DE1751716A1 - Heiz-Kuehl-System mit einem Umkehrkreislauf - Google Patents
Heiz-Kuehl-System mit einem UmkehrkreislaufInfo
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Description
1 BERLIN 33 (DAHLEM) HOTTENWES 15 Telefon 03 11 /76 13 03 Telegramme: Consideration Berlin
755/12 776 DS 16. Juli 1968
at en tan neidung der· Firma
Xli-Λ j.iuu.-j L/Ui._i/-i-U X
La Grosse, Wisconsin 54-601
U.S.A.
"Heiz-Kühlsystem mit einem Umkehrkreislauf"
Die Erfindung betrifft ein Heiz-Kühlsystem mit einem
Umkehrkreislauf, bestehend aus einem innerhalb eines äaums angeordneten //arme aus tauscher, einem außerhalb dieses Raums
angeordneten Wärmeaustauscher, einer letztere verbindende und von einem Medium durchströmten Rohrleitung, einem
Kompressor, dessen ISinsaugrohr bzw. Ausflußrohr über eine
Umsteuervorrichtung wahlweise mit dem einen bzw. dem anderen V/ärmeaustauscher verbunden werden kann, und in der Rohrleitung
befindlichen Drosselvorrichtungen.
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- 2. —
Poittcheckkonlo MrIU Weit 174184 Berliner lank AO, Oepotllenkaiie 1
BAD ORIGINAL
PATENTANWÄLTE T7 5 "f 7 T6
Das Heiz-Kühlsystem kann also im Kühlsystem "betrieben werden;
dann hat der äußere λarmeaustauscher die Funktion eines
Kondensators und der innere Wärmeaustauscher die Punktion eines Verdampfers. Beim Betrieb des Systems im Heizzyklus
hat hingegen der äußere V/ärme aus tauscher die Funktion eines Verdampfers und der Innenraumwärmeaustauscher die Funktion
eines Kondensators.
"Jährend des Heiz- wie auch des Kühl Zyklus kann der äußere
Wärmeaustauscher weiten Temperaturschwankungen der Außenatmosphäre
unterworfen sein, während der innere Wärmeaustauscher nur kleinen Temperaturschwankungen ■unterworfen ist.
Die Schwankung der Außentemperatur während des Kühlzyklus "bringt viele Probleme hinsichtlich der Kontrolle des Drückgefälles
mit sich, die bereits auf vielfache Art gelöst worden sind. Wenn das System im Heizzyklus betrieben wird,
tritt das Problem der Steuerung des Druckgefälles nicht auf, da eine relativ konstante Innenraum- oder Kondensationstemperatur
vorhanden ist. Anders als bei einem herkömmlichen System, bei dem ein Verdampfer sich im Wärmeaustausch in einem
Raum mit in etwa gleichbleibend hoher oder niedriger Temperatur befindet, ist der Außenverdampfer des Umkehrsystems
großen Temperaturschwankungen von unter O0F bis über JO0I?
unterworfen, was große Schwankungen des Saugdrucks mit sich bringt. Derartige Betriebsschwankungen erschweren sehr
eine geeignete Steuerung des Kühlmittelflusses, der in den äußeren Wärmeaustauscher eintritt, so daß die Gefahr "beisteht,
daß der Verdampfer nicht genügend geageiet wtjfö ünel '.jj
der Kompressor leerläuft bzw. beschädigt wird. . "?;'-■ |
der Erfindung ist es, ein
erwähnten Art derart auszubilden, daß der
erwähnten Art derart auszubilden, daß der
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i'b.er einen weiten Bereich der temperatur genügend gespeist
wird. Die Cberhitzung soll e.lso über einen weiten Temperaturbereich
möglichst konstant sein. - ■
Diese Auf gäbe--'wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein
Expansionsventil mit variabler öffnung in der Rohrleitung liegt, daß das zum äußerer. Järmeaustsuscher beim Heizzyklus
strömende Medium entspannt, v;enn die Außentemperatur relativ
hoch ist, vorzugsweise wesentlich über 320F liegt, und daß
parallel zu dem Expansionsventil eine Kapillarröhre liegt,
die das zum äußeren ".'/ermeaustauscher beim Heizzyklus strömende
Medium entspannt, v/enn die Außentemperatur relativ niedrig
ist, vorzugsweise wesentlich unter 320F liegt.
