DE2733653A1

DE2733653A1 - Waerme/kaeltemaschine

Info

Publication number: DE2733653A1
Application number: DE19772733653
Authority: DE
Inventors: Jules Leveugle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-07-28
Filing date: 1977-07-26
Publication date: 1978-02-02
Also published as: ES461057A1; FR2360053B1; CH615268A5; IT1081617B; BE857155A; FR2360053A1; CA1087409A

Description

DIETRICH LEWINSKY 3

HEINZOOACHIM HUBER
REINER PRIETSCH
MÜNCHEN ²¹
GOTTHARDSTR. 81

Jules Leveugle, Av.de Bretteville 21, F-92200 Neuilly-sur-Seine (Prankreich)

" Wärme/Kältemaschine "

Priorität: 28. Juli 1976, Prankreich, No 76 22921

Wärme/Kältemaschinen, d.h. Wärmepumpen und Kältemaschinen, bestehen Im allgemeinen aus einem geschlossenen Kreiilauf mit einem Kompressor, der das von einem Verdampfer kommende gasförmige Kältemittel ansaugt, dieses verdichtet und in einen Kondensator, In dem sich dieses unter Abgabe von Wärme verflüssigt, weiterleitet. Das Kreislaufmedium wird entspannt und in dem Verdampfer verdampft, wobei es Kälte abgibt. Danach wird es erneut von dem Kompressor angesaugt und der Kreislauf beginnt von neuem.

Die niedere Temperatur des Verdampfers führt häufig dazu, daß sich Feuchtigkeit auf seinen Oberflächen niederschlägt.und unter Bildung von Eis oder Reif gefriert. Das sich auf den Verdampfer- ; flächen ansammelnde Eis behindert den Wärmetausch zwischen dem j Kreislaufmedium in dem Verdampfer und der Umgebung.

Es sind daher verschiedene Verfahren bekannt geworden, um periodisch dieses Eis entweder durch elektrische Beheizung des Verr dampfers oder durch pulsierende Heißluft abzutauen. Diese Verfahren besitzen den Nachteil, daß zu ihrer Durchführung Energie aufgewendet werden muß, die vollkommen verloren geht.

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Um diesen Nachteil zu vermelden, 1st es auch schon bekannt geworden, periodisch In den Verdampfer warmes Kreislaufmedium einzuleiten, das am Ausgang des Kompressors abgezweigt wird. Durch ein solches Verfahren wird jedoch bei Wärmepumpen die Menge der am Kondensator gewinnbaren Wärme verringert. Bei Kältemaschinen

zwar

führt dieses VerfahrenTzu dem Vorteil, daß die Kühlung des Kondensators erleichtert wird, während jedoch andererseits ein Teil der an dem Verdampfer gewinnbaren Nutzkälte vebloren geht.

Es ist auch schon bekannt geworden, noch warmes Kreislaufmedium vom Ausgang des Kondensators mit Hilfe einer Pumpe in den Verdampfer zu leiten. Ein derartiges Verfahren benötigt praktisch keine Nutzwärme, da das Kreislaufmedium am Ausgang des Kondensators abgezweigt wird* es besitzt jedoch den Nachteil, daß eine Kreislaufpumpe benötigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile eine Wärme/Kältemaschine zu entwickeln, bei der das Abtauen der Verdampferflächen durch warmes flüssiges Kreislaufmedium erfolgt, das stromabwärts von dem Kondensator entnommen wird, bei der Jedoch die Verwendung einer Kreislaufpumpe vermieden werden soll.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 beschrieben.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die im folgenden anhand der Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Die Figuren 1 bis 6 zeigen verschiedene Ausführungsformen von Wärme/Kältemaschinen gemäß der Erfindung.

Eine Wärme/Kältemaschine gemäß der Erfindung (Figur 1) enthält in einem geschlossenen Kreislauf einen Kompressor 1, einen Kondensator 2, einen Sammelbehälter 4, ein Drosselventil 5, einen Umweghahn 6, der parallel zu dem Drosselventil 5 geschaltet ist, einen Verdampfer 7 und einen Absperrhahn 8.

