Die hier offenbarten Ausführungsformen beziehen sich allgemein auf Verfahren und Systeme zum Steuern einer Kältemittelmigration in Kältesystemen, wie sie etwa in Wärmepumpensystemen verwendet werden können. Im Spezielleren beziehen sich die Ausführungsformen auf Verfahren und Systeme zum Steuern einer Kältemittelmigration in Wärmepumpensystemen, zum Beispiel des Rückflusses kondensierter Kältemittelflüssigkeit im Inneren eines Wärmetauschers zu einem Kompressor, wie etwa, wenn die Wärmepumpensysteme von einer Betriebsart zu einer anderen Betriebsart umschalten.The embodiments disclosed herein generally relate to methods and systems for controlling refrigerant migration in refrigeration systems, such as may be used in heat pump systems. More specifically, the embodiments relate to methods and systems for controlling refrigerant migration in heat pump systems, for example, the return of condensed refrigerant liquid inside a heat exchanger to a compressor, such as when the heat pump systems switch from one mode to another mode.
Hintergrundbackground
Wärmepumpen sind reversible Kältesysteme, die in der Lage sind, einen Raum durch Erwärmen oder Kühlen der Luft in dem Raum zu klimatisieren und/oder heißes oder gekühltes Wasser bereitzustellen. Ein Kältesystem umfasst allgemein einen Kompressor, eine oder mehrere Expansionsvorrichtung/en und zwei oder mehr Wärmetauscher. Wärmepumpen können in einem Kühlbetrieb und einem Heizbetrieb arbeiten, die reversible Kühlzyklen haben. 1’ veranschaulicht eine schematische Darstellung von Bestandteilen einer typischen Wärmepumpe 1’ in einem Kühlbetrieb. Im Kühlzyklus des Kühlbetriebs tritt ein zirkulierendes Kältemittel als Dampf in einen Kompressor 2’ ein. Der Kältemitteldampf wird komprimiert und tritt als Dampf mit einer höheren Temperatur aus dem Kompressor 2’ aus. Der Kältemitteldampf mit der höheren Temperatur durchläuft einen Wärmetauscher 5’, der als Kondensator wirkt, um Wärme mit einem anderen Fluid auszutauschen, z.B. kühler Luft, die mit einem Gebläse über den Verdampfer 5’ geblasen wird, und kühlt den Kältemitteldampf, bis der Kältemitteldampf zu kondensieren beginnt, und kondensiert dann den Kältemitteldampf zu einer kondensierten Kältemittelflüssigkeit, indem zusätzliche Wärme abgezogen wird. Die kondensierte Kältemittelflüssigkeit durchläuft eine Expansionsvorrichtung 4’, wo der Druck der Kältemittelflüssigkeit abrupt sinken kann, wodurch eine Schnellverdampfung und Selbstkühlung eines Teils der Kältemittelflüssigkeit bewirkt wird. Dies führt im Ergebnis zu einem Gemisch aus Kältemittelflüssigkeit und Dampf mit einer niedrigeren Temperatur und/oder einem niedrigeren Druck. Das kalte Kältemittelflüssigkeits-/Dampfgemisch durchläuft dann einen Wärmetauscher 3’, der als Verdampfer wirkt, um Wärme mit einem anderen Fluid auszutauschen, z.B. Wasser, das durch den Verdampfer 3’ fließt, und wird verdampft. Der sich ergebende Kältemitteldampf kehrt zum Kompressor 2’ zurück, um den Kühlzyklus im Kühlbetrieb abzuschließen. Bei einem Heizbetrieb ist der wie in 1’ gezeigte Kühlzyklus umgekehrt. Das heißt, der Kältemitteldampf aus dem Kompressor 2’ wird zum Wärmetauscher 3’ geleitet, der als Kondensator wirkt, und der Wärmetauscher 5’ wirkt als Verdampfer.Heat pumps are reversible refrigeration systems that are capable of conditioning a room by heating or cooling the air in the room and / or provide hot or chilled water. A refrigeration system generally includes a compressor, one or more expansion devices, and two or more heat exchangers. Heat pumps can operate in a cooling mode and a heating mode that have reversible cooling cycles. 1' illustrates a schematic representation of components of a typical heat pump 1' in a cooling mode. In the cooling cycle of the cooling operation, a circulating refrigerant enters a compressor as a vapor 2 ' one. The refrigerant vapor is compressed and exits the compressor as higher temperature vapor 2 ' out. The refrigerant vapor at the higher temperature passes through a heat exchanger 5 ' acting as a condenser to exchange heat with another fluid, eg cool air, with a blower over the evaporator 5 ' is blown, and cools the refrigerant vapor until the refrigerant vapor begins to condense, and then condenses the refrigerant vapor into a condensed refrigerant liquid by extracting additional heat. The condensed refrigerant liquid passes through an expansion device 4 ' where the pressure of the refrigerant liquid may abruptly drop, causing rapid evaporation and self-cooling of a portion of the refrigerant liquid. As a result, this results in a mixture of refrigerant liquid and steam having a lower temperature and / or a lower pressure. The cold refrigerant liquid / vapor mixture then passes through a heat exchanger 3 ' acting as an evaporator to exchange heat with another fluid, eg water, passing through the evaporator 3 ' flows, and is evaporated. The resulting refrigerant vapor returns to the compressor 2 ' back to complete the cooling cycle in cooling mode. In a heating operation is the as in 1' shown cooling cycle reversed. That is, the refrigerant vapor from the compressor 2 ' becomes the heat exchanger 3 ' passed, which acts as a condenser, and the heat exchanger 5 ' acts as an evaporator.
Überblickoverview
Die hier beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich auf Verfahren und Systeme zum Steuern einer Kältemittelmigration in Wärmepumpensystemen, um einen Kompressorflüssigkeitsstoßfluss zu verhindern, wie etwa wenn die Wärmepumpensysteme von einer Betriebsart zu einer anderen Betriebsart umschalten.The embodiments described herein relate to methods and systems for controlling refrigerant migration in heat pump systems to prevent compressor liquid surge flow, such as when the heat pump systems switch from one mode to another mode.
Wenn ein Kältesystem von einem Kühlbetrieb zu einem Heizbetrieb umschaltet, kann der Kältemitteldurchfluss im Kältesystem umgekehrt werden. Ein erster Wärmetauscher, der im Kühlbetrieb als Kondensator wirkt, kann immer noch über eine erhebliche Menge an kondensierter Kältemittelflüssigkeit verfügen, die während des Umschaltens eventuell vom ersten Wärmetauscher zurück in einen Kompressor des Kältesystems fließt.When a refrigeration system switches from a cooling operation to a heating operation, the refrigerant flow in the refrigeration system can be reversed. A first heat exchanger, which acts as a condenser in cooling mode, may still have a significant amount of condensed refrigerant liquid that may flow from the first heat exchanger back into a compressor of the refrigeration system during the switchover.
In den hier beschriebenen Ausführungsformen ist ein Behälter vorgesehen, um Kältemittel aus einem ersten Wärmetauscher aufzunehmen, wenn ein Wärmepumpensystem von einem Kühl- oder Enteisungsbetrieb zu einem Heizbetrieb umschaltet. Der Behälter ist fluidtechnisch zwischen dem ersten Wärmetauscher und einem zweiten Wärmetauscher angeordnet. Das Kältemittel aus dem ersten Wärmetauscher wird durch einen Druckunterschied zwischen einer Auslassöffnung des ersten Wärmetauschers und einem Einlass des Behälters angetrieben.In the embodiments described herein, a reservoir is provided to receive refrigerant from a first heat exchanger when a heat pump system switches from a cooling or defrosting operation to a heating operation. The container is fluidly arranged between the first heat exchanger and a second heat exchanger. The refrigerant from the first heat exchanger is driven by a pressure difference between an outlet port of the first heat exchanger and an inlet of the container.
In einigen Ausführungsformen ist der Behälter fluidtechnisch an eine oder mehrere Expansionsvorrichtung/en angeschlossen. Der Behälter und die Expansionsvorrichtungen sind an einer den ersten und zweiten Wärmetauscher eines Wärmepumpensystems verbindenden Fluidleitung angeordnet. Ein Zweiwegeventil ist fluidtechnisch zwischen dem Behälter und dem zweiten Wärmetauscher angeordnet, um den Durchfluss von Kältemittel aus dem ersten Wärmetauscher in den Behälter zu regeln.In some embodiments, the container is fluidly connected to one or more expansion devices. The container and the expansion devices are arranged on a fluid line connecting the first and second heat exchangers of a heat pump system. A two-way valve is fluidly disposed between the vessel and the second heat exchanger to regulate the flow of refrigerant from the first heat exchanger into the vessel.
In einigen Ausführungsformen ist der Behälter an einer den ersten und zweiten Wärmetauscher eines Wärmepumpensystems verbindenden ersten Fluidleitung angeordnet. Das Wärmepumpensystem umfasst eine oder mehrere Expansionsvorrichtung/en, die an einer den ersten und zweiten Wärmetauscher verbindenden zweiten Fluidleitung angeordnet sind. Die erste und zweite Fluidleitung sind fluidtechnisch parallel zueinander. Ein erstes und zweites Zweiwegeventil sind an der ersten Fluidleitung angeordnet. Das erste Zweiwegeventil ist fluidtechnisch zwischen dem ersten Wärmetauscher und dem Behälter angeordnet. Das zweite Zweiwegeventil ist fluidtechnisch zwischen dem zweiten Wärmetauscher und dem Behälter angeordnet.In some embodiments, the container is disposed on a first fluid line connecting the first and second heat exchangers of a heat pump system. The heat pump system includes one or more expansion devices disposed on a second fluid line connecting the first and second heat exchangers. The first and second fluid lines are fluidly parallel to each other. A first and second two-way valve are arranged on the first fluid line. The first two-way valve is fluidly arranged between the first heat exchanger and the container. The second Two-way valve is fluidly disposed between the second heat exchanger and the container.
In einer Ausführungsform umfasst ein Kältekreislauf einen Kompressor, einen ersten Wärmetauscher, der dazu ausgelegt ist, komprimierten Kältemitteldampf aus dem Kompressor aufzunehmen und das aufgenommene komprimierte Kältemittel zu einer kondensierten Kältemittelflüssigkeit zu kondensieren, einen zweiten Wärmetauscher, und eine erste Fluidleitung, die den ersten und zweiten Wärmetauscher verbindet. Ein Behälter ist fluidtechnisch zwischen dem ersten und zweiten Wärmetauscher angeordnet. Der Behälter weist einen in Fluidverbindung mit einem Auslass des ersten Wärmetauschers in Verbindung stehenden Einlass auf. Wenn der Kältekreislauf von einem Kühlbetrieb oder einem Enteisungsbetrieb zu einem Heizbetrieb umschaltet, ist der Behälter dazu ausgelegt, die kondensierte Kältemittelflüssigkeit aus dem ersten Wärmetauscher aufzunehmen. Die kondensierte Kältemittelflüssigkeit, die vom ersten Wärmetauscher zum Behälter fließt, wird durch einen Druckunterschied zwischen dem Auslass des ersten Wärmetauschers und dem Einlass des Behälters angetrieben.In one embodiment, a refrigeration cycle includes a compressor, a first heat exchanger configured to receive compressed refrigerant vapor from the compressor, and to condense the collected compressed refrigerant into a condensed refrigerant liquid, a second heat exchanger, and a first fluid line including the first and second Heat exchanger connects. A container is fluidly disposed between the first and second heat exchangers. The container has an inlet in fluid communication with an outlet of the first heat exchanger. When the refrigeration cycle switches from a cooling operation or a defrosting operation to a heating operation, the tank is configured to receive the condensed refrigerant liquid from the first heat exchanger. The condensed refrigerant liquid flowing from the first heat exchanger to the tank is driven by a pressure difference between the outlet of the first heat exchanger and the inlet of the tank.
In einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Steuern einer Kältemittelmigration in einem Kältekreislauf bereitgestellt. Wenn sich der Kältekreislauf in einem Kühlbetrieb oder einem Enteisungsbetrieb befindet, wird komprimierter Kältemitteldampf aus einem Kompressor zu einem ersten Wärmetauscher geleitet, um den komprimierten Kältemitteldampf zu einer kondensierten Kältemittelflüssigkeit zu kondensieren. Wenn der Kältekreislauf vom Kühl- oder Enteisungsbetrieb zu einem Heizbetrieb umschaltet, entsteht ein Druckunterschied zwischen einem Auslass des ersten Wärmetauschers des Kältekreislaufs und einem Einlass des Behälters. Die kondensierte Kältemittelflüssigkeit wird durch den Druckunterschied angetrieben und aus dem Auslass des ersten Wärmetauschers zum Einlass des Behälters getrieben. Dies verhindert den Rückfluss kondensierter Kältemittelflüssigkeit im ersten Wärmetauscher zu einem Kompressor wie etwa, wenn die Wärmepumpensysteme von einer Betriebsart zu einer anderen Betriebsart umschalten.In another embodiment, a method of controlling refrigerant migration in a refrigeration cycle is provided. When the refrigeration cycle is in a refrigeration or defrosting operation, compressed refrigerant vapor from a compressor is directed to a first heat exchanger to condense the compressed refrigerant vapor into a condensed refrigerant liquid. When the refrigeration cycle switches from the cooling or defrosting operation to a heating operation, a pressure difference arises between an outlet of the first heat exchanger of the refrigeration cycle and an inlet of the container. The condensed refrigerant liquid is driven by the pressure difference and driven from the outlet of the first heat exchanger to the inlet of the container. This prevents the return of condensed refrigerant liquid in the first heat exchanger to a compressor such as when the heat pump systems switch from one mode to another mode.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Es wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Bezugszahlen durchgehend entsprechende Teile darstellen.Reference is made to the drawings in which like reference numbers represent corresponding parts throughout.
1’ veranschaulicht eine schematische Darstellung eines typischen Kältesystems. 1' illustrates a schematic representation of a typical refrigeration system.
1 veranschaulicht eine schematische Darstellung eines Wärmepumpensystems mit einem Behälter nach einer Ausführungsform. 1 illustrates a schematic representation of a heat pump system with a container according to an embodiment.
1a veranschaulicht eine schematische Darstellung des Wärmepumpensystems von 1 in einem Kühlbetrieb oder einem Enteisungsbetrieb. 1a illustrates a schematic representation of the heat pump system of 1 in a cooling mode or a defrosting mode.
1b veranschaulicht eine schematische Darstellung des Wärmepumpensystems von 1 in einem Heizbetrieb. 1b illustrates a schematic representation of the heat pump system of 1 in a heating mode.
1c veranschaulicht eine schematische Darstellung des Wärmepumpensystems von 1 in einem Übergangszeitraum. 1c illustrates a schematic representation of the heat pump system of 1 in a transitional period.
2 veranschaulicht eine schematische Darstellung eines Wärmepumpensystems mit einem Behälter nach einer anderen Ausführungsform. 2 illustrates a schematic representation of a heat pump system with a container according to another embodiment.
3 veranschaulicht eine schematische Seitenansicht eines Wärmepumpensystems mit einem Behälter nach einer Ausführungsform. 3 illustrates a schematic side view of a heat pump system with a container according to an embodiment.
3’ veranschaulicht eine schematische Seitenansicht des Wärmepumpensystems mit einem Behälter nach einer anderen Ausführungsform. 3 ' illustrates a schematic side view of the heat pump system with a container according to another embodiment.
3a veranschaulicht eine schematische Darstellung des Wärmepumpensystems von 3 in einem Kühlbetrieb oder einem Enteisungsbetrieb. 3a illustrates a schematic representation of the heat pump system of 3 in a cooling mode or a defrosting mode.
3b veranschaulicht eine schematische Darstellung des Wärmepumpensystems von 3 in einem Heizbetrieb. 3b illustrates a schematic representation of the heat pump system of 3 in a heating mode.
3c veranschaulicht eine schematische Darstellung des Wärmepumpensystems von 3 in einem Übergangszeitraum. 3c illustrates a schematic representation of the heat pump system of 3 in a transitional period.
3d veranschaulicht eine schematische Darstellung des Wärmepumpensystems von 3 in einem Heizbetrieb, in dem Kältemittel aus einem Behälter zu einem zweiten Wärmetauscher geleitet wird. 3d illustrates a schematic representation of the heat pump system of 3 in a heating operation, in which refrigerant is passed from a container to a second heat exchanger.
Ausführliche BeschreibungDetailed description
Die hier beschriebenen Ausführungsformen richten sich auf Kältesysteme, die in Wärmepumpensystemen umgesetzt werden können, und auf Verfahren zum Steuern einer Kältemittelmigration in den Wärmepumpensystemen.The embodiments described herein are directed to refrigeration systems that may be implemented in heat pump systems and to methods for controlling refrigerant migration in the heat pump systems.
1 veranschaulicht ein Wärmepumpensystem 100, das einen Kältekreislauf 110 und eine Steuervorrichtung 120 zum Steuern des Kältekreislaufs 110 umfasst. Der Kältekreislauf 110 weist einen Kompressor 1, einen ersten Wärmetauscher 3, eine Expansionsvorrichtung 4 und einen zweiten Wärmetauscher 7 auf, die verbunden sind, um einen Kältekreislauf wie etwa zum Beispiel den in 1’ gezeigten Kältekreislauf zu betreiben. Der Kompressor 1 weist einen Auslass 1a und einen Einlass 1b auf, die an ein Vierwegeventil 2 angeschlossen sind. Der erste Wärmetauscher 3 weist eine erste Einlass-/Auslassöffnung 3a, die fluidtechnisch an das Vierwegeventil 2 angeschlossen ist, und eine zweite Einlass-/Auslassöffnung 3b auf, die fluidtechnisch über eine Fluidleitung 12 an die Expansionsvorrichtung 4 angeschlossen ist. Der zweite Wärmetauscher 7 weist eine erste Einlass-/Auslassöffnung 7a, die fluidtechnisch an das Vierwegeventil 2 angeschlossen ist, und eine zweite Einlass-/Auslassöffnung 7b auf, die fluidtechnisch über eine Fluidleitung 14 an die Expansionsvorrichtung 4 angeschlossen ist. Die Expansionsvorrichtung 4 ist fluidtechnisch an einer Fluidleitung 15 angeordnet, welche die Fluidleitungen 12 und 14 enthält, um den ersten und zweiten Wärmetauscher 3 und 7 fluidtechnisch zu verbinden. Die Steuervorrichtung 120 kann zum Beispiel einen Mikroprozessor, eine Speichervorrichtung, etc. umfassen. 1 illustrates a heat pump system 100 that has a refrigeration cycle 110 and a control device 120 for controlling the refrigeration cycle 110 includes. The refrigeration cycle 110 has a compressor 1 , a first heat exchanger 3 , an expansion device 4 and a second heat exchanger 7 which are connected to a refrigeration cycle such as the in 1' operate the refrigeration cycle shown. The compressor 1 has an outlet 1a and an inlet 1b on, attached to a four-way valve 2 are connected. Of the first heat exchanger 3 has a first inlet / outlet opening 3a , the fluid technically to the four-way valve 2 is connected, and a second inlet / outlet opening 3b on, the fluid technically via a fluid line 12 to the expansion device 4 connected. The second heat exchanger 7 has a first inlet / outlet opening 7a , the fluid technically to the four-way valve 2 is connected, and a second inlet / outlet opening 7b on, the fluid technically via a fluid line 14 to the expansion device 4 connected. The expansion device 4 is fluidic to a fluid line 15 arranged, which the fluid lines 12 and 14 contains to the first and second heat exchanger 3 and 7 fluidly connect. The control device 120 For example, it may include a microprocessor, memory device, etc.
In der Ausführungsform von 1 ist der erste Wärmetauscher 3 ein Wärmetauscher der Schlangenbauart. Der zweite Wärmetauscher 7 ist ein Wärmetauscher der Mantel-Rohr-Bauart. Es soll davon ausgegangen werden, dass es sich bei dem ersten und zweiten Wärmetauscher 3 und 7 auch um andere Arten von Wärmetauschern handeln kann.In the embodiment of 1 is the first heat exchanger 3 a snake-type heat exchanger. The second heat exchanger 7 is a shell-tube type heat exchanger. It should be assumed that it is the first and second heat exchanger 3 and 7 can also be other types of heat exchangers.
Der Kältekreislauf 110 enthält darüber hinaus einen Behälter 5 und ein Zweiwegeventil 6, die in Reihe geschaltet und fluidtechnisch zwischen dem ersten Wärmetauscher 3 und dem zweiten Wärmetauscher 7 angeordnet sind. In einigen Ausführungsformen kann das Zweiwegeventil 6 zum Beispiel ein Magnetventil sein. In den Ausführungsformen von 1 und 2 ist der Behälter 5 fluidtechnisch zwischen dem Zweiwegeventil 6 und der Expansionsvorrichtung 4 angeordnet, und das Ventil 6 ist fluidtechnisch zwischen dem Behälter 5 und dem zweiten Wärmetauscher 7 angeordnet. In einigen Ausführungsformen können der Behälter 5 und das Zweiwegeventil 6 an der Fluidleitung 12 zwischen dem ersten Wärmetauscher 3 und der Expansionsvorrichtung 4 angeordnet sein, und der Behälter 5 kann zwischen dem Zweiwegeventil 6 und der Expansionsvorrichtung 4 angeordnet sein. Es soll davon ausgegangen werden, dass der Behälter 5 und das Zweiwegeventil 6 in Reihe geschaltet und an einer beliebigen Stelle zwischen dem ersten Wärmetauscher 3 und dem zweiten Wärmetauscher 7 angeordnet sein können.The refrigeration cycle 110 also contains a container 5 and a two-way valve 6 connected in series and fluidically between the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 7 are arranged. In some embodiments, the two-way valve 6 for example, be a solenoid valve. In the embodiments of 1 and 2 is the container 5 fluidly between the two-way valve 6 and the expansion device 4 arranged, and the valve 6 is fluidically between the container 5 and the second heat exchanger 7 arranged. In some embodiments, the container may 5 and the two-way valve 6 on the fluid line 12 between the first heat exchanger 3 and the expansion device 4 be arranged, and the container 5 can be between the two-way valve 6 and the expansion device 4 be arranged. It should be assumed that the container 5 and the two-way valve 6 connected in series and at any point between the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 7 can be arranged.
In der Ausführungsform von 1 weist der Behälter 5 eine erste Einlass-/Auslassöffnung 5a und eine zweite Einlass-/Auslassöffnung 5b auf, die über jeweilige Fluidleitungen 51 und 52 an die Fluidleitung 14 angeschlossen sind. In der Ausführungsform von 2 weist der Behälter 5 eine einzelne Einlass-/Auslassöffnung 5c auf, die über eine einzelne Fluidleitung 53 an die Fluidleitung 14 angeschlossen ist. Kältemittel kann durch die Fluidleitung 53 und die Öffnung 5c zwischen dem Behälter und der Fluidleitung, z.B. Fluidleitung 14, übertragen werden.In the embodiment of 1 points the container 5 a first inlet / outlet opening 5a and a second inlet / outlet port 5b on, via respective fluid lines 51 and 52 to the fluid line 14 are connected. In the embodiment of 2 points the container 5 a single inlet / outlet opening 5c on top of a single fluid line 53 to the fluid line 14 connected. Refrigerant can pass through the fluid line 53 and the opening 5c between the container and the fluid line, eg fluid line 14 , be transmitted.
