DE4208625A1 - Einrichtung für regenerative Energieumwandlung - Google Patents
Einrichtung für regenerative EnergieumwandlungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für regenerative
Energieumwandlung, welche ein Bestandteil in der Patent
schrift P 41 34 749.8 ist, mit dem Titel:
Solaranlage = Solarkollektor + Feststoffspeicher + Wärme pumpe = 1
und hier als selbstständige Erfindung niedergeschrieben wird, der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Gat tung.
Solaranlage = Solarkollektor + Feststoffspeicher + Wärme pumpe = 1
und hier als selbstständige Erfindung niedergeschrieben wird, der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Gat tung.
Es ist bekannt, daß Wärmepumpen ebenfalls eine Art Energie
umwandler sind, in vielfacher Ausführungsart und Konstruktion
ihre zugedachte Aufgabe erfüllen als Warmwassererzeuger, Heiß-
oder Kaltluft (Klimageräte) und ebenso zu Heizzwecken dien
lich sind.
Es ist bekannt, daß Wärmepumpen die Umkehrung von Kühlaggre
gaten sind und durch Entspannung Wärme erzeugen und dies im
wirtschaftlichen Bereich bis 55°C.
Es ist bekannt, daß die Luftansaugung der Wärmepumpen und
Klimageräten im wesentlichen oberirdisch vorgenommen wird
wobei die Ansaugluft bei Wärmepumpen überwiegend für den
Kälteaustausch mit dem Verdampfer wieder abgeführt oder
in Vorratsräume eingeblasen wird, wobei Klimageräte im
Wohnraum den Kälteaustausch zur Klimatisierung nutzen
und die Wärme abführen und über Umluft steuern.
Es ist bekannt, daß Wärmepumpen mit Wasser-Wasser-System
ihre Wärmeenergie aus unterirdischen Wasserumlauf oder
Brunnen beziehen und hierbei erhebliche Unterkühlungen des
Bodens nicht ausschließen können, deren Folgen durch
Verzögerung des Wachstums oberirdisch erkennbar werden.
Es ist bekannt, daß Wärmepumpen trotz erheblicher staat
licher Entwicklungshilfe den Markt nicht erobern konnten.
Es ist nicht bekannt, daß Wärmepumpen oder regenerative
Energieumwandler ausschließlich ihre Luftansaugung bei
entsprechender Systematic über das Außenmauerwerk für die
totale Wärmerückgewinnung vorsehen, oder aus der Dachhaut
vornehmen um sie einem Heizkreislauf zuzuführen.
Es ist nicht bekannt, daß Wärmepumpen ihre Funktionssicher
heit für einen Winterbetrieb dieser Systematic verdanken
und enorme Mengen Wärme mithilfe der Sonnenenergie auch
bei hohen Minustemperaturen den luftbetriebenen Solarkollek
toren entnehmen und nutzen können, um so den wirtschaftlichen
Einsatz in Verbindung mit der totalen Wärmerückgewinnung
einen fast 100 %tigen Wirkungsgrad in Bezug Wärmeverlust
ausbeutung erreichen lassen.
Es ist nicht bekannt, daß Wärmepumpen als regenerative
Energieumwandler als Wasserdurchlauferhitzer und gleicher
maßen als Kälteträger in einem Kühlschrank oder zur Klima
tisierung von Wohn-und Nutzräumen über Radiatoren ohne
jeglichen vermeidbaren Wärme- oder Kälteverluste Anwendung
findet und somit die Geräuschkulisse Ventilator ausschließt
bei maximaler Energieausnutzung und Energieumwandlung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verwertung,
Anwendung und Umwandlung der Energie insbesondere der
erforderlichen elektrischen Energie für Antriebe der Be
triebsaggegrate wie Kältemaschinen bei Wärmepumpen durch
konstruktive Lösungen mit höchstmöglichem Wirkungsgrad
und Ausnutzungs- und Nutzeffekten vorzunehmen, um Verluste
aus Energien und unkontrollierte Abstrahlungen weitgehends
zu minimieren.
