DE372190C

DE372190C - Process for cooling the compressors in heat pump systems

Info

Publication number: DE372190C
Application number: DEA36111D
Authority: DE
Original assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BROWN AG; BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1921-07-21
Filing date: 1921-08-25
Publication date: 1923-03-24

Description

Verfahren zum Kühlen der Verdichter in Wärmepumpenanlagen.Process for cooling the compressors in heat pump systems.

Es ist bekannt, Verdichter zu kühlen, um die Verdichtungsarbeit zu verringern. Werden kondensierbare Dämpfe verdichtet, so ist die Verdichtungstemperatur möglichst in der Nähe der dem Druck entsprechenden Verdampfungstemperatur zu halten. Bei den rotierenden Verdichtern, weiche zur Verdichtung von Dämpfen, z. B. als Wärmepumpen verwendet werden, geschah diese Kühlung bisher durch Einspritzen von Kühlflüssigkeit in den Verdichter oder durch Oberflächenkühlung. Dabei kann bekanntlich in beiden Fällen als Kühlmittel die einzudampfende Flüssigkeit selbst dienen. Mit diesen Verfahren sind jedoch gewisse Nachteile verbunden. Bei Einspritzkühlung gelingt es nicht, die einzuspritzende Flüssigkeit so gleichmäßig und fein zu verteilen, daß sie bei der hohen Dampfgeschwindigkeit genügend rasch verdampft. Sie wird dann als Dampffeuchtigkeit mitgerissen, ohne die gewünschte Kühlung und damit eine Verminderung der Verdichtungsarbeit zu bewirken, im Gegenteil, es wird der Kraftbedarf sogar noch entsprechend der Erhöhung des Dampfgewichtes vermehrt. Die Oberflächenkühlung läßt sich im Wärmepumpenprozeß sehr oft mit der einzudampfenden Flüssigkeit nicht durchführen, da die Flüssigkeit oft schon zu stark erwärmt an die Kühler gelangt. Dies trifft besonders dann zu, wenn die einzudampfende Fffissigkeit zwecks Rückgewinnung der Flüssigkeitswärme aus dem Kondensat durch das Kondensat bereits vorgewärmt wurde. It is known to cool compressors in order to do the compression work to decrease. If condensable vapors are compressed, the compression temperature is as close as possible to the evaporation temperature corresponding to the pressure. In the rotating compressors, soft for compressing vapors, z. B. as heat pumps are used, this cooling was done by injecting cooling liquid in the compressor or by surface cooling. As is well known, it can be used in both In cases the liquid to be evaporated serves as a coolant itself. With these procedures however, there are certain disadvantages associated with it. With injection cooling it does not succeed to distribute the liquid to be injected so evenly and finely that it is at evaporates sufficiently quickly due to the high steam speed. It is then called vapor moisture carried away without the desired cooling and thus a reduction in compression work to effect, on the contrary, the power requirement will be even more corresponding to the increase the steam weight increased. The surface cooling can be done in the heat pump process very often do not perform with the liquid to be evaporated as the liquid often reaches the cooler already too hot. This is especially true when the liquid to be evaporated for the purpose of recovering the heat of the liquid from the condensate has already been preheated by the condensate.

Hier soll nun die vorliegende Erfindung einsetzen. Statt die Kühlflüssigkeit lediglich bis zu ihrer Verdampfungstemperatur Wärme aufnehmen zu lassen, soll sie vielmehr gemäß vorliegender Erfindung - dadurch wärmleentziehend wirken, daß sie im Kühler bereits teilweise verdampft wird. Das Temperaturgefälle zwischen den zu verdichtenden Dämpfen und der Kühlflüssigkeit wird hierbei allerdings geringer als bei Verwendung von kalter Flüssigkeit. Da aber siedende Flüssigkeit einen besseren Wärmeübergangswert besitzt als niclhtsiedende, so wird der Nachteil des geringeren Temperaturgefälles ganz oder zum Teil wieder ausgeglichen. Die Kühler werden mit Rücksicht auf die teilweise Eindampfung der Flüssigkeit gut zugänglich gebaut und ersetzen einen Teil der eigentlichen Eindampfgefäße, die um den entsprechenden Betrag kleiner gehalten werden können. This is where the present invention will begin. Instead of the coolant It should only allow it to absorb heat up to its evaporation temperature rather, according to the present invention - have a warming effect that they is already partially evaporated in the cooler. The temperature gradient between the to compressing vapors and the coolant is here, however less than when using cold liquid. But there is boiling liquid has a better heat transfer value than low-boiling one, so the disadvantage becomes the lower temperature gradient fully or partially compensated again. The coolers are easily accessible considering the partial evaporation of the liquid built and replace part of the actual evaporation vessels around the corresponding Amount can be kept smaller.

Um stets ein genügendes Wärmegefälle im Kühler zu sichern, muß die Verdampfungstemperatur der Kühlflüssigkeit um einen gewissen Betrag niedriger gehalten werden als die Sättigungstemperatur der zu kühlenden Dämpfe. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Raum des Kühlers, in welchem die Kühlflüssigkeit verdampft wird, mit einer Stufe des Verdichters verbunden wird, in welchem der Druck niedriger ist als der Druck des in diesem Kühler zu kühlenden Dampfes. In order to always ensure a sufficient heat gradient in the cooler, the Evaporation temperature of the cooling liquid kept lower by a certain amount are considered the saturation temperature of the vapors to be cooled. This can be achieved thereby that the space of the cooler, in which the cooling liquid is evaporated, is connected to a stage of the compressor in which the pressure is lower than the pressure of the steam to be cooled in this cooler.