1a veranschaulicht eine schematische Darstellung des Kältekreislaufs 110 in einem Kühlbetrieb oder einem Enteisungsbetrieb nach einer Ausführungsform. In der Kühlbetriebsart bewerkstelligt der Kältekreislauf 110 zum Beispiel ein Kühlen eines Raums oder eines anderen Fluids (z.B. Wasser). Der Kompressor 1 leitet komprimierten Kältemitteldampf über den Auslass 1a zur Öffnung 3a des ersten Wärmetauschers 3 über das Vierwegeventil 2 ab. Der erste Wärmetauscher 3 weist ein Gebläse 8 zum Luftabblasen auf, um einen Wärmeaustausch mit dem komprimierten Kältemitteldampf durchzuführen und Wärme aus dem Kältemittel aufzunehmen, um das Kältemittel zu kondensierter Kältemittelflüssigkeit zu kondensieren. Es soll davon ausgegangen werden, dass der erste Wärmetauscher 3 jede Art von Wärmeaustauschmedium verwenden kann, um einen Wärmeaustausch mit dem ihn durchfließenden Kältemittel durchzuführen, um das Kältemittel zu kondensieren. 1a illustrates a schematic representation of the refrigeration cycle 110 in a cooling operation or a defrosting operation according to an embodiment. In the cooling mode, the refrigeration cycle is accomplished 110 for example, cooling a room or other fluid (eg, water). The compressor 1 directs compressed refrigerant vapor through the outlet 1a to the opening 3a of the first heat exchanger 3 over the four-way valve 2 from. The first heat exchanger 3 has a fan 8th for blowing air to perform heat exchange with the compressed refrigerant vapor and to absorb heat from the refrigerant to condense the refrigerant to condensed refrigerant liquid. It should be assumed that the first heat exchanger 3 may use any type of heat exchange medium to perform heat exchange with the refrigerant flowing through it to condense the refrigerant.
Die kondensierte Kältemittelflüssigkeit wird dann über die Öffnung 3b aus dem ersten Wärmetauscher 3 zur Fluidleitung 12 und zur Expansionsvorrichtung 4 geleitet. Die Expansionsvorrichtung 4 expandiert die kondensierte Kältemittelflüssigkeit zu einem Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch und leitet das Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch zur Fluidleitung 14. Ein an die Fluidleitung 12 angeschlossenes Ende der Expansionsvorrichtung 4 hat im Kühlbetrieb einen relativ höheren Druck als deren an die Fluidleitung 14 angeschlossenes anderes Ende.The condensed refrigerant liquid is then passed over the opening 3b from the first heat exchanger 3 to the fluid line 12 and to the expansion device 4 directed. The expansion device 4 The condensed refrigerant liquid expands to a liquid / vapor refrigerant mixture and passes the liquid / vapor refrigerant mixture to the fluid line 14 , On to the fluid line 12 connected end of the expansion device 4 has a relatively higher pressure in cooling operation than the fluid line 14 connected other end.
Wenn der Behälter 5 an einer der Expansionsvorrichtung 4 nachgeordneten Stelle angeordnet ist, nimmt der Behälter 5 das Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch aus der Expansionsvorrichtung 4 beispielsweise über die Fluidleitung 52 und die Öffnung 5b auf. Das Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch fließt beispielsweise über die Öffnung 5a und die Fluidleitung 51 aus dem Behälter 5.When the container 5 at one of the expansion device 4 arranged downstream, takes the container 5 the liquid / vapor refrigerant mixture from the expansion device 4 for example via the fluid line 52 and the opening 5b on. The liquid / vapor refrigerant mixture flows, for example, over the opening 5a and the fluid line 51 from the container 5 ,
In einigen Ausführungsformen kann der Behälter 5, wenn der Behälter 5 an einer der Expansionsvorrichtung 4 vorgeordneten Stelle angeordnet ist, die kondensierte Kältemittelflüssigkeit aus dem ersten Wärmetauscher 3 aufnehmen und eine vorbestimmte Menge Kältemittel vorhalten, wenn die kondensierte Kältemittelflüssigkeit den Behälter 5 durchfließt.In some embodiments, the container 5 when the container 5 at one of the expansion device 4 arranged upstream, the condensed refrigerant liquid from the first heat exchanger 3 and hold a predetermined amount of refrigerant when the condensed refrigerant liquid is the container 5 flows.
In der in 2 gezeigten Ausführungsform ist der Behälter 5 über eine einzelne Fluidleitung 53 an eine Fluidleitung, z.B. die Fluidleitung 14, angeschlossen, wobei Kältemittel über die Fluidleitung 53 in den und aus dem Behälter 5 fließen kann.In the in 2 embodiment shown is the container 5 via a single fluid line 53 to a fluid line, eg the fluid line 14 , connected, with refrigerant via the fluid line 53 in and out of the container 5 can flow.
Das Zweiwegeventil 6 ist offen, und das Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch wird über die Öffnung 7b in den zweiten Wärmetauscher 7 geleitet. Der zweite Wärmetauscher 7 verdampft das Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch, indem er beispielsweise Wärme aus eingeblasener Innenraumluft oder einem ihn durchfließenden anderen Arbeitsfluid (z.B. Wasser) aufnimmt. Somit kann die Innenraumluft gekühlt werden, um ein Kühlen des Raums zu erzielen, oder es kann ein anderes Arbeitsfluid gekühlt werden. Es soll davon ausgegangen werden, dass der zweite Wärmetauscher 7 jede Art von Wärmeaustauschmedium, zum Beispiel, Wasser, verwenden kann, um einen Wärmeaustausch mit dem ihn durchfließenden Kältemittel durchzuführen. Das gekühlte Wärmeaustauschmedium kann zum Kühlen von Innenraumluft oder für (einen) andere(n) Prozess/e verwendet werden. The two-way valve 6 is open, and the liquid / vapor refrigerant mixture is passed over the opening 7b in the second heat exchanger 7 directed. The second heat exchanger 7 evaporates the liquid / vapor mixed refrigerant, for example, by receiving heat from blown indoor air or another flowing through it other working fluid (eg water). Thus, the indoor air can be cooled to achieve room cooling, or another working fluid can be cooled. It should be assumed that the second heat exchanger 7 Any type of heat exchange medium, for example, water, can be used to carry out heat exchange with the refrigerant flowing through it. The cooled heat exchange medium may be used to cool indoor air or for another process (s).
Der Enteisungsbetrieb ist dem vorstehenden Kühlbetrieb ähnlich. Im Enteisungsbetrieb wird Eis am ersten Wärmetauscher 3 entfernt, indem Wärme aus dem diesen durchfließenden komprimierten Kältemitteldampf aufgenommen wird. Der Kompressor 1 leitet komprimierten Kältemitteldampf über den Auslass 1a zur Öffnung 3a des ersten Wärmetauschers 3 über das Vierwegeventil 2 ab. Das Eis am ersten Wärmetauscher 3 führt einen Wärmeaustausch mit dem komprimierten Kältemitteldampf durch und absorbiert Wärme aus dem Kältemittel, um das Kältemittel zu einer kondensierten Kältemittelflüssigkeit zu kondensieren. Das Eis wird durch Absorbieren der Wärme vom ersten Wärmetauscher 3 entfernt.The defrosting operation is similar to the above cooling operation. In the defrosting mode, ice is being added to the first heat exchanger 3 removed by heat is absorbed from the flowing through this compressed refrigerant vapor. The compressor 1 directs compressed refrigerant vapor through the outlet 1a to the opening 3a of the first heat exchanger 3 over the four-way valve 2 from. The ice at the first heat exchanger 3 performs heat exchange with the compressed refrigerant vapor and absorbs heat from the refrigerant to condense the refrigerant into a condensed refrigerant liquid. The ice is made by absorbing the heat from the first heat exchanger 3 away.
Die kondensierte Kältemittelflüssigkeit wird dann aus dem ersten Wärmetauscher 3 zur Expansionsvorrichtung 4 geleitet. Die Expansionsvorrichtung 4 expandiert die kondensierte Kältemittelflüssigkeit zu einem Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch und leitet das Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch zur Fluidleitung 14. Das Zweiwegeventil 6 ist offen, und das Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch wird aus der Expansionsvorrichtung 4 über die Öffnung 7b zum zweiten Wärmetauscher 7 geleitet. Der zweite Wärmetauscher 7 verdampft das Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch, indem er zum Beispiel Wärme aus einem Wärmeaustauschmedium, wie etwa zum Beispiel Wasser, aufnimmt. Der Kältemitteldampf wird dann über die Öffnung 7a aus dem zweiten Wärmetauscher 7 herausgeleitet und über das Vierwegeventil 2 in die Öffnung 1b des Kompressors 1 geleitet.The condensed refrigerant liquid is then removed from the first heat exchanger 3 to the expansion device 4 directed. The expansion device 4 The condensed refrigerant liquid expands to a liquid / vapor refrigerant mixture and passes the liquid / vapor refrigerant mixture to the fluid line 14 , The two-way valve 6 is open, and the liquid / vapor refrigerant mixture is from the expansion device 4 over the opening 7b to the second heat exchanger 7 directed. The second heat exchanger 7 evaporates the liquid / vapor mixed refrigerant, for example, by absorbing heat from a heat exchange medium such as, for example, water. The refrigerant vapor is then passed over the opening 7a from the second heat exchanger 7 out and over the four-way valve 2 in the opening 1b of the compressor 1 directed.
In einem Enteisungsbetrieb kann ein Ausleitdruck an der Öffnung 1a des Kompressors 1 ansteigend bleiben. In einigen Ausführungsformen kann die Steuervorrichtung 120, wenn der Ausleitdruck an der Öffnung 1a des Kompressors 1 eine voreingestellte Obergrenze P1 erreicht, bestimmen, dass der Kältekreislauf 110 vom Enteisungsbetrieb zu einem Heizbetrieb umgeschaltet werden soll. Es soll davon ausgegangen werden, dass die voreingestellte Obergrenze P1 von den spezifischen Arten des Kompressors, der Wärmetauscher und/oder der Verdampfungsvorrichtung abhängen kann, die verwendet werden. Es soll auch davon ausgegangen werden, dass ein anderer oder mehrere andere Parameter, wie etwa zum Beispiel Kältemitteltemperatur, auch dazu verwendet werden kann bzw. können, über die Steuervorrichtung 120 zu bestimmen, ob der Kältekreislauf 110 vom Enteisungsbetrieb zu einem Heizbetrieb umgeschaltet werden soll.In a de-icing operation, a bleed pressure may be present at the opening 1a of the compressor 1 stay up. In some embodiments, the control device 120 when the discharge pressure at the opening 1a of the compressor 1 reaches a preset upper limit P1, determine that the refrigeration cycle 110 be switched from the defrosting to a heating operation. It should be understood that the preset upper limit P1 may depend on the specific types of compressor, heat exchanger and / or evaporator used. It should also be understood that another or more other parameters, such as, for example, refrigerant temperature, may also be used to do so via the controller 120 to determine if the refrigeration cycle 110 be switched from the defrosting to a heating operation.
