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Verdampfereinheit mit Abtauvorrichtung Zusatz zu DBP ... (Akt.Z.
P 24 45 312.1) Die Erfindung bezieht sich auf die Verdampfereinheit einer Wärme
Pumpe zur Entnahme der für die Aufheizung des Wassers einer Zentralheizungsanlage
erforderlichen Wärmemenge aus der Luft mit einer Abtauvorrichtung, bei der die Wärmeenergie
des aufgeheizten Wassers zum Abtauen der Verdampferschlange herangezogen wird gemäß
nRP ...,...., (Akt.Z. P 24 45 312.1).
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Auf die Verdampferschlangen sind zur Vergrößerung der Wärme übergangtrläche
Aluminiumlamellen aufgepresst. Diese Lamellen sitzen auf einer zusätzlichen Abtauschlange,
welche während des Abtauvorganges von Glysanthin oder einer anderen Flüssigkeit
durchflossen wird, die vom Wasser der Zentralheizungsanlage aufgeheizt wurde.
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Das Abtauen der vereisten Verdampfersohlangen muß Je nach Luft temperatur
und -feuchtigkeit 4-6 mal am Tag vorgenommen werden.
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Bei dem bisher vorgeschlagenen Verfahren trat die Schwierigkeit auf,
daß das Abtauen bei niedriger Außentemperatur eine zu lange Zeit in Anspruch nahm,
da durch die starke Wärmeabgabe von den Lamellen an die Umluft nur eine sehr langsame
Aufheizung der Verdampfereinheit erfolgte. Dies bedeutete große Energieverluste.
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Bei starker Luftströmung erfolgte u.U. überhaupt kein Abtauen mehr.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen.
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Erfindungsgemäß wird die Verdampfereinheit einer Wärmepumpe, die zur
Entnahme der für die Aufheizung des Wassers einer Zentralheizungsanlage erforderlichen
Wärmemenge aus der Luft dient und die eine Abtauvorrichtung besitzt, bei der die
Wärmeenergie
des aufgeheizten Wassers für den Abtauvorgang verwendet
wird, gemäß DBP ......... (Akt.Z. P 24 45 312.1) mit einer Vorrichtung versehen,
welche während des Abtauvorganges die Luftströmung über den Verdampfer verhindert
oder zumindest wesentlich verringert.
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Auf diese Weise wird der Vorgang des Auftauens verkürzt, was eine
deutliche Energieersparnis bedeutet.
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Zweckmäßigerweise wird der Luftführungsschacht der Verdampfereinheit
mittels einer Jalousie verschlossen, die kurz vor dem Abtauvorgang mit Motorkraft
über den Schacht gezogen und nach dem Abtauvorgang z.B. durch Federkraft wieder
aufgerollt wird.
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Wird die Verdampfereinheit gleichzeitig als Sonnenkollektor verwendet,
wobei die solar erzeugte Wärme über die Abtauschlange abgeführt wird, so kann als
Jalousie eine Folie verwendet werden, wie sie unter dem Gesichtspunkt ihrer Lichtdurchlässigkeit
auch bei Sonnenkollektoren Verwendung findet.
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Bei ungünstigen Temperaturbedingungen kann das Abrollen der Folie
infolge von Vereisung Schwierigkeiten bereiten. Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens
wird daher die Folie in Ruhestellung auf eine Walze aufgewickelt, welche achsial
und leicht drehbar auf einem zwischen Xältekompressor und Einspritzventil des Verdampfers
liegenden Teil der Kältemittelleitung sitzt. Das Kältemittel hat hier eine Temperatur,
die zwischen 40 und 50°C liegt, so daß die Walze und die Folie immer etwas erwärmt
sind und nicht einfrieren.
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Eine einfache und sehr sicher arbeitende Anordnung besteht auch darin,
gemäß der Erfindung im Luftführungsschacht der Verdampfereinheit eine oder mehrere
Luftklappen vorzusehen, welche normalerweise parallel zum Luftstrom stehen und während
des Abtauvorganges senkrecht zum Luftstrom gestellt werden.
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Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 3 näher beschrieben, die
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Verdampfereinheit zeigen.
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Figur 1 zeigt in räumlicher Darstellung eine Verdampfereinheit zur
Entnahme von Wärme aus der Luft mittels einer WSrmepumpe und Figur 2 zeigt den senkrechten
Schnitt durch diese Einheit.
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Die Verdampfereinheit kann an irgend einer Stelle außerhalb des Hauses,
z.B. Garten oder auf dem Dach angeordnet werden.
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Sie besteht im wesentlichen aus dem Luftführungsschacht 1, der auf
Füßen 2 steht, damit eine entsprechende Luftströmung 3 erfolgen kann. Diese LuftstrUmung
wird durch den Ventilator 4 wesentlich verstärkt. Im Luftschacht sitzen die Verdampferschlangen
5 und die Abtauschlange 6, auf die zur Verbesserung der Wärmeabgabe die gleichen
Lamellen 7 aufgepresst sind. Die Zuleitung 8 der Verdampferschlange kommt vom Kompressor,
das Kältemittel hat in ihr eine Temperatur von etwa 40 bis 500C.
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Durch Offnen des Ventils 9 wird das Kältemittel verdampft und es nimmt
eine unter der Lufttemperatur liegende Temperatur an, so daß der Luft Wärme entzogen
wird. Das erwärmte Kältemittel wird über die Ableitung 10 der Wärmepumpe zugeführt.
Zu- und Ableitung sind wärmeisoliert geführt.
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Die Wärmeentnahme aus der Luft ist um so wirkungsvoller Je größer
die Luftgeschwindigkeit und je höher die Luftfeuchtigkeit ist. Eine hohe Luftfeuchtigkeit
führt aber auch zu einem schnellen Vereisen der Verdampferschlangen, da die Luft
hier unter den Taupunkt abgekühlt wird. Es muß mehrfach am Tag ein Abtauen der Verdampferschlangen
erfolgen.
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Hierzu dient die Abtauschlange 6. Durch diese Abtauschlange wird während
des Abtauvorganges Glyzerin oder eine andere Flüssigkeit geschickt, die von dem
Wasser des Speichers erwärmt wurde, dem die Wärmepumpe die Wärmeenergie der Luft
zuführt.
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Während des Abtauvorganges ist der Ventilator 4 abgeschaltet, um eine
zu hohe Luftströmung zu vermeiden. Aber auch schon geringe Luftströmungen führen
zu einer Verzögerung oder u.U.
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zu einer völligen Verhinderung des Abtauvorganges.
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Erfindungsgemäß wird daher während des Abtauvorganges eine Folie 11
auf FUhrungsschinen 12 über die Lamellen 7 gezogen.
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so daß jede Luftbewegung unterbunden ist. Das Abtauen erfolgt dann
in relativ kurzer Zeit.
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Die Folie 11 ist auf eine Walze 13 aufgewickelt, die achsial und durch
Kugellager geführt leicht drehbar auf der Zuleitung 8 des Kältemittels vor dem Einspritzventil
sitzt. Auf diese Weise wird die Walze mit der Folie ständig aufgewärmt und es tritt
kein Einfrieren ein. Das Überziehen der Folie 11 erfolgt mit dem Motor 14 gegen
eine in der Walze eingebaute Feder. Am Ende des Abtauvorganges kann diese Feder
die Folie wieder aufwickeln.
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Es wurde schon vorgeschlagen, eine derartige Verdampfereinheit auch
als Sonnenkollektor zu verwenden, und die solar erzeugte Wärme über die Abtauschlange
6 abzuführen. Dann besitzen alle im Luftführungsschacht befindlichen Teile zweckmäßigerweise
eine schwarze Oberfläche und der Luftführungsschacht ist zusätzlich nach außen isoliert.
In diesem Fall ist es zweckmäßig als Folie eine Transparent folie zu verwenden,
die aufgrund ihrer optischen Eigenschaften für die Verwendung bei Sonnenkollektoren
geeignet ist. Wird bei entsprechender Wärmeeinstrahlung die Wärmepumpe abgeschaltet,
so kann die Folie übergezogen werden und die Anlage als Sonnenkollektor arbeiten.
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Figur 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Im Luftschacht sind Klappen 15 angeordnet, die normalerweise parallel
zum Luftstrom 3 stehen. Während des Abtauvorganges werden die Klappen mit einem
Stellmotor 16 um 900 gedreht und verhindern damit eine Luftströmung.
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Figur 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der mehrere
Verdampferschlangen 17 - 23 mit Lamellen und Auftauschlangen zu einer stufenweise
angeordneten Einheit zusammengefasst sind. Im gezeigten Beispiel ist die Anordnung
auf dem Dach 24 eines Hauses aufgebaut. An dieser Stelle herrscht ein so starker
Aufwind, daß es nicht erforderlich ist, einen Ventilator zur Erhöhung der Luftgeschwindigkeit
anzubringen.
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Die Verdampfer sitzen auf einem Gestell 25, das im wesentlichen vom
rirstbalken 26 getragen wird und nur auf die Ziegel abgestützt ist.
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Zur Verhinderung der Luftbewegung während des Abtauvorganges über
die Abtauschlangen könnte tiber die ganze Anordnung eine Folie gezogen werden.
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Es ist aber auch möglich, die Einheit, wie auf der linken Seite der
Pigur 4 angedeutet in einem Schacht unterzubringen, der an der Ober- und Unterseite
mit je einer in ihrem Schwerpunkt drehbar aufgehängten Klappe versehen ist, die
über einen Stellmotor geöffnet und geschlossen werden kann. Die Stellklappen 28
werden zweckmäßigerweise drehbar auf die Verdampferzuleitung vor dem Einspritzventil
gesetzt, wie dies in Zusammenhang mit Pigur 1 beschrieben ist, um die Klappen auch
bei tiefen Außentemperaturen noch leicht drehbar zu halten.
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Befindet sich die Verdampfereinheit auf dem Dach, bei der sie starker
Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, also z.B. auf der Südseite, so kann die Abdeckung
des Schadtes 29 aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff bestehen, der das Sonnenlicht
durchlässt. Die schwarz gefärbte Verdampfereinheit wird dann erwärmt, wenn die Luftklappen
28 geschlossen sind, und die 80 erzeugte Wärme kann über die Abtauschlangen zum
Aufladen des Speichers abgeführt werden, der bei normalem Betrieb von der Wärmepumpe
aufgeladen wird. Die Einheit arbeitet dann als Verdampferkollektor mit Abtau- und
Ladeschlange.
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Die auf der Nordseite des Hauses angeordneten Verdampferschlangen
können ebenfalls in einem Schacht 30 sitzen, der
mit drehbaren Klappen
31 verschlossen werden kann, Die Abdeckung 32 des Schachtes besteht dann aus undurchsichtigem
katerial.
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Die Einheit mit den stufenweise oder senkrecht übereinander angeordneten
Verdampferschlangen kann auch im Garten oder an irgend einer anderen Stelle, z.B.
vor einer Hauswand oder Mauer aufgestellt werden, wo möglichst eine gute Sonneneinstrahlung
besteht. Sie kann dann nach Bedarf zur Sonnenrichtung hin gedreht werden, wenn die
Sonneneinstrahlung so groß ist, daß die Einheit als Sonnenkollektor arbeitet und
die Wärmepumpe abgeschaltet werden kann.
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