HOT WATER PRODUCING APPARATUS

Abstract: 1. Hot water producing apparatus comprising a compressor (2), a first heat exchanger (6) and a second heat exchanger (11) connected to a reverse cooling device (4), a cooling water circuit (5, 10, 17) including the compressor (2), the primary side of the first heat exchanger (6), the second heat exchanger (11) and a back cooler (18), and a warm water circuit (8, 21) including the secondary side of the first heat exchanger (6), which warm water circuit is provided with a warm water store (3) and a third heat exchanger (22) switched parallel to the first heat exchanger (6) and heated electrically in dependency from the wanted temperature, wherein the first, second and third heat exchanger (6, 11, 22) as well as the back cooler and the conduits of the cooling water circuit and the warm water circuit connecting them are forming a structural unit contained in a container (1) the walls of which are provided with connecting pieces (I-VIII) for the compressor (2), the warm water store (3) and the reverse cooling device (4), all of which are positioned outside of the container (1).

Description: WARMWASSER ERZEUGENDES SYSTEM Qie Erfindung betrifft ein Warmwasser erzeugendes zysten, welches einen wassergekühlten Kompressor, einen elektrischen Wärmeausteuscher, sowie dem wassergekühlten Kompressor ar,ge- schlossenen Wärmeaustauscber aufweist. In den letzten Jahren wurde das Energieproblem überall auf der Welt immer grösser. Es ist ein allgemeines Ziel solche Lösungen zu finden, die Energie ersparen, bzw. die bisher in Verlust geratenen Abfallkräfte ausnützen. Diese Abfallkräfte entstehen im allgemeinen während des Betriebes der Produktionseinheiten, auf verschiedenem Temperaturniveau und in verschiedenen Vermittlungsmitteln. In Ländern, wo ein bedeutender Teil der industriellen elektrischen Energie zur Berstellung von Druckluft benutzt wird, kann durch Umwandlung der Kompressionsarbeit in werte eine bedeutende Energiemenge erspart werden. Ein anderes bedeutendes Energieersparungsgebiet ergibt sich, wenn die elektrische Nachtenergie in einem Wärmespeichersystem ausgenutzt wird. Dazu müssen aber das Basis- und das Verbrauchernetz zur Ubertragung einer entsprechenden Leistung geeignet sein. Bei dem Gewinnen des Wärmeinhaltes der Druckluft hat es sich herausgestellt, dass in den herkömmlichen Kopressor Kühlwassersystemen die Austrittstemperatur des Kühlwassers auf das Doppelte erhöht werden und nahezu 1000C erreichen kann. Diese Temperaturdifferenz ermöglicht aber mit Hilfe von speziellen itÅarmeaustauschern 80 ffi des Wärmeinhaltes des Kühlwassers zurückzugewinnen. Ein einheitliches System für die Verbindung der Rohre und Vorrichtungen hat sich aber nicht ausgebildet, sondern dieses System wurde jeweils den örtlichen Umständen entsprechend mit örtlicher Montagearbeit dem bereits früher in 3etrieb gesetzten Kompressor angebaut, wobei die ?clichkeiten des vorhandenen GebEudes ausgenutzt wurden oder eit neuer Gebäudeteil errichtet wurde. Die DrzeugunF von Warmwasser mit Hilfe von elektrischer > achtenergie wird in bekannter Weise in Warmwasserspeichern durchgeführt, die aber ein begrenztes Volumen von 50 - 200 Liter und eine begrenzte Leistung von 2 kw aufweisen. Die Aufgabe der Erfindung ist ein Warmwasser