DE4431887A1 - Wärmepumpenanlage - Google Patents

Wärmepumpenanlage

Info

Publication number
DE4431887A1
DE4431887A1 DE4431887A DE4431887A DE4431887A1 DE 4431887 A1 DE4431887 A1 DE 4431887A1 DE 4431887 A DE4431887 A DE 4431887A DE 4431887 A DE4431887 A DE 4431887A DE 4431887 A1 DE4431887 A1 DE 4431887A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
compressor
chamber
blades
evaporator
heat pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE4431887A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4431887C2 (de
Inventor
Avraham Ophir
David Olomutzki
Abraham Koren
Arie Kanevski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IDE Technologies Ltd
Original Assignee
IDE Technologies Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to IL106945A priority Critical patent/IL106945A/xx
Application filed by IDE Technologies Ltd filed Critical IDE Technologies Ltd
Publication of DE4431887A1 publication Critical patent/DE4431887A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4431887C2 publication Critical patent/DE4431887C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00Compression machines, plant, or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/04Compression machines, plant, or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type
    • F25B1/053Compression machines, plant, or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type of turbine type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/02Selection of particular materials
    • F04D29/023Selection of particular materials especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/284Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for compressors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00Heat pumps
    • F25B30/02Heat pumps of the compression type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/12Light metals
    • F05D2300/121Aluminium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/603Composites; e.g. fibre-reinforced
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/04Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for withdrawing non-condensible gases
    • F25B43/043Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for withdrawing non-condensible gases for compression type systems

Description

Sachgebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine großdimensionierte Hochleistungs-Wärme­ pumpenanlage, die auf dem Prinzip einer mechanischen Wasserdampfkompri­ mierung arbeitet. Die Erfindung umfaßt auch, zur Verwendung in der vor­ stehend angegebenen Wärmepumpenanlage, einen neuen, großvolumigen Zentri­ fugalkompressor, der sich von herkömmlichen Kompressoren aufgrund seiner neuen strukturellen Merkmale und seiner Kapazität unterscheidet und aus­ zeichnet, um bisher unerreichbare Kompressionsverhältnisse und Dampf­ strömungsraten zu erhalten.

Hintergrund der Erfindung

Die meisten herkömmlichen Wärmepumpen, ob sie nun zu Heiz- oder Kühl­ zwecken verwendet werden, setzen ein Kältemittel ein, das geeignete ther­ modynamische Eigenschaften besitzt, wie beispielsweise Ammoniak oder be­ stimmte organische fluide, hauptsächlich Freon. Grundsätzlich bestehen solche Wärmepumpen aus einem geschlossenen System, das einen Verdampfer, einen Kompressor und einen Kondensor, falls notwendig ein Expansionsventil und verschiedene Steuereinrichtungen aufweist. Das Arbeitsfluid (Kälte­ mittel) verdampft in dem Verdampfer unter einer niedrigen Temperatur und niedrigem Druck, die aus der Umgebung eine Wärmemenge gleich ihrer Ver­ dampfungswärme entzieht. Die Kältemitteldämpfe werden durch den Kompressor auf einen Druck und eine Temperatur komprimiert, die ausreichend hoch sind, um dem Kältemittel zu ermöglichen, in dem Kondensor seine Wärme ab­ zugeben oder seinen Dampf an einen Kühlwasserstrom oder an die Atmosphäre zu kondensieren.

Wärmepumpen, die Wasser als Kältemittel verwenden, sind auch vorgeschlagen worden (siehe z. B. US-Patent 4,003,213 und Israel-Patent 64871), und solche Systeme umfassen Ejektoren, Absorptionssysteme und mechanische Dampfkompressions- (Mechanical Vapour Compression - MVC) Systeme. Die Ver­ wendung von Wasser als Kältemittel ist thermodynamisch erwünscht, und zwar aufgrund seiner guten thermophysikalischen Eigenschaften und den Vorteilen des Einsatzes einer direkten Kontaktwärme-Übertragung, was das Erfordernis für kostenintensive und thermodynamisch ineffektive Wärmetauscher ver­ meidet. Weiterin ist Wasser das am meisten "umweltfreundliche" Arbeits­ fluid, das verfügbar ist, im Gegensatz zu konkurrierend verwendeten or­ ganischen Arbeitsfluiden (CFC′s), die umweltschädigend sind und leicht beschränkt oder alle in den kommenden Jahrzehnten verbannt werden können.

Bekannte Wärmepumpen, die Wasser als ein Arbeitsfluid einsetzen, für Ejektor- und Absorptionssystemtypen, sind durch einen geringen Wirkungs­ grad gekennzeichnet, wogegen MVC-Systeme eine viel höhere Effektivität besitzen, typischerweise etwa 2 bis 3 Male größer. Allerdings ist eine Hauptschwierigkeit, die mit der Verwendung von Wasser als Kältemittel in MVC-Systemen verbunden ist, das sehr hohe spezifische Volumen von Wasser­ dampf, das die Verwendung von sehr großdimensionierten Kompressoren er­ fordert. Demzufolge würde in Kältemittelwärmepumpen einer großen Baugröße, die eine Kühlkapazität von ungefähr 3 bis 10 MW besitzen, die erforder­ liche Strömungsrate von Wasserdampf ungefähr 300-400 m³/sec sein, was als eine relativ hohe volumenmäßige Strömungsrate angesehen wird. Zusätz­ lich würde für eine Temperaturdifferenz von 20-30°C (zwischen dem Raum, der gekühlt werden soll, und der Umgebungstemperatur der Luft oder des Kühlwassers) ein Kompressionsverhältnis (Compression Ratio - CR) der Größenordnung von 1 : 9 erforderlich werden.

Für diesen Bereich von Strömungsraten und Kompressionsverhältnissen sind zwei Grundkompressortypen geeignet, nämlich der axiale und der zentrifu­ gale Typ. Der axiale Typ, wie er hauptsächlich an Flugzeugmotoren ver­ wendet wird, ist gut entwickelt und besitzt eine hohe Effektivität, aller­ dings ist er teuer herzustellen, wodurch der zentrifugale Typ der am meisten versprechende für diese Anwendung ist. Allerdings sind bis heute keine Zentrifugalkompressoren entwickelt worden, die nur annähernd dahin gelangen, die Zielspezifikation (d. h. 300-400 m³/sec, 1 : 9 CR) zu er­ füllen, wie dies vorstehend erwähnt ist. Ein Kompressionsverhältnis ist eine Funktion einer (Schaufel-) Spitzengeschwindigkeit. Typische Spitzen­ geschwindigkeiten, die bei kleinen Aluminiumkompressoren vorgefunden werden, liegen in der Größenordnung von 500 m/sec, was ein CR von ungefähr 1 : 3 ergibt.

Herkömmliche Kompressoren mit großem Durchmesser, die allgemein nicht un­ terhalb eines Laufraddurchmessers von 1,6-1,7 m gehen, werden hauptsäch­ lich aus verarbeiteten Stahlkonstruktionen erstellt (ein Aluminium-Le­ gierungsguß oder eine Maschinenbearbeitung aus festen Körpern, wie sie bei kleineren Maschinen verwendet werden, sind bei größeren Größen aufgrund der Schwierigkeiten der Kühlung massiver Metallabschnitte nicht prakti­ kabel). Vorgefertigte Teile setzen allgemein ein Verschweißen einzelner gegossener Stahlschaufeln an einem festen Kern (z. B. siehe Allis Chalmers, Catalogue, 1980, Seite 337) ein. Solche Aufbauten sind nicht zum Aufnehmen der mechanischen Belastungen geeignet, die sagen wir bei 500 m/sec Spitzengeschwindigkeiten vorgefunden werden, und zwar aufgrund der Streß­ grenzen an geschweißten Abschnitten. Demzufolge sind die Spitzenge­ schwindigkeiten, die durch solche Aufbauten erhalten werden, allgemein sehr niedrig, was zu einem Kompressionsverhältnis von nicht mehr als un­ gefähr 1 : 1,6 führt. Dies beschränkt stark den Bereich der Verfahrensan­ wendungen. Zusätzlich bringt das Schergewicht des Rotors, das aus den Konstruktionsverfahren resultiert, ein kompliziertes und teueres Rotor­ tragesystem mit sich.

