DE3311505C2 - - Google Patents

Description

Das allgemeine Problem der Wärmepumpe besteht darin, durch einen Kreisprozeß eine Wärmemenge, die aus einem Wärmevorrat auf niedrigem Temperaturniveau entnommen wird, auf ein höheres Temperaturniveau zu bringen. Bei Niveauunterschieden von etwa 40-45°C werden mit diesem Verfahren gute Ergebnisse erzielt, so daß Wärmepumpen für Heizungsanlagen verwendet werden können, die mit entsprechend niedriger Vorlauftemperatur betrieben werden, z. B. Fußbodenheizungen, Heizungen für Gewächshäuser usw.The general problem with the heat pump is through a cycle a quantity of heat coming from a heat supply at a low temperature level, on a bring higher temperature level. With level differences from about 40-45 ° C with this method good results achieved so that heat pumps for heating systems can be used with a correspondingly low flow temperature operated, e.g. B. underfloor heating, Heaters for greenhouses etc.

Bei Heizungsanlagen, die für den Betrieb mit üblichen Heizkesseln eingerichtet worden sind und daher eine Vorlauftemperatur von etwa 70-80°C verlangen, ist ein Ersatz des Heizkessels durch eine Wärmepumpe nicht ohne weiteres möglich.For heating systems that are designed to operate with conventional boilers have been set up and therefore a flow temperature  of around 70-80 ° C is a replacement for the Boilers not easily possible with a heat pump.

Die DE-PS 29 48 930 beschreibt eine Wärmepumpen-Einrichtung, die für den Betrieb bestehender Warmwasser-Heizungsanlagen geeignet ist, da das vom Verdampfer kommende Arbeitsmittel vor dem Eintritt in den Verdichter durch einen Wärmeaustauscher hindurchgeführt wird, dessen wärmeabgebende Seite die vom Heizungswasser-Austauscher zum Verdampfer führende Leitung bildet, wobei das Arbeitsmittel ein besonderes Gemisch der Typen 22 und 21 ist.DE-PS 29 48 930 describes a heat pump device, those for the operation of existing hot water heating systems is suitable, since that coming from the evaporator Work equipment before entering the compressor by one Heat exchanger is passed through, its heat-emitting Side from the heating water exchanger to the evaporator forms the leading line, the work equipment is a special mixture of types 22 and 21.

Weiter ist aus der DE-PS 6 75 840 eine mehrstufige Wärmepumpen- Einrichtung bekannt, bei der mehrere gleiche Arbeitsmittelkreisläufe hintereinander geschaltet sind, wobei als Arbeitsmittel Ammoniak verwendet wird. In jeder Stufe ist jeweils ein zusätzlicher Wärmeaustauscher vorgesehen, in welchem das verflüssigte Arbeitsmittel das dampfförmige Arbeitsmittel vor dem Eintritt in den Verdichter überhitzt. Die zweistufig ausgebildeten Verdichter sind jeweils mit einem vom Heizmittel der angeschlossenen Heizanlage durchflossenen Zwischenkühler versehen, der dem zugehörigen Verflüssiger im Heizmittelstrom nachgeschaltet, dem Verflüssiger der nachfolgenden Stufe aber vorgeschaltet sind. In diesen Zwischenkühlern hat das abgegebene Medium zunächst eine verhältnismäßig hohe Temperatur von 100°C. Das Gesamtniveau, das mit dieser Anlage erreicht wird und auf das der Heizungsvorlauf einzustellen ist, liegt jedoch bei etwa 50-55°C, so daß trotz der komplizierten Einrichtung ein Betrieb von üblichen Warmwasser-Heizungsanlagen mit einer Vorlauftemperatur von etwa 80°C nicht möglich ist.Furthermore, DE-PS 6 75 840 is a multi-stage heat pump Establishment known in the case of several identical work equipment cycles are connected in series, whereby as Working fluid ammonia is used. In every stage each provided an additional heat exchanger, in which the liquefied working fluid is the vaporous working fluid overheated before entering the compressor. The two-stage compressors are included one through which the heating medium of the connected heating system flows Intercooler provided, the corresponding condenser downstream of the heating medium flow, the condenser are connected upstream of the subsequent stage. In The medium released initially has these intercoolers a relatively high temperature of 100 ° C. The overall level that is achieved with this system and to which the Heating flow must be set, however, is approximately 50-55 ° C, so that despite the complicated setup Operation of normal hot water heating systems with one Flow temperature of about 80 ° C is not possible.