Nur eine regenerative Energieumwandlung und Nutzung ins
besondere bei Wärmepumpen, deren Wirkungsgrad im Prospekt
als Nutzungsgrad mit 97 % angeben ist wirft Zweifel auf,
wenn man bedenkt, daß die ausgestoßene Kaltluft am Verdam
pferteil ungenutzt zurückbeordert wird und doch auch Ener
gie aus erbrachter Energie trägt.
Über ein Doppelrohr wird im Kondensatorteil das durch
fließende Wasser durch Wärmeaustausch erwärmt bei geringem
Isolieraufwand, wo auch diese Verlustwärme den eigentlichen
Wirkungsgrad erheblich beschneidet.
Bei genauem hinsehen entpuppt sich die marktübliche Wärme
pumpe als gelungene Halbheit, wobei die bekannten Klima
geräte ebensowenig auf Energieverluste achten und mit viel
Luft und Umluft die gesuchte Abkühlung erzwingen, die wir
bei genauem hinsehen durch Selbstverschuldung erforderlich
machen.
Bei einer Wärmepumpe wird für das Kompressorteil elektrische
Energie aufgenommen um über ein Kältemittel durch Entspannung
Wärme zu erzeugen, welche über einen Kondensator an das durch
strömende Wasser übertragen zum Duschen oder Spülen zum
Verbrauch zur Verfügung steht.
Das Hochdruckteil neigt zum Vereisen und muß über einen
Verdampfer mithilfe eines leistungsfähigen Ventilators
abgetaut werden, damit der neue Kreislauf einer Wärmepumpe
beginnen kann.
Die Leistungsfähigkeit einer Wärmepumpe ließe sich erheb
lich steigern, wenn die Kälteenergie sinnvoll für Kühl
schränke und Kühlräume oder zur Klimatisierung von Wohn-
und Nutzräume Anwendung fände und der Ventilator als Ge
räuschträger verschwinden würde. Ein vollisolierter Klein
speicher mit integriertem Kondensatorteil wäre förderlich
für die haushaltliche Warmwasserversorgung bei maximaler
Energieausnutzung. Kühlschränke mit eigenem Kälteteil wären
ersetzbar und die Wirtschaftlichkeit einer regenerativen
Energieumwandlung und Nutzung nicht weiter verbesserbar.
Bei einer Einrichtung für regenerative Energieumwandlung
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art
wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst durch den im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Das wesentliche der Erfindung ist die unabdingbare Zusam
mengehörigkeit mit der in Patentschrift P 41 34 749.8
Solaranlage = Solarkollektor + Feststoffspeicher +
Wärmepumpe = 1 dargelegten Verfahren.
Nur so vermag der ganzjährige Einsatz einer Wärmepumpe
für die totale Energie (Wärmerückgewinnung) für Heizbetrieb
und einer zentralen- oder Haushaltgebundenen Warmwasser
versorgung mit regenerativen Energieumwandlung (Wärmepumpe
als Durchlauferhitzer) mit Kälteteil für Kühlschränke
bei absolut schadstofffreien Dauerbetrieb maximal energie
sparend und geräuscharm, zum Schutz für alles Leben, so
wie es alle vorgeben zu wollen, Wirklichkeit werden.
Der Lärmpegel einer handelsüblichen Wärmepumpe ist durch
das Vorhandensein eines Ventilators sehr hoch und ist des
halb fast ungeeignet als Aufstellungsort die Küche zu wählen.
Desweiteren macht die erforderliche Luftansaugmenge für
Verdampfererwärmung einen erheblichen Aufwand an großen
Rohrleitungen erforderlich, desgleichen auch die Abführung
der abgekühlten Luft nach Außen. Hieran würde der Einsatz
einer Wärmepumpe für Heiß- oder Warmwasser scheitern.