Demzufolge liefern, um zusammenzufassen, herkömmliche große Zentrifugal­ kompressoren ein begrenztes CR und eine separate volumetrische Kapazität und sind teuer herzustellen.

Aufgabe der Erfindung

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine ökonomisch ausführbare Wärmepumpenanlage mit einer großen Skalierung zu schaffen, die auf dem Prinzip einer mechanischen Wasserdampfkompression arbeitet.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Zentrifugalkompressor mit großem Volumen zur Verwendung in einer Wasserdampfkompressions-Wärme­ pumpenanlage zu schaffen, der ein hohes Kompressionsverhältnis von unge­ fähr 1 : 3 bei Spitzengeschwindigkeiten von ungefähr 500 m/sec besitzt.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem Gedanken der Erfindung wird ein mechanisches Wasserdampf­ kompressions-Wärmepumpensystem des Typs geschaffen, das eine Ver­ dampfer-Gefriereinrichtungskammer, eine Kompressorkammer, die neben der Verdampfer-Gefriereinrichtungskammer liegt, und eine Kondensorkammer, die unmittelbar neben der Kompressorkammer liegt;
eine Einrichtung zur Zuführung von Wasser oder einer wäßrigen Lösung in die Verdampfer-Gefriereinrichtungskammer;
eine Kompressoreinrichtung in der Kompressorkammer zur Verringerung des Drucks in der Verdampfer-Gefriereinrichtungskammer herunter auf den Wassertripelpunktdruck, um zu bewirken, daß ein Teil des Wassers oder der wäßrigen Lösung verdampft und ein anderer Teil gefriert;
wobei die Kompressoreinrichtung weiterhin dazu geeignet ist, den Dampf, der innerhalb der Verdampfer-Gefriereinrichtungskammer erzeugt wird, ab­ ziehen, ihn in die Kompressorkammer zu transportieren, ihn darin zu kom­ primieren und den komprimierten Dampf zu der Kondensorkammer zu trans­ portieren;
eine Wassersprüheinrichtung in der Kondensorkammer zur Kühlung und Kon­ densierung des komprimierten Dampfs durch direkten Wärmeaustausch damit;
eine Einrichtung, um das Kondensatwasser zusammen mit dem Kühlwasser aus der Kondensorkammer zu entfernen;
eine Vakuum-Pumpeneinrichtung zur Evakuierung nicht kondensierbarer Gase aus der Kondensorkammer und Einrichtungen zur kontinuierlichen Entfernung von Eiswasserbrei aus der Verdampfer-Gefriereinrichtungskammer und Zirku­ lieren dieses durch die Wärmetauschereinrichtung in einen Raum, der ge­ kühlt werden soll, der außenseitig des Wärmepumpensystems angeordnet ist; aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Kompressoreinrichtung aus einem Paar Zentrifugalkompressoren gemäß der Erfindung besteht (wie dies nachfolgend definiert wird), die in Reihe ar­ beiten und an den gegenüberliegenden Enden der Kompressorkammer angeordnet sind, die als ein horizontaler Zylinderbehälter aufgebaut ist, wobei jeder der Kompressoren so aufgebaut ist, daß er eine vollständige Unterbaugruppe mit seinem angrenzenden Enddeckel der Kompressorkammer bildet; und
Zwischenkühlungs-Wassersprüheinrichtungen in dem Kompressorbehälter zwischen den zwei Kompressoren zur Kühlung des Dampfs, der durch den Kom­ pressor der ersten Stufe komprimiert wird, vorgesehen sind, bevor er wei­ terhin in dem Kompressor der zweiten Stufe komprimiert wird.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind sowohl die Verdampfer-Gefriereinrichtungskammer als auch die Kondensorkammer ver­ gleichbar nahe zu der Kompressorkammer nebeneinander angeordnet und damit durch weite, vergleichbar kurze und gekrümmte Dampfeinlaß- und -auslaß­ rohrleitungen jeweils verbunden, die einen minimalen Widerstand hinsicht­ lich der Strömung des Dampfs von dem Gefriereinrichtungsverdampfer zu der Kompressorkammer und von komprimiertem Dampf von der Kompressorkammer zu der Kondensorkammer bieten. Dies vermeidet die Verwendung von komplizier­ ten Rohrleitungs- und Übertragungsdurchgangswegen, was demzufolge zu Ein­ sparungen hinsichtlich reibungsmäßiger Verluste führt, und, was sehr wichtig ist, dabei hilft, gleichförmige Geschwindigkeitsprofile an den Kompressoreinlaßabschnitten zu erhalten.

Gemäß einer noch weiteren, am meisten bevorzugten Ausführungsform der Er­ findung wird die Kondensierkammer an der Oberseite der Verdampfer-Gefrier­ einrichtungskammer plaziert, die beide zusammen eine integrale Einheit bilden, wobei der Boden der Kondensierkammer als Oberseite der Ver­ dampfer-Kühleinrichtungskammer dient und nur sehr niedrigen Druckdif­ ferenzen zwischen seinen beiden Seiten unterworfen wird.

Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung wird ein leichtgewichtiger, großvolumiger Zentrifugalkompressor zur Verwendung in mechanischen Dampf­ kompressionssystemen, insbesondere Wasserdampf-Kompressionssystemen, in Wärmepumpenanlagen geschaffen, wobei der Kompressor dazu geeignet ist, eine Dampfströmungsrate von ungefähr 300-400 m³/sec zu bewältigen, was ein Kompressionsverhältnis von ungefähr 1 : 3 liefert, und der mechanischen Streßbeanspruchungen, wie sie beispielsweise unter Spitzengeschwindig­ keiten von ungefähr 500 m/sec auftreten, standhält; der Kompressor weist ein propellerähnliches Drehteil auf, das aus einer kegelstumpfförmigen Nabe und einer Vielzahl von gekrümmten Schaufeln besteht, die aus einem leichtgewichtigen Material hergestellt sind, wobei jede an der Nabe ent­ lang einer längsgekrümmten Linie befestigt ist und sich radial davon er­ streckt; wobei jedes Paar benachbarter Schaufeln durch ein überbrückendes Membranteil eines leichtgewichtigen Materials zwischenverbunden ist, das sich krümmungsmäßig von den Ansatzbereichen der Führungskanten (wie sie noch weiter definiert werden) der benachbarten Schaufeln zu den Spitzen der hinteren Kanten der Schaufeln (wie sie nachfolgend definiert werden) erstrecken;
wobei das Drehteil durch eine Welle angetrieben wird, die durch die Mitte einer stationären, kreisförmigen Rückplatte hindurchführt, die das Dreh­ teil an der Rückseite verbindet;
wobei das Drehteil innerhalb einer geschlossenen, passenden Abdeckung ein­ geschlossen wird, so daß gekrümmte Dampfströmungskanäle zwischen jedem Paar der Schaufeln, der zugeordneten Membranteile und der Abdeckung fest­ gelegt wird.