Zur Steuerung des Exparisioi-sventils wird erfindungsgemäß
die überhitzung an Ausgang des äußeren .Värmeaustauschers bein
Heizzyklus benutzt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der Zeichnung. Darin zeigen:
"Fig*. 1 eine schematische Darstellung des Systems nach der Erfindung^ und
Fig. 2 eine graphische Darstellung, die die Veränderung der
Temperatur des den äußeren .Wärmeaustauscher verlassenden
Dampfs und seine Überhitzung im Verhältnis zu den Veränderungen der Außentemperatur bei Betrieb des
Systems nach Fig. T zeigt»
. 1 zeigt ein Heiz-Euhlsystem mit umkehrbarem Kreislauf.
•Dieser besitzt einen in einem zu klimatisierenden Raum 12
'befindlichen Wärmeaustauscher IQ, einen der Außenluft ausgesetzt
: _ Zl _
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PATENTANWÄLTE 1 7 5 1 7 1 θ
ten Wärmeaustauscher 14, der ./arme an die Außenluft abgibt
oder sie von ihr aufnimmt, eine Rohrleitung 16, in der ein
Kühlmittel strömt und die den inneren V/ärme aus taus eher 10 mit dem .äußeren '.'Wärmeaustauscher 14 verbindet, einen Kompressor
18 mit einem Rohr 20 sowie einem Rohr 22 und einen Elektromagneten mit Vierwegschaltuns, der ein Umkehrventil
"betätigt. Letzteres ist an die Rohre 22 "bzw. 20 angeschlossen
und verbindet diese γ/ahlweis'e mit den Wärmeaustauschern 10
und 14, so daß oin Kühl- bzw. Heizfluß in beiden Richtungen
des .Systems möglich ist. Der innere ,»'ärineaustauscher 10
ist mit einen Ventilator 26 ausgerüstet, der Raumluft von relativ konstanter lOnperatur durch ihn hindurchführtv
Der äußere ./ärmeuuct-'i.-.scher 14 ist ebenfalls mit einem
von einem LIotor 29 ^rgetriebener. Ventilator 28 ausgerüstet,
der Außenluft durch ihn hindurch-führt, deren Temperatur
zwischen O0F und 700F variieren kann.
In R-ihe mit der Rohrleitung 16 befindet sich eine Kapillarröhre
30, die den Kühlinittelfluß vom äußeren .'ame austauscher
14 zum inneren ./ rraeaustauscher 10 v/ührenct des KUhlZyklus
drosselt.
Di3 Rohrleitung 16 besitzt eine vv ^iierb^re Öffnung, und 7,-nb.p
■7ir:i. diese von ei ;Γ;',ι -^uf Voarhitzunr: ansprechendes, mit der
Rohrleitung 16 in Reihu liegendes Axp-aiuiorisventil 52 gebildet,
das den Krhlmittelfluß vom inneren .<',Άρτλάaustr.useher 10 zum
äußeren Yrirmeaust'"!.u3cher 14 je nach dem Grad der 'überhitzung
des Dampfs· auf der i-lompr^Gsorseite des äußeren '.«: arm ο aus tauschers
14 während dos Ileizzyklus cLronuelt. Das Ventil J2 ist
mit einem, 'fhermome'.er 34 verbunden, das ciie i'oMperatur am
Dampfrraalaü des äu:i..-"en »i'ärmoaustaudchura 14 während des
Heizzyklus mißt. i)-i:.; Ventil 32 besitzt ferner eine äußere
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Koaipensatioiisleitung 36» die den Dampfdruck am Dampfauslaß
des äußeren Y/ärmeaustauschers 14- mißt. Unter bestimmten Bedingungen
kann die Kompensationsleitung 36 fortgelassen werden,,
und der Druck .wird, dann nur am Ventil gemessen, "vorausgesetzt,
der Druckabfall Im Wärmeaustauscher 1st nicht allzu groß.