1b veranschaulicht eine schematische Darstellung des Kältekreislaufs 110 in einem Heizbetrieb nach einer Ausführungsform. In der Heizbetriebsart erzielt der Kältekreislauf 110 zum Beispiel eine Erwärmung eines Raums oder eines anderen Arbeitsfluids (z.B. Wasser). Der Kompressor 1 leitet komprimierten Kältemitteldampf über den Auslass 1a zur Öffnung 7a des zweiten Wärmetauschers 7 über das Vierwegeventil 2 aus. Der zweite Wärmetauscher 7 wirkt als Kondensator, um den komprimierten Kältemitteldampf zu kondensierter Kältemittelflüssigkeit zu kondensieren, indem er zum Beispiel einen Wärmeaustausch mit Innenraumluft oder einem ihn durchfließenden anderen Arbeitsfluid (z.B. Wasser) durchführt. Somit kann die Innenraumluft erwärmt werden, um ein Heizen des Raums zu erzielen, oder das Wasser kann erwärmt werden. 1b illustrates a schematic representation of the refrigeration cycle 110 in a heating operation according to an embodiment. In the heating mode, the refrigeration cycle is achieved 110 for example, heating of a room or other working fluid (eg, water). The compressor 1 directs compressed refrigerant vapor through the outlet 1a to the opening 7a of the second heat exchanger 7 over the four-way valve 2 out. The second heat exchanger 7 acts as a condenser to condense the compressed refrigerant vapor to condensed refrigerant liquid, for example, by performing heat exchange with indoor air or other working fluid (eg, water) flowing through it. Thus, the indoor air can be heated to achieve heating of the room, or the water can be heated.
Die kondensierte Kältemittelflüssigkeit wird über die Öffnung 7b aus dem zweiten Wärmetauscher 7 in die Fluidleitung 14 herausgeleitet. Das Zweiwegeventil 6 ist offen, und das kondensierte Kältemittel wird über die Fluidleitung 51 und die Öffnung 5a oder über die Fluidleitung 53 und die Öffnung 5c, die in 2 gezeigt sind, in den Behälter 5 geleitet. In einigen Ausführungsformen kann sich der Behälter 5 in einem Heizbetrieb der Expansionsvorrichtung 4 vorgeordnet befinden, um im Heizbetrieb mehr Kältemittel vorzuhalten als in einem Kühlbetrieb oder einem Enteisungsbetrieb.The condensed refrigerant liquid is passing through the opening 7b from the second heat exchanger 7 in the fluid line 14 led out. The two-way valve 6 is open, and the condensed refrigerant is through the fluid line 51 and the opening 5a or via the fluid line 53 and the opening 5c , in the 2 are shown in the container 5 directed. In some embodiments, the container may 5 in a heating operation of the expansion device 4 upstream to hold more refrigerant in heating mode than in a cooling mode or a defrost mode.
Dann wird die kondensierte Kältemittelflüssigkeit aus dem zweiten Wärmetauscher 7 zur Expansionsvorrichtung 4 geleitet. Die Expansionsvorrichtung 4 expandiert die kondensierte Kältemittelflüssigkeit zu einem Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch und leitet das Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch in die Fluidleitung 12. Der erste Wärmetauscher 3 wirkt als Verdampfer und umfasst das Gebläse 8 zum Abblasen von Luft, um einen Wärmeaustausch mit dem Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch durchzuführen und das Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch zu Kältemitteldampf zu verdampfen. Der Kältemitteldampf wird dann über die Öffnung 3a aus dem ersten Wärmetauscher 3 heraus und über das Vierwegeventil 2 in die Öffnung 1b des Kompressors 1 geleitet.Then, the condensed refrigerant liquid becomes out of the second heat exchanger 7 to the expansion device 4 directed. The expansion device 4 The condensed refrigerant liquid expands to a liquid / vapor refrigerant mixture and passes the liquid / vapor refrigerant mixture into the fluid line 12 , The first heat exchanger 3 acts as an evaporator and includes the blower 8th for blowing off air to carry out a heat exchange with the liquid / vapor refrigerant mixture and to vaporize the liquid / vapor refrigerant mixture to refrigerant vapor. The refrigerant vapor is then passed over the opening 3a from the first heat exchanger 3 out and over the four-way valve 2 in the opening 1b of the compressor 1 directed.
In einigen Ausführungsformen kann sich in dem in 1b gezeigten Heizbetrieb Eis am ersten Wärmetauscher 3 ansammeln, und ein Saugdruck an der Öffnung 1b des Kompressors kann wegen der Ansammlung des Eises verringert sein. In einigen Ausführungsformen kann der Kompressor 1, wenn die Steuervorrichtung 120 bestimmt, dass der Saugdruck des Kompressors 1 eine vorbestimmte Untergrenze erreicht, abgeschaltet werden, um das Kältemittel über einen vorbestimmten Zeitraum aus dem zweiten Wärmetauscher 7 in den ersten Wärmetauscher 3 fließen zu lassen. Das heißt, der Kältekreislauf 110 tritt in ein frühes Enteisungsstadium ein. Es soll davon ausgegangen werden, dass die vorbestimmte Untergrenze des Saugdrucks von den spezifischen Arten des Kompressors, der Wärmetauscher und/oder der Verdampfungsvorrichtung abhängen kann, die verwendet werden. Es soll auch davon ausgegangen werden, dass ein anderer oder mehrere andere Parameter, wie etwa Kältemitteltemperatur, verwendet werden kann bzw. können, um über die Steuervorrichtung 120 zu bestimmen, ob der Prozessor 1 abgeschaltet werden kann. Dann kann der Kompressor 1 erneut gestartet werden, das Vierwegeventil 2 kann geschaltet werden, und der Kältekreislauf 110 kann in einem Enteisungsbetrieb laufen, um das angesammelte Eis zu entfernen. Das heißt, der Kältekreislauf tritt in ein späteres Enteisungsstadium ein.In some embodiments, in the in 1b shown heating mode ice on first heat exchanger 3 accumulate, and a suction pressure at the opening 1b of the compressor can be reduced because of the accumulation of ice. In some embodiments, the compressor may 1 when the control device 120 determines that the suction pressure of the compressor 1 reaches a predetermined lower limit, are switched off to the refrigerant over a predetermined period of time from the second heat exchanger 7 in the first heat exchanger 3 to flow. That is, the refrigeration cycle 110 enters an early defrosting stage. It is to be understood that the predetermined lower limit of the suction pressure may depend on the specific types of the compressor, the heat exchangers and / or the evaporator used. It should also be understood that one or more other parameters, such as refrigerant temperature, may be used to control the controller 120 to determine if the processor 1 can be switched off. Then the compressor can 1 be restarted, the four-way valve 2 can be switched, and the refrigeration cycle 110 can run in a de-icing operation to remove the accumulated ice. That is, the refrigeration cycle enters a later defrosting stage.
1c veranschaulicht eine schematische Darstellung des Kältekreislaufs 110 in einem Übergangszeitraum von dem in 1a gezeigten Kühl- oder Enteisungsbetrieb zu einem in 1b gezeigten Heizbetrieb nach einer Ausführungsform. Im Übergangszeitraum wird die kondensierte Kältemittelflüssigkeit aus dem ersten Wärmetauscher 3 herausgeleitet und im Behälter 5 vorgehalten. 1c illustrates a schematic representation of the refrigeration cycle 110 in a transitional period from the in 1a shown cooling or defrosting operation in a 1b shown heating operation according to one embodiment. In the transitional period, the condensed refrigerant liquid from the first heat exchanger 3 led out and in the container 5 maintained.
Wenn der Kältekreislauf 110 im Kühlbetrieb oder im Enteisungsbetrieb läuft und einen Befehl von der Steuervorrichtung 120 erhält, zu einem Heizbetrieb umzuschalten, kann die Expansionsvorrichtung 4 vollständig geöffnet werden, so dass das Kältemittel aus dem ersten Wärmetauscher 3 ohne Expansion durch die Expansionsvorrichtung 4 hindurchgehen kann. Das Zweiwegeventil 6 wird geschlossen, und das Kältemittel kann nicht in den zweiten Wärmetauscher 7 fließen. Im Kühlbetrieb hat das an die Öffnung 3b des ersten Wärmetauschers 3 angeschlossene Ende der Expansionsvorrichtung 4 einen relativ höheren Druck als deren an die Öffnung 7b des zweiten Wärmetauschers 7 angeschlossenes Ende. Somit kann ein Druckunterschied zwischen der Öffnung 3b des ersten Wärmetauschers 3 und der Öffnung 5b (oder der in 2 gezeigten Öffnung 5c) des Behälters 5 entstehen, wenn die Expansionsvorrichtung 4 offen und das Zweiwegeventil 6 geschlossen ist. Das Kältemittel wird aus der Öffnung 3b des ersten Wärmetauschers durch den Druckunterschied angetrieben, um über die Öffnung 3b in die Fluidleitung 12, durch die geöffnete Expansionsvorrichtung 4 und über die Fluidleitung 52 und die Öffnung 5b (oder über die in 2 gezeigte Fluidleitung 53 und Öffnung 5c) in den Behälter 5 zu fließen. In einigen Ausführungsformen kann das Gebläse 8 über die Steuervorrichtung 120 zum Erhöhen eines Ausleitdrucks an der Öffnung 3b aufhören zu laufen, um den Druckunterschied zwischen der Öffnung 3b und der Öffnung 5b/5c des Behälter 5 zu erhöhen und die Antriebskraft, damit das Kältemittel fließt, zu erhöhen.When the refrigeration cycle 110 in the cooling mode or in the defrosting mode and a command from the control device 120 gets to switch to a heating mode, the expansion device can 4 be fully opened, leaving the refrigerant from the first heat exchanger 3 without expansion by the expansion device 4 can go through. The two-way valve 6 is closed, and the refrigerant can not enter the second heat exchanger 7 flow. In cooling mode this has to the opening 3b of the first heat exchanger 3 connected end of the expansion device 4 a relatively higher pressure than that at the opening 7b of the second heat exchanger 7 connected end. Thus, a pressure difference between the opening 3b of the first heat exchanger 3 and the opening 5b (or the in 2 shown opening 5c ) of the container 5 arise when the expansion device 4 open and the two-way valve 6 closed is. The refrigerant gets out of the opening 3b the first heat exchanger is driven by the pressure difference to pass over the opening 3b in the fluid line 12 , through the open expansion device 4 and over the fluid line 52 and the opening 5b (or about the in 2 shown fluid line 53 and opening 5c ) in the container 5 to flow. In some embodiments, the blower 8th over the control device 120 for increasing a discharge pressure at the opening 3b stop running to the pressure difference between the opening 3b and the opening 5b / 5c of the container 5 increase and increase the driving force for the refrigerant to flow.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuervorrichtung 120, wenn sie bestimmt, dass der Übergang vom Kühlbetrieb/Enteisungsbetrieb zum Heizbetrieb abgeschlossen wurde, den Kältekreislauf 110 instruieren, im Heizbetrieb zu laufen, wie in 2b gezeigt ist. Das Vierwegeventil 2 wird umgeschaltet, das Zweiwegeventil 6 geöffnet, die Expansionsvorrichtung 4 wird in die Lage versetzt, die expandierte Kältemittelflüssigkeit aus dem zweiten Wärmetauscher 7 zu expandieren, und das Gebläse 8 kann erneut gestartet werden.In some embodiments, the control device 120 if it determines that the transition from the cooling operation / de-icing operation to the heating operation has been completed, the refrigeration cycle 110 instruct to run in heating mode, as in 2 B is shown. The four-way valve 2 is switched, the two-way valve 6 opened, the expansion device 4 is enabled, the expanded refrigerant liquid from the second heat exchanger 7 to expand, and the blower 8th can be restarted.
