EP0076391B1 - Vorrichtung zur Wärmegewinnung - Google Patents
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- EP0076391B1 EP0076391B1 EP82108175A EP82108175A EP0076391B1 EP 0076391 B1 EP0076391 B1 EP 0076391B1 EP 82108175 A EP82108175 A EP 82108175A EP 82108175 A EP82108175 A EP 82108175A EP 0076391 B1 EP0076391 B1 EP 0076391B1
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- European Patent Office
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
- F28G13/00—Appliances or processes not covered by groups F28G1/00 - F28G11/00; Combinations of appliances or processes covered by groups F28G1/00 - F28G11/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
- F24H4/02—Water heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
- F25B29/003—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the compression type system
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B39/00—Evaporators; Condensers
Definitions
- the invention relates to a device for heat recovery of the type specified in the preamble of claim 1.
- Such a device is known from FR-A 22 58 596.
- a heat recovery unit in the form of a heat pump is provided, so that only monovalent operation is possible.
- the refrigeration part and the heat exchanger assigned to it form an inseparable unit embedded in an insulation jacket, which can only be combined with a completely separate unit of the same or a different design, provided an increase in performance or bivalent operation should be achieved. In such a case, however, there would be a high installation effort and space requirement.
- Another disadvantage of the inseparable unit provided in the known arrangement is the resulting complication of maintenance and repair work.
- the refrigeration part cannot be removed from the assigned heat exchangers, in the event of a defect in one element of the refrigeration part, the refrigeration part cannot simply be replaced, but rather the entire unit consisting of the refrigeration part and heat exchangers must be replaced, which requires a great deal of effort. Quite apart from this, it would be necessary in the known arrangement to remove the thermal insulation comprising the entire unit in order to be able to access the individual components of this unit at all.
- Another disadvantage of the known arrangement results from the head-side supply or discharge of the medium to be cooled or heated in each case. This not only results in a fixed, non-detachable arrangement of the head plate, which makes disassembly of the refrigeration part impossible, but also results in unfavorable flow conditions in the heat exchangers.
- GB-A 731 261 also shows a device with only one heat recovery unit in the form of a heat pump, which has a compressor mounted on a mounting platform and a condenser designed as a coil, immersed in an associated container that can be filled with medium to be heated. Only monovalent operation is also possible with this known device. Quite apart from this, a simple exchange of the entire refrigeration part without opening the refrigerant circuit is also not possible in this known arrangement.
- FR-A 23 12 735 shows a bivalent heating system in which the boiler that can be heated by means of the condenser of a heat pump is followed by a boiler that can be heated by means of an electric heating element.
- the heating rod, the condenser and the evaporator of the heat pump are each arranged in a boiler with a comparatively large capacity.
- These boilers are not integrated in a block here, but are set up completely separately next to each other, which requires a lot of space and installation effort.
- the first component consists of the block containing the open-top pots and the conventional instantaneous water heater, which is closed at the top by a top plate that forms an exact reference plane.
- the second component consists of the complete refrigeration part with compressor, evaporator and condenser, whereby this refrigeration part has the lid assigned to the pots as an assembly platform.
- the third component is formed by the sound-absorbing hood which can be detachably placed on the block and spans the compressor accommodated on the outside of the cover forming a mounting plate. This not only ensures reliable shielding of the compressor, but advantageously also allows quick access and good access to the compressor.
- the refrigeration part can be easily and simply lifted off the block that accommodates the pots and the instantaneous water heater, without intervention in the refrigerant circuit and without intervention in the circuits of the one to be heated or cooled Medium would be required.
- the entire refrigeration part can therefore advantageously be simply removed and replaced.
- a refrigeration il certain performance is to be exchanged for another refrigeration part for the purpose of a performance variation.
- these measures also enable the entire device to be expanded in several stages. In the first stage, the block can simply be set up with the conventional instantaneous water heater and the empty pots.
- a refrigeration part can then be added in a further expansion stage.
- the integration of the evaporator or condenser Pots and the conventional instantaneous water heater in a common block and the suspension of the above-mentioned parts on a top plate that delimits the block in an advantageous manner not only results in a reliable mounting option for the cover that forms a mounting platform for the cooling part, but also enables reliable fixing and insulation the pots and the water heater.
