DE3403690A1 - Screw compressor heat pump controlled by a slide valve and driven by a wind energy converter. - Google Patents
Screw compressor heat pump controlled by a slide valve and driven by a wind energy converter.Info
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Abstract
Description
Hans-Joachim Cohrs Mein Zeichen^ ^ 0 3 6Hans-Joachim Cohrs My sign ^ ^ 0 3 6
Ahrsener Straße 11 η W.s.S.Ahrsener Strasse 11 η WsS
3036 Bomlitz 'ö' 3036 Bomlitz ' ö '
Windenergiekonverterangetriebene, schiebergeregelte Schraubenverdichtervärmepumpe. Wind energy converter-driven, valve-controlled screw compressor heat pump .
Die Erfindung betrifft eine windenergiekonverterangetrie-The invention relates to a wind energy converter drive
1Θ bene, schiebergeregelte Schraubenverdichterwärmepumpe für
Windenergiekonverter, deren optimale Rotorleistung annähernd proportional der 3· Potenz der Windgeschwindigkeit
und der Rotordrehzahl ist.
Da gerade bei freistehenden Wohngebäuden ein großer Anteil des gesamten Energiebedarfs für Heizung und Warmwasser
verbraucht wird, bietet sich die Nutzung der Energie aus Kleinwindenergieanlagen für diese Zwecke an. Leider ist
der Energiegewinn in nicht besonders windgünstigen Lagen auch bei 100 m*Rotorkreisfläche so niedrig, daß bei einer
Umwandlung von mechanischer Energie über Reibung oder elektrische Widerstandsheizung in Wärme nur ein kleiner
Heizenergiedeckungsantiel erzielt werden kann. Einer Verdreifachung
der Rotorkreisfläche mit erheblich größerem Bauaufwand und Problemen in dichteren Siedlungsgebieten1 level, vane-controlled screw compressor heat pump for wind energy converters, the optimal rotor performance of which is approximately proportional to the 3 power of the wind speed and the rotor speed.
Since a large proportion of the total energy requirement is used for heating and hot water, especially in free-standing residential buildings, the use of energy from small wind turbines is ideal for these purposes. Unfortunately, the energy gain in locations that are not particularly wind-favorable, even with a rotor area of 100 m *, is so low that only a small amount of heating energy can be achieved when mechanical energy is converted into heat via friction or electrical resistance heating. A tripling of the rotor circular area with considerably greater construction costs and problems in denser settlement areas
steht der Weg gegenüber, unter Beibehaltung der Rotorkreisfläche die erzielbare mechanische Energie durch eine Kompressionswärmepumpe in eine annähernd dreifache Wärmeenergie zu wandeln, und eventuell zusätzlich die Kompressionswärmepumpe während längerer Windflauten motorischis the way opposite, while maintaining the rotor area the achievable mechanical energy through a To convert compression heat pump into almost three times the heat energy, and possibly also the compression heat pump motor-driven during longer winds
anzutreiben.to drive.
Herr Uwe Hansen, Am Mühlenberg 1, 2251 Schwabstedt hat bereits mit seinem Vertikalachsenwindenergiekonverter eine darauf windrichtungsabhängig mitbewegte Luft-Wasser-Zellenverdichterwärmepumpe angetrieben, wobei das erwärm-Mr. Uwe Hansen, Am Mühlenberg 1, 2251 Schwabstedt already has his vertical axis wind energy converter an air-water cell compressor heat pump that moves along with it depending on the wind direction driven, whereby the heating
te Heizmedium über Drehrohrverbindungen zum zu beheizenden Haus geleitet wurde. Weil die Leistungs-Drehzahl-Kennlinie des Vertikalachsenwindenergiekonverters von Hansen sich relativ gut an die des Zellenverdichters anpaßte, konnte hier der Zellenverdichter direkt angetrieben werden.te heating medium was passed through rotary tube connections to the house to be heated. Because the power-speed curve Hansen's vertical axis wind energy converter adapted relatively well to that of the cell compressor here the cell compressor is driven directly.
