DE1020998B

DE1020998B - Method for regulating a heat pump that simultaneously supplies useful cooling and useful heating

Info

Publication number: DE1020998B
Application number: DENDAT1020998D
Authority: DE
Inventors: Kassel und Dipl.-Phys. Dr. Berthold Daimler Kassel-Bettenhausen Dr.-Ing. Hans Schmidt
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Publication date: 1957-12-19

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

kl. 17 a 21kl. 17 a 21

INTERNAT. KL. F 25 L·INTERNAT. KL. F 25 L

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFT 1020 998EXPLORATION PAPER 1020 998

L13151Ia/17a ANMELDETAG: 18. AUGUST 1 9 5 2L13151Ia / 17a REGISTRATION DAY: AUGUST 18TH 1 9 5 2

BEKANNTMACHUNG
DERANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AÜSLEGESCHRIFT: 19. DEZEMBER 1957NOTICE
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AND ISSUE OF THE
DEVELOPMENT: DECEMBER 19, 1957

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Regelung einer gleichzeitig zur Lieferung von Nutzkälte und Nutzwärme dienenden Wärmepumpe durch Veränderung deir Wärmeaufnahme des- Verdampfers. Vorrichtungen zur Veränderung der von dem Verdampfer einer Wärmepumpe, beispielsweise eines Kühlschrankes, aufgenommenen Wärme sind verschiedentlich bekanntgeworden. Als Beispiel seien solche Sekundär-Kühlsysteme genannt, die auf Grund eines Regelvorganges dem Primärverdampfer im unterschiedlichen Maße Wärme entziehen. Es sind ferner schon Anordnungen bekanntgeworden, bei denen die Wärmezuleitung zum Verdampfer teilweise durch Vermittlung einer Flüssigkeitssäule vorgenommen wird, wobei durch die Höhe der Flüssigkeitssäule das Ausmaß der Wärmeübertragung verändert wird.The invention relates to a method for controlling a simultaneous supply of useful cooling and useful heat serving heat pump by changing deir heat absorption of the evaporator. Devices for changing the temperature of the evaporator of a heat pump, for example one The amount of heat absorbed by the refrigerator has become known on various occasions. Let us take as an example such secondary cooling systems called, which due to a control process, the primary evaporator in the withdraw heat from varying degrees. There are also already known arrangements in which the heat supply to the evaporator is made partly through the intermediary of a column of liquid the amount of heat transfer is changed by the height of the liquid column.

Man kennt auch schon Kühlvorrichtungen, die aus zwei baulich getrennten Teilen, einem Hauptkühlabteil und einem Neben- bzw. Hilfskühlabteil, be-. stehen, wobei das Kälteaggregat mit dem Verdampfer dem Hauptkühlabteil zugeordnet ist. Diese beiden Kühlabteile sind über verschließbare öffnungen mit-. einander verbunden, so daß bei geöffneten Kanälen die infolge Abkühlung nach unten sinkende Luft des ersten Kühlabteils durch die erste öffnung- in das zweite Abteil einströmt, sich bei dessen Kühlung erwärmt, aufsteigt und' über düe zweite öffnung zu dem im ersten Abteil angeordneten Verdampfer zurückströmt, so daß der Luftzirkulationskreislauf geschlossen ist. Die Luftzu- bzw. -abfuhr zum zweiten Kühlabteil wird hierbei mittels eines in diesem angebrachten Thermostaten derart gesteuert, daß je nach der gewünschten Kühltemperatur dieser z. B. anspricht, den. Stromkreis für einen Ventilatormotor schließt, so daß dieser in Tätigkeit tritt und· infolge des dabei entstehenden' Luftdruckes die unter Federwirkung stehende. Verschlußklappe zurückgedrückt und so der Durchströmkanal zum, zweiten Kühlabteil freigegeben wird. Analog dazu wird die ebenfalls unter Federwirkung stehende und am oberen Teil der Zwischenwand angebrachte Klappe durch den entstehenden Luftdruck zurückgedrückt und die öffnung zum ersten Kühlabteil freigegeben.Cooling devices are also known which consist of two structurally separate parts, a main cooling compartment and a secondary or auxiliary cooling compartment, loading. stand, wherein the refrigeration unit with the evaporator is assigned to the main cooling compartment. These two Cooling compartments are accessible via closable openings. connected to each other, so that when the channels are open, the air of the sinking downward as a result of cooling first refrigerator compartment through the first opening into the flows into the second compartment, warms up when it is cooled, rises and 'via the second opening to the arranged in the first compartment evaporator flows back, so that the air circulation circuit is closed is. The air supply or discharge to the second cooling compartment is hereby attached to it by means of a Thermostat controlled so that, depending on the desired cooling temperature, this z. B. appeals to. Circuit for a fan motor closes, so that it comes into operation and · as a result the resulting 'air pressure is under the action of a spring. Closing flap pushed back and so the through-flow channel to the second cooling compartment is released. Analogous to this is also spring-loaded flap attached to the upper part of the partition through the the resulting air pressure is pushed back and the opening to the first cooling compartment is released.

Zur Intensivierung der Kühlwirkung, z. B. zur Eiswürfelerzeugung, ist auch schon ein Luftzirkulationskanal zwischen Kühlraum und Solebehälter vorgeschlagen worden, wobei der Kanal an seinem oberen und unteren Ende mit öffnungen versehen ist, die durch drehbar angeordnete Klappen verschlossen werden können zu dem Zweck, daß die anfallende Kälteleistung nicht mehr in dem Maße zur Kühlung des Raumes, sondern lediglich zur Eiswürfelbildung herangezogen wird.To intensify the cooling effect, e.g. B. to make ice cubes, is already an air circulation channel between the cold room and brine tank has been proposed, with the channel at its upper and the lower end is provided with openings that can be closed by rotatably arranged flaps for the purpose that the resulting cooling capacity no longer to the extent for cooling the Space, but only used to form ice cubes.

