DE3210383A1 - Device for heat recovery - Google Patents
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Abstract
Description
Vorrichtung zur Wärmegewinnung Device for heat generation
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtlmg zur Wärmegewinnung mit einer Wärmepumpe mit mindestens einem wenigstens einen Verdampfer, einen Verdichter und einen Kondensator enthSaltenden Kälteteil; bei der der Verdampf er und/oder der Kondensator jeweils als eine ein Kältemittel enthaltende, in einem mit einem abzukühlenden bzw. aufzuheizenden Medium beschickten Wärmetauscher angeordnete Rohrleitung ausgebildet sind, die in einen jeweils zugeordneten, einseitig offenen, mit Anschlüssen für das ab zukühl ende bzw. aufzuheizende Medium versehenen Topf einführbar und auf einen den zugehörigen Topf verschließenden Deckel aufgesetzt ist, und bei der der Topf bzw. die Töpfe in einen isolierenden Block integriert sind, nach Patent ...The invention relates to a device for generating heat with a Heat pump with at least one evaporator, one compressor and at least one a refrigeration part including a condenser; in which the evaporator he and / or the Condenser in each case as one containing a refrigerant, in one with one to be cooled or to be heated medium charged heat exchanger arranged pipeline formed are, which are in a respectively assigned, one-sided open, with connections for that which is to be cooled or heated up Medium-equipped pot insertable and is placed on a lid that closes the associated pot, and at which the pot or the pots are integrated in an insulating block, according to the patent ...
(P 31 39 422.1-13).(P 31 39 422.1-13).
Änordnungen dieser Art haben sich für monovalenten Betrieb an sich bewährt. Vielfach ist jedoch eine bivalente Betriebsweise erwünscht, wobei eine Wärmepumpe mit einer konventionellen Wärmequelle zusammenwirkt. Bei bivalenten Anlagen dieser Art ist die Wärmepumpe separat von der konventionellen, z. B. durch einen Heizkessel oder dergleichen gebildeten Wärmequelle aufgestellt und hiermit verrohrt. Eine Bauweise dieser Art erfordert jedoch umfangreiche, bauseits auszuführende Installations- und Isolationsarbeiten und erweist sich daher als nicht installationsfreudig genug. Außerdem erfordert die bekannte Bauweise einen verhältnismäßig hohen Platzbedarf. Ein weiterer ganz besonderer Nachteil der bekannten Bauweise ist jedoch darin zu sehen, daß infolge der verhältnismäßig großen Distanz zwischen Wärmepumpe und konventioneller Wärmequelle nicht unerhebliche Druckverluste und trotz Isolierung auch nicht unerhebliche Temperaturverluste zu befürchten sind. Es hat sich daher vielfach als notwendig erwiesen, zusätzliche Umwälzpumpen vorzug sehen. Außerdem sind Anordnungen dieser Art mit separater Wärmepumpe und separater konventioneller Wärmequelle regelungstechnisch nur äußerst schwierig zu beherrschen.Arrangements of this type are intrinsic to monovalent operation proven. In many cases, however, a bivalent mode of operation is desired, with one Heat pump interacts with a conventional heat source. With bivalent systems of this type, the heat pump is separate from the conventional one, e.g. B. by a Boiler or the like formed heat source set up and piped herewith. A construction of this type, however, requires extensive installation to be carried out on site. and insulation work and therefore proves not to be easy enough to install. In addition, the known construction requires a relatively large amount of space. Another very special disadvantage of the known design is, however, in it see that due to the relatively large distance between the heat pump and conventional Heat source not insignificant pressure losses and despite insulation also not insignificant Temperature losses are to be feared. It has therefore proven to be necessary in many cases it has been shown to prefer additional circulation pumps. Also, arrangements are this Art with separate heat pump and separate conventional heat source control technology just extremely difficult to master.