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Bel Normalbetrieb ist der Umweghahn 6 geschlossen und der Absperrhahn 8 geöffnet und das Kreislaufmedium strömt durch Wirkun des Kompressors 1 durch das Kreislaufsystem. Infolge der Verdien tung durch den Kompressor 1 kondensiert das Kreielaufmedium in dem Kondensator 2, wobei es an die Umgebung oder an ein anderes Medium 22, das den Kondensator 2 umgibt, Wärme abgibt. Danach tritt das Kreislaufmedium im flüssigen Zustand in den Sammelbehälter 4 ein, durchströmt das Drosselventil 5 und erreicht den Verdampfer 7, indem es unter Aufnahme von Wärme aus der Umgebunge luft verdampft. Das Kreislaufmedium wird danach dampfförmig von dem Kompressor angesaugt, der es erneut verdichtet. Der Kreislauf beginnt somit von neuem.

Während des Betriebs überziehen sich die Flächen des Verdampfers 7 mit Eis. Wenn dieses eine Dicke erreicht hat, die den Wärmetausch beeinträchtigt, wird gemäß der Erfindung der Kompressor abgestellt, der Absperrhahn 8 geschlossen und der Umweghahn 6 geöffnet. Das wärme flüssige Kreislaufmedium, das sich in dem Sammelbehälter 4 befindet, strömt unter Wirkung des in diesem Behälter herrschenden Druckes in den vereisten Verdampfer 7 und gibt Wärme ab, wodurch dieser abgetaut wird.

Nach dem Abtauen wird der Normalbetrieb wieder hergestellt, indem der Umweghahn 6 geschlossen, der Absperrhahn 8 geöffnet und der Kompressor 1 wieder in Gang gesetzt wird. Ein Sammelbehälter 4, der zwischen dem Kondensator 2 und dem Drosselventil 5 angeordnet 1st, ein Umweghahn 6, der parallel zu dem Drosselventil 5 geschaltet ist, und ein Absperrhahn 8, der den Verdampfer 7 von dem Kompressor 1 trennt, ermöglichen gemäß der Erfindung bei einer Wärme/Kältemaschine der in Figur 1 dargestellten Art den Verdampfer 7 wirksam abzutauen, ohne daß von außen Energie zugeführt werden müßte und ohne die thermische Leistungsfähigkeit des Systems zu verringern.

Um ein direktes Eintreten des flüssigen, aus dem Verdampfer 7 kommenden Kreislaufmediums in den Kompressor 1 zu vermeiden,

ist zwischen dem Kompressor 1 und dem Absperrhahn 8 ein Flüssigkeitsabscheider (in Figur 1 nicht dargestellt) vorgesehen.

Gemäß der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung besteht die Wärme/Kältemaschine, wie die in Figur 1 dargestellte, aus einem Kompressor 1, einem Kondensator 2, einem Sammelbehälter 4, einem Drosselventil 5 mit seinem Umweghahn 6, einem Verdampfer 7, einem Absperrhahn 8, einem Flüssigkeitsabscheider 9 und einem Druckregelventil 3, das zwischen den Kondensator 2 und den Sammelbehälter 4 geschaltet ist, durch welches Druckregelventil der Druck in- dem Kondensator auf einem bestimmten Wert konstant gehalten wird. Die Wärme/Kältemaschine gemäß der in Figur 3 darge- \ stellten Ausführungsform enthält zusätzlich zu den bereits in ! Figur 2 dargestellten Teilen einen zweiten Behälter 10 (Abtaubehälter), dessen oberer Anschluß 11 über eine Leitung 12 mit dem Ausgang des Verdampfers 7 verbunden ist, welcher Ausgang gleichermaßen den oberen Anschluß 13 des Verdampfers 7 darstellt Der untere Anschlußstutzen 14.ist mit dem Eingang des Verdampfers) 7, d.h. mit seinem unteren Anschlußstutzen 15> über eine ein Rückschlagventil 17 aufweisende Leitung 16 verbunden. Das Rückschlagventil 17 läßt das Kreislaufmedium in Richtung von dem Behälter 10 auf den Verdampfer 7, Jedoch nicht in umgekehrter Richtung, durchtreten. Der Behälter 10, der Verdampfer 7 und das Ventil 17 sind so angeordnet, daß der untereAnschlußstutzen 14 des Behälters 10 höher als der untere Anschlußstutzen 15 des Verdampfers 7 liegt, so daß die in dem Behälter 10 enthaltene Flüssigkeit in den Verdampfer 7 durch Wirkung der Schwerkraft fließen kann. Der obere Anschlußstutzen 11 des Behälters

10 liegt tiefer als der obere Anschlußstutzen des Verdampfers 7» damit sich der Verdampfer 7 nicht vollständig mit aus dem Behälter 10 kommender Flüssigkeit anfüllen kann.