Es sollte angemerkt werden, daß tote Zwischenräume in dem Kompressor zwischen der Rückplatte, der Nabe, den benachbarten Schaufeln und den Mem­ branteilen festgelegt werden, wodurch wesentlich das Gewicht des Drehteils verringert wird, was zu einer Verringerung mechanischer Streßbean­ spruchungen in dem Drehteil führt und ermöglicht, eine höhere Spitzenge­ schwindigkeit und demzufolge höhere Kompressionsverhältnisse zu erreichen.

Die Nabe ist vorzugsweise aus Aluminium hergestellt und die Schaufeln und die Membranteile sind vorzugsweise aus einem Kompositmaterial hergestellt, wodurch demzufolge wesentlich das Gewicht des Drehteils verringert wird, was auch zu einer Verringerung mechanischer Streßbeanspruchungen in dem Drehteil führt und ermöglicht, eine höhere Spitzengeschwindigkeit und dem­ zufolge ein höheres Kompressionsverhältnis zu erzielen.

Verschiedene Ausdrücke müssen an dieser Stelle definiert werden, um die weitere Beschreibung des Drehteils zu vereinfachen. Das dünnere Ende der kegelstumpfförmigen Nabe wird als "vorderes Ende" bezeichnet und das größere Ende der Nabe wird als "hinteres Ende" bezeichnet. Die Kanten der Schaufeln werden wie folgt festgelegt (siehe Fig. 4): A - der Schaufel­ ansatz; B - die Führungskante; C - die Konturkante; D - die Schleppkante; und E - die hintere Kante.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die kegelstumpf­ förmige Nabe an ihrem hinteren Ende mit einer koaxialen, kegelstumpf­ förmigen Ausnehmung versehen und wird in einem entsprechenden kegelstumpf­ förmigen, stationären Träger gelagert, der frei von der stationären Rück­ platte hängt; wobei die Welle, die die kegelstumpfförmige Nabe antreibt, durch eine axiale Bohrung in dem stationären Träger hindurchführt und sich darin mittels eines Paßlagers dreht, die in der Bohrung benachbart zu deren zwei Enden angeordnet ist; der Schwerpunkt des Drehteils liegt zwischen der Lagerabstandsweite.

Diese Ausführungsform ermöglicht (a) eine weitere Verringerung des Gewichts des Drehteils aufgrund der Ausnehmung; (b) verkürzt den Hebelarm (Moment) an der Welle, wodurch eine Verringerung des Wellendurchmessers aufgrund der Anordnung sowohl des stationären Lagers als auch des Paars der Lager innerhalb des Drehteils ermöglicht wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jede gebogene Schaufel so geformt, daß sich der Radius, der sich von der Achse der Nabe zu irgendeinem Punkt auf der zentralen Linie oder der Konturkante der Schaufel erstreckt, vollständig innerhalb der Schaufel enthalten ist. Ein solcher Aufbau vermeidet praktisch Biegekräfte an den Schaufeln, wodurch den Zentrifugalkräften ermöglicht wird, die Schaufeln nur in der radialen Richtung zu ziehen. Dies ermöglicht dem strukturellen, faserverstärkten (Komposit-) Material unter günstigen mechanischen Zuständen zu arbeiten, d. h. unter einer direkten Spannung. Dies maximiert die zulässige Spitzen­ geschwindigkeitsgrenze.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zusätzliche kürzere Schaufeln vorgesehen (sogenannte "Splitter" bzw. "Verteiler") die sich von dem hinteren Ende der Nabe ausgehend erstrecken und zwischen jedem Paar angrenzender, gekrümmter Schaufeln mit regulärer Länge enden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nun weiterhin detaillierter unter Zuhilfenahme der bei­ gefügten, nicht einschränkenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer typischen Wärme­ pumpenanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2a eine schematische Querschnittsansicht der Wärmepumpenanlage der Fig. 1 zeigt;

Fig. 2b eine schematische Draufsicht auf die Wärmepumpenanlage der Fig. 1 zeigt;

Fig. 3a eine schematische, axiale Querschnittsansicht des Kompressorbe­ hälters der Wärmepumpenanlage der Fig. 1 zeigt, die entlang einer Linie A-A in Fig. 2b vorgenommen ist;

Fig. 3b eine schematische Querschnittsansicht des Verdampfers/Kühlers und der Kondensoreinheit der Wärmepumpenanlage gemäß der Fig. 1 zeigt, die entlang der Linien B-B in Fig. 2a vorgenommen ist;

Fig. 4 einen axialen Querschnitt eines Kompressors gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 5 einen radialen Querschnitt des Drehteils entlang der Linien V-V in Fig. 4 zeigt; und

Fig. 6 eine schematische, axiale Ansicht des Drehteils von dem vorderen Ende zeigt, die nur ein Paar gegenüberliegender Blätter bzw. Schaufeln darstellt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung Die Wärmepumpenanlage

Wie schematisch in den Fig. 1, 2a und 2b dargestellt ist, weist eine mechanische Wasserdampf-Kompressionswärmepumpenanlage, die allgemein mit 1 bezeichnet ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Ver­ dampfer-Gefriereinheit (oder Sprühkammer) 2 auf, die mittels einer Dampf­ einlaß-Rohrleitung 3 zu einem benachbarten, zylindrischen Kompressorbe­ hälter 4 hin verbunden ist, der wiederum mittels einer Rohrleitung 5 für komprimierten Dampf mit einer Kondensorkammer 6 verbunden ist, die ober­ halb der Verdampfer-Gefriereinrichtung 2 liegt und integral dazu angeord­ net ist.

Das Speisewasser tritt in die Wärmepumpenanlage über die Verdampfer-Ge­ friereinrichtung 2 ein, die unter Vakuumbedingungen mittels eines Paars Kompressoren 7, 7′ gehalten wird, die in Reihe arbeiten und an gegenüber­ liegenden Enden des zylindrischen Kompressorbehälters 4 angeordnet sind. Das Wasser in der Verdampfer-Gefriereinrichtung 2 wird dadurch durch Ver­ dampfen auf den Wassertripelpunkt auf ungefähr 0°C und 4,6 mm/Hg gekühlt. Die Verdampfer-Gefriereinrichtung 2 ist mit einem Rührwerk 8 mit Schaufeln versehen, das durch einen externen Motor angetrieben wird, das so auf­ gebaut ist, kontinuierlich den Eiswasserbrei in der Verdampfer-Gefriereinrichtung 2 zu rühren, wodurch die Oberflächenschicht davon demzufolge kon­ stant erneuert wird, wodurch der Aufbau einer stillstehenden Eisschicht verhindert wird und der Koeffizient einer Wärmeübertragung (durch direkte Verdampfung) maximiert wird. Zusätzlich sind die Schaufeln des Rührwerks 8 so aufgebaut, daß sie kontinuierlich die Wände der Verdampfer-Gefrierein­ richtungskammer benetzen, um die Bildung von "verklumptem" Eis zu ver­ hindern und die Bildung von diskreten Eiskristallen zu fördern. Dies ist wichtig, um eine eventuelle Blockierung des Ausgangs zu der Verdampfer-Ge­ friereinrichtung 2 durch Eisbildung zu vermeiden. Alternativ, oder zusätz­ lich, kann die Bildung von Eis in kleiner Kristallform durch Hinzufügung von Salz zu dem Speisewasser unterstützt werden.

