DE3332020A1 - Process for the operation of an absorption heat pump in direct heating operation, and absorption heat pump - Google Patents
Process for the operation of an absorption heat pump in direct heating operation, and absorption heat pumpInfo
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Abstract
Description
Verfahren zum Betreiben einer Absorptionswärmepumpe im Direktheizbetrieb und AbsorptionswärmepumpenanlageMethod for operating an absorption heat pump in direct heating mode and an absorption heat pump system
Die Erfindung bezieht sich auf alternativ als Wärmepumpe bzw· als Kesselheizung betriebene Absorptionswärmepumpen zur Erhitzung eines Wärmeträgers für Heizungsanlagen und zur ?/armwasser bereitung und betrifft deren Arbeitsweise in direktem Heisbetrieb·The invention relates to alternatively as a heat pump or · absorption heat pumps operated as boiler heating for heating a heat transfer medium for heating systems and for? / poor water preparation and affects how it works in direct hot operation
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristics of the known technical solutions
Absorptionswärmepumpen, die zur Deckung des Spitzenbedarfs bzw· des Wärmebedarfs bei niedrigen AuSentemperaturen phne Anordnung einer zusätzlichen Heizanlage im direkten Heizbetrieb arbeiten, sind bekannt. Dabei wird im Direktheizbetrieb die Arbeitsmittelzufuhr zum Absorber unterbrochen und die im Austreiber erhitzte Lösung unmittelbar dem Absorb zugeleitet und in diesem im Wärmeaustausch mit dem Wärmeträger der Heizungsanlage gekühlt sowie anschließend dem Austreiber zugeführt und erneut erhitzt· Pur den gemischten Wärmepumpen-/Heizbetrieb wird weiterhin ein Verfahren angewendet, nach dem der Absorberstoff mindestens zwei verschiedene, nicht miteinander reagierende Arbeitsmittel enthält, die wesentlich voneinander verschiedene Dampfdrucke aufweisen,Absorption heat pumps designed to meet peak demand or the heat demand at low outside temperatures without arranging an additional heating system in direct heating mode work are known. This is done in direct heating mode the supply of working medium to the absorber is interrupted and the solution heated in the expeller is directly transferred to the absorbent fed and cooled in this in heat exchange with the heat transfer medium of the heating system and then the Expeller supplied and reheated · Pur the mixed heat pump / heating operation continues a method is used according to which the absorber substance is at least two different, non-reactive with one another Contains working materials that have significantly different vapor pressures,
Die bekannten, für den alternativen Wärmepumpen- bzw· Direktheizbetrieb ausgelegten Absorptionswärmepumpen sind insofern nachteilig, als insbesondere unter dem Blickwinkel der Beherrschung auftretender Drücke, des Plüssigkeitstransports und der Größe der Wärmetauscherflächen ein erheblicher apparativer Aufwand erforderlich ist·The well-known absorption heat pumps designed for alternative heat pump or direct heating operation are disadvantageous insofar as in particular from the point of view of the control of occurring pressures, the liquid transport and the size of the heat exchanger surfaces requires a considerable outlay in terms of equipment
Zur Vermeidung der genannten Nachteile wurde bereits ein Verfahren zum Betreiben einer Absorptionswärmepumpe als Kesselheizung vorgeschlagen, bei dem in der Umschaltphase von reinem Wärmepumpen- auf Direktheizbetrieb das ausgetriebene Arbeitsmittel in den Verdampfer geleitet und dort verflüssigt und gespeichert wird* Die Absorptionswärmepumpe arbeitet als Kesselheizung, indem nach Erhöhung der Wärmezufuhr zum Austreiber nunmehr im wesentlichen aus Lösungsmittel bestehender Dampf erzeugt wird» der unter Wärmeabgabe an das Heiznetz im Verflüssiger teilweise und im Absorber vollständig kondensiert· Zur Erzielung hoher Vorlauftemperaturen erfordert die Verwendung von Dampf als alleinigen Wärmeträger eine sehr geringe Lösungskonzentration im Austreiber, um entsprechend hohe Kondensationstemperaturen im Verflüssiger und Absorber erreichen zu können, was letztendlich mit sehr großen apparativem Aufwand verbunden ist· Wach einem weiteren Vorschlag ist der Schutzanspruch auf ein Verfahren gerichtet, wonach dem Kreislauf nach dem Abtrennen des Arbeitsmittels im wesentlichen aus Lösungsmittel bestehende Flüssigkeit zugeführt wird, wodurch die Lösungskonzentration im Austreiber gesenkt wird und die Kondensationstemperatur des Dampfes im Kondensator und Absorber erhöht wird*To avoid the disadvantages mentioned, a method for operating an absorption heat pump has already been used as Boiler heating proposed in which the expelled working medium is passed into the evaporator, where it is liquefied and stored * The absorption