CH187961A - Heisswasseranlage, insbesondere Heisswasserfernheizung. - Google Patents

Description

      Heisswasseranlage,    insbesondere     ffeisswasserfernheizung.       Die Erfindung betrifft eine     Reisswasser-          anlage,    insbesondere     Heisswasserfernheizung     und besteht     darin,    dass das Heisswasser in       mindestens    einer Stufe seine Wärme direkt  an die Wärmeverbraucher abgibt, während  in     mindestens    einer nachgeschalteten Stufe  das Heisswasser durch eine Wärmepumpe  weiter abgekühlt und die daraus gewonnene  Wärme auf ein höheres Temperaturniveau  gefördert wird.

   Der     wärmeabgebende    Teil  der Pumpe kann an das     Heisswassernetz    an  geschlossen sein. Um eine Abschaltung der  Wärmepumpe zu ermöglichen, können ent  sprechende Umleitungen     vorgesehen    sein.  



  Durch die Erfindung werden verschie  dene Vorteile erreicht. Es kann in     erster          Linie    das     Heisswasser        tiefer    abgekühlt wer  den als dies ohne     Wärmepumpe    möglich  wäre. Im Falle einer Fernheizung wird die  in der Fernleitung zirkulierende Wasser  menge     verringert,    wodurch die Verwendung  kleinerer     Rohrdimensionen    möglich wird.

         Ausserdem    werden durch die tiefere Abküh  lung des Heisswassers die Wärmeverluste    der     Rücklaufleitung        verringert.    Erfolgt     die     Abkühlung des     Rücklaufwassers        bis    auf die  Umgebungstemperatur der     Rücklaufleitung,          bezw.    nahe daran, so ist eine Isolation der       Rücklaufleitung    nicht mehr notwendig, so  dass sich dadurch eine wesentliche     Senkung     der Anlagekosten ergibt.  



       Vorteilhafterweise    erfolgt die Einschal  tung der     Wärmepumpe    nur bei grosser Be  lastung der Heizung, also z.     BB.    nur bei     Voll-          last.    Bei Teillast kann die     Wärme    direkt an  die     Verbrauchsstellen,    abgegeben werden, wo  bei     Anlageteile    der eigentlichen Wärme  pumpe zu     Wärmeübertragungszwecken    her  angezogen werden können.  



  Einige Ausführungsbeispiele des Erfin  dungsgegenstandes sind auf der     Zeichnung          schematisch        .dargestellt.     



       Fig.    1 zeigt die     Einschaltung    einer  Wärmepumpe mit .getrenntem     Wärmeträger.     Das Heisswasser gelangt aus dem Kessel 1.       z.    B. mit einer Temperatur von<B>180'</B> C  durch     den,    Vorlauf 2 in eine erste Wärme  umformstelle 3, an welche eine Wärmever-           brauchsstelle        3*    angeschlossen     ist    und gibt  an dieselbe einen Teil seiner Wärme ab. Das  aus dieser ersten .Stufe, z.

   B. mit einer Tem  peratur von<B>SO'</B> C abfliessende Heisswasser  gelangt durch die     Leitung    4 in den Ver  dampfer 5 der-     Wärmepumpe,    in welchem es  seine Wärme an den in einem .geschlosse  nen Kreislauf 6 zirkulierenden besonderen       Wärmeträger    durch eine Austauschfläche  abgibt und diesen Wärmeträger im Ver  dampfer 5 zum Verdampfen bringt. Der in       irgend    einer Weise, z. B. durch einen Elek  tromotor, angetriebene Kompressor 7 saugt  diese Dämpfe an und     komprimiert    sie, wo  durch     denen    Temperatur erhöht wird. Die  Temperatursteigerung wird soweit getrieben,  z.

   B. auf<B>90'</B> C, dass, die Wärme zu Ge  brauchszwecken     nutzbar    gemacht werden  kann.     Im        Kondensator    8 (das heisst im       wärmeabgebenden;    Teil) der     Wärmepumpe     werden die verdichteten Dämpfe     verflüssigt.     Sie geben dabei ihre Wärme an das im Kon  densator 8 zirkulierende     Wärmetransportmit-          tel,    z. B. Wasser, ab, welches den Konden  sator als     Niederdruckdampf    oder als     heisses     Wasser verlässt.