Aus der Zeitschrift "Öl- und Gasfeuerung" 5/1975, Seiten 262-265, ist eine Wärmepumpen-Einrichtung bekannt, die für den Betrieb einer Klimaanlage in besonderer Weise ausgestaltet ist. Die Wärmepumpe ist mit mindestens einem zusätzlichen Wärmeaustauscher versehen, der dem Verdichter vorgeschaltet ist. Beide im Wärmetausch stehenden Zweige passieren außerdem einen Sammler, der für die das flüssige Medium führende Leitung stromab vom Austauscher liegt und in dem zusätzliche Trennung von flüssigem und gasförmigem Medium stattfindet, um eine Beschädigung des Verdichters durch Eintritt von flüssigem Medium zu verhindern. Die Klimaanlage kann durch entsprechende Schaltung wahlweise zur Heizung oder zur Kühlung benutzt werden. Für Heizzwecke ist die Anlage mit einem zusätzlichen E-Heizregister versehen, das bei zu niedriger Außentemperatur stufenweise zugeschaltet wird.From the magazine "Oil and gas firing" 5/1975, pages 262-265, a heat pump device is known which designed for the operation of an air conditioning system in a special way  is. The heat pump is equipped with at least one additional heat exchanger provided to the compressor is connected upstream. Both branches in heat exchange also pass a collector who is responsible for the liquid Medium-carrying line lies downstream of the exchanger and in the additional separation of liquid and gaseous Medium takes place to damage the compressor to prevent by entry of liquid medium. The air conditioner can optionally be switched to by appropriate circuit Heating or cooling can be used. For heating purposes provide the system with an additional electric heating register, that switched on gradually when the outside temperature was too low becomes.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Wärmepumpen- Einrichtung zu schaffen, die mit einem guten Wirkungsgrad gestattet, eine in einem Temperaturniveau von 5-10°C entnommene Wärmemenge auf ein Temperaturniveau von etwa 90- 95°C zu bringen, so daß dadurch die Möglichkeit der Verwendung von Wärmepumpen wesentlich vergrößert wird.The invention is based on the object, a heat pump To create facility with good efficiency allowed at a temperature level of 5-10 ° C removed amount of heat to a temperature level of about 90- Bring 95 ° C, so that the possibility of use heat pumps is significantly enlarged.

Die Erfindung geht zu diesem Zweck aus von einer allgemeinen Art von Wärmepumpen-Einrichtung, die aus der DE-PS 6 75 840 bekannt ist und zwei hintereinander geschaltete Kreise aufweist, die jeweils einen Verdichter und einen dem Verdichter vorgeschalteten und einem dem Verdichter nachgeschalteten Wärmeaustauscher enthalten, wobei in dem ersten Kreis im vorgeschalteten Wärmeaustauscher Wärme aus der Wärmequelle von dem Arbeitsmittel aufgenommen und in dem zweiten Kreis im nachgeschalteten Wärmeaustauscher Wärme vom verdichteten Arbeitsmittel an das Heizmedium abgegeben wird und wobei ferner beide Kreise je einen zusätzlichen Wärmeaustauscher enthalten, der als Kühler für das Arbeitsmittel vor einem Verdichtungsvorgang dient, und beide zusätzlichen Wärmeaustauscher nacheinander von demselben wärmeaufnehmenden Medium durchflossen werden.For this purpose, the invention is based on a general one Type of heat pump device, which from DE-PS 6 75 840 is known and has two circuits connected in series, each one compressor and one the compressor upstream and one downstream of the compressor Heat exchangers included, being in the first circuit upstream Heat exchanger heat from the heat source of included in the work equipment and in the second circle in the downstream heat exchanger heat from the compressed working fluid is given to the heating medium and furthermore both circuits each contain an additional heat exchanger, that as a cooler for the working fluid before a compression process serves, and both additional heat exchangers  successively from the same heat absorbing medium flow through.