Man kennt auch bereits Kühlschränke, die für Aus-Verfahren zur Regelung einer gleichzeitigOne also already knows refrigerators that are used for off-process to control one at the same time

zur Lieferung von Nutzkälte und Nutzwärme dienenden Wärmepumpefor the supply of useful cooling and useful heat serving heat pumps

Anmelder:Applicant:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G. m. b. H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22LICENTIA Patent-Verwaltungs-G. m. b. H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dr.-Ing. Hans Schmidt, Kassel, und Dipl.-Phys. Dr. Berthold Daimler,Dr.-Ing. Hans Schmidt, Kassel, and Dipl.-Phys. Dr. Berthold Daimler,

Kassel-Bettenhausen, sind als Erfinder genannt wordenKassel-Bettenhausen, have been named as the inventor

Stellungszwecke mit aus einer oder mehreren Etagen bestehenden Aufsätzen¹ versehen sind, wobei die Luftzirkulation je nach geöffnetem oder geschlossenen Klappen im Kühlraum einschließlich Aufsetzfächer ^{Positioning purposes are provided with attachments 1} consisting of one or more floors, the air circulation depending on the open or closed flaps in the cooling room including attachment compartments

zustande kommt oder aber nur im Kühlraum selbst.comes about or only in the cold room itself.

Alle diese bekannten· Einrichtungen beziehen sichAll of these known devices are related

aber lediglich auf Wärmepumpen, bei denen nur diebut only on heat pumps, where only the

Kühlwirkung ausgenutzt wird', während die dabeiCooling effect is exploited 'while the doing

entstehende Wärme ungenutzt bleibt Beim Erfin-resulting heat remains unused.

dungsgegenstand handelt es sich dagegen um eine Wärmepumpe, die gleichzeitig Nutzkälte und Nutzwärme liefern soll. Derartige Wärmepumpen sind ebenfalls bereits bekannt. Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art wird die von den wärmeauf-The subject matter is a heat pump that provides useful cooling and useful heat at the same time should deliver. Such heat pumps are also already known. At a known facility in this way, the heat generated by the

nehmenden Teilen des Kälteapparates gelieferte Wärme zur Erwärmung von den Wärmeaustauscher ständig durchfließendem Wasiser ausgenutzt, das in einem Warmwasserspeicher gesammelt wird. Die Kältemaschine und der Wasserdurchfluß sind dabeiThe heat supplied to the receiving parts of the refrigeration apparatus for heating by the heat exchanger continuously flowing wasiser, which is collected in a hot water tank. the The chiller and the water flow are included

so ausgelegt, daß dem Speicher im Laufe eines Tages gerade die Menge Wasser gewünschter Temperatur zugeführt wird, die normalerweise während 24 Stunden benötigt wird. Da andererseits auch auf der Kälteseite die erforderliche Kälteleistung vorhandendesigned so that the storage tank just the amount of water at the desired temperature in the course of a day which is normally required during 24 hours. On the other hand, on the The required cooling capacity is available on the cold side

sein muß, bedeutet dies, daß bei vermindertem Nutzkältebedarf die Temperatur im Kühlraum unzulässig absinkt. Um dies zu verhindern, wird bei der bekannten Anordnung in einem solchen Falle dem Kühlfach zusätzlich Wärme von· außen zugeführt. Diemust be, this means that the temperature in the refrigerator compartment is impermissible if the useful cooling requirement is reduced sinks. In order to prevent this, the cooling compartment is used in the known arrangement in such a case additional heat supplied from the outside. the

dabei auftretende erhöhte Kälteleistung wird daher nicht voll nutzbar gemacht. Andererseits wird bei zu geringer Kälteleistung im Normalbetrieb die Wasserdurchflußmenge erhöht, also mehr Wärme dem Kühlraum entzogen. Dadurch, wird jedochdiedem SpeicherThe resulting increased cooling capacity is therefore not made fully usable. On the other hand, at low cooling capacity in normal operation, the water flow rate increases, so more heat in the cold room withdrawn. This will, however, reduce the memory

'' 709 810/86709 810/86

zugeführte Wassermenge größer als dessen Fassungsvermögen entspricht, weshalb das überschüssige Warmwasser fortgeleitet werden: muß.The amount of water supplied is greater than its capacity, which is why the excess Hot water must be forwarded: must.

Diese unvollständige Ausnutzung der Kälteleistung einerseits und des gewonnenen Warmwassers andererseits wird vermieden, wenn man, erfindungsgemäß unter Konstanthaltung der Temperatur in dem Kühlraum die Regelung der Wärmepumpe von dem Nutzwärmebedarf auf der warmen¹ Seite der Wärme-This incomplete utilization of the cooling capacity on the one hand and of the hot water obtained on the other hand is avoided if, according to the invention, the control of the heat pump from the useful heat demand on the warm ¹ side of the heat-

wegeii, weil im allgemeinen dann, wenn viel Wärmeleistung erwünscht ist, z.B. im Winter oder an kalten. Tagen, umgekehrt besonders geringer Bedarf an Kälteleistung besteht. Auf der Seite der Wärme-5 entnahme kann man mit einfachen Mitteln, z. B. durch zusätzliche Heizung, dafür sorgen, daß unabhängig von der stündlichen Laufzeit der Kältemaschine die benötigte Wärmeleistung zur Verfügung steht. Diesen Ausweg hat man aber auf der Verdampferseite nicht,wegeii, because in general when a lot of heat output is desirable, e.g. in winter or in cold weather. Days, conversely, particularly low demand of cooling capacity. On the side of the heat-5 removal can be done with simple means, such. B. by additional heating, ensure that regardless of the hourly running time of the refrigeration machine the required heat output is available. But you don't have this way out on the evaporator side,

pumpe derart abhängig macht, daß bei den normalen 10 da die Möglichkeit einer Zusatzkühlung in ent-Nutzwärmebedarf überschreitendem Wärmebedarf sprechend einfacher'Weise nicht zur Verfügung steht. die Wärmeaufnahme des Verdampfers von Hand oder Grundsätzlich ist also anzustreben, den Antrieb imPump makes so dependent that with the normal 10 there is the possibility of additional cooling in ent-useful heat requirements Exceeding heat demand is simply not available. the heat absorption of the evaporator by hand or, in principle, should therefore be aimed at the drive in the

mittels an sich bekannter automatischer Regelein- Dauerlauf zu betreiben. Für diesen Fall sieht die Errichtungen entsprechend vergrößert wird, und daß findung ein Verfahren zur Regelung einer gleichdabei die überschüssige Kälteleistung, z.B. zur Küh- 15 zeitig zur Lieferung vom Nutzkälte und NutzAvärme lung eines Zusatzraumes, voll nutzbar gemacht ist. dienenden Wärmepumpe durch Veränderung derto operate by means of a known automatic control in continuous run. In this case, see the establishments is increased accordingly, and that finding a method for regulating a same thereby the excess cooling capacity, e.g. at the time of cooling, for the delivery of useful cold and useful heat development of an additional room is made fully usable. serving heat pump by changing the