Wird der Abkühlvorgang der üblichen Art durch eine regenera
tive Abkühlungsart zum Beispiel Thermoölbad mit Zwangsumlauf
ersetzt, so wäre zum einen die freiwerdende Kälte geeignet
um ersatzweise Kühlschrankartig genutzt zu werden, das hätte
zur Folge, daß der Kühlschrank keiner weiteren elektrischen
Energie bedarf, und wie im üblichen Heizkreis mittels Ver
bindungsrohrleitungen (Vorlauf und Rücklauf) und Radiator
flachplattenkörper alle nachfolgenden Kühlschränke oder
auch im Sommer Wohnräume und Nutzräume mit Kälte für die
Vorratshaltung und Klimatisierung der Wohneinheit zu ver
sorgen ohne das zusätzliche Fremdenergie verbraucht würde.
Somit könnte die elektrische Energie von 3 Kühlschränke
mit je 140 Watt Stromaufnahme ersatzweise für den Verdichter
genutzt oder eingespart werden, ohne auf irgend etwas
zu verzichten, oder Zusatzbelästigungen ausgesetzt zu sein.
Somit würde ein geschlossener Kältekreislauf entstehen und
keinerlei unnötige Energieverluste auftreten.
Eine ausreichend dimensionierte Isolierdicke der Rohrlei
tungen sorgt für den gezielten Kälteeinsatz.
In gleicher Anlage oder Einrichtung würde ein umseitig
isolierter Behälter als Feststoffspeicher bei integriertem
Kondensatorteil mit Doppelrohr-Warmwasseraustauscher
als druckloser verschließbarer Behälter eine ergiebigere
Durchlaufmenge bei gleicher Heizleistung erreichen lassen
und die Abstrahlverluste erheblich mindern.
Das wesentliche der Erfindung ist der ungestörte Einsatz
einer regenerativen Wärmepumpe als Warmwasser-Durchlauf
erhitzer in Kleinstformat mit größtem Leistungsvolumen
für die Warmwasserversorgung eines Haushaltes oder Wohnein
heit bei ganzjähriger Nutzung unabhängig der Witterung
wobei die Gebrauchswassereinführung durch den Dachspeicher
anschluß erfolgt und somit nur an sonnenlosen Tagen einer
Nachheizung bedarf, während im Winter die Verbindung mit
der Heizungs-Wärmepumpe über den zentralen Pufferspeicher
im Kellergeschoß hergestellt wird und das Warmwasser
je nach Gebrauch nachgeheizt wird. Sollte Kältebedarf an
stehen so wird das Mischwasser (Kaltwasser) für Spülma
schine oder Waschmaschine aufgeheizt, oder das Schwimmbecken.
Das wesentliche der Erfindung ist Ausnutzung der Wärme
für die Warmwasserversorgung über eine Wärmepumpe bei
gleichzeitiger Ausnutzung der über Kälteaustausch erreich
ten Kühlkreislaufes für Vorratshaltung (Kühlschrankartig)
oder Klimatisierungswünsche bei maximaler Ausnutzung der
eingesetzten elektrischen Energie, geringstem Montageauf
wand und wirtschaftlichster Amortisation.
Der besondere Vorteil der gesamt gewählten Kombination
entsprechend P 41 34 749.8 dargelegt, einschließlich
der hier entwickelten regenerativen Wärmepumpen-Durchlauf
erhitzer mit angeschlossenen Kühleinrichtungen eröffnet
ungeahnte Einsatz- und Verwendungsmöglichkeiten und den
absoluten Verzicht auf fossile Brennstoffe jeglicher Art,
sowie die ganzjährige Sonnenenergienutzung in allen Tem
peraturbereichen unabhängig einer geographischen Lage
bei minimalem Fremdenergiebedarf und maximaler Wirtschaft
lichkeit.
