EP0012204A1 - Wärmerückgewinnungsanlage - Google Patents

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EP0012204A1
EP0012204A1 EP79104221A EP79104221A EP0012204A1 EP 0012204 A1 EP0012204 A1 EP 0012204A1 EP 79104221 A EP79104221 A EP 79104221A EP 79104221 A EP79104221 A EP 79104221A EP 0012204 A1 EP0012204 A1 EP 0012204A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
heat recovery
storage tank
water storage
recovery system
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP79104221A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franz Josef Abeler
Harry Thiery
Rudolf Wittler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eureka-Kuehlanlagen & Co GmbH
Original Assignee
Eureka-Kuehlanlagen & Co GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Eureka-Kuehlanlagen & Co GmbH filed Critical Eureka-Kuehlanlagen & Co GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02—Water heaters
    • F24H4/04—Storage heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F25B29/003—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the compression type system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B6/00—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits
    • F25B6/02—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits arranged in parallel

Definitions

  • the invention relates to a heat recovery system for cooling systems with evaporators and refrigeration units, as are usually used in agricultural operations for cooling the milk or in larger food businesses for cooling meat, poultry and other goods.
  • Heat recovery systems that operate with a heat exchanger operating in a water tank is arranged.
  • the heat exchanger gives off the heat to the water contained in the water tank, so that the water tank heats up slowly. If the water in the water tank has reached a higher temperature, the efficiency of the system is worse, that is to say, extremely speaking, when the water in the water tank has reached the same temperature as the heat in the compressor, there is no longer any heat exchange and the residual heat must be above that known air condensers are dissipated. Such systems do not work well either.
  • the invention has for its object to provide a heat recovery system with which cooling heat and thus otherwise lost energy can be sensibly recovered to the limit of what is theoretically possible.
  • This object on which the invention is based is achieved in that a countercurrent condenser is connected to the compressor of the refrigeration unit, which is fed by the normal water line, the refrigerant coming from the compressor being returned to the system after cooling down and the heated water flowing to a water storage tank in the upper region thereof, which is connected to the normal water pipe in its lower area.
  • the water storage tank is equipped with an additional heater.
  • the countercurrent condenser circuit formed in this way can be switched on and off as desired by the main system according to a further feature of the invention, the procedure preferably being such that this countercurrent condenser circuit and the water storage tank are combined in a compact system which can also be easily connected to existing systems .
  • the countercurrent condenser is outside the water storage tank and that the water introduced into the countercurrent condenser is released directly into the storage tank.
  • thermostatic sensors check valves, safety devices, etc. are of course provided, which make the corresponding control of the entire working group safe and simple and as automatic as possible.
  • the heat recovery system is seen schematically at 9 and consists of a countercurrent condenser 1 0, which connects at 11 to the line of the compressed refrigerant and is fed at 12 with water from the normal water line.
  • the water supplied at 12 flows through the countercurrent condenser and arrives in a water storage tank 14, specifically in its upper area, this water storage tank 14 also being exposed to the normal pressure of the water pipe in its lower area, as can be seen at 15.
  • the additional electrical heating for the water storage tank can be seen and at 17 the heated water is drawn off from the water storage tank.
  • the separation between the hot water area and the cold water area in the water storage tank 14 takes place thermodynamically, ie there is no partition wall here.
  • the dash line provided in the drawing in The separation area between hot water and cold water is only shown to clarify the boundary and is not actually designed in this way.
  • valve means enabling the connection of the heat recovery system 9 to the conventional refrigeration system are only shown schematically in the drawing and it goes without saying that further thermostat controls, such as can be seen at 18, can be provided on the water storage tank.

