AT504564B1 - Wärmepumpe - Google Patents
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Description
(19)
österreichischesPatentamt (10) AT504 564B1 2008-09-15 (12) Patentschrift (21) Anmeldenummer: A 1941/2006 (51) Int. CI.8: F25B 1110 (2006.01) (22) Anmeldetag: 2006-11-23 (43) Veröffentlicht am: 2008-09-15 AT504 564B1 2008-09-15
(54) WÄRMEPUMPE (57) Eine Wärmepumpe führt ein Arbeitsmedium im Kreislauf und weist eine Drossel (3) und zwei Verdichter (4, 5) auf. In Strömungsrichtung des Arbeitsmediums (Pfeilrichtung 2) begrenzt die Drossel (3) mit dem ersten Verdichter (4) einen Niederruckbereich, der erste Verdichter (4) mit dem zweiten Verdichter (5) einen Mitteldruckbereich und der zweite Verdichter (5) mit der Drossel (3) einen Hochdruckbereich. Ausgehend von wenigstens einer Vorrichtung (1, 7, 15) zum Bereitstellen von thermischer Energie ist eine Leitung (8, 9) für ein wärmetragendes Medium zu einem Wärmetauscher (6) im Mitteldruckbereich angeordnet.
Die beiden Verdichter (4, 5) werden direkt über ein Photovoltaik-Element (1) mit Strom versorgt. Die anfallende Solarwärme wird einem Wärmetauscher (6) im Mitteldruckbereich zugeführt, womit der Druck des Arbeitsmediums erhöht und in gleichem Maße der Energieverbrauch des zweiten Verdichters (5) verringert wird. DVR 0078018 (56) (73)
Entgegenhaltungen: DE 278095C DE4415326C1 DE 10316165A1 US 2006/123838A1
Patentanmelder: STOJEC MARIO PAUL A-9431 ST. STEFAN IM LAVANTTAL (AT) 2 AT 504 564 B1
Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe mit zwei Verdichtern und einer Drossel, welche einen Kreislauf eines wärmetragenden Arbeitsmediums in einen Nieder-, einen Mittel- und einen Hochdruckbereich einteilen, und mit wenigstens einem Wärmetauscher, wobei zwischen den zwei Verdichtern der Mitteldruckbereich begrenzt ist und wobei im Mitteldruckbereich ein Wärmetauscher angeordnet ist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe, mit welcher ein Arbeitsmedium in einem Niederdruckbereich und einem Hochdruckbereich auf unterschiedliche Temperatur- und Druckniveaus gebracht wird, wobei durch Anordnen von zwei Verdichtern ein Mitteldruckbereich gebildet wird.
Das Arbeitsprinzip von Wärmepumpen sowie Wärmepumpen zum Heizen oder Kühlen von Gebäuden sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei wird ein Arbeitsmedium, wie ein Kältemittel, wechselweise durch Aufbringen von mechanischer Arbeit verdichtet, d.h. auf ein höheres Temperaturniveau gebracht, und unter Abgabe von mechanischer Arbeit expandiert, d.h. auf ein niedrigeres Temperaturniveau gebracht.
Bei solchen Wärmepumpen ist es bekannt, zum Erhöhen des Temperaturniveaus einen Verdichter zu verwenden, wobei der Verdichter einen Bereich mit niedrigem Druck ("kalte Seite") und einen Bereich mit hohem Druck ("warme Seite") trennt. Zum Absenken des Temperaturniveaus kann ein Expansionsventil verwendet werden, welches ebenfalls eine zweite Trennstelle zwischen der kalten und der warmen Seite der Wärmepumpe darstellt. Die Verdichterarbeit, um das Arbeitsmedium von einem niedrigen auf einen hohen Druck zu bringen, stellt in der Wärmepumpe einen sehr energieaufwändigen Vorgang dar. Nachteilig bei solchen Wärmepumpen ist allerdings, dass eine Druckerhöhung des Arbeitsmediums vor dem Verdichter nicht möglich ist, ohne die Kühlleistung der "kalten Seite" zu beeinträchtigen. Wärmepumpen mit mehrstufiger Verdichtung sind aus der DE 278 095 C, der US 2006/123 838 A1 und aus der DE 44 15 326 C1 bekannt. Weiters ist aus der DE 103 16 165 A1 bekannt, dass die Verdichter mit Strom einer Photovoltaikanlage versorgt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Wärmepumpe sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Wärmepumpe zur Verfügung zu stellen, mit denen der angesprochene Nachteil überwunden wird und darüber hinaus weitere Energieeinsparungen erzielt werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Wärmepumpe, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.
