HEAT PUMP FOR THE EXTRACTION OF HEAT FROM SURFACE WATER

Abstract: 1. A heat pump for drawing heat from surface water, comprising at least one evaporator adapted to have a refrigerant flow therethrough, a charging device (9) for charging a stream (11) of water supplied from a water discharge means (17) onto the evaporator from above for heat exchange between the evaporator and the water flowing downward thereat, a water draining means (23) for draining the water flown downward, a refrigerant circuit for transferring heat from the water flowing downward to a consumer (43) having an elevated temperature in comparison with the water, and a regulating means comprising a temperature sensor (69) sensing the operational condition, characterized in that for the formation of a uniform film of water (13, 15) the evaporator consists of a plurality of upright evaporator plates (3), the water charging device (9) comprises a rinsing tub (71) arranged above the evaporator plates (3) which is provided with several discharge openings (73) dimensioned and distributed to obtain a uniforme bias of the evaporator plates (3), the evaporator plates (3) comprises distributing means for the uniform distribution of the interior flow of refrigerant and the exterior film of water, that the regulating means is adapted to be controlled by the temperature sensor (69) to maintain a temperature of the water film closely above the freezing point, and that to avoid the formation of ice at the evaporator plates in permanent operation a cleaning device (79) is provided for the surfaces of the evaporator plates (3) which comprises a selectively actuable icing means (79) for the temporary formation of ice at the evaporator plates (3) and subsequent thawing.

Description: Wärmepumpe zur Entnahme von Wärme aus Wasser Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe zur Entnahme von Wärme aus Wasser, insbesondere Oberflächenwasser, mit wenigstens einem von einem Kältemittel durchströmbaren Verdampfer, einer Aufgabeeinrichtung zum Aufgeben eines von einer Wasser-Förder eillrichtung gelieferten Stromes des Wassers von oben auf den Verdampfer zwecks Wärmeaustausch zwischen dem Verdampfer und dem an ihm herunterlaufenden Wasser, einer Wasser-Ableiteinrichtung zum Ableiten heruntergelaufenen Wassers und einem Kältemittel kreis lauf zum Überführen von Wärme aus dem herunterlaufenden Wasser zu einem Verbraucher mit im Vergleich zu dem Wasser höherer Temperatur. Wärmepumpen der beschriebenen Art können wirkungsvoll nur mit flüssigem Wasser betrieben werden. Man muss deshalb die Wärmeentnahme so regeln, dass die Ablauftemperatur des von dem Verdampfer ablaufenden Wassers noch um einen Sicherheitsabstand oberhalb der Gefriertemperatur des Wassers liegt. Je kleiner dieser Sicherheitsabstand ist, desto grösser ist die mit der betreffenden Wärmepumpe aus dem gegebenen Wasser entnehmbare Wärmemenge; das gilt ganz besonders dann, wenn das zur Verfügung stehende Wasser bereits eine verhältnismässig niedrige Temperatur hat, wie es in den gemässigten geografischen Breiten insbesondere im Spätherbst und Winter sehr häufig der Fall ist. Geht man mit der Ablauftemperatur des Wassers zu nahe an den Gefrierpunkt, so besteht die Gefahr, dass schon geringfügige Ungleichmässigkeiten im Aufbau und iii der Arbeitsweise der Wärmepumpe zu einer teilweisen oder völligen Vereisung des Verdampfers führen. Dadurch wird die entnehmbare Wärmemenge sehr stark herabgesetzt. Die Beseitigung der Vereisung ist umständlich und zeitaufwendig; überdies knn der Verdampfer durch die Vereisung beschädigt oder sogar zerstört werden. Aus den genannten Gründen darf bei bekannten Wärmepumpen der beschriebenen Art zur Entnahme von Wärme aus Wasser, insbesondere Oberflächenwasser, die Ablauftemeratur des Wassers nicht unter etwa 40C liegen, und schon dafür ist ein kauit noch tragbarer Aufwand an Mess- und Regeleinrichtungen erforderlich. Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Wärmepumpe zur Entllanmte von Wärme aus Wasser, insbesondere Oberflächenwasser, zu schaffen, die bei hoher Betriebssicherheit mit einer sehr niedrigen Ablauftemperatur dicht über dem Gefrierpunkt betrieben werden kann und nur einen geringen Aufwand an Mess- und Regeleinrichtungen erfordert. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit einer Wärmepumpe der eingangs angegebenen Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zur Bildung eines gleichmässigen Wasserfilms der Verdampfer aus einer Anzahl von aufrechtstehenden Verdampferplatten besteht, die Wasser-Abgabeeinrichtung eine oberhalb der Verdampferplatten angeordnete Rieselwanne mit mehreren zur gleichmässigen Beaufschlagung der Verdampferplatten bemessenen und verteilten Abgabeöffnungen aufweist und die Verdampferplatten Mittel zum gleichmässigen Verteilen des inneren KältenLittelstromes und des äusseren Wasserfilms aufweisen. Bei der erfindungsgemässen Wärmepumpe kann auf den aufrechtstehenden Verdampferplatten ein sehr gleichmässiger Wasserfilm auch aus rasch strömendem Wasser erzeugt werden, vorzugsweise auf beiden Seiten der Platte, und Verluste und Un g le ichförmigke iten durch reflektierte oder beiseite spritzende Anteile des Wasserstromes können praktisch vollst;-.ndig vermieden werden. Die Verteilungsmittel stellen sicher, dass die Temperatur über die ganze Fläche der Verdampferplatte und des darauf befindlichen Wasserfilms weitgehend einheitlich ist. Diese Massnahmen bewirken insgesamt, dass ohne Gefahr einer Vereisung die Ablauftemperatur bis sehr nahe an den Gefrierpunkt des Wassers abgesenkt werden kann. Da im Herbst und im Winter sehr häufig die Temperaturen von Oberflächenwasser nur einige OC betragen, kann die erfindungsgemässe Wärmepumpe noch Wärme liefern, wenn andere Wärmepumpen mit höherem Sicherheitsabstand zwischen Ablauftemperatur und Gefriertemperatur bereits nicht mehr betriebsfähig sind. Bei höheren Temperaturen des zugeführten Wassers kann die erfindungsgemässe Wärmepumpe eine erheblich grössere Wärmemenge entnehmen. Wenn beispielsweise das zulaufende Wasser eine Temperatur von 60C hat, kann bei einer Ablauftemperatur von 2 0c, wie sie bei der erfindungsgemässen Wärmepumpe ohne weiteres möglich ist, die doppelte Wärmemenge entnommen werden wie bei einer Ablauftemperatur von 40C. Bei der erfindungsgemä±-n Wärmepumpe kann die Ablauftemperatur im Normalfall bis auf etwa 0,50C gesenkt werden. Bei bekannten Wärmepumpen mit Rohrbündel-Verdampfern darf die mittlere Ablauftemperatur nicht tiefer als etwa 4 ... 3 0C liegen. In den gemässigten Breiten liegen im Herbst und im Winter oft Temperaturen des Oberflächenwassers vor, bei denen zwar noch die erfindungsgemässe Wärmepumpe, nicht aber Wärmepumpen mit höherer mittlerer Ablauftemperatur betrieben werden können. Die erfindungsgemässe Wärmepumpe ermöglicht deshalb hohe Einsparungen an kostspieliger Ersatz-Wärmeenergie, zum Beispiel elektrischem Strom oder Ö1. Vorzugsweise ist eine wahlweise betätigbare Reinigungseinrichtung für die Abgabeöffnungen der Rieselwanne vorgesehen. Durch diese Reinigungseinrichtung ist sichergestellt, dass die gleichmässige Verteilung des Wassers in einfachster Weise über lange Zeiten unverändert gehalten werden kann, und zwar auch bei Verwendung verunreinigten Wassers Die Reinigungseinrichtung für die Abgabeöffnungen der Rieselwanne enthält vorzugsweise eine wahlweise betätigbare Spritzeinrichtung zum Reinigen der Abgabeöffnungen. Die dadurch ermöglichte Reinigung der Abgabeöffnungen durch Spritzen ist ausserordentlich wirksam, erfordert nur eine sehr kurze Zeit und kann leicht automatisiert werden, so dass ein gleichmässiger Wasserfilm über sehr lange Betriebs zeiten automatisch und mit einfachsten Mitteln aurechterhalten werden kann. Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemässen Wärmepumpe ferner eine wahlweise betätigbare Reinigungseinrichtung für die Oberflächen der Verdampferplatten vorgesehen. Dadurch kann in einfacher Weise sichergestellt werden, dass der Wärme leitungswidcrstand zwischen den Verdampferplatten und dem Wasser über lange Zeiten unverändert bleibt und insbesondere nicht durch Ablagerungen veral!°lert wird. Es hat sich gezeigt, dass erfindungsgemäss vorgesehene Reinigungseinrichtungen einfacher, billiger, wirksamer und wartungsärmer sind als entsprechend leistungsfähige Fein-Filtriereinrichtungen für das Wasser. Die Reingiungseinrichtung für die Verdampferplatte ist vorzugsweise als eine wahlweise betätigbare Aneisungseinrichtung zum vorübergehenden Aneisen und anschliessenden Abtauen der Verdampferplatte ausgebildet. Eine solche Aneisungseinrichtung kann sehr einfach aufgebaut sein, da man dazu nur geringfügige Eingriffe in den Rältemittelkreislauf vorzu namen braucht. Es hat sich gezeigt, dass durch das Aneisen und Abtauen eine sehr wirksame Reinigung der Verdampferplatte möglich ist. Auch ist der Aneisungs- und Abtauvorgang sehr leicht zu automatisieren. Es ist zwar schon bekannt, bei einer Wärmepumpe zur Wärme- aufnahme aus Oberflächengewässer einen Plattenverdampfer zu verwenden (DE-A1-26 37 784), doch soll dabei die Erstarrungswärme des Wassers mit genutzt, also die Wassertemperatur gewollt bis zum Gefrierpunkt abgesenkt und der Verdampfer zeitweilig mit einem Eismantel betrieben werden. Abgesehen davon, dass bei einer solchen Arbeitsweise aufwendige zusätzliche Massnahmen erforderlich sind (eine konkrete Gestaltung ist in der genannten Schrift nicht beschrieben)treten dabei die hier behandelten Probleme, insbesondere die Ein haltung eines Betriebes möglichst nahe über, aber nicht an oder unter dem Gefrierpunkt, überhaupt nicht in Erscheinung. Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Vertikalschnitt-Darstellung nach der Linie I-I der Fig. 2 einer erfindungsgemässen Wärmepumpe im Betrieb; Fig. 2 eine schematische Vertikalschnitt-Darstellung nach der Linie II-II der Fig. 1, wobei die Wärmepumpe vor der Inbetriebnahme dargestellt ist; und Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform einer Rieselwanne in der Darstellung wie in Fig. 1. Die Fign. 1 und 2 zeigen eine Wärmepumpe mit mehreren aufrechtstehenden Verdampferplatten 1, 3, 5, 7 und einer Aufgabeeinrichtung 9 zum Aufgeben eines von einer Wasser-Fördereinrichtung gelieferten Wasserstromes 11 von oben auf die Verdampferplatten derart, dass sich auf beiden Seiten der Platten jeweils ein Wasserfilm herunterlaufenden Wassers bildet, so z.B. bei der Platte 3 die Wasserfilme 13 und 15. Der Wasserstrom 11 wird von einer Wasser-Fördereinrichtung 17 geliefert, die hier eine Pumpe 19 konstanter Förderleistung und ein Zufuhrrohr 21 aufweist. In Fig. 1 ist nur die Verdampferplatte 3 im Schnitt dargestellt. Das an den Platten heruntergelaufene Wasser wird von einer Wasser-Ableiteinrichtung 23 abgeleitet. Diese hat bei der dargestellten Ausführungsform eine Wanne 25 mit einem Ablauf 27, in welchem ein steuerbares Ventil 29 vorgesehen ist. Das