DE2730648A1

DE2730648A1 - Evaporator of heat pump with parallel lamella - has ultrasonic transceiver for sensing icing and triggering deicer

Info

Publication number: DE2730648A1
Application number: DE19772730648
Authority: DE
Inventors: Gottfried Neumann
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1977-07-07
Filing date: 1977-07-07
Publication date: 1979-01-25

Abstract

The refrigerator evaporator which can be deiced has parallel lamella and sensor for evaluating the icing of the lamella. The sensor does not contact ice directly yet switches the deicer on when necessary. An ultrasound transmitter (6) is fitted on one side of the evaporator (4, 5). An ultrasound receiver (7) is fitted on the other side of the evaporator. The transmitter and receiver are arranged on a line between two adjacent lamella (4). The wavelength transmitted is smaller than the spacing of the lamella. The obstruction of sound path caused by ice layer block sound reception and triggers deicer.

Description

Abtaubarer Verdampfer Defrostable evaporator

Die Erfindung betrifft einen abtaubaren Verdampfer einer Kältemaschine, insbesondere einer Wärmepumpe, mit parallelen Lamellen und einer Sensoreinrichtung zur Ermittlung der Vereisung der Lamellen.The invention relates to a defrostable evaporator of a refrigeration machine, in particular a heat pump, with parallel fins and a sensor device to determine the icing of the lamellas.

In der deutschen Auslegeschrift 12 13 868 ist eine Einrichtung zur selbsttätigen Steuerung des Abtauvorgangs von Kühlanlagen beschrieben, bei der ein fadenförmiges Fühlerelement eine Elektrode eines Niederspannungssteuerkreises bildet, der durch eine Eisschicht geschlossen wird. Das fadenförmige Fühlerelement verläuft hierbei etwa parallel zur Oberfläche des Verdampfers und soll auf dem überwiegenden Teil seiner Länge von einer Eisschicht mechanisch oder kontaktelektrisch umschlossen und verankert sein. Ein solches Fühlerelement eignet sich schon auf Grund seiner geringen mechanischen Belastbarkeit nicht für im Freien stehende Verdampfer von Wärmepumpen.In the German Auslegeschrift 12 13 868 is a device for automatic control of the defrosting process of cooling systems described in which a thread-like sensing element forms an electrode of a low-voltage control circuit, which is closed by a layer of ice. The thread-like sensor element runs here approximately parallel to the surface of the evaporator and should be on the predominant Part of its length is mechanically or electrically enclosed by a layer of ice and be anchored. Such a sensor element is already suitable because of its low mechanical load capacity not for outdoor evaporators from Heat pumps.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verdampfer vorzuschlagen, bei dem eine Abtauvorrichtung durch eine Sensoreinrichtung eingeschaltet wird, ohne daß Eis mit dieser in körperlichen Kontakt treten muß.The object of the invention is to propose an evaporator at which a defrosting device is switched on by a sensor device without that ice must come into physical contact with it.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß an der einen Seite des Verdampfers ein Ultraschallsender und an der anderen Seite des Verdampfers ein Ultraschallempfänger angeordnet ist und daß Sender und Empfänger auf einer zwischen zwei benachbarten Lamellen verlaufenden Verbindungslinie liegen. Das Ultraschallsignal wandert dabei zwischen den Lamellen des Verdampfers hindurch, und der Empfänger führt zum Einschalten einer Abtaueinrichtung, wenn das Ultraschallsignal durch Eisbildung zwischen den Lamellen gestört wird.According to the invention the above object is achieved in that on the one On the side of the vaporizer an ultrasonic transmitter and on the other side of the vaporizer an ultrasonic receiver is arranged and that the transmitter and receiver on one between two adjacent slats running connecting line lie. The ultrasonic signal migrates between the fins of the evaporator and the receiver leads to a defrosting device being switched on if the ultrasonic signal is caused by ice formation between the slats is disturbed.

