NL8301908A - Thermisch gedreven warmtepomp. - Google Patents

Description

- 1 -

Thermisch gedreven warmtepomp.

De uitvinding betreft een warmtepomp aangedreven door middel van primaire energie zoals gas of olie waarmee door middel van een membraan buitenlucht onder verlaagde druk wordt aangezogen en gekomprimeerd, zodat temperatuurs 5 verhoging ontstaat van de aangezogen lucht op een zodanig niveau dat het bruikbaar wordt voor verwarmings doeleinden. De onderkoelde zuigleiding neemt hierbij energie op uit de buitenlucht en/of ruimten die gekoeld moeten worden. Thermisch gedreven warmtepompen zijn bekend door vele publi-10 katies op dit gebied.

Bij deze bekende warmtepompen wordt een koelmiddel door middel van een kompressor in een gesloten cirquit rond gepompt waarbij vrije energie opgenomen door de verdamper afgevoerd wordt in een kondensor op een hoger temperatuurs 15 niveau voor verwarmings doeleinden.

De nadelen van deze bekende warmtepompsystemen zijn: als ze door elektrische energie aangedreven worden weinig primaire energie besparen en evenals bij thermisch gedreven warmtepompen met een gesloten kringloop voor het koelmiddel 20 werken waardoor het warmtepomp effekt verloren gaat zodra er geringe lekkage in deze kringloop optreedt.

Het doel van de uitvinding is een warmtepomp systeem van het genoemde type te verschaffen die deze nadelen niet heeft. Dit doel wordt bereikt, doordat het warmtepomp sys-25 teem volgens de uitvinding een thermisch gedreven kompressor deel omvat, waarmee via een warmtewisselaar buitenlucht met een lagere luchtdruk als die van de buitenlucht wordt aangezogen met een temperatuur die door middel van de eerder genoemde warmtewisselaar de buitenlucht temperatuur benaderd. 30 De onderdruk in de aanzuigwarmtewisselaar wordt ver kregen door de luchtweerstand in deze warmtewisselaar, in kombinatie met een verkleinde lucht aanzuigopening. Door het komprimeren van de aangezogen lucht die door de aanzuig-warmtewisselaar oververhit is, wordt de aangezogen lucht af-35 hankelijk van de kompressiedruk op een bruikbaar tempera-tuursniveau gebracht voor verwarmings doeleinden.

8301908 - 2 -

Inplaats van opname van vrije energie uit de buitenlucht kan door de aangezogen lucht warmte-energie ontrokken worden aan een te koelen ruimte.

De verbranding van primaire energie aardgas of olie 5 vindt plaats tussen twee zuigers wanneer die elkaar het dichtst benaderd zijn.

Voor het synchroon bewegen van beide zuigers is er op beide vliegwielen een tandheugel aangebracht waarover een ketting loopt.

10 Door de verbranding plaats te laten vinden tussen twee zuigers verloopt de verbranding rustiger waardoor de geluidsemissie minder is als bij motoren met de cilinders in rij met één zuiger per cilinder.

Inplaats van twee zuigers per cilinder, waarbij elke 15 zuiger een membraan aandrijft, kan de warmtepomp eveneens uitgevoerd worden met één zuiger en één membraan.

Voor het starten van de warmtepomp wordt gebruik gemaakt van een gekombineerde startmotor/dynamo. Hierdoor kan na het aanlopen met de dynamo een start batterij weer opge-20 laden worden en electriciteit geleverd worden aan het regel-apparatuur en pompen etc. in het verwarmingssysteem.

Indien er met een koelmiddel gewerkt wordt dat onder druk in een kondensor vloeibaar is gemaakt, dan kan dat via de vloeistofpomp in druk verlaagd worden. Door het drukver-25 schil tussen kondensor en verdamper zal de vloeistofpomp een draaiende beweging leveren zonder dat er een expansie plaats vindt waardoor er warmte ontrokken zou worden waar het niet gewenst is.

Opgemerkt wordt dat in het Europees octrooischrift 30 EP 0030 636 op dit punt gesproken wordt van een expander.

Bij de vloeistofpomp uit de uitvinding is dit niet het geval, hier vindt geen expansie in de pomp plaats maar uitsluitend een drukval zodat de expansie geheel in de verdamper plaats vindt.

35 Om te voorkomen dat de verbrandingsgassen in aanra king komen met het koelmiddel b.v. freon is er tussen deze delen een membraan aangebracht die voor een langdurig blijvende afdichting zorg draagt.

8301908 - 3 - * '

Tussen het membraan en de plunder bevindt zich een vloeistof met een smerende werking, die door een geringe lekkage langs de plunjer naar de krukkast en de verbran-dingscilinder zal gaan voor de smering van deze bewegende 5 delen. Door middel van een automatisch smeerpompje zal er steeds vloeistof tussen het membraan en de plunjer aangevuld moeten worden.

