DE6933648U - Waermerueckgewinnungseinrichtung, insbesondere fuer gewerbliche geschirrspuelmaschinen. - Google Patents

Description

Brief an das Deutsche Patentamt, München vom 25. Aug. 1969 Blatt 1 Gebrauchsmusteranmeldung:

Wärmerückgewinnungseinrichtung, insbesondere für gewerbliche Geschirrspülmaschinen

Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zur Zurückführung der von großen Geschirrspülmaschinen an den Spülraum abgegebenen Wärme in die Maschine.

Große gewerbliche Geschirrspülmaschinen haben einen sehr hohen Wärmebedarf, der nicht selten einen elektrischen Anschlußwert von 100 kW übersteigt= Von dieser Wärme gehen etwa 70 bis 75 i° in Form von Wasserdampf (Wrasen) und fühlbarer Wärme in den Raum und müssen durch Belüftung abgeführt werden. Infolge des hohen Feuchtigkeitsgehaltes ist die notwendige Frischluftrate außerordentlich hoch und erfordert im Winter für die unerläßliche Vorwärmung zusätzliche Wärmeenergie.

Man versieht deshalb häufig derartige Maschinen mit Wrasenkondensatoren, die mittels Wasser gekühlt v/erden. Dieses Kühlwasser muß in der Regel sehr teuer bezahlt werden und steht vielfach nicht in ausreichender Menge zur Verfügung. Das im Wrasenkondensator relativ wenig aufgewärmte Wasser kann nur für untergeordnete Zwecke verwendet werden und fließt meistens ungenutzt ab. Es wurden deshalb auch schon luftgekühlte Kältemaschinen für die Wrasenkondensation eingesetzt. Die von diesen Maschinen zusätzlich zum Bedarf der Geschirrspülmaschine verbrauchte Energie gelangt jedoch wiederum in Form von Wärme in den Raum und muß durch die Belüftung abgeführt werden, wenn eine Aufstellung der Kältemaschine in einem anderen Raum wegen des Aufwandes oder aus Platzgründen nicht möglich ist. Erreicht wird deshalb nur eine gewisse Entfeuchtung des Spülraumes«

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Brief απ das Deutsche Patentamt, München vom 25. Aug. 1969 Blatt 2 I

Die Neuerung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, die von der Geschirrspülmaschine an den Raum abgegebene Wärme weitgehendst in die Maschine zurückzuholen und damit nicht nur die Raumbelüftung auf erträgliche Verhältnisse zu reduzieren, sondern gleichzeitig Heizenergie zu sparen. Sie geht dabei von dem an sich bekannten Prinzip der Wärmepumpe aus und wendet es durch eine besondere Gestaltung auf die speziellen Verhältnisse an der Geschirrspülmaschine an. Es gelingt damit, die Waschwassertanks ohne zusätzliche Heizung auf der erforderlichen Temperatur zu halten und das Nachspülwasser vorzuwärmen, so daß der Heißwasserbereiter für eine wesentlich kleinere Leistung, und zwar auf weniger als die Hälfte der bisherigen Leistung, ausgelegt werden kann. Dadurch wird der bisherige Gesamtenergieverbrauch unter Berücksichtigung des Energieverbrauchs der Wärmepumpe auf etwa 40 $ reduziert.

An Hand der Fig. 1 und 2 wird die Neu3?ung im folgenden näher beschrieben:

Pig. 1 ist eine stark vereinfachte Ansicht einer Geschirrspülmaschine mit Wärmerückgewinnungseinrichtung nach der Neuerung, wobei der Umfang dieser Einrichtung schraffiert ist.

Fig. 2 stellt einen schematisierten Schnitt durch die Wärmerückgewinnungseinrichtung dar.

Die Wärmerückgewinnungseinrichtung 1 wird zweckmäßigerweise an der Rückseite der Geschirrspülmaschine 4 aufgestellt. Diese Anordnung erfordert wenig Platz, behindert das Personal an der Maschine nicht und bringt günstige Anschlüsse an die Maschine. Obwohl es durchaus möglich wäre, die feuchte Warmluft an jeder beliebigen Stelle der Spülküche in die Wärmerückgewinnungseinrichtung 1 anzusaugen, bringt die Anordnung von Saugkanälen unmittelbar über den Entstehungsstellen des Wrasens

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Brief an das Deutsche Patentamt ,München vom 25. Aug. 1969 Blatt