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Abstract

Wärmerückgewinnungsanlage für gewerblich eingesetzte Kühlanlagen, bei der an den Verdichter (11) des Kälteaggregates ein Gegenstromkondensator (10) angeschlossen ist, der von der normalen Wasserleitung (12) gespeist, das vom Verdichter (1) kommende Kältemittel abkühlt, während das aufgewärmte Wasser einem Wasserspeichertank (14) zugeführt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmerückgewinnungsanlage für Kühlanlagen mit Verdampfer und Kälteaggregat, wie sie üblicherweise in landwirtschaftlichen Betrieben zur Abkühlung der Milch oder in größeren Lebensmittelbetrieben zur Kühlung von Fleisch, Geflügel und anderen Waren eingesetzt werden.
  • Bei den bisher bekannten Einrichtungen wird die zwangsläufig anfallende Kühlwärme durch Ventilatoren der Kältemaschine weggeblasen, wodurch einerseits wertvolle Energie verlorengeht, andererseits eine Umweltbelastung eintritt. Bisher war es nicht möglich, wirtschaftlich diese relativ geringen Wärmemengen sinnvoll zu rezyklieren.
  • Es sind auch Wärmerückgewinnungsanlagen bekanntgeworden, die mit einem Wärmetauscher arbeiten, der in einem Wasserbehälter angeordnet ist. Der Wärmetauscher gibt dabei die Wärme an das im Wasserbehälter enthaltene Wasser ab, so daß ein langsames Aufheizen des Wasserbehälters erfolgt. Hat das Wasser im Wasserbehälter eine höhere Temperatur erreicht, ist der Wirkungsgrad der Anlage schlechter, d.h. extrem gesprochen, wenn das Wasser im Wasserbehälter die gleiche Temperatur wie die Wärme im Verdichter erreicht hat, erfolgt gar kein Wärmetausch mehr und die Restwärme muß über die an sich bekannten Luftkondensatoren abgeführt werden. Auch derartige Anlagen arbeiten nicht sinnvoll.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmerückgewinnungsanlage zu schaffen, mit der bis an die Grenze des theoretisch Möglichen Kühlwärme und somit sonst verlorengehende Energie sinnvoll zurückgewonnen werden kann.
  • Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an den Verdichter des Kälteaggregates ein Gegenstromkondensator anschließt, der von der normalen Wasserleitung gespeist wird, wobei das vom Verdichter kommende Kältemittel abgekühlt der Anlage zurückgeführt wird und das aufgewärmte Wasser einem Wasserspeichertank in dessen oberen Bereich zufließt, der in seinem unteren Bereich an die normale Wasserleitung angeschlossen ist.
  • Gemäß der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß der Wasserspeichertank mit einer Zusatzheizung ausgerüstet ist.
  • Der so gebildete Gegenstromkondensatorkreis kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung von der Hauptanlage beliebig zu- und abgeschaltet werden, wobei vorzugsweise so vorgegangen wird, daß dieser Gegenstromkondensatorkreis und der Wasserspeichertank in einer Kompaktanlage zusammengefaßt sind, die in einfachster Weise auch an bestehende Anlagen angeschlossen werden kann.
  • Schließlich wird gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Gegenstromkondensator außerhalb des Wasserspeichertanks liegt und daß das in den Gegenstromkondensator eingeführte Wasser der normalen Wasserleitung unmittelbar in den Speichertank abgegeben wird.
  • Mit dieser Wärmerückgewinnungsanlage ist es möglich, kurz nach Kühlbeginn bereits heißes Wasser von etwa 60 0 C zu erlangen, wobei in Abhängigkeit von der Größe der Kältemaschine sogar Temperaturen von bis zu 70° C erzielt werden können. Trotz dieser hohen Wassertemperaturen bleiben die Kompressionsdrücke der Kältemaschine normal. Durch ein thermodynamisches Gegenstromverfahren wird das heiße Wasser vom Kondensator separat in den Wasserspeichertank geleitet, so daß bereits heißes Wasser entsteht, wenn nur geringe Mengen gekühlt werden.
  • Ein weiterer Vorteil dieser Anlage muß darin gesehen werden, daß der Kondensator stets mit neuem kalten Wasser abgekühlt wird, wodurch bessere Kühlzeiten erzielt werden und es wird keine Energie über das Gebläse abgeführt. Durch den Einsatz einer vorzugsweise elektrisch betriebenen Zusatzheizung ist es möglich, die erzielte Wassertemperatur auch höher zu steuern, so daß beispielsweise für Reinigungszwecke heißeres Wasser zur Verfügung steht.
  • Selbstverständlich sind entsprechende Thermostatfühler, Rückschlagventile, Sicherheitseinrichtungen usw. vorgesehen, die die entsprechende Steuerung des gesamten Arbeitskreises sicher und einfach und möglichst automatisch gestalten.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Schemaskizze erläutert.
  • In dieser Schemaskizze ist bei 1 ein von einem Elektromotor 2 betriebener Verdichter dargestellt, dem vom Verdampfer 3 Flüssigkeit zugeführt wird. Im Expansionsbereich 4 erfolgt die Expansion des Kältemittels, das bei 5 zugeführt wird, wobei der normale Kreis eine Leitung 6 aufweist, die zu einem luftgekühlten Kondensator 7 führt, der von einem elektrisch betriebenen Gebläse 8 gekühlt wird.
  • Die erfindungsgemäße Wärmerückgewinnungsanlage ist schematisch bei 9 erkennbar und besteht aus einem Gegenstromkondensator 10, der bei 11 an die Leitung des verdichteten Kältemittels anschließt und bei 12 mit Wasser aus der normalen Wasserleitung gespeist wird. Das bei 12 zugeführte Wasser durchströmt den Gegenstromkondensator und gelangt in einen Wasserspeichertank 14, und zwar in dessen oberen Bereich, wobei dieser Wasserspeichertank 14 in seinem unteren Bereich, wie bei 15 erkennbar, ebenfalls dem normalen Druck der Wasserleitung ausgesetzt ist. Bei 16 ist die elektrische Zusatzheizung für den Wasserspeichertank erkennbar und bei 17 wird das erhitzte Wasser aus dem Wasserspeichertank abgezogen. Die Trennung zwischen Heißwasserbereich und Kaltwasserbereich im Wasserspeichertank 14 erfolgt thermodynamisch, d.h. hier befindet sich keine Trennwand. Die in der Zeichnung vorgesehene Strichlinie im Trennbereich zwischen Warmwasser und Kaltwasser ist nur zur Verdeutlichung der Grenze eingezeichnet und in Realität nicht so ausgebildet.
  • Die den Anschluß der Wärmerückgewinnungsanlage 9 an die übliche Kälteanlage ermöglichenden Ventilmittel sind in der Zeichnung nur schematisch dargestellt und es ist selbstverständlich, daß weitere Thermostatsteuerungen, wie beispielsweise bei 18 erkennbar, am Wasserspeichertank vorgesehen sein können.