Voor terugkoppeling van de energie die verkregen wordt uit de drukval van het vloeibare koelmiddel naar de 10 krukas wordt gebruik gemaakt van electro-magnetisme tussen het vloeistof pompje en het vliegwiel dat zich op dezelfde hartlijn bevindt. Hierdoor kan er met minder aandrijfener-gie worden volstaan, waardoor het energiebesparend werkt.

De warmte die bij de verbranding van de primaire-15 energie vrij komt moet door middel van koelvloeistof afgevoerd worden en kan direkt gebruikt worden voor verwarm-ings doeleinden of via een warmtewisselaar.

De mechanische arbeid van de verbranding wordt gebruikt voor het aanzuigen en komprimeren van lucht of een 20 ander koelgas. Door opname van vrije energie in de zuiglei-ding of verdamper wordt er extra energie aan het systeem toegevoegd waardoor het warmtepomp effect tot stand komt, met een systeem rendement dat hoger is dan dat van een ver-warmings ketel.

25 De uitvinding zal aan de hand van de tekening, waar in een uitvoeringsvoorbeeld is voorgesteld, nader worden toegelicht.

Fig. 1 toont een doorsnede van de warmtepomp met een cilinder 1, waarin zich twee zuigers 2 bewegen. Doordat 30 de beweging van beide zuigers tegengesteld zijn wordt een brandbaar mengsel tussen de zuigers gekomprimeerd. Aan het einde van de kompressieslag wordt volgens het Otto principe door middel van een electrische vonk de ontbranding tot stand gebracht. Het vullen van de verbrandings cilinder met 35 een brandbaar mengsel gebeurt volgens de hiervoor bekende technieken. Als alternatief kan er verbrandingslucht aangezogen worden waar na kompressie volgens het diesel principe brandstof via een verstuiver ingespoten wordt en verbrand.

8301908 - 4 -

Voor het koelen van de cilinder wordt door middel van koelvloeistof warmte afgevoerd en gebruikt voor verwarmings doeleinden. Bij toepassing van meerdere warmtepompen kunnen de uitlaatgassen door middel van een spruitstuk bij elkaar 5 gebracht worden om een turbo-oplader aan te drijven volgens de bekende technieken.

De liniaire beweging van de beide zuigers wordt door middel van zuigerstangen en krukassen omgezet in een draaiende beweging. De krukaswangen 3 hebben de vorm van een 10 excentriek zodat de draaiende beweging van de krukassen weer omgezet wordt in een liniaire beweging, nodig voor de zuigers 4.

Tussen de zuigers 4 en de membranen 5 bevindt zich een vloeistof met een smerende eigenschap. Door de beweging 15 van de zuigers 4 zal het membraan mee bewegen. De ruimte aan de andere zijde van de membranen zijn afgesloten door een zuig- en persklep. Door de beweging van de membranen zal er dus een pompende werking ontstaan, waardoor het mogelijk is om lucht of een ander koelgas aan te zuigen en te komprime-20 ren.

Voor het starten van de warmtepomp is op een van de beide krukassen een gekombineerde electrische startmotor/ dynamo 6 gemonteerd, die na het starten de startbatterij weer oplaadt en electriciteit levert voor de ontsteking, 25 regel- en beveiligingsapparatuur, pompen etc.. Hierdoor is het systeem onafhankelijk van secundaire energie.

Op beide krukassen is een vliegwiel aangebracht voor regelmatige loop van de warmtepomp. Beide vliegwielen hebben een tandwielkrans 7 en zijn door middel van ketting over-30 brenging met elkaar verbonden om te zorgen dat beide zuigers 2 synchroon met elkaar bewegen.

Op de hartlijn van een van de krukassen is een vloei-stofpomp aangebracht, waarvan de tandwielen 8 door het drukverschil tussen de kondensordruk en verdamperdruk zullen 35 gaan draaien. Deze draaiende beweging wordt gebruikt om energie naar de krukas langs magnetische weg terug te voeren.

8301908

Claims (4)

1. Warmtepomp-constructie met het kenmerk, dat het primaire aandrijf systeem direkt via een vloeistofkoppeling 9 een membraankoelpomp aandrijft en het krukasvliegwiel systeem een regulerende werking heeft.

2. Warmtepomp-constructie volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat zich twee zuigers in één cilinder bevinden waarbij de krukassen door een transmissie met elkaar verbonden zijn.

3. Warmtepomp-constructie volgens conclusie 1 met het 10 kenmerk, dat de krukaswangen als excentrieken de zuigerbe-weging overbrengen op een plunjer die een vloeistof verplaatst zodat een membraan gaat bewegen die zich tussen twee flenzen bevindt en waarvan een der flenzen een zuigen persklep heeft.

4. Tandwielpomp-constuctie met het kenmerk, dat het een draaiende arbeidsbeweging leverd door het verschil tussen de kondensordruk en de verdamperdruk in het warmte-pompsysteem. 8301908