Die Aufgabe, mit einer solchen Einrichtung die aufgenommene Wärmemenge mit gutem Wirkungsgrad auf ein wesentlich höheres Temperaturniveau zu bringen, wird nach der Erfindung für diese Einrichtung dadurch gelöst, daß bei getrennten Arbeitsmittelkreisen der nachgeschaltete Wärmeaustauscher des ersten Kreises gleichzeitig der vorgeschaltete Wärmeaustauscher des zweiten Kreises ist und daß das Medium der Wärmequelle vor Eintritt in den vorgeschalteten Wärmeaustauscher des ersten Kreises zunächst durch den zusätzlichen Wärmeaustauscher des ersten Kreises und danach durch den zusätzlichen Wärmeaustauscher des zweiten Kreises jeweils zur Unterkühlung des Arbeitsmittels des betreffenden Kreises geführt wird.The task with such a facility the recorded Amount of heat with good efficiency to a much higher one Bringing temperature level is according to the invention solved for this device in that at separate Working medium circuits of the downstream heat exchanger of the first circuit the upstream heat exchanger of the second circle and that is the medium of the heat source before entering the upstream heat exchanger of the first circuit first by the additional heat exchanger the first circle and then the additional one Heat exchanger of the second circuit for subcooling of the work equipment of the circle concerned becomes.

Während z. B. die Einrichtung nach der DE-PS 6 75 840 mit zweistufigen Kompressoren arbeitet und eine zusätzliche Kühlung des jeweiligen Arbeitsmittels zwischen der ersten und der zweiten Verdichterstufe mittels des Heizmediums vorsieht, arbeitet die Erfindung mit dem Medium der Wärmequelle, wodurch für die Unterkühlung ein günstigeres Niveau gegeben ist. Zusätzlich wird damit am vorgeschalteten Wärmeaustauscher des ersten Kreises ein besseres Gefälle erreicht.During e.g. B. the device according to DE-PS 6 75 840 with two stages Compressors works and additional cooling of the respective work equipment between the first and the second compressor stage by means of the heating medium, the invention works with the medium of the heat source, whereby given a lower level for hypothermia is. It is also used on the upstream heat exchanger the first circle has a better gradient.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird in jedem Kreis ein Einwellen-Rotationsverdichter benutzt, vorzugsweise ein Vielzellen-Verdichter. Diese Ausstattung führt zu besonders günstigen Steuer- und Regelmöglichkeiten, die die Anpassung der Einrichtung an die verschiedensten Zwecke und wechselnde Arbeitsbedingungen ermöglicht.According to another feature of the invention, in each Circle uses a single-shaft rotary compressor, preferably a multi-cell compressor. This equipment leads to particularly favorable tax and regulation options that adapting the facility to a wide variety of purposes and changing working conditions.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further features of the invention are in the subclaims  featured.

Die Wärmepumpen-Einrichtung nach der Erfindung kann ohne weiteres für den Betrieb von üblichen Heizungsanlagen benutzt werden, die in Wohnhäusern installiert sind, d. h. Heizungsanlagen, die Vorlauftemperaturen von 80°C oder mehr erfordern.The heat pump device according to the invention can without further used for the operation of conventional heating systems installed in residential buildings, d. H. Heating systems, the flow temperatures of 80 ° C or require more.

Wegen der erheblichen Temperaturspanne, die die Wärmepumpen- Einrichtung überbrückt, kann sie auch vorteilhaft zur Wärmegewinnung und Wärmerückgewinnung und zum gleichzeitigen Betrieb von Kühl- und Heizanlagen in der Industrie eingesetzt werden. Die wirtschaftliche Wärmerückgewinnung ist besonders bei Abgasen von Interesse, die heute in vielen Fällen ungenutzt bleiben. Das gilt auch für die Kühlwasseraufbereitung in Heiz- und Kernkraftwerken.Because of the considerable temperature range that the heat pumps Bridged facility, it can also be advantageous for heat recovery and heat recovery and for simultaneous operation of cooling and heating systems used in industry will. The economical heat recovery is special for exhaust gases of interest, which in many cases are unused today stay. This also applies to cooling water treatment in heating and nuclear power plants.

