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Die Erfindung betrifft eine Kälteanlage bzw. Wärmepumpe mit Kompressor-Verdampfer-Kondensator, wobei an Stelle des Expansionsventils ein Schwimmerventil vorgesehen ist. Für den störungsfreien und wirtschaftlichen Betrieb von Kompressions-Kältemaschinen und -Wärmepumpen mit R-Kältemitteln sind im Normalbetrieb folgende Komponenten als Zusatzeinrichtungen erforderlich [ein Flüssigkeitssammler, ein Wärmetauscher (Economizer) und ein Flüssigkeitsabscheider 1. Bei Kompressions-Kältekreisläufen mit Abtaueinrichtung durch Kreislaufumkehr werden ausserdem ein Drosselorgan (Kapillarrohr) und Rückschlagventil benötigt. Als Drosselorgan zwischen Kondensator und Verdampfer dient meist ein Expansionsventil, bei kleineren Leistungen auch ein Kapillarrohr.
Nachteilig bei diesen herkömmlichen Anlagen ist einerseits der hohe Bauteilaufwand, anderseits die Auswahl und Auslegung des Drosselorgans im Hinblick auf optimale Verdampfungsausnutzung durch kleinstmögliche Sauggasüberhitzung am Verdampferaustritt.
Es ist auch bekannt, an Stelle des Drosselorgans ein Schwimmventil zu verwenden, dessen Schwimmer gemäss einer bestimmten bekannten Einrichtung (AT-PS Nr. 130020) als Glocke im Flüssigkeitsabscheider angeordnet ist. Nachteile ergeben sich zum Teil durch mangelhaften Wärmetausch und die Probleme bei der Strömungsrichtungsumkehr bei Abtauung oder Umschaltung Heizung/Kühlung bei Wärmepumpen.
Diese Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass das Schwimmerventil als Doppelsitzventil ausgebildet ist und sich innerhalb des Flüssigkeitsabscheiders befindet und damit die Wirkung eines Wärmetauschers hat. Grundgedanke der Erfindung ist nun, die Funktion der oben genannten Bauteile in einer kompakten Einheit zusammenzufassen. Das Doppelsitzventil hat den Zweck, bei Abtauung durch Kreislaufumkehr gleichzeitig Niederdruckschwimmer zu wirken.
Der Gegenstand der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch veranschaulicht. Darin zeigen Fig. l das Schema einer herkömmlichen Anlage, während die Fig. 2 die an dessen Stelle tretende erfindungsgemässe Anlage veranschaulicht. Dabei ist mit den ausgezogenen Pfeilen der Kreislauf im Normalbetrieb und mit den strichlierten Pfeilen der Kreislauf im Abtaubetrieb angedeutet.
Wie man aus den Zeichnungen erkennen kann, wird das Kältemittel durch einen Kompressor --11-- über ein Vierwegeventil --12-- dem Kondensator --13-- zugeführt, wo die Wärme abgegeben wird. Das Kältemittel gelangt sodann in einen Flüssigkeitssammler-l-und weiter
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wird. Der Dampf kehrt über das Vierwegeventil --12-- und den Flüssigkeitsabscheider --3-- zum Kompressor --11-- zurück. Zum Zwecke der Abtauung des Verdampfers --14-- muss mittels des Vierwegeventils --12-- der Kreislauf umgekehrt werden, wobei jetzt das Kältemittel über das Rückschlagventil --5-- und das Drosselorgan --4-- geführt wird.
Es wird dabei der Verdampfer --14-- aufgeheizt, um darauf festgesetzte Eisschichten zu entfernen. Gemäss der erfindungsgemässen Konstruktion, die in Fig. 2 veranschaulicht ist, werden nun die Bauteile --1 bis 6-der Fig. l in einer kompakten Einheit zusammengefasst. An Stelle des thermischen Expansionsventils --6-- tritt ein Hochdruck-Schwimmerventil --7--, dessen Arbeitsweise einen separaten Flüssigkeitssammler entbehrlich macht, da die kondensierte Kältemittelmenge unmittelbar dem Verdampfer --14-- wieder zugeführt wird. Der Verdampfer --14-- kann dadurch für jeden Betriebszustand vollkommen mit Kältemittel gefüllt bleiben, was den optimalen Arbeitsbedingungen entspricht.