Es sind zwar auch schon vereinzelt bivalente Heizungsanlagen aufgestellt worden, bei denen für den Heizkes- sel und für die Wärmepumpe ein gemeinsames Traggestell vorgesehen ist. Die obengeschilderten Nachteile bleiben jedoch auch hier weitgehend erhalten.It is true that bivalent heating systems have already been set up in isolated cases where for the boiler sel and for the heat pump common support frame is provided. The disadvantages outlined above remain but also largely preserved here.
Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung eingangs erwähnter Art unter Beibehaltung ihrer prinzipiellen Vorteile so weiterzubilden, daß nicht nur ein monovalenter, sondern auch ein bivalenter Betrieb möglich ist und daß dennoch eine kompakte Bauweise, geringe Druck-und Temperaturverluste sowie eine einfache Herstellung und bauseitige Installation gewährleistet sind.Proceeding from this, it is therefore the object of the present invention a device of the type mentioned at the beginning while maintaining its principal advantages to continue training so that not only a monovalent, but also a bivalent operation is possible and that nevertheless a compact design, low pressure and temperature losses as well as simple manufacture and on-site installation are guaranteed.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in den die Töpfe bzw. zumindest den dem Kondensator zugeordneten Topf aufnehmenden Block ein neben dem den Kondensator zugeordneten Topf angeordneter, vom aufzuheizenden Medium durchströmter, konventionell beheizbarer Durchlauferhitzer integriert ist.This object is achieved in that the pots or at least the condenser associated pot receiving block next to the condenser associated pot arranged, through which the medium to be heated flows, conventionally heatable water heater is integrated.
Diese Maßnahmen ergeben in vorteilhafter Weise zwei komplett vormontierbare bzw. vorzufertigende Baueinheiten, nämlich den den Verdampfer, den Verdichter und den Rondensator enthaltenden Kälteteil der Wärmepumpe und den Block mit den Töpfen zur Bildung von Wärmetauschern und dem konvnntionell beheizbaren Durchlauferhitzer. Hierdurch wird die Installation und Wartung stark vereinfacht. Die Integration des konventionell beheizbaren Durchlauferhitzers in die wärmetauscherseitige Baueinheit ermöglichtin vorteilhafter Weise praktisch einen direkten Anschluß des konventionell beheizbaren Durchlauferhitzers an den heizungstechnisch hiermit zu koppelnden, kondensator- seitigen Wärmetauscher, so daß lange Verbindungsleitungen sowie die hiermit verbundenen Nachteile hinsichtlich Installation, Isolierung, Druck- und Wärmeverlusten und dergleichen entfallen. Infolge der direkten Verbindung zwischen Durchlauferhitzer und konaensatorseitigem Wärmetauscher ergeben diese beiden Teile in vorteilhafter Weise auch eine regelungstechnisch vergleichsweise leicht beherrschbare Einheit.These measures advantageously result in two completely preassembled or prefabricated units, namely the evaporator, the compressor and the condenser containing the cold part of the heat pump and the block with the pots for the formation of heat exchangers and the convectionally heatable flow heater. This greatly simplifies installation and maintenance. The integration of the conventionally heatable instantaneous water heater in the heat exchanger-side structural unit advantageously enables a direct connection of the conventional heatable instantaneous water heater to the condenser to be coupled in terms of heating sided Heat exchanger, so that long connecting lines and the associated disadvantages with regard to installation, insulation, pressure and heat losses and the like omitted. As a result of the direct connection between the instantaneous water heater and the capacitor side These two parts also provide heat exchangers in an advantageous manner in terms of control technology comparatively easy to control unit.