Durch das mit der Einrichtung zu erreichende hohe Temperatur- Niveau können derartige Abfallwärmemengen auf ein Niveau gebracht werden, in dem der Transport über beträchtliche Strecken möglich wird, so daß die Fernwärmeversorgung auch von Anlagen gespeist werden kann, die bisher wegen ihrer Entfernung von den Verbrauchern als nicht ausnutzbar galten.Due to the high temperature Such waste heat quantities can be brought to a level in which the transportation over considerable Stretching becomes possible, so that the district heating supply too can be fed from plants, which so far because of their Removal from consumers was considered unusable.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen die Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt ist.Further advantages and features of the invention result from the claims and from the following description and the drawings, in which the invention is explained, for example and is shown.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Wärmepumpen- Einrichtung nach der Erfindung und Fig. 1 is a schematic representation of a heat pump device according to the invention and

Fig. 2 einen für besonders niedrige Temperaturen geeigneten Verdampfer. Fig. 2 is an evaporator suitable for particularly low temperatures.

Die in Fig. 1 dargestellte Wärmepumpen-Einrichtung enthält einen ersten Kreis 10 und einen zweiten Kreis 12. Der Kreis 10 und der Kreis 12 enthalten je einen Einwellen- Rotationsverdichter 14 bzw. 24. Im Kreis 10 ist dem Verdichter 14 ein Wärmeaustauscher 16 vor- und ein Wärmeaustauscher 18 nachgeschaltet. Entsprechend ist im Kreis 12 dem Verdichter 24 der Wärmeaustauscher 18 vor- und ein Wärmeaustauscher 26 nachgeschaltet, so daß die Arbeitsmittel in den beiden Kreisen 10 und 12 getrennt sind, die Verbindung zwischen den Kreisen 10 und 12 aber durch den Wärmeaustauscher 18 hergestellt wird, der in dem Kreis 10 als Verflüssiger, im Kreis 12 als Verdampfer benutzt wird. In dem als Verdampfer des Kreises 10 arbeitenden Wärmeaustauscher 16 nimmt das Arbeitsmittel des Kreises 10 Wärme aus dem Medium der Wärmequelle auf, wobei dieses Medium über eine Leitung 32 zu- und 34 wieder abgeführt wird. Der Verflüssiger 26 des zweiten Kreises bildet die Abgabeseite. In diesem Wärmeaustauscher überträgt das Arbeitsmittel des Kreises 12 Wärme auf das Heizungsmedium, das über die Leitung 36 zu- und die Leitung 38 abfließt, wobei die Leitung 38 eine Umwälzpumpe 40 enthält.The heat pump device shown in FIG. 1 contains a first circuit 10 and a second circuit 12 . The circle 10 and the circle 12 each contain a single-shaft rotary compressor 14 and 24, respectively. In the circuit 10 , the compressor 14 is preceded by a heat exchanger 16 and a heat exchanger 18 is connected downstream. Correspondingly, the compressor 24 of the heat exchanger 18 is connected upstream and a heat exchanger 26 in the circuit 12 , so that the working means in the two circuits 10 and 12 are separated, but the connection between the circuits 10 and 12 is made by the heat exchanger 18 , which is used in the circuit 10 as a condenser, in the circuit 12 as an evaporator. In functioning as an evaporator of the circle 10, heat exchanger 16, the working medium takes the circle 10 from the heat medium of the heat source, this medium being supplied via a line 32 and is discharged 34 again. The condenser 26 of the second circuit forms the delivery side. In this heat exchanger, the working medium of the circle 12 transfers heat to the heating medium supplied via the line 36 and the line 38 flows, the conduit 38 includes a circulating pump 40th