In einigen Ausführungsformen kann das Ende des Übergangszeitraums zum Beispiel dadurch bestimmt werden, ob ein Ausleitdruck an der Öffnung 1a des Kompressors 1 eine vorbestimmte Grenze (z.B. die voreingestellte Obergrenze P1 im Enteisungsbetrieb) erreicht. Der Ausleitdruck an der Öffnung 1a des Kompressors 1 kann beispielsweise mit einem Drucksensor gemessen werden. Es soll davon ausgegangen werden, dass die vorbestimmte Grenze des Ausleitdrucks von spezifischen Arten des Kompressors, der Wärmetauscher und/oder der Verdampfungsvorrichtung abhängen kann, die verwendet werden. Es soll auch davon ausgegangen werden, dass ein anderer oder mehrere andere Parameter, wie etwa zum Beispiel Kühlmitteltemperatur, auch dazu verwendet werden kann bzw. können, über die Steuervorrichtung 120 zu bestimmen, ob es sich um das Ende des Übergangszeitraums handelt. In einigen Ausführungsformen kann der Ausleitdruck an der Öffnung 1a des Kompressors 1 mit der Temperatur des Kältemittels im Inneren des ersten Wärmetauschers 3 korrelieren. For example, in some embodiments, the end of the transition period may be determined by whether a purge pressure at the port 1a of the compressor 1 reaches a predetermined limit (eg, the preset upper limit P1 in the de-icing operation). The discharge pressure at the opening 1a of the compressor 1 can be measured with a pressure sensor, for example. It is to be understood that the predetermined limit of the purge pressure may depend on specific types of the compressor, the heat exchanger, and / or the evaporator used. It should also be understood that another or more other parameters, such as, for example, coolant temperature, may also be used to do so via the controller 120 to determine if this is the end of the transitional period. In some embodiments, the diverting pressure may be at the opening 1a of the compressor 1 with the temperature of the refrigerant inside the first heat exchanger 3 correlate.
3 veranschaulicht ein Wärmepumpensystem 300, das einen Kältekreislauf 31 und eine Steuervorrichtung 32 zum Steuern des Kältekreislaufs 31 umfasst. Der Kältekreislauf 31 weist einen Kompressor 301, einen ersten Wärmetauscher 303, eine erste Expansionsvorrichtung 304, eine zweite Expansionsvorrichtung 305 und einen zweiten Wärmetauscher 306 auf, die verbunden sind, um einen Kältekreislauf zu betreiben. Der Kompressor 301 weist eine Auslassöffnung 301a und eine Einlassöffnung 301b auf, die an ein Vierwegeventil 302 angeschlossen sind. Der erste Wärmetauscher 303 weist eine erste Einlass-/Auslassöffnung 303a, die fluidtechnisch an das Vierwegeventil 302 angeschlossen ist, und eine zweite Einlass-/Auslassöffnung 303b auf, die fluidtechnisch an eine Verbindungsstelle 350 angeschlossen ist. Die Steuervorrichtung 32 kann zum Beispiel einen Mikroprozessor, eine Speichervorrichtung, etc. umfassen. 3 illustrates a heat pump system 300 that has a refrigeration cycle 31 and a control device 32 for controlling the refrigeration cycle 31 includes. The refrigeration cycle 31 has a compressor 301 , a first heat exchanger 303 , a first expansion device 304 , a second expansion device 305 and a second heat exchanger 306 connected to operate a refrigeration cycle. The compressor 301 has an outlet opening 301 and an inlet opening 301b on, attached to a four-way valve 302 are connected. The first heat exchanger 303 has a first inlet / outlet opening 303a , the fluid technically to the four-way valve 302 is connected, and a second inlet / outlet opening 303b on, the fluid technically to a connection point 350 connected. The control device 32 For example, it may include a microprocessor, memory device, etc.
In der Ausführungsform von 3 ist der erste Wärmetauscher 303 ein Wärmetauscher der Schlangenbauart. Der zweite Wärmetauscher 306 ist ein Wärmetauscher der Mantel-Rohr-Bauart. Es soll davon ausgegangen werden, dass es sich bei dem ersten und zweiten Wärmetauscher 303 und 306 auch um andere Arten von Wärmetauschern handeln kann.In the embodiment of 3 is the first heat exchanger 303 a snake-type heat exchanger. The second heat exchanger 306 is a shell-tube type heat exchanger. It should be assumed that it is the first and second heat exchanger 303 and 306 can also be other types of heat exchangers.
Der Kältekreislauf 31 weist darüber hinaus Ventile 307 und 308 auf, die dazu ausgelegt sind, einen Kältemitteldurchfluss durch die Expansionsvorrichtungen 304, 305 und/oder einen Filter und Trockner 309 zu regeln. Bei den Ventilen 307 und 308 kann es sich beispielsweise um Rückschlagventile handeln. Der zweite Wärmetauscher 306 weist eine erste Öffnung 306a, die fluidtechnisch an die erste Expansionsvorrichtung 304 angeschlossen ist, eine zweite Öffnung 306b, die fluidtechnisch an das Vierwegeventil 302 angeschlossen ist, und eine dritte Öffnung 306c auf, die fluidtechnisch über das Ventil 308 und den Filter und Trockner 309 an die zweite Expansionsvorrichtung 305 angeschlossen ist. Die Auslegung und Funktion eines Filters und Trockners ist auf dem Gebiet bekannt.The refrigeration cycle 31 also has valves 307 and 308 which are adapted to a refrigerant flow through the expansion devices 304 . 305 and / or a filter and dryer 309 to regulate. At the valves 307 and 308 For example, they may be check valves. The second heat exchanger 306 has a first opening 306a fluidly connected to the first expansion device 304 connected, a second opening 306b , the fluid technically to the four-way valve 302 connected, and a third opening 306c on, the fluid technically via the valve 308 and the filter and dryer 309 to the second expansion device 305 connected. The design and function of a filter and dryer is well known in the art.
In der in 3 gezeigten Ausführungsform sind die Expansionsvorrichtungen 304 und 305, die dazugehörigen Ventile 307 und 308 und der Filter und Trockner 309 an einer Fluidleitung 362 angeordnet, die fluidtechnisch die Verbindungsstelle 350 an der Öffnung 303b des ersten Wärmetauschers 303 und den zweiten Wärmetauscher 306 verbindet. Es soll davon ausgegangen werden, dass die Kombination und/oder Anordnung der Expansionsvorrichtungen 304 und 305, der dazugehörigen Ventile 307 und 308 und des Filter und Trockners 309 variieren kann bzw. können. Andere geeignete Kombinationen von Expansionsvorrichtung/en, Ventil/en und/oder Filter/n und Trockner/n können verwendet werden, um kondensierte Kältemittelflüssigkeit aus dem ersten/zweiten Wärmetauscher 303/306 zu einem zweiphasigen (Flüssigkeit und Dampf) Gemisch zu expandieren.In the in 3 the embodiment shown are the expansion devices 304 and 305 , the associated valves 307 and 308 and the filter and dryer 309 on a fluid line 362 arranged, the fluidically the junction 350 at the opening 303b of the first heat exchanger 303 and the second heat exchanger 306 combines. It should be assumed that the combination and / or arrangement of the expansion devices 304 and 305 , the associated valves 307 and 308 and the filter and dryer 309 may vary. Other suitable combinations of expansion device (s), valve (s) and / or filter (s) and dryer (s) may be used to remove condensed refrigerant liquid from the first / second heat exchanger 303 / 306 to expand to a two-phase (liquid and vapor) mixture.
Der Kältekreislauf 31 weist darüber hinaus einen Behälter 310 auf, der an einer Fluidleitung 364 angeordnet ist, welche die Verbindungsstelle 350 und eine vierte Öffnung 306d des zweiten Wärmetauschers 306 verbindet. Die vierte Öffnung 306d kann zum Beispiel nahe einem oberen Abschnitt des zweiten Wärmetauschers 306 angeordnet sein. Ein erstes Zweiwegeventil 311 und ein zweites Zweiwegeventil 312 sind jeweils in Reihe an den Behälter 310 angeschlossen, und der Behälter 310 ist fluidtechnisch zwischen dem ersten und zweiten Ventil 311 und 312 angeordnet. Der Behälter weist eine Einlassöffnung 310a, die fluidtechnisch an das erste Zweiwegeventil 311 angeschlossen ist, und eine Auslassöffnung 310b auf, die fluidtechnisch an das zweite Zweiwegeventil 312 angeschlossen ist.The refrigeration cycle 31 also has a container 310 on, on a fluid line 364 is arranged, which is the connection point 350 and a fourth opening 306d of the second heat exchanger 306 combines. The fourth opening 306d For example, it may be close to an upper portion of the second heat exchanger 306 be arranged. A first two-way valve 311 and a second two-way valve 312 are each in series with the container 310 connected, and the container 310 is fluidically between the first and second valves 311 and 312 arranged. The container has an inlet opening 310a , the fluid technically to the first two-way valve 311 connected, and an outlet opening 310b on, the fluid technically to the second two-way valve 312 connected.
Das erste Zweiwegeventil 311, der Behälter 310 und das zweite Zweiwegeventil 312 sind in Reihe geschaltet und an der Fluidleitung 364 angeordnet. Die Fluidleitung 364 ist fluidtechnisch parallel zur Fluidleitung 362, um den ersten und zweiten Wärmetauscher 303 und 306 zu verbinden. In einer anderen Ausführungsform, die in 3’ gezeigt ist, weist ein Wärmepumpensystem 300’ eine Expansionsvorrichtung 304’ auf, die an einer Fluidleitung 362’ angeordnet ist. Die Fluidleitung 362’ verbindet den ersten und zweiten Wärmetauscher 303 und 306 und ist fluidtechnisch parallel zur Fluidleitung 364.The first two-way valve 311 , the container 310 and the second two-way valve 312 are connected in series and on the fluid line 364 arranged. The fluid line 364 is fluidic parallel to the fluid line 362 to the first and second heat exchangers 303 and 306 connect to. In another embodiment, in 3 ' shows a heat pump system 300 ' an expansion device 304 ' on, on a fluid line 362 ' is arranged. The fluid line 362 ' connects the first and second heat exchanger 303 and 306 and is fluid technology parallel to the fluid line 364 ,
In einigen Ausführungsformen ist der Behälter 310 an einem Ort angeordnet, der sich physikalisch auf oder über einem Niveau des zweiten Wärmetauschers 306 befindet.In some embodiments, the container is 310 located at a location that is physically at or above a level of the second heat exchanger 306 located.
Optional kann eine Druckausgleichsleitung 313 einen oberen Raum im Inneren des Behälters 310 und einen oberen Raum im Inneren des zweiten Wärmetauschers 306 fluidtechnisch verbinden, um den Druck der jeweiligen oberen Räume auszugleichen. Die Druckausgleichsleitung 313 kann Kältemittel, Öl und/oder anderes Fluid im Inneren des Behälters 310 vollständig zum zweiten Wärmetauscher 306 ausfließen lassen. Ein optionales Ventil 313v kann an der Druckausgleichsleitung 313 angeordnet sein. Wenn das Ventil 312 geschlossen ist, kann das Ventil 313v, beispielsweise durch die Steuervorrichtung 32, geschlossen werden. Wenn das Ventil 312 offen ist, kann das Ventil 313v offen sein.Optionally, a pressure equalization line 313 an upper space inside the container 310 and an upper space inside the second heat exchanger 306 fluidly connect to compensate for the pressure of the respective upper spaces. The pressure compensation line 313 may contain refrigerant, oil and / or other fluid inside the container 310 completely to the second heat exchanger 306 let flow out. An optional valve 313v can at the pressure equalization line 313 be arranged. When the valve 312 is closed, the valve can 313v , for example by the control device 32 , getting closed. When the valve 312 open, the valve can 313v be open.