Ventil 29 ist in dem dargestellten normalen Betriebszustand offen. Die Verdampferplatten 1, 3, 5, 7 werden von einem Kältemittel von unten nach oben durchströmt. Jede Verdampferplatte hat unten einen über die ganze Breite der Platte gehenden Kältemittel- Einlasskanal, z.B. die Platte 3 den Einlasskanal 31, und oben einen über die ganze Breite der Platte gehenden Kältemittel Auslasskanal, z.B. die Platte 3 den Auslasskanal 33. Die Einlasskanäle sind an eine Kältemittel-Einlassleitung 35, und die Auslasskanäle sind an eine Kältemittel-Auslassleitung 37 angeschlossen. Diese Leitungen sind an ein ausserhalb des Rieselbereichs angeordnetes Kälteaggregat 39 angeschlossen, das in üblicher Weise aufgebaut sein kann und einen Wärmetauscher 41 aufweist, in welchem an einen Verbraucher 43 Wärme abgegeben werden kann. Das Kälteaggregat 39 bildet mit den Verdampferplatten 1, 3, 5, 7 einen Kältemittelkreislauf, in welchem Wärme aus dem an den Platten herunterlaufenden Wasser entnommen, auf höhere Temperatur gebracht und in dem Wärmetauscher 41 an den Verbraucher 43 abgegeben wird. Bei der dargestellten Ausführungsform enthält das Kälteaggregat einen an die Kältemittel-Auslassleitung 37 angeschlossenen Rücklaufanschluss 45 und einen an die Kältemittel-Einlassleitung 35 angeschlossenen Vorlaufanschluss 47. Der Rücklaufanschluss 45 führt zum Ansaugstutzen eines Ejektors 49, der von einem Kältemittel-Strom 51 betrieben wird. Dieser Kältemittelstrom 51 wird von einem Kältemittel-Verdichter 53 aufrechterhalten. Der Verdichter 53 fördert über den Wärmeaustauscher 41 das flüssige Kältemittel über ein regelbares Ventil 61 als Treibmittelstrom in den Ejektor 49. Das Ventil 61 wird von einem Schwimmer 63 des Abscheiders 57 gesteuert. Aus dem Ejektor 49 tritt der Kältemittelstrom teils in gasförmiger, teils in flüssiger Form in den Dampfraum 55 eines Abscheiders 57 ein. Dieser Dampfraum ist ferner an die Ansaugseite des Verdichters 53 angeschlossen. An den Flüssigkeitsraum 59 des Abscheiders 57 ist die Kältemittel-Einlassleitung 35 angeschlossen. Ferner ist in der vom Abscheider 57 zu dem Verdichter 53 führenden Saugleitung 65 ein Regelventil 67 vorgesehen. Dieses wird von einem in dem ablaufenden Wasser angeordneten Temperaturfühler 69 so gesteuert, dass die Temperatur des ablaufenden Wassers einen gewünschten Wert, z.B. 0,5 C, annimmt und beibehält. Die Wasser-Aufgabeinrichtung 9 enthält eine Rieselwanne 71, die oberhalb der Verdampferplatten 1, 3, 5, 7 angeordnet ist und für jede Platte mehrere über die Breite der Platte verteilte Abgabeöffnungen 73 aufweist. Diese Abgabeöffnungen 73 sind derart bemessen und verteilt, dass sich die gleichmässigen Wasserfilme, z.B. die Filme 13 und 15 bei der Platte 3, auf beiden Seiten der Verdampferplatten bilden können. Oberhalb der Rieselwanne 71 ist eine Beruhigungsrinne 75 angeordnet, in die der Wasserstrom 11 eingeleitet wird. Aus der Beruhigungsrinne 75 wird die Rieselwanne 71 durch Überlauf gespeist. Die Abgabeöffnungen 73 der Rieselwanne 71 und die Oberflächen der Verdampferplatten 1, 3, 5, 7 können mittels wahlweise betätigbarer Reinigungseinrichtungen 77 bzw. 79 gereinigt werden. Die Reinigungseinrichtung 77 für die Abgabeöffnungen 73 enthält bei der dargestellten Ausführungsform eine wahlweise betätigbare Spritzeinrichtung 81, die oberhalb der Abgabeöffnungen 73 angeordnet ist. Mit einer solchen Spritzeinrichtung kann leicht eine sehr intensive Reinigungswirkung ausgeübt und der losgespritzte Schmutz weggeschwemmt werden. Bei der dargestellten Ausführungsform enthält die Spritzeinrichtung 81 je eine Druckwasserleitung 83, 85, 87, 89 für die