Während des Abtauens des Verdampfers 7 (Abstellen des Kompressors

1₁ Schließen des Hahns 8 und öffnen des Hahns 6) tritt das flüssige, wärme, von dem Sammelbehälter 4 kommende Kreislaufmedium über den Umweghahn 6 in den vereisten Verdampfer 7 ein, taut

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diesen ab und gelangt danach über die Leitung 12 in den Behälter 10 (Abtaubehälter). Nach dem Abtauen wird der Hahn 6 geschlossen, der Hahn 8 geöffnet und der Kompressor 1 wieder in Gang gesetzt. Die in dem . : Behälter 10 enthaltene Flüssigkeit fließt über die Leitung 16 und das Rückschlagventil 17 in den Verdampfer 7, wo es in gleicher Welse wie das aus dem Drosselventil 5 kommende Kreislaufmedium verdampft. Ein Teil des flüssigen Kreislaufmediums des Behälters 10 kann auch dort direkt verdampfen und über die Leitung 12, den Absperrhahn 8 und den Flüssigkeitsabscheider 9 in den Kompressor 1 gelangen.

Nach der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform ist zusätzlich zu den in Figur 2 beschriebenen Elementen eine Leitung 18 vorgesehen, die den oberen Anschluß des Sammelbehälters 4 mit dem

j Ausgangsstutzen des Verdampfers 7 verbindet. Die Verbindungslei- ! tung 8 ist In Stromrichtung gesehen vor dem Absperrhahn 8 abge- ; zweigt. Der Ausgang des Verdampers 7 ist gleichermaßen sein oberer Anschlußstutzen. Die Leitung 18 besitzt einen Hahn 19 (Abtauhahn). Der Eingang des Verdampers 7, d.h. sein unterer Anschluß-, stutzen, liegt höher als der Sammelbehälter 4. Bei einer derar-J tigen Wärme/Kältemaschine kann der Abtauvorgang des Verdampfers ! 7 in verschiedenen Welsen durchgeführt werden. Gemäß einem ersten j Beispiel wird der Kompressor 1 abgestellt, der Hahn 8 geschlossen. j der Hahn 6 geöffnet, um das flüssige warne Kreislaufmedium, das von dem Sammelbehälter 4 kommend unter der Wirkung des In diesem Behälter herrschenden Druckes In den Verdampfer 7 einströmt und dort seine Wärme zum Abtauen des Verdampfers abgibt, durchströmen zu lassen. Nach Beendigung des Abtauens wird der Hahn 19 geöffnet, wodurch sich die Drücke in dem Verdampfer 7 und dem Sammelbehälter 4 ausgleichen. Die in den Verdampfer 7 enthaltene Flüssigkeit fließt unter Wirkung der Schwerkraft in den Sammelbehälter 4. Durch Schließen der Hähne 6 und 19 und durch öffnen des Hahns 8 sowie durch Einschalten des Kompressors 1 wird der normale Betriebszustand wieder hergestellt.

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Gemäß einem anderen Beispiel wird zum Abtauen der Kompressor 1 \

abgestellt, der Hahn 8 geschlossen und der Hahn 19 geöffnet. !

Wenn sich die Drücke in dem Verdampfer 7 und in dem Sammelbehäl- ;

ter k ausgeglichen haben, wird der Hahn 6 geöffnet. Die in dem j Verdampfer 7 vorhandene Flüssigkeit fließt in den Sammelbehälter ! > 4, während der von der Flüssigkeit des Sammelbehälters 4 ausge- ^; hende Dampf in dem Verdampfer kondensiert, und die sich dabei j bildende Flüssigkeit gleichermaßen in den Sammelbehälter fließt.

Der normale Betriebszustand wird wieder hergestellt, indem die ■ Hähne 6 und 19 geschlossen, der Hahn 8 geöffnet und schließlich der Kompressor 1 wieder in Gang gesetzt wird.

Gemäß der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform enthäj-t die _: Wärme/Kältemaschine zusätzlich^z8en in Figur 1 dargestellten '

j Elementen einen Flüssigkeitsabscheider 9, der zwischen den Hahn 8

; und den Ausgang des Verdampfers 7 geschaltet ist und eine Leitung

20 mit einem Rückführhahn 21, der den unteren Anschlußstutzen des

Flüssigkeitsabscheiders 9 mit dem oberen Anschlußstutzen des

; Sammelbehälters 4 verbindet, wobei der untere Anschlußstutzen des

Flüssigkeitsabscheiders 9 höher als der Sammelbehälter k liegt.

