DE2922832A1

DE2922832A1 - Kondensationseinheit fuer eine waermepumpe

Info

Publication number: DE2922832A1
Application number: DE19792922832
Authority: DE
Inventors: Ales Juhart; Stanislav Krajnc; Anton Dipl Ing Lebar; Franc Madjar; Vinko Dipl Ing Nastran; Tone Dipl Ing Osersnu; Joze Potocnik
Original assignee: LTH TOZD Z ZA HLAJENJE IN KLIM
Current assignee: LTH TOZD Z ZA HLAJENJE IN KLIM
Priority date: 1979-06-05
Filing date: 1979-06-05
Publication date: 1980-12-11
Also published as: FR2477689B1; FR2477689A1; GB2071294B; GB2071294A; ATA116280A; AT369528B

Description

Kondensationseinheit für eine Wärmepumpe

Gegenstand der Erfindung ist eine Kondensationseinheit für eine Wärmepumpe. Wie bekannt, ist die Wärmepumpe im wesentlichen eine Dampfkühlnaschine, die aus einen Kompressor besteht, der mit einer Rohrleitung mit dem Kondensator verbunden ist, der seinerseits über ein Drosselventil und über entsprechende Rohrleitung mit dem Verdampfer, welcher über eine Rohrleitung an die Eintrittsseite des Kompressors angeschlossen ist, verbunden ist.

In oben erwähntem Gefüge bzw. Kreislauf des Arbeitsmediums stellen der Kompressor und der Kondensator die Kondensationseinheit dar. Hierbei ist der primäre Zweck der Wärmepumpe die Heizung (und nicht die Kühlung), zu welchem 'Ziel die Wärmeenergie aus 4er Umgebung gepumpt und sie mit eingelegter Arbeit zum Betrieb des Kompressors auf ein höheres Temperaturniveau, das für die Heizungsanwendung der Räume oder ähnliches geeignet ist, gebracht wird. Die Wirtschaftlichkeit der Wärmepumpe Al * rtg- ist mit dem "Heizungszahl" genannten Verhältnis der gewonnenen Wärmemenge Qc, welche der Kondensator abgibt, gegenüber der für den Antrieb des Kompressors und anderer Hilfsmaschinen eingelegten Arbeit Wk bestimmt. Die erwähnte Heizungszahl /U ist gewöhnlich grosser als 1 und sie liefert eine direkte Angabe darüber, wieviel Wärme aus eingelegter kWh gewonnen wurde.

Bei den zur Zeit bekannten Wärmepumpen wird bereits eine derartige Konstruktion verwendet, bei welcher einzelne Baugruppen der Dampf kühl maschine, wie Kompressor mit Antriebsmotor, Kon-

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densator und die notwendigen Armaturen sowie die Automatik, untereinander in eine Montageeinheit bereits im Herstellungswerk verbunden werden, was die Arbeit bei der Montage an Ort und Stelle erleichtert und der Sicherheit beim Betrieb der Anlage beiträgt. Denn die bereits im Herstellungswerk zusammengesetzte Montageeinheit ist in diesem Werk einer besonderen Kontrolle unterzogen, bei welcher alle Anschlüsse der Montageeinheit genauestens auf Dichtigkeit geprüft werden, so dass eine derartige Einheit in dieser Hinsicht als sehr sicher gilt. Bei der Montage einer derartigen Einheit in den Kreislauf der gesamten Wärmepumpe-AnIage an Ort und Stelle ist es notwendig, nur zwei Anschlussteilen anzuschliessen.

Diese bekannte Lösung der Montageeinheit wird in Praxis "Kondensationseinheit" genannt und ist zum besseren Verständnis aus Pig. 1 der Zeichnung ersichtlich, worin schematisch der gesamte Kreislauf der Wärmepumpe dargestellt ist, wobei die für die Montage kompakt geschaltete "Kondensationseinheit" mit gestrichelter Linie umgeschrieben ist.

