NO143511B - Varmepumpeanlegg. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et varmepumpeanlegg med en kompressor, som inngår i et sugekretsløp med en fordamper for kjøle-middelgass og et via en reduksjonsventil dermed forbundet trykk-kretsløp med en kondensator for kjølemiddelkondensat, hvor suge-kretsløpet er anordnet for via et første varmemedium, slik som saltlake, å motta varmeenergi fra et varmereservoar, f.eks. jordskorpen, og hvor trykkretsløpet er anordnet for å avgi varmeenergi for samtidig oppvarming av et annet varmemedium, f.eks. radiator-vann, og i en varmtvannsbeholder inneholdt bruksvann, som står i varmeutvekslende forbindelse med det annet varmemedium i en kappe som omgir varmtvannsbeholderen.

Det er tidligere kjent å anvende en varmepumpe for utnyttelse

av den varmeenergi som finnes i et varmereservoar, f.eks. jordskorpen. Som følge av at det er meget vanskelig å regulere kapa-siteten for kompressoren som inngår i varmepumpen, har de kjente anleggene den ulempe at kompressoren etter start meget raskt inn-stiller seg på en bestemt kondenserings- og fortetningstemperatur, uavhengig av varmebehovet, hvorved effektfaktoren, altså forholdet mellom den totale varmeeffekten og den forbrukte effekten for drift av kompressoren, ikke blir optimal.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et varmepumpeanlegg av den innledningsvis nevnte type, hvilket anlegg er utført på en slik måte at størst mulig effektfaktor oppnås.

Dette formål oppnås ved at anlegget er utført slik som angitt i den karakteristiske del av krav 1, Som følge av varmtvannsbehol-derens akkumulerende evne utjevnes kompressorens kjøretid, og kjølemediets fortetningstemperatur vil ikke kunne stige vesentlig over temperaturen for det varme vannet for forbruk.

Ved hjelp av de midler som er angitt i krav 2 utnyttes kompressorens varmetap for økning av temperaturen for det første varmemediet, hvorved effektfaktoren økes ytterligere.

Ved hjelp av de midler som er angitt i krav 3 utnyttes en ytterligere andel av kjølemediekondensatets iboende varmemengde før kondensatet fordamper ved ekspansjon.

Oppfinnelsen skal i det folgende beskrives nærmere under henvisning til en utforelsesform vist på vedlagte tegninger, hvor

fig. 1 viser et vertikalt snitt gjennom et varmepumpeanlegg ut-fort ifolge oppfinnelsen og

fig. 2 viser et horisontalt snitt gjennom anlegget vist på fig. 1.

Varmepumpeanlegget er anordnet inne i et varmeisolerende hus 1 og omfatter en varmtvannsbeholder 2 som har en vannfylt kappe 3,

i hvilket er anordnet en kopperspiral 5 som danner hoveddelen av varmepumpens kondensator. Varmepumpen, hvis prinsipp forutsettes å være kjent, omfatter videre en kompressor 10, en fordamper an-brakt i en varmeveksler 7, en termostatisk ekspansjonsventil 16 samt et torkefilter 17. Den del av kondensatoren som ikke er anordnet i den vannfylte kappen 3, inngår i en varmeveksler 6, hvis funksjon beskrives i det folgende.

Varmepumpens fordamper står ved hjelp av varmeveksleren 7 i varmeledende forbindelse med et varmemediumsanlegg, altså et anlegg som inneholder en sirkulerende væske, hvis frysepunkt er lavere enn 0°c. Væsken i varmemediumsanlegget mottar varmeenergi, f.eks. fra jordskorpen eller luft, hvis varmeenergi avgis i varmeveksleren 7 når kuldemediet i varmepumpen fordampes. Varmemediumsanlegget omfatter en sirkulasjonspumpe 14 som er anordnet på en slik måte at varmemediet strommer fra sirkulasjonspumpen ti°l varmeveksleren 7. Derved utnyttes den varme som utvikles i sirkulasjonspumpen, og for ytterligere okning av varmemediets temperatur er det rundt den nedre del av kompressoren 10 viklet en kopperspiral 11, og dessuten er endene av spiralen anordnet i varmemediestrommen mellom sirku-las jonspumpen 14 og varmeveksleren 7 på en slik måte at de åpne rorendene er dreiet med resp. mot varmemediets stromningsretning.

Som tidligere nevnt står vannbeholderen 2, som inneholder varmt vann for forbruk, i varmeledende forbindelse med en kappe 3 anordnet rundt vannbeholderen, i hvilken hoveddelen av varmepumpens kondensator er anordnet. Ved kjølemediets kondensering avgis varme til en væske som strommer gjennom kappen 3, og dessuten avgis varme til vannet i beholderen 2. Denne har et volum på minst 300 liter og danner således en varmeakkumulator for utjevning av kompressorens kjoretid.