Der Kreis 10 und der Kreis 12 enthalten jeweils noch einen weiteren Wärmeaustauscher 42 bzw. 44, der von dem Medium der Wärmequelle durchflossen wird. Das durch die Leitung 32 zugeführte Medium durchfließt zunächst den Wärmeaustauscher 42 und bewirkt hier eine Unterkühlung des Arbeitsmittels des Kreises 10, wobei das Medium gleichzeitig Wärme aufnimmt. Danach fließt es durch den Austauscher 44, in welchem das Arbeitsmittel des Kreises 12 eine zusätzliche Abkühlung erfährt, wonach das entsprechend aufgeheizte Medium dem Verdampfer 16 zugeführt wird. The circuit 10 and the circuit 12 each contain a further heat exchanger 42 and 44 , through which the medium of the heat source flows. The medium supplied through the line 32 first flows through the heat exchanger 42 and here causes the working medium of the circuit 10 to be supercooled, the medium simultaneously absorbing heat. Then it flows through the exchanger 44 , in which the working medium of the circuit 12 is cooled further, after which the appropriately heated medium is fed to the evaporator 16 .

Jeder Kreis 10 bzw. 12 enthält außerdem ein Entspannungsventil 20 bzw. 30 und einen Filtertrockner 22 bzw. 28. Diese Elemente liegen im Arbeitsmittelkreislauf in Reihe zwischen dem zusätzlichen Wärmeaustauscher 42 bzw. 44 und dem Verdampfer 16 bzw. 18.Each circuit 10 and 12 also contains an expansion valve 20 and 30 and a filter dryer 22 and 28 . These elements are in series in the working fluid circuit between the additional heat exchanger 42 or 44 and the evaporator 16 or 18 .

Jedes Expansionsventil 20 bzw. 30 ist durch eine Druckausgleichsleitung 21 bzw. 31 an den Eingang des Verdichters 14 bzw. 24 angeschlossen. Zur Steuerung des Ventils 20 bzw. 30 ist jeweils ein Fühler 23 bzw. 33 in Strömungsrichtung des Arbeitsmittels am Ausgang des Wärmeaustauschers 16 bzw. 18 angeordnet. Außerdem sind am Eingang und Ausgang jedes Verdichters 14 bzw. 24 übliche Sicherheits- und Wartungsventile vorgesehen, die an sich bekannt sind.Each expansion valve 20 or 30 is connected to the inlet of the compressor 14 or 24 by a pressure compensation line 21 or 31 . To control the valve 20 or 30 , a sensor 23 or 33 is arranged in the flow direction of the working medium at the outlet of the heat exchanger 16 or 18 . In addition, 14 and 24 conventional safety and maintenance valves are known at the input and output of each compressor, which are known per se.

Für den vorgesehenen Betrieb empfiehlt es sich, im Kreis 10 ein Arbeitsmittel zu verwenden, das ein Gemisch aus den Typen 22 und 114 ist, vorzugsweise etwa 90% 22 und 10% 114. Für den Kreis 12 wird vorzugsweise allein der Typ 114 als Arbeitsmittel verwendet. Für den Fall, daß Luft mit niedrigen Temperaturen als Wärmequelle benutzt wird, kann für den Kreis 10 eine Mischung aus den Typen 13B1 und 152a benutzt werden.For the intended operation, it is advisable to use a working medium in the circuit 10 , which is a mixture of types 22 and 114, preferably about 90% 22 and 10% 114. For the circuit 12 , type 114 alone is preferably used as the working medium . In the event that low temperature air is used as the heat source, a mixture of types 13B1 and 152a can be used for circuit 10 .

Bei dem nachfolgenden Beispiel soll angenommen werden, daß als Wärmequelle Wasser mit einer Temperatur von etwa 10°C zur Verfügung steht. Dieses Wasser wird im Wärmeaustauscher 42 von etwa 10°C auf etwa 11,5-12°C aufgeheizt und im Wärmeaustauscher 44 auf etwa 13 bis 15°C. Das derart aufgeheizte Medium der Wärmequelle fließt dann durch den Verdampfer 16 und kühlt sich in diesem auf etwa 5°C ab.In the following example, it should be assumed that water with a temperature of approximately 10 ° C. is available as the heat source. This water is heated in the heat exchanger 42 from about 10 ° C to about 11.5-12 ° C and in the heat exchanger 44 to about 13 to 15 ° C. The medium of the heat source heated in this way then flows through the evaporator 16 and cools down in it to approximately 5 ° C.

