Als gompressionsbältemaschine ausgebildete Wärmepumpe. Die Erfindung betrifft eine als Kom- pressionskältemaschine ausgebildete Wärme pumpe, insbesondere für die Wärmeversor gung von Heizungsanlagen und besteht darin, dass der Niederdruckteil der Maschine nicht nur für den Wärmebezug aus einer natürlichen Wärmequelle, sondern auch für den Wärmebezug aus einer Kunsteisbahn ausgebildet ist, insbesondere zum Zweck, nicht nur einen besonderen Kompressor und Kondensator für die ITunsteisbahn überflüs sig zu machen, sondern auch die Antriebs kosten dementsprechend herabzusetzen.
Der Niederdruckteil kann zwei Verdampfer be sitzen, von denen der eine für den Wärme entzug aus,der natürlichen Wärmequelle und der andere für den Wärmeentzug aus der Kunsteisbahn .dient. Zweckmässig werden die Verdampfer unabhängig voneinander ge macht, zum Zweck, den Wärmebedarf wahl weise aus der einen oder der andern Wärme quelle decken zu können. Endlich können auch Mittel zur Veränderung der Verteilung des Wärmemediums auf die Verdampfer vor- gesehen sein, um den Wärmebezug nach Wunsch auf die Wärmequellen verteilen zu können.
In der Zeichnung ist Fig. 1 ein bei einem aus der Praxis herausgegriffenen Fall die durch die Anwendung der Erfindung erziel bare Energieersparnis veranschaulichendes Diagramm und Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Wärmepumpe nach der Erfindung.
In Fig. 1 ist durch Linie a der Verlauf der mittleren Aussentemperatur während eines Winters in Celsiusgrad, durch Linie b die Wärmeleistung einer Gebäudeheizung in Wärmeeinheiten bei nach a verlaufender Aussentemperatur und Konstanthaltung der Innentemperatur, und .durch Linie b' der Kraftbedarf einer diesen Wärmeverbrauch deckenden, .die Wärme aus einer Quelle der Umgebung, z. B. einem Fluss, einem See oder dergleichen beziehenden Wärmepumpe in kW dargestellt. Linie b" stellt den Kraftbedarf einer die Wärme für denselben Zweck zum Teil aus einer Kunsteisbahn beziehenden Wärmepumpe dar.
Der Kraftbedarf dieser Pumpe ist grösser als derjenige der vorer wähnten, weil .die Wärme zum Teil von einem niedrigeren Temperaturniveau aus auf die Gebrauchstemperatur hochgepumpt wer den muss. Durch die Linie c ist der Kraft bedarf in kW einer von einer geschlossenen Halle umgebenden Kunsteisbahn und durch die Linie d der Kraftbedarf einer offen im Freien aufgestellten Kunsteisbahn wieder gegeben. Die von diesen Linien und der Null-Linie begrenzten Flächen sind ein Mass für die während einer Winterperiode auf zuwendenden gesamten Wärme- bezw. Ener giemengen.
Durch die Kombination der Wärme pumpe mit der geschlossenen Kunsteisbahn wird erreicht, dass der durch die Flächen g, <I>h,</I> i., k dargestellte Energiebetrag in Weg fall kommt. Dafür steigt aber die Energie aufnahme der Wärmepumpe um den die Fläche<I>1, b",</I> m, n, b', o ausmachenden Betrag an. Wird diese Fläche über der Null-Linie aufgetragen und von der Fläche ci, <I>h, i,</I> k abgezogen, so wird durch .die verbleibende Fläche g, h, <I>p, e, q</I> (voll schraffiert) die netto ersparte Energiemenge dargestellt.
Aus dem Verhältnis dieser Fläche zu der Fläche g, la, <I>i,</I> k ist ersichtlich, dass mit einer derartigen Kombination im vorliegenden Fall für .die Kunsteisbahn eine Energie kostenersparnis von ca.<B>70%</B> erzielbar ist. Ganz ähnlich liegen die Verhältnisse bei offe nen Kunsteisbahnen.