Ob die Kühlung oder Wärmenutzung für Meerwasserentsalzung
in Wüstenregionen oder anderen Breitengraden, es gibt für
für diese Erfindung keine Grenzen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei
spielsweise näher erläutert;
diese zeigt in
Fig. 1 ein Querschnitt einer regenerativen Wärmepumpe
mit Warmwasserteil im Quarzsand als Feststoffspeicher
eingelassen, deren Behältnis ausreichend isoliert ist,
Dem Verdampferteil welcher in einem mit Thermoöl gefüllten
Behältnis eingetaucht ist, deren Kälteaustausch über
eine Vor- und Rücklaufleitung mit angeordneter Pumpe an
einen im Kühlschrank integrierten Flachheizkörper an
schließt und den Betriebszustand darstellt, fix und fertig
montiert, gemäß der Erfindung;
Fig. 2 Ein Schnitt des Durchlauferhitzers für sich fix
und fertig montiert, gemäß der Erfindung;
Fig. 3 ein Schnitt des Verdampferteiles für sich fix und
fertig montiert, gemäß der Erfindung;
Fig. 4 ein Schnitt durch einen Kühlschrank mit Radiator
Absperrorgane und Rohrleitung fix und fertig montiert im
Betriebsbereiten Zustand, gemäß der Erfindung;
Fig. 5 schematisch den Anwendungs- und Verwendungsbereich
einer regenerativen Wärmepumpe als Durchlauferhitzer und
Raumkühler oder Kühlschrank-Kälteversorgung, gemäß der
Erfindung.
Bei dem in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel sei
lediglich das System und die Funktion sowie die äußere
Gestaltungsart des fertigen Produktes dargestellt, indem
eine vorhandene marktübliche Wärmepumpe W ohne Veränderung
der Konstruktion oder Einbauteile lediglich die letzteren
Kondensator mit Doppelrohr für Warmwasserbereitung 3 wurde
in ein mit Qarzsand gefüllten (Speicher 10) ausreichend
wärmeisolierten 15 Behälter 8 eingelassen um intensivere
Wärmeausnutzung zu erreichen;
während der Verdampfer 4 in einen mit Thermoöl 9 gefüllten
Behälter 8 mit Vorlauf- 17 und Rücklaufleitung 18 versehen
montiert ist deren Außenwände ausreichend wärmeisoliert 15
sind, den maximalen Kälteaustausch bewirkt und an die im K
Kühlschrank ersatzweise eingebauten Flachradiatore 11
überträgt; mithilfe einer kleinen Thermoölpumpe 12 wird
ein Zwangsumlauf erreicht, was den ständigen Kreislauf bei
maximalem Kälteaustausch erreicht und einen Ven
tilator vergessen läßt.
Kompressor 1, Hochdruckschalter 2 sowie Kapillarrohr 7 und
übliche Verbindungs-Rohrleitungen 13 der Wärmepumpe W
bleiben im wesentlichen unverändert funktionsfähig.
Fig. 2 zeigt im Seitenschnitt den Kondensator 3 Doppel
rohrsystem mit Wassereinlaß aus Speicher 5 und Wasseraus
laß zum Verbraucher 6 welches in einem Speicher aus Quarz
sand 10 eingebettet, von einem Behälter 8 umgeben welcher
außenseitig Wärmeisolierung 15 aufweist, das Oberteil der
Wärmepumpe W darstellt.
Fig. 3 zeigt im Seitenschnitt den Verdampfer 4 (Kälteteil)
welcher an das umgebende Thermoöl 9 seine Kälte abgibt
welches ein Behälter 8 aufnimmt der ausreichend wärmeisoliert
15 ist und Vorlauf- 17 sowie Rücklaufleitung 18 einschließ
lich der erforderlichen Absperr- und Steuerventile 14 auf
weist und mittels einer Ablaßschraube 16 ein Thermoöl
austausch oder nachfüllen möglich ist.
Fig. 4 zeigt ein Schnitt durch einen Kühlschrank K indem
das alte Kälteteil sowie Kondensator 3 und Verdampfer
4 durch einen einfachen Flachradiator 11 ersetzt wurde
welcher bodenseitig eingeführte Rohrleitungen 13 für Vor
lauf- 17 und Rücklaufleitung 18 anschließt und die über
schüssige Kälte aus der Wärmepumpe W nutzbringend verwendet.
Fig. 5 zeigt schematisch die regenerative Nutzung von
Energie und deren Umwandlung seither vergeudeter Energien
oder Energieverluste und deren Prozeßeinbindung auf ein
fachste Art und Weise unabhängig der Energieart, sowie
deren Nutzbarmachung für mögliche Anwendung- oder Verwendung
im häuslichen Bereich dem Menschen zum Nutzen.
