DE2925677C2

DE2925677C2 - Control device for a defrosting device of a refrigeration unit

Info

Publication number: DE2925677C2
Application number: DE19792925677
Authority: DE
Inventors: Burkhard 3451 Holenberg Drescher
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1979-06-26
Filing date: 1979-06-26
Publication date: 1983-03-24
Also published as: DE2925677A1; FR2459949B1; ATA332680A; FR2459949A1; AT371587B

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum Schalten einer Abtaueinrichtung eines von einem Gebläse zwangsbelüfteten Verdampfers eines Kälteaggregats, insbesondere einer Wärmepumpe, bei der im Nebenschluß zum Verdampfer ein sich durch den Verdampfer erstreckendes und für eine von dem Gebläse erzeugte Luftströmung frei durchströmbares Meßrohr vorgesehen ist, in das von der Anströmseite des Verdampfers her eine Rohrleitung eingeführt ist, welche einerseits an einer an den Enden des Meßrohres beabstandeten Meßstelle eine Druckaufnahmeöffnung aufweist und andererseits an ein Meßwerk angeschlossen ist, das so eingestellt ist, daß es ab einem einstellbaren Druck-Schwellwert die Abtaueinrichtung einschaltet.The invention relates to a control device for switching a defrosting device one of one Fan forced-ventilated evaporator of a refrigeration unit, in particular a heat pump, in which the im Shunt to the evaporator one extending through the evaporator and for one of the Air flow generated by the fan is provided, through which the measuring tube can flow freely, into which from the inflow side of the evaporator ago a pipe is introduced, which on the one hand at one at the ends of the measuring tube spaced measuring point has a pressure receiving opening and on the other hand connected to a measuring mechanism is, which is set so that it starts from an adjustable pressure threshold the defrosting device turns on.

Eine derartige Steuereinrichtung ist in der US-PS 07 499 beschrieben. Dort ist angenommen, daß auch das Meßrohr vereist, wenn der Verdampfer vereist. Dieser angenommene Zusammenhang ist nicht sachgerecht. Denn am Verdampfer einerseits und am Meßrohr andererseits herrschen unterschiedliche aerodynamische Verhältnisse.Such a control device is described in US Pat. No. 07,499. There it is assumed that too the measuring tube iced up when the evaporator iced up. This assumed connection is not appropriate. This is because different aerodynamic conditions prevail on the evaporator on the one hand and on the measuring tube on the other Conditions.

In der DE-OS 27 38 430 ist eine Steuereinrichtung beschrieben, bei der in das Meßrohr eine luftdurchlässige Füllung eingebracht ist. Im Meßrohr ist ein Heizelement angeordnet, zu dessen beiden Seiten Temperaturfühler angebracht sind. Das Heizelement erwärmt die das Meßrohr durchströmende Luft. Die Temperaturfühler erfassen die vor und hinter dein Heizelement auftretenden Temperaturen. Im Zuge der Vereisung des Verdampfers steigt das in der Zeiteinheit das Meßrohr durchströmende Luftvolumen. Dabei verringert sich die Temperatur an dem dem Heizelement nachgeordneten Temperaturfühler. Die Abweichung der Temperaturdifferenzen wird als Kriterium zum Einschalten einer Abtaueinrichtung herangezogen.In DE-OS 27 38 430 a control device is described in which an air-permeable into the measuring tube Filling is introduced. A heating element is arranged in the measuring tube, on both sides of which Temperature sensors are attached. The heating element heats the air flowing through the measuring tube. the Temperature sensors record the temperatures in front of and behind your heating element. In the course of If the evaporator is iced up, the volume of air flowing through the measuring tube increases in the unit of time. Included the temperature at the temperature sensor downstream of the heating element decreases. The deviation the temperature differences is used as a criterion for switching on a defrosting device.

ίο Dies soll einfacher sein als die Erfassung von Differenzdrücken.ίο This is supposed to be easier than capturing Differential pressures.

