CZ2006308A3 - Tepelné cerpadlo s odtáváním - Google Patents
Tepelné cerpadlo s odtáváním Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2006308A3 CZ2006308A3 CZ20060308A CZ2006308A CZ2006308A3 CZ 2006308 A3 CZ2006308 A3 CZ 2006308A3 CZ 20060308 A CZ20060308 A CZ 20060308A CZ 2006308 A CZ2006308 A CZ 2006308A CZ 2006308 A3 CZ2006308 A3 CZ 2006308A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- valve
- compressor
- heat pump
- expansion valve
- expansion
- Prior art date
Links
- 238000010257 thawing Methods 0.000 title abstract description 17
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 239000003570 air Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Defrosting Systems (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
Tepelné cerpadlo s odtáváním, jehož okruh obsahuje kompresor (3), kondenzátor (4), sberac kapalnéhochladiva (6), dva výparníky (11, 21) spojeny se sací stranou kompresoru (3) pres trícestné ventily (15,25), kde vstupy prvního výparníku (11) a druhého výparníku (21) jsou propojeny vyrovnávacím potrubím (102), v nemž je usporádán vyrovnávací expanzní ventil (101), pricemž na výtlacné strane kompresoru (3) ve spolecném potrubí (8) je mezi kondenzátorem (4) a sberacem kapalného chladiva (6) zarazen uzavírací ventil (5), dále tepelné cerpadlo s odtáváním obsahuje ovládací prvky a príslušenství.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká tepelného čerpadla s odtáváním, jehož okruh obsahuje kompresor, kondenzátor, sběrač kapalného chladivá, dva výpamíky, ovládací prvky a příslušenství, kde výstupy obou výpamíků jsou spojeny se sací stranou kompresoru přes třícestné ventily.
Dosavadní stav techniky
Dosud známá tepelná čerpadla typu vzduch/voda, se používají k ohřevu topné a užitkové vody, vzhledem ke skutečnosti, že dosahují topného faktoru 3 - 5 v běžných podmínkách venkovních teplot, což znamená, že za 1 kW elektrické energie se získá 3 až 5 kW tepla.
Nevýhodou tepelných čerpadel obecně je namrzání teplosměnné plochy výpamíků při venkovních teplotách vzduchu pod +5° C, ke kterému dochází při odebírání nízkopotenciálního tepla ze vzduchu, který je zároveň odvlhčován. Při vyšších teplotách vlhkost kondenzuje a odtéká jako kondenzát do odpadu. Dosud je tento problém řešen jednak odtáváním cirkulací vzduchu přes výpamík, tuto metodu nelze ovšem použít při teplotách nižších než ca +1° C. Teplo pro odtávání se pak dodává pomocí elektrických topných těles zvnějšku výpamíků, což je krajně energeticky náročné, nebo zevnitř oteplenými parami chladivá, pomocí reverzace okruhu tepelného čerpadla.
Přestože se tepelná čerpadla s možností reverzace okruhu, ukazují jako jediné ekonomické a ekologické řešení do budoucna, mají dosud známá řešení své významné nevýhody. Zásadní nevýhodou je velikost času, potřebného k odtáni námrazy na výpamíků. Protože doba odtávání se zvyšuje s poklesem teploty okolního vzduchu, tepelné ztráty způsobené odtáváním narůstají právě v období potřeby zvýšeného výkonu tepelného čerpadla.
• ·
Dále je známé řešení odtávání reverzací funkce celého okruhu tepelného čerpadla. Zde je pro odtávání použito kromě tepla obsaženého ve zkomprimovaných parách i teplo kondenzační, a proto je odtávání časově velmi efektivní. Zásadní nevýhodou tohoto řešení je ovšem okolnost, potřebné teplo pro odtávání je hrazeno nejen elektrickou energií pro pohon kompresoru, ale i odběrem tepla z topného média. Protože topným médiem je vesměs voda, je zde kromě energetické nevýhody spojené s ochlazováním topného média, ještě nebezpečí zamrznutí vody ve výměníku. To je řešeno komplikovanou řídící soustavou tepelného čerpadla.
Je známé i řešení, kde je tento problém částečně vyřešen tak, že jsou místo jednoho velikého výparníku, potřebného pro větší výkony, použity dva menší výpamíky.