Der Dampf, der in der Verdampfer-Gefriereinrichtung 2 erzeugt wird, führt durch die Dampfeinlaß-Rohrleitung 3 in die Kompressorkammer 4 unter 0°C und wird darin durch den Kompressor 7 der ersten Stufe unter einem Kom­ pressionsverhältnis von ungefähr 1 : 3 komprimiert. Der komprimierte Dampf wird durch aerodynamische Strömungskanäle, die durch die Kompressorab­ deckung 9 gebildet sind (wie dies nachfolgend erläutert wird) zurück in die axiale Richtung der Kompressorkammer 4 zu dem Kompressor 7′ der zweiten Stufe und dessen zugeordneter Abdeckung 9′ gerichtet, worin er weiterhin um dasselbe Verhältnis von ungefähr 1 : 3 komprimiert wird, so daß das Gesamtkompressionsverhältnis des Dampfs ungefähr 1 : 9 ist. Zwischen den Kompressoren 7 und 7′ der ersten und der zweiten Stufe ist ein direkter Wasserinjektions-Heißdampfkühler (oder Zwischenkühler) 41 zwischenge­ fügt, der die Einlaßtemperatur des Dampfs in den Kompressor 7′ der zweiten Stufe auf ungefähr 15°C herunterbringt. Zwischen dem Heißdampfkühler 41 und dem Kompressor 7′ der zweiten Stufe ist ein herkömmlicher Tröpfchen­ separator 42 zwischengefügt. Der Dampf, der den Kompressor 7′ der zweiten Stufe verläßt, besitzt eine Sättigungstemperatur, die die Umgebungstempe­ ratur oder diejenige eines verfügbaren Kühlwassers übersteigt, wodurch eine Wärmeabfuhr ermöglicht wird.

Der komprimierte Dampf wird von dem Kompressor 7′ der zweiten Stufe in die Kondensoreinheit 6 überführt, die aus einer Schüttschicht besteht, die innerhalb der Kühlwassersprüheinrichtung 61 an der Oberseite, die durch eine Wasserzirkulationspumpe versorgt wird, vorgesehen ist. Der kompri­ mierte Wasserdampf steigt in dem Kondensor 6 durch die Schüttschicht an, wo sie in direktem Gegenstromkontakt mit dem nach unten strömenden Kühl­ wasser gelangt. Der Dampf kondensiert und die latente Wärme der Konden­ sation, die durch das Kühlwasser absorbiert wird, wird an die Atmosphäre über das Kondensat und das Kühlwasser ausgestoßen, die zusammen aus dem System entfernt werden. Der Kondensor 6 wird kontinuierlich mit nicht kon­ densierbaren Gasen mittels einer Vakuumpumpe über die Rohrleitung 62 (Fig. 3b) gespült.

Es sollte angemerkt werden, daß die Zirkulationspumpe, die das Kühl­ wasser 2 zu dem Kondensor 6 zuführt, nur genug Wärme zuführen muß, um die Reibungsverluste zu überwinden, da der Hauptteil der Wärme, der dazu er­ forderlich ist, das Kühlwasser hoch zu der Oberseite des Kondensors 6 an­ zuheben, durch das Vakuum in dem System zugeführt wird.

Der Wasser/Eisbrei, der in der Verdampfer-Gefriereinrichtung 2 erzeugt wird, kann leicht herausgepumpt werden, konzentriert werden, falls dies gewünscht wird, und zu dem Endverbraucher, d. h. dem Raum, der durch die Wärmepumpenanlage gekühlt werden soll, zugeführt werden.

Es kann aus den vorstehend angegebenen Figuren ersehen werden, daß das gesamte Layout der Anlage sehr kompakt ist, wobei die zwei Kompressoren 7 und 7′ zueinander an jedem Ende des Kompressorbehälters 4 zueinander hin gerichtet sind. Für eine Flexibilität hinsichtlich der Betriebsweise ist jeder Kompressor 7 und 7′ unabhängig durch einen extern befestigten, über einen Frequenzwandler gesteuerten, elektrischen Motor 43, 43′ angetrieben. Die Diffusoren sind wiederum axial angeordnet, wodurch sie die Strömung des Dampfs von dem Auslaß zu der ersten Stufe über den Heißdampfkühler 41 und den Tröpfchenseparator 42 zu dem Einlaß der zweiten Stufe erleichtern. Durch Anordnung beider Kompressoren innerhalb des Kompressorbehälters 4 wird eine wesentliche Ökonomie dahingehend erhalten, daß die Kompressorab­ deckungen 9, 9′ aus sehr leichten Materialien aufgebaut werden können, da sie nicht der gesamten Kraft des Vakuums (ungefähr 700-750 mm/Hg) stand­ halten müssen, da diese Kraft durch die Druckbehälterwände aufgenommen wird. Die Abdeckungen 9, 9′ müssen demzufolge nur einer Druckdifferenz von höchstens 12 mm/Hg standhalten. Andererseits ist der Kompressorbehälter 4 selbst in der Form eines einfachen Zylinders aufgebaut, der gut dazu geeignet ist, die gesamte Kraft des Vakuums aufzunehmen. Weiterhin erspart der Einbau beider Kompressoren 7 und 7′ in einem Kompressorbehälter 4 die Kosten einer Übertragungsleitung von dem Kompressor der ersten Stufe zu dem Kompressor der zweiten Stufe, wie in den zuvor vorgeschlagenen Anlagen.

Der Aufbau der Verdampfer-Gefriereinrichtung 2 und des Kondensors 6 als integrale Einheit, die eine gemeinsame Trennwand besitzt, die zur gleichen Zeit als Boden des Kondensors 6 und als Oberseite des Verdampfers 2 dient, spart wiederum gewisse Aufbaukosten, da die Druckdifferenz, die auf diese Trennwand einwirkt, nur ungefähr 30-40 mm/Hg anstelle von 750-755 mm/Hg beträgt, was dann vorliegen würde, wenn die Oberseite der Gefrierein­ richtung und der Boden des Kondensors atmosphärischem Druck ausgesetzt wären.

Der Kompressor

Fig. 4 stellt einen axialen Querschnitt eines Kompressors 10 dar, der in dieser besonderen Ausführungsform ein Drehteil 12 drehbar um einen kegel­ stumpfförmigen, stationären Träger 14, aufweist. Der Kompressor 10 wird durch eine gebogene, ringförmige Abdeckung 16 umgeben, die an der Rückseite mit einer stationären, hinteren Platte 18 verbunden ist, von der aus der stationäre Träger 14 integral frei aufgehängt ist. Das Drehteil 12 besteht aus einer kegelstumpfförmigen Nabe 20 und einer Vielzahl von ge­ bogenen Schaufeln 22, die an der Nabe befestigt sind und sich radial davon erstrecken. Der Aufbau des Drehteils 12 ist im wesentlichen leichtge­ wichtig, was auf dünne, kohlefaserlaminierte Aufsteck-Schaufeln 22 zurück­ zuführen ist, die mit einer Nabe 20 eines relativ kleinen Durchmessers, die aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, verbunden ist.

Im Betrieb tritt der Dampf, der komprimiert werden soll, in die Ab­ deckung 16 axial ein, führt durch eine Vielzahl von aerodynamischen Kanälen, von denen jeder zwischen den Schaufeln 22 und der Abdeckung 16 gebildet ist. Der Dampf wird dann radial in einem komprimierten Zustand von dem ringförmigen Ausgang, der zwischen dem hinteren Bereich der Ab­ deckung 16 und der stationären Rückplatte 18 gebildet ist, weggestoßen.

Die nachfolgenden, neuen Elemente des Aufbaus des Kompressors wurden durch den Anmelder entwickelt, um das Gewicht des Drehteils zu minimieren.

