DE3015746A1

DE3015746A1 - Waermepumpe

Info

Publication number: DE3015746A1
Application number: DE19803015746
Authority: DE
Inventors: Armand Bracht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-04-27
Filing date: 1980-04-24
Publication date: 1980-11-06
Also published as: IT8012520A0; IT1136184B; FR2455254A1

Description

Armand BRACHT,

31, rue du Rhin, KINGERSHEIM (Haut-Rhin, Frankreich)

Wärmepumpe

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Heizung von Räumen und/oder Wasser, insbesondere Brauchwasser, und hat eine Wärmepumpe zum Gegenstand.

Die bekannten Wärmepumpen bestehen in der Regel aus einem einerseits mit einem Verdampfer und andererseits mit einem Kondensator über Leitungen verbundenen Verdichter, wobei der Verdampfer die Umgebungswärme aufnimmt und sie mittels eines Kondensators, der zu diesem Zweck in einem Heisswassergefäss angeordnet sein kann, für die Erwärmung von Brauchwasser oder von Räumlichkeiten wieder zur Verfügung stellt.

Jedoch, bei solchen bekannten Pumpen sind die Energieverluste sowohl in bezug auf die Verbindungen mit dem Verdichter wie auch auf den Verdichter selbst beträchtlich.

Die thermischen Verluste lassen sich zwar teilweise durch eine Steigerung des Verdichtungsverhältnisses des Verdichters

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ausgleichen, so dass dem Kondensator heisseres Gas zugeführt wird ; diese Zunahme erfolgt jedoch auf Kosten einer Steigerung der Energieaufnahme des Verdichters, so dass folglich der Nutzeffekt keine Verbesserung erfährt«

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu überwinden«

Sie hat eine Wärmepumpe zum Gegenstand, die im wesentlichen aus einem mit einem Verdampfer und mit einem Doppelrohrkondensator verbundenen Verdichter besteht, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Verdichter durch den Kondensator umgeben und zusammen mit diesem in einem mit Isolierung ausgestatteten Gefäss angeordnet ist, wobei der Verdampfer ausserhalb dieses Gefässes angeordnet ist.

Gemäss einem Erfindungsmerkmal ist das äussere Rohr des Kondensators für einen Gegenstromumlauf der zu heizenden Flüssigkeit bestimmt und mit einem Warmflüssigkeitsbehälter oder einem anderen Verbraucherkreis verbunden.

Gemäss einer Variante der Erfindung umfasst die Wärmepumpe einen mit einem ersten Verdichter verbundenen Verdampfer, wovon das aussenliegende Rohr des Doppelrohrkondensators den Verdampfer eines zweiten Verdichters bildet, der das heisse Gas einem zweiten Doppelrohrkondensator zuführt, dessen aussenliegendes Rohr von der zu erhitzenden Flüssigkeit durchflossen wird, wobei die zwei Verdichter sowie die zwei Kondensatoren im selben mit einer Isolierung ausgestatteten Gefäss angeordnet sind, und wobei lediglich der Verdampfer des ersten Verdichters ausserhalb dieses Gefässes angeordnet ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind der nun folgenden Beschreibung von beispielshalber angeführten und bevorzugten Ausführungsformen anhand der

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- 4 schematischen Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen :

Figur 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemassen Wärmepumpe , und

Figur 2 eine der Figur 1 analoge Ansicht einer Variante der Erfindung.

Gemäss der Erfindung wie sie im einzelnen beispielshalber in Figur 1 dargestellt ist, besteht die Wärmepumpe aus einem Verdichter 1, der mit einem Verdampfer 2 und mit einem Doppelrohrkondensator 3 verbunden ist. Die Wärmepumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator 3 mit seinen Windungen den Verdichter 1 umgibt und dass das sich dadurch ergebende Aggregat in einem, mit einer Isolierung 5 ausgestatteten Gefäss 4 angeordnet ist, wobei lediglich der Verdampfer 2 ausserhalb des Gefässes 4 angeordnet ist.

