DE8200833U1

DE8200833U1 - Sorptionswaermepumpe

Info

Publication number: DE8200833U1
Application number: DE19828200833
Authority: DE
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1982-01-13
Filing date: 1982-01-13
Publication date: 1982-10-28

Description

Joh. Vaillant G-rnbH u. Co

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25. Juni 1982

Sorptionswärmepumpe

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sorptionswärmepumpe gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Bei solchen Sorptionswärmepumpen wird die im Absorber entstehende reiche Lösung in einer Leitung, in die eine Lösungsmittelpumpe eingeschaltet ist, in den Austreiber zurückgeführt. Es ist hierbei bekannt, in diese Leitung einen Wärmetauscher zu schalten, der vom Abgas des Austreibers beheizt wird. Hierbei ist es nachteilig, daß beim Anfahren der Wärmepumpe, wenn also die reiche Lösung eine sehr niedrige Temperatur hat und das Abgas wegen der kalten Abgasführung auch noch eine sehr niedrige Temperatur aufweist, eine starke Kondensatbildung im Bereich des Abgaswärmetau-

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schere eintritt, die die Standzeit dieses Wärmetauschers erheblich erniedrigt. Weiterhin ist es nachteilig, daß durch den vollen Durchsatz an reicher Lösung der Abgaswärmetauscher in seiner Temperatur so weit erniedrigt wird, daß auch im Dauerbetrieb Kondensat ausfallen kann, was zu schweren Korrosionserscheinungen führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zwar eine Ausnutzung des Wärmeinhaltes des Abgases soweit wie möglich zu ermöglichen, andererseits aber dafür Sorge zu tragen, daß Schäden aufgrund von Korrosion weitestgehend vermieden werden.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei der Sorptionswärmepumpe erfindungsgemäß in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches .

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung hervor, die die Ausführungsbeispiele anhand der Figuren eins bis drei der Zeichnung näher erläutern*

Es zeigen:

Figur eins eine schematische Darstellung der Schaltung des Abgaswärmetauschers einer Wärmepumpe, und

Figur zwei und drei Modifikationen der Ausbildung der Absperrklappen.

In allen drei Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.

Eine von einem Austreiber oder Kocher kommende Abgasleitung 1 ist mit einer Abzweigstelle 2 für zwei Zweigleitungen 3 und 4 versehen, die über eine Zwischenwand 5 getrennt sind und im Bereich einer Vereinigungsstelle 6 zusammengeführt sind. Stromab der Vereinigungsstelle 6 setzt sich die Abgasleitung 1 fort, in ihr ist ein von einem Motor 7 angetriebenes Abgasgebläse 8 vorgesehen, der die Abgase zu einem nicht weiter dargestellten Schornstein führt.

Im Bereich der Zweigleitung 3 ist ein Abgaswärmetauscher 10 angeordnet, der an eine Vorlaufleitung 11 und eine Rücklaufleitung 12 für reiche Lösung von NHä und HiO angeschlossen ist, wobei die Leitung 12 zum Austreiber, die Leitung 11 zum Absorber führt. Die Leitungen sind in Richtung des Pfeiles 13 durchströmt.

Die Leitung 11 ist mit einem Dreiwegeumschaltventil 9 verbunden, das von einem Stellmotor 14 über eine Stellstange 15 betätigt werden kann, wobei der Stellmotor 14 Teil eines Reglere ist, der über eine Meßleitung 16 mit einem Temperaturfühler 17 verbunden ist, der die Abgastemperatur im Bereich der Zweigleitung 3 stromab des Wärmetauschers 10 zu

messen imstande ist.

Während der eine Ausgang des* Dreiwegeventiles 9 mit der Vorlauf leitung 11 verbunden ist, führt der zweite Ausgang über eine Leitung 18, die einen Bypaß zum Wärmetauscher 10 darstellt, direkt zur Vorlaufleitung 12. Der dritte Ausgang 19 des Lreiwegeventiles führt unter Zwischenschaltung einer Lösungsmittelpumpe 20 unmittelbar zum Absorber 21 .