Bei einem solchen Regelverfahren' braucht die Wärmeaufnahme des Verdampfers vor, das dadurch Kältemaschine nicht dauernd im Betrieb zu sein, ausgezeichnet ist, daß die Veränderung der Wärmevielmehr kann der Betrieb auf der Kühlseite der An- . aufnahme des zu einem ungeregeltem Teil des Kühllage, in der für solche Anlagen üblichen Weise aus- 20 volumens gehörenden Verdampferteils in Abhängigsetzend, in Abhängigkeit von der Temperatur des keit von der in einem thermostatisch, zu regelnden Küblraumes erfolgen. Die dabei aufgenommene Kühlabteil gemessenen Temperatur erfolgt. Bei stets Wärme wird beispielsweise einem Warmwasser- — infolge Dauerlauf des Kühlaggregates — gleichspeicher zugeführt, dem nur dann Frischwasser zu- bleibender Kältezufuhr zum Verdampfer wird, also geleitet wird, wenn Warmwasser entnommen wird. 25 die Temperatur des Kühlabteils dadurch gegenüber Zu diesen Zeitpunkten tritt also ein erhöhter Wärme- den auftretenden veränderlichen Belastungen konstant bedarf ein, da das durch die Frisohwasserzufuhr ab- gehalten, daß eine weitere Wärmekapazität zu- oder gekühlte Speicherwasser möglichst rasch wieder auf abgeschaltet wird. Einwandfreie Konstanthaltung der die Solltemperatur gebracht werden muß. Diesem er- Temperatur in. dem Kühlabteil gelingt unter Anhöhten Wärmebedarf wird dadurch Rechnung ge- 30 wendung dieses Verfahrens dann, wenn die dem tragen, daß dann automatisch oder auch von Hand Verdampfer ständig zur Verfügung stehende Kältedie dem Verdampfer zur Verfügung stehende Wärme- leistung so bemessen ist, daß auch bei stärkster Beaufnahmefähigkeit erhöht wird'. Dies geschieht durch lastung wenigstens in diesem konstant zu temperie-AnscMuß einer zusätzlichen Wärmekapazität, z. B. renden Kühlfach die Nenntemperatur gehalten wird, in Gestalt eines weiteren Kühlfaches oder durch Ein- 35 Die dann bei normaler und unternormaler Belastung schaltung eines Sekundärkühlsystems, also derart, dieses Kühlfaches im Überschuß zugeführte Kälte-' daß die durch die erhöhte Belastung des Verdampfers leistung wird bei diesem Verfahren anderweitig bedingte vergrößerte Leistungsaufnahme des Antriebs- nutzbar gemacht, und zwar beispielsweise zur Kühaggregates vollständig zur Kühlung nutzbar gemacht lung weiterer Fächer oder zur Entfeuchtung von wird. Die erhöhte Leistungsaufnahme, d. h. bei Korn- 40 Räumen oder zur Speicherung von Kälte. Dieses Verpressionskältemaschinen die erhöhte Stromaufnahme fahren dient also dazu, dem Prinzip deir zugleich des elektrischen Antriebsmotors und bei Absorptions- kälte- und wärmeseitig ausgenutzten Wärmepumpe zu Kältemaschinen die Erhöhung der Wärmezufuhr zum einer weiteren Verbreiterung zu verhelfen, weil es Austreiber (Kocher), hat zur Wirkung, daß sowohl gestattet, die Kältemaschine im, Dauerlauf zu be-" im Verflüssiger als auch unmittelbar an der Stelle 45 treiben, was besonders für den Betrieb einer wärmeder Energiezufuhr (Motorkompressor, Kocher) mehr seitig ausgenutzten Wärmepumpe bekanntlich die Wärme frei wird, die etwa zur Warmwasserbereitung rationellste Arbeitsweise darstellt, verwendet werden kann. Im folgenden seien an Hand von Beispielen dieWith such a control method, the heat absorption of the evaporator needs before that The excellent thing about refrigerating machines is that the change in heat rather than being in operation can operate on the cooling side of the input. recording of the unregulated part of the cooling location, in the usual way for such systems, depending on the volume of the evaporator, depending on the temperature of the in a thermostatic, to be regulated Küblraumes take place. The temperature recorded in the cooling compartment takes place. With always Heat, for example, is stored in a hot water tank - as a result of the cooling unit running continuously supplied, which is only then supplied with fresh water to the evaporator, ie when hot water is withdrawn. 25 compared to the temperature of the refrigerator compartment At these points in time, there is increased heat and the variable loads that occur constantly there is a need, since this is held back by the Frisohwasserzufuhr, that a further heat capacity is added or cooled storage water is switched off again as quickly as possible. Flawless maintenance of the the target temperature must be brought. This temperature in the refrigerator compartment succeeds under increasing conditions Heat demand is taken into account using this procedure if the carry that then automatically or by hand evaporator constantly available cold The heat output available to the evaporator is dimensioned in such a way that even with the greatest absorption capacity is increased '. This is done by loading, at least in this constant temperature connection an additional heat capacity, e.g. B. renden cooling compartment the nominal temperature is maintained, in the form of a further cooling compartment or by means of a 35 Die then under normal and sub-normal loads circuit of a secondary cooling system, so in such a way, this cooling compartment in excess supplied cold ' that the performance due to the increased load on the evaporator is different in this process Conditional increased power consumption of the drive made usable, for example for the cooling unit made fully usable for cooling development of further compartments or for dehumidifying will. The increased power consumption, i. H. for grain rooms or for storing cold. This compression chillers Driving the increased power consumption thus serves the principle of deir at the same time of the electric drive motor and, in the case of absorption, the heat pump used on the cooling and heating sides Chillers increasing the heat input to help broaden it further because of it Expeller (cooker), has the effect that both allows the refrigeration machine to run continuously drift in the condenser as well as directly at the point 45, which is particularly useful for the operation of a wärmeder Energy supply (motor compressor, cooker) is known to be the more widely used heat pump Heat is released, which is the most efficient way of working, for example for hot water preparation, can be used. In the following, using examples, are the