erzeugendes System zustandezubringen, das die Ausnutzung der AbfallkrEfte der Kompressoren mit der Verwendung der elektrischen Nachtenergie einigt und gleichzeitig eine schnelle Unterbringungsmöglichkeit sichert. Dies wird erfindungsgemEss mit einem Warmwasser erzeugenden System gelöst, bei welchem die mechanischen und elektrischen Vorrichtungen des Systems - den wassergekühlten Kompressor, den Warmwasserspeicher und das Kühlsystem ausgenommen - auf einen gemeinsamen Rahmen montiert in einem Kontainer angebracht sind und auf diese Weise eine Reinheit bilden, wobei die Warmwassererzeugung des wassergekühlten Kompressors und die des elektrischen Wärmeaustauschers in Abhängigkeit von der konstanten Temperatur des Warmwasser- bedarfes automatisch in Reihe oder parallel geschaltet sind. ZweckmEssig ist der Wasseraustrittsstutzen des wassergekühlten Kompressors dem Eintrittstutzen eines ersten Warme- austauschers angeschlossen, dessen Austrittsstutzen entweder zu dem Warmwasserspeicher oder zu dem Warinwasse'rverbraucher funrt, der erste Wärmeaustauscher ist mit einem zweiten Wärme- austauscher verbunden, dessen Austrittsstutzen in ein Kühlsystem führt, wobei der zweite Wärmeaustauscher über den Nach kniLler der Druckluft in den Kompressor zurückgeführt ist und der elektrische Warmeaustauscher an die aus dem Austrittsstutzen des ersten Warmeaustauschers ausgehende Leitung - vor der Abzweigung des Warmwasserspeichers - angeschlossen ist und sintliche Wärmeaustauscher in Abhängigkeit von der konstanten Temperatur des Warmwasserbedarfes automatisch gesteuert sind. Vorteilhaft ist die temperatur des erzeugten Warmwassers von dem Betrieb des Kompressors /bzw. der Kompressoren/ wr,hingig konstant. Die Vorteile des erfindungsgemassen Systems sind die folgenden: - Es kann in einer Werkstatt auch in grosser Serie hergestellt werden. - Der Einbau in einen Kontainer macht den Transport einfach und sicher. - Der Container kann auf eine ebene Flache oder auf netonklotzen einfac-h aufgestellt werden. - Das im Kontainer eingebaute System kann nach Anschliessen der Rohranschlüsse und elektrischen Kabelanschlüsse sofort in Betrieb gesetzt werden. - Die sanitärtechnischen Vorrichtungen beanspruchen kein separates Gebände. - Das Kühlwassersystem eines Kompressors oder einer Kompressorenanlage wird vollkommen geschlossen, so dass sich in den Eompressoren kein Wasserstein bildet und kein Zusatzwasserbedarf auftritt. - Aus dem Kühlwasser wird durch Wärmerückgewinnung eine Abwärme nutzbar gemacht, deren Wärmeinhalt früher in die Abwasserleitung oder in die Athmosphäre geführt wurde. Das so gewonnene War:nwasser kann vor allem als Verbrauchswarmwasser, doch mit einem Wirkungsgrad, der schlechter ist als 80 , auch für Heizzwecke angewendet werden. - Durch Verwendung der elektrischen Nachtenergie kann das Verbrauchswarmwasser in grossen engen auch für Industrieanlagen hergestellt werden. - Der Wäreaustauscher ist derart ausgebildet, dass er mit minimalem Energievarbrauch den Frostschutz der ganzen Vorrichtung und der daran angeschlossenen Kompressoren im Betrieb stillstand sichert, wodurch die Vorbereitungen der Inbetriebsetzung ableiten, da die Kompressoren und das aeZuperations- system sofort betriebsfähig sind. Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erlgutert. Die Zeichnung stellt ein Schaltschema des erfindungsgemEssen Warmwasser erzeugenden Systems dar. Ausserhalb eines Containers 1 - der in der Zeichnung schematisch mit gestrichelter Linie dargestellt ist - sind ein wasserekühlter Kompressor 2, ein Warmwasserspeicher 3 und ein Kühlsystem 4 angeordnet. Der Kompressor 2 ist durch eine Beizung 5 mit einem ersten Wärmeaustauscher 6 verbunden. Der anderen Seite des W & meaustauschers 6 ist eine Pumpe 7 angeschlossen, die mit Hilfe einer Leitung 8 an das Wassers netz 9 anbeschlossen ist. Der Wärmeaustauscher 6 ist mit Hilfe einer Leitung 10 mit einem zweiten Wärmeaustauscher 11 in Reihe geschaltet. Die andere Seite des Wärmeaustauschers 11 ist durch eine Leitung 13 mit dem Wasserbecken 12 des Kühl systems 4 verbunden. In die Leitung 13 ist eine Pumpe 14 eingebaut. Von dem Wärmeaustauscher 11 führt eine Leitung 15 in den Wasserbecken 12. Das Abkühlen des Kühlsystems 4 wird durch einen Kühlturm 16 gesichert. Aus dem zweiten Wärmeaustauscher 11 führt eine Leitung 17 zurück in den Kompressor 2, wobei ein Nachkühler 18 zwischengeschaltet ist. In den Nachkühler 18 gelangt die Druckluft von dem Kompressor 2 durch eine Leitung 19. Die Druckluft entfernt sich aus dem Nachkühler 18 durc > eine Bettung 20. Aus dem ersten Wärmeaustauscher 6 führt eine Leitung 21 zu den Warmwasserverbrauchrn. Zwischen den Leitungen 8 und 21, vor dem Warmwasserspeicher 3, ist ein elektrischer Wärmeaustauscher 22 eingeschaltet. Samtliche Wärmeaustauscher 6, 11 und 22 sind mit Hilfe der regler 23 und 24 automatisch betätigt. Der Regler 24 be tätig das Ventil 25. Das erfindunsgemässe Warmasser erzeugende System ar betet wie fclgt: Der mit einet Elektromotor betriebene wassergekühlte Kompressor 2 ni=:t im Auffüllbetrieb elektrische Energie aus den hertz auf. Das aus dem Kompressor 2 durch die Leitung 5 austretende wasser gelangt auf einer Temperatur von ungefähr 90 C in den ersten Wärmeaustauscher 6. Von dort fliesst das Wasser durch die Leitung 21 auf einer Temperatur von ungefähr 4500 zu den Verbrauchern. Auf der anderen Seite des ersten Wärmeaustauschers 6 zirkuliert die Pumpe 7 das von dem Wassers netz 9 durch die Leitung 8 ankommende Kaltwasser. Das aus dem ersten Wärmeaustauscher 6 austretende Wasser mit einer Temperatur von 45 C gelangt durch die eitung 10 in den zweiten Wärmeaustauscher 11, von wo das Wasser mit einer Temperatur von ungefähr 3500 durch die Leitung 17 in den Kompressor 2 zurückgelangt. Das Abkühlen des Wassers in dem Wärmeaus- tauscher 11 wird durch das aus dem Wasserbecken 12 des Kühlsystems 4 durch. die Leitung 13 mit Hilfe der Pumpe 14 zirkulierte Kühlwasser durchgeführt. Das aus dem zweiten WÅarmeaustauscher 11 ausfliessende Wasser gelängt durch die Leitung 15 in das Wasserbecken 12 zurück. Die in die Leitung 17 eingebaute Pumpe 26 zirkuliert durch den Nachkühler 18 und durch die Kühlrohre des Kompressors 2 - in Abhängigkeit von der Lage des in-diese Leitung 17 eingebauten, durch den Regler 24 betätigten Ventils 25 - die zu der Austrittstemperatur von 90 C des durch die Leitung 5 austretenden Wassers gehörende Wassermenge. Falls in dem Wärmeaustauscher 6 keine Wärmeübertragung zustandekommt, wird das Abkühlen der ganzen Wassermenge des Kompressors durch den wärmesustauscher 11 verwirklicht. Der