EP0000001B1 - Thermische Wärmepumpe - Google Patents

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EP0000001B1
EP0000001B1 EP78200013A EP78200013A EP0000001B1 EP 0000001 B1 EP0000001 B1 EP 0000001B1 EP 78200013 A EP78200013 A EP 78200013A EP 78200013 A EP78200013 A EP 78200013A EP 0000001 B1 EP0000001 B1 EP 0000001B1
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EP
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heat
displacement body
heat pump
vapor
pump according
Prior art date
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EP78200013A
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English (en)
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EP0000001A1 (de
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Claus Adolf Dr. Busse
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European Atomic Energy Community Euratom
Original Assignee
European Atomic Energy Community Euratom
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Filing date
Publication date
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    • A61L27/28—Materials for coating prostheses
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Definitions

  • a compensation process In order to raise heat from a lower to a higher temperature level, a compensation process must be applied so that the total entropy of all substances involved does not decrease.
  • a compensation process with labor consumption is used; the work consumption is based on the operation of a compressor.
  • a thermal heat pump which is operated with fossil fuels or waste heat at a higher temperature and has a hot-liquid jet pump as the compressor unit, is already from the publication by Ch. Mostofizadeh in "Elektroggi international" Edition A 35 (1977) A 1, p. A35- A36, became known.
  • this hot liquid jet pump the saturated steam on the suction side is compressed with the help of the hot liquid under high pressure and brought to a higher temperature.
  • the high shock losses known from steam jet pumps are to be avoided in that the suction and the motive flow are first expanded to approximately the same speed and temperature and then mixed.
  • the arrangement is extremely problematic because of the additional friction losses due to the relatively high proportion of liquid in the vapor.
  • Such heat pumps therefore have significant disadvantages in that the working medium is heated to a relatively high temperature and part of it. must be brought to the necessary high operating pressure by means of a pressure pump and the efficiency is relatively low due to considerable friction losses.
  • the invention has for its object to provide a simply designed heat pump using the aforementioned theory, which is driven by heat.
  • a thermal heat pump is thus driven by the temperature gradient between T o and T 1 , the thermal efficiency can be calculated from the following relationship: where 60 is the absorbed heat flow and 6 2 is the useful heat flow at temperature T 2 .
  • Thermal heat pumps operating in this way are of great interest for exploiting the temperature differences caused by solar radiation, in particular for the purpose of heating water or other media for heating purposes, for providing hot water and the like.
  • the thermal heat pump designed according to the invention consists of a heat pipe in which the steam duct located between the heat transfer zone for supplying heat and the heat transfer zone for dissipating heat has a cross-section that changes over its length, initially increasing and then reducing the flow rate of the steam, and in the region of the increased steam speed a further, third heat transfer zone with heat supply or removal is located.
  • a heat pipe known per se becomes a heat pump of the type in question.
  • the thermal heat pump consists of a heat pipe, in the steam duct of which a displacement body which changes the steam speed is arranged between the heat transfer zones for the supply and removal of heat at the two ends of the heat pipe.
  • the area in front of the displacement body is the evaporator area "V”, in which is supplied with the heat flow Q o at an average temperature T o .
  • the area approximately in the middle of the displacement body is the so-called drive condenser area "TK”, in which at a mean temperature T "which is below the temperature T o , part of the steam condenses, the heat flow Q being removed.
  • TK drive condenser area
  • NK Located behind the displacement body the useful condenser area "NK”, in which the residual steam condenses at an average temperature T 2 and the useful heat flow Q 2 is released.
  • the mode of operation of the above-described embodiment of the heat pump according to the invention can also be modified such that it is thermodynamically reversed, which leads to the fact that the drive condenser area then becomes a second evaporator area. This enables a relatively large amount of heat to be transported from a low temperature to a medium temperature.
  • thermal heat pump according to the invention emerge from the following description and two basic configurations of the invention from the subclaims.
  • FIG. 1 and 2 of the drawings show a schematic representation of a thermal or steam jet heat pump with subsonic flow in one case and with supersonic flow in the second case.
  • the heat pump for subsonic flow consists of a heat pipe 11, on the inner wall of which a capillary structure 12 is arranged.
  • the displacement body 13 which has a shape in its front region 14, so that a nozzle 15 is formed between it and the capillary structure 12, in which the cross section of the steam channel 16 downsized.
  • the cross section of the steam channel 16 between the center piece 17 of the displacer 13 and the capillary structure 12 is reduced slightly due to the shape of the displacer. In this area, part of the steam is condensed by cooling.