4-0 Da sich der schnelläufige Horizontalachsenwindenergiekonverter aber immer mehr durchsetzt, soll hier für diesen Typ ein Antriebskonzept für eine Kompressionswärmepumpe gefunden werden. Bei diesem Typ ist die optimale Rotorleistung annähernd proportional der 3· Potenz der Wind-4-0 Since the high-speed horizontal axis wind energy converter but more and more popular, a drive concept for a compression heat pump should be used here for this type being found. With this type, the optimal rotor power is approximately proportional to the 3 power of the wind
4.5 geschwindigkeit und der Rotordrehzahl. Dieser Charakteristik paßt sich am besten ein Turboverdichter an, doch dessen kleinste Baugröße hat bereits eine solch große Leistung, für die kaum Anwendungen vorliegen. Ein durchdachter Weg, über ein mechanisches Regelgetriebe4.5 speed and the rotor speed. This characteristic a turbo compressor adapts best, but its smallest size is already such a large one Performance for which there are hardly any applications. A well thought-out way, using a mechanical control gear
einen Verdrängungsverdichter mit konstantem Drehmoment anzutreiben ist problematisch, weil sich ein solches Regelgetriebe nicht schnell genug verstellen läßt, und ein Verdrängungsverdichter bei der notwendigen Drehzahländerung von ca.1:8 sehr ungünstig betrieben wird.Driving a positive displacement compressor with constant torque is problematic because such a Variable speed gear can not be adjusted fast enough, and a displacement compressor when the necessary speed change of about 1: 8 is operated very unfavorably.
Die Suche nach einem leistungsregnlierbaren Wärmepumpenverdichtertyp führte zum schiebergerogelten Schraubenverdichter. The search for a heat pump compressor that can be regulated led to the screw compressor chuckled by the slide.
-Ϊ--Ϊ- W. s. S.W. s.p.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Regelschieber des Schraubenverdichters immer so zu stellen, daß der Schraubenverdichter annähernd so viel Leistung aufnimmt wie der Windenergiekonverter gerade abgeben kann.The invention is based on the object of the control slide of the screw compressor must always be set in such a way that the screw compressor has almost as much power records how the wind energy converter can output.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
ein Windenergiekonverter 10 einen schiebergeregelten, einspritzölgekühlten Wärmepumpenschraubenverdichter 12
saugseitig antreibt, und ein sich mit der Schraubenrotorwelle
48 drehender Fliehkraftregler 50 über ein Hebelgestänge 58 den Regelschieber 66 so stellt, daß
die Verdichterleistung an die Windenergiekonverterleistung angepaßt wird.
Der Regelschieber 66 ist so gestaltet, daß der Saugdruck
auf beide Enden auf gleich große Flächen wirkt und der
Verdichtungsenddruck in Richtung beider Enden auf gleich große Flächen wirkt. Da außerdem die Druckfeder 54 und
die Endanschläge 68 und 70 des Fliehkraftreglers 50 intern im Fliehkraftregler 50 angeordnet sind, wirken keine
größeren äußeren Kräfte auf den Verstellmechanismus zwischen Fliehkraftregler 50 und Regelschieber 66.
Zur Begrenzung von Bauaufwand und Getriebeverlusten wird die lotrecht nach oben weisende Antriebswelle 18 des Verdichters
12 mit lotrecht stehenden Schraubenrotoren 72 direkt mit der lotrechten Windenergiekonverterabtriebswelle
14 gekuppelt. Eine automatisch oder manuell mechanisch zu betätigende reibschlüssige Schaltkupplung 16
sorgt dabei für leichten Anlauf des Windenergiekonverters 10 und notwendiges Stillsetzen des Schraubenverdichters
12. Eine Bremse 20 am unteren Ende der lotrechten Windenergiekonverterabtriebswelle 14 gestattet den Windenergiekonverter
10 automatisch oder manuell stillzusetzen. Für den Betrieb eines Sole- oder Grundwasserkreislaufsystems
114 wird eine Umwälzpumpe 22 zusammen mit demThe object is achieved according to the invention in that a wind energy converter 10 drives a slide-controlled, injection oil-cooled heat pump screw compressor 12 on the suction side, and a centrifugal governor 50 rotating with the screw rotor shaft 48 adjusts the control slide 66 via a lever linkage 58 so that the compressor output is adapted to the wind energy converter output.