- the sleeve provided here delimits a flow chamber containing the respectively assigned coil and thus ensures exact guidance of the flow medium passing through the heat exchanger and thus good heat transfer.
- the measures of claim 5 ensure that the device according to the invention can be switched from monovalent to bivalent operation and vice versa simply by switching the heat pump or the conventionally heated instantaneous water heater on or off.
- the circuit proposed here it is also ensured that the medium to be heated is practically preheated by the condenser of the heat pump and then only needs to be brought to the desired final temperature with the aid of the continuous-flow heater, which represents an economical mode of operation.
- the heat pump on which FIGS. 1 to 3 are based consists of a refrigeration part designed as a structural unit, comprising a compressor 1, an evaporator 2 and a condenser 3, and of a foamed block 4 which accommodates the structural unit forming the refrigeration part has two pots 5 embedded in the foam material, which are provided with connections for supplying and discharging the medium to be cooled by the evaporator 2 or the medium to be heated by the condenser 3. Domestic or heating water is normally used as the medium to be heated.
- the foamed block 4 is provided with an all-round edging 8 made of thin sheet metal, which increases its dimensional stability and impact resistance.
- the pots 5 foamed into the block 4 are fixed by the foam material surrounding them.
- a support frame or the like can be omitted in such a self-supporting construction.
- the top of the block 4 is covered by a head plate 9 which is recessed in the region of the pots 5 and attached to them in a flange-like manner.
- One of the pots 5, here the one shown on the right in FIG. 1, is assigned to the evaporator 2 and one, here the one shown here in FIG. 1, is assigned to the condenser 3.
- a conventionally heatable continuous-flow heater 28 is provided, which is likewise integrated in the block 4 and is hydraulically connected to the pot 5 accommodating the condenser 3.
- the instantaneous water heater 28 is suspended from the head plate 9 via spacer webs 29 and, like the pots 5, is foamed into the foam material filling the trough-shaped surround 8, which ensures all-round insulation, support and sound insulation.
- the instantaneous water heater 28 is arranged as directly as possible to accomplish the most direct hydraulic coupling possible with the associated condenser-side pot 5.
- the two pots 5 integrated into the block 4 are simply so far apart from one another that the instantaneous heater 28 can be arranged in the area between the two pots 5. This results in a very compact and elegant design.
- the instantaneous water heater 28 is designed in the exemplary embodiment shown as a boiler which has a combustion chamber 31 delimited by an insert 30 with a gas flue 32 connected to it.
- a low-temperature boiler is expediently used, which can be operated without the risk of corrosion in a temperature range in which the assigned heat pump also operates.
- An oil or gas burner 33 is provided here for heating the combustion chamber 31.
- the boiler is provided on the burner side with a connecting piece which passes through the skirt 8 of the block 4 and has a flange 34 to which the burner 33 can be flanged.
- an outlet connection 35 is provided opposite the burner and also led out of the casing 8, to which a pipe or the like leading to a chimney can be connected.
- the combustion chamber 31 and the throttle cable 32 are accessible via a maintenance flap 36, which can be reached via a shaft in the block 4 which can be closed by a flap 37 provided in the region of the casing 8.
- a maintenance flap 36 which can be reached via a shaft in the block 4 which can be closed by a flap 37 provided in the region of the casing 8.
- Instantaneous water heater e.g. B. an electrically heated, or heated with solid or dusty fuels water heater can be provided.
- the jacket surrounding the combustion chamber 31 and the gas flue 32 of the boiler provided here is double-walled to form a flow chamber 38 for the medium to be heated.
- the flow chamber 38 is arranged downstream of the annular space 15 of the pot 5 on the condenser side. This results in a hydraulic series connection with a flow heater arranged downstream, which ensures particularly economical operation and particularly easy control-related control of the entire hydraulic series connection.
- the flow chamber 38 and the condenser-side pot 5 located next to it are connected to one another by means of a short overflow sleeve 39.
- the overflow sleeve 39 is arranged in the region of the lower level of the flow chamber 38 or pot 5.
- the evaporator-side pot 5 and the hydraulic unit formed from the flow chamber 38 and the condenser-side pot 5 are each associated with connecting pieces 6, 7 for the inlet and outlet of the medium to be heated.