Každý výparník je odtáván samostatně, se stejnou četností jako jediný velký výparník, čili četnost odtávání se zvyšuje na dvojnásobek. Přesto je celková doba odtávání dvou výparníků menší než doba odtávání jediného velkého výparníku, přičemž se snižováním teploty vzduchu se tento časový rozdíl zvětšuje/Nevýhodou tohoto řešení je okolnost, že na sací straně kompresoru jsou zařazeny zpětné ventily, které zvyšují tlakovou ztrátu, čímž dochází ke snížení vypařovací teploty, což způsobuje snížení topného výkonu a zhoršení topného faktoru tepelného čerpadla.
Společnou nevýhodou všech řešení s odtáváním výparníků reverzací okruhu je značné dynamické namáhání výparníků vlivem teplotních a tlakových změn a uspořádáním regulačních členů na sací straně kompresoru.Výpamíky se tak stávají v podstatě nejslabším článkem tepelného čerpadla. Nevýhodou společnou všem popsaným řešením odtávání, je pak stále vysoká celková energetická náročnost, snižující funkční efekt tepelného čerpadla.
Je známé i řešení, kde změnou a přenesením příslušenství umožňujícího odtávání výparníku na výtlačnou stranu kompresoru, dochází k odstranění tlakových ztrát na sací straně kompresoru, u každého tepelného čerpadla s alespoň dvěma výpamíky, jejichž celkový počet není omezen. Nevýhodou je snížení sacího tlaku kompresoru, protože záměnou funkce odtáváného výparníku se sníží množství odpařeného chladivá. Tím dochází i ke změně výtlačného tlaku kompresoru a k poklesu kondenzační teploty Této změně odpovídá změna kondenzačního i vypařovacího tlaku, což vede ke snížení tlakového rozdílu mezi pracovní a odtávanou stranou tepelného čerpadla. Snížením tlakového rozdílu pak dochází ke snížení průtoku chladivá a výkonu.
• · · · ·
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje tepelné čerpadlo podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vstupy prvního výpamíku a druhého výpamíku jsou propojeny vyrovnávacím potrubím, v němž je uspořádán vyrovnávací expanzní ventil. Vyrovnávací expanzní ventil může být tvořen neregulovaným, obousměrným, expanzním ventilem. Ve společném potrubí na výtlačné straně kompresoru může být mezi kondenzátorem a sběračem kapalného chladivá zařazen uzavírací ventil.
Výhodou tepelného čerpadla podle vynálezu je nejen odstranění tlakových ztrát na sací straně kompresoru, změnou a přenesením příslušenství umožňujícího odtávání výpamíku na výtlačnou stranu kompresoru, ale především rovnovážná a podstatně vyšší vypařovací teplota, se kterou okruh tepelného čerpadla při odtávání pracuje. Dosahuje se vyššího topného výkonu, který vede i k vyšší kondenzační teplotě. Efekt tepelného čerpadla se tedy výrazně zvyšuje.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je blíže objasněn na připojených obrázcích, kde na obr. 1 je schematicky znázorněno tepelné čerpadlo se dvěma výpamíky v provozním režimu a na obr. 2 je tepelné čerpadlo z obr. 1 při odtávání jednoho z výpamíků.
Příklad provedení vynálezu
Tepelné čerpadlo obsahuje první větev i s prvním výpamíkem 11, jehož vstupuje předřazen první expanzní ventil 12, opatřený prvním obtokem 13, obsahujícím první • · zpětný ventil 14. Na výstupu z prvního výpamíku Π. je v první větvi i zařazen první třícestný ventil 15.
Obdobně je uspořádána druhá větev 2 tepelného čerpadla s druhým výpamíkem 21, jemuž je předřazen druhý expanzní ventil 22, opatřený druhým obtokem 23, obsahujícím druhý zpětný ventil 24. Na výstupu z druhého výpamíku 21 je v druhé větvi 2 zařazen druhý třícestný ventil 25.
Vstupy obou výpamíků 11, 21 jsou propojeny vyrovnávacím potrubím 102, v němž je uspořádán vyrovnávací expanzní ventil 101.
První třícestný ventil 15 i druhý třícestný ventil 25 jsou spojeny se sací stranou kompresoru 3, jemuž je ještě předřazen odlučovač kapaliny 7. Výtlačná strana kompresoru 3 je spojena se společným potrubím 8, kde je uspořádán kondenzátor 4, uzavírací ventil 5, sběrač kapalného chladivá 6 a patrona 9, v níž je uspořádáno filtrační zařízení. Výtlačná strana kompresoru 3 je ovšem dále spojena s prvním třícestným ventilem 15 i s druhým třícestným ventilem 25.