Die Auswertung des im Zuge der Vereisung zunehmenden, das Meßrohr durchströmenden Luftvolumens ist günstig. Denn das Luftvolumen hängt direkt von dem tatsächlichen Eisansatz am Verdampfer ab. Die ständige Beheizung des Heizelements jedoch stellt einen Energieverlust, welcher den Gesamtwirkungsgrad der Anlage verringert Außerdem erfordert eine solche Steuereinrichtung einen beträchtlichen Aufwand an elektrischen Schaitmitteln. Dementsprechend schwierig ist auch die justage der Steuereinrichtung. Darüber hinaus neigt das gefüllte Meßrohr dazu, sich durch Verstauben zuzusetzen.The evaluation of the increasing volume of air flowing through the measuring tube in the course of icing is cheap. Because the air volume depends directly on the actual ice accumulation on the evaporator. the constant heating of the heating element, however, represents a loss of energy, which affects the overall efficiency In addition, such a control device requires a considerable amount of effort electrical switching means. Adjusting the control device is correspondingly difficult. About that In addition, the filled measuring tube tends to become clogged by dust.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung vorzuschlagen, die einfach aufgebaut, betriebssicher und unkritisch zu justieren ist.The object of the invention is to propose a control device that is simple, reliable and reliable can be adjusted uncritically.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß die innerhalb des Meßrohres befindliche Druckaufnahmeöffnung der an das Meßwerk angeschlossenen Rohrleitung die einzige, mit Gebläseluft beaufschlagbare öffnung darstellt, an der beim Ansteigen des durch das Meßrohr strömenden Luftvolumens, infolge einer zunehmenden Vereisung des Verdampfers, ein Unterdruck entsteht, der das Meßwerk schaltet.According to the invention, the above object is achieved in that the pressure receiving opening located within the measuring tube the pipeline connected to the measuring unit is the only one that can be acted upon with blower air represents opening at which when the volume of air flowing through the measuring tube increases, as a result of a increasing icing of the evaporator, a negative pressure is created, which switches the measuring mechanism.

Es wird bei der Erfindung weder direkt noch indirekt ein Differenzdruck erfaßt. Vielmehr wird als Kriterium für das Schalten der Abtaueinrichtung der Innendruck des Meßrohres herangezogen. Es ist dabei von der Tatsache ausgegangen, daß der Druck in einem Rohr mit den durch das Rohr geförderten Luftvolumen pro Zeiteinheit, d. h. der Strömungsgeschwindigkeit steigt Die Strömungsgeschwindigkeit in dem Meßrohr steigt im Zug<: der Vereisung des Verdampfers an, da die Wirkung, insbesondere Saugwirkung, des Gebläses bei sich zusetzendem Verdampfer verstärkt auf das Meßrohr wirkt.In the invention, a differential pressure is not detected either directly or indirectly. Rather, it is used as a criterion the internal pressure of the measuring tube is used to switch the defrosting device. It is from the The fact assumed that the pressure in a pipe is proportional to the volume of air conveyed through the pipe per Unit of time, d. H. the flow rate increases The flow rate in the measuring tube increases on the train <: the icing of the evaporator because the Effect, especially suction, of the blower when the evaporator is clogged increased on the Measuring tube acts.

Über die Druckaufnahmeöffnung wird auf das Meßwerk ein Unterdruck übertragen, der von der Strömungsgeschwindigkeit im Meßrohr abhängt. MitVia the pressure receiving opening, a negative pressure is transmitted to the measuring mechanism, which is caused by the Flow velocity in the measuring tube depends. With

so zunehmender Strömungsgeschwindigkeit im Meßrohr aufgrund der Verdampfervereisung erhöht sich der auf das Meßwerk wirkende Unterdruck. Der Schwellwert, bei dem das Druckmeßwerk die Abtaueinrichtung einschalten soll, läßt sich leicht einstellen. Selbst wenn der Schwellwert an dem Meßwerk nicht exakt eingestellt ist, wird dies die Funktion der Steuereinrichtung nicht beeinträchtigen, da früher oder später die Strömungsgeschwindigkeit im Meßrohr so hoch wird, daß das Meßwerk anspricht. Die Lage der Druckaufnahmeöffnung im Meßrohr ist wenig kritisch.thus increasing flow velocity in the measuring tube due to the evaporator icing increases the on negative pressure acting on the measuring mechanism. The threshold value at which the pressure measuring mechanism activates the defrosting device should be switched on can be easily set. Even if the threshold value on the measuring mechanism is not exact is set, this will not affect the function of the control device, since sooner or later the The flow velocity in the measuring tube is so high that the measuring mechanism responds. The location of the pressure receiving opening in the measuring tube is not very critical.