Verdampferplatten. In den Druckwasserleitungen sind Spritzöffnungen 91 vorgesehen, die auf die ihr zugeordneten Abgabeöffnungen 73 gerichtet sind. Dadurch werden beim Reinigen gezielt die Abgabeöffnungen getroffen. Jede Reihe von nbgabeoffnungen 73 hat somit eine ihr zugeordnete Reihe von Spritzöffnungerl 91. Damit die bei dem Reinigungsvorgang anfallenden Wasser- und Schmutzmengen einfach weggeschwemmt werden können, hat die Rieselwanne 71 in einem Endbereich einen Spritzwasser-Ablauf 93 von grossem Querschnitt. Darin ist ein steuerbares Ventil 95 vorgesehen, das während des Betriebes der Spritzeinrichtung 81 geöffnet wird. Bei der dargestellten Ausführungsform wird das aus dem Spritzwasser-Ablauf 93 kommende Gemisch von Wasser, Spritzwasser und Schmutz mit dem von den Verdampferplatten herabgelaufenen Wasser in der Wanne 25 vereinigt. Natürlich kann statt dessen auch eine Ableitung zu anderen Bereichen hin erfolgen. Um den losgespritzten Schmutz bevorzugt zu dem Spritzwasser Ablauf 93 hin zu befördern, sind die Spritzöffnungen 91 mit einer zu dem Spritzwasser-Ablauf 93 hinweisenden schrägen Spritzrichtung angeordnet. Die Druckwasserleitungen 83, 85, 87, 89 sind an eine Druckwasserquelle, hier in Form einer Druckwasserleitung 97, angeschlossen, die über ein steuerbares Ventil 99 absperrbar ist. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Peinigunasein- richtung 77 in vorgegebenen Zeitabständen von z.B. 3 Stunden automatisch für eine kurze Zeitspanne, z.B. 15 Sekunden, betätigt. Im Falle der dargestellten Verwendung einer Spritzeinrichtung 81 erfolgt dies dadurch,dass unter Steuerung durch eine Schaltuhr 101 die Ventile 95 und 99 geöffnet werden. Durch diese automatische Reinigung sind Wartungsarbeiten an der Aufgabeeinrichtung 9 nur noch in grossen Zeitabständen oder sogar überhaupt nicht mehr nötig. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der gesamte Querschnitt der Ablauföffnungen 73 in der Rieselwanne 71 derart auf den von der Pumpe 19 bestimmten Durchfluss des Wasserstromes 11 abgestimmt, dass sich in der Rieselwanne 71 ein bestimmter mittlerer Pegel einstellt. Man kann aber natürlich auch die Rieselwanne mit Überlauf betreiben und dadurch einen konstanten Wasserdruck an den Ablauföffnungen 73 sicherstellen. Dabei würde jedoch das überlaufende Wasser nicht zur Wärmegewinnung genutzt werden. Gerade bei den hier besonders ins Auge gefassten Betriebszuständen bei niedrigen Wassertemperaturen ist ein solcher Verlust aber unerwünscht. In jedem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Rieselwanne 71 leicht auswechselbar angeordnet und gegen wenigstens eine andere Rieselwanne mit anderen Grösse der Ablauföffnungen 73 austauschbar ist. Man kann dann bequem die Wärmepumpe auf andere Anforderungen, z.B. einen grösseren oder kleineren Wasserstrom 11, umstellen. Die Reinigungseinrichtung 79 für die Verdampferplatten 1, 3, 5, 7 weist eine wahlweise betätigbare Aneisungseinrichtung 103 auf, mit der die Verdampferplatten 1, 3, 5, 7 vorübergehend mit einer Eisschicht überzogen und anschliessend wieder durch Abtauen von dieser Eisschicht befreit werden können. Zweckmässigerweise ist die Reinigun4s- einrichtung 79 automatisch in vorgegebenen Zeitabständen für vorgegebene Zeitintervalle einschaltbar. Hier erfolgt dies dadurch, dass die Aneisungseinrichtung 103 unter dem Einfluss einer Schaltuhr 105 in vorgegebenen Zeitabständen, z.B. alle 6 Stunden, derart in die Steuerung des in der Saugleitung 65 liegenden Ventils 67 eingreift, dass für eine vorgegebene erste Zeitspanne, z.B. 10 Minuten, die KWhlleistung des Kälteaggregats 39 erhöht wird und sich eine Eisschicht