Funkce tepelného čerpadla a jeho popsaných částí je standardní. Tepelné čerpadlo v provozním režimu podle obr. 1 odebírá přes svůj první výpamík 11 a druhý výpamík 21 nízkopotenciální teplo z okolní atmosféry pomocí ventilátorů. Vzduch procházející prvním výpamíkem 11 a druhým výpamíkem 21 se ochlazuje a současně odvlhčuje, přičemž kondenzát vlhkosti při nulových a podnulových teplotách namrzá na teplosměnných plochách. Vyrovnávacím potrubím 102 neprotéká žádné chladivo, tlak je v obou výpamících JJ_, 21 shodný.
Dle obr. 2 je odtáván druhý výpamík 21 tak, že kompresor 3 vhání páry přes druhý třícestný ventil 25, který je přepnut do reverzační polohy přímo do výstupu druhého výpamíku 21, dále druhým obtokem 23 a druhý zpětný ventil 24 k prvnímu expanznímu ventilu 12 prvního výpamíku 11, jehož výstup je normálně spojen se sací stranou kompresoru 3. Po startu odtávání tlak v pracovním prvním výpamíku 11 poklesne, v odtávaném druhém výpamíku 21 se zvýší. Tím se na vyrovnávacím expanzním ventilu 101 ustaví rozdíl tlaků, který způsobí proudění chladivá z odtávaného druhého výpamíku 2Λ, plnícího funkci kondenzátoru 4, do pracovního, prvního výparníku 11. Přiváděným chladivém se eliminují disproporce popsané u dosavadních řešení. Sací tlak se tedy ustaví na hodnotě, odpovídající rovno vážnému stavu a tím je k dispozici okamžitě maximální topný výkon využitelný pro odtávání.
Vyrovnávací expanzní ventil 101 ie obousměrný a v konkrétním příkladu provedení neregulovaný. Při odtávání přivede do pracovního prvního výparníku 11 základní množství chladivá, přičemž regulovaný prvek, kterým je první expanzní ventil 12 přivede zbývající potřebné množství chladivá, podle aktuálních pracovních podmínek. Okruh tepelného čerpadla pracuje tedy po celou dobu odtávání s rovnovážnou a podstatně vyšší odpařovací teplotou, tím také s vyšším topným výkonem, který vede k vyšší kondenzační teplotě.
Druhý výpamík 21 je odtáván opačným propojením kompresoru 3, první větve i a druhé větve 2. Totéž platí i pro nevyznačený třetí, nebo další výpamík, jichž může být v rámci vynálezu libovolný počet.
Průmyslová využitelnost
Tepelné čerpadlo podle vynálezu lze uplatnit všude tam, kde se dosud používala tepelná čerpadla dosavadního typu, zejména při efektivním vytápění budov a ohřevu užitkové vody.
NÁROKY NA OCHRANU
Claims (10)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Tepelné čerpadlo s odtáváním, jehož okruh obsahuje kompresor, kondenzátor, sběrač kapalného chladivá, dva výparníky, ovládací prvky a příslušenství, kde výstupy obou výpamíků jsou spojeny se sací stranou kompresoru přes třícestné ventily, vyznačené tím, že vstupy prvního výpamíku (11) a druhého výpamíku (1Ϊ) jsou propojeny vyrovnávaéírh potrubím (102 ), v němž je uspořádán vyrovnávací expanzní ventil (101).
- 2. Tepelné čerpadlo podle nároku 1,vyznačené tím, že vyrovnávací expanzní ventil (101) je tvořen neregulovaným, obousměrným, expanzním ventilem.