   Das     Wärmetransportmittel          ist    für     Reizungs-    oder     Warmwasserberei-          tungszwecke    oder andere     Wärmebedürfnisse     in einem Verbrauchsnetz 9 frei verfügbar.  Die im Kondensator niedergeschlagenen  Dämpfe des Kreislaufes 6 gelangen durch  das Drosselorgan 10 in den Verdampfer 5,  in welchem der Kreislauf von neuem be  ginnt. Das durch die Wärmepumpe im Ver  dampfer 5 auf     tiefe    Temperatur z. B. 40   C  abgekühlte     Heisswasser    .gelangt durch den  Rücklauf 11 über die Pumpe 12 in den Kes  sel 1 zurück.  



  Durch die Abkühlung des Heisswassers in  einer     nachgeschalteten        Stufe    von<B>80'</B> auf  40' C     (mittleres        Temperaturniveau   <B>60'</B> C)  wird die     gewonnene    Wärme auf ein höheres       Temperaturniveau'    z. B.<B>90'</B> C des Netzes 9  gefördert.  



       In.        Fig.    2     ist        eine        Anlage    dargestellt,  welche     ,gegenüber    der Anlage von     F'ig.    1 den  Unterschied aufweist, dass, im Kondensator 8       ausser    der     Wärmeübertraggungsfläche    18 des         Wärmepumpenkreislaufes    eine     Wärmeüber-          tragungsfläche    14 vorgesehen ist, welche  durch :

  die     Umleitung    15 einerseits     direkt    an  die Leitung 4 des     Heisswassernetzes,    ander  seits durch die     Umleitung    16 an den Rück  lauf 11 angeschlossen ist. Um den Betrieb  der Anlage mit oder ohne Wärmepumpe zu  ermöglichen, sind im     Leitungssystem    Ab  schlussorgane 17 für den Verdampfer und 18  für die Übertragungsfläche 14 vorgesehen.

   Bei  normalem Wärmebedarf sind die     Abschluss-          organe    17 geschlossen., die     Abschlussorgane     18 geöffnet, so     dass    der Wärmebedarf im  Verbrauchsnetz 9 der     zweiten        Stufe    durch  den     Wärmeaustauscher    8 selbst gedeckt       wird.    Übersteigt     .der    Wärmebedarf ein ge  wisses Mass, so wird die Wärmepumpe einge  schaltet, nachdem die     Organe    17 geöffnet       sind,    so dass, die     Wärmezufuhr    im Konden  sator 8 nicht nur durch die Wärmeaustausch  fläche 14 erfolgt,

   sondern noch durch die       Wärmeaustauschfläche    13 der Wärmepumpe  gesteigert wird. Es     ist    auch möglich, durch  Schliessen der     Ventile    18 die     direkte    Über  tragung von Wärme durch die Austausch  fläche     144    abzustellen und die Deckung des  Wärmebedarfes des Verbrauchsnetzes 9 ganz  über die     Wärmepumpe    erfolgen zu     lassen.     



  In     Abb.    3     ist    ein     Ausführungsbeispiel     dargestellt, in welchem sowohl für den Be  trieb mit     Wärmepumpe    als auch ohne Wärme  pumpe eine einzige     Wärmeaustauschfläche     im     Kondensator    8 Verwendung findet.  



  Die     Wärmeabgabe    kann nicht nur     pri-          märseitig,    das heisst im     Wärmeumformer    3       und    im Verdampfer 5 der Wärmepumpe er  folgen, sondern es     sind    auch Mittel vorge  sehen, um die Wärmeaufnahme     sekundär-          seitig    stufenweise erfolgen zu lassen, das  heisst     im    Kondensator 8 der Wärmepumpe  und im     Wärmeumformer        3,.     



  Im Leitungsnetz sind     Abschlussorgane     17 für     den:    Verdampfer, 18 für den Konden  sator und 19     im.        Kreislauf    der     Wärme-          pumpe,    20, 21 und 2.2 im übrigen Leitungs  netz vorgesehen.