heat pump works as a boiler heater by now essentially after increasing the heat supply to the expeller Vapor consisting of solvent is generated »which gives off heat to the heating network in the condenser partially condensed and fully condensed in the absorber · Requires use to achieve high flow temperatures of steam as the sole heat transfer medium, a very low concentration of solution in the expeller in order to to be able to achieve high condensation temperatures in the condenser and absorber, which in the end with very large expenditure on equipment is connected · A further suggestion is the protection claim directed a method, according to which the circuit after the separation of the working medium consists essentially of solvent existing liquid is supplied, whereby the solution concentration in the expeller is lowered and the The condensation temperature of the steam in the condenser and absorber is increased *
Die erforderliche Erhöhung der Lösungskonzentration bedingt ebenfalls einen hohen apparativen Mehraufwand sowie zusätzlichen Steuer- und Regelaufwand·The required increase in the solution concentration also requires a high level of additional equipment and expense Tax and regulatory expenses
Das Ziel der Erfindung liegt in der Verbesserung der Ge-Samtwirtschaftlichkeit als Kesselheizung betriebener Absorptionswärmepumpen·The aim of the invention is to improve overall economy absorption heat pumps operated as boiler heating
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bekannte Verfahren zum Betreiben von Absorptionswärmepumpen als Kesselheizung so weiterzuentwickeln und eine entsprechende Einrichtung bereitzustellen, daß unter Vermeidung erhöhten apparativen Aufwandes wesentlich, höhere Vorlauftemperaturen erreicht werden können und der Primärenergieaufwand zum Betreiben der Anlage verringert werden kann·The invention is based on the object of known methods to operate absorption heat pumps as boiler heating and to develop a corresponding device to provide that while avoiding increased expenditure on equipment, substantially higher flow temperatures can be achieved and the primary energy consumption for Operation of the system can be reduced
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem der im Austreiber ausgetriebene Dampf unter einer geringfügigen
Druckminderung, die im Extremfall dem Druckverlust in den Verbindungsrohrleitungen zwischen Austreiber und Absorber
entspricht, unmittelbar dem Absorber zugeführt wird und die arme Lösung aus dem Austreiber mit einer gleichermaßen
geringen Druckänderung an den Absorber geleitet wirdo
In Abhängigkeit vom Druck und der Konzentration der Lösung im Absorber findet die Absorption bei einer Temperatur
statt, die nur wenig unter der im Austreiber liegt· Uach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der ausgetriebene
Dampf über den Kondensator geleitet und dort teilkondensiert. Auf diese Weise werden unterschiedliche Wärmeabgaben,
s. B. für die Warmwasserbereitung und für das Heizsystem, erreicht·
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird der ausgetriebene Arbeitsmitteldampf vor Einsetzen des Direktheizbetriebes
aus dem Kreislauf abgetrennt und gespeichert· Dadurch steht eine Lösung geringerer Konzentration zur Verfügung, so daß
höhere Dampftemperaturen erreicht werden und ein weiteres
Anheben der Vorlauftemperatür ermöglicht wird·
Die Absorptionswärmepumpenanlage ist erfindungsgemäß mit einer Bypaß-Leitung zwischen Austreiber und Absorber bzw.
zwischen Verflüssiger und Absorber sowie einer weiteren Bypaß-Leitung im Lösungskreislauf ausgerüstet.According to the invention, the object is achieved in that the steam expelled in the expeller is fed directly to the absorber with a slight pressure reduction, which in the extreme case corresponds to the pressure loss in the connecting pipes between expeller and absorber, and the poor solution from the expeller to the Depending on the pressure and the concentration of the solution in the absorber, the absorption takes place at a temperature which is only slightly below that in the expeller. According to a further feature of the invention, the expelled vapor is passed over the condenser and partially condensed there. In this way, different heat emissions, e.g. for hot water preparation and for the heating system, are achieved.
In a further embodiment of the invention, the expelled working fluid vapor is separated from the circuit and stored before the direct heating operation starts.This means that a lower concentration solution is available so that higher steam temperatures can be reached and the flow temperature can be increased further Equipped with a bypass line between the expeller and the absorber or between the condenser and the absorber and another bypass line in the solution circuit.