Für den Arbeitsmittelkreislauf ergeben sich durch den vorgesehenen Betrieb - Abkühlung des Mediums der Wärmequelle von +10°C auf +5°C und Aufheizung des Heizungsmediums von 70°C bei 36 auf 90°C bei 38 - die an den einzelnen Abschnitten angeschriebenen Temperaturwerte. So wird durch den Verdichter 14 die Temperatur des Arbeitsmittels von 0°C auf 50°C erhöht, durch den Verdichter 24 von 45°C auf 95°C.For the working fluid circuit, the intended operation - cooling the medium of the heat source from + 10 ° C to + 5 ° C and heating the heating medium from 70 ° C at 36 to 90 ° C at 38 - results in the temperature values written on the individual sections. Thus, the temperature of the working medium is increased from 0 ° C. to 50 ° C. by the compressor 14 , and from 45 ° C. to 95 ° C. by the compressor 24 .

Bei einer Leistungsbetrachtung soll angenommen werden, daß der Verdichter 14 4,3 kW und der Verdichter 24 6,1 kW aufnimmt, so daß die Leistungsaufnahme der Verdichter insgesamt 10,4 kW beträgt. Hiervon gehen 90% in die Leistungsbilanz ein, d. h. etwa 9,36 kW. Hinzu kommt die Leistungsaufnahme aus der Wärmequelle, in diesem Fall Brunnenwasser. Bei 5 m³/h und einem Temperaturunterschied von 5°C ist die Leistungsaufnahme 29,06 kW, die Wärmeleistung bei 90°C demnach etwa 38,32 kW.When considering the power, it should be assumed that the compressor 14 consumes 4.3 kW and the compressor 24 6.1 kW, so that the total power consumption of the compressors is 10.4 kW. 90% of this is included in the current account, ie around 9.36 kW. Added to this is the power consumption from the heat source, in this case well water. At 5 m³ / h and a temperature difference of 5 ° C, the power consumption is 29.06 kW, the thermal output at 90 ° C is about 38.32 kW.

Andererseits werden zusätzlich zu der Leistungsaufnahme der Verdichter für die Brunnenpumpe 0,75 kW und für die Umwälzpumpe der Heizung 0,30 kW aus dem Leitungsnetz entnommen, insgesamt 11,45 kW. Das Leistungsverhältnis beträgt demnach etwa 3,34. Dies Verhältnis liegt erheblich über dem bekannter Kaskadenschaltungen.On the other hand, in addition to the power consumption Compressor for the 0.75 kW well pump and for the circulation pump removed 0.30 kW from the mains from the heating system, a total of 11.45 kW. The performance ratio is accordingly about 3.34. This ratio is significantly higher than that known Cascade circuits.

Die Verwendung einer Mischung von 22 und 114 als Arbeitsmittel ermöglicht schon für sich eine Verbesserung um etwa 10%. Außerdem ist festzustellen, daß für etwa 1°C Kondensat- Unterkühlung die Kälteleistung um etwa 1% steigt. Selbst wenn der angegebene, rechnerische Idealwert von 3,34 nicht vollständig erreichbar ist, so ermöglicht die Einrichtung doch einen Wert in der Größenordnung von 3,2 im üblichen Betrieb, in dem mit Schwankungen auf der Quellenseite und der Heizungsseite zu rechnen ist.The use of a mixture of 22 and 114 as a working tool enables an improvement by itself 10%. It should also be noted that for approx. 1 ° C condensate Hypothermia the cooling capacity increases by about 1%. Even if the stated, calculated ideal value of 3.34 the facility is not fully accessible but a value on the order of 3.2 in the usual Operation where fluctuations on the source side and the heating side is to be expected.

In dem dargestellten Beispiel übersteigt der Kältemitteldruck an keiner Stelle den Wert von 19,5 bar, wodurch sich sehr günstige Betriebsbedingungen ergeben, die eine lange Lebensdauer ermöglichen. In the example shown, the refrigerant pressure exceeds nowhere the value of 19.5 bar, which very favorable operating conditions that result in a long Enable lifetime.  

