DE1023778B

DE1023778B - Anlage zur gleichzeitigen Erzeugung von Waerme und Kaelte und gegebenenfalls auch von mechanischer Energie, insbesondere fuer den Haushalt

Info

Publication number: DE1023778B
Application number: DEB15945A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Herbert Bachl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-07-20
Filing date: 1951-07-20
Publication date: 1958-02-06

Description

Anlage zur gleichzeitigen Erzeugung von Wärme und Kälte und gegebenenfalls auch von mechanischer Energie, insbesondere für den Haushalt Bekannt sind Kreisprozesse in der Schaltung einer Wärmepumpe, bzw. Kältemaschine, d. h. mit Verdichtung des Arbeitsmittels im hohen und Entspannung im tiefen Temperaturbereich. Es ist auch bekannt, daß sich der Temperaturpegel des Kreisprozesses so wählen läßt, daß gleichzeitig im tiefen Temperaturbereich Kälte und im hohen Temperaturbereich Wärme nutzbar gewonnen werden, so daß nur ein Differenzbetrag der beiden Nutzenergiemengen - z. B. in Form von elektrischer Energie - dem Prozeß zugeführt zu werden braucht. Wird der Prozeß aber in üblicher Weise mit einem kondensierenden Arbeitsmittel in Absorptions- oder Kompressorschaltung durchgeführt, dann fällt die Wärme nicht mit ausreichend hoher Temperatur an, um ihre wirtschaftliche Verwertung zü ermöglichen. Man ist in solchen Fällen gezwungen, die Temperatur durch eine Zusatzheizung mittel elektrischem Strom oder Gas noch zu erhöhen. Eine ausreichend hohe Temperatur der Nutzwärme ist nur erreichbar, wenn gasförmige Arbeitsmittel, z. B. Luft, verwendet werden, die im gesamten Prozeßverlauf ihren Aggregatzustand nicht ändern, d. h., es wird als Entspannungsmaschine eine Gasturbine benötigt. Großanlagen dieser Art zur gleichzeitigen Erzeugung von Nutzwärme und -kälte sind in der Industrie seit langer Zeit in Betrieb.
Führt man den Prozeß aber mit kleinen Energieumsätzen durch, dann wird die Kälteleistung im Verhältnis zur Wärmeleistung unwirtschaftlich gering, weil es mit den meisten bekannten Bauarten von Verdichtern und Kraftmaschinen nicht möglich ist, auch kleine Arbeitsvolumina in. Gasphase bei üblichen Drehzahlen und. Druckdifferenzen von etwa 3 bis 6 at mit ausreichend. gutem Wirkungsgrad zu verdichten bzw. zu entspannen. Erst die Verwend.ung einer Strömungsmaschine zur Entspannung oder Verdichtung gasförmiger oder dampfförmiger Stoffe, bei der das Arbeitsmittel - bei Verwendung als Kraftmaschine - in dien Läufer der Maschine in Richtung der Umfangsgeschwindigkeit in geschlossenen Kanälen tangential eintritt und tangential entgegen der Umfangsgeschwindigkeit austritt (bei Arbeitsmaschinen ist die Strömungsrichtung umgekehrt), und Ein- und Austrittsstelle am Läufer durch einen geschlossenen, im Innern des Läuferkörpers angeordneten Kanal verbunden sind, der das Arbeitsmittel in der Projektion auf eine Tangentialebene an den Läufer um etwa 180° umlenkt, wobei nach Patent 962 762 der Kanal außer dieser Krümmung in der Tangentialebene in der Projektion auf eine zur Drehachse senkrechte Ebene beim Eintritt in den Läufer in Richtung zur Drehachse hin, beim Austritt jedoch von der Drehachse weg stetig gekrümmt ist, so daß die Strömung eine stetige Raumkurve beschreibt, zu deren Darstellung mindestens zwei Krümmungshalbmesser in verschiedenen, zueinander senkrechten Ebenen erforderlich sind, von denen mindestens ein Krümmungshalbmesser mindestens die doppelte Länge des mittleren Kanaldurchmessers besitzt, ermöglicht es, Wärmepumpenanlagen zur gleichzeitigen Erzeugung von Wärme und Kälte und gegebenenfalls auch von mechanischer Energie auch für kleine Energieumsätze, wie sie insbesondere im Haushalt benötigt werden, wirtschaftlich auszuführen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Die Verwendung einer Strömungsmaschine zur Entspannung oder Verdichtung gasförmiger oder dampfförmiger Stoffe, bei der das Arbeitsmittel - bei Verwendung als Kraftmaschine -in den Läufer der Maschine in Richtung der Umfangsgeschwindigkeit in geschlossenen Kanälen tangential eintritt und tangential entgegen der Umfangsgeschwindigkeit austritt (bei Arbeitsmaschinen ist die Strömungsrichtung umgekehrt), und Ein- und Austrittsstelle am Läufer durch einen geschlossenen, im Innern des Läuferkörpers angeordneten Kanal verbunden sind, der das Arbeitsmittel in der Projektion auf eine Tangentialebene an den Läufer um etwa 180° umlenkt, wobei der Kanal außer dieser Krümmung in der Tangentialebene in der Projektion auf eine zur Drehachse senkrechte Ebene beim Eintritt in den Läufer in Richtung zur Drehachse hin, beim Austritt jedoch von der Drehachse weg stetig gekrümmt ist, so daß die Strömung eine stetige Raumkurve beschreibt, zu deren Darstellung mindestens zwei Krümmungshalbmesser in verschiedenen, zueinander senkrechten Ebenen erforderlich sind, von denen mindestens ein Krümmungshalbmesser mindestens die doppelte Länge des mittleren Kanaldurchmessers besitzt, nach Patent 962 762, als Entspann er des gasförmigen Arbeitsmittels in einer nach dem Prinzip der Wärmepumpe arbeitenden Anlage zur gleichzeitigen Erzeugung von Wärme und Kälte und gegebenenfalls auch von mechanischer Energie, insbesondere für HaushaItzwecke.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Verdichter für das gasförmige Arbeitsmittel als Strömungsmaschine nach dem Hauptpatent ausgebildet ist.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Entspanner und Verdichter mit Luft als Arbeitsmittel betrieben werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 588 768, 626 926; schweizerische Patentschrift Nr. 207 690; USA.-Patentschrift Nr. 2 545 861.