Derartige bekannte Kondensationseinheiten der Wärmepumpe, die also aus mehreren klassischen Baugruppen bestehen, die auf einem entspreheenden Traggestell befestigt sind, wo sie miteinander mittels Rohrleitungen verbunden und mit entsprechender Automatik sowie Armaturen versehen sind, bilden die oben beschriebene Montageeinheit. Diese bekannten Montageeinheiten haben schlechte Energiewirkungsgrade, und zwar wegen Wärmeverluste, die beim Wärmeaustausch zwischen der Umgebung und der Oberfläche des Kompressors, des Kondensators und anderer Elemente sowie der Verbindungsrohrleitungen entstehen. Ausserdem besteht deren Nachteil darin, dass sie verhältnismässig viel Lärm verursachen und viel Platz einnehmen und sie teuer sind vor allem aus dem Grunde, weil jede einzelne Baugruppe einer derartigen Kondensationseinheit eine besondere Prüfung auf Druck hinsichtlich der Sicherheit sowie der Dichtigkeit beansprucht.

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Ziel der Erfindung ist es, die oben angeführten Nachteile zu "beseitigen und ausserdem folgendes zu erreichen:

- bessere Wärmewirkungsgrade, indem die gesamte Abfallwärme (entstehend durch die Keibung der beweglichen Teile des Kompressors, durch die Erwärmung des Stators des Elektromotors, durch Wärmeverluste am Gehäuse des Kompressors, des Kondensators, der anderen Elemente und der Verbindung^" rohrleitungen); <■■ -<■■· ■ "

- in technologischem Sinne einfachere und billigere Ausführung wegen kleinerer Anzahl der Elemente der Kondensationseinheit und wegen einfacherer Gestaltung derselben, wegen kleinerer Zahl der Verbindvjigsrohrleitungen und aufgrund der Tatsache, dass die ganze Kondensationseinheit nur eine Prüfung auf Sicherheit und Dichtigkeit erfordert;

- wesentlich kleineren Lärm, was aufgrund der vorgeschlagenen konstruktiven Konzeption der Vorrichtung erreicht wird;

- einfache Möglichkeit der Kapazitätsvergrösserung durch Zusammensetzung mehrerer Grundeinheiten, was besonders bei der Anpassung der Kapazität der Kondensationseinheit der Wirkung der gesamten Wärmepumpe von Bedeutung ist.

Das gesetzte Ziel wird mittels einer Ausführung der Kondensationseinheit für die Wärmepumpe gemäss der Erfindung erreicht, die aus einem Kompressor mit elektrischem Antriebsmotor besteht, der als eine Baugruppe als Motor-Kompressor ausgeführt ist, weiter aus einem Ausspheider und ölsammler und einem Kondensator besteht und dadurch gekennzeichnet ist, dass ein oder mehrere Motor-Kompressoren mit eigenem, teilweise geschlossenen Schmiersystem und das Schlangenartige Kühlrohr, das konzentrisch um den Stator des Elektromotors gewunden ist, in hermetisch geschlossenem zylindrischen Gehäuse angeordnet sind, das mit Wärme- und Schallisolierung verkleidet ist und dessen Innere über erwähnten ölabscheider

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unmittelbar mit der Druckseite des Kompressors verbunden ist, so dass im Inneren des Gehäuses der Einheit der Druck der Kondensation des Kühlungssystems herrscht. Die Kondensationseinheit der Wärmepumpe gemäss der Erfindung stellt also eine Montagegruppe dar, die in einem wärme- und schallisolierten Gehäuse eingeschlossen ist, an welchem die Anschlüsse zum Anschluss in den Kreislauf der Wärmepumpe ausgeführt sind.

Die Erfindung wird aufgrund eines Ausfülfrungsbeispiels und der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Schema des bekannten Dampf-Kühlungskreislaufes;

Fig. 2 einen Längsschnitt einer Kondensationseinheit der Wärmepumpe gemäss der Erfindung nach Linie II-II aus Pig. 3;

Fig. 3 eine Seitenansicht auf die Kondensationseinheit der Wärmepumpe in Richtung des Pfeiles III aus Fig. 2 bei entfernter stirhseitiger Isolierung und entfernter Stirnseite des Gehäuses;

Fig. 4 eine Ansicht auf das Innere der Kondensationseinheit der Wärmepumpe in Richtung des Pfeiles IV aus Fig. 2 bei entferntem oberem Teil der Isolierung und bei entferntem Teil des Mantels des zylindrischen Gehäuses; und

Fig. 5a, 5b, 5c ' _ * eine schematische Darstellung einer Kondensations-Grundeinheit und Zusammensetzung von zwei, drei oder mehreren Kondensations-Grundeinheiten einer Wärmepumpe gemäss der Erfindung in eine kompakte, hermetisch geschlossene vergrösserte Kondensationseinheit einer Wärmepumpe gemäss der Erfindung.