  • the capillary structure 12 in the region of the displacement body 13 is advantageously provided with a thin-walled cover 20, which must be connected to the capillary structure or the tubular body of the heat pipe 11 sufficiently firmly in order to avoid lifting due to negative pressure.
  • the purpose of the condensate is to drive the shear effect of the steam flow on the cover first into the useful condenser zone, in which the pressure is higher than in the evaporator zone, where it is in turn higher than in the driving condenser zone.
  • the thermal heat pump with supersonic flow according to FIG. 2 basically has the same structure as that according to FIG. 1.
  • the main difference is that the displacement body 13 'is shaped such that the nozzle 15' and the diffuser 19 'have a convergent and have a divergent part, the transition from subsonic to supersonic flow taking place in the area of the narrowest point.
  • thermo heat pump An embodiment of the thermal heat pump is also possible, in which a subsonic nozzle according to FIG. 1 is used, the transition to the supersonic flow in the driving condenser takes place and then an ultrasonic diffuser according to FIG. 2 is used.
  • the condensate is returned to the evaporator in a known manner by means of the capillary structure on the inner wall of the heat pipe.
  • the return is essentially due to the capillary forces, which can be supported by gravity if necessary.
  • the displacement body is expediently mounted in the interior of the heat pipe on an axially arranged support rod which is preferably thermally insulated or consists of heat-poorly conductive material.
  • approximately conical displacement bodies in the useful condenser zone and optionally also in the evaporator zone, the base surfaces of which are facing the end faces of the heat pipe.
  • a cylindrical heat pipe with a capillary structure lining and cover is advantageously used, in which a displacement body with the desired cross-sectional shape is arranged. It is of course also possible to use a displacement body which is cylindrical at least in its central part, so that the cross sections of the steam duct in the various areas are then determined by the walls of the heat pipe. However, this solution is less advantageous.
  • the described and illustrated embodiments have significant advantages since losses due to boundary layer separation in the driving capacitor and diffuser and temperature losses due to a larger heat transfer area in the driving capacitor are avoided; moreover, the constructive form and the manufacturability are simple and stable.
  • the heat pipe could be arranged so that the thermal heat pump o originates in the evaporator portion of heat supplied amount E of the sun's rays; the amount of heat Q is carried by a coolant, for example in an area not exposed to the sun's rays, and the amount of heat O 2 occurring in the useful condenser could be used to heat a useful medium.
  • the thermal heat pump according to the invention offers the advantage of low losses, a small and simple construction and freedom from maintenance, which results in low acquisition and operating costs.
  • variable configuration of the cross section of the steam duct of the heat pipe can also be achieved in that the displacement body is omitted and instead the heat pipe is made variable in cross-section in accordance with the required duct configuration and thus the same flow effect is achieved as in the case of the exemplary embodiments described.

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Description

  • Um Wärme von einem tieferen auf ein höheres Temperaturniveau zu heben, muß ein Kompensationsprozeß Anwendung finden, so daß die Gesamtentropie aller beteiligten Stoffe nicht abnimmt. Bei den üblichen Wärmepumpen wird ein Kompensationsprozeß mit Arbeitsverbrauch angewandt; der Arbeitsverbrauch beruht auf dem Betrieb eines Kompressors.
  • Der Publikation von Nesselmann, "Zur Theorie der Wärmetransformation", (Wiss. Veröffentlichungen des Siemens-Konzerns, 12 (1933), S. 89-109) ist entnehmbar, den Kompensationsprozeß auch durch Wärme anzutreiben, und zwar derart, daß bei einer mittleren Temperatur To Wärme eingespeist wird und diese sowohl bei einer tieferen Temperatur T1 als auch bei einer höheren Temperatur T2 wieder abgegeben wird.