3a veranschaulicht eine schematische Darstellung des Kältekreislaufs 31 in einem Kühlbetrieb oder einem Enteisungsbetrieb nach einer Ausführungsform. In der Kühlbetriebsart bewerkstelligt der Kältekreislauf 31 zum Beispiel ein Kühlen eines Raums oder eines anderen Fluids (z.B. Wasser). Der Kompressor 301 leitet komprimierten Kältemitteldampf über den Auslass 301a der Öffnung 303a des ersten Wärmetauschers 303 über das Vierwegeventil 302 ab. Der erste Wärmetauscher 303 weist ein Gebläse 338 zum Abblasen von Luft auf, um einen Wärmeaustausch mit dem komprimierten Kältemitteldampf durchzuführen und Wärme aus dem Kältemittel zu absorbieren, um das Kältemittel zu einer kondensierten Kältemittelflüssigkeit zu kondensieren. Es soll davon ausgegangen werden, dass der erste Wärmetauscher 303 jede Art von Wärmeaustauschmedium verwenden kann, um einen Wärmeaustausch mit dem Kältemittel zum Kondensieren des Kältemittels durchzuführen. 3a illustrates a schematic representation of the refrigeration cycle 31 in a cooling operation or a defrosting operation according to an embodiment. In the cooling mode, the refrigeration cycle is accomplished 31 for example, cooling a room or other fluid (eg, water). The compressor 301 directs compressed refrigerant vapor through the outlet 301 the opening 303a of the first heat exchanger 303 over the four-way valve 302 from. The first heat exchanger 303 has a fan 338 for blowing off air to perform heat exchange with the compressed refrigerant vapor and to absorb heat from the refrigerant to condense the refrigerant into a condensed refrigerant liquid. It should be assumed that the first heat exchanger 303 can use any type of heat exchange medium to perform a heat exchange with the refrigerant for condensing the refrigerant.
Das Ventil 307 ist offen, und das erste Zweiwegeventil 311 ist geschlossen. Die kondensierte Kältemittelflüssigkeit wird aus dem ersten Wärmetauscher 303 heraus, durch die Öffnung 303b, die Verbindungsstelle 350, das Ventil 307 und den Filter und Trockner 309 in die erste Expansionsvorrichtung 304 geleitet. Die Expansionsvorrichtung 304 expandiert die kondensierte Kältemittelflüssigkeit zu einem Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch und leitet das Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch über die Öffnung 306a in den zweiten Wärmetauscher 306. The valve 307 is open, and the first two-way valve 311 is closed. The condensed refrigerant liquid is removed from the first heat exchanger 303 out, through the opening 303b , the junction 350 , the valve 307 and the filter and dryer 309 in the first expansion device 304 directed. The expansion device 304 The condensed refrigerant liquid expands to a liquid / vapor refrigerant mixture and passes the liquid / vapor refrigerant mixture over the opening 306a in the second heat exchanger 306 ,
Der zweite Wärmetauscher 306 verdampft das Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch, indem er beispielsweise Wärme aus eingeblasener Innenraumluft oder einem anderen ihn durchfließenden Fluid aufnimmt. Somit kann die Innenraumluft gekühlt werden, um ein Kühlen des Raums zu erzielen, oder es kann ein anderes Fluid gekühlt werden. Der Kältemitteldampf wird über die Öffnung 306b aus dem zweite Wärmetauscher 306 heraus und über das Vierwegeventil 302 zurück zur Öffnung 301b des Kompressors geleitet. Es soll davon ausgegangen werden, dass der zweite Wärmetauscher 306 jede Art von Wärmeaustauschmedium, zum Beispiel Wasser, verwenden kann, um einen Wärmeaustausch mit dem ihn durchfließenden Kältemittel durchzuführen. Das gekühlte Wärmeaustauschmedium kann zum Beispiel zum Kühlen der Innenraumluft oder für einen andere/n Prozess/e verwendet werden.The second heat exchanger 306 evaporates the liquid / vapor mixed refrigerant, for example, absorbs heat from blown indoor air or other fluid flowing through it. Thus, the indoor air can be cooled to achieve room cooling, or another fluid can be cooled. The refrigerant vapor is passing through the opening 306b from the second heat exchanger 306 out and over the four-way valve 302 back to the opening 301b passed the compressor. It should be assumed that the second heat exchanger 306 Any type of heat exchange medium, for example water, can use to carry out a heat exchange with the refrigerant flowing through it. The cooled heat exchange medium may be used, for example, for cooling the indoor air or for another process (s).
Ein Enteisungsbetrieb ist dem obigen Kühlbetrieb ähnlich. Im Enteisungsbetrieb wird Eis am ersten Wärmetauscher 303 entfernt, indem Wärme von dem komprimierten, ihn durchfließenden Kältemitteldampf aufgenommen wird. Der Kompressor 301 leitet komprimierten Kältemitteldampf über den Auslass 301a zur Öffnung 303a des ersten Wärmetauschers 303 über das Vierwegeventil 302 ab. Das Eis am ersten Wärmetauscher 3 führt einen Wärmeaustausch mit dem komprimierten Kältemitteldampf durch und absorbiert Wärme vom Kältemittel, um es zu einer kondensierten Kältemittelflüssigkeit zu kondensieren. Das Eis wird vom ersten Wärmetauscher 303 durch Absorbieren der Wärme entfernt.A defrosting operation is similar to the above cooling operation. In the defrosting mode, ice is being added to the first heat exchanger 303 by removing heat from the compressed refrigerant vapor flowing through it. The compressor 301 directs compressed refrigerant vapor through the outlet 301 to the opening 303a of the first heat exchanger 303 over the four-way valve 302 from. The ice at the first heat exchanger 3 performs heat exchange with the compressed refrigerant vapor and absorbs heat from the refrigerant to condense it into a condensed refrigerant liquid. The ice is from the first heat exchanger 303 removed by absorbing the heat.
Das Ventil 307 ist offen, und das erste Zweiwegeventil 311 ist geschlossen. Die kondensierte Kältemittelflüssigkeit wird aus dem ersten Wärmetauscher 303 heraus, durch das Ventil 307 und den Filter und Trockner 309 und in die erste Expansionsvorrichtung 304 geleitet. Die Expansionsvorrichtung 304 expandiert die kondensierte Kältemittelflüssigkeit zu einem Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch. Das Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch wird über die Öffnung 306a aus der Expansionsvorrichtung 304 zum zweiten Wärmetauscher 306 geleitet. Der zweite Wärmetauscher 306 verdampft das Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch, indem er beispielsweise Wärme aus Innenraumluft aufnimmt, mit der er durchblasen wird. Der Kältemitteldampf wird dann über die Öffnung 306b aus dem zweiten Wärmetauscher 306 heraus und über das Vierwegeventil 302 zurück zur Öffnung 301b des Kompressors 301 geleitet.The valve 307 is open, and the first two-way valve 311 is closed. The condensed refrigerant liquid is removed from the first heat exchanger 303 out, through the valve 307 and the filter and dryer 309 and in the first expansion device 304 directed. The expansion device 304 Expands the condensed refrigerant liquid to a liquid / vapor refrigerant mixture. The liquid / vapor refrigerant mixture is passed over the opening 306a from the expansion device 304 to the second heat exchanger 306 directed. The second heat exchanger 306 evaporates the liquid / vapor refrigerant mixture, for example, absorbs heat from indoor air, with which it is blown. The refrigerant vapor is then passed over the opening 306b from the second heat exchanger 306 out and over the four-way valve 302 back to the opening 301b of the compressor 301 directed.
In einem Enteisungsbetrieb kann ein Ausleitdruck an der Öffnung 301a des Kompressors 301 ansteigend bleiben. In einigen Ausführungsformen bestimmt die Steuervorrichtung 32, wenn der Ausleitdruck an der Öffnung 301a des Kompressors 301 eine voreingestellte Obergrenze P1’ erreicht, dass der Kältekreislauf 31 vom Enteisungsbetrieb zu einem Heizbetrieb umschalten kann. Es soll davon ausgegangen werden, dass die voreingestellte Obergrenze P1’ von den spezifischen Arten des Kompressors, der Wärmetauscher und/oder der Verdampfungsvorrichtung abhängen kann, die verwendet werden. Es soll auch davon ausgegangen werden, dass ein anderer oder mehrere andere Parameter, wie etwa zum Beispiel Kältemitteltemperatur, auch dazu verwendet werden kann bzw. können, über die Steuervorrichtung 32 zu bestimmen, ob der Kältekreislauf 31 vom Enteisungsbetrieb zu einem Heizbetrieb umgeschaltet werden soll.In a de-icing operation, a bleed pressure may be present at the opening 301 of the compressor 301 stay up. In some embodiments, the controller determines 32 when the discharge pressure at the opening 301 of the compressor 301 a preset upper limit P1 'that reaches the refrigeration cycle 31 from de-icing mode to a heating mode. It should be understood that the preset upper limit P1 'may depend on the specific types of compressor, heat exchanger and / or evaporator used. It should also be understood that another or more other parameters, such as, for example, refrigerant temperature, may also be used to do so via the controller 32 to determine if the refrigeration cycle 31 be switched from the defrosting to a heating operation.
3b veranschaulicht eine schematische Darstellung des Kältekreislaufs 31 in einem Heizbetrieb nach einer Ausführungsform. In der Heizbetriebsart erzielt der Kältekreislauf 31 eine Erwärmung eines Raums oder eines anderen Arbeitsfluids (z.B. Wasser). Der Kompressor 301 leitet komprimierten Kältemitteldampf über den Auslass 301a über das Vierwegeventil 302 zur Öffnung 306a des zweiten Wärmetauschers 306 aus. Der zweite Wärmetauscher 306 kondensiert den komprimierten Kältemitteldampf zu einer kondensierten Kältemittelflüssigkeit, indem er beispielsweise einen Wärmeaustausch mit eingeblasener Innenraumluft oder einem ihn durchfließenden anderen Arbeitsfluid (z.B. Wasser) durchführt. Somit kann die Innenraumluft erwärmt, um ein Heizen des Raums zu erzielen, oder es kann ein anderes Fluid, wie etwa Wasser, erwärmt werden. 3b illustrates a schematic representation of the refrigeration cycle 31 in a heating operation according to an embodiment. In the heating mode, the refrigeration cycle is achieved 31 a heating of a room or other working fluid (eg water). The compressor 301 directs compressed refrigerant vapor through the outlet 301 over the four-way valve 302 to the opening 306a of the second heat exchanger 306 out. The second heat exchanger 306 condenses the compressed refrigerant vapor into a condensed refrigerant liquid, for example, by carrying out a heat exchange with injected indoor air or another working fluid (eg water) flowing through it. Thus, the indoor air can be heated to achieve heating of the room or another fluid, such as water, can be heated.
Das Ventil 307 wird geschlossen und das Ventil 308 geöffnet. Die kondensierte Kältemittelflüssigkeit wird über die Öffnung 306c aus dem zweiten Wärmetauscher 306 heraus, durch das Ventil 308 und den Filter und Trockner 309 und in die Expansionsvorrichtung 305 geleitet. Das erste Zweiwegeventil 311 wird geschlossen.The valve 307 is closed and the valve 308 open. The condensed refrigerant liquid is passing through the opening 306c from the second heat exchanger 306 out, through the valve 308 and the filter and dryer 309 and in the expansion device 305 directed. The first two-way valve 311 will be closed.
Die zweite Expansionsvorrichtung 305 expandiert die kondensierte Kältemittelflüssigkeit zu einem Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch und leitet das Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch über die Verbindungsstelle 350 in die Öffnung 303b des ersten Wärmetauschers 303. Das Gebläse 338 bläst Luft, um einen Wärmeaustausch mit dem Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch durchzuführen, der das Flüssigkeits-/Dampf-Kältemittelgemisch zu Kältemitteldampf verdampft. Der Kältemitteldampf wird dann über die Öffnung 3a aus dem ersten Wärmetauscher 303 heraus und über das Vierwegeventil 302 in die Einlassöffnung 301b des Kompressors 301 geleitet.The second expansion device 305 The condensed refrigerant liquid expands to a liquid / vapor mixed refrigerant and passes the liquid / vapor mixed refrigerant through the joint 350 in the opening 303b of the first heat exchanger 303 , The fan 338 blows Air to heat exchange with the liquid / vapor refrigerant mixture that vaporizes the liquid / vapor refrigerant mixture to refrigerant vapor. The refrigerant vapor is then passed over the opening 3a from the first heat exchanger 303 out and over the four-way valve 302 in the inlet opening 301b of the compressor 301 directed.
