NL8005881A - Bivalente verwarmingsinrichting met een absorptie- -warmtepomp. - Google Patents

Description

* ÏJ.O. 29431

Bivalente verwarmings-inrichting met een ab s orp ti e-warm t e-pomp.

De uitvinding heeft betrekking op een bivalente ver warmings -inrichting met een absorptie-waterpomp, waarvan de koude-kring-loop via warmte-uitwisselaars in de condensor en het absorptie-vat is gekoppeld met een verwarmingskringloop, en met een inrich-5 ting waarin de brander van de waterpomp is betrokken voor het doorvoeren van een verdampingsloze warmte-uitwisseling, welke met verhoogd brandervermogen werkzaam is, zodra en zolang de buiten-tempe-ratuur resp. de temperatuur van een andere omgevings-warmtedrager ligt onder een vooraf bepaalde waarde.

10 Het is bekend, dat warmte-pompen bij lage buiten-temperaturen, bijvoorbeeld onder -3°C, een gering vermogen hebben en niet meer economisch werken. Om deze reden wordt in de regel behalve de warmtepomp een conventionele verwarming aangebracht, die de verhoogde warmte behoefte bij lage buiten-temperaturen dekt. Bij verwarmings-15 inrichtingen met absorptie-warmtepompen is het bekend om de koude-kringloop van de warmtepompen stil te zetten en de verwarmings-energie slechts via de oplossings-kringloop en de in het absorptie-vat liggende warm-water warmte-uitwisselaar over te dragen (Duits octrooischrift 27 58 773)· Daarbij wordt het rendement van de ver-20 warmings-inrichting echter nadelig beinvloed door de verliezen van de oplossings-kringloop.

Bij een andere bekende verwarmingsinrichting met een absorptie-warmtepomp wordt ervoor gezorgd dat de warmtepomp bij lage buitentemperaturen volgens een verdampings-condensatie-proces werkt, waar-25 bij alleen het koelmiddel zich in de circulatie bevindt (Duits octrooischrift 27 48 415)· Voor dit doel wordt eerst het koelmiddel uit het oplosmiddel gedreven en tijdelijk opgeslagen in de condensor. Daarna wordt het oplosmiddel in de uitdrijver verdampt en overgevoerd naar het absorptievat. Aan het einde van dit proces wordt de brander stil 30 gezet. Dan wordt het tijdelijk in de condensor opgeslagen koelmiddel teruggepompt naar de uitdrijver en de brander weer ingeschakeld, waarbij zich in de kringloop-uitdrijver-condensor het genoemde verdampings-condensatie-proces onder warmte afgifte aan de warm-water warmte-uitwisselaar in de condensor afspeelt. Bij deze inrichtingen 35 zijn aanzienlijke schakelings- en besturingshandelingen nodig, om de overgang vanaf de ene naar de andere verking van de warmtepomp tot stand te brengen, waarbij ook het tijdelijk stil zetten van de brander nadelig kan zijn.

80 0588 1 2

De uitvinding heeft tot doel bovengenoemde nadelen te vermijden en volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt doordat aan de brander van de warmtepomp een warmte-uitwisselaar is toegevoegd waardoor het warme water stroomt, welke warmte-uitwisselaar bij het ver-5 dampingsloze warmte-uitwisselings-proces door de brander zonder tussenschakeling van de koude-kringloop is verwarmd en in plaats van de warmte-uitwisselaars in het absorptievat en de condensor in het ver-warmingsnet is geschakeld.

De inrichting volgens de uitvinding heeft het voordeel, dat tij-10 dens het verdampingsloze proces van de warmtepomp noch de koude-noch de .oplossings .-kringloop deelneemt aan de warmte-overdracht, waardoor het rendement van de warmte-overdracht kan worden verhoogd en kan worden bespaard op aandrijf-energie voor de oplossingspomp.

De extra kosten voor besturing zijn naar verhouding gering terwijl 15 ook de overgang van de een op de andere soort van werking naar verhouding snel kan plaats vinden, waarbij een tijdelijk stil zetten van de brander niet nodig is.