- the connecting pieces 6 and 7 of the hydraulic unit formed from the flow chamber 38 and the condenser-side pot 5 are provided here, as can be seen in FIG. 2, in the upper level of the pot 5 or the flow chamber 38 and can advantageously be arranged next to one another to accomplish a simple installation of the feed lines be arranged.
- the inflow of medium to be warmed up flows into the condenser-side pot 5.
- the outflow takes place from the flow chamber 38 on the flow heater side.
- the pot 5 on the evaporator side is acted upon by a primary energy carrier, for example groundwater, waste water or the like, via connections 6 and 7 which are offset in terms of height from one another.
- a primary energy carrier for example groundwater, waste water or the like
- the evaporator 2 and the condenser 3 consist of a refrigerant, which evaporates in the evaporator 2 at relatively low temperatures and condenses after compression by means of the compressor 1 in the condenser 3, giving off heat, each in the form of an exposed pipe coil 13 are, which is introduced approximately coaxially to the top axis in the associated pot 5.
- the diameter of the coils 13 forming the evaporator 2 and the condenser 3 is dimensioned such that there is an arrangement of the tube turns close to the wall.
- the condenser or Evaporator tubes may be provided with ribs arranged in the area of their outer circumference.
- the coils 13 forming the evaporator 2 or the condenser 3 are placed on a cover 10 which extends over both pots and closes the associated pot 5.
- the cover 10 expediently lies on the head plate 9 with the interposition of a seal and is detachably connected to it in the region of the upper edge of each pot 5 by screws 11, as can best be seen in FIG.
- the compressor 1, the evaporator 2 and the condenser 3 each have a refrigerant inlet and a refrigerant outlet and are connected to one another in FIG. 1 for the sake of simplicity only by lines 12 indicated by dash-dotted lines so that the desired refrigerant circuit can take place.
- the medium passing through the heat exchanger, which is delimited by a pot 5, is guided along the respectively assigned pipe coil 13, which forms the evaporator 2 or the condenser 3.
- a sleeve 14 is provided in the area of each pipe coil 13 which is surrounded by it with sufficient wall clearance and which extends with its lower end into the area of the pot bottom.
- These bushes 14 each delimit an annular space 15 which runs around in the region of the pot wall and is included in the flow path of the medium to be heated or cooled.
- the bushes 14 protruding into the pots 5 can simply be welded to the associated cover 10.
- the pots 5 can be enamelled in the area of their inner surface, which results in a high level of resistance.
- the lid 10 and the bushings 14 attached thereto can be made of stainless steel.
- the coils 13 forming the evaporator 2 or the condenser 3 consist of copper tubes which are passed through the cover 10 on the input and output sides and can be screwed and / or soldered to the connecting lines 12.
- the coils 13 are designed here as double coils, the adjacent ends of which form the inlet and outlet.
- the pipe coils 13 could also be designed as single coils, at the lower end of which a riser pipe which expediently runs inside the bush 14 could be connected.
- the compressor 1 piped with the evaporator 2 and the compressor 3 in a manner known per se is with stand feet 17 on the side of the pipe coils 13 opposite Cover 10 placed on this and screwed to accomplish sufficient securing.
- the feet 17 can be underlaid by vibration dampers 18 designed approximately as rubber buffers.
- the compressor 1 is enclosed by a sound insulation hood 19. This consists of a wall 20 designed approximately as a plastic deep-drawn molding, which is lined in the area of its inner surface with insulating material 21, for example with foam sheets.
- the sound insulation hood 19 is seated on a peripheral edge bend 22 of the head plate 9.
- the sound insulation hood 19 is provided in the region of its lower edge with a peripheral edge claw 23 which engages over the edge bend 22.
- a circumferential sealing strip 24 is inserted into the edge claw 23, which prevents the transmission of structure-borne noise.
- the cover 10 In order to facilitate the handling of the cooling part which can be preassembled as a complete structural unit on the cover 10 as a mounting plate, the cover 10, as can be seen from FIG the assembly staff can be provided. With this, the entire refrigeration part can be lifted off or lowered onto block 4 as a complete structural unit.