   Bei Betrieb     mit    der       Wärmepumpe    sind die     Abschlussorgane    17,  19 und 20 geöffnet, die     Abschlussorgane    18,      21 und 2.2 geschlossen, so dass die aus dem  Wärmeumformer 3 durch die Leitung 4 im  Verdampfer 5 abgegebene Wärme zur Er  zeugung einer höheren Temperatur im     Kon-          densator    8 herangezogen wird, durch welche  das aus dem Verbrauchsnetz 9 durch den       Kondensator    8 strömende     Wärmetransport-          mittel    auf eine höhere Temperatur gebracht  und durch die Leitung 2'3 wieder dem       Wärmeumformer    3 zugeführt wird.

   Dadurch  wird nicht nur eine Senkung der Tempera  tur in der     Rücklaufleitung    11, sondern auch  eine Verkleinerung des Bedarfes an Wärme  transportmittel erreicht. Wird in der Wärme  pumpe der gleiche Wärmeträger verwendet  wie im primären Kreislauf, z. B. Wasser, so  kann bei Betrieb ohne Wärmepumpe der  Kondensator als Wärmeumformer verwendet  werden. In diesem Fall sind die     Abschluss-          organe    18 in den     Leitungen    15, 16, sowie  die     Abschlussorgane    20 .geöffnet, die Organe  17, 19, 22 und 2:1 geschlossen.

   Der Konden  sator 8 kann aber auch ausgeschaltet wer  den, indem die     Abschlussorgane    21 und 22  geöffnet, die     Abschlussorgane    18, 17 und 20  geschlossen werden.  



  Im     Ausführungsbeispiel        Fig.    4 gelangt  das Heisswasser durch den Vorlauf 2 über  die     Wärmeumformstelle    3, an welche ein  W     ärmeverbrauchsnetz        3*        angeschlossen.    ist,  in .den Verdampfer 5, der in verschiedene  Stufen<I>a, b, c, d</I>     unterteilt    ist, in welchem  durch     Zerstäubung    das Heisswasser teilweise  verdampft und der übrigbleibende Teil durch  Leitungen 25, 2,6, 27 in die folgende Stufe  geleitet     und    dort ebenfalls zerstäubt wird.

    Die tiefste Druckstufe d ist durch die Lei  tung     .2,8    mit der     untersten        Ansaugedruckstufe,     die höchste     Druckstufe    a durch die Leitung  29 mit der höchsten     Ansaugedruckstufe    des  Verdichters 30, dessen Antrieb z. B. durch  einen Elektromotor 31 erfolgt, verbunden.

    Die verdichteten und erhitzten Dämpfe kön  nen in einem Umformer oder     Wärmeverbrau-          eher    nutzbar verwendet werden und gelangen  zu diesem Zweck durch die Leitung 32 in  den Kondensator 8, an welchen eine Wärme  verbrauchsstelle 3-3 angeschlossen ist, und    von dem das Kondensat durch die     Leitung     34 zur Fördervorrichtung 12 und von dort  in den Kessel 1 zurückgelangt. Das Kon  densat kann     statt    durch die Leitung 34     in     die Pumpe 12 auch durch die Leitung 35 in  den Verdampfer 5 zurückgefördert werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Heisswasseranlage, insbesondere Heisswas- serfernheizung, dadurch gekennzeichnet, dass das Heisswasser in mindestens einer Stufe seine Wärme direkt an die Wärmeverbrau cher abgibt, während in mindestens einer nachgeschalteten Stufe das Heisswasser durch eine Wärmepumpe weiter abgekühlt und die daraus ,gewonnene Wärme auf ein höheres Temperaturniveau gefördert wird.

   UNTERANSPRüCHE 1. Heisswasseranlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der wärme abgebende Teil der Wärmepumpe an das Heisswassernetz direkt angeschlossen ist. 2. Heisswasseranlage nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch Umleitungen, .durch welche eine Abschal tung der Wärmepumpe ermöglicht wird.

   3. Heisswasseranlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine stufen weise Erwärmung des sekundären Wärme trägers stattfindet, wobei dem Wärme träger zunächst durch den wIrmeabgeben- den Teil der Wärmepumpe und dann durch einen heisswasserbeheizten Umfor mer Wärme zugeführt wird.

   4. Heisswasseranlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Kreis lauf der Wärmepumpe ein anderer Wäxmeträger verwendet wird als in einem Teil der Heisswasseranlage. 5. Heisswasseranlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Kreislauf der Wärmepumpe der Wärmeträger des Primärsystems Verwendung findet.