The control slide 66 is designed so that the suction pressure acts on both ends on surfaces of the same size and the final compression pressure acts on surfaces of the same size in the direction of both ends. In addition, since the compression spring 54 and the end stops 68 and 70 of the governor 50 are arranged internally in the governor 50, no major external forces act on the adjustment mechanism between the governor 50 and the control slide 66 of the compressor 12 with vertically standing screw rotors 72 is coupled directly to the vertical wind energy converter output shaft 14. An automatically or manually mechanically operated frictional clutch 16 ensures easy start-up of the wind energy converter 10 and the necessary shutdown of the screw compressor 12. A brake 20 at the lower end of the vertical wind energy converter output shaft 14 allows the wind energy converter 10 to be shut down automatically or manually. For the operation of a brine or groundwater circulation system 114, a circulating pump 22 is used together with the
Schraubenverdichter 12 über die Zahnräder 24 und 26 oder einen Riementrieb angetrieben.The screw compressor 12 is driven by the gears 24 and 26 or a belt drive.
Für länger andauernde Windflauten wird der Schraubenverdichterantrieb durch einen koaxial um die Schraubenverdichterantriebswelle 18 angeordneten Drehstrommotor 34The screw compressor drive is used for prolonged lulls in wind by a three-phase motor 34 arranged coaxially around the screw compressor drive shaft 18
mit Hohlwelle 36 erweitert.expanded with hollow shaft 36.
An Stelle der Einfachkupplung 16 wird hier der Schraubenverdichter 12 mit einer mechanisch betätigten reibschlüssigen Doppelschaltkupplung 38 entweder mit dem Drehstrommotor 34 oder dem Windenergiekonverter 10 automatisch oder manuell gekuppelt.Instead of the single coupling 16, the screw compressor is used here 12 with a mechanically operated frictional double clutch 38 either with the three-phase motor 34 or the wind energy converter 10 automatically or manually coupled.
Durch die zusätzliche Anordnung eines bürstenlosen Generators 40, dessen durchgehende Rotorwelle 42 das untere Ende der lotrechten Windenergiekonverterabtriebswelle bildet, kann die Windenergie auch elektrisch genutzt werden.The additional arrangement of a brushless generator 40, whose continuous rotor shaft 42 is the lower Forms the end of the vertical wind energy converter output shaft, the wind energy can also be used electrically will.
-/- W.s.S.- / - W.s.S.
Außer dem Sole- bzw. Grundwasserkreislauf system 1U, dem Heizwasserkreislaufsystem 112 und dem Brauchwasserverteilungssystem 110 können alle Komponenten in einer wärme- und schallgedämmten Raumzelle 28 untergebracht werden, deren tragende Teile den Windenergiekonvertermast 30 mit dem Fundament 32 verbinden.In addition to the brine or groundwater circuit system 1U, the Heating water circuit system 112 and the domestic water distribution system 110 all components can be accommodated in a heat and sound insulated room cell 28, the load-bearing parts of which connect the wind energy converter mast 30 to the foundation 32.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, mit dem Antrieb des beschriebenen Verdichters 12 kleinster Schraubenrotorbaugröße durch einen Schnellaufigen, drehzahl- und leistungsgeregelten, horizontalachsigen Windenergiekonverter mit lotrechter Abtriebswelle 14- eine Wärmeversorgung für freistehende Einfamilienhäuser unter weitestgehender Nutzung der Windenergie zu schaffen.The advantages that can be achieved with the invention are in particular, with the drive of the compressor 12 described, the smallest screw rotor size by a High-speed, speed and power controlled, horizontal axis Wind energy converter with vertical output shaft 14 - a heat supply for detached single-family houses to create with the greatest possible use of wind energy.
