EP1184629A2 - Umlaufheizgerät - Google Patents

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EP1184629A2
EP1184629A2 EP01203235A EP01203235A EP1184629A2 EP 1184629 A2 EP1184629 A2 EP 1184629A2 EP 01203235 A EP01203235 A EP 01203235A EP 01203235 A EP01203235 A EP 01203235A EP 1184629 A2 EP1184629 A2 EP 1184629A2
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EP
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heat exchanger
pump
consumer
line
temperature heat
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Rainer Lang
Frank Marth
Uwe Marx
Johann Wienen
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Vaillant GmbH
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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

Definitions

  • the invention relates to a circulation heater according to the preamble of the independent Claim.
  • the high temperature heat exchanger is due to the structure the circuit of the heater, in the conventional such heaters from the same Volume flow flows through like the adsorber and desorber of the heat pump.
  • the adsorber has a very low for optimal use of the heat pump effect Volume flow required, there is a very high for the high-temperature heat exchanger Temperature difference between its return and its flow. This reduces it Efficiency due to the resulting poor water-side heat transfer and there is a risk of supercooled boiling.
  • the aim of the invention is to avoid these disadvantages and a circulation heater at the beginning to propose the type mentioned, in which these disadvantages are avoided and in which the high-temperature heat exchanger can be flowed through by a high volume flow.
  • the proposed measures ensure that the high-temperature heat exchanger is flowed through by a larger volume flow than the adsorber. Thereby becomes the water-side heat transfer of the high-temperature heat exchanger and thus improving its efficiency and, on the other hand, the risk of hypothermic boiling avoided.
  • a high-temperature heat exchanger 1 is provided, which by a Burner 2 is acted upon.
  • This high-temperature heat exchanger 1 is connected to a desorber 4 via a flow line 3 connected to a heat pump.
  • This desorber 4 is connected via a consumer supply line 5 connected to a heat consumer 6, which is z. B. a radiator assembly or can trade a water heater.
  • This heat consumer 6 is via a consumer return line 7 with an adsorber 8 Heat pump connected. There is a circulation pump 9 in the consumer return line 7 arranged.
  • the adsorber 8 is connected to the high-temperature heat exchanger 1 via a return line 10 connected.
  • a jet pump 11 is arranged in the return line 10 at its third connection a bypass line 12 is connected, which branches off from the flow line 2.
  • the circulation pump 9 pumps water through the circuit via the high-temperature heat exchanger 1, the desorber 4, the heat consumer 6 and the adsorber 9, and via the Jet pump 11.
  • the water leaves the high-temperature heat exchanger 1 z. B. with a temperature of 200 ° C and gives 4 temperature in the desorber. With a temperature of e.g. B. 120 ° C Water to the heat consumer 6 and cools to a temperature of z. B. from 40 ° C.
  • the water absorbs heat from the environment and heats up to z. B. 100 ° C.
  • the return water mixes with that from the Flow line 3 removed flow water.
  • the water mixed in this way has one Temperature of z. B. 150 ° C with which the water enters the high-temperature heat exchanger 1 and in this to a temperature of e.g. 200 ° C is heated.
  • the volume flow in the flow line is 3 and thus also in the high-temperature heat exchanger 1 approx. 4 l / min and in the desorber 4, the heat consumer 6 and the adsorber 8 approx. 2l / min.
  • the volume flow in the bypass line is also approx. 2 l / min.
  • the volume flow is approx. 4 l / min.