Das Schwimmergehäuse befindet sich innerhalb des Flüssigkeitsabscheiders --8-- und ist aussen mit Rippen versehen, wodurch sich die Wirkung eines Wärmetauschers (Economizer) --9-- ergibt.
Beim Abtauvorgang wirkt das Schwimmerventil als Niederdruck-Schwimmerventil --10--.
Die Erfindung ist auf das dargestellte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt, da aus wirtschaftlichen Gründen der Hochdruck-Niederdruck-Schwimmer auch durch ein Kapillarrohr ersetzt werden kann.
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The invention relates to a refrigeration system or heat pump with a compressor-evaporator-condenser, a float valve being provided instead of the expansion valve. For the trouble-free and economical operation of compression refrigeration machines and heat pumps with R refrigerants, the following components are required as additional devices in normal operation [a liquid collector, a heat exchanger (economizer) and a liquid separator 1. In the case of compression refrigeration circuits with a defrosting device by reversing the circulation, one is also required Throttle device (capillary tube) and check valve required. An expansion valve is usually used as the throttling device between the condenser and the evaporator, and a capillary tube for smaller outputs.
A disadvantage of these conventional systems is on the one hand the high cost of components, and on the other hand the selection and design of the throttling element with regard to optimal utilization of the evaporation due to the smallest possible suction gas overheating at the evaporator outlet.
It is also known to use a float valve instead of the throttle element, the float of which is arranged as a bell in the liquid separator according to a certain known device (AT-PS No. 130020). Disadvantages arise in part from poor heat exchange and the problems with reversing the flow direction when defrosting or switching between heating and cooling in heat pumps.
According to the invention, these disadvantages are avoided in that the float valve is designed as a double-seat valve and is located within the liquid separator and thus has the effect of a heat exchanger. The basic idea of the invention is now to summarize the function of the above-mentioned components in a compact unit. The purpose of the double-seat valve is to act as a low-pressure float when defrosting by reversing the circuit.
The object of the invention is illustrated schematically in the drawings. 1 shows the diagram of a conventional system, while FIG. 2 illustrates the system according to the invention which takes its place. The solid arrows indicate the circuit in normal operation and the dashed arrows indicate the circuit in defrost mode.
As can be seen from the drawings, the refrigerant is fed through a compressor --11-- via a four-way valve --12-- to the condenser --13--, where the heat is given off. The refrigerant then gets into a liquid collector and further
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becomes. The steam returns to the compressor --11-- via the four-way valve --12-- and the liquid separator --3--. For the purpose of defrosting the evaporator --14--, the circuit must be reversed using the four-way valve --12--, whereby the refrigerant is now passed through the check valve --5-- and the throttle element --4--.
The evaporator --14-- is heated up in order to remove ice layers that are stuck on it. According to the construction according to the invention, which is illustrated in FIG. 2, the components -1 to 6 of FIG. 1 are now combined in a compact unit. In place of the thermal expansion valve --6-- there is a high pressure float valve --7--, the operation of which makes a separate liquid collector unnecessary, since the condensed amount of refrigerant is immediately fed back to the evaporator --14--. This means that the evaporator --14-- can remain completely filled with refrigerant for every operating condition, which corresponds to the optimal working conditions.
The float housing is located inside the liquid separator --8-- and has ribs on the outside, which gives the effect of a heat exchanger (economizer) --9--.
When defrosting, the float valve acts as a low-pressure float valve --10--.
The invention is not limited to the illustrated embodiment, since the high-pressure, low-pressure float can also be replaced by a capillary tube for economic reasons.
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