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Bivalente Heizanlage
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Die Erfindung bezieht sich auf eine bivalente Heizanlage mit einer
direkt befeuerten Absorptionswärmepumpe, deren Kältemittelkreislauf über Wärmetauscher
mit einem Heizmittelkreislauf zur Raumheizung gekoppelt ist, wobei bei einem vorbestimmten
Wert der Außentemperatur die Brennstoffzufuhr zum Brenner der Wärmepumpe erhöhende
und d.eren Kältemittelkreislauf vom Wärmepumpenbetrieb auf Wärmetauscherbetrieb
umschaltende Steuermittel vorgesehen sind, nach Patent . ... ... (Patentanmeldung
P 27 58 773.1).
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Dem Hauptpatent liegt d.ie Aufgabe zugrunde, eine bivalente Reiz anlage
so auszugestalten, daß sie ohne eine Uberdlmensionierung der Wärmepumpe und ohne
zusätzliche konventionelle Heizung in der Lage ist, den Wärmebedarf eines zu beheizend.en
Objektes unabhärigig von d.er Außentemperatur zu decken.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Steuermittel vorgesehen sind,
durch welche bei einem vorbestimmten Wert der Außentemperatur die Brennstoff zufuhr
zum Brenner der Wärmepumpe erhöht und deren Kältemittelkreislauf vom Wärmepumpenbetrieb
auf reinen Wärmetauscherbetrieb umgeschaltet wird. Versuche haben ergeben, daß es
in bezug auf die partiell auf den einen Generator für den Wärmepumpen- und Wärmetauscherkreislauf
darstellenden Kocher einwirkende Temperaturen und in bezug auf die Rauchgasabführung
Schwierigkeiten ergibt, wenn man die Heizleistung eines einzigen Brenners beispielsweise
um den vierfachen Wcrt erhöht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
bivalente Heizanlage der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine auch
mehrfache Erhöhung der Heizleistung für den Wärmetauscherbetrieb mit einfachen Mitteln
und ohne nachteilhafte Auswirkungen in bezug auf den Kocher und dessen Umgebung
realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zusätzlich
zu dem für den Wärmepumpenbetrieb ausreichenden Brenner wenigstens ein weitererß
bei Wärmetauscherbetrieb zuschaltbarer Brenner vorgesehen ist. Dabei ist es vorteilhaft,
wenn der zusätzliche Brenner an einer in bezug auf den für den reinen Wärmepumpenbetrieb
vorgesehenen Brenner anderen Stelle auf den, einen Generator für den Wärmepumpen-
und WärmetauscheMcreislauf darstellenden Kocher einwirkt. Auf diese Weise werden
zum einen Probleme hinsichtlich einer extremen Dimensionierung bei Vorhandensein
nur eines Brenners vermieden und zum anderen eröffnet sich die Nöglichkeit, partielle
Extremtemperatur am Kocher sowie Schwierigkeiten hinsichtlich der erhöhten Rauchgasabführung
so vermeiden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist für den Kocher
ein ringförmiger, im wesentlichen zylindrische Innen- und Außenwandungen aufweisender
Behälter vorgesehen, in Höhe dessen axialer,von der Innenwandung umschlossener Rohröffnung
der für den Wärmepumpenbetrieb vorgeseheneBrenner angeordnet ist, während wenigstens
ein zusätzlicher Brenner entlang der Außenwandung des Kochers placiert ist derart,
daß dessen Rauchgase die Außenwandung halbkreisförmig umströmen. Auf diese Weise
wird eine weitgehend vollständige Trennung der Rauchgasführungen für die unterschiedlichen
Brenner erzielt, wobei die Wärmeenergie samtlicher Brenner durch d.as Vorhandensein
von großen Wärmetauscherflächen weitestgehend optimal ausgenützt werden kann. Dabei
is, es vorteilhaft, wenn der zylindrische, eine axiale Rohröffnung aufweisende Kocher
von einer peripheren Hülle umgeben ist, wobei zumindest der zusätliche Brenner zwischen
der Außenwandung des Kochers und dieser Hülle angeordnet ist. Es ist ferner vorteilhaft,
wenn diese Hülle im Anschluß an die voneinander weitgehend. getrennten Rauchgasführungen
einen Abgas schacht aufweist, in welchen beide Rauchgasführungen einmünden.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem in der Zeichnung
dargestellten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Es zeigt Fig. 1 eine schematisch dargestellte Ausführung einer bivalenten
fiel anlage gemäß dem Hauptpatent, Fzg. 2 eine schematische Schnittdarstellung des
wesentlichen Teiles der erfindungsgemäßen Heizanlage, Fig. 3 eine Draufsicht auf
die Einrichtung gemäß Fig. 2 in schematischer Darstellung.
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Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Wärmepumpe besteht aus einem
Gasbrenner 1, dem Generator oder Kocher 2, in dem sich ein Ammoniak/Wasser-Kältemittelgemisch
befindet, einem Kältemittelkreislauf 3, der einen Kondensator 4 und einen Verdampfer
5 sowie einen Ab rber 6 enthält, wobei letzterer über die Vorlaufleitung 7 für arc
Lösung und. die Rücklaufleitung 8 für reiche Lösung mit dem kocher 2 verbunden ist.
