Arbeitskolben (5) betätigt werden.
3. Lösungspumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des Arbeitskolbens (5) in Pumpenzylindern (14) geführte Pumpenkolben (10 und 13) angeordnet sind und daß in die Pumpenzylinder (14) je ein Saugventil (15) und ein Druckventil (16) aus der Kälte- bzw. Lösungsmittelleitung (17, 18) münden.
DE3133387A 1981-08-24 1981-08-24 Lösungspumpe zur Erhöhung des Kälte- oder Lösungsmitteldruckes in Absorptionswärmepumpen Expired DE3133387C2 (de)

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