- 3. Tepelné čerpadlo podle nároku 1,vyznačené tím, že ve společném potrubí (8) na výtlačné straně kompresoru (3) je mezi kondenzátorem (4) a sběračem kapalného chladivá (6) zařazen uzavírací ventil (5).• · • · · • · · · · · • · ♦ · · ···· · · · · · • · · · · · ··· ·· ··GV JS)OQ> Seznam vztahových značek1 první větev11 první výpamík12 první expanzní ventil13 první obtok14 první zpětný ventil15 první třícestný ventil2 druhá větev21 druhý výpamík22 druhý expanzní ventil23 druhý obtok24 drtlhý zpětný ventil25 druhý třícestný ventil3 kompresor
- 4 kondenzátor
- 5 uzavírací ventil
- 6 sběrač kapalného chladivá
- 7 odlučovač kapaliny
- 8 společné potrubí
- 9 patrona
- 10 průhledítko101 vyrovnávací expanzní ventil102 vyrovnávací potrubí
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20060308A CZ302759B6 (cs) | 2006-05-12 | 2006-05-12 | Tepelné cerpadlo s odtáváním |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20060308A CZ302759B6 (cs) | 2006-05-12 | 2006-05-12 | Tepelné cerpadlo s odtáváním |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2006308A3 true CZ2006308A3 (cs) | 2007-11-21 |
| CZ302759B6 CZ302759B6 (cs) | 2011-10-26 |
Family
ID=38690763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20060308A CZ302759B6 (cs) | 2006-05-12 | 2006-05-12 | Tepelné cerpadlo s odtáváním |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ302759B6 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112902306A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-06-04 | 国网福建省电力有限公司 | 一种精密机房空调的双增压泵系统 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307232B6 (cs) * | 2008-11-27 | 2018-04-18 | Pzp Heating A.S. | Způsob řízení odtávání výparníků tepelných čerpadel typu vzduch-voda se spirálovým kompresorem a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3888403B2 (ja) * | 1997-12-18 | 2007-03-07 | 株式会社富士通ゼネラル | 空気調和機の制御方法およびその装置 |
| KR100442392B1 (ko) * | 2001-12-20 | 2004-07-30 | 엘지전자 주식회사 | 한 쌍의 실외열교환기를 구비한 냉난방 겸용 공기조화기 |
| DE102004010066B4 (de) * | 2004-03-02 | 2021-01-21 | Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg | Abtauverfahren für eine Wärmepumpe |
-
2006
- 2006-05-12 CZ CZ20060308A patent/CZ302759B6/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112902306A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-06-04 | 国网福建省电力有限公司 | 一种精密机房空调的双增压泵系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ302759B6 (cs) | 2011-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9423164B2 (en) | Method and apparatus for the defrosting of an evaporator in connection with an air handling unit | |
| JP2015520351A (ja) | ヒートポンプ、および自由冷却モードでの熱ポンプ方法 | |
| WO2012161447A2 (ko) | 히트 펌프 시스템 | |
| KR101401909B1 (ko) | 무착상 연속운전용 실외 열교환기가 형성된 히트펌프장치 및 제상방법 | |
| KR100389271B1 (ko) | 히트 펌프 장치 | |
| CN204693603U (zh) | 一种可连续制热化霜的空调器 | |
| CN101382367A (zh) | 空气调节装置 | |
| JP6888280B2 (ja) | 冷凍装置 | |
| KR20050030245A (ko) | 이원 히트펌프 시스템 | |
| CZ2006308A3 (cs) | Tepelné cerpadlo s odtáváním | |
| EP3368839B1 (en) | Heat pump and method for pumping heat with mode control on the condenser side and fine control on the evaporator side | |
| CN209165864U (zh) | 一种冷冻除湿机在0℃时的防结霜系统 | |
| CN106969397B (zh) | 具有高效化霜系统的低温热泵采暖机组 | |
| JP2001330341A (ja) | 空気調和装置 | |
| EP3368840B1 (en) | Heat pump and method for pumping heat by using a bypass mode and dual use of the temperature sensor signal | |
| KR101109505B1 (ko) | 난방장치의 실외기 제상구조 | |
| CN108507237A (zh) | 一种数据中心制冷系统 | |
| EP3368838A1 (en) | Heat pump and method for pumping heat with a bypass mode | |
| CZ420698A3 (cs) | Tepelné čerpadlo, zejména čerpadlo s parním oběhem | |
| CN104676961B (zh) | 复合式冷热共生热泵设备 | |
| CZ8237U1 (cs) | Tepelné čerpadlo, zajména čerpadlo s parním oběhem | |
| CZ14098U1 (cs) | Tepelné čerpadlo s parním oběhem | |
| FI126539B (fi) | Hybridilämmityslaite | |
| CZ11844U1 (cs) | Tepelné čerpadlo typu vzduch/voda | |
| KR101218548B1 (ko) | 히트 펌프 시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20150512 |