elektrische Wärmeaustauscher 22 tritt dann in Betrieb, wenn die Temperatur des durch die Leitung 21 zu dem Verbraucher fliessenden Wassers nicht die gewünschte Tempera tur erreicht. Das Voumen des zn das äussere Netz angeschlossenen Warmwasserspeichers 3 und die Fördermenge der Pumpen 7, 14, 26 und 27 werden derart bestimmt, bzw. passen sich derart der zeriodiscien Warmwasserentnahme an, dass der erste W & me- austauscher 6 immer kaltes Wasser aus dem Netz bekommt. In der Nacht schaltet sich - von dem Betrieb des somDressors 2 unabhängig oder mit diesem parallel - der elektrische Wärmeaustauscher 22 ein, der die zum Beistungs- gebiet gehörerde Warmwassermenge erzeugt. Das Warmwasser erzeugende System schliesst sich an den folgenden Punkten dem Kontainer an: I. Eintrittspunkt des Kühlwassers aus dem Kompressor, II. Austrittspunkt des Verbrauchswarmwassers, III. Eintrittspunkt des Kaltwassers aus dem Netz, IV. Fintrittspunkt des Kaltwassérs in'den Kompressor, V. Eintrittspunkt der Druckluft, VI. Austrittspunkt der Druckluft, VII. Eintrittspunkt des Kühlwassers des WErmeaustauschers, VIII. Austrittspunkt des Kühlwassers des Wärmeaustauschers.

Claims: PÄTENTANSPRVOHE 1. Warmwasser erzeugendes System, welches einen wassergekühlten Kompressor, einen elektrischen Wärmeaus- tauscher, sowie dem wassergekühlten Kompressor ange- schlossene Wärmeaustauscher aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die mechanischen und elektrischen Vorricntungen des Systems - den wassergeköhlten Kompressor, den Warmwasserspeicher und das Kühlsystem ausgenommen - auf einen gemeinsamen Rahmen montiert in einem Kontainer angebracht sind und auf diese Weise eine Einheit bilden, wobei die Warmwassererzeugung des wassergekählten Kompressors und die des elektrischen Warmeaustauschers in Abhängigkeit von der konstanten Temperatur des Warmwasserbedarfes automatisch in Reihe oder parallel geschaltet sind. 2. Warmwasser erzeugendes System nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e.i c h n e t , dass der Wasseraustrittsstutzen des wassergekühlten Kompressors dem Eintrittsstutzen eines ersten itErmeaustauschers angeschlossen ist, dessen Austrittsstutzen entweder zu dem Warmwasserspeicher oder zu dem Warmwasserverbraucher führt, der erste Wärmeaustauscher mit einem zweiten Warmeaustauscher verbunden ist, dessen Austrittstutzen in ein Kühlsystem führt; wobei der zweite Warmeaustauscher über den Nachkühler der Druckluft in den Kompressor zurückgeführt ist und der elektrische W rme- austauscher an die aus dem Austrittstutzen des ersten Wirme- austauscher ausgehende Leitung - vor der Abzweigung des Warmwasserspeichers - angeschlossen ist und sämtliche Wärme- austauscher in Abhängigkeit von der konstanten Temperatur des Warmwasserbedarfes automatisch gesteuert sind. 3. Warmwasser erzeugendes System nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Temperatur des erzeugten Warmwassers von dem Betrieb des Kompressors /bzw. der Kompressoren/ unabhängig konstant ist.

Inventors: BONTA, LASZLO, LANTOS, JOZSEF, MEZO, FERENC, PIRY, LASLO, TAKACS, PETER, TOTH, MIKLOS, Bonta, László, Lantos, József, Mezö, Ferenc, Piry, Lásló, Takács, Péter, Tóth, Miklós
Applicants: GANZ DANUBIUS HAJO- ES DARUGYAR
Application year: 1984
Main classification: F24H1
IPC codes: F24D17