Im Bereich der Verzweigungsstelle 2 ist eine Absperrklappe mit dem allgemeinen Bezugszeichen 22 angeordnet, die durch i

mehrere Ausführungen dargestellt werden kann. So ist in Figur eins die Absperrklappe 22 als Doppelklappe 23 ausgestaltet, deren beide Teile an Drehpunkten 24 angelenkt sind. In der in Figur eins dargestellten Lage verschließt der eine Teil der Doppelklappe die Abzweigleitung 3 und öffnet die Bypaßleitung 4· In der anderen, in Figur eins gestrichelten Darstellung ist die Bypaßleitung 4 verschlossen, während die Abzweigleitung 3 offen ist. Beide Teilklappen sind mit einer Stange 25 starr miteinander verbunden, die über eine Stell- 1 stange 26 mit einem Stellmotor 27 verbunden ist. Der Stellmo- ξ tor 27 ist Teil eines Reglers, dessen Meßglied ein Temperaturfühler 28 ist, der mit dem Stellmotor bzw. mit dem Regler : 27 über eine Meßleitung 29 verbunden ist. Der Temperatur- f

fühler 28 ist in der Leitung zwischen dem Absorber 21 f

und dem Ausgang 19 angeordnet.

Im Bereich der Abzweigleitung 3 ist eine Öffnung 30 im Bereich

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der Wandung 31 des gemeinsamen Gehäuses der beiden Zweigleitungen 3 und 4 vorgesehen, die mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht. Die Öffnung 30 ist von dem oberen Teil der Doppelklappe 23 absperrbar. Befindet sich demgemäß die Absperrklappe in der in Figur eins dargestellten Lage, ist die Öffnung 30 frei, befindet sie sich in der gestrichelt dargestellten Lage, ist die Öffnung verschlossen.

In der Figur zwei ist die Absperrklappe 22 als einfache Klappe 32 ausgebildet, die ihren Drehpunkt 24 an der Trennwand 5 zwischen beiden Zweigleitungen 3 und 4 im Gehäuse 31 aufweist. Die Öffnung 30 ist entfallen. Die Absperrklappe 32 kann entweder die Zweigleitung 3 oder die Bypaßleitung 4 versperren oder öffnen. Die Anlenkung der Klappe erfolgt wie in der Figur eins über eine Stellstange und den Regler/Stellmotor 27·

In der Figur drei ist die Klappe 32 analog zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur zwei ausgebildet, aber über eine Verbindungsstange 33 mit einer Luftklappe 34 verbunden, mit der die Öffnung 30, die hier wieder vorgesehen ist, verschließbar ist. Beide Klappen sind zwangsläufig miteinander verbunden und überdies über die Stellstarge 26 mit dem Stellmotor/ Regler 27 verbunden. Sie werden also gemeinsam betätigt. Wenn die Absperrklappe 32 die Zweigleitung 3 verschließt, ist die Klappe 34, wie in der Figur drei dargestellt, von der Öffnung 30 abgehoben. Verschließt die Absperrklappe 32 hingegen die Bypaßleitung 4, so verschließt die Luftklappe 34 die Öffnung 30.

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Die eben geschilderte Sorptionswärmepumpe weist folgende Punktion auf:

Es wird von der Ruhestellung ausgegangen, d. h., alle Teile der Sorptionswärmepumpe sind kalt. In diesem Zustand nimmt die Absperrklappe die jeweils in den einzelnen Figuren dargestellte Lage ein, d. h., die Zweigleitung 3 mit dem Wärmetauscher 10 ist gesperrt. Das Dreiwegeventil 9 ist in einer solchen Stellung, daß die Leitung 11 gesperrt, die Bypaßleitung 18 hingegen offen ist. Wird nun der Wärmepumpenbetrieb aufgenommen, so fördert die Lösungsmittelpumpe reiche Lösung vom Absorber 21 Über die Bypaßleitung 18 direkt zum Austreiber. Die Abgase des Austreibers bzw. auch eines nicht weiter dargestellten lnaohh^izers strömen durch die Leitung 1 und werden vom Gebläse 8 unterstützend gefördert. Das gesamte Abgas geht durch die Bypaßleitung 4 durch das Gehäuse ~j\.

Registriert ein nicht weiter dargestellter Temperaturfühler stromauf der Absperrklappe 23 einen ausreichend großen Wärmeinhalt der Abgase nach Verstreichen einer gewissen Zeit nach dem Anfahren des Brenners des Austreibers, so wird der Regler 27 in Punktion gesetzt und die Absperrklappe 23 verstellt, so daß der gesamte Abgasstrom aus der Leitung 1 durch die Zweigleitung 3 geht, während die Bypaßleitung 4 gesperrt wird. Damit wird der Wärmetauscher 10 vom Abgas beaufschlagt. Da durch ihn keine reiche Lösung geführt ist, ist der Kondensatanfall gering. Ist die Differenztemperatur, gemessen von den