Für längere Windflauten, die mit Heizwärmespeicherung schwer zu überbrücken sind, bietet der Alternativantrieb mit dem Drehstrommotor eine vollständige Wärmeversorgung. Die zusätzliche Anordnung eines bürstenlosen Generators 4-0 erlaubt die elektrische Nutzung der Windenergie, wenn kein Wärmebedarf besteht oder der Wind zum Antrieb der Wärmepumpe zu schwach ist. Vorteilhaft für den Windenergiekonverter 10 ist, daß die große Generatormasse nicht am Turmkopf ist, und daß das Bremsen und Kuppeln des Windenergiekonverters 10 vom Boden aus geschehen kann.For longer lulls in the wind, those with thermal heat storage are difficult to bridge, the alternative drive with the three-phase motor offers a complete heat supply. The additional arrangement of a brushless generator 4-0 allows the electrical use of wind energy, if none There is a heat demand or the wind is too weak to drive the heat pump. Advantageous for the wind energy converter 10 is that the large generator mass is not at the tower head, and that the braking and coupling of the wind energy converter 10 can be done from the ground.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigenAn embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. Show it
Fig. 1 Antrieb der schiebergeregelten Schraubenverdichterwärmepumpe durch einen Windenergiekonverter.Fig. 1 Drive of the vane-controlled screw compressor heat pump through a wind energy converter.
Fig. 2 Antrieb wie Fig. 1 mit zusätzlichem DrehstrommotorFig. 2 Drive as in Fig. 1 with an additional three-phase motor
und Doppelkupplung an Stelle der Einfachkupplung.
Fig. 3 Antrieb wie Fig. 2 mit zusätzlichem bürstenlosen Generator.
Fig. 4 Ein Längsschnitt durch den schiebergeregeltenand double clutch instead of single clutch. Fig. 3 Drive like Fig. 2 with an additional brushless generator.
Fig. 4 A longitudinal section through the slide controlled
Schraubenverdichter der das Prinzip der Schieberverstellung darstellt, und die bekannten Details einspritzölgekühlter, schiebergeregelter Wärmepurapenschraubenverdichter vereinfacht darstellt. Λ0 Fig. 5 Das Prinzipschaltbild der windenergiekonverterangetriebenen schiebergeregelten Schraubenverdichterwärmepumpe. Screw compressor that shows the principle of slide adjustment and the familiar details Injection oil-cooled, vane-controlled thermal paper screw compressor represents simplified. Λ0 Fig. 5 The basic circuit diagram of the wind energy converter-driven valve-regulated screw compressor heat pump.
Ein schnelläufiger drehzahl- und leistungsgeregelter Windenergiekonverter 10 mit lotrechter Abtriebswelle 14., dessen optimale Rotorleistung annähernd proportional der 3.Potenz der Windgeschwindigkeit und Rotordrehzahl ist, treibt über die Schaltkupplung 16 bei gelüfteter Bremse einen schiebergeregelten, einspritzölgekühlten Wärmepumpenschraubenverdichter 12 mit lotrecht angeordneten Schraubenrotoren 72 saugseitig an, und zusammen damit über die Zahnräder 24 und 26 eine Umwälzpumpe 22 für Sole oder Grundwasser.A high-speed speed and power-regulated wind energy converter 10 with a vertical output shaft 14., whose optimal rotor power is approximately proportional to the 3rd power of wind speed and rotor speed, drives a valve-controlled, injection oil-cooled heat pump screw compressor via the clutch 16 when the brake is released 12 with vertically arranged screw rotors 72 on the suction side, and together with it over the gears 24 and 26 a circulation pump 22 for brine or groundwater.
-If- '*" .-If- '* ". W. s. S.W. s.p.
Von' der durch Gleitrin abgedichteten Schraubenverdichteranbriebswelle 18 wird ber die Zahnräder 44 und 46 di,!e Hauptschraubenrotorw.elie 48 ir.lt darauf angeordnetem Fliehkraftregler 50 angetrieben.From 'the screw compressor drive shaft sealed by Gleitrin 18 is via the gears 44 and 46 di,! E Main screw rotor like 48 ir.lt arranged on it Centrifugal governor 50 driven.
Bei maximaler Drehzahl stellt der Fliehkraftregler 50 ι
^ über ein Rillenkugellager 56 und Hebelgestänge 58 den Regelschieber 66 auf maximalen Ansaugvolumenstrom bzw.
maximale Leistung.