Mit praktisch denselben Vorrichtungen zur Ver- beiden Verfahren der Erfindung beschrieben und beänderung der ausgenutzten Wärmekapazität auf der 50 sonders einige Vorrichtungen· angeführt, mit deren Kälteseite läßt sich eine Wärmepumpe jedoch auch Hilfe die dem Verdampfer je\yeils zur Verfügung noch in anderer Weise betreiben. Gedacht ist etwa an stehende Wärmekapazität sich verändern läßt, eine reine Kühlanlage oder an eine Wärmepumpe,' Die Fig. 1 zeigt ein Beispiel, bei dlem die GrößeWith practically the same devices for the two methods of the invention described and modification of the utilized heat capacity on the 50 special some devices are listed, with their On the cold side, however, a heat pump can also be used with the help of the evaporator operate in any other way. The idea is, for example, that standing heat capacity can be changed, a pure cooling system or a heat pump, 'Fig. 1 shows an example in which the size

bei der Kälte und Wärme nutzbar gemacht wird. In des dem Verdampfer oder Kühlkörper zugeordneten beiden Fällen soll ein Kälteabteil auf vorgegebener 55 Kühlraumes verändert werden kann. Der Verdampf er K Temperatur gehalten werden. Diese Aufgabe wurde befindet sich in dem Kühl raum I, welcher durch die bisher sowohl bei Kompressions- als auch bei Ab- Wandungen 1, 2, 3 gebildet wird und {,n bekannter sorptions-Kältemaschinen ' durchweg dadurch gelöst, Weise thermostatisch geregelte Temperaturen aufdaß die Energiezufuhr in Abhängigkeit von der Tempe- weist. Die Wandungen sind in üblicherweise wärmeratur dieses Kühlfaches, d: h. thermostatisch, geregelt 60 isoliert, was hier jedoch nicht dargestellt ist. In dem wurde. Bisher verhielt es sich so, daß immer ein Boden. 3 des Kühlraumes I sind mehrere Öffnungen solches thermostatisches Regelorgan schon deshalb eingelassen, welche mit einer Anzahl von Luftvorgesehen sein mußte, um die gestellte Aufgabe, klappen 5 mehr oder weniger offen gehalten oder verin dem Kühlfach die Temperatur konstant zu halten, schlossen werden können. Solange die Öffnungen überhaupt lösen zu können. Das erweist sich aber bei 65 verschlossen sind, ist die dem Verdampfer K zugegleichzeittger Ausnutzung der auf der Verflüssiger- ordnete Wärmekapazität gegeben durch den Inhalt seite und gegebenenfalls äntriebsseitig frei werden- des Kühlfaches L Will man nun erreichen, daß in den Wärmeals^ unzweckmäßig, da ja dann die Ener- dem Verdampfer K bei gleicher Temperatur mehr giezufuhr'auch wärmeseitig nur unregelmäßig erfolgt. Kälteleistung umgesetzt wird, dann gelingt das durch Besonders ungünstig ist diese Anordnung ferner des- 70 öffnen der Klappen 5. Durch die Öffnungen 4 hin-in which cold and warmth are harnessed. In the two cases assigned to the evaporator or heat sink, a refrigeration compartment should be able to be changed to a given refrigeration space. The evaporator can be kept at K temperature. This task is located in the cooling room I, which is formed by the previously both compression and wall walls 1, 2, 3 and {, n known sorption refrigeration machines' consistently achieved by way of thermostatically controlled temperatures the energy supply depending on the temperature. The walls are in the usually warm temperature of this cooling compartment, d: h. thermostatically, regulated 60 isolated, but this is not shown here. In which was. So far it has always been a floor. 3 of the cold room I several openings of such a thermostatic control element are already embedded, which had to be provided with a number of air in order to do the task, flaps 5 kept more or less open or verin the freezer compartment to keep the temperature constant, can be closed. As long as the openings can be solved at all. This turns out to be locked when the evaporator K is at the same time utilizing the heat capacity on the condenser, given by the contents and, if necessary, by the drive side, of the cooling compartment L If one wants to achieve that in the heat as ^ inexpedient, there yes then the energy evaporator K at the same temperature more giezufuhr'a also occurs only irregularly on the heat side. Cooling capacity is implemented, then this is achieved by the particularly unfavorable 70 opening of the flaps 5, this arrangement is further.

durch gelangt sogleich eine zusätzliche Wärmemenge in den Raum I hinein, welche von dem Verdampfer K aufgenommen wird- Diese Wärmemenge kann einem zweiten Kühlabteil II entzogen werden, welches mit dem Abteil I baulich vereinigt ist. Die gleiche Vorrichtung läßt sich, in dem Fall, daß die in. dem Verdampfer umgesetzte Wärmemenge konstant sein soll, auch zur Regelung der Temperatur in dem Kühlraum I anwenden. Ist z.B. die das KühlfachI umgebende Luft auf verhältnismäßig niedriger Temperatur, so dringt nur wenig Wärme durch die Isolierwände 1, 2, 3 in das Kühlfach I ein, so daß die Gefahr besteht, daß die Temperatur innerhalb dieses Gefaches zu sehr absinkt. Durch öffnen der Klappen 5 kann dieser Überschuß an Kälteleistung· zur Kühlung des Nebengefaches II ausgenutzt werden. Eine Besonderheit dieser Betriebsweise ist, daß das Kühlfach I auf konstanten Temperaturen gehalten wird, während das zusätzlich gekühlte Fach II sich — abhängig von der Belastung des Faches I — auf verschiedenen Temperaturen befinden kann.by immediately reaches an additional amount of heat in the room I in which wird- taken up by the evaporator K This quantity of heat can to a second cooling compartment II are withdrawn, which is combined with the compartment I structurally. In the event that the amount of heat converted in the evaporator is to be constant, the same device can also be used to regulate the temperature in the cooling space I. If, for example, the air surrounding the cooling compartment I is at a relatively low temperature, only a little heat penetrates through the insulating walls 1, 2, 3 into the cooling compartment I, so that there is a risk that the temperature inside this compartment will drop too much. By opening the flaps 5, this excess cooling capacity can be used to cool the secondary compartment II. A special feature of this mode of operation is that the cooling compartment I is kept at constant temperatures, while the additionally cooled compartment II - depending on the load on the compartment I - can be at different temperatures.