Jedes Paar der benachbarten Schaufeln 22 wird durch ein selbsttragendes, stromlinienförmiges Membranteil 32 überbrückt (in einem axialen Quer­ schnitt der Membrane 32 in Fig. 4 dargestellt; ein radlaler Querschnitt der Schaufeln 22 und der Membranteile 32 ist in Fig. 5 dargestellt). Jede Membran 32 erstreckt sich gebogen von den Ansatzbereichen A der Führungs­ kanten B benachbarter Schaufeln 22 zu den Spitzen der hinteren Kanten E dieser Schaufeln. Aufgrund dieser Anordnung werden Dampfströmungskanäle, die eine erwünschte, aerodynamische Form besitzen, zwischen jedem Paar benachbarter Schaufeln 22, deren zugeordnetem Membranteil 32 und der Ab­ deckung 16 festgelegt. Die dünne, überbrückende Membran 22, die den Dampf­ kanalboden bildet, legt auch einen leeren Zwischenraum zwischen ihr, der Aluminiumnabe 14 und der Rückplatte 18 fest. Dies bringt beträchtliche Einsparungen in dem Gewicht mit günstigen Folgen hinsichtlich der Leistung und der Kosten mit sich. Herkömmliche Kompressoren sind mit integralen Schaufeln und Naben aufgebaut, wo sich der hintere Durchmesser der Nabe über den gesamten Weg der Schleppkanten der Schaufeln erstreckt. In diesem Aufbau wird gemäß der Erfindung der maximale Nabendurchmesser (an seinem hinteren Ende) beträchtlich geringer als der maximale Durchmesser der Schaufeln, was die Leistung verbessert, da, je kleiner der Nabendurch­ messer ist, desto geringer die Streßbeanspruchungen sind, die in ihm unter einer vorgegebenen Geschwindigkeit erzeugt werden.

Das Drehteil 12 wird durch eine Welle 24 gedreht, wobei ein Ende davon keilwellenmäßig an der Nabe 20 angebracht ist, und sein anderes Ende ist mit einem (nicht dargestellten) Motor verbunden. Die Kombination von leichtgewichtigen Schaufeln und Membranen führt zu niedrigeren Streßbean­ spruchungen an der Aluminiumnabe, was ermöglicht, daß deren Mitte ausge­ höhlt werden kann. Wie in Fig. 4 gesehen werden kann, ist das hintere Ende der Nabe 20 mit einer koaxialen, kegelstumpfförmigen Ausnehmung 25 ausge­ bildet, die entsprechend so geformt ist, um den stationären Träger 14, unter Belassung eines engen Spalts dazwischen, aufzunehmen. Der stationäre Träger 14 wiederum ist mit einer axialen Bohrung 26 versehen, durch die die Welle 24 hindurchführt. Die Welle 24 dreht ein Paar Trägerlager 28, die innerhalb des stationären Trägers 14 positioniert und an beiden Enden der Bohrung 26 angeordnet sind. Die Nabe 22 besitzt an ihrem vorderen Ende eine zusätzliche koaxiale Ausnehmung 30, worin das Ende einer Welle 24 aufgenommen wird. Ausnehmungen 26 und 30 verringern weiterhin das Gesamt­ gewicht des Drehteils, was eine weitere Verringerung von mechanischen Streßbeanspruchungen an der Welle und dem Rotortragesystem bewirkt. Dieses Merkmal ermöglicht, daß eine Welle und ein Rotorträger mit einem relativ kleinen Durchmesser verwendet werden kann.

Das Drehteil 12 ist durch die Lager 28 derart aufgebaut und frei aufge­ hängt, daß sein Schwerpunkt zwischen die Lager 28, im Gegensatz zur Außen­ seite des Stützabstands der Lager, fällt. Da dies zu einem dynamisch steifen System führt, ist eine Verringerung des Wellendurchmessers ermög­ licht.

Wie in Fig. 5 gesehen werden kann, werden die Schaufeln an Metallträgern bzw. Klammern 36 angeheftet und verschraubt, die wiederum an der Alumi­ niumnabe 20 verschraubt sind. Die Membran 32, die aus einem Kohlefaserla­ minatblatt hergestellt ist, das mechanisch an den Seiten der benachbarten Schaufeln 22 befestigt ist, bildet den Strömungskanal "Boden".

Fig. 6 zeigt eine schematische, axiale Ansicht des Drehteils 12 von dem vorderen Ende, die nur ein Paar gegenüberliegender Schaufeln 22 darstellt. Es kann ersichtlich werden, daß die Schaufeln 22 an der Nabe entlang längs gekrümmter Linien (siehe Ansätze A der Schaufeln 22 in Fig. 6) befestigt sind. Man kann auch sehen, daß sich die Schaufeln 22 radial von der Nabe 20 erstrecken, d. h. in einem Radius R, der sich von der Achse der Nabe zu irgendeinem Punkt der Konturkante C (genauer zu einem Punkt auf seiner zentralen Linie) zu der Schaufel 22 erstreckt, der vollständig innerhalb der Schaufeln aufgenommen wird. Dieser Aufbau führt zu den nach­ folgenden Vorteilen:

Die Verwendung sehr dünner, leichtgewichtiger, flexibler Schaufeln, die in einer radialen Art und Weise angeordnet sind, vermeidet praktisch Biege­ kräfte an den Schaufeln, wodurch den Zentrifugalkräften ermöglicht wird, die Schaufeln nur in der radialen Richtung zu ziehen, wodurch demzufolge die Gesamtbelastung, die auf das Drehteil beaufschlagt wird, minimiert wird, d. h. dies maximiert den zulässigen Spitzengeschwindigkeitsgrenzwert.

Claims (10)

