DD219266A1 - Sicherheitsvorrichtung fuer waermepumpen- und kaelteanlagen mit fluessigkeitsbeaufschlagtem verdampfer bzw. kondensator - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung fuer den Betrieb von Waermepumpen- und Kaelteanlagen zur Vermeidung von Verschmutzungen des Waermetraegermediums und Zerstoerung der Anlage durch Fluessigkeitsaustausch zwischen Kaeltemittel, Oel und Waermetraegermedium im Havariefall. Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung einer Sicherheitsvorrichtung, die bei auftretenden Havarien eine selbstaendige Abschaltung der Anlage unter gleichzeitiger Abriegelung des im Verdampferkreislauf befindlichen Waermetraegermediums vom uebrigen Kreislauf. Erfindungsgemaess besteht die Sicherungsvorrichtung aus einem als Hochpunkt ausgebildeten Kaeltemittelwaechter, bestehend aus Gehaeuse, Ueberwurfkappe mit Elektroden und Entlueftungsventil sowie einem Schwellwertschalter besteht. Dabei ist der Kaeltemittelwaechter ueber einen Hilfsstromkreis mit dem Schwellwertschalter und ueber dessen Relais mit den im Vor- und Ruecklauf des Verdampferkreislaufes befindlichen Absperrorganen verbunden. Bei Havarien in das Waermetraegermedium gelangende Kaeltemittel verdampft und bewegt sich gasfoermig bis in den Hochpunkt, wo es sich zwischen den Elektroden anlagert und ueber eine Widerstandsaenderung des dort fliessenden Hilfsstromes die Ausloesung des Schwellwertschalters bewirkt.

Description

Sicherheitsvorrichtung für Wärmepumpen- und Kälteanlagen mit flüssigkeitsbeaufschlagtero Verdampfer bzw. Kondensator

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für den Betrieb von Wärmepumpen- und Kälteanlagen mit flüssigkeits- beaufschlagtem Verdampfer bzw· Kondensator zur Vermeidung von Verschmutzungen des Wärmeträgerniediums und gleichzeitigem Schutz der Anlage vor Zerstörungen durch Flüssigkeitsaustausch zwischen Kältemittel,öl und Wärmeträgermedium bei auftretenden Havarien·

f.P. 1983*

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Pur den Betrieb Von Wärmepumpenanlagen zur Raumheizung sind als Wärmequelle vorwiegend Ab-, Brauch-, Grund- und Oberflächenwasser bekannt, die beim Betrieb in der Regel keine zusätzlichen Sicherheitsvorrichtungen benötigen. Entsprechende Schaltungsanordnungen sind beispielsweise in DD-WP 119079, 122849, 141707 u.a. beschrieben. Aus DE - OS 2834442, 2939393 und 2939807 sind Wärmepumpenanlagen mit Trinkwasser als Wärmeträgermedium bekannt, wobei das Trinkwasser nach dem Wärmeentzug der Kanalisation oder wieder dem Trinkwassernetz zugeführt wird, bzw. im Erdreich versickert. Die dabei auftretenden Wasserverluste sind jedoch insbesondere beim Betrieb von Großwärmepumpen nicht vertretbar und die Rückführung in das Versorgungsnetz durch die vorhandene Verschmutzungsgefahr aus hygienischen Gründen nicht zu verantworten. Es wurde bereits vorgeschlagen, die Verschmutzung des 7/ärmeträgermediums dadurch auszuschließen, daß dae Wärmeträgermedium mit einem geringen Überdruck in den Verdampfer der Wärmepumpe eingeleitet wird, was Jedoch im Havafiefall zu einem unzulässigen Druckaufbau in der Wärmepumpe und damit zur Zerstörung derselben führen kann.

Insbesondere durch die verstärkte Anwendung von Wärmepumpenanlagen zur Wärmerückgewinnung aus einer Vielzahl flüssiger Medien, die vor Verschmutzung zu schützen sind, ist eine Betreibung derartiger Anlagen ohne zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen nicht mehr vertretbar.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Entwicklung einer Sicherheitsvorrichtung für Wärmepumpen- und Kälteanlagen mit flüssigkeitsbeaufschlagtem Verdampfer bzw.Kondensator, mit der im Havariefall eine Verschmutzung des Wärmeträgermediuras bei hoher Betriebssicherheit für die Anlage .selbst ausgeschlossen wird.

Darlegung des -Weaena der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch die Entwicklung einer Sicherheitsvorrichtung für Wärmepumpen- und Kälteanlagen mit flüssigkeitsbeaufschlagtem Verdampfer bzw. Kondensator den Betrieb solcher Anlagen so zu steuern, daß bei auftretenden Havarien eine selbständige Abschaltung dar Anlage unter gleichzeitiger Abriegelung des im Verdampferkreislauf befindlichen Wärmeträgermediums erfolgt, so daß kein Stoffaustausch zwischen dem abgeriegelten Medium zum übrigen Kreislauf erfolgen kann·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in den Wärmequellenkreislauf nach der Verdampfereinheit bei Wärmepumpen, bzw· nach der Kondensatoreinheit bei Kälteanlagen eine Sicherheitsvorrichtung angeordnet ist, die aus einem als Hochpunkt ausgebildeten Kältewächter und einem Schwellwertschalter besteht· Der Kältewächter besteht aus einem Gehäuse mit aufschraubbarer Überwurfkappe, in welcher Elektroden und ein Entlüftungsventil angeordnet ist» Die Elektroden sind über einen Hilfsstromkreis mit dem Schwellwertschalter und über dessen Relais mit den im Vor- und fiücklauf des Wärmeträgerkreislaufes angeordneten Absperrorganen verbunden» Im Betriebszustand ist der als Hochpunkt ausgebildete Kältemittelwächter mit dem Wärmeträgermedium gefüllt und der Schwellwertschalter läßt über sein geschlossenes Heiais alle Schalthandlungen der Wärmepumpen- oder Kälteanlage zu· Gelangt im Havariefall Kältemittel in das Wärmeträgermedium, verdampft es und wird in Strömungsrichtung gasförmig bis in den Kältemittelwächter fortbewegt, wo es sich zwischen den in der Überwurfkappe befindlichen Elektroden anlagert und durch eine Widerstandsänderung des dort fließenden Hilfsstromes zur Auslösung des Schwellwertschalters und damit über die im Gesamtsystem der Anlage vorhandene Sicherheitstechnik zur Abschaltung der Anlage bei gleichzeitiger Abriegelung des verunreinigten Wärmequellenabschnittes führt·