Eine weitere Möglichkeit, wie man das dem Verdampfer K des Kühlfaches I zur Wärmeabgabe zur Verfügung stehende Kühlvolumen verändern; kann, ist in der Fig. 2 dargestellt. Hier wird durch den Verdampfer K wiederum zunächst ein Kühlraum I unmittelbar gekühlt. Der durch eine Zwischenwand 6 abgeteilte Kühlraum II nimmt zunächst nur 'einen solchem Teil der zur Verfugung stehenden Kälteleistung auf, der der Wärmedurchlässigkeit der Wand 6 entspricht. In dieser Trennwand 6 ist eine öffnung 7 frei gelassen, die durch die Flügelscheibe 8 eines von dem Motor 9 getriebenen Ventilators ausgefüllt wird. Im Stillstand ermöglicht die Flügelscheibe 8 ein wenig den Durchtritt von Luft und gewährleistet auf diese Weise einen Wärmeaustausch zwischen den Fächern I und II in beschränktem Umfang, der gerade ausreicht, um auch das Fach II einigermaßen kühl zu temperieren. Entsprechend den der Erfindung zugrunde liegenden Verfahren läßt sich diese Vorrichtung zunächst auch wieder dazu verwenden, die zur Konstanthakung der Temperatur im Raum I erfordertiehe Kälteleistung dadurch zwangläufig zu erhöben, daß dtem Raum. I aus dem Raum. II Wärme zugeführt wird!, die von dem Verdampfer K unter erhöhtem. Leistungsaufwandi seitens der thermostatisch geregelten Kältemaschine aufzunehmen ist. Andererseits kann der Antrieb d'es Ventilators immer dann in Tätigkeit gesetzt werden, wenn die konstant gehaltene, d. h. nicht genegelte Kälteleistung des Verdampfers K den Kältebedarf zur Konstanthaltung der Temperatur im. Kühlfach I übersteigt. Durch einen Thermostat kann die Geschwindigkeit des Umlaufes oder die stündliche Umlaufzeit des Ventilators so geregelt werden, daß die Temperatur in dem Kühlfach I konstant bleibt. Es wird! also* bei diesem letzten Beispiel der in Kälteanlagen bekannte Temperaturregler nicht dazu verwendet, um die stündliche Laufzeit respektive Menge der Energiezufuhr zur Kältemaschine zu regeln, sondern dazu, den Betrieb des Ventilators entsprechend zu beeinflussen.Another possibility of how to change the cooling volume available to the evaporator K of the cooling compartment I for dissipating heat; can, is shown in FIG. Here, in turn, first of all a cooling space I is cooled directly by the evaporator K. The cooling space II, which is partitioned off by an intermediate wall 6, initially only absorbs a portion of the available cooling capacity that corresponds to the heat permeability of the wall 6. An opening 7 is left free in this partition 6 and is filled by the impeller 8 of a fan driven by the motor 9. At a standstill, the wing disk 8 allows a little air to pass through and in this way ensures an exchange of heat between the compartments I and II to a limited extent, which is just sufficient to keep the compartment II reasonably cool. According to the method on which the invention is based, this device can initially also be used again to increase the cooling capacity required to keep the temperature constant in room I by inevitably increasing the room. I out of the room. II heat is supplied !, which is increased by the evaporator K under. Power expenditure is to be absorbed by the thermostatically controlled refrigeration machine. On the other hand, the drive d'es ventilator can always be put into action when the kept constant, ie not regulated, cooling capacity of the evaporator K exceeds the need for cooling to keep the temperature constant. Refrigerator compartment I. The speed of the circulation or the hourly circulation time of the fan can be regulated by a thermostat so that the temperature in the cooling compartment I remains constant. It will! So * in this last example, the temperature controller known in refrigeration systems is not used to regulate the hourly running time or the amount of energy supplied to the refrigeration machine, but to influence the operation of the fan accordingly.

Fig. 3 gibt schematisch eine Anordnung wieder, bei der eine Kältemaschine, sowohl auf der kalten Seite (Verdampferseite) als auch auf der warmen Seite (Verflüssigerseite), zur Abkühlung respektive Erwärmung ausgenutzt wird. Eine solche Betriebsweise einer Wärmepumpe ist, wie oben bereits erwähnt, schon seit- geraumer Zeit bekannt. In den Fällen jedoch, wo auf der kalten Seite ein Raum auf bestimmter Temperatur gehalten werden soll, hat riian bisher die übliche thermostatische Regelung angewendet, die es jedoch mit sich bringt, daß auf der warmen Seite die Wärmeleistung unregelmäßig anfällt, da zur Temperaturregelung· meist die Änderung der stündlichen Laufzeit der Kältemaschine verwendet wurde.Fig. 3 schematically shows an arrangement in which a refrigeration machine, both on the cold Side (evaporator side) as well as on the warm Side (condenser side), is used for cooling or heating. Such a mode of operation As already mentioned above, a heat pump has been known for some time. In the However, cases where there is a room on the cold side should be kept at a certain temperature, riian has so far had the usual thermostatic control applied, which, however, means that the heat output is irregular on the warm side arises because for temperature control · mostly the change the hourly running time of the chiller was used.