Der Fliehkraftregler 50 enthält intern eine Druckfeder 54 die der aus den Zentrifugalkräften der Fliehgewichte 52
resultierenden Axialkraft das Gleichgewicht hält. Der Hüb des Fliehkraftreglers 50 ist intern am Fliehkraftregler
bzw. auf der Hauptsehraubenrotorwelle 48 durch die Anschläge 68 und 70 begrenzt.At maximum speed, the centrifugal governor 50 ι ^ via a deep groove ball bearing 56, and lever linkage 58 the regulating slide 66 to the maximum intake volume flow or maximum output.
The centrifugal governor 50 internally contains a compression spring 54 which keeps the axial force resulting from the centrifugal forces of the centrifugal weights 52 in equilibrium. The stroke of the governor 50 is limited internally on the governor or on the main screw rotor shaft 48 by the stops 68 and 70.
■ Da^ Hebelgestänge 58 ist am Außenring des Rillenkugellagers 56 und an einem weiteren Schwenkhebel 60 angelenkt und durch einen leichtgängig drehbaren Bolzen 64 am Langloch 62 beweglich mit dem Regelschieber 66 verbunden. Der untere zylindrische Ausgleichskolben 74 des Regelschie-■ The lever linkage 58 is on the outer ring of the deep groove ball bearing 56 and hinged to a further pivot lever 60 and by a smoothly rotatable bolt 64 on the elongated hole 62 movably connected to the control slide 66. Of the lower cylindrical compensating piston 74 of the control slide
bers ;66 hat dieselbe Querschnittsfläche wie der Regel-bers; 66 has the same cross-sectional area as the standard
schieber:66 im Verdichtungsbereich. Der Raum 76 unterhalb des Ausgleichskolbens 74 wird über einen Kanal80 innerhalb des Regelschiebers 66 mit dem Saugraum 78 verbunden. Auf diese, Weise kompensieren sich die Axialkräfte aus Verdichtungsenddruck und Saugdruck am Regelschieber 66. So wirken nur geringe äußere Kräfte auf den Verstellmechanismus zwischen Fliehkraftregler 50 und Regelschieber 66. In Fig. 2 ist die Erweiterung des Schraubenverdichterantriebs durch einen koaxial um die Verdichterantriebswelle 18 angeordneten Drehstrommotor 34 mit Hohlwelle; 36 dargestellt.slide : 66 in the compression area. The space 76 below the compensating piston 74 is connected to the suction space 78 via a channel 80 within the control slide 66. In this way, the axial forces from the compression end pressure and suction pressure at the control slide 66 are compensated for. Thus, only small external forces act on the adjustment mechanism between the centrifugal governor 50 and the control slide 66. In Fig. 2 the extension of the screw compressor drive is shown by a three-phase motor arranged coaxially around the compressor drive shaft 18 34 with hollow shaft; 36 shown.
An Stella der Einfachkupplung 16 sorgt hier die Doppelkupplung 38 für die alternative Kupplung der Schraubenverdichterwärmepumpe mit dem Windenergiekonverter 10 oder deim Drehstrommotor 34·At Stella, the single clutch 16 is provided by the double clutch 38 for the alternative coupling of the screw compressor heat pump with the wind energy converter 10 or the three-phase motor 34
In Fig. 3 ist die zusätzliche Anordnung eines bürstenlosen Generators 40 dargestellt, dessen durchgehende Rotorwelle 42 das untere Ende der lotrechten Windenergiekonvertrerabtriebswelle Η bildet. Die zusätzliche Anordnung des bürstenlosen Generators 40 ist selbstverständlich ; ausgehend von Fig. 1 ebenfalls möglich.In Fig. 3, the additional arrangement of a brushless generator 40 is shown, the continuous rotor shaft 42 forms the lower end of the vertical wind energy converter r output shaft Η. The additional arrangement of the brushless generator 40 is self-evident ; starting from FIG. 1 also possible.