- the circumferential edge bend 22 of the head plate 9 can be provided in the region of its narrow sides with aligned push-through holes 27 for pushing through carrying rods, which enable the block 4 to be handled comfortably.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmegewinnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
- Eine derartige Vorrichtung ist aus der FR-A 22 58 596 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist lediglich ein Wärmegewinnungsaggregat in Form einer Wärmepumpe vorgesehen, so daß lediglich ein monovalenter Betrieb möglich ist. Der Kälteteil und die diesem zugeordneten Wärmetauscher bilden hierbei eine untrennbare, in eine Isolationsumhüllung eingebettete Einheit, die nur mit einem völlig separaten Aggregat gleicher oder anderer Bauweise kombinierbar ist, sofern eine Leistungserhöhung bzw. ein bivalenter Betrieb erreicht werden sollten. In einem derartigen Falle ergäben sich jedoch ein hoher Installationsaufwand und Platzbedarf. Ein weiterer Nachteil der bei der bekannten Anordnung vorgesehenen untrennbaren Einheit ist in der hieraus resultierenden Erschwerung von Wartungs- und Reparaturarbeiten zu sehen. Da der Kälteteil hier von den zugeordneten Wärmetauschern nicht abnehmbar ist, kann im Falle eines Defekts eines Elements des Kälteteils nicht einfach der Kälteteil ausgetauscht werden, sondern muß vielmehr die gesamte, aus Kälteteil und Wämetauschern bestehende Einheit ausgetauscht werden, was einen hohen Aufwand erfordert. Ganz abgesehen davon wäre es bei der bekannten Anordnung erforderlich, die die gesamte Einheit umfassende Wärmedämmung zu entfernen, um überhaupt an die einzelnen Bauteile dieser Einheit herankommen zu können. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ergibt sich aus der hier vorgesehenen kopfseitigen Zuführung bzw. Abführung des jeweils abzukühlenden bzw. aufzuheizenden Mediums. Hierdurch wird nämlich nicht nur eine feste, unlösbare Anordnung der Kopfplatte bedingt, was eine Demontage des Kälteteils unmöglich macht, sondern ergeben sich gleichzeitig auch ungünstige Strömungsverhältnisse in den Wärmetauschern.
- Die GB-A 731 261 zeigt ebenfalls eine Vorrichtung mit lediglich einem Wärmegewinnungsaggregat in Form einer Wärmepumpe, die einen auf einer Montageplattform montierten Verdichter und einen als Rohrschlange ausgebildeten, in einen zugeordneten, mit aufzuheizendem Medium beschickbaren Behälter eintauchenden Kondensator aufweist. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung ist lediglich ein monovalenter Betrieb möglich. Ganz abgesehen davon ist auch bei dieser bekannten Anordnung ein einfacher Austausch des gesamten Kälteteils ohne Öffnung des Kältemittelkreislaufes nicht möglich.
- Die FR-A 23 12 735 zeigt zwar eine bivalente Heizungsanlage, bei der dem mittels des Kondensators einer Wärmepumpe beheizbaren Boiler ein mittels eines elektrischen Heizstabs beheizbarer Boiler nachgeordnet ist. Der Heizstab, der Kondensator und der Verdampfer der Wärmepumpe sind hierbei jedoch jeweils in einem Boiler mit vergleichsweise großem Fassungsvermögen angeordnet. Diese Boiler sind hier nicht in einen Block integriert, sondern völlig getrennt nebeneinander aufgestellt, was einen hohen Platzbedarf und Installationsaufwand erfordert.
- Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art so zu verbessern, daß ein monovalenter und ein bivalenter Betrieb möglich sind und daß gleichzeitig nicht nur eine kompakte Bauweise und eine gute Wärmewirtschaftlichkeit, sondern auch eine leichte Austauschbarkeit des gesamten Kälteteils gewährleistet sind.
- Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
- Diese Maßnahmen ergeben praktisch eine Bauweise nach dem Baukastenprinzip mit mehreren, voneinander unabhängigen, in eine lösbare Wirkverbindung miteinander bringbaren Bausteinen. Der erste Baustein besteht dabei aus dem die nach oben offenen Töpfe und den konventionellen Durchlauferhitzer enthaltenden, durch eine eine exakte Bezugsebene bildende Kopfplatte nach oben abgeschlossenen Block. Der zweite Baustein besteht aus dem kompletten Kälteteil mit Verdichter, Verdampfer und Kondensator, wobei diesem Kälteteil der den Töpfen zugeordnete Deckel als Montageplattform zur Verfügung steht. Der dritte Baustein wird durch die auf den Block lösbar aufsetzbare, den auf der Außenseite des eine Montageplatte bildenden Deckels aufgenommenen Verdichter übergreifenden Schalldämmhaube gebildet. Diese gewährleistet dabei nicht nur eine zuverlässige Abschirmung des Verdichters, sondern gestattet in vorteilhafter Weise auch einen schnellen Zugriff und eine gute Zugänglichkeit zum Verdichter.