In jedem Falle können die im Kühler entwickelten Dämpfe vom Verdichter sofort angesaugt werden, ohne erst in die eigentlichen Eindampfgefäße zu gelangen.In any case, the vapors developed in the cooler can come from the compressor can be sucked in immediately without first reaching the actual evaporation vessels.

Die Vorwärmung der Kühlflüssigkeit durch das Kondensat wird in vielen Fällen empfehlenswert sein, ist jedoch zur Durchführung der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt erforderlich. Bei warmer Flüssigkeit, niedrigen Eindampfdrucken oder groben Verdichtungswärmen bzw. -verlusten kann die Kühlflüssigkeit bereits ohne Vorwärmung nahe an ihre Verdampfungstemperatur herankommen, so daß in den Kühlern sofort ein Kochen eintritt. Ist die Eindampftemperatur niedrig, so erübrigt sich ohnehin die Ausnutzung der Kondensatwärme, um so wichtiger ist aber dann die teilweise Verdampfung zum Zwecke der Kühlung. The preheating of the cooling liquid by the condensate is used in many Cases may be advisable, however, to carry out the present invention not necessarily required. With warm liquids, low evaporation pressures or coarse compression heat or losses, the coolant can already come close to their evaporation temperature without preheating, so that in the coolers boil occurs immediately. If the evaporation temperature is low, there is no need Anyway, the utilization of the condensate heat, but then that is all the more important Evaporation for the purpose of cooling.

Die Durchführung des Verfahrens sei an Hand der Zeichnung näher veranschaulicht. The implementation of the method is illustrated in more detail with reference to the drawing.

Es bedeutet A den Verdichter (Wärmepumpe) mit drei Zwischenkühlern B1, B2 und B3, C ist das Eindampfgefäß und D der Vorwärnier. Die einzudampfende Flüssigkeit tritt (beispielsweise) bei E ein, durchsetzt den Vorwärmer und gelangt, fast bis an ihre Verdampfungstemperatur vorgewärmt, zu den Kühlern, die sie der Reihe nach durchströmt.A means the compressor (heat pump) with three intercoolers B1, B2 and B3, C is the evaporation vessel and D the preheating. The one to be evaporated Liquid enters (for example) at E, passes through the preheater and arrives, preheated almost to their evaporation temperature, to the coolers that they the Flows through one after the other.

Durch Entzug der Verdichtungswärme der Heizgase erwärmt sich hier die Kühlflüssigkeit ljis zur Siedetemperatur. Die sich entwickelnden Dämpfe ziehen durch Leitung F ab und werden vom Verdichter angesaugt.By withdrawing the heat of compression from the heating gases, it is heated here the cooling liquid is at the boiling point. Draw the developing fumes through line F and are sucked in by the compressor.

Die übrigbleibende Flüssigkeit strömt zum Eindampfgefäß C, wo sie durch die Heizgase weiter verdampft wird. Die bei G abgesaug ten Brüdendämpfe werden in dem Verdichter A verdichtet, in den Zwischenkühlern B1, B, und 33 möglichst bis auf die der jeweiligen Stufe entsprechende Sättigungstempera tur herabgekühlt und gelangen dann als Heizdämpfe zurück in die Heizrohre des Eindampfgefäßes, wo sie kondensieren. In dem Vorwärmer D geben sie den letzten Rest ihrer Wärme an die neue zuströmende Flüssigkeit ab. Bei H befindet sich ein Ventil, um den Auslauf entsprechend dem im Heizraum vorherrschenden Druck zu regeln. Wird auf die Vorwärmung verzichtet, so tritt die frische Flüssigkeit durch J in die Kühler.The remaining liquid flows to the evaporation vessel C, where it is further vaporized by the heating gases. The exhaust vapors sucked off at G. compressed in the compressor A, in the intercoolers B1, B, and 33 if possible up to cooled down to the saturation temperature corresponding to the respective level and then return as heating vapors to the heating pipes of the evaporation vessel, where they are condense. In the preheater D they give the last remainder of their heat to the new one inflowing liquid. At H there is a valve to the outlet accordingly to regulate the pressure prevailing in the boiler room. If preheating is not used, so the fresh liquid passes through J into the cooler.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Process for cooling the compressors in heat pump systems, where the liquid to be evaporated is used as the cooling liquid for the compressor serves, characterized in that the same through the surface cooler of the compressor directed and is already partially evaporated there, while the rest or at least part of the liquid to be evaporated is then carried into the evaporation vessels will.

2. The method according to claim I, characterized in that the Temperature gradient between the vapors to be cooled and the coolant Connection of the cooling chamber, in which the cooling liquid is evaporated, and one Stage of the compressor in which the pressure is lower than that of the compressor steam to be cooled in this cooler is produced

3. Method according to claim I and 2, characterized in that all coolers are under the same pressure and the evolved vapors are jointly connected to the suction port of the compressor are.

4. The method according to claim I and 2, characterized in that that the coolers are under different pressures and the vapors from a previous one Stage can be sucked off.

5. The method according to claim I, characterized in that the Cooling liquid before entering the cooler through the condensate of the heating steam is preheated.