Die Bypaß-Leitungen sind mit Drosseleinrichtungen versehen oder im Querschnitt so bemessen, daß die geforderte Druckdifferenz gegenüber dem Druck im Austreiber erreicht wird· Dadurch ist es möglich, die Temperatur der Wärmeabgabe festzulegen· Die Druckminderung kann auch über die bereits im System vorhandenen, jedoch verstellbar ausgeführten Expansionseinrichtungen bewirkt werden· Erfindungsgemäß wird eine Lösungspumpe eingesetzt, deren Leistung im Direktheizbetrieb vermindert werden kann· Dadurch sinkt der Elektroenergieaufwand zum Betreiben der Lösungspumpe und die Wirtschaftlichkeit der im Direktheizbetrieb arbeitenden Wärmepumpe wird weiter verbessert· Durch die erfindungsgemäße technische Lehre ist ohne den bei der Anwendung der bekannten Lösungen für den Direktheizbetrieb von Absorptionswärmepumpen ζω? Steigerung der Wärmeabgabe erforderlichen Aufwand eine erhebliche Erhöhung der Vorlauftemperatur möglich· Vorteilhafterweise werden bei dem Verfahren nach der Erfindung sowohl der Dampf als auch die Lösung als Wärmeträger verwendet, wodurch die Leistungsfähigkeit der Wärmepumpe im Direktheizbetrieb entscheidend beeinflußt wird· Gleichzeitig ist eine Verbesserung der Ausnutzung der Wärmetauscherflächen zu verzeichnen, so daß mehr Wärme übertragen werden kann»The bypass lines are provided with throttling devices or dimensioned in cross-section so that the required pressure difference compared to the pressure in the expeller is achieved This makes it possible to set the temperature of the heat emission · The pressure reduction can also be over the already Expansion devices that are present in the system, but are adjustable, are effected according to the invention a solution pump is used, the output of which can be reduced in direct heating mode · This reduces the electrical energy consumption for operating the solution pump and the economy of the heat pump working in direct heating mode is further improved. The technical teaching according to the invention does not apply to the known teaching Solutions for the direct heating operation of absorption heat pumps ζω? Increase in the heat output a required effort considerable increase in the flow temperature possible · Advantageously, in the method according to the invention Both the steam and the solution are used as a heat carrier, increasing the efficiency of the heat pump in direct heating mode is decisively influenced · At the same time, there is an improvement in the utilization of the heat exchanger surfaces recorded so that more heat can be transferred »
Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung, in der eine Absorptionswärmepumpenanlage schematisch dargestellt ist, näher erläutert·The invention is illustrated in an exemplary embodiment with reference to the drawing, in which an absorption heat pump system is shown schematically is shown, explained in more detail
Der Antriebsteil der Wärmepumpe besteht aus dem Austreiber 1 und dem Absorber 2, wobei über eine Leitung 7 und die Lösungspumpe 8 sowie eine Leitung 5 und die Drosseleinrichtung 4 der Lösungskreislauf aufrechterhalten wird» Über eine Ventilkombination 3 sind der Austreiber 1 und der Absorber 2 zusätzlich.durch eine Bypaß-Leitung 6 verbunden.The driving part of the heat pump consists of the expeller 1 and the absorber 2, wherein an L TION 7 and the solution pump 8 and a pipe 5 and the throttle device 4, the solution circulation is maintained "via a valve combination 3, the expeller 1 and the absorber 2 Additionally connected by a bypass line 6.
Die Verbindung vom Austreiber 1 über den Verflüssiger 9 und den Verdampfer 10 zum Absorber 2 erfolgt über Leitungen 11· Dem Verdampfer 10 ist eine Drosseleinrichtung 12 vorgeschaltet· Über zwei weitere Ventilkombinationen 13; 14 und eine Bypaß-Leitung 15 werden der Verlüssiger 9 und der Verdampfer 10 im Arbeitsmittelkreislauf überbrückt* The connection from the expeller 1 via the condenser 9 and the evaporator 10 to the absorber 2 takes place via lines 11 · The evaporator 10 is preceded by a throttle device 12 · Via two further valve combinations 13; 14 and a bypass line 15, the loser 9 and the evaporator 10 are bridged in the working medium circuit *
Im normalen Wärmepumpenbetrieb wird das im Austreiber 1 dampfförmig ausgetriebene Arbeitsmittel unter Wärmeabgabe über den Verflüssiger 9 geleitet und kondensiert, in der Drosseleinrichtung 12 enspannt, beispielsweise von 20 auf 5 kp/cm und unter Aufnahme von Verdampfungswärme aus der Umgebung durch den Verdampfer 10 geleitet und schließlich dem Absorber 2 zugeführt, wo der Kaltdampf unter weiterer Wärmeabgabe von der armen Lösung absorbiert wird·In normal heat pump operation, the working medium expelled in vapor form in the expeller 1 is releasing heat passed through the condenser 9 and condensed, expanded in the throttle device 12, for example from 20 5 kp / cm and absorbing heat of vaporization from the Environment passed through the evaporator 10 and finally fed to the absorber 2, where the cold steam under further Heat dissipation is absorbed by the poor solution
Die arme Lösung wird aus dem Austreiber 1 über die Leitung und unter Druckreduzierung in der Drosseleinrichtung 4»The poor solution is extracted from the expeller 1 via the line and under pressure reduction in the throttle device 4 »
beispielsweise von 20 auf 5 kp/cm in den Absorber transportiert. Die angereicherte Lösung gelangt über die Leitung 7 und die Lösungspumpe 8 unter Druckerhöhung in den Austreiber 1, wo sie erneut entgast wird·for example transported from 20 to 5 kp / cm into the absorber. The enriched solution arrives via line 7 and the solution pump 8 under pressure increase in the expeller 1, where it is degassed again
Im direkten Heizbetrieb erfährt der ausgetriebene Dampf nur eine geringfügige Druckänderung von etwa 10 % des Aus-In direct heating mode, the expelled steam experiences only a slight change in pressure of around 10 % of the output
gangswertes, beispielsweise wird der Druck um 2 kp/cm gemindert· Der Dampf wird über eine im querschnitt entsprechend
bemessene Bypaß-Leitung 15 unmittelbar dem Absorber zugeführt, während die entgaste Lösung unter gleichermaßen
geringer Druckreduzierung in der Bypaß-Leitung 6 in den Absorber 2 gelangte
Durch die auf diese Weise im Absorber vorherrschendenoutput value, for example the pressure is reduced by 2 kp / cm.The steam is fed directly to the absorber via a bypass line 15 with a corresponding cross-section, while the degassed solution reached the absorber 2 with an equally small pressure reduction in the bypass line 6
Due to the prevailing in this way in the absorber
Druck- und Temperaturverhältnisse werden entsprechend hohe Vorlauftemperaturen erzielt (ca· 90 C)· Die erforderliche Druckänderung in den Bypaß-Leitungen 6; 15 kann auoh, durch zusätzliche Droeseleinrichtungen 16; 17 erreicht werden.Pressure and temperature conditions are accordingly high flow temperatures achieved (approx. 90 C). The required Change in pressure in the bypass lines 6; 15 can auoh, by additional Droesel devices 16; 17 reached will.
Wird über eine weitere Ventilkombination (nicht dargestellt) nur der Verdampfer 10 im Arbeitsmittelkreislauf überbrückt, so erfolgt im Verflüssiger 9 eine Teilkondensier ung des ausgetriebenen Dampfes unter geringer Wärmeabgabe als im Absorber 2, beispielsweise für die Warmwasserbereitung· If only the evaporator 10 is in the working medium circuit via a further valve combination (not shown) bridged, a partial condensation takes place in the condenser 9 the expelled steam with little heat emission than in absorber 2, for example for hot water preparation
Der Betrieb der Wärmepumpe als Kesselheizung kann schließlich auch so geführt werden, daß der ausgetriebene Arbeitsmitteldampf in den Verflüssiger 99 den Temperaturwechseler 18 und den Verdampfer 10 geleitet und dort gespeichert wird und der oben beschriebene direkte Heizbetrieb mit im wesentlichen aus Lösungsmittel bestehendem Dampf bzw· heißer Lösung erfolgt, wodurch eine v/eitere Verbesserung der Temperaturverhältnisse erreicht wird·The operation of the heat pump as a boiler heating can eventually also be performed so that the expelled working agent vapor is passed into the condenser 9 9 the temperature changers 18 and the evaporator 10 and stored there, and the direct heating mode described above with an essentially solvent-existing steam or · Hot Solution takes place, whereby a further improvement of the temperature conditions is achieved
Aufstellung der verwendeten BezugsaeichenList of the reference numbers used
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD24478082 | 1982-11-11 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3332020A1 true DE3332020A1 (en) | 1984-05-17 |
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ID=5542367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833332020 Withdrawn DE3332020A1 (en) | 1982-11-11 | 1983-09-06 | Process for the operation of an absorption heat pump in direct heating operation, and absorption heat pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3332020A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4718243A (en) * | 1985-05-22 | 1988-01-12 | Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt fur Raumfahrt e.V. | Heat pump system and a method of operating same |
-
1983
- 1983-09-06 DE DE19833332020 patent/DE3332020A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4718243A (en) * | 1985-05-22 | 1988-01-12 | Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt fur Raumfahrt e.V. | Heat pump system and a method of operating same |
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