- Infolge der abnehmbaren Anordnung des den kompletten Kälteteil aufnehmenden Deckels kann der Kälteteil leicht und einfach von dem die Töpfe und den Durchlauferhitzer aufnehmenden Block abgehoben werden, ohne daß ein Eingriff in den Kältemittelkreislauf erforderlich wäre und ohne daß ein Eingriff in die Kreisläufe des aufzuheizenden bzw. abzukühlenden Mediums erforderlich wäre. Im Falle eines Defekts eines Elements des Kälteteils kann daher in vorteilhafter Weise einfach das komplette Kälteteil abgenommen und ausgetauscht werden. Dasselbe gilt für den Fall, daß zum Zwecke einer Leistungsvariation ein Kälta il bestimmter Leistung gegen einen anderen Kälteteil ausgetauscht werden soll. Abgesehen davon ermöglichen diese Maßnahmen auch einen Ausbau der gesamten Vorrichtung in mehreren Stufen. In der ersten Stufe kann einfach nur der Block mit dem konventionellen Durchlauferhitzer und den leeren Töpfen aufgestellt werden. In einer üeiteren Ausbaustufe kann dann ein Kälteteil hinzukommen. Die Integration der dem Verdampfer bzw. Kondensator zugeordneten Töpfe und des konventionellen Durchlauferhitzers in einen gemeinsamen Block und die Aufhängung der genannten Teile an einer den Block nach oben begrenzenden Kopfplatte ergibt in vorteilhafter Weise nicht nur eine zuverlässige Montagemöglichkeit für den eine Montageplattform für den Kälteteil bildenden Deckel, sondern ermöglicht auch eine zuverlässige Fixierung und Isolierung der Töpfe und des Durchlauferhitzers.
- Bei der vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 grenzt die hier vorgesehene Büchse eine die jeweils zugeordnete Rohrschlange enthaltende Strömungskammer ab und gewährleistet somit eine exakte Führung des den Wärmetauscher durchsetzenden Strömungsmediums und damit einen guten Wärmeübergang.
- Die Maßnahmen des Anspruchs 5 stellen sicher, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach durch Zu- bzw. Abschaltung der Wärmepumpe bzw. des konventionell beheizbaren Durchlauferhitzers von monovalentem auf bivalenten Betrieb umgeschaltet werden kann und umgekehrt. Infolge der hier vorgeschlagenen Schaltung wird außerdem sichergestellt, daß das zu erwärmende Medium hierbei durch den Kondensator der Wärmepumpe praktisch vorgewärmt wird und dann mit Hilfe des Durchlauferhitzers nur noch auf die gewünschte Endtemperatur gebracht werden muß, was eine sparsame Betriebsweise darstellt.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen.
- Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsge-mäße Vorrichtung in betriebsbereitem Zustand,
- Figur 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Figur 1 und
- Figur 3 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Figur 1 bei abgenommener Schalldämmhaube.