Vorteile, weil an diesen Stellen noch die geringste Vermischung mit der Raumluft stattgefunden hat und somit Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt am höchsten sind«, Dies bedingt einen günstigen Wärmetausch im Verdampfer 12 und damit eine hohe Verdampfungstemperatur mit optimaler Leistungsziffer der Wärmepumpe. Die Anordnung von Ansaugkanälen 2, 3 an der Geschirrspülmaschine gehört deshalb mit zum Umfang der Neuerung. Der Ansaugkanal 2 über dem Einlauftisch 5 und über der Maschineneinlauföffnung 41 saugt die an dieser Stelle aus der Maschine austretenden Wrasen an und führt sie auf kürzestem Wege zur Ansaugöffnung 21 im Gehäuse 17 der Wärmerückgewinnungseinrichtung 1 und von hier zum Verdampfer 12. Der Ansaugkanal 3 an der Auslaufseite der Maschine erfaßt die an der Auslauföffnung 42 aus der Maschine austretenden und die durch das abtrocknende Geschirr über der Auslaufbahn 6 entstehenden Dämpfe und führt sie zur Ansaugöffnung 31» von wo sie innerhalb des Gehäuses 17 zum Verdampfer 12 gelangen. In gewissen Anwendungsfällen kann auf den Ansaugkanal 2 an der Einlaufseite 41 und auf die Verlängerung des Ansaugkanals 3 über der Auslaufbahn 6 verzichtet werden. Es genügt dann ein kurzer Ansaugkanal über der Auslaufseite 42.

Mach der Neuerung werden die wesentlichen Bestandteile der Wärmepumpe, Kältekompressor 11, Verdampfer 12, Kondensator 13» 14, Wasserumwälzpumpe 15, Ventilator 16 samt ergänzendem Zubehör, zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt und von einem geschlossenen Gehäuse 17 umgeben. Es entsteht damit ein im Werk betriebsfertig zusammenbaubares Gerät, wobei das Gehäuse 17 nicht nur die formale Anpassung an die glatten Flächen der Geschirrspülmaschine, sondern auch eine wärmewirtschaftliche Aufgabe übernimmt. Das bei den Lufteintrittsöffnungen 21, 31 vom Ventilator 16 angesaugte Luft-Dampf-Gemisch nimmt noch die Verlustwärme vom Kältekompressor 11, von der Umwälzpumpe und von den Kondensatoren 13, 14 auf und gibt sie im Verdampfer ab, so daß sie in nutzbarer Form über die Kondensatoren 13, der Geschirrspülmaschine zugeführt werden kann. Die im Verdampfer

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Brief απ das Deutsche Patentamt, München _vom 25. Aug. 1969 Blatt 4

abgekühlte und entfeuchtete Luft wird durch den Kühlermantel 18 vom Gehäuseraum abgetrennt und an der Austrittsöffnung 19 in. den Raum geblasen, wo sie sich mit der Raumluft vermengt und durch die damit verbundene Erwärmung von neuem wasserdampfaufnahmefähig wird.

Auf die Erläuterung des Kältemittelkreislaufes wird verzichtet, da dieser als bekannt betrachtet werden kann. Dagegen ist die spezielle Ausbildung des Kondensators ein Bestandteil der Neuerung:

Zur Erzielung eines höcbsbmöglichen V/ärmerückgewinnes muß die Wärmepumpe so groß ausgelegt werden, daß sie außer dem Wärmebedarf der Waschtanks auch den Wärmebedarf des Heißwasserbereiters für das Nachspülwasser weitgehendst zu decken vermag.

Entsprechend der Neuerung ist der Kondensator in zwei, vorzugsweise hintereinander geschaltete, Kondensatorabschnitte 13 und unterteilt, von welchen der obere Abschnitt 13 kühlwasserseitig im Gegenstrom zum Kältemittel mit den Anschlüssen 131 und 132

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anMtfaschwassertank der Spülmaschine 4 angeschlossen ist und die Aufgabe hat, die Überhitζungswärme und einen Teil der Kondensationswärme abzuführen. Der untere Abschnitt 14 ist mit den Anschlüssen 141 und 142 kühlwasserseitig im Gegenstrom zum Kältemittel einerseits an die Kaltwasserleitung und andererseits an den nicht dargestellten Heißwasserbereiter für das Nachspülwasser angeschlossen und hat die restliche Kondensationswärme abzuführen vnd eine Unterkühlung des Kältemittels zur Leistungsverbesserung sicherzustellen. Das Nachspülwasser wird bei richtiger Bemessung der Wärmepumpe bis auf die Tankwassertemperatur (etwa +60 C) vorgewärmt, so daß im Heißwasserbereiter nur noch die Heizleistung für die restliche Erwärmung (auf 85 bis 90 C) mit hochwertiger Wärmeenergie aufzubringen ist. Diese, zusammen mit dem Wärmeäquivalent des Energieverbrauches der Wärmepumpe, deckt den unvermeidlichen Wärmeverbrauch der Spülmaschine, der jedoch nun nur noch etwa 40 $ des ursprünglichen beträgt.