Ein Unterschied be steht nur insofern, als hier die Linie b" in die Linie b"' übergeht, die während des Monats Januar mit der Linie b' zusammen fällt, weil infolge der bis Mitte Januar stän dig sinkenden und von .da an wieder steigen den Aussentemperatur der Kältebedarf der Kunsteisbahn und damit der Wärmeanfall aus derselben bis gegen Ende Dezember all mählich auf den Wert 0 herabsinkt und erst von Anfang Februar an allmählich wieder auf die frühere Werte ansteigt.
Wird die Wärmepumpe also mit einer offenen Kunst eisbahn kombiniert, so kommt der der Fläche<I>r, b"', s, ä,</I> k entsprechende Energie betrag in Wegfall, aber der Wärmepumpe muss der durch die Fläche<I>r, b"', s,</I> n, <I>b', o</I> dargestellte Mehrbetrag an Energie zuge führt werden.
Durch Subtraktion dieser Fläche von der Fläche<I>t, d,</I> 2t, <I>i,</I> k ergibt sich die die wahre Energieersparnis darstellende Fläche<I>t, d,</I> u, <I>v, f, w</I> (gestrichelt schraf fiert), aus der wiederum ersichtlich ist, dass in diesem Fall eine Energiekostenersparnis von ca. 60% erzielbar ist.
In Fig. 2 ist a :der -Kompressor, <I>b</I> der als Heizwassererhitzer für eine Zentralheizungs anlage t wirkende Kondensator, c das Dros selorgan, d der mit Wasser aus einem See, Fluss oder dergleichen bespülte Verdampfer und e der Ölabscheider einer den See, Fluss oder dergleichen als Wärmequelle ausnützen den und die Wärme auf die Gebrauchstempe ratur einer Zentralheizungsanlage bringen den Wärmepumpe, bei der die die genannten Einzelapparate in üblicher Weise miteinan der verbindenden Leitungen mit f, <I>y,</I> h, <I>i, k</I> und 1 bezeichnet sind.
An den Glabscheider ist ausser dem Verdampfer d durch die Lei tungen m, n noch ein zweiter, als Solekühler wirkender Verdampfer o angeschlossen, des sen Soleinhalt mittels der Pumpe p und der Leitungen<I>q</I> und<I>r</I> im Kreislauf durch den Rohrrost einer Kunsteisbahn s hindurchge führt wird.
Da die Kunsteisbahn und damit die Sole und der Verdampfer o erheblich tiefer als die natürliche Wärmequelle und der Ver dampfer d temperiert sind, ist auch der Druck im Verdampfer o entsprechend kleiner als im Verdampfer d. Es ist daher notwen dig, den vom Verdampfer o gelieferten Dampf durch eine in die Leitung n eingebau ten Vorverdichter (Booster) u auf den im Ölabscheider bezw. Verdampfer d herrschen den Druck vorzuverdichten, bevor er zusam men mit dem vom letzteren abgegebenen Dampf vom Verdichter a angesaugt werden kann.
Durch eine solche Kombination von Kunsteisbahn- und Wärmepumpenanlage wird gegenüber den unabhängig voneinander aufgestellten Anlagen die durch das Dia- gramm (Fig. 1) ermittelte Energie- bezw. Antriebskostenersparnis verwirklicht.
Natürlich können diese Ersparnisse je nach dem vorliegenden Grössenverhältnis zwischen Heizungsanlage und iiunsteisbahn, Temperaturverhältnis zwischen den Wärme quellen und anderem mehr von Fall zu Fall voneinander verschieden sein.
Heat pump designed as a compression air-conditioning machine. The invention relates to a heat pump designed as a compression chiller, in particular for the heat supply of heating systems and consists in the fact that the low-pressure part of the machine is designed not only for heat from a natural heat source, but also from an artificial ice rink, in particular The purpose is not only to make a special compressor and condenser for the ITunsteis rink superfluous, but also to reduce the drive costs accordingly.
The low-pressure part can have two evaporators, one of which is used to extract heat from, the natural heat source and the other to extract heat from the artificial ice rink. The evaporators are expediently made independent of one another, for the purpose of being able to meet the heat demand from one or the other heat source. Finally, means for changing the distribution of the heat medium on the evaporator can also be provided in order to be able to distribute the heat consumption to the heat sources as desired.