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Abstract

Umlaufheizgerät mit einem von einem Brenner (2) beaufschlagten Hochtemperatur-Wärmetauscher (1), der über eine Vorlaufleitung (3) mit einem Desorber (4) einer, Wärmepumpe, insbesondere einer Adsorptions- oder Absorptions-Wärmepumpe, verbunden ist, wobei dieser über eine Verbraucher-Vorlaufleitung (5) mit einem Verbraucher (6) und dieser über eine Verbraucher-Rücklaufleitung (7) mit einem Adsorber (8) der Wärmepumpe verbunden ist, der über eine Rücklaufleitung (10) mit dem Hochtemperatur-Wärmetauscher (1) verbunden ist und in diesem Kreislauf eine Umwälzpumpe (9) angeordnet ist, um günstige Betriebsbedingungen zu schaffen, ist vorgesehen, daß an der Vorlaufleitung (3) eine als Rückführleitung geschaltete Bypaßleitung (12) angeschlossen ist, die an eine in der Rücklaufleitung (10) angeordnete Strahlpumpe (11) angeschlossen ist, die dem Hochtemperatur-Wärmetauscher (1) unmittelbar vorgeschaltet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umlaufheizgerät gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.
Bei derartigen Heizgeräten wird der Hochtemperatur-Wärmetauscher, bedingt durch den Aufbau des Kreislaufs des Heizgerätes, bei den herkömmlichen derartigen Heizgeräten vom selben Volumenstrom durchströmt wie der Adsorber und der Desorber der Wärmepumpe.
Da der Adsorber zur optimalen Nutzung des Wärmepumpeneffektes einen sehr niedrigen Volumenstrom erfordert, ergibt sich für den Hochtemperatur-Wärmetauscher eine sehr hohe Temperaturdifferenz zwischen seinem Rücklauf und seinem Vorlauf. Dadurch sinkt dessen Wirkungsgrad aufgrund des sich ergebenden schlechten wasserseitigen Wärmeüberganges und es ergibt sich die Gefahr von unterkühltem Sieden.
Durch die hohen Temperaturdifferenzen innerhalb des Wärmetauschers steigt zudem die thermisch - mechanische Belastung der Bauteile an.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Umlaufheizgerät der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem diese Nachteile vermieden sind und bei dem der Hochtemperatur-Wärmetauscher von einem hohen Volumenstrom durchströmt sein kann.
Erfindungsgemäß wird diese bei einem Umlaufheizgerät der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist sichergestellt, daß der Hochtemperatur-Wärmetauscher von einem größeren Volumenstrom durchströmt wird, als der Adsorber. Dadurch wird einerseits der wasserseitige Wärmeübergang des Hochtemperatur-Wärmetauschers und damit dessen Wirkungsgrad verbessert und anderseits die Gefahr eines unterkühlten Siedens vermieden.
Dabei ist durch die Strahlpumpe sichergestellt, daß das die Rücklaufleitung durchströmende Wasser über die Bypaßleitung Wasser aus der Vorlaufleitung ansaugt und sich mit diesem mischt. Dadurch steigt der den Hochtemperatur-Wärmetauscher durchströmende Volumenstrom an, wobei jedoch der den Adsorber durchströmende Volumenstrom niedrig bleibt. Damit bleiben aber die günstigen Verhältnisse für den Adsorber erhalten, obwohl der Volumenstrom durch den Hochtemperatur-Wärmetauscher erhöht ist.
Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil, daß die Umwälzpumpe nur sehr kühles Wasser fördern muß und daher keinerlei höheren Temperaturbelastungen ausgesetzt ist.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch ein erfindungsgemäßes Umlaufheizgerät zeigt.
Bei diesem Umlaufheizgerät ist ein Hochtemperatur-Wärmetauscher 1 vorgesehen, der von einem Brenner 2 beaufschlagt ist.