Ein besonderer Vorzug der angegebenen Wärmepumpen-Einrichtung besteht darin, daß auch Luft als Wärmequelle benutzt werden kann, wobei für entsprechende Dimensionierung der Wärmeaustauscher gesorgt werden muß. Eine zusätzliche Einrichtung für den Betrieb mit Luft in tiefen Temperaturen, z. B. bis zu -15°C und hohem Feuchtegehalt, ist in Fig. 2 dargestellt. Ein vereinfacht gezeichneter Wärmeaustauscher 60 ist in einer Wanne 70 angeordnet, deren Rückwand 62 bis zur Oberkante des Austauschers 60 hochgezogen ist und mit einem abgewickelten Abschnitt 63 nach vorn zum Austauscher ragt und dadurch als Spritzschutz und Tropfblech für eine Sprüheinrichtung 64 dient. Die Einrichtung 64 besteht im wesentlichen aus einem umgekehrt L-förmigen Rohr, das in seinem oberen waagerechten Abschnitt Spritzdüsen 66 aufweist, aus denen in gleichmäßigen Abständen Frostschutzmittel gegen den Austauscher 60 gesprüht wird. Das Frostschutzmittel wird mit dem senkrechten Schenkel, der eine Umwälzpumpe 68 enthält, aus einem in der Wanne 70 befindlichen Vorrat entnommen und durch die Düsen 66 gedrückt. Ein Temperaturfühler 72, der die Temperatur des Austauschers 60 feststellt, steuert die Pumpe 68. Eine Heizvorrichtung 73 ist in der Wanne angeordnet und kann bei Bedarf das in die Wanne tropfende, mit Kondensatwasser sich anreichernde Frostschutzmittel aufheizen, um das Kondensatwasser zu verdampfen.A particular advantage of the specified heat pump device is that air can also be used as a heat source, the heat exchanger having to be appropriately dimensioned. An additional device for operation with air at low temperatures, e.g. B. up to -15 ° C and high moisture content is shown in Fig. 2. A simplified heat exchanger 60 is arranged in a trough 70 , the rear wall 62 of which is pulled up to the upper edge of the exchanger 60 and projects forward with a unwound section 63 to the exchanger and thereby serves as a splash guard and drip plate for a spray device 64 . The device 64 consists essentially of an inverted L-shaped tube which has spray nozzles 66 in its upper horizontal section, from which antifreeze is sprayed against the exchanger 60 at regular intervals. The antifreeze is removed with the vertical leg, which contains a circulating pump 68 , from a supply located in the trough 70 and pressed through the nozzles 66 . A temperature sensor 72 , which detects the temperature of the exchanger 60 , controls the pump 68 . A heating device 73 is arranged in the tub and can, if necessary, heat the antifreeze dripping into the tub and enriching with condensate water in order to evaporate the condensate water.

Claims (12)

