DE102004010066A1 - Vaporizer defrosting method for air/water heat pump, involves switching heat pump circulation from reversal cycle mode of operation to heat pump operation, and feeding hot gas to vaporizer through bypass, if liquefier freezes - Google Patents

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Abstract

The method involves monitoring pressure in a medium that cools down and temperature of a heat carrying medium e.g. water, for detecting freezing of a liquefier (2). Heat pump circulation is switched from reversal cycle mode of operation to heat pump operation, and hot gas is fed to a vaporizer (4) through a bypass, if the liquefier freezes. A magnet valve gets switched when the gas is passed to the vaporizer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtauen eines Verdampfers eines Wärmepumpenkreises, wobei mittels Kreisumkehr abgetaut wird und im Kreisumkehrbetrieb ein Einfrieren des Verflüssigers des Wärmepumpenbetriebs droht.The The invention relates to a method for defrosting an evaporator of a Heat pump cycle being defrosted by means of circuit reversal and in the recirculating mode freezing the condenser of the heat pump operation threatening.

In der DE 198 32 682 C2 ist eine Abtaueinrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens beschrieben. Die Abtaueinrichtung ist mit einem im Kreislauf geführten Kältemittel, mit einer Kältemittelkreislauf-Umkehrschaltung und einem ersten Expansionsventil in einem Heizkreis und einem zweiten Expansionsventil in einem Abtaukreis ausgerüstet. Das Abtauen ist dadurch verbessert, dass im Heizkreis vor das erste Expansionsventil ein Kältemittelsammler geschaltet ist.In the DE 198 32 682 C2 a defrost device for carrying out such a method is described. The defrosting device is equipped with a recirculated refrigerant, a refrigerant cycle reversing circuit, and a first expansion valve in a heating circuit and a second expansion valve in a defrosting circuit. The defrosting is improved by the fact that in the heating circuit in front of the first expansion valve, a refrigerant collector is connected.

Neben dieser Möglichkeit des Abtauens durch Kreisumkehr ist in der DE 198 32 682 C2 auch auf die Möglichkeit einer Heißgas-Abtauung verwiesen.In addition to this possibility of defrosting by recirculation is in the DE 198 32 682 C2 also referred to the possibility of a hot gas defrost.

Das Abtauen luftbeaufschlagter, vereister Verdampfer mittels Kreisumkehr ist energetisch effizienter als das Abtauen mittels Heißgas, da bei der Kreisumkehrabtauung anteilig Wärme zum Abtauen genutzt wird, die mit einer Leistungszahl > 1 erzeugt wurde. Diese Wärme wird, beispielsweise bei einer Luft/Wasser-Wärmepumpe durch Wasser bereitgestellt. Ein kritischer Zustand ergibt sich dann, wenn das Wasser beim Abtauen mittels Kreisumkehr bis in die Nähe des Gefrierpunktes abgekühlt wird und es dann zu einem Einfrieren des Verflüssigers der Wärmepumpe kommen kann. Um dies zu vermeiden, wird nach dem Stand der Technik das Abtauen bei dem Eintreten dieses kritischen Falles beendet. Ungünstig ist dies, weil nicht sicher ist, dass beim Auftreten dieses Zustandes der Verdampfer tatsächlich vollständig enteist ist.The Defrosting air-exposed, iced evaporators by means of a circuit reversal is energetically more efficient than the defrosting by means of hot gas, since in the reverse circulation, proportionate heat is used for defrosting, those with a figure of merit> 1 was generated. This heat is provided, for example, in an air / water heat pump by water. A critical condition arises when the water is defrosting by means of a circle reversal to near the freezing point cooled and then it will freeze the condenser of the heat pump can come. To avoid this, according to the prior art the defrost stops when this critical case occurs. Unfavorable This is because it is not certain when this condition occurs the evaporator is actually completely de-iced is.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem das Abtauen energetisch effizient ist und nicht vorzeitig beendet werden muss.task The invention is to propose a method of the type mentioned, Defrosting is energetically efficient and not premature has to be ended.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention is the above Problem solved by the features of claim 1.

Dabei sind die Möglichkeiten des Abtauens mittels Kreislaufumkehr und Heißgas kombiniert. Das Abtauen erfolgt vorrangig durch Kreisumkehr. Ergeben sich dann beim Kreisumkehrbetrieb Betriebszustände, bei denen der Verflüssiger einzufrieren droht, dann wird das Abtauen durch die Heißgasabtauung fortgesetzt. Es ist also ein störungsfreier und energetisch effizienter Abtaubetrieb gewährleistet.there are the possibilities Defrosting combined by means of circulation reversal and hot gas. The defrosting takes place primarily by circle reversal. Then surrender to the recirculating mode Operating conditions, where the liquefier threatens to freeze, then the defrosting is continued by the hot gas defrosting. So it's a trouble-free and energetically efficient defrosting ensured.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung wird zum Detektieren des drohenden Einfrierens des Verflüssigers der kältemittelseitige Druck oder die wasserseitige Temperatur überwacht.In preferred development of the invention is for detecting the imminent freezing of the condenser the refrigerant side Pressure or the water-side temperature monitored.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die Figur zeigt eine Luft/Wasser-Wärmepumpe schematisch.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description of an embodiment. The figure shows an air / water heat pump schematically.

In einem Wärmepumpenkreis (vgl. Figur) liegen ein Verdichter 1, ein Verflüssiger 2, zwei antiparall geschaltete Drosselorgane 3,3', ein Verdampfer 4 mit Gebläse 5 und ein 4-2-Wegeventil 6. Vom Ausgang des Verdichters 1 zum Verdampfer 4 führt ein Bypass 7, in den ein Magnetventil 8 geschaltet ist. Im Wärmepumpenkreis ist beim Verflüssiger 2 ein Druckwächter 9 vorgesehen. Im Wasserkreis des Verflüssigers 2 liegt Temperaturwächter 10.In a heat pump cycle (see figure) are a compressor 1 , a liquefier 2 , two antiparallel-connected throttle bodies 3 . 3 ' , an evaporator 4 with fan 5 and a 4-2 way valve 6 , From the outlet of the compressor 1 to the evaporator 4 leads a bypass 7 in which a solenoid valve 8th is switched. In the heat pump circuit is at the condenser 2 a pressure monitor 9 intended. In the water circuit of the condenser 2 lies temperature monitor 10 ,

Der Verdichter 1 ist beispielsweise ein Scroll-Verdichter, ein einstufiger oder zweistufiger Hubkolben-Verdichter oder Rollkolben-Verdichter. Als Drosselorgane 3,3' können thermostatische oder elektronische Expansionsventile zum Einsatz kommen. Als Kältemittel werden beispielsweise H-FKW-Kältemittel, Kohlenwasserstoffe oder CO2 verwendet.The compressor 1 is for example a scroll compressor, a single-stage or two-stage reciprocating compressor or rotary piston compressor. As throttling organs 3 . 3 ' Thermostatic or electronic expansion valves can be used. As refrigerant, for example, HFC refrigerants, hydrocarbons or CO 2 are used.

Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung ist im wesentlichen folgende:
Ist der Verdampfer 4 nach einer gewissen Zeit des Wärmepumpenbetriebs vereist oder bereift, dann wird dies über an sich bekannte Mittel in üblicher Weise festgestellt. Durch Umschalten des 4-2-Wegeventils 6 wird der Kreislauf des Wärmepumpenkreises umgekehrt. Dadurch verflüssigt sich Kältemittel im Verdampfer 4 und verdampft im Verflüssiger 2. Der Verdampfer 4 taut dabei ab.The operation of the device described is essentially the following:
Is the evaporator 4 iced or frosted after a certain time of the heat pump operation, then this is determined by conventional means in a conventional manner. By switching the 4-2-way valve 6 the circulation of the heat pump cycle is reversed. As a result, refrigerant liquefies in the evaporator 4 and evaporates in the condenser 2 , The evaporator 4 thaws off.