Der Grad der Überhitzung' am Dampf auslaß des AußenwärmeRusfeauschers
14- ist die Differenz der mit dem thermometer 34- gemessenen
5emperatuf und der Sättigungstemperatur, die dem. mit der
Konpensatlonsleltung 36 gemessenen Druck entspricht. Bas "Ventil
32 arbeitet in. herkömmlicher Weise· Bei dem im folgenden
beschriebenen Beispiel ist das Ventil 32 derart eingestellt,
daß sich am Dampfauslaß des äußeren Wärmeaustauschers ein
Überhltzungszustand von 120F ergibt. Dies wird "bewirkt, indem
das Ventil 32 annähernd geschlossen wird, wenn die Überhitzung
gering 1st bzw. indem es weiter geöffnet wird, wenn die Überhitzung
hoch ist* Zum Verständnis der vorliegenden Erfindung muß beachtet werden, daß das Ventil 32 geschlossen bleibt, wenn es
bei dem Versuch, die Überhitzung zu steigern, vollkommen geschlossen
worden ist, und wenn die Überhitzung unter dem für das Ventil 32 vorbestimmten Viert bleibt. Mit anderen Worten;
beim Schließen des Ventils steigt die Überhitzung und, falls
das Ventil bereits seine minimale Öffnungsstellung erreicht
hat, kann es die Überhitzung nicht auf ein gewünschtes Niveau steigern, wobei die Gefahr besteht, daß der Kompressor leerläuft·
' ■
Diese Situation kann eintreten, wenn das .Expansionsventil Betriebsbedingungen
unterworfen wird, die eine Steuerung des
Kühlmittelflusses über den projektierten Bereich des Ventils hinaus erfordern, wenn also der äußere ./ärmeaustauscher als
Verdampfer in :Funktion tritt und weiten Temperaturschwankungen
unterworfen-wird-.
,■...-■■'..■ BAD
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Die Rohrleitung 16 "besitzt auch, eine Kapillarrohre 38, die
parallel zum .expansionsventil 32 angeordnet ist, 12m den Kühlmittelfluß
vom inneren Wärmeaustauscher* 10 zum äußeren './ärmeaustauscher
14- v;ährend des Heizzyklus zu drosseln. Die Röhre
38 ist so dimensioniert» daß man die gewünschte überhitzung,
z.B. 7°^* am Dampfauslaß des äußeren Wärmeaustauschers
14 erhält, wenn das System "bei der am niedrigsten projektierten Temperatur, nämlich. 0°l, "betrieben wird.'Das
Expansionsventil 32 ist für das System leicht unterdimensioniert, um den E1IuB durch die Rohrs 38 zu gewährleisten. Außerdem ist es auf eine leicht höhere Überhitzung (120I1) als die
Röhre 38 (70F) abgestimmt.
Die Rohrleitung 16 umfaßt eine Ausweichleitung 40, die parallel
zur Röhre 30 angeordnet und Bit einem .^sperrventil 42 versehen
ist. Letzteres bewirkt, d^ß das Kühlmittel während des
Heizzyklus die Röhre 30 umläuft. Die Rohrleitung 16 besitzt
eine zweite Ausweichleitung 44, die parallel zur Röhre 38
und dem Expansionsventil 32 angeordnet und mit einem Sperrventil
46 ausgerüstet ist, das das EüblBittel während des' Kühlzyklus
das Ventil 32 und die B8nre J8 umlaufen läßt.
Das System besitzt ferner einen elektrisoiien Steuerkreis 48,
der eine Stromquell® 5® "«&$ einen iPiienioßtaten 52 aufweist.
Letzterer spricht auf die Hauntempemfcuren an und schließt
entweder einen Abkühlkontakt 5^ oder zwei Heizkontakte 56.
Die "Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Wenn der "Ventilator
im Betrieb ist, führt er Luft des Baums 12 durck den Wärmeaustauscher
10. Wenn die temperatur des Haums etwa I0If über den
festgesetzten Punkt des Thermostaten 52 steigt, wird durch
Schließen des Kontakts 54 ein Stromkreis über den Koapressor 18,
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den Ventilatormotor 29 und die Stromquelle 50, die den
Kompressor 18 und den "Ventilator 28 speist, hergestellt.
Der Elektromagnet, der das Umkehrventil 24- betätigt, bleibt
unerregt und in der Stellung für den Kühlzyklus. Der Kompressor
18 saugt Dampf vom inneren Wärmeaustauscher 10 über das Ventil
24- an und liefert komprimierten Dampf über das Ventil 24-zum
äußeren wärmeaustauscher 14-. Der Dampf wird abgekühlt
und kondensiert nach Wärmeaustausch mit der vom Ventilator 28
herangeführten Luft. Das durch diese Kondensation gebildete Kühlmittel strömt durch die Ausweichleitung 44 und
die Köhre 50 zum inneren .Wärmeaustauscher 10, v/o sie infolge
der im Raum 12 aufgespeicherten Hitze verdampft. Der entstehende
Dampf strömt wiederum zum Kompressor 18. wenn der Raum
genügend abgekühlt ist, unterbricht der !Thermostat 52 den
Stromkreis über den Kontakt 5^, und der Kühlzyklus wird somit
beendet.