  • Eine thermische Wärmepumpe, welche mit fossilen Brennstoffen oder Abfallwärme höherer Temperatur betrieben wird und als Verdichteraggregat eine Heißflüssigkeits-Strahlpumpe aufweist, ist bereits aus der Veröffentlichung von Ch. Mostofizadeh in "Elektrowärme intemational" Edition A 35 (1977) A 1, S. A35-A36, bekanntgeworden. In dieser Heißflüssigkeits-Strahlpumpe wird der auf der Saugseite befindliche gesättigte Dampf mit Hilfe der unter hohem Druck stehenden heißen Flüssigkeit verdichtet und auf eine höhere Temperatur gebracht. Dabei sollen die von Dampfstrahlpumpen bekannten hohen Stoßverluste dadurch vermieden werden, daß der Saug-und der Treibstrom erst auf annähernd gleiche Geschwindigkeit und Temperatur expandiert und dann vermischt werden. Abgesehen von den praktischen Regelproblemen, die die Einhaltung dieser Bedingung zwangsläufig mit sich bringen, ist die Anordnung wegen der zusätzlichen Reibungsverluste durch den relativ hohen Anteil von Flüssigkeit im Dampf äußerst problematisch. Derartige Wärmepumpen haben daher wesentliche Nachteile insofern, als das Arbeitsmedium auf eine relativ hohe Temperatur erhitzt und ein Teil desselben . mittels einer Druckpumpe auf den notwendig hohen Betriebsdruck gebracht werden muß und infolge erheblicher Reibungsverluste der Wirkungsgrad relativ niedrig ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Anwendung der vorgenannten Theorie eine einfach gestaltete Wärmepumpe zu schaffen, die durch Wärme antreibbar ist. Eine derartige thermische Wärmepumpe wird somit durch das temperaturgefälle zwischen To und T1 angetrieben, wobei der thermische Wirkungsgrad sich aus folgender Beziehung errechnen läßt:
    Figure imgb0001
    wobei 60 der aufgenommene Wärmestrom und 62 der Nutzwärmestrom bei der Temperatur T2 ist.
  • Derart arbeitende thermische Wärmepumpen sind von großem Interesse zur Ausnutzung der durch Sonneneinstrahlung hervorgerufenen Temperaturdifferenzen, insbesondere zum Zwecke des Aufheizens von Wasser oder anderen Medien für Heizungszwecke, zur Bereitstellung von Warmwasser u.dgl.
  • Die erfindungsgemäß ausgebildete thermische Wärmepumpe besteht aus einem Wärmerohr, in welchem der zwischen der Wärmeübertragungszone zur Wärmezufuhr und der Wärmeübertragungszone zur Wärmeabfuhr befindliche Dampfkanal einen sich über seine Länge ändernden, die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes zunächst erhöhenden und dann erniedrigenden Querschnitt aufweist und sich im Bereich der erhöhten Dampfgeschwindigkeit eine weitere, dritte Wärmeübertragungszone mit Wärmezufuhr oder -abfuhr befindet. Durch die letztgenannten Maßnahmen wird ein an sich bekanntes Wärmerohr zu einer Wärmepumpe der in Betracht kommenden Art.
  • Aus der US-PS 35 32 159 ist ein Wärmerohr bekanntgeworden, welches einen starkwandigen zentralen zylindrischen Einsatz aufweist, zwischen welchem und der Wandung des Wärmerohres ein Ringspalt mit über die ganze Länge konstantem Querschnitt für die Rückführung des Arbeitsmediums vorhanden ist und in dessen Mitte ein Strömungskanal angeordnet ist, in welchem an der Stelle des Übergangs von einem engeren Querschnitt zu einem weiteren eine Düse angeordnet ist, um den Wirkungsgrad des Wärmerohres zu verändern, jedoch kann dieses vorbekannte Wärmerohr nicht als Wärmepumpe eingesetzt werden.
  • Bei einer Ausführungsform des Gegenstands der Erfindung besteht die thermische Wärmepumpe aus einem Wärmerohr, in dressen Dampfkanal zwischen den Wärme- übertragungszonen für die Wärmezu- bzw. -abfuhr an den beiden Enden des Wärmerohres ein die Dampfgeschwindigkeit ändernder Verdrängungskörper angeordnet ist.
  • Der vor dem Verdrängungskörper befindliche Bereich ist der Verdampferbereich "V", in welchem bei einer mittleren Temperatur To der Wärmestrom Qo zugeführt wird. Der Bereich etwa in der Mitte des Verdrängungskörpers ist der sogenannte Treibkondensatorbereich "TK", in welchem bei einer mittleren Temperatur T" die unterhalb der Temperatur To liegt, ein Teil des Dampfes kondensiert, wobei der Wärmestrom Q, abgeführt wird. Hinter dem Verdrängungskörper befindet sich der Nutzkondensatorbereich "NK", in welchem bei einer mittleren Temperatur T2 der Restdampf kondensiert und der Nutzwärmestrom Q2 abgegeben wird. Das im Treibkondensatorbereich "TK" und im Nutzkondensatorbereich "NK" anfallende Kondensat wird durch eine geeignete, an sich bekannte Kapillarstruktur, mit welcher die Innenwand des Wärmerohres in üblicher Weise ausgekleidet ist, zum Verdampferbereich "V" zurückgeführt.