Innerhalb des Gefässes 4 sind weiterhin der Antriebsmotor für den Verdichter 1, sowie das Ausdehnungsventil 7 bzw. Kapillarrohr angeordnet, das für die im unteren Teil des Kondensators 3 am Auslass des inneren Rohres des Kondensators 3 angesammelte kühlende Flüssigkeit versehen ist. Der Auslass des Ventils 7 ist mit dem Verdampfer 1 verbunden, der die Umgebungswärme aufnimmt, um die am Auslass des Ventils 7 herausströmende bzw. expandierte Flüssigkeit zu erhitzen und durch Wärmezufuhr in Gas umzuwandeln, das als kaltes Kühlgas dem Verdichter 2 zugeführt wird, worin es verdichtet wird und den Verdichter als heisses Gas wieder verlässt, das oben dem inneren Rohr des Kondensators 3 zugeführt wird. In dem Aussenrohr des Kondensators 3 findet ein Gegenstromumlauf von unten nach oben einer zu erwärmenden Flüssigkeit, wie z.B. Wasser statt, das die Wärme des durch den Verdichter komprimierten Gases aufnimmt, wobei dieses Gas bei der übergabe der Wärme innerhalb des Kondensators 3 verflüssigt wird. Bei seiner Bewegung im Aussenrohr des

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Kondensators 3 nimmt die zu heizende Flüssigkeit ebenfalls die vom Motor 6 sowie vom Verdichter 1 freigesetzte Verlustwärme auf, die durch das abgedichtete Gefäss 4 zurückgehalten wird. Auf diese Weise kommt es zu einer vollständigen Rückgewinnung der durch die verschiedenen Organe freigesetzten thermischen Energie, so dass der Leistungsgrad bedeutend verbessert wird« Die erfindungsgemässe Konstruktion erlaubt es nämlich thermische Verluste bei den verschiedenen Verbindungen zwischen dem Verdichter und dem Kondensator, die allsamt innerhalb des Gefässes 4 angeordnet sind, zu vermeiden. Weiterhin ist die Konstruktion der Pumpe einfacher und deshalb billiger im Kaufpreise

Die heisse Flüssigkeit wie ZoB„ heisses Wasser, das am Auslass des Aussenrohrs des Kondensators 3 zur Verfügung steht, lässt sich zur Erwärmung von Räumen oder von Brauchwasser unter Verwandung eines Warmwasserbehälters einsetzen, der ZoB₀ eine Einheit mit der Wärmepumpe bilden kannο

Die Figur 2 stellt eine Variante der Erfindung dar, in der zwei Verdichter reihengeschaltet sind, um eine Wärmepumpe hohen Wirkungsgrades in bezug auf Energie zu bilden„ Dabei ist ein erster Verdichter 8 mit einem Verdampfer 9 über das Innenrohr seines Doppelrohrkondensators 10 verbunden, sowie mit einem zweiten Verdichter 11 über das Aussenrohr seines Kondensators 10 verbunden, der den Verdampfer dieses zweiten Verdichters 11 bildet, wobei die zwei Verdichter 8 und 11 innerhalb eines mit einer Isolierung 13 versehenen Gefässes angeordnet sind. Die Verdichter 8 und 11 mit ihrem jeweiligen Motor sind jeweils von ihrem Doppelrohrkondensator 10 bzw. 14 genau wie beim Verdichter der Figur 1 umgeben, und die Ausdehnungsventile 15 und 16 oder Kapillarrohre des ersten Verdichters 8 und des zweiten Verdichters 11 sind ebenfalls im Gefäss 12 untergebracht.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung nimmt der erste