Zudem kann dabei die erforderliche Regelungs- bzw.In addition, the required control or
Steuerungseinheit gegenüber Anordnungen mit separater Anordnung des konventionell beheizbaren Durchlauferhitzers stark vereinfacht werden. Die blockseitige Integration des konventionell beheizbaren Durchlauferhitzers ergibt zu dem eine ausgezeichnete Schalldämmung. Ein ganz besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist darin zu sehen, daß der Gesamtblock mit aufgesetztem Eälteteil einfach als sowohl einen monovalenten als auch einen bivalenten Betrieb gewährleistender Ersatz für eine konventionelle Wärmegewinnungseinrichtung, beispielsweise in Form eines Zeizkessels , installiert werden kann. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind demnach insbesondere in der erreichten Kompaktheit', Einfachheit und Installationsfreudigkeit und damit insgesamt in einer ausgezeichneten Wirtschaftlichkeit zu sehen.Control unit compared to arrangements with a separate arrangement of the conventionally heatable water heater are greatly simplified. The block-side Integration of the conventionally heatable instantaneous water heater results in one excellent sound insulation. A very particular advantage of the invention Measures can be seen in the fact that the entire block with the Eälteteil attached is simple as ensuring both monovalent and bivalent operation Replacement for a conventional heat recovery device, for example in form a Zeizkessel, can be installed. The advantages that can be achieved with the invention are therefore particularly in terms of compactness, simplicity and ease of installation and thus overall to be seen in an excellent economic efficiency.
In vorteilhafter Ausgestaltung der übergeordneten Maßnahmen kann der Durchlauferhitzer in Serie zu dem dem Kondensator zugeordneten Topf liegen. Das zu erwärmende Medium durchströmt dabei auf jeden Ball sowohl den Topf als auch den Durchlauferhitzer, so daß einfach durch Zu- bzw. Abschaltung der Wärme- pumpe bzw. des Durchlauferhitzers von monovalentem auf bivalenten Betrieb umgeschaltet werden kann und umgekehrt. Zweckmäßig liegt dabei der Durchlauferhitzer stromabwärts vom zugeordneten Topf. Hiermit läßt sich eine bivalente parallele Betriebsweise besonders einfach verwirklichen. Das zu erwärmende Medium kann hierbei durch den Kondensator der Wärmepumpe vorgewärmt werden und ist dann mit Hilfe des Durchlauferhitzers nur noch auf die gewünschte Endtemperatur zu bringen.In an advantageous embodiment of the higher-level measures, the Water heater are in series with the pot assigned to the condenser. That The medium to be heated flows through both the pot and the ball on each ball Instantaneous water heater, so that simply by connecting or disconnecting the heat pump or the water heater switched from monovalent to bivalent operation can be and vice versa. The water heater is expediently located downstream from the assigned pot. This allows a bivalent parallel mode of operation Realize particularly easily. The medium to be heated can here through the The condenser of the heat pump is preheated and is then with the help of the water heater just bring it to the desired final temperature.
Dies stellt demnach eine besonders sparsame Betriebsweise dar.This is a particularly economical mode of operation.
Weitere Fortbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den restlichen Unteransprüchen.Further training and appropriate developments of the superordinate Measures result from the following description of an exemplary embodiment based on the drawing in conjunction with the remaining subclaims.
In der Zeichnung zeigen: Figur 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung mit einer im Bereich beider Wärmetauscher mit einem flüssigen Nedium beschickten Wärmepumpe, Figur 2 eine Seitenansicht der Anordnung nach Figur 1 mit aufgesetzter Schalldämmhaube und Figur 3 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Figur 1 bei abgenommener Schalldämmhaube.In the drawing: FIG. 1 shows a section through an inventive Device with one in the area of both heat exchangers with a liquid medium charged heat pump, Figure 2 is a side view of the arrangement of Figure 1 with attached sound insulation hood and Figure 3 is a plan view of the arrangement according to Figure 1 with the sound insulation hood removed.
Der prinzipielle Aufbau der Wärmepumpe der in der Zeichnung dargestellten Anordnung entspricht dem .Äufbau der in der Grundanmeldung beschriebenen Wärmepumpe. Zur Vermeidung von Wiederholungen kann daher hierauf Bezug genommen werden. Zur Vereinfachung der Besbarkeit finden für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen wie in der Grundanmeldung Verwendung.The basic structure of the heat pump shown in the drawing The arrangement corresponds to the structure of the described in the basic application Heat pump. Reference can therefore be made to this in order to avoid repetitions will. To simplify the usability, the same reference numerals are used for the same parts as in the basic application use.