  • Auch kann die Betriebsweise der vorbeschriebenen Ausführungsform der Wärmepumpe gemäß der Erfindung derart abgeändert werden, daß sie thermodynamisch umgekehrt wird, was dazu führt, daß der Treibkondensatorbereich dann zu einem zweiten Verdampferbereich wird. Dadurch kann eine relativ große Wärmemenge von einer tiefen Temperatur zu einer mittleren Temperatur transportiert werden.
  • Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen thermischen Wärmepumpe gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und zwechmäßige Ausgestaltungen der Erfindung aus den Unteransprüchen hervor.
  • Die beiden Figuren 1 und 2 der Zeichnungen zeigen in schematischer Darstellung eine thermische oder Dampfstrahl-Wärmepumpe mit Unterschallströmung im einen Falle und mit Überschallströmung im zweiten Falle.
  • Die Wärmepumpe für Unterschallströmung nach Fig. 1 besteht aus einem Wärmerohr 11, an dessen Innenwand eine Kapillarstruktur 12 angeordnet ist. Im Innenraum des Wärmerohres 11 befindet sich in gleichmäßigem Abstand von der Kapillarstruktur 12 der Verdrängungskörper 13, der in seinem vorderen Bereich 14 eine Form besitzt, so daß zwischen ihm und der Kapillarstruktur 12 eine Düse 15 gebildet ist, in welcher sich der Querschnitt des Dampfkanals 16 verkleinert. Hinter der Düse verringert sich der Querschnitt des Dampfkanals 16 zwischen dem Mittelstück 17 des Verdrängungskörpers 13 und der Kapillarstruktur 12 infolge der Form des Verdrängungskörpers geringfügig. In diesem Bereich wird durch Kühlung ein Teil des Dampfes kondensiert. Beim gebräuchlichen Wärmerohr stellt sich dabei ein Druck- und Temperaturanstieg ein, der mit der Theorie der Wärmerohre in übereinstimmung steht (vgl. z.B. "Heat pipes" von Dunn und Reay, Abschnitt 2.5.5, Fig. 2.16 und 2.17). Dieser Druck- und Temperaturanstieg wird vorliegend durch die Querschnittsabnahme des Dampfkanals im wesentlichen unterbunden. Der hintere Teil 18 des Verdrängungskörpers 13 ist kegelförmig ausgebildet, so daß sich der Querschnitt des Dampfkanals 16 dem Öffnungswinkel des Kegels entsprechend erweitert und einen Diffusor 19 bildet.
  • Vorteilhafterweise ist die Kapillarstruktur 12 im Bereich des Verdrängungskörpers 13 im Hinblick auf die hohen Druckunterschiede längs der Wärmepumpe mit einer dünnwandigen Abdeckung 20 versehen, die zur Vermeidung eines Abhebens infolge Unterdrucks ausreichend fest mit der Kapillarstruktur bzw. dem Rohrkörper des Wärmerohres 11 verbunden sein muß. Sie hat den Zweck, das anfallende Kondensat vermittels der Scherwirkung des Dampfstromes auf der Abdeckung zunächst in die Nutzkondensatorzone zu treiben, in welcher der Druck höher ist als in der Verdampferzone, wo er seinerseits höher ist als in der Treibkondensatorzone.
  • Die thermische Wärmepumpe mit Überschallströmung nach Fig. 2 hat grundsätzlich den gleichen Aufbau wie diejenige nach Fig. 1. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß der Verdrängungskörper 13' derart geformt ist, daß die Düse 15' wie auch der Diffusor 19' einen konvergenten und einen divergenten Teil aufweisen, wobei der Übergang von der Unterschall- zur Überschallströmung jeweils im Bereich der engsten Stelle erfolgt.
  • Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen thermische'n Wärmepumpe ist folgende:
    • Im Verdampfer 21 wird bei einer mittleren Temperatur To der Wärmestrom Qo zugeführt. In der durch den vorderen Teil des Verdrängungskörpers 13,13' gebildeten Düse 15,15' wird der .Dampf expandiert. Hierbei kühlt er sich ab und kondensiert teilweise im anschließenden Treibkondensator 22,22' bei einer mittleren Temperatur T,<To, wobei der Wärmestrom Q1 abgeführt wird. Die kinetische Energie des kondensierten Dampfes verbleibt im Restdampf, so daß dessen spezifische kinetische Energie ansteigt. Die üblicherweise in einem Kondensator bei Unterschall- wie auch bei Überschallströmung auftretenden Temperaturänderungen können durch die Expansion des Dampfes im Treibkondensator 22,22' vermieden werden, und zwar durch entsprechende Verkleinerung des Dampfkanalquerschnitts. Im anschließenden Diffusor 19,19' wird der Dampf komprimiert, wobei sich dessen kinetische Energie in Druck umwandelt und die Temperatur des Dampfes ansteigt. Im sich an den Diffusor 19,19' anschließenden Nutzkondensator 23 wird bei einer mittleren Temperatur T2 der Restdampf kondensiert, wobei der Nutzwärmestrom d2 abgegeben wird. Da die spezifische kinetische Energie des Dampfes beim Eintritt in den Diffusor 19,19' höher liegt als beim Austritt aus der Düse 15,15' können im Nutzkondensator 23 höhere Temperaturen als im Verdampfer 21 erzielt werden.
  • Das im Treibkondensator 22,22' und im Nutzkondensator 23 anfallende Kondensat wird über die Kapillarstruktur 12,12' an der Innenwand des Wärmerohres 11,11' zum Verdampfer 21 zurückgeführt.
  • Für eine thermische Wärmepumpe mit einer Wärmezufuhr von 6" = 1 kw ist folgende Dimensionierung vorzusehen:
    Figure imgb0002
  • Die mit Unterschallströmung erreichbaren Temperaturdifferenzen betragen nur wenige Prozent der Absoluttemperatur, wie sich aus den vorstehenden Daten ergibt. Mit der thermischen Wärmepumpe mit Überschallströmung lassen sich größere Temperaturdifferenzen erzielen.
  • Es ist auch eine Ausführungsform der thermischen Wärmepumpe möglich, bei welcher eine Unterschalldüse nach Fig. 1 verwendet wird, der Übergang zur Überschallströmung im Treibkondensator erfolgt und anschließend ein Überschalldiffusor nach Fig. 2 benutzt wird.
  • Das Kondensat wird in bekannter Weise mittels der Kapillarstruktur an der Innenwand des Wärmerohres zum Verdampfer zurückgeführt. Die Rückführung erfolgt im wesentlichen aufgrund der Kapillarkräfte, die gegebenenfalls durch die Schwerkraft unterstützt werden können. Es ist aber auch möglich, wie erwähnt, zum Antrieb der Flüssigkeitsströmung in der Kapillarstruktur zusätzlich den höheren Druck im Nutzkondensator auszunutzen.
  • Weiterhin ist es möglich, den abgedeckten Teil der Kapillarstruktur im Inneren des Wärmerohres durch ein oder mehrere Röhrchen, Kanäle od.dgt. zu ersetzen, die gegebenenfalls auch auf der Außenseite des Wärmerohres angeordnet sein können, um die Dampfströmung möglichst wenig zu beeinträchtigen.
  • Zweckmäßigerweise wird der Verdrängungskörper im Innenraum des Wärmerohres auf einem axial angeordneten Tragstab gelagert, der vorzugsweise thermisch isoliert ausgebildet ist oder aus Wärme schlecht leitendem Material besteht.
  • Weiterhin kann es vorteilhaft sein, in der Nutzkondensatorzone und gegebenenfalls auch in der Verdampferzone etwa kegelförmige Verdrängungskörper anzuordnen, deren Grundflächen den Stirnflächen des Wärmerohres zugekehrt sind.
  • Vorteilhafterweise verwendet man ein zylindrisches Wärmerohr mit Kapillarstruktur-Auskleidung und Abdeckung, in welchem ein Verdrängungskörper mit der gewünschten Querschnittsform angeordnet ist. Man kann selbstverständlich auch einen Verdrängungskörper verwenden, der zumindest in seinem mittleren Teil zylindrisch ausgebildet ist, so daß dann die Querschnitte des Dampfkanals in den verschiedenen Bereichen durch die Wände des Wärmerohres bestimmt sind. Diese Lösung ist jedoch weniger vorteilhaft. Die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen haben wesentliche Vorteile, da Verluste durch Grenzschichtablösung im Treibkondensator und Diffusor und Temperaturverluste durch eine größere Wärmeübertragungsfläche im Treibkondensator vermieden werden; überdies sind die konstruktive Form und die Herstellbarkeit einfach sowie stabil.