Für eine Einfamilienhausversorgung nach Fig. 3 ergibt sichFor a single-family home supply according to Fig. 3 results
\ ausgehend von der Wahl eines zweipoligen Drehstrommotors34 \ based on the choice of a two-pole three-phase motor34
mit derΊannähernden Drehzahl 3000 1/min und der Nennleistung 11 kW ungefähr folgende Drehzahl- und Leistungsaus-with the Ί approximate speed of 3000 1 / min and the nominal power of 11 kW approximately the following speed and power output
; legung; laying
bei den Windgeschwindigkeitenat the wind speeds
Windenergiekonv.abtriebswellei4 ! Generator 40Wind energy conv.abtriebswellei4 ! Generator 40
Antriebswelle 8 für Ii n. 22 Umwälzpumpe 22Drive shaft 8 for Ii n.22 Circulation pump 22
55 Antriebswellei8 nur für 12 Hauptsehraubenrotorwelle 4855 Drive shafti8 only for 12 Main screw rotor shaft 48
Die im Prinzipschaltbild der windenergiekonverterangetriebenen, schiebergeregelten Sehraubenverdichterwärmepumpe Fig.5 bekannten, nicht näher erläuterten Komponenten sind:The principle circuit diagram of the wind energy converter-driven, Vane-controlled very screw compressor heat pump Fig. 5 known, not explained in detail components are:
82 Rückschlagventil
84 ölabscheider
86 ölkühler
88 Magnetventil
90 ölfilter82 check valve
84 oil separator
86 oil cooler
88 solenoid valve
90 oil filters
92 Rückschlagventil
94· Durchflußwächter
96 Rückschlagventil92 check valve
94 · Flow monitor
96 check valve
98 Enthitzer-Teilverflüssiger und Brauchwasserspeicher 100 Verflüssiger und Heizwasserspeicher
102 Kältemittelmengenregulierventil 104. Verdampfer
106 Saugfilter
108 Magnetventil98 Desuperheater partial condenser and domestic hot water storage tank 100 Condenser and heating water storage tank 102 Refrigerant volume control valve 104. Evaporator
106 suction filter
108 solenoid valve
110 Brauchwasserverteilungssystem
112 Heizwasserkreislaufsystem110 Domestic hot water distribution system
112 heating water circuit
114 Sole- oder Grundwasserkreislaufsystem114 Brine or groundwater circulation system
Dieses Wärmepumpen-Prinzipschaltbild erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Der mit der Antriebsleistung stark
veränderliche Kältemittelstrom stellt zwar besondere Anforderungen
an das Kältemittelmengenregulieryentil 102 und an die Rückführung des nicht abgeschiedenen Öls zum Verdichter
12. Auch das mit der Antriebsleistung leicht veränderliche innere Druckverhältnis des Verdichters 12 muß berücksichtigt
werden. Doch diese Probleme sind mit den Mitteln der modernen Kältetechnik lösbar.
Als Kältemittel bietet sich R 12 aus folgenden Gründen an:This heat pump block diagram does not claim to be complete. The refrigerant flow, which varies greatly with the drive power, makes special demands on the refrigerant quantity regulating valve 102 and on the return of the oil that has not been separated to the compressor 12. The internal pressure ratio of the compressor 12, which changes slightly with the drive power, must also be taken into account. But these problems can be solved with the means of modern refrigeration technology.
R 12 is the ideal refrigerant for the following reasons:
Seine relativ niedrige volumetrische Heizleistung läßt die Schraubenrotorabmessungen für die EinfamilienhausgrößeIts relatively low volumetric heating capacity leaves the screw rotor dimensions for the size of a single family house
nicht zu klein werden. Wegen guter Vermischbarkeit mit öl ist die Rückführung des nicht abgeschiedenen Öls zum Verdichter 12 leichter lösbar.don't get too small. Because it is easy to mix with oil the return of the oil that has not been separated to the compressor 12 is easier to solve.
Relativ niedrige Verflüssigungs- und Verdampfungsdrücke bei akzeptablem Druckverhältnis ermöglichen eine relativ wirtschaftliche Verdichtung im schiebergeregelten, einspritzölgekühlten Schraubenverdichter 12.Relatively low condensing and evaporation pressures with an acceptable pressure ratio enable a relatively Economical compression in the slide-controlled, injection oil-cooled screw compressor 12.