- Der prinzipielle Aufbau und die Wirkungsweise einer Wärmepumpe sind an sich bekannt und bedürfen daher im vorliegenden Zusammenhang keiner eingehenden Erläuterung mehr. Die den Figuren 1 bis 3 zugrundeliegende Wärmepumpe besteht, wie Figur 1 anschaulich zeigt, aus einem als Baueinheit ausgebildeten, einen Verdichter 1, einen Verdampfer 2 und einen Kondensator 3 umfassenden Kälteteil und aus einem die den Kälteteil bildende Baueinheit aufnehmenden, geschäumten Block 4, der zwei in das Schaummaterial eingebettete Töpfe 5 aufweist, die mit Anschlüssen zum Zu- bzw. Ableiten des durch den Verdampfer 2 abzukühlenden bzw. des durch den Kondensator 3 aufzuheizenden Mediums versehen sind. Als zu beheizendes Medium findet normalerweise Brauch- oder Heizwasser Verwendung. Als abzukühlendes Medium können industrielle Abwässer, Grundwasser, mittels eines Kollektors beheiztes Wasser oder dergleichen Verwendung finden. Der geschäumte Block 4 ist mit einer ringsumlaufenden Einfassung 8 aus dünnem Blech versehen, die seine Formstabilität und Stoßfestigkeit erhöht. Die in den Block 4 eingeschäumten Töpfe 5 sind durch das sie umgebende Schaummaterial fixiert. Ein Tragrahmen oder dergleichen kann bei einer derartigen selbsttragenden Bauweise entfallen. Die Oberseite des Blocks 4 ist durch eine Kopfplatte 9 abgedeckt, die im Bereich der Töpfe 5 ausgenommen und flanschartig an diese angesetzt ist. Einer der Töpfe 5, hier der in Figur 1 rechts gezeichnete, ist dem Verdampfer 2 und einer, hier der in Figur 1 links gezeichnete, ist dem Kondensator 3 zugeordnet. Zur Bewerkstelligung einer bivalenten Betriebsweise ist ein konventionell beheizbarer Durchlauferhitzer 28 vorgesehen, der ebenfalls in den Block 4 integriert und mit dem den Kondensator 3 aufnehmenden Topf 5 hydraulisch verbunden ist. Der Durchlauferhitzer 28 ist über Distanzstege 29 an der Kopfplatte 9 aufgehängt und ebenso wie die Töpfe 5 in das die wannenförmige Einfassung 8 ausfüllende Schaummaterial eingeschäumt, was eine allseitige Isolation, Abstützung und Schalldämmung gewährleistet. Der Durchlauferhitzer 28 ist zur Bewerkstelligung einer möglichst direkten hydraulischen Kopplung mit dem zugeordneten, kondensatorseitigen Topf 5 möglichst direkt neben diesem angeordnet. Hier sind die beiden in den Block 4 integrierten Töpfe 5 einfach so weit voneinander abgesetzt, daß der Durchlauferhitzer 28 im Bereich zwischen den beiden Töpfen 5 angeordnet werden kann. Dies ergibt eine sehr kompakte und formschöne Ausführung.
- Der Durchlauferhitzer 28 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Heizkessel ausgebildet, der eine durch einen Einsatz 30 abgegrenzte Brennkammer 31 mit hieran sich anschließendem Gaszug 32 aufweist. Zweckmäßig findet dabei ein Niedertemperaturheizkessel Verwe-ndung, der ohne Korrosionsgefahr in einem Temperaturbereich betrieben werden kann, in welchem auch die zugeordnete Wärmepumpe arbeitet. Zur Beheizung der Brennkammer 31 ist hier ein ÖI- oder Gasbrenner 33 vorgesehen. Der Heizkessel ist hierzu brennerseitig mit einem die Einfassung 8 des Blocks 4 durchsetzenden Stutzen versehen, der einen Flansch 34 trägt, an welchem der Brenner 33 angeflanscht werden kann. Rauchgasseitig ist ein dem Brenner gegenüberliegender, ebenfalls aus der Einfassung 8 herausgeführter Auslaßstutzen 35 vorgesehen, an den ein zu einem Kamin führendes Rohr oder dergleichen angeschlossen werden kann. Die Brennkammer 31 und der Gaszug 32 sind über eine Wartungsklappe 36 zugänglich, die über einen durch eine im Bereich der Einfassung 8 vorgesehene Klappe 37 verschließbaren Schacht im Block 4 erreichbar ist. Anstelle eines öl- bzw. gasbefeuerten Durchlauferhitzers könnte auch ein anderer, konventionell beheizbarer Durchlauferhitzer, z. B. ein elektrisch beheizbarer, bzw. mit festen oder staubförmigen Brennstoffen beheizbarer Durchlauferhitzer, vorgesehen sein.