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Verdichter 8 die Umgebungswärme auf, um sie dem zweiten Verdichter 11 zuzuführen, der sie als Nutzwärme wieder zur Verfügung stellt, so dass sie zur Heizung von Räumen oder von Brauchwasser benutzt werden kann. Dabei nimmt der Verdampfer 9 des Verdichters 8 die Umgebungswärme auf, um das am Auslass des Ventils 15 zur Verfügung stehende Gas zu erhitzen, das dann im Verdichter 8 komprimiert und als heisses Gas in das Innenrohr des Kondensators 10 eingespeist wird, worin eine expandierde Kühlflüssigkeit in Gegenstrom fliesst, die vom Auslass des Ventils 16 kommt, wodurch das vom Verdichter 8 ausströmende Gas abgekühlt wird und sich wieder aufwärmt, um in Kaltgas umgewandelt zu werden, bevor es dem Verdichter 11 zugeführt wird, den es als warmes verdichtetes Gas verlässt, um alsdann dem Innenrohr des Verdichters 14 zugeführt zu werden. Das Aussenrohr des letzteren wird in Gegenstrom von einer zu erhitzenden Flüssigkeit wie z.B. Wasser durchflossen, die das Gas bis zur Verflüssigung abkühlte In der flüssigen Form fliesst es zurück zum Ventil 16» Die erwärmte Flüssigkeit wie z.B. Wasser steht dann oben im Kondensator 14 wieder zur Verfügung.

Bei einer solchen Atsführungsform ist die Arbeit der Rückgewinnung der Wärme und ihrer Verwendung praktisch in zwei verschiedenen Verfahren geteilt, so dass die mechanische Arbeitsleistung jedes Verdichters und deshalb seines jeweiligen Motors für dieselbe thermische Leistung reduziert werden kann. Deshalb kommt es zu einer noch weiteren Erhöhung des Leistungsgrades in bezug auf Energie für das ganze System.

In Anbetracht dessen, dass die erfindungsgemässe Wärmepumpe praktisch als zwei getrennte Elemente ausgebildet ist, d.h. als Verdampfer und als die anderen Organe umfassendes Gefäss, besitzt dieses bis zu seinem Aussenteil Verbindungen für den Verdampfer sowie für den Anschluss eines Verbraucherkreises

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für die Heissflussxgkeit oder eines Behälters für die Heissflüssigkeit und für den Stromanschluss für den oder die Elektromotoren, und ist es möglich den Anschluss einer solchen Pumpe mit dem Verdampfer einer Kältemaschine wie z.B. eines Kühlschranks oder einer Tiefkühltruhe oder derglo zu verbinden, um Kälte zu erzeugen, während die freigesetzte Wärme zurückgewonnen wirdο

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Claims

- PATENTANSPRÜCHE-

Wärmepumpe im wesentlichen mit einem mit einem Verdampfer und mit einem Doppelrohrkondensator verbundenen Verdichter, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (1) zusammen mit dem Kondensator (3) in einem mit Isolierung (5) ausgestatteten Gefäss (4) angeordnet ist, wobei der Verdampfer (2) ausserhalb dieses Gefässes angeordnet ist.

2» Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (3) den Verdichter (1) umgibt,-

3„ Wärmepumpe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Rohr des Kondensators (3) für einen Gegenstromumlauf der zu heizenden Flüssigkeit ausgelegt und mit einem Warmfliissigkeitsbehälter oder einem anderen Verbraucherkreis verbunden ist»

4ο Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3_S dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem mit einem ersten Verdichter verbundenen Verdampfer, wovon das aussenliegende Rohr des Doppelrohrkondensators den Verdampfer eines zweiten Verdichters bildet, der das heisse Gas einem zweiten Doppelrohrkondensators zuführt, dessen aussenliegendes Rohr von der zu erhitzenden Flüssigkeit durchflossen wird, wobei die zwei Verdichter sowie die zwei Kondensatoren im selben mit einer Isolierung ausgestatteten Gefäss angeordnet sind, besteht»

5„ Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäss aussen Verbindungen für den Verdampfer und für den Anschluss eines Warmwasserverbraucherkreises oder eines Warmwasserbehälters, sowie für den Stromanschluss des oder der Elektromotoren aufweist»

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