Door de in de onder-conclusies aangegeven maatregelen zijn voordelige verdere uitvoeringsvormen van de in de eerste conclusie 20 aangegeven inrichting mogelijk.

Ben eenvoudige installatie met toepassing van in de verwarmings-techniek gebruikelijke bouwelementen wordt Verkregen, als de aan de brander van de warmtepomp toegevoegde warmte-uitwisselaar evenwijdig aan de serie-schakeling van de beide warmte-uitwisselaars in 25 de condensor en in het absorptievat is geschakeld en een door een omgevings-warmte-aftaster bestuurde klepinrichting afwisselend de warmte-uitwisselaar bij de brander en de beide andere warnrte-uitwisselaars in de condensor en in het absorptievat betrekt in het ver-warmingsnet.

30 De aan de brander toegevoerde warmte-uitwisselaar kan direct in de uitdrijver zijn geplaatst en direct door de brander zijn verhit.

In dit geval verdient het aanbeveling een terugslagklep in de van de warmte-uitwisselaar naar het verwarmingsnet terugvoerende leiding in te bouwen, via welke de zich eventueel bij de overgang van de 35 warmtepomp-werking vormende damp in het verwarmingsnet kan overgaan.

Ter vermijding van door de waterverdamping mogelijkerwijs ontstane lawaai kan de aan de brander toegevoerde warmte-uitwisselaar ook buiten de uitdrijver zijn aangebracht. In dit geval is een tus-40 sen-kringloop aan te brengen, die op voordelige wijze met een olie 8005861 3 * t als warmte-transport-medium is gevuld, waarvan het kookpunt ligt boven de bij de warmtepomp-werking heersende temperaturen in de uitdrijver.

De uitvinding zal thans nader worden uiteengezet aan de hand 5 van de tekening waarin bij wijze van voorbeeld schematisch een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is weergegeven.

De weergegeven verhittingsinrichting heeft als verwarmingsbron een absorptie-warmtepomp 10, die, zoals gebruikelijk, een uitdrij-10 ver 12 en een absorptievat 14 bezit, die via een leiding 16 voor de arme oplossing en een leiding 18 voor de rijke oplossing met elkaar zijn verbonden. In de leiding 16 is een smoorklep 20 en in de leiding 18 een oplossingspomp 22 gebouwd. Beide leidingen 16 en 18 zijn via een temperatuur-wisselaar 24 voor het verlagen van de niet-Ί5 omkeerbare warmte-verliezen in de oploasings-kringloop geleid. De uitdrijver 12 wordt verhit door een brander 26, die via een regel-klep 28 wordt gevoed met brandstof. Vanaf de uitdrijver 12 voert een leiding 30 het uitgedreven dampvormig koelmiddel naar een condensor 32lawaaraf het vloeibaar gemaakt via een ontspanningsorgaan 20 34 in een verdamper 36 terecht komt, waarin het door opneming van omgevingswarmte verdampt. De verdamper 36 is via een leiding 38 verbonden met het absorptievat 14, waarin het verdampte koelmiddel onder afgifte van warmte in oplossing gaat en daarna door het oplosmiddel via de leiding 18 naar de uitdrijver wordt teruggevoerd.

25 De warmtepomp 10 is verbonden met een verwarmingsnet 40, dat een voorloopleiding 42 en een terugloopleiding 44 bezit, waaraan evenwijdig aan elkaar meerdere verhittingslichamen 48 zijn aangesloten. In de tekening is eenvoudigheidshalve slechts één van deze verhittingslichamen 48 weergegeven. In de voorloopleiding 42 is een -30 circulatiepomp 48 voor het verwarmingswater gebouwd. De warmteoverdracht vanaf de warmtepomp 10 naar het verwarmingsnet 40 vindt plaats via twee warmte-uitwisselaars 50 en 52 in een de terugloopleiding 44 met de voorloopleiding 42 verbindend binnenste leidings-deel 54 van de warmtepomp 10. De warmte-uitwisselaar 50 is in het 35 absorptievat 14 en de warmte-uitwisselaar 52 in de condensor 32 van de warmtepomp ingebouwd. Tijdens het in bedrijf zijn wordt in de warmte-uitwisselaar 52 de verdampingswarmte en in de warmte-uitwisselaar 50 de oplossingswarmte van het koelmiddel overgedragen op het verwarmingswater. Ter besturing van de verwarmingsinrichting is een 40 niet weergegeven regelinrichting aangebracht, die de regelklep 28 fln n*; Aft 1 4 van de brander 26, de oplossingspomp 22 en de circulatiepomp 48 voor het verwarmingswater beïnvloedt.