Von Vorteil ist dabei, daß sich eine Vereisung unabhängig von einem körperlichen Kontakt des Eises mit der Sensoreinrichtung feststellen läßt. Die mechanische Belastung der Sensoreinrichtung ist damit vermindert. Die Sensoreinrichtung ist auch von der Umgebungstemperatur unabhängig. Dies ist günstig, da niedrige Temperaturen nicht zwangsläufig zu einer Vereisung führen und bei höheren Temperaturen bereits eine Vereisung auftreten kann.The advantage here is that an icing is independent of one can determine physical contact of the ice with the sensor device. The mechanical The load on the sensor device is thus reduced. The sensor device is also independent of the ambient temperature. This is beneficial because the temperatures are low does not necessarily lead to icing and at higher temperatures it does icing can occur.

Auch die Luftfeuchtigkeit und die zwischen den Lamellen des Verdampfers auftretende Strömungsgeschwindigkeit der Luft haben keinen Einfluß auf die Sensoreinrichtung, so daß eine Beeinflussung der Sensoreinrichtung durch die mit der Eisbildung in Zusammenhang stehenden Umweltkriterien vermieden ist. Die Sensoreinrichtung spricht nur auf die in diesem Zusammenhang allein interessierende Eisbildung an.Also the humidity and that between the fins of the evaporator Occurring flow velocity of the air have no influence on the sensor device, so that an influence on the sensor device by the ice formation in Related environmental criteria avoided is. The sensor device only responds to ice formation, which is of interest in this context.

Um die Störung des Ultraschallempfängers durch akustische Fremdsignale auszuschließen, kann der Ultraschallsender impulsmoduliert sein.About the disturbance of the ultrasonic receiver by external acoustic signals to be excluded, the ultrasonic transmitter can be pulse-modulated.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Verdampfer mit einer Sensoreinrichtung, schematisch in Seitenansicht, Fig. 2 den Verdampfer nach Fig. 1 von oben und Fig. 3 eine Schaltung der Sensoreinrichtung.Further advantageous refinements of the invention emerge from the following drawing description. The drawing shows: FIG. 1 an evaporator with a sensor device, schematically in side view, FIG. 2 the evaporator 1 from above and FIG. 3 shows a circuit of the sensor device.

Ein Mantel 1 eines Verdampfers ist an seiner Lufteintrittsseite 2 und seiner Luftaustrittsseite 3 offen. In dem Mantel 1 sind Lamellen 4 angeordnet. Durch die Lamellen sind mit diesen wärmeleitend verbundene Verdampferrohre 5 geführt. Vor den Lamellen ist ein Ultraschallsender 6 und hinter den Lamellen ein Ultraschallempfänger 7 befestigt. Der Ultraschallsender 6 und der Ultraschallempfänger 7 liegen auf einer zwischen zwei benachbarten Lamellen hindurchlaufenden geraden Verbindungslinie.A jacket 1 of an evaporator is on its air inlet side 2 and its air outlet side 3 open. In the jacket 1 lamellae 4 are arranged. Evaporator tubes 5, which are thermally connected to them, are guided through the fins. In front of the slats there is an ultrasonic transmitter 6 and behind the slats there is an ultrasonic receiver 7 attached. The ultrasonic transmitter 6 and the ultrasonic receiver 7 are on one straight connecting line running through between two adjacent slats.

Im Mantel 1 ist weiterhin ein den Luftstrom durch die Lamellen aufrechterhaltender Ventilator 8 angebracht.In the jacket 1 there is still a flow of air through the lamellas that maintains it Fan 8 attached.

Der Sender 6 ist von einer Oszillatorschaltung 9 gespeist.The transmitter 6 is fed by an oscillator circuit 9.

Der Oszillator arbeitet vorzugsweise mit einer Frequenz von etwa 170 kHz. Die Wellenlänge der vom Sender 6 abgestrahlten Schallwellen ist damit kleiner als 2 mm. Sie liegt unterhalb des Lamellenabstandes.The oscillator preferably operates at a frequency of about 170 kHz. The wavelength of the sound waves emitted by the transmitter 6 is therefore smaller than 2 mm. It is below the distance between the lamellas.