  • Bei einem praktischen Anwendungsbeispiel zum Zwecke optimaler Nutzbarmachung von Solarenergie könnte das Wärmerohr derart angeordnet sein, daß die der thermischen Wärmepumpe im Verdampferbereich zugeführte Wärmemenge Öo von Sonnenstrahlen stammt; die Wärmemenge Q, wird durch ein Kühlmittel agbeführt, beispielsweise in einem den Sonnenstrahlen nicht ausgesetzten Bereich, und die im Nutzkondensator anfallende Wärmemenge O2 könnte zur Aufheizung eines Nutzmediums benutzt werden.
  • Die erfindungsgemäße thermische Wärmepumpe bietet den Vorteil geringer Verluste, einer kleinen und einfachen Konstriktion sowie der Wartungsfreiheit, woraus sich geringe Anschaffungs- und Betriebskosten ergeben.
  • Schließlich kann die veränderliche Ausgestaltung des Querschnitts des Dampfkanals des Wärmerohrs auch dadurch erzielt werden, daß der Verdrängungskörper fortgelassen und statt dessen das Wärmerohr querschnittsmäßig entsprechend der erforderlichen Kanalkonfiguration veränderlich ausgebildet wird und somit die gleichen Strömungseffekt erzielt werden wie im Falle der beschriebenen Ausführungsbeispiele.

Claims (10)

1. Thermische Wärmepumpe, gekennzeichnet durch ein Wärmerohr (11), in welchem der zwischen der Wärmeübertragungszone zur Wärmezufuhr und der Wärmeübertragungszone zur Wärmeabfuhr befindliche Dampfkanal (16) einen sich über seine Länge ändernden, die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes zunächst erhöhenden und dann erniedrigenden Querschnitt aufweist und daß sich im Bereich der erhöhten Dampfgeschwindigkeit eine weitere, dritte Wärmeübertragungszone mit Wärmezufuhr oder - abfuhr befindet.
2. Thermische Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Dampfkanal (16) zwischen den Wärmeübertragungszonen für die Wärmezu- bzw. -abfuhr an den beiden Enden des Wärmerohrs (11) ein die Dampfgeschwindigkeit ändernder Verdrängungskörper (13) angeordnet ist.
3. Thermische Wärmepumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei Wärmeabfuhr in der dritten Wärmeübertragungszone die Querschnittsfläche des Dampfkanals (16) längs des vorderen Teils (14) des Verdrängungskörpers (13) in Strömungsrichtung düsenartig verkleinert, längs seines mittleren Teils (17) geringfügig verkleinert und längs seines hinteren Teils (18) diffusorartig erweitert, wobei die Machzahl der Dampfströmung an jeder Stelle des Dampfkanals (16) kleiner als 1,0 ist.
4. Thermische Wärmepumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei Wärmezufuhr in der dritten Wärmeübertragungszone die Querschnittsfläche des Dampfkanals (16) längs des vorderen Teils. des Verdrängungskörpers (13) in Strömungsrichtung düsenartig verkleinert, längs seines mittleren Teils (17) geringfügig vergrößert und längs seines hinteren Teils (18) diffusorartig erweitert, wobei die Machzahl der Dampfströmung an jeder Stelle des Dampfkanals (16) kleiner als 1,0 ist.
5. Thermische Wärmepumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (15) und der Diffusor (19) jeweils aus einem konvergenten und einem divergenten Teil bestehen, wobei die Machzahl der Dampfströmung im Bereich der höchsten Dampfgeschwindigkeit über 1,0 liegt.
6. Thermische Wärmepumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse eine Unterschalldüse (15') und der Diffusor ein Überschalldiffusor (19') ist, wobei der Übergang von der Unterschall- zur Überschallströmung im Bereich der erhöhten Dampfgeschwindigkeit (TK) erfolgt.
7. Thermische Wärmepumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarstruktur (12) längs der Innenwand des Wärmerohres (11) etwa über die Länge des Verdrängungskörpers (13) gegen den Dampfkanal (16) mit einer Abdekkung (20) versehen ist.
8. Thermische Wärmepumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Verdrängungskörpers (13) die Kapillarstruktur (12) ganz oder teilweise durch innerhalb oder außerhalb der Rohrwandung des Wärmerohrs (11) angeordnete Röhrchen, Kanäle od.dgl. ersetzt ist.
9. Thermische Wärmepumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (13) auf einem thermisch isolierten axialen Haltestab gelagert ist.
10. Thermische Wärmepumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren und bzw. oder vorderen Ende des Wärmerohres ein etwa kegelförmiger Verdrängungskörper angeordnet ist, dessen Grundfläche jeweils der Stirnwand des Wärmerohres (11) zugekehrt ist.
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