Dieser Hochtemperatur-Wärmetauscher 1 ist über eine Vorlaufleitung 3 mit einem Desorber 4 einer Wärmepumpe verbunden. Dieser Desorber 4 ist über eine Verbraucher-Vorlaufleitung 5 mit einem Wärmeverbraucher 6 verbunden, bei dem es sich z. B. um eine Heizkörperanordnung oder einen Brauchwasserbereiter handeln kann.
Dieser Wärmeverbraucher 6 ist über eine Verbraucher-Rücklaufleitung 7 mit einem Adsorber 8 der Wärmepumpe verbunden. Dabei ist in der Verbraucher-Rücklaufleitung 7 eine Umwälzpumpe 9 angeordnet.
Der Adsorber 8 ist über eine Rücklaufleitung 10 mit dem Hochtemperatur-Wärmetauscher 1 verbunden.
Dabei ist eine Strahlpumpe 11 in der Rücklaufleitung 10 angeordnet, an deren dritten Anschluß eine Bypaßleitung 12 angeschlossen ist, die von der Vorlaufleitung 2 abzweigt.
Im Betrieb fördert die Umwälzpumpe 9 Wasser durch den Kreislauf über den Hochtemperatur-Wärmetauscher 1, den Desorber 4, den Wärmeverbraucher 6 und den Adsorber 9, sowie über die Strahlpumpe 11.
Dabei verläßt das Wasser den Hochtemperatur-Wärmetauscher 1 z. B. mit einer Temperatur von 200°C und gibt im Desorber 4 Temperatur ab. Mit einer Temperatur von z. B. 120°C gelangt das Wasser zum Wärmeverbraucher 6 und kühlt in diesem auf eine Temperatur von z. B. 40°C ab.
Im Adsorber 8 nimmt das Wasser Wärme aus der Umgebung auf und erwärmt sich auf z. B. 100°C. Im Bereich der Strahlpumpe, vermischt sich das Rücklaufwasser mit dem aus der Vorlaufleitung 3 abgezogenen Vorlaufwassser. Das so vermischte Wasser hat dabei eine Temperatur von z. B. 150°C mit der das Wasser in den Hochtemperatur-Wärmetauscher 1 eintritt und in diesem auf eine Temperatur von z.B. 200°C erwärmt wird.
Dabei beträgt der Volumenstrom in der Vorlaufleitung 3 und damit auch im Hochtemperatur-Wärmetauscher 1 ca. 4 l/min und im Desorber 4, dem Wärmeverbraucher 6 und dem Adsorber 8 ca. 2l/min. Dabei beträgt der Volumenstrom in der Bypaßleitung ebenfalls ca. 2 l/min. Im Bereich der Vorlaufleitung 10 zwischen der Strahlpumpe 11 und dem Hochtemperatur-Wärmetauscher 1 beträgt der Volumenstrom ca. 4 l/min.
Damit ist der Volumenstom im Hochtemperatur-Wärmetauscher 1 durch die Beimischung von Vorlaufwasser in die Rücklaufleitung doppelt so groß wie im Bereich des Desorbers 4 und des Adsorbers 8, so daß sich für diese aber auch für den Hochtemperatur-Wärmetauscher 1 günstige Betriebsbedingungen ergeben.

Claims (2)

  1. Umlaufheizgerät mit einem von einem Brenner (2) beaufschlagten Hochtemperatur-Wärmetauscher (1), der über eine Vorlaufleitung (3) mit einem Desorber (4) einer, Wärmepumpe, insbesondere einer Adsorptions- oder Absorptions-Wärmepumpe, verbunden ist, wobei dieser über eine Verbraucher-Vorlaufleitung (5) mit einem Verbraucher (6) und dieser über eine Verbraucher-Rücklaufleitung (7) mit einem Adsorber (8) der Wärmepumpe verbunden ist, der über eine Rücklaufleitung (10) mit dem Hochtemperatur-Wärmetauscher (1) verbunden ist und in diesem Kreislauf eine Umwälzpumpe (9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorlaufleitung (3) eine als Rückführleitung geschaltete Bypaßleitung (12) angeschlossen ist, die an eine in der Rücklaufleitung (10) angeordnete Strahlpumpe (11) angeschlossen ist, die dem Hochtemperatur-Wärmetauscher (1) unmittelbar vorgeschaltet ist.
  2. Umlaufheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe (9) dem Wärmeverbaucher (6) unmittelbar nachgeschaltet in der Verbraucher-Rücklaufleitung (7) angeordnet ist.
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