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vom 25· Aug. I969 Blatt 5

Das Naohspülwasser fließt mit Wasserleitungsdruck durch den Kondensator 14» das ^ankwasser dagegen muß mit Hilfe einer Umwälzpumpe durch den Kondensator 13 gedruckt werden₀ Dies könnte mittels der in der Spülmaschine 4 vorhandenen Waschwasserpumpen erfolgen, was jedoch den Nachteil hätte, daß für das Aufheizen vor Spülbeginn und für das Warmhalten der Was©hWassertanks während Spülpausen das Waschsystem in Betrieb sein müßte. Nach der Neuerung wird deshalb eine eigene Wasserumwälzpumpe 15 zwischen Waschwassertank der Spülmaschine und dem Kondensator 13 der Kältemaschine installiert«

Bei richtig bemessener Wärmerückgewinnungseinrichtung 1 gelingt es ohne Beanspruchung von Regeleinrichtungen, die Maschine im Beharrungszustand zu fahren. Bei ungenügender Beschickung der Spülmaschine könnte es jedoch zu einer zu hohen, der Kältemaschine nicht mehr zuträglichen Kondensationstemperatur kommen. Da aber andererseits ein einfaches Abschalten mit unerwünschtem Wrasenaustritt und ebenso nachteiligen Wasch- und Nachspülwassertemperaturschwankungen verbunden ist, wird erfindungsgemäß mit Hilfe einer Förderleistungsregelung des Ventilators die Kältemaschinenleistung dem veränderten Wärmebedarf angepaßt. Diese Regelung kann thermostatisch oder pressostatisch (in Abhängigkeit vom Kondensatordruck) ein- oder mehrstufig oder stufenlos mit an sich bekannten Mitteln (z. B. durch Drehzahlregelung) erfolgen.

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1. Wärmerückgewinnungseinrichtung, insbesondere für gewerbliche Geschirrspülmaschinen, gekennzeichnet durch die Anordnung einer oder mehrerer Kältemaschinen mit Mitteln zur Absaugung des an der Spülmaschine entstehenden Wrasens und Leitung über den Verdampfer (12) der Kältemaschine sowie mit Mitteln zur Leitung des Spülmas chinentankwass er s und/oder des Nachspülwassers durch den Kondensator (13, H) der Kältemaschine.

2ο Wärmerückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei, vorzugsweise hintereinandergeachaltete, Kondensatorabschnitte (13, H), in welche der Kondensator der Kältemaschine unterteilt ist und von welchen der eine (13) mit seinen Kühlwasseranschlüssen (131 > 132) an den/die Waschwassertank der Spülmaschine (4) und der andere (H) mit seinen Kühlwasseranschlüssen (141, 142) einerseits an die Kaltwasserleitung und andererseits an den Heißwasserbereiter für das Nachspülwasser, jeweils im Gegenstrom zum Kältemittel, angeschlossen ist.

3. Wärmerückgewinn mgseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Wasserumwälzpumpe (15) mit Wasseranschlüssen einerseits an den/die Waschwassertank der Spülmaschine (4) und andererseits an den Kondensator (13) der Kältemaschine„

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_vom 25. Aug. 1969 Blatt 2

4. Wärmerückgewinnungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3» gekennzeichnet durch die Anordnung eines Ventilators (16) mit Mitteln zur Regelung seiner Förderleistung»

5. Wärmerückgewinnungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4» gekennzeichnet durch den Zusammenbau von Kältekompressor (11), Verdampfer (12), Kondensator (13, H) ι Wasserumwälzpumpe (15), Ventilator (16) und ergänzendem Zubehör zu einer baulicher Einheit (1).

6. Wärmerückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein geschlossenes, mit Luftein- (21, 31) und Austrittsöffnungen (19), Wasserzu-(131, Hl) und Rückführungen (132, 142) sowie elektrischen Zuleitungen versehenes Gehäuse (17).

7. Wärmerückgewinnungseinrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch frei in den Gehäuseraum mündende Lufteintrittsöffnungen (21, 31) und durch einen Kühlermantel (18), der die Abluft abgetrennt vom Gehäuseraum zur Austrittsöffnung (I9) leitet.

8. Wärmerückgewinnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Ansaugkanäle (2,3), die am Spülmaschinen-Ein- und -Auslauf (4I, 42), vorzugsweise jedoch über der Auslaufbahn (6) angeordnet sind*

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