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Fig. 1 zeigt ein Informationsschema eines bekannten Dampfkühlungskreislaufes, bestehend aus einem Kompressor K, der auf seiner Austrittsseite mit Kondensator C, in dem die Dampfe des Kühlungsmediums kondensieren und die Wärme Qc abgeben, verbunden ist. Der Kondensator C ist auf seiner Austrittsseite über Drosselventil Rv mit einem Verdampfer E verbunden, in welchem das kondensierte Medium - d.h. flüssiges Medium - verdampft und die Wärme Qc (aus seiner unmittelbaren Umgebung) entnimmt und vom Austritt aus dem Verdampfer in den Saugrohranschluss des Kompressors zugeführt wird, wobei diesem für seinen Betrieb die Energie Wk zugeführt wird. Die Kondensationseinheit, die der Gegenstand dieser Erfindung ist, ist in dargestelltem Informationsschema mit gestrichelter Linie umgeschrieben und enthält demzufolge den Kompressor K mit dazugehörendem Antrieb sowie den Kondensator C.

Dabei sind die Baugruppen K und C aus Fig. 1 im Sinne der Erfindung mit einer neuen konstruktiven Lösung in gemeinsamem, hermetisch geschlossenen zylindrischen Gehäuse 1, das mit Wärme- und Schallisolierung 15 versehen ist, vereinigt, wobei im Gehäuse noch andere nötigen Baugruppen untergebracht sind, worüber nachstehend aufgrund der Fig. 2, 3 und 4- nähere Erläuterungen gegeben werden.

Aus Fig. 2, 3 und 4- ist es ersichtlich, dass die Kondensationseinheit für die Wärmepumpe gemäss der Erfindung aus einem hermetisch geschlossenen, mit Wärme-und Schallisolierung 15 van.-gebenen zylindrischen Gehäuse 1 besteht, in dem ein auf das Saugrohr 5 angeschlossener Motor-Kompressor 3» 2 angeordnet ist, der mittels eines Druckrohres 6 auf den ölabscheider 7 angeschlossen ist. Der ölabscheider 7 ist mittels eines Auslassrohres 12 für gereinigte Kühldämpfe unmittelbar mit dem inneren Kaum des zylindrischen Gehäuses 1 verbunden, während die Verbindung mit ölsammler durch das Rohr 8 erfolgt, wobei der ölsammler 9 einerseits an eine Schmierpumpe 10, die am

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Kompressor 2 angebaut ist, andererseits aber an die Rücklaufleitung 11 angeschlossen ist. Die Kondensationseinheit für die Wärmepumpe besteht ausserdem noch aus einem schlangenartigen Kühlrohr 13 des Kondensators, das wenigstens in einer, möglicherweise aber auch.in mehreren Lagen um den Stator des Elektromotors 3 gewunden ist, wobei beide Enden

den

des Schlangenartigen Kuhlrohres 13 an /Eintritts- bzw. Austritts -Rohranschluss C bzw. D des Umlaufmediums (z.B. Wassers) angeschlossen sind. Am Mantel des Gehäuses 1 sind ein Rohranschluss B für das Saugrohr 5> der mit dem Saugrohranschluss des Kompressors/Ln Verbindung steht,und ein weiterer Rohranschluss A für das Ableitungsrohr 14 für das Kondensat angeordnet. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, sind am Gehäuse 1 auch die Anschlusskammern 20 zum Anschluss des Elektromotors 3 vorgesehen.