auf den Verdampferplatten bildet, und in einer darauf folgenden zweiten Zeitspanne, z.B. 10 Minuten, die Kühileistung unter den Normalwert erniedrigt oder auf Null herabgesetzt wird, so dass die Eisschichten wieder abschmelzen und von dem Wasserstrom 11 aufgelöst werden. Die Erfahrung hat gezeigt, dass auf diese Weise die Platten sehr wirksam gereinigt werden können. Der beschriebene automatische Betrieb der Reinigungseinrichtung 79 (hier in Form der Aneisungseinrichtung 103) erspart menschliche Arbeitskraft und macht eine Wartung der Warinepurt nur noch in grossen Abständen oder sogar überhaupt nicht mehr erforderlich. Es ist vorteilhaft, wenn die Reinigungseinrichtung 77 für die Abgabeöffnungen 73, hier in Form der Spritzeinrichtung 81, in AbhAngigkeit von dem Betrieb der Reinigungseinrichtung 79 für die Verdampferplatten, hier in Form der Aneisungseinrichtung 103, schaltbar ist, weil dann die Reinigung der Abgabe öffnungen in Betriebsphasen gelegt werden kann, in denen die PEknmepumpe ohnehin nicht nutzbringend arbeitet. So ist es bei der dargestellten Aus führuflgsform ersichtlich vorteilhaft, die Spritzeinrichtung 81 während des Betriebes der Aneisungseinrichtung, insbesondere während der Abtauphase, zu betreiben, weil dann ohnehin die normale Arbeitsweise vorübergehend aufgehoben ist. Demgemäss können die beiden Schaltuhren 101 und 103 miteinander gekoppelt oder durch eine einzige Zeitschalteinrichtung ersetzt sein. Damit der angestrebte Betrieb sehr nahe am Gefrierpunkt des Wassers störungsfrei möglich ist, weisen die Verdampferplatten 1, 3, 5, 7 innen und aussen Mittel zum gleichmässigen Verteilen des Kältemittels bzw. des Wasserfilms auf. Von den zahlreichen Möglichkeiten für die Gestaltung solcher Verteilungsmittel sind vor allem diejenigen von Interesse, die mit geringstem baulichem Aufwand zu verwirklichen sind und den Wärmeaustausch möglichst wenig behindern. Es ist bekannt, dass man in dieser Hinsicht günstige Ergebnisse mit einer Verdampferplatte erhalten kann, die wie üblich aus zwei mit gegenseitigem Abstand angeordneten und an ihren Rändern gegeneinander abgedichteten Blechplatten besteht und Verteilungsmittel in Form von kurzen Schweissnähten aufweist, die über die gesamte Plattenfläche mit gegenseitigen Abständen verteilt sind und die beiden Blechplatten stellenweise miteinander verbinden. Auf diese Weise erhält man innen eine Zerklüftung des Strömungsweges für das Kältemittel und aussen ein gleichmässiges Muster von Unebenheiten, und dadurch wird in sehr einfacher Weise eine gleichmässige Verteilung sowohl des Kältemittelstromes im Inneren der Platte als auch des Wasserfilmes auf der Aussenseite der Verdampferplatte erzielt. Bei der dargestellten Ausführungsform sind ebenfalls Verteilmittel der eben beschriebenen Art vorhanden, jedoch in einer weiter verbesserten Form. Die Schweissnähte 107 verlaufen horizontal und haben eine Länge, die einen Bruchteil der Breite der Verdampferplatte beträgt. Durch die waagerechte Erstreckung der Schweissnähte ergibt sich eine besonders gute Verwirbelung des Kältemittels ohne eine übermässig grosse Erhöhung des Strömungswiderstandes. Die Schweissnähte sind in waagerechten Reihen angeordnet, wobei benachbarte Reihen jeweils seitlich versetzt zueinander angeordnet sind. Dadurch ergibt sich ein gleichmässiges Muster von Verteilmitteln über die gesamte Plattenfläche. Die seitliche Versetzung der benachbarten Reihen von Schweissnähten ist so gewählt, dass in benachbarten Reihen die Schweissnähte jeweils auf Lücke zueinander angeordnet sind. Es hat sich gezeigt, dass dadurch ein besonders niedriger Strömungswiderstand für das Kältemittel erzielt werden kann, bei gleichzeitiger Sicherste-llung einer sehr gleichmässigen Kühlwirkung über die gesamte Fläche der Verdampferplatte. Fig. 3 zeigt eine abgewandelte AusfühunCqsfon' Teile, die Teilen der Fign. 1 und 2 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie dort bezeichnet, jedoch um 300 erhöht. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 hat die Rieselwanne 371 zwei Reihen von Abgabeöffnungen pro Verdampferplatte, so für die Verdampferplatte 303 Reihen von Abgabeöffnungen 72, 74, und zwar je eine Reihe für beide Seiten der Verdampferplatte. Bei dieser Ausführungsform ist der bauliche Aufwand etwas höher als bei der Ausführungsform nach den Fign. 1 und 2, bei der für jede Verdampferplatte nur eine einzige Reihe von Abgabeöffnungen 73 vorgesehen ist, doch ergibt sich der Vorteil, dass die gleichmässige Aufteilung des für eine Platte vorgesehenen Wasserteilstromes auf beide Seiten der Platte weniger von der genauen Positionierung der Platte relativ zu den Abgabeöffnungen abhängt. Im allgemeinen wird es auch bei der Ausführungsform nach Fig. 3 genügen, wenn die Spritzeinrichtung wie bei der Ausführungsform nach den Fign. 1 und 2 nur eine Druckwasserleitung (eine Reihe von Spritzöffnungen) pro Verdampferplatte aufweist, weil das aus den Spritzöffnungen austretende Wasser einen genügend grossen Austrittskegel bestreicht, um beide zu der betreffenden Verdampferplatte gehörige Reihen von Ablauföffnungen genügend intensiv zu reinigen. Man kann aber auch, wie in Fig. 3 dargestellt, die Anzahl der Druckwasserleitungen entsprechend der Anzahl der Reihen von Ablauföffnungen verdoppeln. So sind gemäss Fig. 3 für die Reihen der Ab lauföffnungen 72 und 74 zwei Druckwasserleitungen 84 und 68 mit darin vorgesehenen Spritzöffnungen vorhanden; die Spritzrichtungen sind in Fig. 3 wieder durch Pfeile angedeutet. Die Reinigungswirkung einer derartigen Spritzeinrichtung ist besonders intensiv.

Claims: Ansprüche 1. Wärmepumpe zum Entnehmen von Wärme aus Wasser, insbesondere Oberflächenwasser, mit wenigstens einem von einem Kältemittel durchströmbaren Verdampfer, einer Aufgabeeinrichtung (9) zum Aufgeben eines von einer Wasser-Fördereinrichtung (17) ge lieferten Stromes (11) des Wassers von oben auf den Verdampfer zwecks Wärmeaustausch zwischen dem Verdampfer und dem an ihm herunterlaufenden Wasser, einer Wasser-Ableiteinrichtung (23) zum Ableiten heruntergelaufenen Wassers und einem Kältemittel kreislauf zum ueberführen von Wärme aus dem herunterlauf enden Wasser zu einem Verbraucher (43) von im Vergleich zu dem Wasser höherer Temperatur, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung eines gleichmässigen Wasserfilms (13, 15) der Verdampfer aus einer Anzahl von aufrechtstehenden Verdampferplatten (3) besteht, die Wasser-Aufgabeeinrichtunq (9) eine oberhalb der Verdampferplatten (3) angeordnete Rieselwanne (71) mit mehreren zur gleichmässigen Beaufschlagung der Verdampferplatten (3) bemessenen und verteilten Abgabeöffnungen (73) aufweist und die Verdampferplatten (3) Verteilungsmittel zum gleichmässigen Verteilen des inneren Kältemittelstromes und des äusseren Wasserfilms aufweisen. 2. Wärmepumpe nach Anspruch 1, bei der die Verdampferplatte (w) zwei mit Abstand voneinander angeordnete Blechplatten auf weist, die an ihren Rändern gegeneinander abgedichtet sind, und die Verteilungsmittel durch kurze Schweissnähte zwischen den Blechplatten gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die kurzen Schweissnähte (107) horizontal verlaufen und eine Länge haben, die einen Bruchteil der Breite der Verdampferplatte (3) beträgt 3. Wärmepumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweissnähte (107) in waagerechten Reihen mit gegenseitigem Versatz in benachbarten Reihen angeordnet sind. 4. Wärmepumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweissnähte benachbarter Reihen auf Lücke zueinander angeordnet sind. 5. Wärmepumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine wahlweise betätigbare Reinigungseinrichtung (97) für die Oberflächen der Verdampferplatten (3) aufweist. 6. Wärmepumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (97) für die Verdampferplatte (3) eine wahlweise betätigbare Aneisungseinrichtung (79) zum vorübergehenden Aneisen und anschliessenden Abtauen der Verdampferplatte (3) aufweist. 7. Wärmepumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (79) für die Verdampfer platten (3) automatisch in vorgegebenen Zeitabständen für vorgegebene Zeitintervalle einschaltbar ist. 8. Wärmepumpe nach einem der voneraehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine wahlweise betätigbare Reinigungseinrichtung (77) für die Abgabeöffnungen (73) der Rieselwanne (71) vorgesehen ist. 9. Wärmepumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (77) für die Abgabeoffnungen (73) eine wahlweise betätigbare Spritzeinrichtung (81) aufweist. 10. Wärmepumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzeinrichtung (81) eine an eine Druckwasser quelle (97) angeschlossene Druckwasserleitung (85) und darin vorgesehene, auf die Abgabeöffnungen (73) aus gerichtete Spritzöffnungen (91) aufweist 11. Wärmepumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn zeichnet, dass an der Rieselwanne (71) ein im Betrieb der Spritzeinrichtung (81) zu öffnender Spritzwasser-Ablauf (93) vorgesehen ist. 12. Wärmepumpe nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass Spritzöffnungen (91) mit schräg zu dem Spritzwasser-Ablauf (93) hinweisenden Spritzein richtungen vorgesehen sind. 13. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (77) für die Abgabeöffnungen (73) automatisch in vorgegebenen Zeitabständen für vorgegebene Zeitintervalle betätigbar ist. 14. Wärmepumpe nach den Ansprüchen 7 und 13, dadurch gekenn zeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (77) für die Abgabe öffnungen (73) in Abhängigkeit von dem Betrieb der Reinigungseinrichtung (79) für die Verdampferplatten (3) schaltbar ist. 15. Wärmepumpe nach den Ansprüchen 6 und 14, dadurch gekenn zeichnet, dass die Spritzeinrichtung (81) während des Betriebes der Aneisungseinrichtung (79) einschaltbar ist. 16. Wärmepumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rieselwanne (371) zwei Reihen von Abgabeöffnungen (72, 74) pro Verdampferplatte (303) aufweist, und zwar je eine Reihe für beide Seiten der Verdampferplatte (303). 17. Wärmepumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rieselwanne (71; 371) leicht auswechselbar angeordnet und gegen wenigstens eine andere Rieselwanne mit anderen Grössen der Ablauf öffnungen austauschbar ist. 18. Wärmepumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasser-Fördereinrichtung (17) eine konstante Förderleistung hat. 19. Wärmepumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Rieselwanne (71) eine Beruhigungsrinne 175) angeordnet ist, in die der Wasserstrom (11) eingeleitet wird und aus der die Rieselwanne (71) gespeist wird. 20. Wärmepumpe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Rieselwanne (71) aus der Beruhigungsrinne (75) durch Uberlauf gespeist wird.

Inventors: KLUE ULRICH, Klüe, Ulrich, Dipl.-Ing.
Applicants: BURMESTER JOHS & CO GMBH
Application year: 1984
Main classification: F24J3
IPC codes: F25B30, F28G1, F28D3, F25B39