Des Weiteren wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 12 aufweist.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Wärmepumpe ausgehend von wenigstens einer Vorrichtung zum Bereitstellen von thermischer Energie eine Leitung für ein wärmetragendes Medium zum Wärmetauscher im Mitteldruckbereich angeordnet ist, kann dem Mitteldruckbereich zusätzlich auch weitere Wärme zugeführt werden, ohne dass die Kühlleistung der "kalten Seite" beeinträchtigt wird, wobei die Energiebilanz der Wärmepumpe verbessert wird. Der Hoch- und Niederdruckbereich inklusive der Drossel kann wie aus dem Stand der Technik bekannt ausgeführt sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Verdichter zwischen Niederdruck- und Mitteldruckbereich angeordnet ist und der zweite Ver- 3 AT 504 564 B1 dichter zwischen Mitteldruck- und Hochdruckbereich. Im Weiteren wird der erste Verdichter als Mitteldruckverdichter und der zweite Verdichter als Hochdruckverdichter bezeichnet.
Das Zuführen von weiterer Wärme in den Mitteldruckbereich kann im Rahmen der Erfindung einerseits derart erfolgen, dass Wärme aus dem Hochdruckbereich in den Mitteldruckbereich rückgeführt wird (Vorwärmen des Arbeitsmediums). Dies ist insbesondere beim Kühlbetrieb der Wärmepumpe von Vorteil wenn die Hochdrucktemperatur nicht zum Heizen benötigt wird. Da erfindungsgemäß im Mitteldruckbereich ein Wärmetauscher angeordnet ist, kann die Temperatur des Arbeitsmediums im Hochdruckbereich über diesen Wärmetauscher auf das Arbeitsmedium im Mitteldruckbereich übertragen werden. Die in den Mitteldruckbereich eingebrachte Wärme erhöht den Druck des Arbeitsmediums. Somit wird durch die Wärmerückführung der Hochdruckverdichter entlastet und dessen Stromverbrauch reduziert, womit sich gleichfalls die Leistungszahl der Wärmepumpe verbessert. Die Reduzierung des Stromverbrauches erfolgt im Wesentlichen proportional dazu, wie der Druck im Mitteldruckbereich durch Zufuhr von Wärme steigt. Ein weiterer Vorteil der Energierückführung ist, dass die überschüssige Wärme nicht mehr an die Umgebung abgegeben werden muss.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung können in den Mitteldruckbereich Temperaturen eingespeist werden, die zwischen den Temperaturen im Niederdruckbereich und dem Hochdruckbereich liegen, z.B. im Bereich von ca. 0 °C bis 100°C. Dieser Temperaturbereich ist so ausgelegt, dass in den Mitteldruckbereich auch direkt thermische Energie, d.h. Wärme, von zusätzlichen Vorrichtungen zum Bereitstellen von Energie, wie z.B. Photovoltaik-oder Thermovoltaik-Elementen, sowie Energie aus Prozess- oder Abwärme oder aus einer Kühlvorrichtung, z.B. zur Kühlung von Photovoltaik- und/oder Thermovoltaik-Elementen, eingespeist werden kann, womit weiterhin in erheblichem Maße Energiekosten eingespart werden.
Mit der Vorrichtung zum Bereitstellen von Energie, wie das Photovoltaik-Element, kann ebenfalls der Großteil der elektrischen Energie für die beiden Verdichter selbst erzeugt werden, wobei die anfallende Solarwärme direkt zur Druckerhöhung des Arbeitsmediums im Mitteldruckbereich genutzt werden kann.
Durch die erfindungsgemäßen zwei Verdichter der Wärmepumpe ist also eine Energierückführung und/oder eine zusätzliche Energiezuführung vor dem Hochdruckverdichter möglich, ohne die Kälteleistung der Wärmepumpe zu negativ beeinflussen.