Die Kondensationseinheit für die Wärmepumpe funktioniert folgendermas s en:

Der Kompressor 2 saugt die Dämpfe des Kühlungsmediums aus dem in der Zeichnung nicht dargestellten Verdampfer, so dass diese durch den Rohranschluss 17 in Richtung des Pfeiles in den Rohranschluss B des Saugrohres 5 des Kompressors 2 einströmen, wobei die Dämpfe vom Kompressor komprimiert und durch das Druckrohr 6 (Fig. 2 und 4) in den ölabscheider 7 gedrückt werden, wo der grösste Teil des Öles aus den Kühlmediumdämpfen abscheidet. Das abgeschiedene öl sammelt sich dann auf dem Boden des Abscheiders 7 ν von wo es selbsttätig durch das Verbindungsrohr 8 in den ölsammler 9 abfliesst. Aus dem ölSammler 9 wird das öl mittels der Pumpe 10 abgesaugt und durch, die hohle Antriebswelle 4 bis zu den einzelnen Schmiersteilen gedrückt. Der nötige maximale Druck wird in der Rücklauf leitung 11, die das überflüssige öl in den ölsammler/ablässt, geregelt. Die gereinigten Dämpfe des Kühlmediums verlassen den ölabscheider/durch das Ablassrohr 12, so dass sie in Richtung des Pfeiles F in den Raum des Gehäuses 1 abfliessen, wo sie am Schlangenartigen Kühlrohr 13

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kondensiere^. Das Kondensat (flüssiges Kühlmedium) sammelt sich auf den Boden des zylindrischen Gehäuses 1. Das flüssige Medium verlässt das Gehäuse 1 in Richtung des Pfeiles E durch das Ablassrohr 14 und durch den entsprechenden Rohranschluss A und wird wieder in den in Fig. 2 nicht dargestellten Kreislauf der Wärmepumpe zurückgeführt.

Das Kühlwasser für das Schlangenartige Kühlrohr 13 des Kondensators wird über den Rohranschluss C zu- und durch den Rohranschluss D abgeführt.

Aus der Darstellung in den Zeichnungen und der Beschreibung ist klar zu ersehen, dass bei der konstruktiven Lösung der Kondensationseinheit für die Wärmepumpe gemäss der Erfindung nur minimale Wärmeverluste auftreten, wobei dies mit gedrängter Konstruktion aller Elemente in gemeinsamem, hermetisch geschlossenen zylindrischen Gehäuse 1, das im Sinne obiger Beschreibung in den Kreislauf der Wärmepumpe eingeschlossen ist, erreicht wird, welches nach aussen gut mit entsprechender Wärme- und Schallisolierung 15 isoliert ist, was einfach auszuführen ist wegen zylindrischer Form des Gehäuses 1.

Die Grundkondensationseinheit für die Wärmepumpe gemäss der Erfindung, die Fig. 2, 3 und 4 gezeigt und oben beschrieben wurde, kann im Sinne der Erfindung durch Aneinandergliederung in grössere Kondensationseinheiten, die in entsprechend grösserem gemeinsamem zylindrischen Gehäuse 1 untergebracht sind, zusammengesetzt werden, was in Fig. 5&» 5*> und 5c schematisch dargestellt ist„ -

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Claims

"LTH"- TOZD ZAVOD ZA HLAJENJE IN KLIMATIZACIJO SKOFJA LOKA,n.sol.ο.

SKOFJA LOKA (JUGOSLAWIEN)

Anspruch

Kondensationseinheit für eine Wärmepumpe, bestehend aus einem Motor-Kompressor, einem Abscheider, einem ölsammler und einem Kondensator, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Motor-Kompressoren (2,3) mit eigenem, teilweise geschlossenen Schmiersystem (7_f8,9,1o,11) und das schlangenartig und konzentrisch um den Stator des Elektromotors (3) gewundene Kühlrohr (13) in einem hermetisch geschlossenen zylindrischen Gehäuse (1), welches mit Wärme- und Schallisolierung (15) verkleidet ist und dessen Innere über den ölabscheider unmittelbar mit der Druckseite des Kompressors (2) verbunden ist, angeordnet sind.

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