Claims (6)

1. Wärmerückgewinnungsanlage für Kühlanlagen mit Verdampfer und Kälteaggregat, dadurch gekennzeichnet, daß. an den Verdichter (1) des Kälteaggregates ein Gegenstromkondensator (10) anschließt, der von der normalen Wasserleitung (12) gespeist wird, wobei das vom Verdichter (1) kommende Kältemittel abgekühlt und der Anlage zurückgeführt wird und das aufgewärmte Wasser einem Wasserspeichertank (14) in dessen oberen Bereich zufließt, der in seinem unteren Bereich an die normale Wasserleitung (12) angeschlossen ist.
2. Wärmerückgewinnungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserspeichertank (14) mit einer Zusatzheizung (16) ausgerüstet ist.
3. Wärmerückgewinnungsanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstromkondnensatorkreis von der Hauptanlage beliebig zu- und abschaltbar ist.
4. Wärmerückgewinnungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstromkondensator (10) und der Wasserspeichertank (14) in einer Kompaktanlage zusammengefaßt sind.
5. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstromkondensator (10) außerhalb des Wasserspeichertanks (14) liegt.
6. Wärmerückgewinnungsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstromkondensator unmittelbar an die Wasserleitung angeschlossen ist und das aufgewärmte Wasser des Gegenstromkondensators (1o) in den Wasserspeichertank (14) abgegeben wird.
EP79104221A 1978-12-14 1979-10-31 Wärmerückgewinnungsanlage Withdrawn EP0012204A1 (de)

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RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: WITTLER, RUDOLF

Inventor name: THIERY, HARRY

Inventor name: ABELER, FRANZ JOSEF