Natürlich sind die beschriebenen Ausführungs- und Nutzungs
beispiele in vielfacherweise konstruktiv änderbar, ohne den
Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.
Auch kann ein anderes Speichermaterial als Quarzsand verwen
det werden, oder andere frostbeständige Flüssigkeiten
wesentlich ist allein die Tatsache, daß mit primitivsten
Mitteln ein Maximum an Energieeinsparung und Energieaus
nutzung oder Anwendung und Verwertung erreicht wird, der
Umwelt und dem Menschen zum Wohle.
Wichtig ist vor allem, wenn schon Atomstrom sein muß, daß
hiermit sehr sparsam umgegangen wird und keine Kälteenergie
oder Wärmeenergie sinnlos einfach mit Ventilatoren in
die Atmosphäre geblasen wird, wie es bei seitherigen
Wärmepumpen üblich ist, und unnötige Lärmbelästigungen
provoziert werden.
Bezugszeichenliste:
1 Kompressor
2 Hochdruckschalter
3 Kondensator
4 Verdampfer
5 Wassereinlaß aus Speicher
6 Wasserauslaß zum Verbraucher
7 Kapillarrohr
8 Behälter
9 Thermoöl
10 Quarzsandfüllung als Speicher
11 Flachradiator
12 Thermoölpumpe
13 Rohrleitung
14 Absperr-Regelventil
15 Wärmeisolierung
16 Ablaßschraube
17 Vorlaufleitung
18 Rücklaufleitung
19 Ventilator
W Wärmepumpe
K Kühlschrank
2 Hochdruckschalter
3 Kondensator
4 Verdampfer
5 Wassereinlaß aus Speicher
6 Wasserauslaß zum Verbraucher
7 Kapillarrohr
8 Behälter
9 Thermoöl
10 Quarzsandfüllung als Speicher
11 Flachradiator
12 Thermoölpumpe
13 Rohrleitung
14 Absperr-Regelventil
15 Wärmeisolierung
16 Ablaßschraube
17 Vorlaufleitung
18 Rücklaufleitung
19 Ventilator
W Wärmepumpe
K Kühlschrank
Claims (1)
- Einrichtung für regenerative Energieumwandlung, welche jeweils als ein geschlossener Kreislauf entsprechend der Nutzung durch leicht anbringbare Austausch und Zusatz einrichtungen sowie variabler Gestaltungsart den jeweiligen Verwendungszweck erfüllen läßt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kondensator 3 einer Wärmepumpe W von einem Behälter 8 umhüllt ist welcher mit grobem Quarzsand 10 verfüllt einen wirksamen Feststoffspeicher darstellt, wobei eine aus reichend bemessene Wärmeisolierung 15 einen zusätzlichen Wasserboiler ersetzt und als einfacher Durchlauferhitzer wirksam wird;
daß der Verdampfer 4 einer Wärmepumpe W im geschlossenen Behälter 8 montiert welcher mit Thermoöl 9 gefüllt und An schlüsse für eine Vorlaufleitung 17 und eine Rücklaufleitung 18 aufweist:
daß an diese Vor- und Rücklaufleitung 17, 18 über eine Rohr leitung 13 beliebig viele Flachradiatore 11 für Kühlzwecke in Kühlschränke K sowie Wohn- und Nutzräume anschließbar sind;
daß die Energieumwandlung im umgekehrten Sinn einer Heizungs anlage funktioniert.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4134749A DE4134749A1 (de) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | Solaranlage = solarkollektor + feststoffspeicher + waermepumpe = 1 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4208625A1 true DE4208625A1 (de) | 1993-09-30 |
Family
ID=6443111
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4134749A Withdrawn DE4134749A1 (de) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | Solaranlage = solarkollektor + feststoffspeicher + waermepumpe = 1 |
DE4208625A Withdrawn DE4208625A1 (de) | 1991-10-22 | 1992-03-18 | Einrichtung für regenerative Energieumwandlung |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4134749A Withdrawn DE4134749A1 (de) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | Solaranlage = solarkollektor + feststoffspeicher + waermepumpe = 1 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE4134749A1 (de) |
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