Über den Druckwächter 9 oder den Temperaturwächter 10 wird überwacht, wann das Wasser im Verflüssiger 2 einzufrieren droht. Ist mit dem Einfrieren des Wassers innerhalb kurzer Zeitspanne zu rechnen, dann wird von einer nicht näher dargestellten Steuerung das 4-2-Wegeventil 6 auf Wärmepumpenbetrieb zurückgeschaltet und das Magnetventil 8 wird geöffnet, wodurch der Verdichter 1 Heißgas über den Bypass 7 direkt in den Verdampfer 4 drückt. Dieser wird nun weiter abgetaut, ohne dass das Einfrieren des Verflüssigers 2 zu befürchten ist.About the pressure monitor 9 or the temperature monitor 10 is monitored when the water in the condenser 2 threatens to freeze. If the freezing of the water is to be expected within a short period of time, then the 4-2-way valve is controlled by a controller (not shown) 6 switched back to heat pump mode and the solenoid valve 8th is opened, causing the compressor 1 Hot gas over the bypass 7 directly into the evaporator 4 suppressed. This is now defrosted further, without the freeze of the condenser 2 is to be feared.

Claims (8)

Verfahren zum Abtauen eines Verdampfers eines Wärmepumpenkreises, wobei mittels Kreisumkehr abgetaut wird und im Kreisumkehrbetrieb ein Einfrieren des Verflüssigers droht, dadurch gekennzeichnet, dass bei drohendem Einfrieren des Verflüssigers (2) der Wärmepumpenkreis vom Kreisumkehrbetrieb auf Wärmepumpenbetrieb umgeschaltet wird und dem Verdampfer (4) durch einen Bypass (7) Heißgas zugeführt wird.A method for defrosting an evaporator of a heat pump cycle, which is defrosted by means of circuit reversal and threatens to freeze the condenser in the recirculating mode, characterized in that in the event of imminent freezing of the condenser ( 2 ) the heat pump cycle is switched from the recirculation mode to heat pump mode and the evaporator ( 4 ) through a bypass ( 7 ) Hot gas is supplied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Detektieren des drohenden Einfrierens des Verflüssigers (2) der kältemittelseitige Druck überwacht wird.A method according to claim 1, characterized in that for detecting the imminent freezing of the condenser ( 2 ) the refrigerant side pressure is monitored. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Detektieren des drohenden Einfrierens des Verflüssigers (2) die Temperatur des Wärmeträgermediums, insbesondere Wassers, des Verflüssigers (2) überwacht wird.A method according to claim 2, characterized in that for detecting the imminent freezing of the condenser ( 2 ) the temperature of the heat transfer medium, in particular water, of the liquefier ( 2 ) is monitored. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zuführen des Heißgases zum Verdampfer (4) ein Magnetventil (8) des Bypasses (7) geschaltet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for supplying the hot gas to the evaporator ( 4 ) a solenoid valve ( 8th ) of the bypass ( 7 ) is switched. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmepumpenkreis der einer Luft/Wasser-Wärmepumpe ist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the heat pump cycle the one of an air / water heat pump is. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Verdichter (1) ein Scroll-Verdichter, ein einstufiger oder zweistufiger Hubkolbenverdichter oder ein einstufiger oder zweistufiger Rollkolbenverdichter verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as a compressor ( 1 ) a scroll compressor, a single-stage or two-stage reciprocating compressor or a single-stage or two-stage rotary compressor is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Drosselorgan (3,3') ein thermostatisches oder elektronisches Expansionsventil verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as throttle member ( 3 . 3 ' ) a thermostatic or electronic expansion valve is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kältemittel ein H-FKW-Kältemittel oder Kohlenwasserstoffe oder Kohlendioxid verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that as a refrigerant a HFC refrigerant or hydrocarbons or carbon dioxide.
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