3c veranschaulicht eine schematische Darstellung des Kältekreislaufs 31 in einem Übergangszeitraum von dem in 3a gezeigten Kühlbetrieb oder Enteisungsbetrieb zu dem in 3b gezeigten Heizbetrieb nach einer Ausführungsform. Im Übergangszeitraum wird die kondensierte Kältemittelflüssigkeit aus dem ersten Wärmetauscher 303 herausgeleitet und im Behälter 310 gelagert. 3c illustrates a schematic representation of the refrigeration cycle 31 in a transitional period from the in 3a shown cooling operation or de-icing operation to the in 3b shown heating operation according to one embodiment. In the transitional period, the condensed refrigerant liquid from the first heat exchanger 303 led out and in the container 310 stored.
Wenn der Kältekreislauf 31 im Kühlbetrieb oder Enteisungsbetrieb läuft und einen Befehl von der Steuervorrichtung 32 erhält, in einen Heizbetrieb umzuschalten, wird das erste Zweiwegeventil 311 geöffnet und das zweite Zweiwegeventil 312 geschlossen, um das Kältemittel in den Behälter 310 fließen zu lassen. Der Zustand der Ventile 307, 308 und der Expansionsvorrichtungen 304, 305 darf nicht geändert werden, bis das Vierwegeventil 302 umgeschaltet ist. Im Kühlbetrieb ist der Kältemitteldruck an der Öffnung 303b des ersten Wärmetauschers 303 höher als am zweiten Wärmetauscher 306, der sich den Expansionsvorrichtungen 304 oder 305 nachgeordnet befindet. Somit kann ein Druckunterschied zwischen der Öffnung 303b des ersten Wärmetauschers 303 und der Einlassöffnung 310a des Behälters 310 entstehen, wenn das erste Zweiwegeventil 311 geöffnet und das zweite Zweiwegeventil 312 geschlossen wird. Das Kältemittel aus der Öffnung 303b des ersten Wärmetauschers 303 wird durch den Druckunterschied angetrieben, um durch die Verbindungsstelle 350 in den Behälter 310 zu fließen.When the refrigeration cycle 31 in cooling mode or defrosting mode and a command from the control device 32 gets to switch to a heating mode, becomes the first two-way valve 311 opened and the second two-way valve 312 closed to the refrigerant in the container 310 to flow. The condition of the valves 307 . 308 and the expansion devices 304 . 305 must not be changed until the four-way valve 302 is switched. In cooling mode, the refrigerant pressure is at the opening 303b of the first heat exchanger 303 higher than at the second heat exchanger 306 that deals with the expansion devices 304 or 305 is located downstream. Thus, a pressure difference between the opening 303b of the first heat exchanger 303 and the inlet opening 310a of the container 310 arise when the first two-way valve 311 opened and the second two-way valve 312 is closed. The refrigerant from the opening 303b of the first heat exchanger 303 is driven by the pressure differential to pass through the junction 350 in the container 310 to flow.
In einigen Ausführungsformen kann das Gebläse 338 über die Steuerung der Steuervorrichtung 32 zu laufen aufhören, um einen Ausleitdruck an der Öffnung 303b zu erhöhen, um so den Druckunterschied zwischen der Öffnung 303b und der Einlassöffnung 310a zu steigern und die Antriebskraft, damit das Kältemittel fließt, zu erhöhen.In some embodiments, the blower 338 via the control of the control device 32 stop running to a discharge pressure at the opening 303b so as to increase the pressure difference between the opening 303b and the inlet opening 310a to increase and to increase the driving force for the refrigerant to flow.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuervorrichtung 32 von 3, wenn sie bestimmt, dass der Übergang vom Kühlbetrieb/Enteisungsbetrieb zum Heizbetrieb abgeschlossen wurde, den Kältekreislauf 31 instruieren, in einem Heizbetrieb zu laufen, wie in 3d gezeigt ist.In some embodiments, the control device 32 from 3 if it determines that the transition from the cooling operation / de-icing operation to the heating operation has been completed, the refrigeration cycle 31 instruct to run in a heating mode, as in 3d is shown.
Wie in 3d gezeigt ist, wird, wenn der Kältekreislauf 31 zum Heizbetrieb umgeschaltet ist, das Vierwegeventil 302 geschaltet, das erste Zweiwegeventil 311 geschlossen, das zweite Zweiwegeventil 312 geöffnet, um den Behälter 310 fluidtechnisch mit dem Wärmetauscher 306 zu verbinden, und das Gebläse 338 kann erneut gestartet werden. Das im Behälter 310 vorgehaltene Kältemittel kann in den zweiten Wärmetauscher 306 fließen.As in 3d is shown, when the refrigeration cycle 31 switched to heating mode, the four-way valve 302 switched, the first two-way valve 311 closed, the second two-way valve 312 opened to the container 310 fluidly with the heat exchanger 306 to connect, and the fan 338 can be restarted. That in the container 310 Reserved refrigerant can in the second heat exchanger 306 flow.
In einigen Ausführungsformen kann das Ende des Übergangszeitraums zum Beispiel dadurch bestimmt werden, ob der Ausleitdruck an der Öffnung 301a des Kompressors 301 eine vorbestimmte Grenze (z.B. die voreingestellte Obergrenze P1’ im Enteisungsbetrieb) erreicht. Es soll davon ausgegangen werden, dass die vorbestimmte Grenze des Ausleitdrucks von den spezifischen Arten des Kompressors, der Wärmetauschern und/oder der Verdampfungsvorrichtung abhängen kann, die verwendet werden. Es soll auch davon ausgegangen werden, dass ein anderer oder mehrere andere Parameter wie z.B. die Kältemitteltemperatur, auch dazu verwendet werden kann bzw. können, um über die Steuervorrichtung 120 zu bestimmen, ob es sich um das Ende des Übergangszeitraums handelt. In einigen Ausführungsformen kann der Ausleitdruck an der Öffnung 301a des Kompressors 301 mit der Temperatur des Kältemittels im Inneren des ersten Wärmetauschers 303 korrelieren. Der Ausleitdruck an der Öffnung 301a des Kompressors 301 kann zum Beispiel mit einem Drucksensor gemessen werden.For example, in some embodiments, the end of the transition period may be determined by whether the purge pressure at the port 301 of the compressor 301 reaches a predetermined limit (eg the preset upper limit P1 'in the de-icing operation). It is to be understood that the predetermined limit of the purge pressure may depend on the specific types of compressor, heat exchangers and / or evaporator used. It should also be understood that another or more other parameters, such as the refrigerant temperature, may also be used to control the controller 120 to determine if this is the end of the transitional period. In some embodiments, the diverting pressure may be at the opening 301 of the compressor 301 with the temperature of the refrigerant inside the first heat exchanger 303 correlate. The discharge pressure at the opening 301 of the compressor 301 can be measured with a pressure sensor, for example.
Die in 3 und 3d gezeigte optionale Druckausgleichsleitung 313 kann einen oberen Raum im Inneren des Behälters 310 und einen oberen Raum im Inneren des zweiten Wärmetauschers 306 fluidtechnisch verbinden, um den Druck der jeweiligen oberen Räume auszugleichen. Die Druckausgleichsleitung 313 kann über die Steuervorrichtung 32 durch das Ventil 313v geregelt werden, um Fluid im Behälter 310 wie etwa zum Beispiel Kältemittel und Öl vollständig aus dem Behälter 310 zum zweiten Wärmetauscher 306 ausfließen zu lassen.In the 3 and 3d shown optional pressure compensation line 313 can have an upper space inside the container 310 and an upper space inside the second heat exchanger 306 fluidly connect to compensate for the pressure of the respective upper spaces. The pressure compensation line 313 can via the control device 32 through the valve 313v be regulated to fluid in the container 310 such as, for example, refrigerant and oil completely out of the container 310 to the second heat exchanger 306 to flow out.
Es ist anzumerken, dass beliebige der nachstehenden Aspekte 1–12 mit beliebigen der Aspekte 13–22 kombiniert werden können.
- 1. Kältekreislauf, Folgendes aufweisend:
einen Kompressor;
einen ersten Wärmetauscher, der dazu ausgelegt ist, komprimierten Kältemitteldampf aus dem Kompressor aufzunehmen und das aufgenommene komprimierte Kältemittel zu einer kondensierten Kältemittelflüssigkeit zu kondensieren;
einen zweiten Wärmetauscher;
eine erste Fluidleitung, die den ersten und zweiten Wärmetauscher verbindet; und
einen Behälter, der fluidtechnisch zwischen dem ersten und zweiten Wärmetauscher angeordnet ist,
wobei der Behälter einen Einlass aufweist, der in Fluidverbindung mit einem Auslass des ersten Wärmetauschers und dazu ausgelegt ist, die kondensierte Kältemittelflüssigkeit aus dem ersten Wärmetauscher aufzunehmen, wobei die kondensierte Kältemittelflüssigkeit durch einen Druckunterschied zwischen dem Auslass des ersten Wärmetauschers und dem Einlass des Behälters angetrieben aus dem ersten Wärmetauscher zum Behälter fließt.
- 2. Kältekreislauf nach Aspekt 1, wobei der Kältekreislauf in der Lage ist, in einem Kühlbetrieb, einem Enteisungsbetrieb und einem Heizbetrieb zu arbeiten.
- 3. Kältekreislauf nach Aspekt 2, wobei in einem Übergangszeitraum vom Kühlbetrieb zum Heizbetrieb oder während eines Übergangszeitraums vom Enteisungsbetrieb zum Heizbetrieb der Behälter die kondensierte Kältemittelflüssigkeit aus dem ersten Wärmetauscher aufnimmt, um zu verhindern, dass die kondensierte Kältemittelflüssigkeit im ersten Wärmetauscher zurück zum Kompressor fließt.
- 4. Kältekreislauf nach Aspekt 1, darüber hinaus ein Zweiwegeventil aufweisend, das an der ersten Fluidleitung angeordnet ist, die den ersten und zweiten Wärmetauscher verbindet, wobei der Behälter an der ersten Fluidleitung angeordnet ist, und das Zweiwegeventil fluidtechnisch zwischen dem Behälter und dem zweiten Wärmetauscher angeordnet ist.
- 5. Kältekreislauf nach den Aspekten 1–4, wobei der Behälter zwei Fluidleitungen aufweist, die an die erste Fluidleitung angeschlossen sind.
- 6. Kältekreislauf nach den Aspekten 1–4, wobei der Behälter eine einzelne Fluidleitung aufweist, die an die erste Fluidleitung angeschlossen ist.
- 7. Kältekreislauf nach den Aspekten 1–4, darüber hinaus eine oder mehrere Expansionsvorrichtung/en umfassend, die an der ersten Fluidleitung angeordnet ist bzw. sind, wobei der Behälter fluidtechnisch zwischen den Expansionsvorrichtungen und dem Zweiwegeventil angeordnet ist.
- 8. Kältekreislauf nach den Aspekten 1–4, darüber hinaus eine oder mehrere Expansionsvorrichtung/en umfassend, wobei der Behälter fluidtechnisch zwischen dem ersten Wärmetauscher und den Expansionsvorrichtungen angeordnet ist.