1. Wärmepumpen-Einrichtung mit zwei hintereinander geschalteten Kreisen, die jeweils einen Verdichter und einen dem Verdichter vorgeschalteten und einem dem Verdichter nachgeschalteten Wärmeaustauscher enthalten, wobei in dem ersten Kreis im vorgeschalteten Wärmeaustauscher Wärme aus der Wärmequelle von dem Arbeitsmittel aufgenommen und in dem zweiten Kreis im nachgeschalteten Wärmeaustauscher Wärme vom verdichteten Arbeitsmittel an das Heizmedium abgegeben wird und wobei beide Kreise je einen zusätzlichen Wärmeaustauscher enthalten, der als Kühler für das Arbeitsmittel vor einem Verdichtungsvorgang dient, und beide zusätzliche Wärmeaustauscher nacheinander von demselben wärmeaufnehmenden Medium durchflossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei getrennten Arbeitsmittelkreisen (10, 12) der nachgeschaltete Wärmeaustauscher (18) des ersten Kreises gleichzeitig der vorgeschaltete Wärmeaustauscher des zweiten Kreises ist und daß das Medium der Wärmequelle vor Eintritt in den vorgeschalteten Wärmeaustauscher (16) des ersten Kreises zunächst durch den zusätzlichen Wärmeaustauscher (42) des ersten Kreises und durch den zusätzlichen Wärmeaustauscher (44) des zweiten Kreises zur Unterkühlung des Arbeitsmittels des betreffenden Kreises geführt wird.1.Heat pump device with two circuits connected in series, each containing a compressor and a heat exchanger upstream of the compressor and a heat exchanger downstream of the compressor, with heat from the heat source being absorbed by the working fluid in the first circuit in the upstream heat exchanger and in the second circuit in downstream heat exchanger heat is given off from the compressed working medium to the heating medium and both circuits each contain an additional heat exchanger, which serves as a cooler for the working medium before a compression process, and both additional heat exchangers are successively flowed through by the same heat-absorbing medium, characterized in that when separated Working medium circuits ( 10, 12 ) the downstream heat exchanger ( 18 ) of the first circuit is simultaneously the upstream heat exchanger of the second circuit and that the medium of the heat source before unity rode into the upstream heat exchanger ( 16 ) of the first circuit through the additional heat exchanger ( 42 ) of the first circuit and through the additional heat exchanger ( 44 ) of the second circuit for subcooling the working fluid of the circuit in question. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Kreis (10, 12) der zusätzliche Wärmeaustauscher (42 bzw. 44) unmittelbar hinter dem nachgeschalteten Wärmeaustauscher (18 bzw. 26) liegt.2. Device according to claim 1, characterized in that in each circuit ( 10, 12 ) the additional heat exchanger ( 42 or 44 ) is immediately behind the downstream heat exchanger ( 18 or 26 ). 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Kreis (10, 12) das Arbeitsmittel nach dem zusätzlichen Wärmeaustauscher (42 bzw. 44) ein Expansionsventil (20 bzw. 30) passiert.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that in each circuit ( 10, 12 ) the working fluid after the additional heat exchanger ( 42 or 44 ) passes through an expansion valve ( 20 or 30 ). 4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein zwischen dem zusätzlichen Wärmeaustauscher (42; 44) und dem Expansionsventil (20; 30) liegenden Filtertrockner (22; 28).4. Device according to claim 3, characterized by a between the additional heat exchanger ( 42; 44 ) and the expansion valve ( 20; 30 ) lying filter dryer ( 22; 28 ). 5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Expansionsventil (20; 30) durch einen Fühler (23; 33) gesteuert ist, der zwischen dem vorgeschalteten Wärmeaustauscher 16; 18) und dem Verdichtereingang liegt.5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that the expansion valve ( 20; 30 ) is controlled by a sensor ( 23; 33 ) which between the upstream heat exchanger 16; 18 ) and the compressor inlet. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Druckausgleichsleitung (21; 31) zwischen dem Expansionsventil (20; 30) und dem Eingang des Verdichters (14; 24).6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized by an additional pressure compensation line ( 21; 31 ) between the expansion valve ( 20; 30 ) and the input of the compressor ( 14; 24 ). 7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsmittel des ersten Kreises (10) ein Gemisch aus Chlordifluormethan "22" und Cryofluoran "114" ist und in der zweiten Stufe allein aus Cryofluoran besteht.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the working medium of the first circuit ( 10 ) is a mixture of chlorodifluoromethane "22" and cryofluorane "114" and in the second stage consists solely of cryofluorane. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsmittel des ersten Kreises (10) etwa 90% "22" und 10% "114" enthält.8. Device according to claim 7, characterized in that the working medium of the first circle ( 10 ) contains about 90% "22" and 10% "114". 9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichter Einwellen- Rotationsverdichter sind.9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the compressor single shaft Are rotary compressors. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Vielzellen- Verdichter. 10. Device according to claim 9, characterized by multi-cell Compressor.   11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Drehzahlregelung der Verdichter in Abhängigkeit vom Temperatur-Gefälle.11. The device according to claim 9 or 10, characterized by speed control of the compressors depending of the temperature gradient. 12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche unter Verwendung von Luft als Wärmequelle, gekennzeichnet durch eine Frostschutz-Berieselung der von der Luft durchflossenen Wärmeaustauscher, wobei die Berieselung durch einen Thermofühler steuerbar ist.12. Device according to one of the preceding claims using air as a heat source by frost protection sprinkling of of the air through which the heat exchanger flows Sprinkling is controllable by a thermal sensor.