Weitere Einzelheiten Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen, in welchen ein bevorzugte Ausführungsform dargestellt ist.
Es zeigt Fig. 1 ein Fließschema der erfindungsgemäßen Wärmepumpe in Form einer Kältemaschine und Fig. 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmepumpe in schematischer Darstellung.
In Fig. 1 ist ein stark vereinfacht dargestelltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wärmepumpe in einer noch zu beschreibenden Verbindung mit einem Photovoltaik-Element 1 als Vorrichtung zum Bereitstellen von thermischer und elektrischer Energie gezeigt.
In der als Kältemaschine ausgeführten Wärmepumpe wird ein Kältemittel als Arbeitsmedium in Pfeilrichtung 2 im Kreislauf geführt. Der Kältemittelkreislauf lässt sich in drei Bereiche unterteilen: ein Bereich, in welchem das Kältemittel in der Wärmepumpe einen niedrigen Druck und eine niedrige Temperatur (z.B. 20°C) aufweist (im Weiteren als Niederdruckbereich bezeichnet), einen Bereich, in welchem das Kältemittel einen höheren Druck und eine höhere Temperatur (z.B. 60°C) aufweist (im Weiteren als Hochdruckbereich bezeichnet) und einen zusätzlichen Bereich, in welchem Druck und Temperatur des Kältemittel zwischen den beiden vorgenannten Bereichen liegt (im Weiteren als Mitteldruckbereich bezeichnet). 4 AT 504 564 B1
Der Niederdruckbereich ist in Strömungsrichtung des Kältemittels (Pfeilrichtung 2) begrenzt durch eine Drossel 3 und einen ersten Verdichter 4, wobei der erste Verdichter 4 (Mitteldruckverdichter) das Kältemittel auf die im Mitteldruckbereich herrschenden Drücke und Temperaturen verdichtet. Die Drossel 3 ist in der gezeigten Ausführungsform ein regelbares, elektronisches Expansionsventil und steuert den Volumenstrom des Kältemittels, welcher den Energieumsatz der Wärmepumpe bestimmt. Der Hochdruckbereich ist in Strömungsrichtung des Kältemittels (Pfeilrichtung 2) begrenzt durch einen zweiten Verdichter 5 und der Drossel 3, wobei der zweite Verdichter 5 (Hochdruckverdichter) das Kältemittel auf die im Hochdruckbereich herrschenden Drücke und Temperaturen verdichtet und die Drossel 3 das Kältemittel auf die im Niederdruckbereich herrschenden Drücke und Temperaturen expandiert. Durch die bei der Drossel 3 erwirkte Temperaturabsenkung des Kältemittels kann die Kälte für Verbrauchergeräte, wie z.B. Kühlschränke, Gefriertruhen oder dergleichen, bereitgestellt werden. Sowohl im Niederdruck- als auch im Hochdruckbereich sind Wärmetauscher vorgesehen, deren genauere Bestimmung noch beschrieben wird.
Erfindungswesentlich ist, dass zwischen dem ersten Verdichter 4 und dem zweiten Verdichter 5 der Mitteldruckbereich geschaffen ist, in welchen vor dem zweiten Verdichter 5 Energie in Form von Wärme eingebracht werden kann, ohne die Kälteleistung im Niederdruckbereich zu verändern, da der erste Verdichter 4 als Druckbarriere wirkt, wenn in den Mitteldruckbereich thermische Energie eingebracht wird. Im folgenden werden zwei Varianten angesprochen, wie Energie in den Mitteldruckbereich eingebracht wird, wobei im Rahmen der Erfindung auch andere Möglichkeiten denkbar sind.