SIb weiteres Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung ist, daß zur Inbetriebnahme der Anlage zur Verhinderung des unbeabsichtigten Ansprechens des Kältemittelwächters durch dort angelagerte Luft parallel zum Schwellwertschalter ein Schließer mit selbständigem Rückgang angeordnet ist und bei größeren Anlagen zur Betätigung der Absperrorgane und zur Abschaltung der Anlage ein Hilfsachüta angeordnet ist.

Ausführungsbeispiel ,

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden* In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Figur 1 Aufbau des Kälteraittelwächters Figur 2 Übersiehtsschaltung

Der in der Rohrleitung 1 als Hochpunkt 2 angeordnete Kältend, ttelwächter besteht aus dem Gehäuse3mit gasdicht aufschraubbarer überwurfkappe 4, ia der zwei Elektroden 5 und ein Entlüftungsventil β angeordnet sind·

Die Elektroden 5 sind über einen Hilfsstromkreis 8 mit einem Schwellwertschalter 7 und über dessen Relais 17 mit den in der Vorlauf!eitung 14 und Rücklaufleitung 15 angeordneten Magnetventilen 9 und 10 verbunden· Zwischen dem Verdampfer der Wärmepumpe 13 und dem in der Rücklaufleitung 15 angeordneten Magnetventil 10 befindet sich eine ebenfalls über Steuerleitung zu bedienende selbständige Entleerung 16, die beim Schließen der Magnetventile 9 und 10 öffnet. Barallel zum Schwellwertschalter 7 ist ein Schließer 11 mit selbständigem Rückgang angeordnet·

Für die Inbetriebnahme der Anlage wird der Schließer 11 betätigt, um ein Ansprechen des Schwellwertschalters 7 durch das zwischen den Elektroden 5 evtl. angelagerte Luftpolster zu vermeiden und der als Hochpunkt ausgebildete Kältemittelwächter 2 über dessen Entlüftungsventil β vollständig mit dem Wärmeträgermedium gefüllt« >

Im Betriebszustand läßt der Schwellwertschalter 7 alle!Schalthandlungen der Wärmepumpen- oder. Kälteanlage zu· Gelangt bei Havarien austretendes Kältemittel in das Wärmeträgermedium,, verdampft es und wird in Strömungsrichtung gasförmig bis in den Kältemittelwächter 2 fortbewegt, wo es sich zwischen den dort befindlichen Elektroden 5 anlagert und durch eine Widerstandsänderung deä dort fließenden Hllfsstromes zur. Auslösung des Schwellwertschalters 7 und über dessen Relais zum Schließen der Magnetventile 9 und 10, öffnen der selbständigen Entleerung 16 und damit zur Abschaltung der Wärmepumpen- oder Kälteanlage führt. *'

Bei größeren Anlagen wird zur Betätigung der Absperrorgane, z.B. der Magnetventile 9 und 10 zusätzlich ein Hilfsschütz 12 zwischengeschaltet·

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß durch die Anordnung der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung in jedem Havariefall eine Abschaltung der Wärmepumpen- oder Kälteanlage durch den eintretenden Plüssigkeltsaustausch erfolgt und diese damit vor Zerstörung geschützt wird. Gleichzeitig erfolgt eine zuverlässige Absperrung des verunreinigten Wärmeträgermediums vom übrigen Kreislauf und selbständige Entleerung des verunreinigten Eohrleitungsabschnittes, so daß keine unzulässige Druckerhöhung auftreten kann. Positiv wirkt sich weiterhin aus, daß der Einbau der Vorrichtung auch bei bestehenden Anlagen ohne größerem Aufwand möglich ist.

Claims (3)

Erfindungsanspruch

1. Sicherheitsvorrichtung fur Wärmepumpen- und Kälteanlagen mit flüssigkeitsbeaufschlagtem Verdampfer bzw* Kondensator, gekennzeichnet dadurch, daß sie aus einem in der Rohrleitung (1) angeordneten Hochpunkt (2), bestehend aus dein Geheusa (3)₅ Überwurf kappe (4) und. in dieser angeordneten Elektroden (5) und Entlüftungsventil (6), sowie einem Schwellwertschalter (7) besteht, welcher über einen Hilfsstromkreis (8) mit den Elektroden (5) des Hochpunktes (2) und den im Vor- und Rucklauf angeordneten Absperrorganen (9 und 10),' ζ·Β· Magnetventilen, verbunden

2· Sicherheitsvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß parallel zum Schwellwertschalter (7) für die Inbetriebnahme der Anlage ein Schließer (11) mit' selbständigem Rückgang angeordnet ist.

3· Sicherheitsvorrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet * dadurch, daß bei größeren Anlagen zur Betätigung der Absperrorgane (.9 und 10) und Abschaltung der Anlage ein Hilfsschiitz (12) angeordnet ist.

(Hierzu 2 Blatt Zeichnungen)