De regelinrichting heeft een eveneens niet weergegeven tempera-tuur-meetwaardegever, die de temperatuur van de buitenlucht of van 5 een andere, naar de verdamper 36 gevoerde omgevingswarmtedrager aangeeft. Als deze temperatuur ligt onder het voor de werking van de warmtepomp beoogde gebied, bijvoorbeeld -3°C, wordt de verwarming omgeschakeld op verdampingsloze warmte-uitwisseling. Hiertoe is in de uitdrijver 12 een warmte-uitwisselaar 60 aangebracht waardoor 10 verwarmingswater stroomt, welke warmte-uitwisselaar via leidingen 62 en 64 evenwijdig aan de uit de beide warmte-uitwisselaars 50 en 52 van de koude-kringloop gevormde serieschakeling is aangesloten aan het verwarmingsnet 40·

Yoor het afwisselend inschakelen van de warmte-uitwisselaar 50, 15 52 respectievelijk 60 in het verwarmingsnet dient een door de regelinrichting bestuurde driewegklep 65, welke in zijn basisstand de stroming van verwarmingswater door de warmte-uitwisselaars 50 en 52 vrij geeft en de stroming door de warmte-uitwisselaar 60 blokkeert.

De driewegklep 65 schakelt om, zodra en .zolang de temperatuur-20 meetwaardegever bij de verdamper 36 een onder de vooraf bepaalde waarde liggende temperatuur van de omgevingswarmtedrager meldt. In de vanaf de warmte-uitwisselaar 60 naar het verwarmingsnet 40 terugvoerende leiding 62 is een terugslagklep 66 ingebouwd, via welke in de basispositie van de driewegklep 65 een overdruk in de warmte-uit-25 wisselaar 60 in het verwarmingsnet kan worden verlaagd, en welke daarna een terugstroming van verwarmingswater naar de warmte-uitwisselaar 60 verhindert.

Ha het aanspreken van de driewegklep 65 gaat de verwarming 30 over op verdampingsloze warmte-uitwisseling, waarbij de regelinrichting via de regelklep 28 het vermogen van de brander 26 aanzienlijk verhoogt. Het verwarmingswater circuleert nu door de warmte-uitwisselaar 60, waar tegenover de stroming van verwarmingswater door de warmte-overdragers 50 en 52 is onderbroken. In de warmte-35 uitwisselaar 60 wordt het verwarmingswater direct verwarmd en via deze de toegevoerde warmte-energie uit de uitdrijver 12 afgevoerd.

Aan deze warmte-over dracht neemt noch de koude- noch de oplossings-kringloop deel, zodat ook de oplossingspomp 22 kan worden uitgeschakeld. Als de temperatuur van de omgevingswarmtedrager weer zover 40 stijgt, dat werking van de warmtepomp mogelijk is, wordt de warmte-uitwisselaar 60 in de uitdrijver 12 via de driewegklep 65 uitge- 80 0 5 8 8 1 ' 5 ·» * schakeld, de stroming van verwarmingswater door de warmte-uitwis-selaars 50 en 52 vrij gegeven, het verwarmingsvermogen verminderd en de oplossingspomp weer in bedrijf gezet. Door de temperatuurstijging in de uitdrijver 12 verdampt het zich nog in de warmte-5 uitwisselaar 60 'bevindende verwarmingswater dat via de terugslagklep 66 terecht komt in het verwarmingsnet 40. Door de terugslagklep 66 wordt vervolgens het terugstromen van verwarmingswater in de warmte-uitwisselaar 60 verhinderd.