Die der Zeichnung zugrunde liegende Wärmegewinnungseinrichtung besteht aus einem geschäumten Block 4, der mit einer umlaufenden, wannenförmigen Einfassung 8 versehen ist. In das geschäumte Material sind zwei Töpfe 5 mit nach oben weisender Öffnung eingebettet, die mit Anschlüssen 6 bzw. 7 zur Zu- bzw. Ableitung der aufzubeizenden bzw. ab zukühl enden Flüssigkeit versehen sind und die zusammen mit einem heizstab- bzw.The heat recovery device on which the drawing is based exists from a foamed block 4 with a surrounding, tub-shaped border 8 is provided. In the foamed material are two pots 5 facing upwards Embedded opening with connections 6 and 7 for the supply and discharge of the to be heated or from the liquid to be cooled and which, together with a heating rod respectively.
tauchsiederartig von oben her in die einsteckbaren, zugeordneten Verdampfer 2 bzw. Kondensator 3 jeweils einen Wärmetauscher bilden, in welchem der abzukühlenden Flüssigkeit als Primärenergie dienende Wärme entzogen bzw. der aufzuwärmenden Flüssigkeitswärme zugeführt wird. Im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ist der rechts gezeichnete Topf dem Verdampfer 2 und der links gezeichnete Topf dem Kondensator 3 zugeordnet.Like an immersion heater from above into the insertable, assigned evaporator 2 and condenser 3 each form a heat exchanger in which the to be cooled Heat used as primary energy is withdrawn from the liquid or from the heat of the liquid to be heated is fed. In the exemplary embodiment shown is the one drawn on the right Pot is assigned to the evaporator 2 and the pot shown on the left is assigned to the condenser 3.
Die Töpfe 5 sind durch das sie umgebende Schaummaterial fixiert und an einer die wannenförmige Einfassung 8 abdeckenden Kopfplatte 9 befestigt. Als Verschluß der Töpfe 5 ist ein gemeinsamer, im Flanachbereich der Töpfe 5 mit der Kopfplatte 9 verschraubter Deckel 10 vorgesehen, der gleichzeitig als Montageplatte für den aus Verdichter 1, Verdampfer 2 und Kondensator 3 bestehenden wärmepumpenseitigen Kälteteil. Der Verdampfer 2 und der Kondensator 3 sind als auf den Deckel 10 aufgesetzte Rohrschlangen ausgebildet, die tauchsiederartig in einen durch eine Büchse 14 abgegrenzten Ringraum 15 eingreifen. Der Verdichter 1 ist auf der den Rohrschlangen gegenüberliegenden Oberseite des Deckels 10 befestigt. Das vom Deckel 10 aufgenommene Kälteteil bildet eine komplett vormontierbare und ohne Öffnung des Eältemittelkreislaufes austauschbare Baueinheit.The pots 5 are fixed by the foam material surrounding them and attached to a head plate 9 covering the tub-shaped enclosure 8. as Closure of the pots 5 is a common, in the Flanachbereich the pots 5 with the Head plate 9 screwed cover 10 is provided, which is also used as a mounting plate for the heat pump-side consisting of compressor 1, evaporator 2 and condenser 3 Cold part. The evaporator 2 and the condenser 3 are as on the cover 10 attached Coiled pipes formed, which are delimited by a sleeve 14 like an immersion heater Engage annular space 15. The compressor 1 is on the opposite side of the pipe coils Top of the lid 10 attached. The cold part received by the cover 10 forms one that can be completely pre-assembled and replaced without opening the refrigerant circuit Unit.
Der Verdichter 1 wird von einer auf den Block 4 aufgesetzten Schalldämmhaube 19 übergriffen, die randseitig in einen umlaufenden Steg der wannenförmigen Einfassung 8 eingreift.The compressor 1 is supported by a sound insulation hood placed on the block 4 19 overlapped, the edge side in a circumferential web of the tub-shaped enclosure 8 intervenes.