- 9. Kältekreislauf nach Aspekt 1, darüber hinaus ein erstes Zweiwegeventil und ein zweites Zweiwegeventil aufweisend, wobei das erste Zweiwegeventil, der Behälter und das zweite Zweiwegeventil fluidtechnisch in Reihe geschaltet und an einer zweiten Fluidleitung angeordnet sind, wobei die zweite Fluidleitung den ersten Wärmetauscher und den zweiten Wärmetauscher verbindet und die zweite Fluidleitung fluidtechnisch parallel zur ersten Fluidleitung ist.
- 10. Kältekreislauf nach den Aspekten 1–9, wobei der Behälter physikalisch höher angeordnet ist als der zweite Wärmetauscher.
- 11. Kältekreislauf nach den Aspekten 1–9, darüber hinaus eine Druckausgleichsleitung aufweisend, die einen oberen Raum im Behälter und einen oberen Raum im zweiten Wärmetauscher fluidtechnisch verbindet, um den darin herrschenden Druck auszugleichen.
- 12. Kältekreislauf nach den Aspekten 1–9, wobei ein unterer Abschnitt des Behälters und ein oberer Abschnitt des zweiten Wärmetauschers über das zweite Zweiwegeventil fluidtechnisch verbunden sind.
- 13. Verfahren zum Steuern einer Kältemittelmigration in einem Kältekreislauf, Folgendes umfassend:
Leiten komprimierten Kältemitteldampfs aus einem Kompressor zu einem ersten Wärmetauscher, um den komprimierten Kältemitteldampf zu kondensierter Kältemittelflüssigkeit zu kondensieren;
Erzeugen eines Druckunterschieds zwischen einem Auslass eines ersten Wärmetauschers des Kältekreislaufs und einem Einlass eines Behälters, und Leiten der kondensierten Kältemittelflüssigkeit vom Auslass des ersten Wärmetauschers zum Einlass des Behälters.
- 14. Verfahren nach Aspekt 13, wobei der Behälter an einer Fluidleitung angeordnet ist, die den ersten Wärmetauscher und einen zweiten Wärmetauscher verbindet, und eine oder mehrere Expansionsvorrichtung/en auch an der Fluidleitung angeordnet ist bzw. sind.
- 15. Verfahren nach den Aspekten 13–14, darüber hinaus umfassend, ein Zweiwegeventil zu schließen, das fluidtechnisch zwischen dem Behälter und dem zweiten Wärmetauscher angeordnet ist.
- 16. Verfahren nach Aspekt 13, wobei der Behälter an einer ersten Fluidleitung angeordnet ist, die den ersten Wärmetauscher und einen zweiten Wärmetauscher verbindet, und ein oder mehrere Expansionsvorrichtung/en an einer zweiten Fluidleitung angeordnet ist bzw. sind, die den ersten Wärmetauscher und den zweiten Wärmetauscher verbindet, und die erste Fluidleitung und die zweite Fluidleitung fluidtechnisch parallel zueinander sind.
- 17. Verfahren nach den Aspekten 13–16, darüber hinaus umfassend, ein erstes Zweiwegeventil zu steuern, das an der ersten Fluidleitung fluidtechnisch zwischen dem ersten Wärmetauscher und dem Behälter angeordnet ist, und ein zweites Zweiwegeventil zu steuern, das an der ersten Fluidleitung fluidtechnisch zwischen dem zweiten Wärmetauscher und dem Behälter angeordnet ist.
- 18. Verfahren nach Aspekt 13, darüber hinaus umfassend, die kondensierte Kältemittelflüssigkeit im Behälter in eine Expansionsvorrichtung des Kältekreislaufs zu leiten, um die kondensierte Flüssigkeit zu einem Flüssigkeits-/Dampfgemisch zu expandieren, nachdem die kondensierte Flüssigkeit aus dem ersten Wärmetauscher in den Behälter geleitet wurde, und das Flüssigkeits-/Dampfgemisch in den ersten Wärmetauscher zu leiten, um das Flüssigkeits-/Dampfgemisch zu verdampfen.
- 19. Verfahren nach Aspekt 13, darüber hinaus umfassend, eine Expansionsvorrichtung zu öffnen, um den Auslass des ersten Wärmetauschers und den Einlass des Behälters fluidtechnisch zu verbinden, und ein Zweiwegeventil zu schließen, um eine Fluidverbindung zwischen dem Behälter und einem zweiten Wärmetauscher zu unterbrechen, um den Druckunterschied zu erzeugen.
- 20. Verfahren nach den Aspekten 13–19, darüber hinaus umfassend, das Zweiwegeventil zu öffnen, um den Behälter und den zweiten Wärmetauscher fluidtechnisch zu verbinden, und die Expansionsvorrichtung vorzupositionieren, um die kondensierte Kältemittelflüssigkeit aus dem Behälter in eine Expansionsvorrichtung des Kältekreislaufs zu leiten, um die kondensierte Flüssigkeit zu einem Flüssigkeits-/Dampfgemisch zu expandieren, und das Zweiphasengemisch in den ersten Wärmetauscher zu leiten, um das Flüssigkeits-/Dampfgemisch zu verdampfen.
- 21. Verfahren nach Aspekt 13, darüber hinaus umfassend, ein erstes Zweiwegeventil zu öffnen, um den Auslass des ersten Wärmetauschers und den Einlass des Behälters fluidtechnisch zu verbinden, und ein zweites Zweiwegeventil zu schließen, um eine Fluidverbindung zwischen dem Behälter und einem zweiten Wärmetauscher zu unterbrechen, um den Druckunterschied zu erzeugen.
- 22. Verfahren nach den Aspekten 13–21, darüber hinaus umfassend, das erste Zweiwegeventil zu schließen und das zweite Zweiwegeventil zu öffnen, um die kondensierte Kältemittelflüssigkeit in den zweiten Wärmetauscher auszuleiten.
It should be noted that any of the following aspects 1-12 may be combined with any of aspects 13-22. - A refrigeration cycle comprising: a compressor; a first heat exchanger configured to receive compressed refrigerant vapor from the compressor and to condense the received compressed refrigerant into a condensed refrigerant liquid; a second heat exchanger; a first fluid line connecting the first and second heat exchangers; and a container fluidly disposed between the first and second heat exchangers, the container having an inlet in fluid communication with and an outlet of the first heat exchanger Condensed refrigerant liquid from the first heat exchanger to receive, wherein the condensed refrigerant liquid flows through a pressure difference between the outlet of the first heat exchanger and the inlet of the container driven from the first heat exchanger to the container.
- 2. Refrigeration cycle according to aspect 1, wherein the refrigeration cycle is able to work in a cooling operation, a defrosting operation and a heating operation.
- 3. The refrigeration cycle according to aspect 2, wherein in a transitional period from the cooling operation to the heating operation or during a transitional period from the defrosting operation to the heating operation, the container receives the condensed refrigerant liquid from the first heat exchanger to prevent the condensed refrigerant liquid from flowing back to the compressor in the first heat exchanger.
- 4. refrigeration cycle according to aspect 1, further comprising a two-way valve disposed on the first fluid line connecting the first and second heat exchangers, wherein the container is disposed on the first fluid line, and the two-way valve fluidly between the container and the second heat exchanger is arranged.
- 5. refrigeration cycle according to aspects 1-4, wherein the container has two fluid lines, which are connected to the first fluid line.
- 6. refrigeration cycle according to aspects 1-4, wherein the container has a single fluid line which is connected to the first fluid line.
- 7. The refrigeration cycle of aspects 1-4, further comprising one or more expansion devices disposed on the first fluid conduit, the vessel being fluidly disposed between the expansion devices and the two-way valve.
- 8. refrigeration cycle according to aspects 1-4, further comprising one or more expansion device (s), wherein the container is fluidly disposed between the first heat exchanger and the expansion devices.
- 9. refrigeration cycle according to aspect 1, further comprising a first two-way valve and a second two-way valve, wherein the first two-way valve, the container and the second two-way valve fluidly connected in series and disposed on a second fluid line, wherein the second fluid line to the first heat exchanger and the second heat exchanger connects and the second fluid line is fluidly parallel to the first fluid line.
- 10. refrigeration cycle according to aspects 1-9, wherein the container is arranged physically higher than the second heat exchanger.
- 11. Refrigeration circuit according to aspects 1-9, further comprising a pressure equalization line fluidly connecting an upper space in the container and an upper space in the second heat exchanger to compensate for the pressure prevailing therein.
- 12. A refrigeration cycle according to aspects 1-9, wherein a lower portion of the container and an upper portion of the second heat exchanger are fluidly connected via the second two-way valve.
- 13. A method of controlling refrigerant migration in a refrigeration cycle, comprising: directing compressed refrigerant vapor from a compressor to a first heat exchanger to condense the compressed refrigerant vapor into condensed refrigerant liquid; Generating a pressure difference between an outlet of a first heat exchanger of the refrigeration cycle and an inlet of a container, and directing the condensed refrigerant liquid from the outlet of the first heat exchanger to the inlet of the container.
- 14. The method of aspect 13, wherein the container is disposed on a fluid line connecting the first heat exchanger and a second heat exchanger, and one or more expansion device (s) is also disposed on the fluid line.
- 15. The method of aspects 13-14, further comprising closing a two-way valve fluidly disposed between the container and the second heat exchanger.
- 16. The method of aspect 13, wherein the container is disposed on a first fluid line connecting the first heat exchanger and a second heat exchanger, and one or more expansion device (s) is disposed on a second fluid line including the first heat exchanger and the first heat exchanger second heat exchanger connects, and the first fluid conduit and the second fluid conduit are fluidly parallel to each other.
- 17. The method of aspects 13-16, further comprising controlling a first two-way valve fluidly disposed on the first fluid line between the first heat exchanger and the reservoir, and fluidly controlling a second two-way valve interposed at the first fluid line the second heat exchanger and the container is arranged.
- 18. The method of aspect 13, further comprising directing the condensed refrigerant liquid in the container into an expansion device of the refrigeration cycle to expand the condensed liquid into a liquid / vapor mixture after the condensed liquid has been passed from the first heat exchanger into the container and direct the liquid / vapor mixture into the first heat exchanger to vaporize the liquid / vapor mixture.
- 19. The method of aspect 13, further comprising opening an expansion device to fluidly connect the outlet of the first heat exchanger and the inlet of the container and closing a two-way valve to interrupt fluid communication between the container and a second heat exchanger, to create the pressure difference.
- 20. The method of aspects 13-19, further comprising opening the two-way valve to fluidly connect the vessel and the second heat exchanger and pre-positioning the expansion device to direct the condensed refrigerant liquid from the vessel into an expansion device of the refrigeration cycle, to expand the condensed liquid to a liquid / vapor mixture, and to pass the two-phase mixture into the first heat exchanger to vaporize the liquid / vapor mixture.
- 21. The method of aspect 13, further comprising opening a first two-way valve to fluidly connect the outlet of the first heat exchanger and the inlet of the container, and closing a second two-way valve to provide fluid communication between the container and a second heat exchanger interrupt to create the pressure difference.
- 22. The method of aspects 13-21, further comprising closing the first two-way valve and opening the second two-way valve to discharge the condensed refrigerant liquid into the second heat exchanger.
Im Hinblick auf die vorstehende Beschreibung soll davon ausgegangen werden, dass sich Veränderungen im Detail, speziell in Angelegenheiten der verwendeten Baumaterialien und der Form, Größe und Anordnung der Teile vornehmen lassen, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die technische Beschreibung und die dargestellte Ausführungsform sollen lediglich als beispielhaft erachtet werden, wobei der wahre Umfang und Aussagegehalt der Erfindung durch die weitgefasste Bedeutung der Ansprüche angegeben ist.In view of the foregoing description, it is to be understood that changes may be made in detail, particularly matters of materials of construction and shape, size, and arrangement of parts without departing from the scope of the present invention. The technical description and illustrated embodiment are intended to be exemplary only, with the true scope and content of the invention being indicated by the broad meaning of the claims.