In the drawing, FIG. 1 is a diagram illustrating the energy savings achieved by the application of the invention in a case picked out from practice, and FIG. 2 is a schematic representation of an embodiment of the heat pump according to the invention.
In Fig. 1, line a shows the course of the mean outside temperature during a winter in Celsius degrees, line b shows the heat output of a building heating system in thermal units with the outside temperature running according to a and keeping the inside temperature constant, and line b 'shows the power requirement of a heating system that covers this heat consumption , .the heat from a source in the vicinity, e.g. B. a river, a lake or the like related heat pump shown in kW. Line b "represents the power requirement of a heat pump that draws the heat partly from an artificial ice rink for the same purpose.
The power requirement of this pump is greater than that of the aforementioned, because the heat has to be partly pumped up from a lower temperature level to the service temperature. Line c gives the power requirement in kW of an artificial ice rink surrounded by a closed hall and line d shows the power requirement of an artificial ice rink set up in the open air. The areas bounded by these lines and the zero line are a measure of the total heat and / or heat to be expended during a winter period. Amounts of energy.
By combining the heat pump with the closed artificial ice rink it is achieved that the amount of energy represented by the areas g, <I> h, </I> i., K is eliminated. On the other hand, the energy consumption of the heat pump increases by the amount that makes up the area <I> 1, b ", </I> m, n, b ', o. If this area is plotted above the zero line and from the area ci , <I> h, i, </I> k subtracted, the remaining area g, h, <I> p, e, q </I> (fully hatched) represents the net amount of energy saved.
From the ratio of this area to the area g, la, <I> i, </I> k it can be seen that with such a combination in the present case for the artificial ice rink an energy cost saving of approx. 70% </ B> is achievable. The situation is very similar with open artificial ice rinks.
There is only a difference insofar as here line b "merges into line b" 'which coincides with line b' during the month of January because, as a result of the constant falling until mid-January and rising again from then on the outside temperature, the cooling requirement of the artificial ice rink and thus the heat accumulation from the same gradually falls to the value 0 by the end of December and only gradually rises again to the previous values from the beginning of February.
If the heat pump is combined with an open artificial ice rink, the amount of energy corresponding to the area <I> r, b "', s, ä, </I> k is no longer available, but the heat pump has to cover the area <I > r, b "', s, </I> n, <I> b', o </I> shown excess amount of energy are supplied.
Subtracting this area from the area <I> t, d, </I> 2t, <I> i, </I> k results in the area <I> t, d, </I> u representing the true energy saving , <I> v, f, w </I> (dashed and hatched), which in turn shows that in this case an energy cost saving of approx. 60% can be achieved.
In Fig. 2 is a: the compressor, <I> b </I> the condenser acting as a heating water heater for a central heating system t, c the throttle organ, d the evaporator flushed with water from a lake, river or the like and e the oil separator uses the lake, river or the like as a heat source and brings the heat to the use temperature of a central heating system, in which the said individual devices are used in the usual way with the connecting lines with f, <I> y, </ I > h, <I> i, k </I> and 1 are designated.
In addition to the evaporator d, a second evaporator o acting as a brine cooler is connected to the glass separator through the lines m, n, its brine content by means of the pump p and the lines <I> q </I> and <I> r < / I> is circulated through the pipe grating of an artificial ice rink.
Since the artificial ice rink and thus the brine and the evaporator o are heated considerably lower than the natural heat source and the evaporator d, the pressure in the evaporator o is correspondingly lower than in the evaporator d. It is therefore neces sary, the steam supplied by the evaporator o through a built in line n pre-compressor (booster) u on the BEZW in the oil separator. Evaporator d prevails the pressure to be pre-compressed before it can be sucked in by compressor a together with the vapor released by the latter.
With such a combination of artificial ice rink and heat pump system, the energy and / or energy values determined by the diagram (FIG. 1) are compared to the systems set up independently of one another. Drive cost savings achieved.
Of course, these savings can vary from case to case depending on the size ratio between the heating system and the ice rink, the temperature ratio between the heat sources and other factors.