Im dargestellten Busführungsbeispiel ist zur Bewerkstelligung einer bivalenten Betriebsweise ein konventionell beheizbarer Durchlauferhitzer 28 vorgesehen, der in den Block 4 integriert und mit dem den Kondensator 3 aufnehmenden Topf 5 hydraulisch verbunden ist.In the bus routing example shown, a bivalent mode of operation a conventionally heatable water heater 28 is provided, which is integrated in the block 4 and with the pot 5 which accommodates the capacitor 3 is hydraulically connected.
Der Durchlauferhitzer 28 ist über Distanzstege 29 an der Kopfplatte 9 aufgehängt und ebenso wie die Töpfe 5 in das die wannenförmige Einfassung 8 ausfüllende Schaummaterial eingeschäumt, was eine allseitige Isolation, Abstützung und Schalldämmung gewährleistet.The water heater 28 is via spacer bars 29 on the head plate 9 and like the pots 5 in the tub-shaped enclosure 8 filling Foam material foamed in, providing all-round insulation, support and soundproofing guaranteed.
Der Durchlauferhitzer 28 ist zur Bewerkstelligung einer möglichst direkten hydraulischen Kopplung mit dem zugeordneten, kondensatorseitigen Topf 5 möglichst direkt neben diesem angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden in den Block 4 integrierten Töpfe 5 einfach so weit voneinander abgesetzt, daß der Durchlauferhitzer 28 im Bereich zwischen den beiden Töpfen 5 angeordnet werden kann. Dies ergibt eine sehr kompakte und formschöne Ausführung.The water heater 28 is to accomplish a possible direct hydraulic coupling with the associated condenser-side pot 5 as close as possible to this. In the illustrated embodiment are the two pots 5 integrated in block 4 are simply separated from each other so far that that the water heater 28 is arranged in the area between the two pots 5 can be. This results in a very compact and elegant design.
Der Durchlauferhitzer 28 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Heizkessel ausgebildet, der eine durch einen Einsatz 30 abgegrenzte Brennkammer 31 mit hieran sich anschließendem Gaszug 32 aufweist.The water heater 28 is in the illustrated embodiment designed as a boiler with a combustion chamber delimited by an insert 30 31 with an adjoining throttle cable 32.
Zweckmäßig findet dabei ein Wiedertemperaturheizkessel Verwendung, der ohne Korrosionsgefahr in einem Temperaturbereich betrieben werden kann, in welchem auch die zugeordnete Wärmepumpe arbeitet. Zur Beheizung der Brennkammer 31 ist hier ein Öl- oder Gasbrenner 33 vorgesehen. Der Heizkessel ist hierzu brennerseitig mit einem die Einfassung 8 des Blocks 4 durchsetzenden Stutzen versehen, der einen Flansch 34 trägt, an welchem der Brenner 33 angeflanscht werden kann. Rauchgasseitig ist ein dem Brenner gegenüberliegender, ebenfalls aus der Einfassung 8 herausgeführter Auslaßstutzen 35 vorgesehen, an den ein zu einem kamin führendes Rohr oder dergleichen angeschlossen werden kann. Die Brennkammer 31 und der Gaszug 32 sind über eine Wartungsklappe 36 zugänglich, die über einen durch eine im Bereich der Einfassung 8 vorgesehene Klappe 37 verschließbaren Schacht im Block 4 erreichbar ist. Anstelle eines öl- bzw. gasbefeuerten Durchlauferhitzers könnte auch ein anderer, konventionell beheizbarer Durchlauferhitzer, z. 3. ein elektrisch beheizbarer, bzw.A re-temperature boiler is expediently used, which can be operated without the risk of corrosion in a temperature range in which the assigned heat pump is also working. To heat the combustion chamber 31 is here an oil or gas burner 33 is provided. The boiler is on the burner side for this purpose provided a socket 8 of the block 4 penetrating through the socket, which has a flange 34 carries, to which the burner 33 can be flanged. Is the flue gas side one opposite the burner, also led out of the enclosure 8 Outlet nozzle 35 is provided to which a pipe leading to a chimney or the like can be connected. The combustion chamber 31 and the throttle cable 32 are via a maintenance hatch 36 accessible via a provided by a in the area of the enclosure 8 Flap 37 lockable shaft in block 4 can be reached. Instead of an oil or gas-fired instantaneous water heater could also be another conventionally heatable one Water heater, e.g. 3. an electrically heated or
mit festen oder staubförmigen Brennstoffen beheizbarer Durchlauferhitzer, vorgesehen sein.instantaneous water heater that can be heated with solid or dusty fuels, be provided.