1. Leichtgewichtiger, großvolumiger Zentrifugalkompressor (10) zur Ver­ wendung in mechanischen Dampfkompressionssystemen, insbesondere Was­ serdampfkompressionssystemen in Wärmepumpenanlagen, wobei der Kom­ pressor (10) zur Behandlung einer Dampfströmungsrate von ungefähr 300-400 m³/sec geeignet ist, der ein Kompressionsverhältnis von etwa 1 : 3 liefert, und mechanischen Streßbeanspruchungen, wie sie unter Spitzengeschwindigkeiten von etwa 500 m/sec auftreten, stand­ hält; wobei der Kompressor (10) ein propellerähnliches Drehteil (12) aufweist, das durch eine Welle (24) angetrieben wird, das durch die Mitte einer stationären, kreisförmigen Rückplatte (18) hindurch­ führt, die das Drehteil (12) an der Rückseite anbindet; gekenn­ zeichnet dadurch, daß
das Drehteil (12) aus einer kegelstumpfförmigen Nabe (20) und einer Vielzahl von gekrümmten Schaufeln (22), die aus leichtgewichtigem Material hergestellt sind, besteht, von denen jede an der Nabe (20) entlang einer gekrümmten Linie befestigt ist und sich radial davon erstreckt; wobei jedes Paar benachbarter Schaufeln (22) über ein überbrückendes Membranteil (32) aus einem leichtgewichtigen Material zwischenverbunden ist, das sich gekrümmt von den Ansatzbereichen (A) der Führungskanten (B) (wie es hier definiert ist) zu der angrenzen­ den Schaufel (22) zu den Spitzen der hinteren Kanten (E) der Schau­ feln (22) (wie es hier definiert ist) erstreckt; und
daß das Drehteil (12) innerhalb einer geschlossenen Befestigungsab­ deckung (16) eingeschlossen ist, so daß gekrümmte Dampfströmungs­ kanäle zwischen jedem Paar Schaufeln (22), deren zugeordnetem Mem­ branteil (32) und der Abdeckung (16) festgelegt wird.
2. Kompressor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (20) aus Aluminium hergestellt ist und die Schaufeln (22) der Membranteile (32) aus einem faserverstärkten Kompositmaterial her­ gestellt sind.
3. Kompressor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kegelstumpfförmige Teil (20) an seinem hinteren Ende mit einer koa­ xialen, kegelstumpfförmigen Ausnehmung (25) ausgebildet ist und an einem entsprechenden kegelstumpfförmigen, stationären Träger (24), der frei von der stationären Rückplatte (18) aufgehängt ist, einge­ setzt ist; wobei die Welle (24), die die kegelstumpfförmige Nabe (20) antreibt, durch eine axiale Bohrung (26) in dem statio­ nären Träger (14) hindurchführt und sich darin mit Hilfe eines Paars Lager (28) dreht, die in der Bohrung (26) angrenzend an ihren zwei Enden angeordnet ist; wobei der Schwerpunkt des Drehteils (12) zwischen dem Aufspannabstand des Lagers (28) verläuft.
4. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede gekrümmte Schaufel (22) so geformt ist, daß sich der Radius, der sich von der Achse der Nabe (20) zu irgendeinem Punkt auf der zentralen Linie der Konturkante der Schaufeln (22) er­ streckt, vollständig innerhalb der Schaufeln (22) enthalten ist.
5. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche, kürzere Schaufeln (sogenannte "Splitter" bzw. "Ver­ teiler"), die sich von dem hinteren Ende der Nabe erstrecken und zwischen jedem Paar benachbarter, gekrümmter Schaufeln (22) regulärer Länge enden, vorgesehen sind.
6. Mechanisches Wasserdampf-Kompressions-Wärmepumpensystem (1) des Typs, der eine Verdampfer-Gefriereinrichtungskammer (2), eine Kom­ pressorkammer (4), die unmittelbar neben der Verdampfer-Gefrierein­ richtungskammer (2) liegt, und eine Kondensorkammer (6), die un­ mittelbar neben der Kompressorkammer (4) liegt;
Einrichtungen zur Zuführung von Wasser oder einer wäßrigen Lösung in die Verdampfer-Gefriereinrichtungskammer (2);
eine Kompressoreinrichtung (7, 7′) in der Kompressorkammer (4) zur Verringerung des Drucks in der Verdampfer-Gefriereinrichtungs­ kammer (2) herunter auf den Wassertripelpunktdruck, um zu bewirken, daß ein Teil des Wassers oder der wäßrigen Lösung verdampft und ein anderer Teil gefriert;
wobei die Kompressoreinrichtung weiterhin dazu geeignet ist, den Dampf, der innerhalb der Verdampfer-Gefriereinrichtungskammer (2) erzeugt wird, abzuziehen, ihn in die Kompressorkammer (4) zu trans­ portieren, ihn darin zu komprimieren und den komprimierten Dampf zu der Kondensorkammer (6) zu transportieren;
eine Wassersprüheinrichtung (61) in der Kondensorkammer (6) zur Kühlung und Kondensierung des komprimierten Dampfs durch direkten Wärmeaustausch damit;
eine Einrichtung, um das Kondensatwasser zusammen mit dem Kühlwasser aus der Kondensorkammer (6) zu entfernen;
eine Vakuum-Pumpeneinrichtung zur Evakuierung nicht kondensierbarer Gase aus der Kondensorkammer (6) und Einrichtungen zur kontinuier­ lichen Entfernung von Eiswasserbrei aus der Verdampfer-Gefriereinrichtungskammer (2) und Zirkulieren dieses durch die Wärmetauscher­ einrichtung in einen Raum, der gekühlt werden soll, der außenseitig des Wärmepumpensystems (1) angeordnet ist; aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß:
die Kompressoreinrichtung aus einem Paar Zentrifugalkompres­ soren (7, 7′) gemäß Anspruch 1 besteht, die in Reihe arbeiten und an den gegenüberliegenden Enden der Kompressorkammer (4) angeordnet sind, die als ein horizontaler Zylinderbehälter aufgebaut ist, wobei jeder der Kompressoren (7, 7′) so aufgebaut ist, daß er eine voll­ ständige Unterbaugruppe mit seinem angrenzenden Enddeckel der Kom­ pressorkammer (4) bildet; und
Zwischenkühlungs-Wassersprüheinrichtungen (41) in dem Kompressor­ behälter zwischen den zwei Kompressoren (7, 7′) zur Kühlung des Dampfs, der durch den Kompressor (7) der ersten Stufe komprimiert wird, vorhanden sind, bevor er weiterhin in dem Kompressor (7′) der zweiten Stufe komprimiert wird.
7. Wärmepumpensystem (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Verdampfer-Gefriereinrichtungskammer (2) als auch die Kondensorkammer (6) vergleichbar nahe zu der Kompressorkammer (4) nebeneinander gelegt sind und damit über weite, vergleichbar kurze und gekrümmte Dampfeinlaß- und -auslaßrohrleitungen (3, 5) jeweils verbunden sind, die einen minimalen Widerstand gegen die Strömung des Dampfs von der Verdampfer-Gefriereinrichtung (2) zu der Kom­ pressorkammer (4) und von komprimiertem Dampf von der Kompressor­ kammer (4) zu der Kondensorkammer (6) bieten.
8. Wärmepumpensystem (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kondensorkammer (6) an der Oberseite der Ver­ dampfer-Gefriereinrichtungskammer (2) angeordnet ist, wobei beide zusammen eine integrale Einheit bilden, wobei der Boden der Konden­ sorkammer (6) als Oberseite der Verdampfer-Gefriereinrichtungskammer (2) dient.
9. Zentrifugalkompressor (10) im wesentlichen der Art, wie er hier unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben ist.
10. Wärmepumpensystem (1) im wesentlichen der Art, wie es hier unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben ist.
DE4431887A 1993-09-08 1994-09-07 Wärmepumpenanlage Expired - Lifetime DE4431887C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IL106945A IL106945A (en) 1993-09-08 1993-09-08 Centrifugal compressor and heat pump containing it

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4431887A1 true DE4431887A1 (de) 1995-03-09
DE4431887C2 DE4431887C2 (de) 2003-04-30

Family

ID=11065256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4431887A Expired - Lifetime DE4431887C2 (de) 1993-09-08 1994-09-07 Wärmepumpenanlage

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5520008A (de)
DE (1) DE4431887C2 (de)
IL (1) IL106945A (de)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007118482A1 (de) 2006-04-04 2007-10-25 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe
WO2008095676A3 (de) * 2007-02-06 2008-12-18 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe, kleinkraftwerk und verfahren zum pumpen von wärme
WO2009121548A1 (en) * 2008-04-01 2009-10-08 Energy Gmbh Efficient Vertically arranged heat pump and method of manufacturing the vertically arranged heat pump
EP2343489A1 (de) * 2006-04-04 2011-07-13 Efficient Energy GmbH Wärmepumpe
DE102012220199A1 (de) 2012-11-06 2014-05-08 Efficient Energy Gmbh Verflüssiger, Verfahren zum Verflüssigen und Wärmepumpe
WO2016189154A1 (en) 2015-05-28 2016-12-01 Efficient Energy Gmbh Evaporator base and heat pump comprising the evaporator base
DE102016203408A1 (de) 2016-03-02 2017-09-07 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einer Motorkühlung
DE102016203410A1 (de) 2016-03-02 2017-09-07 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einer gasfalle, verfahren zum betreiben einer wärmepumpe mit einer gasfalle und verfahren zum herstellen einer wärmepumpe mit einer gasfalle
DE102016203407A1 (de) 2016-03-02 2017-09-07 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit konvektiver Wellenkühlung
DE102016203411A1 (de) 2016-03-02 2017-09-07 Efficient Energy Gmbh Elektromotor, wärmepumpe mit dem elektromotor, verfahren zum herstellen des elektromotors und verfahren zum betreiben des elektromotors
DE102016203414A1 (de) 2016-03-02 2017-09-07 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einem Fremdgassammelraum, Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe und Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpe
DE102016204158A1 (de) 2016-03-14 2017-09-14 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpenanlage mit zwei Stufen, Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpenanlage und Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpenanlage
DE102016204152A1 (de) 2016-03-14 2017-09-14 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpenanlage mit Wärmetauschern, Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpenanlage und Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpenanlage
DE102016204153A1 (de) 2016-03-14 2017-09-14 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpenanlage mit Pumpen, Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpenanlage und Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpenanlage
WO2018015451A1 (de) 2016-07-20 2018-01-25 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einer füllstands-regulierenden drossel und verfahren zum herstellen einer wärmepumpe
DE102016213679A1 (de) 2016-07-26 2018-02-01 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpensystem mit eingangsseitig und ausgangsseitig gekoppelten Wärmepumpenanordnungen
WO2018019777A1 (de) 2016-07-26 2018-02-01 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpensystem mit co2 als erstem wärmepumpenmedium und wasser als zweitem wärmepumpenmedium
DE102016224071A1 (de) * 2016-12-02 2018-06-07 Efficient Energy Gmbh Mehrteiliger stator für einen elektromotor, verfahren zum herstellen eines mehrteiligen stators, elektromotor und wärmepumpe
DE102017215085A1 (de) 2017-08-29 2019-02-28 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einer Kühlvorrichtung zum Kühlen eines Leitraums oder eines Saugmunds
DE102017217730A1 (de) 2017-08-23 2019-02-28 Efficient Energy Gmbh Kondensierer mit einer füllung und wärmepumpe
WO2019048894A2 (en) 2017-09-07 2019-03-14 Dermltzakis Emmanuil Multi-chamber compressor of mechanical vapor re-compression and water treatment methods