In der Fig. 3 bedeutet 10 einen. Motorkompressor, welcher komprimiertes Kältemittel von hoher Temperatur in den Verflüssiger 11 drückt. Von dort ausIn Fig. 3, 10 means one. Motor compressor, which presses high-temperature compressed refrigerant into the condenser 11. From there

ίο führt eine Leitung 12 zu den Windungen 13 des Verdampfers K, welcher ferner eine Rückleitung· zu dem Kompressor aufweist. In der Leitung 12 befindet sich die nicht dargestellte Drosselstelle, die zwischen Verflüssiger und Verdampfer erforderlich ist. Der Verdämpfer K ist in einen Raum I zur Kühlung eingebaut, während andererseits die in dfem Verflüssiger 11 und in dem Motorkompressor 10 frei werdende Wärme dadurch ausgenutzt wird, daß sie an das in dem Behälter 14 befindliche Wasser abgegeben wird.ίο leads a line 12 to the turns 13 of the evaporator K, which also has a return line to the compressor. In the line 12 is the throttle point, not shown, which is required between the condenser and evaporator. The evaporator K is installed in a space I for cooling, while on the other hand the heat released in the condenser 11 and in the motor compressor 10 is used in that it is given off to the water in the container 14.

Der Behälter 14 ist bei 15 an die Wasserleitung angeschlossen und weist ferner einen Abflußhahn 16 auf. Die Temperatur in dem Kühlfach I ist konstant zu halten, was durch einen üblichen thermostatischen Regler 17 erfolgt, dessen Temperaturfühler 18 sich wie üblich in dem Kühlfach I benndiet. Um das Fach I zu kühlen, muß die Kühlanlage mit einer bestimmten stündlichen Laufzeit betrieben werden, woraus sich ergibt, daß zur Bereitung von. Warmwasser in dem Behälter 14 stets nur eine beistimmte Durchschnittsmenge an Wärme zur Verfugung steht. Wird nun bei 16 Warmwasser entnommen, so wirf nach einiger Zeit der vorhandene Wartnwasservorrat erschöpft sein und nur noch im Durchfluß schwach erwärmtes Wasser zur Verfügung stehen. Es wird also geraume Zeit vergehen, bis der Warmwasservorrat wieder aufgefüllt ist. Will man nun erreichen, daß immer dann, wenn Warmwasser entnommen wirdi, sogleich in verstärktem Maß im Verflüssiger 11 und der Maschine 10 Wärme bereit gestellt wird, dann ist dies entsprechend der Erfindung dadurch zu erreichen, daß man immer zu solchen Zeiten dem Verdampfer K zusätzlich zu dem Kühlraum I eine weitere Wärmekapazität anschließt. Dies ist in Fig·. 3 dadurch vorgesehen, daß dem Primärverdampfer if ein Sekundärverdampfer SK zugeordnet ist, dessen Kühlschlange 19 einen getrennten Kühlraum II versorgt. Das Sekundärkühlsystem besteht weiter aus einem oberen Teil 20 und aus einem Ventil; 21, wodurch zusammen mit den Windungen 19 ein geschlossenes Ural aufsystem für Kältemittel gebildet wird. Der Kältemittelumlauf kann dabei, vermittels d'es Ventils 21 unterbrochen werden. Das in den Windungen, 20, welche mit dem. Primärverdampfer 13 Wärmekomitakt aufweisen, kondensierte Kältemittel fließt, sobald das Ventil 21 geöffnet ist, in die Windungen 19 ab, wo es verdampft. Das verdampfte; Kältemittel steigt in der Leitung 22 auf, um sich erneut in den Windungen 20 zu kondensieren. Ein solches Sekundärkühlsystem ist an sich bekannt.The container 14 is connected to the water pipe at 15 and also has a drain tap 16. The temperature in the cooling compartment I is to be kept constant, which is done by a conventional thermostatic controller 17, the temperature sensor 18 of which is located in the cooling compartment I as usual. To cool the compartment I, the cooling system must be operated with a certain hourly running time, from which it follows that for the preparation of. Hot water in the container 14 is always only a certain average amount of heat available. If hot water is withdrawn at 16, then after some time the existing water supply will be exhausted and only slightly heated water will be available in the flow. It will therefore take a long time until the hot water supply is refilled. If one wants to achieve that whenever hot water is withdrawn, an increased amount of heat is immediately made available in the condenser 11 and the machine 10, then this can be achieved according to the invention by always adding the evaporator K at such times a further heat capacity connects to the cooling space I. This is shown in FIG. 3 is provided in that the primary evaporator if a secondary evaporator SK is assigned, the cooling coil 19 of which supplies a separate cooling space II. The secondary cooling system further consists of an upper part 20 and a valve; 21, whereby together with the turns 19 a closed Ural aufsystem for refrigerant is formed. The refrigerant circulation can be interrupted by means of valve 21. That in the turns, 20, which with the. Primary evaporator 13 have heat comitact, condensed refrigerant flows, as soon as the valve 21 is open, into the windings 19, where it evaporates. That evaporated; Refrigerant rises in line 22 to condense again in coils 20. Such a secondary cooling system is known per se.

Solange das Ventil 21 geschlossen ist, befindet sich das gesamte, in dem: Sekundärkreis vorhandene Kältemittel in dem oberhalb des Ventils 21 gelegenen Teil 20. Eine Wärmeaufnahme des Verdampfers K aus dem Kühlfach II findet also bei dieser Einstellung nicht statt. Durch eine mechanische odier sonstige Kopplung 23 wird aber.immer dann das Ventil 21 geöffnet, wenn das Ventil 16 zur Entnahme von. Warmwasser aufgemacht wird. Unmittelbar nach öffnen des Ventils 21 setzt . sich durch Vermittlung des Temperaturreglers 17 der Motorverdichter 10 inAs long as the valve 21 is closed, the entire refrigerant in the secondary circuit is in the part 20 located above the valve 21. The evaporator K does not absorb heat from the cooling compartment II with this setting. By means of a mechanical or other coupling 23, however, the valve 21 is always opened when the valve 16 is used to remove. Hot water is opened. Immediately after opening the valve 21 sets. through the mediation of the temperature controller 17 of the motor compressor 10 in