Der die Brennkammer 31 und den Gaszug 32 umgebende Mantel des hier vorgesehenen Heizkessels ist zur Bildung einer Durchlaufkammer 38 für das zu erwärmende Medium doppelwandig ausgebildet. Pie Durchlaufkammer 38 ist dem Ringraum 15 des kondensatorseitigen Topfes 5 .strömungsmäßig nachgeordnet. Dies ergibt eine hydraulische Serienschaltung mit stromabwärts angeordnetem Durchlauferhitzer, was eine besonders sparsame Betriebsweise sowie eine besonders leichte regelungstechnische Beherrschbarkeit der gesamten hydraulischen Serienschaltung gewährleistet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Durchlaufkammer 38 und der daneben sich befindende, kondensatorseitige Topf 5 mittels einer kurzen ffberlaufmuffe 39 mit ein ander verbunden. Die tberlauSmuffe 39 ist im Bereich des unteren Niveaus von Durchlaufkammer 38 bzw. Topf 5 angeordnet. Die Anschlußstutzen 6 bzw. 7 für Zu- bzw.The jacket surrounding the combustion chamber 31 and the gas cable 32 here provided heating boiler is to form a flow chamber 38 for the to be heated Medium double-walled. Pie flow chamber 38 is the annular space 15 of the condenser-side pot 5 . downstream in terms of flow. this results in a hydraulic series connection with downstream water heater, what a particularly economical operation as well as a particularly easy control technology Controllability of the entire hydraulic series connection guaranteed. In the illustrated Embodiment are the flow chamber 38 and the adjacent one, Cap 5 on the condenser side is connected to one another by means of a short overflow sleeve 39. The overflow sleeve 39 is in the area of the lower level of the flow chamber 38 or Pot 5 arranged. The connection pieces 6 and 7 for inlet and outlet
Ablauf von zu erwärmendem Medium zu bzw. aus der aus Durchlaufkammer 38 und Topf 5 gebildeten hydraulischen Einheit sind im oberen Niveau des Topfes 5 bzw. der Durchlaufkammer 38 vorgesehen und können, wie am besten Figur 2 erkennen läßt, zur Bewerkstelligung einer einfachen Installation der Zuführleitungen vorteilhaft nebeneinander angeordnet sein. Der Zulauf von aufzuwärmendem Medium mündet in den kondensatorseitigen Topf 5. Der Ablauf erfolgt aus der durch lauferhitzerseitigen Durchlaufkammer 38. Dadurch, daß Zu- und Ablauf oben und der tberlauf unten erfolgen, ist sichergestellt, daß das gesamte System stets zuverlässig mit Flüssigkeit gefüllt ist. Der verdampferseitige Topf 5 wird über die zugeordneten Anschlüsse 6 bzw. 7 mit einem Primärenergieträger, zum beispielsweise mit Grundwasser, beaufschlagt.Drainage of the medium to be heated to or from the flow chamber 38 and pot 5 formed hydraulic unit are in the upper level of the pot 5 or the flow chamber 38 and can be seen, as best shown in FIG can be advantageous for accomplishing easy installation of the supply lines be arranged side by side. The inlet of the medium to be heated opens into the Pot 5 on the condenser side Flow chamber 38. Because the inflow and outflow are at the top and the overflow at the bottom, ensures that the entire system is always reliably filled with liquid is. The pot 5 on the evaporator side is connected via the associated connections 6 and 7, respectively charged with a primary energy source, for example groundwater.
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8178 | Suspension cancelled | ||
8162 | Independent application | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: AL-KO THERM GMBH MASCHINENFABRIK, 8876 JETTINGEN-S |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |