DE19517862A1 - Verfahren und Einrichtung zum Abtauen eines Wärmepumpenverdampfers - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zum Abtauen eines WärmepumpenverdampfersInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
- F25B47/02—Defrosting cycles
- F25B47/022—Defrosting cycles hot gas defrosting
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtauen des Verdampfers einer
Wärmepumpe mit einem Kältemittelkreislauf, in dem der Verdampfer,
ein Verdichter, ein Verflüssiger und ein Expansionsorgan liegen, wobei
in der Abtauphase Kältemittel-Heißgas unter Umgehung des
Verflüssigers und des Expansionsorgans dem Verdampfer vom
Verdichter zugeführt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine
Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es ist bekannt, daß die Verdampfer von Wärmepumpen, die
Wärmeenergie der Umgebungsluft entziehen, bei bestimmten
Betriebsbedingungen vereisen. Durch die Vereisung wird die Leistung
der Wärmepumpe gemindert.
Es sind verschiedene Verfahren zum Abtauen von Verdampfern
bekannt:
Aus der DE 32 27 604 A1 ist es bekannt, den Verdampfer durch Kältemittel in Heißgasphase abzutauen. Dabei wird das Kältemittel vom Verdichter direkt zum Verdampfer geführt. Die zum Abtauen zur Verfügung stehende Energie ist dabei im wesentlichen gleich der vom Verdichter aufgenommenen elektrischen Energie. Dieses Verfahren ist zwar einfach, läßt sich jedoch nicht verkürzen, da die Aufnahmeleistung des Verdichters fest vorgegeben ist und somit die Abtaudauer bestimmt.
Aus der DE 32 27 604 A1 ist es bekannt, den Verdampfer durch Kältemittel in Heißgasphase abzutauen. Dabei wird das Kältemittel vom Verdichter direkt zum Verdampfer geführt. Die zum Abtauen zur Verfügung stehende Energie ist dabei im wesentlichen gleich der vom Verdichter aufgenommenen elektrischen Energie. Dieses Verfahren ist zwar einfach, läßt sich jedoch nicht verkürzen, da die Aufnahmeleistung des Verdichters fest vorgegeben ist und somit die Abtaudauer bestimmt.
Es ist auch bekannt (vgl. DE 28 41 804 A1), den Verdampfer durch an
ihm angeordnete elektrische Heizstäbe abzutauen. Dies ist mit einem
beträchtlichen Bauaufwand verbunden.
Ein weiteres Verfahren zum Abtauen des Verdampfers besteht darin,
den Kreislauf des Kältemittels umzukehren. Dieses Verfahren erfordert
einen erheblichen Aufwand.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art vorzuschlagen, wobei kurze Abtauzeiten mit
wenig Bauaufwand erreicht werden sollen.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß während der Abtauphase dem
Kältemittel zusätzlich Wärmeenergie von außen zugeführt wird. Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß in den
Abtaukreislauf eine Wärmequelle geschaltet ist.
Die Abtaudauer ist bei der Erfindung nicht allein durch die elektrische
Aufnahmeleistung des Verdichters bestimmt, sondern wird durch die
zusätzliche Wärmeenergie entsprechend verkürzt. Kurze Abtauzeiten
sind wünschenswert, da sich die Abtauzeiten negativ auf die
Energiebilanz der Wärmepumpe auswirken.
Die Vorrichtung läßt sich auch auf einfache Weise realisieren, denn es
muß lediglich eine Zusatzbeheizung für das Kältemittel vorgesehen
sein. Am Verdampfer ist eine elektrische Heizeinrichtung nicht nötig.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels. Die Figur zeigt eine Wärmepumpe schematisch.
Eine Wärmepumpe weist einen Verdichter (1), einen Verflüssiger (2), ein
Expansionsventil (3) und einen Verdampfer (4) in einem
Kältemittelkreis (5) auf. Hinter dem Verdichter (1) zweigt eine
Heißgasleitung (6) ab, die über ein Magnetventil (7) direkt zum
Verdampfereingang (8) führt. Der Verdampfer (4) weist Lamellen (4′) und
einen Ventilator (4′′) auf, der Umgebungsluft zwischen den Lamellen (4′)
durchfördert. Vom Verdampferausgang (9) führt ein Kältemittelrohr (10)
zum Verdichter (1). An diesem Rohr (10) ist als äußere Wärmequelle
eine Zusatzheizung (11) angeordnet. Diese ist beispielsweise von einer
elektrischen Heizwendel oder einem elektrischen Heizband gebildet. Die
Zusatzheizung (11) könnte auch zwischen dem Magnetventil (7) und dem
Verdampfereingang (8) oder zwischen dem Verdichter (1) und dem
Magnetventil (7) angeordnet sein.