DJ:KH:KK
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Claims (5)
1. Zeizk'vhlsystein mit einen LmkehrkröislEuf, bestehend aus.
einen innerhalb eiues liaums angeordneten Wärmeaustauscher,
einem -.uierhalb r.ieses -xaums angeordneten './ärmeaustauseher,
letztere verbindende und von eineia Iu' diua durchströmten Rohr-1-i'itunr»
ο in en Kompressor, dessen ü ii: saugrohr bzw. Ausflußrohr /lber eine Jmsteuervorriclitung wahlweise mit dem einen bzw.
Ίΰΐα -inderen «"äiraeaust .uscher verbunden werden kann, und in
der Rohrleitung befindlichen Drosselvorrichtungen, dadurch
gekennzeichnet , daß ein Expansionsventil (32)
mit variabler Öffnung in der Iioh.vleitung liegt, daß das zum
äußeren »VärmeaustBuscher (14) beim Hei^zyklus striemende
LI ed ium entspannt, wann die /aiiien temperatur relativ hoch ist, ^
vorzugsweise wesentlich über 32° B1 liegt, und daß parallel
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DIPL.-INQ. DIETERJANDER DR.-INQ. MANFRED BONINQ A *Ί Γ 1 *7 ή
&'
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PATENTANWÄLTE
t,
zu den -Jxpansionsvsntil (32) eine Kapillarröhre (38) liegi
die das zum äußeren ./ärae^astrüscher (14) beim Heizzyklus strö-■
mende Liedium entspannt, wenn die Jouienteuperatur r3ls.tiv
niedrig ist, vorzugsweise v/es entlich unter 320S1 liegt.
2. Heizkühl sys tem gemäß -Jisjruch. 1, dadurch g e k-e η η zeichnet
, daß das Sxpansionsv^ntil (32) den Kühlmittelfluß in xi-bhaneigkeit vorn Grad der überhitzung dss Dairpfs
am Dampfauslaß des äußsren Järme3.ustausc".T.ers (14) steuert,
\7obei die Überhitzung bei rslativ hoher Außentemperatur auf
einen ersten ./ert begrenzt -7i:-i, und daß di^ Kapillarröhre (38)
so dimensioniert ist, daß die überhitzung auf einen zv/eiten
./ert, der niedriger ist -als der erste, bei relativ niedriger
Außentemperatur begrenzt i'ird.
3. Heizkühlsystem gemäß —nspruch 1 und 2, dadurch g e k e η η ζ
e i c h η e t , daß eine erste ümgehungslGitung (44) zum Umleitendes Kühlmittels um das "tixpansionsventil (32) vorgesehen
ist, und daß ein erstes Sperrventil (46) zum operren des Kühlmittelflusses
in der Hichtung vom inneren «Värmeaustauscher (10)
zum äußeren ./ärmeaustauscher (14) in der Ausv/eichleitung (44)
angeordnet ist.
e -
4·. HeizlrJ.hlsysteL-i gomäß Anspruch 1 bis 3j dadurch g
k e η η ζ e i c h η e t , d-.ß eine zv/eite Umcehungsleitung(4-C)
zum Umleiten des Kühlmittels um die erste DrOSselvorrichtung
(JO) vorgesehen ist, und daß ein zweites Sperrventil (4-2)
zum Sperren des Kühlmittelflusses in der Richtung vom äußeren
./armeaust-iuseher (14·) zum inneren "i/ärmeaustauscher (10) in
der zv/eiten iiusv/eichleitung (4-2) angeordnet ist.
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OFiIGlHAL
DIPL..INO. DIETERJANDER DR.-INQ. MANFRED BaNtNQ 1 T Γ Ί Τ 1 Γ*
I / D I■ / I D
PATENTANWÄLTE
5. Heizk-ihls/stem η-, er, Anspruch 1 Ms 4-, dadurch gekennzeichnet , daß bein HeiζZyklus das -ixpersionsventil
(32) von einem thermometer (34), dr-.s ara. .-usgajig des
äußeren ./ärneaustauschers (1^4·) lie;jtj, und von einer Druckleitung
(36) gesteuert v/ird, die in die ^us^-nssleitung des
äußeren ,/ame aus t aus ehers (1^) nondet.
DJ:KH:KE
109832/0516
BAD Original
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US65373067A | 1967-07-17 | 1967-07-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1751716A1 true DE1751716A1 (de) | 1971-08-05 |
Family
ID=24622097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19681751716 Pending DE1751716A1 (de) | 1967-07-17 | 1968-07-16 | Heiz-Kuehl-System mit einem Umkehrkreislauf |
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| DE (1) | DE1751716A1 (de) |
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