Der Ultraschallempfänger 7 ist über einen Verstärker 10 an einen Gleichrichter 11 angeschlossen. Diesem ist eine Schwellwertschaltung, beispielsweise ein Schmitt-Trigger 12 nachgeschaltet. Am Ausgang des Gleichrichters 11 steht damit ein der Intensität der vom Empfänger 7 empfangenen Ultraschallschwingungen proportionales Gleichspannungssignal an. Am Ausgang der Schwellwertschaltung 12 liegt ein Relais 13, dessen Schalter im Kreis einer Abtaueinrichtung liegt, die den Verdampfer bei Vereisung beheizt. Die Schaltungen 9 bis 13 liegen zur Spannungsversorgung an einem Netzteil 14.The ultrasonic receiver 7 is connected to a rectifier via an amplifier 10 11 connected. This is a threshold value circuit, for example a Schmitt trigger 12 downstream. At the output of the rectifier 11 there is thus one of the intensity the direct voltage signal proportional to the ultrasonic vibrations received by the receiver 7 at. At the output of the threshold value circuit 12 there is a relay 13, its switch lies in the circuit of a defrosting device that heats the evaporator when it is iced up. The circuits 9 to 13 are connected to a power supply unit 14 for the voltage supply.

Die Schaltschwelle der Schwellwertschaltung 12 ist einstellbar. Sie wird so eingestellt, daß dann, wenn die Vereisung der Lamellen 4 gerade ein unzulässiges Maß erreicht hat und damit das Ultraschallsignal entsprechend gedämpft ist, das Relais 13 anspricht. Der unzulässige Grad der Vereisung läßt sich unter Berücksichtigung des gerade noch wirtschaftlichen Wirkungsgrades des Verdampfers bzw. der Wärmepumpe festlegen. Die Anwendung der Ultraschallwellen erlaubt einen weiten Einstellbereich. Die Ultraschallwellen werden schon durch geringe Vereisung zufolge des schlechten Reflektionsgrades der vereisten Oberfläche gegenüber der blanken Oberfläche der Lamellen 4 in ihrer Intensität soweit vermindert, daß sich dies zur Auslösung der Schaltung des Relais ausnutzen läßt.The switching threshold of the threshold value circuit 12 is adjustable. she is set so that when the icing of the slats 4 is just an impermissible Level has reached and thus the ultrasonic signal is correspondingly attenuated, the Relay 13 responds. The impermissible degree of icing can be taken into account the just economical efficiency of the evaporator or the heat pump determine. The use of ultrasonic waves allows a wide range of settings. The ultrasonic waves are already due to the bad by slight icing Degree of reflection of the iced surface compared to the bare surface of the Slats 4 reduced in intensity to such an extent that this leads to the triggering of the circuit of the relay can be exploited.

Die Schaltung kann aber auch so unempfindlich eingestellt werden, daß die Schwellwertschaltung 12 bzw. das Relais 13 erst anspricht, wenn die Vereisung die akustische Strecke zwischen dem Sender 6 und dem Empfänger 7 unterbrochen hat.The circuit can also be set so insensitive that that the threshold value circuit 12 or the relay 13 responds only when the icing the acoustic path between the transmitter 6 and the receiver 7 has interrupted.

Claims

Patent claims / protection claims (½; defrostable evaporator of a refrigeration machine, in particular heat pump, with parallel slats and a sensor device for determining the icing of the lamellas, characterized in that on the one Side of the evaporator (4, 5) an ultrasonic transmitter (6) and on the other side of the evaporator (4, 5) an ultrasonic receiver (7) is arranged and that transmitter (6) and receiver (7) on one between two adjacent slats (4) Connecting line.

2. Defrostable evaporator according to claim 1, characterized in that that the ultrasonic transmitter (6) is pulse modulated.

3. defrostable evaporator according to claim 1 or 2, characterized in that that the wavelength emitted by the ultrasonic transmitter (6) is smaller than the distance of the lamellas (4).