Die Vor- und Rücklaufleitungen 7, 8 sind zwischen Kochen 2 und Absorber 6 über einen
Wärmetauscher 9 geführt. Außerdem ist in der Vorlaufleitung 7 ein Drosselventil
10 und. in der Rücklaufleitung 8 eine P-impe 11 vorgesehen. Ein Heizmittelkreislauf
13, der eine Umwälzpumpe 14 sowie mehrere Raumheizkörper 15 aufweist, ist über einen
Wärmetauscher 16 mit d.em Kondensator 4 und über einen weiteren Wärmetauscher 17,
der als Rieseltauscher ausgebildet ist, mit dem Absorber 6 gekoppelt. In den Kälte
mittelkreislauf 3 ist zwischen dem Verdampfer 5 und dem Absorber 6 e:in Magnetventil
18 und ein weiteres Magnetventil 19 in der Vorlaufleitung 7 zwischen dem Kocher
2 und dem Wärmetauscher 9 eingeschaltet. Außerdem ist eine den Wärmetauscher 9 und
das Drosselventil 10 überbrückende Umgehung;sleitung 20 vo-raresehen, die ein weiteres
Magnetventil 21 enthält. Die Magnetventile 18 und 19 werden durch einen bei einer
vorje stimmten Auß entemp eratur ansprechenden Temperaturs chal t er 22 geschlossen
und das Magnetventil 21 geöffnet. Außerdem wird die Leistung des Brenners 1 auf
einen höheren, beispielsweise vierfachen Wert erhöht. Bis zu der Umschalttemperatur
wird die dargestellte Wärmepumpe in bekannter Weise betrieben. Nach der Umschaltung,
die eine Unterbrechung des Kühlmittelkreislaufes 3 und des Vorlauf es 7 für arme
Lösung sowie eine Überbrückung des Wärmetaischers 9 und des Drosselventiles 10 zur
Folge hat, wird das in den Kühlmittelgemisch enthaltene Ammoniak ausgetrieben und
an der kältesten Stelle des Kreislauf es, nämlich im Verdampf er 5 gesammelt. Dadurch
befindet sich nur noch weitgehend reines Wasser im Kocher, das durch
die
Pumpe 11 über den ersten Teil des Vorlaufes 7, die Umgehungsleitung 20, d.en Absorber
6 und d.ie Rücklaufleitung 8 umgewälzt wird, wobei der Absorber 6 zusammen mit dem
Rieselwärmetauscher 17, den Wärmetausch zwischen dem Primärkreislauf und dem Heizmittelkreislauf
13 übernimmt. Beim Zurückschalten auf Wärmepumpenbetrieb gelangt das im Verd.ampfer
5 angesainmelte Ammoniak in den Absorber 6 und dient dort zur Anreicherung des über
den Kältemittelkreislauf geförderte Kältemittelgemisches. Damit ist der Wärmepumpenbetrieb
wiederhergestellt.
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In den Fig. 2 und 3 ist als Einzelheit der in Fig. 1 mit 2 bezeichnete
Kocher sowie die für den bivalenten Heizbetrieb vorgesehene Heizeinrichtung dargestellt.
Dabei ist innerhalb eines lediglich nach oben offenen, d. h. mit einem asymmetrischen
Abgasschacht 23 versehenen Gehäuses 24 ein über Anschlüsse 25, 26 und 27 mit dem
Wärmepumpen- und Wärmetauscherkreislauf verbundener Behälter 28 angeordnet, der
ringförmig ausgebildet, im wesentlichen zylindrische und. zueinander parallele Innen-und
Außenwandungen 29 bzw. 30 besitzt, wobei die einen ringförmlgen Hohlraum 31 begrenzenden
Innen- und Außenwandungen durch im wesentlichen scheibenförmige, sogenannte Klepperboden
32 miteinander verbunden sind. Der Kocher 28 besitzt eine axiale Rohröffnung 33>
unterhalb welcher sich ei für den Wärmepumpenbetrieb vorgesehener Brenner 1' befindet.
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In senkrechter Anordnung zu dem letzterwähnten Brenner 1' sowie parallel
zu der Außenwandung 30 des Kochers 28 vorgesehen, ist ein weiterer Brenner 1", der
gegenüber dem Brenner 1 eine zum Beispiel um den Faktor 4 mehrfache Anzahl von Brennstellen
34 besitzt. Beide Brenner sind al eine gemeinsame Brennstoffzuleitung 35 @ angeschlossen,
wobei der zusätzliche Brenner lit mittels eines Magnetventiles 36 wäiirend dem Wärmepumpenbetrieb
von d.er gemeinsamen Brennstoffzuleitung 35 abtrennbar ist. Wie insbesondere Fig.
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zeigt, sind. für d.en Brenner 1' und. 1" getrennte Rauchgasführungen
vorgesehen, wobei die Rauchgase des Brenners 1 durch die Rohröffnung 33 strömen
und. in den Abgasschacht 23 gelangen, während die Rauchgase des Brenners 1" die
rohrförmige Außenwandung 3 des aschers 28 jeweils halbkreisförmig umströmen (Pfeile
37) und einem Sammelschacht 38 zugeführt werden, von welchem aus diese Rauchgase
in den gemeinsamen Abgasschacht 23 gelangen (Pfeile 39). Infolge der nun zur Verfügung
stehenden großen Heizfläche, gebildet durch die Rohrwandung 30, kann nun die zum
Beispiel vierfache Heizenergie zugeführt werden. Die Temperatur im Kocher 28 selbst
wird nicht wesentlich steigen, da auch d.ie Wärmeabfuhr innen bei Direktheizbetrieb
entsprechend vergrößert ist.