Eine Möglichkeit der Energieeinspeisung ist die Wärmerückführung vom Hochdruckbereich in den Mitteldruckbereich. Diese thermische Energierückführung ist bei Ausführung der Wärmepumpe als Kältemaschine besonders von Vorteil, da die Heizleistung im Hochdruckbereich nicht benötigt wird. Dafür ist zwischen dem ersten Verdichter 4 und dem zweiten Verdichter 5 ein Wärmetauscher 6 angeordnet. Ausgehend von einem im Hochdruckbereich, d.h. in Strömungsrichtung des Kältemittels (Pfeilrichtung 2) nach dem zweiten Verdichter 5, angeordneten Wärmetauscher 7, über den die Heizleistung sonst auch zur Heiß- oder Brauchwasseraufbereitung 16 genutzt werden könnte, verläuft eine Leitung 8, welche in den Wärmetauscher 6 mündet. Die so in den Mitteldruckbereich eingespeiste (rückgeführte) Wärme hebt den Druck des Kältemittels vor dem zweiten Verdichter 5, wodurch dessen Drehmoment zum Verdichten des Kältemittels auf den im Hochdruckbereich herrschenden Druck kleiner wird. Der Stromverbrauch des Zweiten Verdichters 5 verringert sich um den Teil der eingespeisten Energie, mit der Folge, dass die Leistungszahl und die Energiebilanz der Wärmepumpe optimiert wird.
Eine weitere Möglichkeit der Energieeinspeisung in den Mitteldruckbereich ist die Wärmezuführung vom Photovoltaik-Element 1. Diese thermische Energiezuführung kann z.B. mittels eines Mediums, welches zuvor zur Kühlung des Photovoltaik-Elements 1 eingesetzt wurde, erfolgen (dabei kann auch die durch die Wärmepumpe erzeugte Kälteleistung direkt zur Kühlung des Photovoltaik-Elements 1 genutzt werden). Hierzu ist ausgehend vom Photovoltaik-Element 1 eine Leitung 9 vorgesehen, die in den Wärmetauscher 6 mündet. Der Temperaturbereich, der innerhalb des Mitteldruckbereichs eingespeist wird, ist so ausgelegt, dass die vom Photovoltaik-Element 1 zugeführte Wärme den gewünschten Wirkungsgrad erzielt.
Die direkte Anbindung des Photovoltaik-Elements 1 an die Wärmepumpe ist am besten aus Fig. 2 ersichtlich und wird im Folgenden anhand eines in der Praxis bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert:
Mit dem Photovoltaik-Element 1 wird elektrische Energie erzeugt, mit welcher beiden Verdichter 4, 5 mit ganz oder teilweise Solarenergie betrieben werden. Die dabei anfallende Solarwärme wird wie oben beschrieben direkt zur Druckerhöhung des Kältemittels im Mitteldruckbereich der Wärmepumpe genutzt. Die durch die Wärmepumpe erzeugte Kälteleistung wird direkt zur Kühlung des Photovoltaik-Elements 1 eingebracht. Die elektrische Leistung des Photovoltaik-
Claims (5)
- 5 AT 504 564 B1 Elements 1 kann so bis zu 30% gesteigert werden. Die Einsparung an elektrischer Energie liegt bei dieser Wärmepumpe bei bis zu 50% gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Wärmepumpen. In der Sommerzeit ist eine Selbstversorgung mit elektrischer Energie von bis zu 90% für die Kühlleistung von Gebäuden zu erreichen, wobei im Kühlbetrieb durch die erfindungsgemäße Rückführung der Heizleistung in den Mitteldruckbereich weiterhin der elektrische Energieverbrauch gesenkt wird. Die Energie des Photovoltaik-Elements 1 wird bei dessen direkter Anbindung an die Wärmepumpe einem DC/DC-Wandler 10 zugeführt. Über den DC/DC-Wandler 10 ist das Photovoltaik-Element 1 mit einem Frequenzumrichter 11 verbunden. Mittels einer Vorrichtung 12 zur Leistungsmessung und einem Steuerungssystem 13 wird die vom Photovoltaik-Element 1 zu liefernde Energie an den von der Wärmepumpenleistung abhängigen Energiebedarf der beiden Verdichter 4, 5 angepasst. Der Frequenzumrichter 11 bedient die beiden Verdichter 4, 5 mit variabler Frequenz zur Steuerung der Verdichterleistungen. Im Rahmen der Erfindung können alternativ oder zusätzlich zum Photovoltaik-Element 1 auch Thermovoltaik-Elemente 15 als Vorrichtung zum Bereitstellen von thermischer und/oder elektrischer Energie vorgesehen sein. Die Thermovoltaik-Elemente 15 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel in Form von Thermogeneratoren im Wärmetauscher 7 angeordnet, können jedoch auch in weiteren Wärmetauschern der Wärmepumpe angeordnet werden. Die Einspeisung von thermischer Energie in den Mitteldruckbereich erfolgt über die Leitung 9. Die erzeugte elektrische Energie wird analog zum Photovoltaik-Element 1 über einen DC/DC-Wandler 10 dem Frequentumrichter 11 zugeführt und mit dem Steuersystem 13 