ι uzuι uzu

Gang, da dem Verdampfer K sehr rasch eine erhebliche Wärmemenge durch das System SK entzogen wird. Hierauf spricht ja der Temperaturfühler mit geringer Verzögerung an. Dank dieser Kopplung zwischen dem Entnahmehahn 16 für Warmwasser und dem Regelventil 21 für das Sekundärkühlsystem SK ist also in einfacher Weise dafür gesorgt, daß ein erhöhter Warmwasserbed'arf stets durch sofort einsetzende erhöhte Kälteleistung bzw. Wärmeabgabe der Kühlmaschine gedeckt oder doch rasch aus- io parallel geglichen wird. Das Ventil kann aber auch zur Be- welches dienung von Hand eingerichtet sein und wäre dann vorsorglich zu öffnen, wenn erhöhter Wärmebedarf in Aussicht steht.Gear, since the evaporator K very quickly a considerable amount of heat is withdrawn by the system SK. The temperature sensor responds to this with a slight delay. Thanks to this coupling between the tap 16 for hot water and the control valve 21 for the secondary cooling system SK, it is therefore ensured in a simple manner that an increased need for hot water is always covered by the increased cooling capacity or heat output of the cooling machine that starts immediately, or at least quickly in parallel is matched. However, the valve can also be set up for manual operation and should then be opened as a precaution if there is a prospect of increased heat demand.

und falls eine Speicherwirkung erwünscht ist, kann der Raum II einfach als Behälter für eine Sole ausgebildet werden.and if a memory effect is desired, can the room II can simply be designed as a container for a brine.

Die dem Verdampfer einer Wärmepumpe zur Verfügung stehende Wärmekapazität kann auch dadurch verändert werden, daß die Größe des Verdampfers selber variiert wird. Dies geschieht, wie in Fig. 6 schematisch wiedergegeben, beispielsweise dadurch, daß ein Teil SK dem übrigen Teil des Verdampfers K geschaltet ist und durch ein Ventil 35, eventuell zusammen mit einem zweiten Ventil 36 arbeiten kann, von dem Teil K abgetrennt werden kann. Zur Kühilhaltung des Gefaches I unter Heranziehung des Verdampferteiles K braucht dieThe heat capacity available to the evaporator of a heat pump can also be changed by varying the size of the evaporator itself. This happens, as shown schematically in FIG. 6, for example in that a part SK is connected to the remaining part of the evaporator K and can be separated from part K through a valve 35, possibly together with a second valve 36. To keep the compartment I cool using the evaporator part K , the needs

g pg p

In den Fig. 4 und 5 wird der Wärmeschluß zwischen 15 nicht dargestellte Kältemaschine sehr viel weniger käld Vdf K d i käl iIn FIGS. 4 and 5, the heat loss between the refrigeration machine, not shown, is much less käld Vdf K di käl i

zu leisten, als wenn, gleichzeitig auch noch der Raum II durch den Verdampferteil 57£ zu kühlen, ist. Umgekehrt ist bei im Dauerlauf ausgelegter Kältemaschine durch die Anordnung eineis Parallel-Ver-to perform as if, at the same time also the Space II is to be cooled by the evaporator part 57 pounds. Conversely, in the case of a refrigeration machine designed for continuous operation, the arrangement means that a parallel connection

peratur die etwa überflüssige Kälteleistung an diesen Nebenverdampfer abzugeben. Zu diesem Zweck braucht das Ventil 35 nur thermostatisch gesteuerttemperature the superfluous cooling capacity at these Sub-evaporator dispense. For this purpose, the valve 35 only needs to be thermostatically controlled

dem kälteerzeugenden Verdampfer K und einer kälteabstrahlenden Fläche dadurch verändert, daß die Höhe einer Flüssigkeitssäule, welche zwischen, den beiden Teilen eine Wärmebrücke bildet, variiert wird.the cold-generating evaporator K and a cold-radiating surface changed in that the height of a liquid column, which forms a thermal bridge between the two parts, is varied.

In Fig. 4 ist ein Kühlraum I ausschnittsweise dar- 20 dämpfer-Kreislaufes die Möglichkeit gegeben, nach gestellt, welcher durch· den Verdampfer K gekühlt Maßgabe der¹ in dem Kühlraum I herrschenden Temwird. In einem zweiten Kühlraum II befindet sich ein
mit großer Oberfläche ausgestatteter Strahlkörper 24,
dessen. Inneres 25 entweder massiv mit gut wärmeleitendem Material oder von einer bei den vorliegen- 25 _sein, in Abhängigkeit von der in dem Raum I bei 37 den Temperaturen nicht gefrierenden Flüssigkeit gemessenen Temperatur, die sich so auswirkt, daß nur (Sole) ausgefüllt ist. Der Zwischenraum 26 zwischen bei Überschreiten der Nenntemperatur das Ventil 35 dem Verdampfer K und dem Teil 27 dieses Strahl- ganz geschlossen wird.In FIG. 4, a cooling space I is fragmentary DAR 20 damper circuit given the opportunity to set, which is cooled by the evaporator · K ¹ with the pressure prevailing in the cooling space I Temwird. In a second cooling space II there is a
Radiant body 24 with a large surface area,
whose. Inner 25 either solid with a material that conducts heat well or from one of the present 25 _se in, depending on the temperature measured in the space I at 37 the temperature non-freezing liquid, which has the effect that only (brine) is filled. The intermediate space 26 between, when the nominal temperature is exceeded, the valve 35, the evaporator K and the part 27 of this jet is completely closed.

körpers kann durch eine Flüssigkeit 28 mehr oder Wenn es auch nicht bei jedem der beschriebenenbody can by a liquid 28 more or even if it is not in each of the described

weniger hoch ausgefüllt werden. Die Höhe der 30 Beispiele erwähnt wurde, so· lassen sich doch die be-to be filled in less highly. The amount of the 30 examples was mentioned, so