- Der die Brennkammer 31 und den Gaszug 32 umgebende Mantel des hier vorgesehenen Heizkessels ist zur Bildung einer Durchlaufkammer 38 für das zu erwärmende Medium doppelwandig ausgebildet. Die Durchlaufkammer 38 ist dem Ringraum 15 des kondensatorseitigen Topfes 5 strömungs-mäßig nachgeordnet. Die ergibt eine hydraulische Serienschaltung mit stromabwärts angeordnetem Durchlauferhitzer, was eine besonders sparsame Betriebsweise sowie eine besonders leichte regelungstechnische Beherrschbarkeit der gesamten hydraulischen Serienschaltung gewährleistet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Durchlaufkammer 38 und der daneben sich befindende, kondensatorseitige Topf 5 mittels einer kurzen Überlaufmuffe 39 miteinander verbunden. Die Überlaufmuffe 39 ist im Bereich des unteren Niveaus von Durchlaufkammer 38 bzw. Topf 5 angeordnet. Dem verdampferseitigen Topf 5 und der aus Durchlaufkammer 38 und kondensatorseitigem Topf 5 gebildeten hydraulischen Einheit sind jeweils Anschlußstutzen 6, 7 für Zu- bzw. Ablauf von zu erwärmendem Medium zugeordnet. Die Anschlußstutzen 6 bzw. 7 der aus Durchlaufkammer 38 und kondensatorseitigem Topf 5 gebildeten hydraulischen Einheit sind hier, wie aus Figur 2 ersichtlich ist, im oberen Niveau des Topfes 5 bzw. der Durchlaufkammer 38 vorgesehen und können zur Bewerkstelligung einer einfachen Installation der Zuführleitungen vorteilhaft nebeneinander angeordnet sein. Der Zulauf von aufzuwärmendem Medium mündet in den kondensatorseitigen Topf 5. Der Ablauf erfolgt aus der durchlauferhitzerseitigen Durchlaufkammer 38. Dadurch, daß Zu- und Ablauf oben und der Überlauf unten erfolgen, ist sichergestellt, daß das gesamte System stets zuverlässig mit Flüssigkeit gefüllt ist. Der verdampferseitige Topf 5 wird über höhenmäßig gegeneinander versetzte Anschlüsse 6 bzw. 7 mit einem Primärenergieträger, zum Beispiel mit Grundwasser, Abwasser oder dergleichen, beaufschlagt.
- Der Verdampfer 2 und der Kondensator 3 bestehen aus von einem Kältemittel, das im Verdampfer 2 bei verhältnis-mäßig niedrigen Temperaturen verdampft und nach Verdichtung mittels des Verdichters 1 im Kondensator 3 unter Wärmeabgabe kondensiert, durchströmten Rohrleitungen, die jeweils in Form einer freiliegenden Rohrschlange 13 ausgebildet sind, die etwa koaxial zur Topfachse in den jeweils zugeordneten Topf 5 eingeführt ist. Der Durchmesser der den Verdampfer 2 und den Kondensator 3 bildenden Rohrschlangen 13 ist dabei so bemessen, daß sich eine wandnahe Anordnung der Rohrwindungen ergibt. Zur Vergrößerung des Wärmeflusses können die Kondensatorbzw. Verdampferrohre mit im Bereich ihres Außenumfangs angeordneten Rippen versehen sein. Die den Verdampfer 2 bzw. den Kondensator 3 bildenden Rohrschlangen 13 sind auf einen Deckel 10 aufgesetzt, der sich über beide Töpfe hinwegerstreckt und den jeweils zugehörigen Topf 5 verschließt. Der Deckel 10 liegt zweckmäßig unter Zwischenschaltung einer Dichtung auf der Kopfplatte 9 auf und ist mit dieser im Bereich des oberen Rands jedes Topfes 5 durch Schrauben 11 lösbar verbunden, wie am besten Figur 2 erkennen läßt. Der Verdichter 1, der Verdampfer 2 und der Kondensator 3 besitzen jeweils einen Kältemitteleingang und einen Kältemittelausgang und sind durch in Figur 1 der Einfachheit halber lediglich durch strichpunktierte Linien angdeutete Leitungen 12 so miteinander verbunden, daß der gewünschte Kältemittelkreislauf stattfinden kann.