und der Vorrichtung 12 zur Leistungsmessung an den Energiebedarf der Verdichter 4, 5 angepasst. Die Wärmepumpe kann mit dem Ventil 14 jeweils vom Heizbetrieb in den Kühlbetrieb umgeschaltet werden. Im Rahmen der Erfindung wird bevorzugt ein Kältemittel als Arbeitsmedium verwendet, welches bei ungewolltem Austritt aus der Wärmepumpe möglichst wenig schädlichen Einfluss auf die Umwelt und insbesondere auf die Ozonschicht der Erde ausübt. Weitere in Fig. 2 dargestellte Bauteile der erfindungsgemäßen Wärmepumpe, wie die Anbindung an ein Wärmereservoir 17, z.B. Erdwärme aus Grundwasser, oder die Anbindung an ein Verbrauchergerät 18, z.B. ein Kühlschrank, oder die Anbindung an das elektrische Netz 19, können auf an sich aus dem Stand der Technik bekannte Weise ausgeführt sein. Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel wie folgt beschrieben werden: Eine Wärmepumpe führt ein Arbeitsmedium im Kreislauf und weist eine Drossel 3 und zwei Verdichter 4, 5 auf. In Strömungsrichtung des Arbeitsmediums (Pfeilrichtung 2) begrenzt die Drossel 3 mit dem ersten Verdichter 4 einen Niederruckbereich, der erste Verdichter 4 mit dem zweiten Verdichter 5 einen Mitteldruckbereich und der zweite Verdichter 5 mit der Drossel 3 einen Hochdruckbereich. Ausgehend von wenigstens einer Vorrichtung 1,7, 15 zum Bereitstellen von thermischer Energie ist eine Leitung 8, 9 für ein wärmetragendes Medium zu einem Wärmetauscher 6 im Mitteldruckbereich angeordnet. Die beiden Verdichter 4, 5 werden direkt über ein Photovoltaik-Element 1 mit Strom versorgt. Die anfallende Solarwärme wird einem Wärmetauscher 6 im Mitteldruckbereich zugeführt, womit der Druck des Arbeitsmediums erhöht und in gleichem Maße der Energieverbrauch des zweiten Verdichters 5 verringert wird. Patentansprüche: 1. Wärmepumpe mit zwei Verdichtern (4, 5) und einer Drossel (3), welche einen Kreislauf eines wärmetragenden Arbeitsmediums in einen Nieder-, einen Mittel- und einen Hoch- 6 AT 504 564 B1 druckbereich einteilen, und mit wenigstens einem Wärmetauscher (6, 7), wobei zwischen den zwei Verdichtern (4, 5) der Mitteldruckbereich begrenzt ist und wobei im Mitteldruckbereich ein Wärmetauscher (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von wenigstens einer Vorrichtung (1, 7, 15) zum Bereitstellen von thermischer Energie eine Leitung (8, 9) für ein wärmetragendes Medium zum Wärmetauscher (6) im Mitteldruckbereich angeordnet ist. 2. Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums (Pfeilrichtung 2) gesehene erste Verdichter (4) zwischen Niederdruck-und Mitteldruckbereich angeordnet ist und der zweite Verdichter (5) zwischen Mitteldruck-und Hochdruckbereich. 3. Wärmepumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend vom Hochdruckbereich eine in den Wärmetauscher (6) im Mitteldruckbereich mündende Leitung (8) angeordnet ist. 4. Wärmepumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Bereitstellen von thermischer Energie ein im Hochdruckbereich angeordneter Wärmetauscher (7) ist. 5. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (3) ein elektronisch regelbares Expansionsventil ist. 6. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Vorrichtung (1, 15) zum Bereitstellen von thermischer Energie eine Vorrichtung (1, 15) zum Bereitstellen von thermischer und elektrischer Energie ist. 7. Wärmepumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe einen Frequenzumrichter (11) aufweist, und dass der Frequenzumrichter (11) mit einer Vorrichtung (1, 15) zum Bereitstellen von thermischer und elektrischer Energie verbunden ist. 8. Wärmepumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Frequenzumrichter (11) und der Vorrichtung (1, 15) zum Bereitstellen von thermischer und elektrischer Energie ein DC/DC-Wandler (10) angeordnet ist. 9. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zum Bereitstellen von thermischer Energie ein Photovoltaik-Element (1) ist. 10. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (15) zum Bereitstellen von thermischer Energie ein Thermovoltaik-Element (15) ist. 11. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des über die Leitung (8, 9) in den Wärmetauscher (6) eingespeisten wärmetragenden Mediums im Mitteldruckbereich zwischen der im Niederdruckbereich vorliegenden Temperatur und der im Hochdruckbereich vorliegenden Temperatur liegt.