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Temperaturfühlern 17 und 28, so groß, was gegebenenfalls durch einen Regler 35 ermittelt wird, an den beide Temperaturfühler angeschlossen werden, so veranlaßt der Regler 35 sowohl ein Umsteuern des Dreiwegeventiles 9 über den Stellmotor 14» so daß der Abgaswärmetauscher 10 mit reicher Lösung beaufschlagt wird. Das Beaufschlagen dieses Wärmetauschers mit reicher Lösung hat ein fallendes Temperaturniveau des Abgases stromab des Wärmetauschers 10 zur Folge, was vom Temperaturfühler 17 erfaßt wird. Das Dreiwegeventil 9 wird mithin vor. Regler 35 nur so weit beaufschlagt, daß die Temperatur des Abgases stromab des Wärmetauschers 10 einer bestimmten Wert nicht unterschreiten darf. Damit wird sichergestellt, daß im Bereich des Wärmetauschers 10 Kondensatanfall nicht stattfindet.

Es ist auch möglich, mit dem Regler 35 den Stellmotor 27 zu steuern, und zwar über eine Leitung. Mit der Leitung 37 könnte der Motor 14 gesteuert werden.

Befindet sich, beispielsweise aufgrund eines zu geringen Wärmeinhaltes der Abgase, in der Leitung 1 die Absperrklappe in der in der Figur eins gestrichelt gezeichneten Lage, so wird das Abgas vom Wärmetauscher 10 ferngehalten. Statt dessen saugt das Gebläse 8 über die Luftöffnung 30 Luft aus der Außenatmosphäre an, die über die Oberflächen des Wärmetauschers 10 streicht und diesen von angefallenem Kondensat trocknet. Diese Funktionen sind auch von den vereinfachten Absperrklappen nach den Figuren zwei und drei analog erreichbar.

Claims

Joh. Vaillant GmbH u. Co

GM 344

25. Juni 1982

Ansprüche

Sorptionswärmepumpe mit einem von einem Brenner beheizten Austreiber, einer Abgasleitung, einem Absorber und einem Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (10) in einem Zweig (3) der Abgasleitung (1) angeordnet ist, der von einer Absperrklappe (23, 32) beherrscht ist, und daß der Wärmetauscher im Zuge der reichen Lösung vom Absorber (21) zum Austreiber angeordnet ist und von einer Bypaßleitung (18) überbrückt ist.

Sorptionswärmepumpe naoh Anspruch eins, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigleitung (3) der Abgasleitung (1) von einer Bypaßleitung (4) über-

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brückt ist und daß hinter der Zusammenführungsstelle

(6) bei der Zweigleitung (3, 4) ein von einem Motor

(7) angetriebenes-Gebläse (8) angeordnet ist.

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dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der Absperrklappe (23) nach Maßgabe der von einem Temperaturfühler (28) gemessenen Temperatur der reichen Lösung stromauf des Wärmetauschers (10) versWLlt ist.

4. Sorptionswärmepumpe nach Ansprucli eins oder zwei, dadurch gekennzeichnet, daß ddfe Stellung der Absperrklappe (23, 32) mit der Temperatur des Abgases im Bereich der Abgasleitung (1) stromauf der Verzweigungsstelle (2) der/ibgasleitung (1) variabel ist.

5. Sorptionswärmepumpe nach Anspruch vier, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regler (35) vorgesehen ist, der übef eine Meßleitung mit einem Temperaturfühler verbunden ist, der in der Abgasleitung (1) stromauf ter Verzweigungsstelle (2) angeordnet ist, und daß der Regler (35) über eine Stelleitung (36) einen Stellmotor (27) beherrscht, der über eine Stell

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6. Sorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche eins bis fünf, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrklappe (23, 32) mit einer Luftklappe (23, 34) me-

chanisch gekoppelt ist, wobei bei Absperren der Luftklappe die Bypaflleitung (4) gesperrt ist und umgekehrt.

7« Sorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche eins bis sechs, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrklappe (22) als Doppelklappe (23) ausgebildet ist und daß die gemeinsame Trennwand (5) zwischen den beiden Zweigleitungen (3» 4) als gemeinsamer Anschlagpunkt ausgebildet ist.

8. Sorptionswärmepumpe nach Aneoruch sieben, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil der Doppelklappe (23) als Verschlußorgan für die Luftöffnung (30) vorgesehen ist.

9· Sorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche eins bis acht, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrklappe als Einfachklappe (32) ausgebildet ist, die ihren Drehpunkt (24) an der Trennwand (5) aufweist.