Flüssigkeiitssäule 28 wird in dem Beispiel der Fig. 4 schriebeneu und andere noch denkbare oder bereitsLiquid column 28 is written in the example of FIG. 4 and others are still conceivable or already

dadurch verändert, daß das Volumen eines Aus- bekanntgewordene Vorrichtungen zur Veränderungby changing the volume of a device that has become known

dehnungskörpers 29 unter dem Druck eines Gestänges der von dem Verdampfer einer Wärmepumpe zurexpansion body 29 under the pressure of a linkage from the evaporator to a heat pump

beeinflußt wird. Der oberhalb der Flüssigkeit 28 be- Wärmeabgabe herangezogenen Wärmekapazität inbeing affected. The heat capacity used above the liquid 28 is heat dissipation in

findliche Teil des Zwischenraumes ist entweder mit 35 gleicher Weise jeweils für das eine oder andere dersensitive part of the gap is either with 35 the same way for one or the other of the

dem Dampf der wärmeübertragenden! Flüssigkeit oder beiden der Erfindung zugrunde liegenden Verfahrenthe steam of the heat transferring! Liquid or both of the methods on which the invention is based

mit Luft oder einem anderen schlecht wärmeleitenden zum Betrieb einer Wärmepumpe heranziehen. Tem-with air or another poorly thermally conductive one to operate a heat pump. Tem-

Gas ausgefüllt, dessen. Druckausgleich über die Lei- peraturabhängige oder in anderer Abhängigkeit zuGas filled, whose. Pressure equalization via the temperature-dependent or in another dependency

tung 30 und einen zweiten Ausdehnungskörper 31 betätigende Regelorgane wird der Fachmann sich ausDevice 30 and a second expansion body 31 actuating control organs will be apparent to those skilled in the art

vorgenommen werden kann. Der Strahlkörper 24 kann 40 der großen Anzahl der in der Steuerungstechnik undcan be made. The radiant body 24 can be of the large number of those used in control technology and 40

zur Kühlung eines weiteren Gefaches herangezogen, speziell im Kälteandagenbaü bekannten Vorrich-used to cool another compartment, especially the device known in the refrigeration plant

beispielsweise auch- durch eines der bekannten Sekundärkühlsysteme ersetzt werden, welches dann im Gegensatz zu dem in Fig. 3 abgebildeten Sekundärkühlsystem keine besonderen Regelorgane mehr +5 aufzuweisen braucht.for example also- be replaced by one of the known secondary cooling systems, which then In contrast to the secondary cooling system shown in FIG. 3, no more special control organs +5 needs to have.

In der Fig. 5 wird die Höhe der Flüssigkeitssäule 32 dazu ausgenutzt, um die Kälteleistung eines mantelförmig ein Kühlfach I umgebenden Verdampfers K teilweise auch einer Strahlfläche 33 z.uzuführen und damit für die Kühlung eines zweiten Kühlfaches II auszunutzen. Die Höhe der Flüssigkeitssäule 32 wird durch die Lage dies Niveaugefäßes 34 bestimmt. Eine solche Anordnung kommt beispielsweise in Frage bei einer Kühlanlage, deren Kälteleistung normalerweise nur zur Abkühlung des Faches I auf eine konstante Temperatur herangezogen wird, während die auf der Wärmeseite frei werdende Wärmemenge zur Warmwasserbereitung oder Raumbeheizung ausgenutzt wird. Tritt nun auf der Wärmeseite aus irgendeinem Grund für eine bestimmte Zeit ein erhöhter Bedarf an; Wärme auf, dann braucht nur das Niveaugefäß 34 gehoben zu werden, so daß auch aus dem Raum II dem Verdampfer K Wärme zufließt. Als Folge davon wird sich die stündliche Laufzeit der thermostatisch geregelten Kältemaschine erhöhen und wird in dem gewünschten Umfang mehr Abwärme erzeugt. Die dabei eintretende Abkühlung in dem Raum II kann, nun in verschiedenartigster Weise nutzbar gemacht werden, tungen, wie Bimetall- oder Faltenbalgregler, Relaisanordnungen oder Servomechanismen, auswählen.In Fig. 5, the height of the liquid column 32 is used to partially supply the cooling capacity of an evaporator K, which surrounds a cooling compartment I, to a jet surface 33 and thus to use it for cooling a second cooling compartment II. The height of the liquid column 32 is determined by the position of this level vessel 34. Such an arrangement can be used, for example, in a cooling system whose cooling capacity is normally only used to cool compartment I to a constant temperature, while the amount of heat released on the warm side is used for hot water or room heating. If, for whatever reason, there is an increased demand on the warm side for a certain period of time; Heat up, then only the level vessel 34 needs to be raised so that the evaporator K heat also flows from the space II. As a result, the hourly running time of the thermostatically controlled refrigeration machine will increase and more waste heat will be generated to the desired extent. The resulting cooling in room II can now be made usable in the most varied of ways, selecting functions such as bimetal or bellows regulators, relay arrangements or servomechanisms.

Claims

Claim! ::

1. A method for controlling a ^{heat pump serving simultaneously for the supply of useful cold and 1} useful heat, characterized in that while keeping the temperature constant in a refrigerator, the regulation of the useful heat is made dependent on the warm side of the heat pump, in such a way that at exceeding the normal useful heat requirement. Heat demand, the heat absorption of the evaporator by hand or by means of known automatic control devices is increased accordingly, and that the excess cooling capacity, z. B. for cooling an additional room., Is made fully usable.

2. The method according to claim. 1, characterized by changing the heat absorption of the to belonging to an unregulated part of the cooling volume Evaporation part depending on the temperature in a thermostatically controlled part of the Cooling volume measured temperature by means of known automatic control devices.

3. Device for changing the heat absorption dee vaporizer according to the procedure

of claim 1 or 2, characterized by the use of fans and / or air flaps, which the extent of air convection in the room to be cooled or that of the: KotivektionskreMauf connected volume · change the same. _____

4. Device for changing the heat absorption of the evaporator according to the method of claim 1 or 2, characterized in that a connected to the evaporator ', associated with the secondary cooling system operating with separate cooling liquid or refrigerant are adjustable independently of the temperature of the secondary cooled room are.

5. Device for changing the heat absorption of the evaporator according to the method

of claim 1 or 2, characterized in that part of the effective surface of the evaporator separable or changeable by releasing or changing a thermal link is trained.

6. Device for changing the heat absorption of the evaporator according to the process of claim 1 or 2, characterized in that a part of the evaporator volume through valves od. The like. Detachable from the cold ice run is trained.

Considered publications:
German Patent No. 645 001;
Swiss Patent No. 127 615;
Belgian. U.S. Patent No. 503,094;
U.S. Patent Nos. 2,546,363, 2,581,044.

1 sheet of drawings