- 12. Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe, mit welcher ein Arbeitsmedium in einem Niederdruckbereich und einem Hochdruckbereich auf unterschiedliche Temperatur- und Druckniveaus gebracht wird, wobei durch Anordnen von zwei Verdichtern (4, 5) ein Mitteldruckbereich gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von wenigstens einer Vorrichtung (1, 7, 15) zum Bereitstellen von thermischer Energie zusätzlich weitere Wärme in den Mitteldruckbereich eingespeist wird.
- 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlich in den Mittel- 7 AT 504 564 B1 druckbereich zugeführte Wärme durch das Kühlen einer Vorrichtung (1) zum Bereitstellen von thermischer Energie erhalten wird.
- 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Vorrichtung (1, 15) zum Bereitstellen von thermischer Energie als Vorrichtung (1, 15) zum Bereitstellen von thermischer und elektrischer Energie verwendet wird und dass die Verdichter (4, 5) mit dem durch die Vorrichtung (1, 15) zum Bereitstellen von thermischer und elektrischer Energie erzeugten Strom betrieben werden.
- 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Wärme aus dem Hochdruckbereich in den Mitteldruckbereich rückgeführt wird. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen
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Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101424132B (zh) * | 2008-11-18 | 2013-03-20 | 浙江正理生能科技有限公司 | 空气源热泵热水器游泳池恒温系统 |
| AU2010309437B2 (en) * | 2009-10-21 | 2016-05-26 | Dzsolar Ltd | Temperature control system |
| DE102013005035B4 (de) * | 2013-03-25 | 2017-02-23 | Ratiotherm Heizung + Solartechnik Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Einkopplung von Wärme aus einem Nahwärmenetz |
| DE102017207634A1 (de) * | 2017-05-05 | 2018-11-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zur Fermentation |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE278095C (de) * | ||||
| DE4415326C1 (de) * | 1994-05-02 | 1995-06-08 | Buse Gase Gmbh & Co | Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Gasen und Gasgemischen mit CO¶2¶ |
| DE10316165A1 (de) * | 2003-04-09 | 2004-10-28 | Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH | Solare Kompakt-Milchkühlunit |
| US20060123838A1 (en) * | 2002-12-16 | 2006-06-15 | Yongzhang Yu | Refrigeration system and compressor thereof |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3600904A (en) * | 1969-05-27 | 1971-08-24 | Emerson Electric Co | Control for refrigeration system |
| DE2834075A1 (de) * | 1978-08-03 | 1980-02-28 | Audi Nsu Auto Union Ag | Kompressions-waermepumpe |
| JP2003336930A (ja) * | 2002-05-23 | 2003-11-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 太陽光発電ヒートポンプ装置 |
| JP4036864B2 (ja) * | 2004-12-27 | 2008-01-23 | 三洋電機株式会社 | 太陽光発電システム |
-
2006
- 2006-11-23 AT AT19412006A patent/AT504564B1/de not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-11-22 EP EP07450207A patent/EP1925892A3/de not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE278095C (de) * | ||||
| DE4415326C1 (de) * | 1994-05-02 | 1995-06-08 | Buse Gase Gmbh & Co | Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Gasen und Gasgemischen mit CO¶2¶ |
| US20060123838A1 (en) * | 2002-12-16 | 2006-06-15 | Yongzhang Yu | Refrigeration system and compressor thereof |
| DE10316165A1 (de) * | 2003-04-09 | 2004-10-28 | Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH | Solare Kompakt-Milchkühlunit |
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