- Das den durch jeweils einen Topf 5 begrenzten Wärmetauscher durchsetzende Medium wird an der jeweils zugeordeten, den Verdampfer 2 bzw. den Kondensator 3 bildenden Rohrschlange 13 entlanggeführt. Hierzu ist im Bereich jeder Rohrschlange 13 eine hiervon mit ausreichend Wandabstand umfaßte, am Deckel 10 befestigte Büchse 14 vorgesehen, die mit ihrem unteren Ende bis in den Bereich des Topfbodens reicht. Diese Büchsen 14 grenzen jeweils einen im Bereich der Topfwandung umlaufenden Ringraum 15 ab, der in den Strömungsweg des aufzuheizenden bzw. abzukühlenden Mediums einbezogen ist. Die in die Töpfe 5 hineinragenden Büchsen 14 können einfach mit dem zugehörigen Deckel 10 verschweißt sein. Im Bereich des unteren Büchsenrands besteht gegenüber dem Boden des jeweils zugeordneten Topfes 5 soviel Abstand, so daß sich beim Aufsetzen des Deckels 10 auf die Kopfplatte 9 keine Zwangskräfte ergeben. Der innerhalb der Büchsen 14 liegende Raum füllt sich zwar ebenfalls mit Strömungsmedium. Dieses nimmt jedoch nicht am Kreislauf teil.
- Zur Bewerkstelligung eines ausreichenden Korrosionsschutzes können die Töpfe 5 im Bereich ihrer Innenoberfläche emailliert sein, was eine hohe Widerstandsfähigkeit ergibt. Der Deckel 10 und die hieran befestigten Büchsen 14 können aus Edelstahl bestehen. Die den Verdampfer 2 bzw. den Kondensator 3 bildenden Rohrschlangen 13 bestehen aus Kupferrohren, die ein- und ausgangsseitig durch den Deckel 10 hindurchgeführt sind und mit den Verbindungsleitungen 12 verschraubt und/oder verlötet sein können. Die Rohrschlangen 13 sind hier als Doppelschlangen ausgebildet, deren nebeneinanderliegende Enden den Zu- bzw. Ablauf bilden. Die Rohrschlangen 13 könnten auch als Einfachschlangen ausgebildet sein, an deren unteres Ende sich jeweils eine zweckmäßig innerhalb der Büchse 14 verlaufende Steigleitung anschließen könnte.
- Der mit dem Verdampfer 2 und dem Verdichter 3 in an sich bekannter Weise verrohrte Verdichter 1 ist mit Stand-füßen 17 auf der den Rohrschlangen 13 gegenüberliegenden Seite des Deckels 10 auf diesem abgestellt und zur Bewerkstelligung einer ausreichenden Sicherung hiermit verschraubt. Zur Vermeidung der Übertragung von Körperschall vom Verdichter 1 auf den Deckel 10 können die Standfüße 17 durch etwa als Gummipuffer ausgebildete Schwingungsdämpfer 18 unterlegt sein. Der Verdichter 1 wird von einer Schalldämmhaube 19 umfaßt. Diese besteht aus einer etwa als Kunststoff-Tiefziehformling ausgebildeten Wandung 20, die im Bereich ihrer Innenoberfläche mit Dämmaterial 21, etwa mit Schaumstoffbahnen, ausgeschlagen ist. Die Schalldämmhaube 19 sitzt auf einer umlaufenden Randabwinklung 22 der Kopfplatte 9 auf. Hierzu ist die Schalldämmhaube 19 im Bereich ihres unteren Rands mit einer umlaufenden Randklaue 23 versehen, welche die Randabwinklung 22 übergreift. Zur Vermeidung eines direkten Kontakts ist in die Randklaue 23 ein umlaufender Dichtstreifen 24 eingesetzt, der die Übertragung von Körperschall verhindert. Bei aufgesetzter Schalldämmhaube 19 ist der Verdichter 1, wie Figur 3 am besten erkennen iäßt, vollständig gekapselt.
- Zur Erleichterung der Handhabung des als komplette Baueinheit auf den Deckel 10 als Montageplatte vormontierbaren Kälteteils ist der Deckel 10, wie aus Figur 2 erkennbar ist, im Bereich seiner beiden Schmalseiten mit Randabwinklungen 25 versehen, die mit Grifflöchern 26 zum Einhängen eines Kranhakens oder zum Anfassen durch das Montagepersonal versehen sein können. Hiermit ist der gesamte Kälteteil als komplette Baueinheit vom Block 4 abhebbar bzw. auf diesen absenkbar. Zur Erleichterung eines Transports des Blocks 4 kann die umlaufende Randabwinklung 22 der Kopfplatte 9 im Bereich ihrer Schmalseiten mit fluchtenden Durchstecklöchern 27 zum Durchstecken von Tragstangen versehen sein, die eine bequeme Handhabung des Blocks 4 ermöglichen.
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