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI101565B1 (fi) * 1997-01-17 1998-07-15 Flaekt Oy Haihdutinpuhallin ja sen siipipyörä
FI101564B (fi) * 1997-01-17 1998-07-15 Flaekt Woods Ab Korkeapainepuhallin
US6427453B1 (en) * 1998-07-31 2002-08-06 The Texas A&M University System Vapor-compression evaporative air conditioning systems and components
IL133576A (en) 1999-12-17 2003-09-17 Ide Technologies Ltd Method of improving the performance of heat-pump installations for making ice
IL136921A (en) 2000-06-22 2004-07-25 Ide Technologies Ltd Arrangement for multi-stage heat pump assembly
US20020146385A1 (en) * 2001-04-10 2002-10-10 Lin Tung Liang Ionic antimicrobial coating
EP1571337B1 (de) * 2004-03-05 2007-11-28 Corac Group plc Mehrstufiger ölfreier Gasverdichter
EP2302170A1 (de) 2004-11-12 2011-03-30 Board of Trustees of Michigan State University Turbomaschine und Betriebsverfahren
US7555891B2 (en) 2004-11-12 2009-07-07 Board Of Trustees Of Michigan State University Wave rotor apparatus
WO2006090387A2 (en) * 2005-02-23 2006-08-31 I.D.E. Technologies Ltd. Compact heat pump using water as refrigerant
WO2006099052A2 (en) * 2005-03-09 2006-09-21 Arthur Williams Centrifugal bernoulli heat pump
JP5135338B2 (ja) * 2006-06-19 2013-02-06 アイ・ディ・イー・テクノロジーズ・リミテッド コンプレッサー用ローター
DE102006056798B4 (de) * 2006-12-01 2008-10-23 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einem Kühlmodus
GB2467965B (en) * 2009-02-24 2015-04-22 Dyson Technology Ltd Rotor assembly
US8613839B2 (en) * 2009-10-13 2013-12-24 Idalex Technologies Water distillation method and apparatus
WO2012116285A2 (en) 2011-02-25 2012-08-30 Board Of Trustees Of Michigan State University Wave disc engine apparatus
US9759225B2 (en) * 2013-03-08 2017-09-12 Rolls-Royce Corporation Multi-piece impeller
CN110360136A (zh) * 2018-05-21 2019-10-22 南通大通宝富风机有限公司 蒸汽压缩机

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US605888A (en) * 1898-06-21 maginot
US318884A (en) * 1885-05-26 Exhaust-fan
US2130549A (en) * 1936-03-25 1938-09-20 Ingersoll Rand Co Regulating device for refrigerating apparatus
GB693686A (en) * 1950-01-25 1953-07-08 Power Jets Res & Dev Ltd Improvements relating to bladed rotary fluid-flow machines
US2746269A (en) * 1955-03-17 1956-05-22 Trane Co Plural stage refrigerating apparatus
US3011322A (en) * 1958-08-12 1961-12-05 Dresser Operations Inc Stabilization of refrigeration centrifugal compressor
CH495293A (de) * 1969-05-19 1970-08-31 Kaelin J R Vertikalachsiger Belüfterkreisel zum Belüften von Flüssigkeiten
US3668883A (en) * 1970-06-12 1972-06-13 John D Ruff Centrifugal heat pump with overload protection
US3953146A (en) * 1974-08-15 1976-04-27 Whirlpool Corporation Apparatus for treating lint in an automatic washer
US4003213A (en) * 1975-11-28 1977-01-18 Robert Bruce Cox Triple-point heat pump
US4361015A (en) * 1981-01-08 1982-11-30 Apte Anand J Heat pump
US4437322A (en) * 1982-05-03 1984-03-20 Carrier Corporation Heat exchanger assembly for a refrigeration system
US4648794A (en) * 1985-05-03 1987-03-10 Joy Manufacturing Company Pump with high speed expeller
US5002461A (en) * 1990-01-26 1991-03-26 Schwitzer U.S. Inc. Compressor impeller with displaced splitter blades
US5317882A (en) * 1993-04-27 1994-06-07 Ritenour Paul E Unique water vapor vacuum refrigeration system