Ter vermijding van de door de waterverdamping eventueel ontsta-10 ne problemen kan de warmte-uitwisselaar 60 ook buiten de uitdrijver 12 zijn geplaatst en via een bijvoorbeeld met olie gevulde tussen-kringloop door de brander 26 zijn verhit. In vele gevallen kan het ook doelmatig of noodzakelijk zijn, de verbrandingsgasgeleiding in de uitdrijver 12 al naar de soort van werking van de verwarming 15 doelbewust op bepaalde warmte-overdrachtsvlakken te richten respectievelijk de brander 26 uit afzonderlijk bestuurbare deelaggregaten samen te stellen, die elk zijn toegevoegd of aan het oplosmiddel in de uitdrijver of aan de warmte-overdrager 60.

80 05 88 1

Claims (9)

1. Bivalente verwarmingsinriehting met een absorptie-warmtepomp, waarvan de koude-kringloop via warmte-uitwisselaars in de condensor en het absorptievat is verbonden met een verwarmingskringloop, en met een inrichting waarin de brander van de warmtepomp is betrokken 5 voor het doorvoeren van een verdampingsloze warmte-uitwisseling, die met verhoogd brandervermogen werkzaam is, zodra en zolang de buiten-temperatuur respectievelijk de temperatuur van een andere om-gevings-warmtedrager ligt onder een vooraf bepaalde waarde, met het kenmerk, dat aan de brander (26) van de warmtepomp 10 (10) een warmte-uitwisselaar (6θ) is toegevoegd waar doorheen verwarmingswater stroomt, welke warmte-uitwisselaar bij verdampingsloze warmte-uitwisseling door de brander zonder tussenschakeling van de koude-kringloop is verhit en in plaats van de warmte-uitwisselaars (50, 52) in het absorptievat (14) en de condensor (32) is 15 geschakeld in het verwarmingsnet (40).

2. Inrichting volgens conelusie 1, met het kenmerk, dat de aan de brander (26) van de warmtepomp toegevoegde warmte-uitwisselaar (60) parallel met de serieschakeling van de beide warmte-uitwisselaars (52, 50) in de condensor (32) en het absorptievat 20 (14) is geschakeld, terwijl een door een buitentemperatuur-aftaster bestuurde klepinrichting afwisselend de warmte-uitwisselaar (60) bij de brander en de beide andere warmte-uitwisselaars (52, 50) in het verwarmingsnet (40) betrekt.

3· Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het ken-25 m e r k, dat de aan de brander (26) toegevoegde warmte-uitwisselaar (60) direct is verhit door de brander.

4· Inrichting volgens conclusie 3» met het kenmerk, dat de aan de brander (26) toegevoegde warmte-uitwisselaar (60) in de uitdrijver (12) van de warmtepomp is aangebracht. 30

5· Inrichting volgens conclusie 3> met het kenmerk, dat middelen voor het ombuigen van de vlammen- respectievelijk verbrandingsgasgeleiding vanaf de uitdrijver (12) op de warmte-uitwisselaar (60) zijn aangebracht.

6. Inrichting volgens één der conclusies 3 t/m 5> met het 55 k e n m e r k, dat in de van de warmte-uitwisselaar (60) bij de brander naar het verwarmingsnet terugvoerende leiding (62) een terugslagklep (66) is ingebouwd. 8005881

7· Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de aan de brander toegevoegde warmte-uitwisselaar (6θ) buiten de uitdrijver (12) is aangebracht en via een tussen-kringloop is gekoppeld met de uitdrijver.

8. Inrichting volgens conclusie 7» met het kenmerk, dat de tussen-kringloop met olie als warmte transportmedium is gevuld.

9· Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met een pomp in de oplossings-kringloop, met het kenmerk, dat 10 bij verdampingsloze warmte-uitwisseling de pomp (22) in de oplossings-kringloop is stilgezet# ---oooOooo--- 80 0588 1