Ved hjelp av sirkulasjonspumpen 13 bringes væsken i beholderkappen 3 til å sirkulere gjennom et radiatorsystem, et gulvvarmeanlegg eller lignende. Ettersom returtemperaturen for den sirkulerende væsken, f.eks. fra radiatorene, er lavere enn tillopstemperaturen, dvs. av storrelsesorden 10°, fores returvæsken gjennom varmeveksleren 6 for ytterligere avkjoling av kjølemediekondensatet, hvis temperatur er stort sett lik temperaturen ved bunnen av kappen 3. Derved oppnås et lavere middeltrykk for kjølemediet gjennom kondensatoren, hvorved effektfaktoren okes. Væskestrommen fores inn i varmeveksleren 6 og kappen 3 på en slik måte at væsken strommer med en roterende bevegelse, hvorved varmevekslernes overforings-evne forbedres.

Radiatorvannet som kommer i retur fra radiatorsystemet innkommer til et innlop 21 og går gjennom ledningen 22 til sirkulasjonspumpen 13. Fra denne ledes radiatorvannet til treveisventilen 12

som er anordnet til å styres av motoren 23. En utgående ledning 24 fra ventilen 12 leder radiatorvannet til varmeveksleren 6, og siden radiatorvannet varmes i denne, fores det gjennom ledningen 25 til det indre av kappen 3. Fra dette går radiatorvannet gjennom ledningen 26 til utlbpet 27. Til slutt forener en direkte ledning

28 dette utlop 27 med treveisventilen 12.

Varmepumpemediet ledes fra kompressoren 10 gjennom ledningen 29 til kopperspiralen 5 og derfra gjennom ledningen 30 til spiralen 31 som er anordnet i varmeveksleren 6. Fra denne fores varmepumpemediet til torkefilteret 17, ekspansjonsventilen 16 og derfra til varmeveksleren 7, hvorfra varmepumpemediet tilbakefores til kompressoren IO gjennom ledningen 32.

Tillopet til vannbeholderen 2 går fra en tilslutning 33 gjennom en ledning 34 til bunnen av vannbeholderen 2. Det oppvarmede vannet uttas ved ovre ende av vannbeholderen 2 og når gjennom en ledning 35 et utlop 36 for varmt vann.

Gjennom en ledning som ikke er vist på tegningen tilfores varmemediet fra varmereservoaret ved hjelp av sirkulasjonspumpen 14 gjennom ledningen 37 til varmeveksleren 7. Derfra tilbakefores varmemediet gjennom ledningen 38 til varmereservoaret. Kopperspiralen 11 er forenet med to ror 39 og 40 som strekker seg inn i ledningen 37, hvorved som tidligere nevnt de åpne endene av spiralen 11 er dreiet med resp. mot strommen i ledningen 37.

Ved anlegget ifolge oppfinnelsen styres anleggets temperaturer

på en måte som er spesielt fordelaktig for varmepumper. Tillops-temperaturen for f.eks. radiatorene skal være så lav som mulig for at husets varmebehov akkurat dekkes. Dette oppnås ved hjelp av en motorstyrt treveisventil 12, gjennom hvilken en del av returvæsken kan fores utenfor kappen 3 direkte til tillopet. Treveisventilens motor styres ved hjelp av en romtermostat eller en termostat plas-sert utendbrs, mens kjoreperiodene for kompressoren 10 bestemmes

ved hjelp av en termostat anordnet i dekket. Ved at anlegget styres på denne måten oppnås best mulig utnyttelse av beholderens 2 varmeakkumulerende evne.

Claims (3)

1. Varmepumpeanlegg med en kompressor (10), som inngår i et sugekretsløp med en fordamper (7) for kjølemiddelgass og et via en reduksjonsventil dermed forbundet trykkretsløp med en kondensator (5) for kjølemiddelkondensat, hvor sugekretsløpet er anordnet' for via et første varmemedium^ slik som saltlake, å motta varmeenergi fra et varmereservoar, f.eks. jordskorpen, og hvor trykkretsløpet er anordnet for å avgi varmeenergi for samtidig oppvarming av et annet varmemedium, f.eks. radiator-vann, og i en varmtvannsbeholder (2) inneholdt bruksvann, som står i varmeutvekslende forbindelse med det annet varmemedium i en kappe 3, som omgir varmtvannsbeholderen (2), karakterisert ved en første varmeveksler (11) anordnet for å bringe det nevnte første varmemedium i varmeutvekslende forbindelse med sugekretsløpet og en andre varmeveksler (6) anordnet for å bringe det nevnte andre varmemedium i varmevekslende forbindelse med trykkretsløpet.

2. Anlegg som angitt i krav 1, karakterisert ved at den første varmeveksler (11) er et i og for seg kjent kjølerør, som er viklet omkring kompressorens (10) bunn, hvilket rørs (39, 40) åpne ender er således anbragt i det første varmemedi-ums volumstrøm fra varmereservoaret til sugekretsløpets fordamper (7) at den ene rørende vender åpningen mot strømnings-retningen, mens den andre rørende vender åpningen med strøm-ningsretningen.

3. Anlegg som angitt i krav 1, karakterisert ved at den andre varmeveksler (6) er anbragt for varmeutveksling mellom det andre varmemedium umiddelbart før dette trer i varmeutvekslende forbindelse med trykkretsløpets kondensator (5) og kjølemiddelkondensatet umiddelbart efter at dette har vært i varmeutvekslende forbindelse med det andre varmemedium i kappen (3).