Cited By (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2343489A1 (de) * 2006-04-04 2011-07-13 Efficient Energy GmbH Wärmepumpe
US9222483B2 (en) 2006-04-04 2015-12-29 Efficient Energy Gmbh Heat pump
WO2007118482A1 (de) 2006-04-04 2007-10-25 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe
EP2341301A3 (de) * 2006-04-04 2011-10-05 Efficient Energy GmbH Wärmepumpe
US7841201B2 (en) 2006-04-04 2010-11-30 Efficient Energy Gmbh Heat pump that evaporates water as a working liquid to generate a working vapor
EP2290305A1 (de) * 2006-04-04 2011-03-02 Efficient Energy GmbH Wärmepumpe
EP2341300A1 (de) * 2006-04-04 2011-07-06 Efficient Energy GmbH Wärmepumpe
US10337746B2 (en) 2006-04-04 2019-07-02 Efficient Energy Gmbh Heat pump
WO2008095676A3 (de) * 2007-02-06 2008-12-18 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe, kleinkraftwerk und verfahren zum pumpen von wärme
DE102008016664A1 (de) * 2008-04-01 2009-10-29 Efficient Energy Gmbh Vertikal angeordnete Wärmepumpe und Verfahren zum Herstellen der vertikal angeordneten Wärmepumpe
WO2009121548A1 (en) * 2008-04-01 2009-10-08 Energy Gmbh Efficient Vertically arranged heat pump and method of manufacturing the vertically arranged heat pump
EP2985548A1 (de) * 2008-04-01 2016-02-17 Efficient Energy GmbH Vertikal angeordnete wärmepumpe mit rückkanal und verfahren zur herstellung der vertikal angeordneten wärmepumpe
EP2988075A1 (de) * 2008-04-01 2016-02-24 Efficient Energy GmbH Vertikal angeordnete wärmepumpe mit zwei verdichtern und verfahren zur herstellung der vertikal angeordneten wärmepumpe
US9933190B2 (en) 2008-04-01 2018-04-03 Efficient Energy Gmbh Vertically arranged heat pump and method of manufacturing the vertically arranged heat pump
WO2014072239A1 (en) 2012-11-06 2014-05-15 Efficient Energy Gmbh Condenser, method for condensing and heat pump
DE102012220199A1 (de) 2012-11-06 2014-05-08 Efficient Energy Gmbh Verflüssiger, Verfahren zum Verflüssigen und Wärmepumpe
WO2016189154A1 (en) 2015-05-28 2016-12-01 Efficient Energy Gmbh Evaporator base and heat pump comprising the evaporator base
DE102015209848A1 (de) 2015-05-28 2016-12-01 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit verschränkter Verdampfer/Kondensator-Anordnung und Verdampferboden
US10634401B2 (en) 2015-05-28 2020-04-28 Efficient Energy Gmbh Heat pump with interleaved evaporator/condenser arrangement
WO2016189152A1 (en) 2015-05-28 2016-12-01 Efficient Energy Gmbh Heat pump with interleaved evaporator/condenser arrangement
DE102016203411A1 (de) 2016-03-02 2017-09-07 Efficient Energy Gmbh Elektromotor, wärmepumpe mit dem elektromotor, verfahren zum herstellen des elektromotors und verfahren zum betreiben des elektromotors
DE102016203414A1 (de) 2016-03-02 2017-09-07 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einem Fremdgassammelraum, Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe und Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpe
WO2017148930A1 (de) 2016-03-02 2017-09-08 Efficient Energy Gmbh Elektromotor, wärmepumpe mit dem elektromotor, verfahren zum herstellen des elektromotors und verfahren zum betreiben des elektromotors
WO2017148933A1 (de) 2016-03-02 2017-09-08 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einem fremdgassammelraum, verfahren zum betreiben einer wärmepumpe und verfahren zum herstellen einer wärmepumpe
DE102016203407A1 (de) 2016-03-02 2017-09-07 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit konvektiver Wellenkühlung
WO2017148936A1 (de) 2016-03-02 2017-09-08 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einer gasfalle, verfahren zum betreiben einer wärmepumpe mit einer gasfalle und verfahren zum herstellen einer wärmepumpe mit einer gasfalle
WO2017148932A1 (de) 2016-03-02 2017-09-08 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit konvektiver wellenkühlung
DE102016203410A1 (de) 2016-03-02 2017-09-07 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einer gasfalle, verfahren zum betreiben einer wärmepumpe mit einer gasfalle und verfahren zum herstellen einer wärmepumpe mit einer gasfalle
DE102016203408A1 (de) 2016-03-02 2017-09-07 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einer Motorkühlung
DE102016203414B4 (de) 2016-03-02 2019-01-17 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einem Fremdgassammelraum, Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe und Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpe
WO2017148934A1 (de) 2016-03-02 2017-09-08 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einer motorkühlung
DE102016204152A1 (de) 2016-03-14 2017-09-14 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpenanlage mit Wärmetauschern, Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpenanlage und Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpenanlage
WO2017157806A1 (de) 2016-03-14 2017-09-21 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpenanlage mit zwei stufen, verfahren zum betreiben einer wärmepumpenanlage und verfahren zum herstellen einer wärmepumpenanlage
WO2017157805A1 (de) 2016-03-14 2017-09-21 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpenanlage mit pumpen, verfahren zum betreiben einer wärmepumpenanlage und verfahren zum herstellen einer wärmepumpenanlage
WO2017157808A1 (de) 2016-03-14 2017-09-21 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpenanlage mit wärmetauschern, verfahren zum betreiben einer wärmepumpenanlage und verfahren zum herstellen einer wärmepumpenanlage
DE102016204153A1 (de) 2016-03-14 2017-09-14 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpenanlage mit Pumpen, Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpenanlage und Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpenanlage
DE102016204158A1 (de) 2016-03-14 2017-09-14 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpenanlage mit zwei Stufen, Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpenanlage und Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpenanlage
WO2018015451A1 (de) 2016-07-20 2018-01-25 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einer füllstands-regulierenden drossel und verfahren zum herstellen einer wärmepumpe
DE102016213295A1 (de) 2016-07-20 2018-01-25 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einer Füllstands-regulierenden Drossel und Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpe
WO2018019777A1 (de) 2016-07-26 2018-02-01 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpensystem mit co2 als erstem wärmepumpenmedium und wasser als zweitem wärmepumpenmedium
DE102016213680A1 (de) 2016-07-26 2018-02-01 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpensystem mit CO2 als erstem Wärmepumpenmedium und Wasser als zweitem Wärmepumpenmedium
DE102016213679A1 (de) 2016-07-26 2018-02-01 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpensystem mit eingangsseitig und ausgangsseitig gekoppelten Wärmepumpenanordnungen
WO2018019779A1 (de) 2016-07-26 2018-02-01 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpensystem mit eingangsseitig und ausgangsseitig gekoppelten wärmepumpenanordnungen
DE102016224071A1 (de) * 2016-12-02 2018-06-07 Efficient Energy Gmbh Mehrteiliger stator für einen elektromotor, verfahren zum herstellen eines mehrteiligen stators, elektromotor und wärmepumpe
DE102017217730A1 (de) 2017-08-23 2019-02-28 Efficient Energy Gmbh Kondensierer mit einer füllung und wärmepumpe
DE102017217730B4 (de) 2017-08-23 2020-01-16 Efficient Energy Gmbh Kondensierer mit einer füllung und wärmepumpe
WO2019042825A2 (de) 2017-08-29 2019-03-07 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einer kühlvorrichtung zum kühlen eines leitraums oder eines saugmunds
DE102017215085A1 (de) 2017-08-29 2019-02-28 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe mit einer Kühlvorrichtung zum Kühlen eines Leitraums oder eines Saugmunds
WO2019048894A2 (en) 2017-09-07 2019-03-14 Dermltzakis Emmanuil Multi-chamber compressor of mechanical vapor re-compression and water treatment methods

Also Published As

Publication number Publication date
DE4431887C2 (de) 2003-04-30
IL106945D0 (en) 1993-12-28
IL106945A (en) 1997-04-15
US5520008A (en) 1996-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102483054B (zh) 马达冷却应用
AU674964B2 (en) Zero superheat refrigeration compression system
ES2386416T3 (es) Sistemas y métodos para deshumidificación
US4148693A (en) Horizontal cylindrical distillation apparatus
US6408937B1 (en) Active cold plate/heat sink
US3956072A (en) Vapor distillation apparatus with two disparate compressors
RU2317500C2 (ru) Комбинированный конденсатор с воздушным охлаждением
US5214935A (en) Fluid conditioning apparatus and system
US5975841A (en) Heat pipe cooling for turbine stators
DE102012208174B4 (de) Wärmepumpe und verfahren zum pumpen von wärme im freikühlungsmodus
KR100879748B1 (ko) 이젝터 타입 냉동사이클용 유닛
CN101946091B (zh) 离心式压缩机组件和方法
EP0000001B1 (de) Thermische Wärmepumpe
CN1105275C (zh) 冷冻机中使用的压缩机
CA2144492C (en) Two phase flow turbine
JP5151014B2 (ja) ヒートポンプ装置及びヒートポンプの運転方法
DE60036810T2 (de) Kälteeinrichtung
US7430865B2 (en) Miniaturized waste heat engine
US10337746B2 (en) Heat pump
US20090242174A1 (en) Vapor vortex heat sink
CN101371082B (zh) 冷冻装置
KR100256115B1 (ko) 저압 강하 열 교환기
US8621867B2 (en) Rotary heat engine powered by radiant energy
US4183220A (en) Positive displacement gas expansion engine with low temperature differential
EP1966488A2 (de) Thermodynamischer stromwandlungszyklus und verwendungsverfahren dafür

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right
R071 Expiry of right