Zum Abtauen wird der Kompressor 1 abgestellt, der Hahn 8 geschlost sen und schließlich der Hahn 6 geöffnet. Der Verdampfer 7 und da-; nach der Flüssigkeitsabscheider 9 füllen sich mit flüssigem Kreislaufmedium, das von dem Sammelbehälter 4 durch die Wirkung des dort herrschenden Druckes in den Verdampfer 7 fließt. Dies gilt auch für die in dem Verdampfer 7 enthaltene Kreislauf flüssig*· keit, wenn der untere Anschlußstutzen des Verdampfers 7 höher liegt als der Sammelbehälter 1.

Um wieder zu dem normalen Betriebszustand des Systems zu gelangen wird der Umweghahn 6 und der RUckführhahn 21 geschlossen, danach der Hahn 8 geöffnet und der Kompressor 1 wieder in Gang gesetzt.

Bei den in Figur 1 bis 5 dargestellten Wärme/Kältemaschinen werden das Fassungsvermögen des Sammelbehälters 4, das Passungsver-

mögen des Verdampfers 7 und ggf. das Fassungsvermögen des Flüssigkeit sabscheiders 9 sowie die jeweilige Menge des Kreislaufmediums gegenseitig derart abgestellt, daß der Verdampfer vollständig abgetaut werden kann und daß das Verhältnis von Betriebsdauer zur Abtaudauer ausgewogen 1st.

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Leerseite

Claims

DIETRICH LEWINSKY

HEiNZOOACHIM HViBER

REiNER PRIETSCH 26.7.1977

MÖNCHEN 21 9628-V/Nl

GOTTHARDSTR. 81

Jules Leveugle

Patentansprüche:

Wärme/Kältemaschine mit einem einen Kompressor, einen Kondensator, ein Drosselventil, einen Verdampfer und unter Umständen einen Flüssigkeitsabscheider aufweisenden geschlossenen Kreislaufsystem, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kreislaufsystem zum Zwecke des Abtauens des Verdampfers mit warmem Kreislaufmedium ein Sammelbehälter (M) für das Kreislaufmedium zwischen dem Kondensator (2) und dem Drosselventil (5) vorgesehen ist, daß in Parallelschaltung zu dem Drosselventil (5) eine den Sammelbehälter (M) mit dem Verdampfer (7) verbindende, einen Hahn (6) aufweisende Umwegleitung vorgesehen ist und daß zwischen den Ausgang des Verdampfers (7) und den Eingang des Kompressors (1) ein Absperrhahn (8) geschaltet ist.

Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsabscheider (9) zwischen den Absperrhahn (8) und den Kompressor (1) geschaltet ist und daß in dem geschlossenen Kreislaufsystem zwischen dem Kondensator (2) und dem Sammelbehälter (M) ein Druckregelventil (3) vorgesehen ist, das den Druck in dem Kondensator (2) auf einem bestimmten Wert konstart hält.

Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreislaufsystem einen Behälter (10) für das Kreislaufmedium und ein diesem nachgeschaltetes Rückschlagventil (17) aufweist, daß der Behälter (10) und das Rückschlagventil (17) parallel zu dem Verdampfer (7) geschaltet sind, daß der obere

ORIGINAL INSPECTED

Anschluß (11) des Behälters (10) mit dem oben gelegenen Ausgang (13) des Verdampfers (7) verbunden ist und tiefer liegt als dieser, daß der untere Anschlußstutzen (14) des Behälters (10) höher liegt als der den Eingang des Verdampfers (7) darstellende untere Anschlußstutzen (15) des Verdampfers (7) und mit diesem über das Rückschlagventil (17) verbunden ist, das den Durchfluß des Kreislaufmediums in Richtung von dem Behälter (10) zu dem Verdampfer (7) ermöglicht.

Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen weiteren Hahn (19) aufweisende Verbindungsleitung j (l8) zwischen dem Ausgang des Verdampfers (7) und dem oberen Anschlußstutzen des Sammelbehälters (4) vorgesehen ist, die In Stromrichtung gesehen vor dem Absperrhahn (8) abgezweigt ist.

Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Kreislaufsystem einen zwischen den Ausgang des Verdampfers (7) und den Absperrhahn (8) geschalteten Flüssigkeitsabscheider (9) besitzt, dessen Flüssigkeitsabzug (20) über einen Rückführhahn (21) mit dem oberen Anschlußstutzen des Sammelbehälters (4) verbunden 1st.