8 Patentansprüche
5 Figuren8 claims
5 figures
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Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19843403690 DE3403690A1 (en) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | Screw compressor heat pump controlled by a slide valve and driven by a wind energy converter. |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
EP1160523A2 (en) * | 2000-06-02 | 2001-12-05 | Mannesmann VDO AG | Device for driving an air conditioning compressor |
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Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
DE10126222C2 (en) * | 2001-05-30 | 2003-10-16 | Aerodyn Eng Gmbh | Wind turbine with desalination plant |
DE102005032627B3 (en) * | 2005-07-13 | 2006-08-03 | Carsten Paulsen | Wind power plant, has fluid channel arranged inside tower in rotary manner, and fluid channel rotating outside tower, where fluid collected by channels is downwardly discharged by down pipe into oil separator |
DE102007015301A1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Anette Schwieger | Wind turbine with a heat pump |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR342781A (en) * | 1904-05-02 | 1904-09-16 | Emil Lange | Improvements in rotary piston machines |
US3549280A (en) * | 1968-01-03 | 1970-12-22 | Gutehoffnungshuette Sterkrade | Screw machine |
FR2289766A1 (en) * | 1974-10-29 | 1976-05-28 | Borthayre Jean | Wind power generator built into roof - has roof tiles forming air passages to turbine wheels in roof ridge with open ends |
DE2751228A1 (en) * | 1977-11-16 | 1979-05-17 | Lawson Tancred H Sons & Co Sir | Wind driven electricity generator - has hydraulic pumps driven by wind wheel, in turn driving hydraulic motor driven generators selectively connected according to wind speed |
US4236083A (en) * | 1975-02-19 | 1980-11-25 | Kenney Clarence E | Windmill having thermal and electric power output |
FR2484554A3 (en) * | 1980-03-31 | 1981-12-18 | Courcel Daniel | Windmill producing heat and electricity - uses shaft to heat water by mechanical work and also rotates shaft of electricity generator |
DE3028660A1 (en) * | 1980-07-29 | 1982-02-11 | Peter Dipl.-Ing. 3300 Braunschweig Kramer | Wind power generator with turbine and converter - has control unit regulating energy conversion to minium during start=up phase |
-
1984
- 1984-02-03 DE DE19843403690 patent/DE3403690A1/en active Granted
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR342781A (en) * | 1904-05-02 | 1904-09-16 | Emil Lange | Improvements in rotary piston machines |
US3549280A (en) * | 1968-01-03 | 1970-12-22 | Gutehoffnungshuette Sterkrade | Screw machine |
FR2289766A1 (en) * | 1974-10-29 | 1976-05-28 | Borthayre Jean | Wind power generator built into roof - has roof tiles forming air passages to turbine wheels in roof ridge with open ends |
US4236083A (en) * | 1975-02-19 | 1980-11-25 | Kenney Clarence E | Windmill having thermal and electric power output |
DE2751228A1 (en) * | 1977-11-16 | 1979-05-17 | Lawson Tancred H Sons & Co Sir | Wind driven electricity generator - has hydraulic pumps driven by wind wheel, in turn driving hydraulic motor driven generators selectively connected according to wind speed |
FR2484554A3 (en) * | 1980-03-31 | 1981-12-18 | Courcel Daniel | Windmill producing heat and electricity - uses shaft to heat water by mechanical work and also rotates shaft of electricity generator |
DE3028660A1 (en) * | 1980-07-29 | 1982-02-11 | Peter Dipl.-Ing. 3300 Braunschweig Kramer | Wind power generator with turbine and converter - has control unit regulating energy conversion to minium during start=up phase |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Firmenschrift MAN-EO-DOK Nr. 22/78, S. 14 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1160523A2 (en) * | 2000-06-02 | 2001-12-05 | Mannesmann VDO AG | Device for driving an air conditioning compressor |
EP1160523A3 (en) * | 2000-06-02 | 2002-01-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for driving an air conditioning compressor |
EP3816414A1 (en) * | 2019-10-30 | 2021-05-05 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Heat recovery device and method for operating same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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