Im normalen Wärmepumpenbetrieb ist das Magnetventil (7) geschlossen
und die Zusatzheizung (11) abgeschaltet. Sind die Lamellen (4′) vereist,
dann wird das Magnetventil (7) geöffnet und die Zusatzheizung (11)
eingeschaltet. Das Kältemittel strömt nun im Abtaukreislauf durch den
Verdichter (1), die Heißgasleitung (6), das Magnetventil (7), den
Verdampfer (4) und wird von der Zusatzheizung (11) zusätzlich erwärmt.
Es ergibt sich dadurch eine beträchtliche Reduzierung der Abtauzeiten,
was zu einer Erhöhung der mittleren Heizleistung führt.
Eine Beispielsberechnung ergibt folgendes:
Geht man davon aus, daß am Verflüssiger (2) eine Heizleistung von 10 kW bei einer elektrischen Aufnahmeleistung des Verdichters (1) von 4 kW abgegeben wird, besteht die Leistungszahl: 2,5. Die Betriebsdauer bis zum Notwendigwerden eines Abtauzyklus beträgt 2 Stunden.
Geht man davon aus, daß am Verflüssiger (2) eine Heizleistung von 10 kW bei einer elektrischen Aufnahmeleistung des Verdichters (1) von 4 kW abgegeben wird, besteht die Leistungszahl: 2,5. Die Betriebsdauer bis zum Notwendigwerden eines Abtauzyklus beträgt 2 Stunden.
Nimmt man an, daß im Abtauzyklus eine Abtauarbeit von 1,25 kWh nötig
ist und die Verdichteraufnahmeleistung 2,5 kW beträgt, wobei die
Verdichteraufnahmeleistung im Abtauzyklus kleiner ist als im
Heizzyklus, weil der Verdichter (1) praktisch unbelastet läuft, dann ergibt
sich eine theoretische Abtaudauer bei abgeschalteter bzw. nicht
vorhandener Zusatzheizung (11) von: 1,25 kWh/2,5 kW = 0,5 h.
Daraus ergibt sich über den Heizzyklus und den Abtauzyklus gemeinsam
gesehen eine mittlere Heizleistung von 8 kW bei einer mittleren
Leistungsaufnahme von 3,7 kW. Daraus folgt eine mittlere
Leistungszahl von 2,16.
Wird im Abtauzyklus zusätzlich die Zusatzheizung (11) mit 2,5 kW
eingeschaltet, dann ergibt sich eine theoretische Abtaudauer von 1,25
kWH/(2,5 kW + 2,5 kW) = 0,25 h. Die Abtaudauer mit eingeschalteter
Zusatzheizung (11) ist also nur etwa halb so groß wie die Abtaudauer
ohne die Zusatzheizung. Daraus ergibt sich eine mittlere Heizleistung
von 8,89 kW bei einer mittleren Leistungsaufnahme von 4,11 kW,
woraus eine mittlere Leistungszahl von 2,16 folgt.
Es ist also erkennbar, daß mit der im Abtauzyklus eingeschalteten
Zusatzheizung (11) bei sonst gleichen Bedingungen die mittlere
Heizleistung von 8 kW auf 8,89 kW, also um etwa 11% gesteigert ist.
Die Leistungszahl bleibt davon unbeeinflußt.
Claims (5)
1. Verfahren zum Abtauen des Verdampfers einer Wärmepumpe mit
einem Kältemittelkreislauf, in dem der Verdampfer, ein Verdichter, ein
Verflüssiger und ein Expansionsorgan liegen, wobei in der Abtauphase
Kältemittel-Heißgas unter Umgehung des Verflüssigers und des
Expansionsorgans dem Verdampfer vom Verdichter durch Öffnen eines
Magnetventils zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß während der Abtauphase dem Kältemittel zusätzlich Wärmeenergie
von außen zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeenergie dem Kältemittel zwischen dem Verdampfer und
dem Verdichter zugeführt wird.
3. Einrichtung zum Abtauen des Verdampfers einer Wärmepumpe mit
einem Kältemittelkreislauf, in dem der Verdampfer, ein Verdichter, ein
Verflüssiger und ein Expansionsorgan liegen, wobei zwischen dem
Ausgang des Verdichters und dem Eingang des Verdampfers eine zum
Abtauen wirksam schaltbare Heißgasleitung vorgesehen ist, wodurch ein
Abtaukreislauf entsteht,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Abtaukreislauf eine zusätzliche Wärmequelle (11) geschaltet
ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmequelle (11) zwischen dem Verdampfer (4) und dem
Verdichter (1) liegt.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmequelle eine elektrische Heizung (11) ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995117862 DE19517862A1 (de) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | Verfahren und Einrichtung zum Abtauen eines Wärmepumpenverdampfers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995117862 DE19517862A1 (de) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | Verfahren und Einrichtung zum Abtauen eines Wärmepumpenverdampfers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19517862A1 true DE19517862A1 (de) | 1996-11-21 |
Family
ID=7761997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995117862 Withdrawn DE19517862A1 (de) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | Verfahren und Einrichtung zum Abtauen eines Wärmepumpenverdampfers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19517862A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1995
- 1995-05-16 DE DE1995117862 patent/DE19517862A1/de not_active Withdrawn
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