Die Ausrichtung der einen Unterdruck auf das Meßwerk übertragenden öffnung in Strömungsrichtung der vom Gebläse geförderten Luft ist auch deswegen von besonderem Vorteil, da diese öffnung nicht durch vom Luftstrom geförderte Partikel zugesetzt werden kann.The alignment of the opening transmitting a negative pressure to the measuring mechanism in the direction of flow the air conveyed by the fan is also of particular advantage because this opening cannot be clogged by particles conveyed by the air flow.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung überragt das Meßrohr Lamellen des Verdampfers beidseitig.In a preferred embodiment of the invention, the measuring tube projects beyond the fins of the evaporator on both sides.

Damit ist eine Vereisung der Öffnungen des Meßrohres nicht zu befürchten. Eine Vereisung des Meßrohres ist außerdem dadurch zu verringern, daß das Meßrohr von einem Kunststoffrohr gebildet ist. Selbst wenn aber eine gewisse Vereisung des Meßrohres auftrnt, ist dadurch das Schalten des Meßwerkes nicht beeinträchtigt, da eine Verringerung des Rohrdurchmessers im gleichen Sinne wirkt, wie eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit im Rohr.This means that there is no risk of the openings of the measuring tube icing up. The measuring tube is iced up also to be reduced in that the measuring tube is formed from a plastic tube. But even if one certain icing of the measuring tube is caused by this the switching of the measuring mechanism is not affected, since a reduction in the pipe diameter in the same Sense acts like an increase in the flow velocity in the pipe.

Ersichtlich ist eine derartige Steuereinrichtung rieht nur unkritrrh zu justieren und betriebssicher, sondern auch einfach aufgebaut. Es ist lediglich ein Meßrohr, ein Schlauch und eine Druckmeßdose mit eimern hydraulischen Anschluß erforderlich.Such a control device can be seen only easy to adjust and reliable, but also simply constructed. It's just a measuring tube, a Hose and a pressure cell with bucket hydraulic connection required.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ergibt sich aus '⁵ der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnung zeigt einen Verdampfer mit Steuereinrichtung für eine Abtaueinrichtung schematisch.A preferred embodiment is shown in ' ^{5 of} the following description of the drawings. The drawing shows an evaporator with a control device for a defrosting device schematically.

Ein im Freien angeordneter Verdampfer 1 einer Wärmepumpenanlage weist Verdampferrchre 2 auf, die mit einer Vielzahl von Lamellen 3 verbunden sind. Durch die Lamellen 3 wird mittels eines Gebläses 4 ein Luftstrom L gefördert. Zwischen zwei der Lamellen 3 ist ein Meßrohr 5 aus Kunststoff angeordnet. Dieses erstreckt sich in Strömungsrichtung L und überragt die Lamellen 3 mit seinen beiden Enden 6 und 6' so weit, daß etwaiger Eisansatz an den Lamellen nicht den Strömungsquerschnitt des Meßrohres 5 verengt. Es genügt hierfür, wenn die Enden 6 und 6' um einige Zentimeter über die Lamellen 3 hinausstehen. '"An evaporator 1 of a heat pump system arranged outdoors has evaporator tubes 2 which are connected to a plurality of fins 3. An air flow L is conveyed through the slats 3 by means of a fan 4. A measuring tube 5 made of plastic is arranged between two of the lamellae 3. This extends in the direction of flow L and protrudes beyond the lamellae 3 with its two ends 6 and 6 'so far that any ice accumulation on the lamellae does not narrow the flow cross-section of the measuring tube 5. It is sufficient for this if the ends 6 and 6 'protrude a few centimeters beyond the lamellas 3. '"

In das Meßrohr 5 ist vom Ende 6 her ein Schlauch 7 eingeführt, dessen Mündung 8 in Strömungsrichtung L ausgerichtet ist. Der Schlauch 7 ist an eine Druckmeßdose 9 angeschlossen, welche eine Membran 10 mit einstellbarer Vorspannung aufweist. Ein mit der Membran 10 verbundener Stößel 11 ist mit einem elektrischen Schaltkontakt 12 gekoppelt, über den eine Abtaueinrichtung 13 der Wärmepumpe einzuschalten ist.A hose 7, the mouth 8 of which is oriented in the direction of flow L , is inserted into the measuring tube 5 from the end 6. The hose 7 is connected to a pressure cell 9, which has a membrane 10 with adjustable bias. A plunger 11 connected to the membrane 10 is coupled to an electrical switching contact 12, via which a defrosting device 13 of the heat pump can be switched on.

Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung ist etwa folgende:The function of the device described is roughly as follows:

Solange die Verdampferrohre 2 und die Lamellen 3 nicht vereist sind, werden diese von einem durch das Gebläse 4 geförderten Luftstrom L beaufschlagt. Das freie — nicht mit Füllstoffen ausgefüllte — Meßrohr 5 wird von einem Luftstrom durchströmt, der über die Öffnung 8 einen gewissen Unterdruck an der Meßdose 9 entstehen läßt. Die Vorspannung der Membran 10 ist so eingestellt, daß bei diesem Unterdruck der Schaltkontakt 12 geöffnet ist.As long as the evaporator tubes 2 and the fins 3 are not iced up, they are acted upon by an air flow L conveyed by the fan 4. The free measuring tube 5, which is not filled with fillers, is traversed by an air stream which creates a certain negative pressure at the measuring cell 9 via the opening 8. The bias of the membrane 10 is set so that the switching contact 12 is open at this negative pressure.

Im Zuge einer einsetzenden Vereisung der Verdampferrohre 2 und der Lamellen 3 verengt sich der dort vor der Vereisung freie Öffnungsquerschnitt Dabei nimmt die durch das Meßrohr 5 pro Zeiteinheit geförderte Luftmenge zu, so daß sich die Strömungsgeschwindigkeit im Meßrohr 5 erhöht. Im Ausführungsbeispiel führt diese Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit im Meörohr 5 zu einer Verstärkung des über die Öffnung 8 auf die Druckmeßdose 9 wirkenden Unterdruckes. Dieser Unterdruck überschreitet bei einer gewissen Vereisung die an der Membran 10 der Druckmeßdose 9 eingestellte Vorspannung, so daß die Membran 10 in die strichliert dargestellte Stellung umspringt und über den Stößel 11 der Schaltkontakt 12 geschlossen wird, so daß die Abtaueinrichiung einschaltet. Es ist nicht von entscheidender Bedeutung, bei welchem Unterdruck die Membran 10 anspricht. Das Ansprechen der Membran 10 kann ohne Beeinträchtigung der Funktion in einem weiten Toleranzbereich erfolgen.In the course of the onset of icing of the evaporator pipes 2 and the lamellae 3 narrows the opening cross-section that is free there before icing the amount of air conveyed through the measuring tube 5 per unit of time, so that the flow velocity in the measuring tube 5 increased. In the exemplary embodiment, this increases the flow velocity in the Meörohr 5 to an amplification of the negative pressure acting on the pressure cell 9 via the opening 8. In the event of a certain degree of icing, this negative pressure exceeds that on the membrane 10 of the pressure cell 9 set bias, so that the membrane 10 jumps in the position shown by dashed lines and over the The plunger 11 of the switching contact 12 is closed, so that the Abtaueinrichiung switches on. It is not from the negative pressure at which the membrane 10 responds is of decisive importance. The response of the membrane 10 can take place within a wide tolerance range without impairing the function.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß mit einem Kunststoffrohr als Meßrohr mit einem Durchmesser von etwa 10 bis 22 mm leicht auswertbare Druckverhältnisse zu erzielen sind. Bei einem derartigen Meßrohr 5 hat sich bei nicht vereistem Verdampfer 1 an der Druckmeßdose 9 ein Unterdruck von 0,7 bis 0,8 mbar ergeben. Bei vereistem Verdampfer 1 stellte sich ein Unterdruck von 2,0 bis 2,1 mbar ein.In practice it has been shown that with a plastic tube as a measuring tube with a diameter easily evaluable pressure ratios of about 10 to 22 mm can be achieved. With such a measuring tube 5, when the evaporator 1 is not iced up, there is a negative pressure of 0.7 to 0.8 mbar at the pressure cell 9 result. When the evaporator 1 was frozen, a negative pressure of 2.0 to 2.1 mbar was established.

Im Rahmen der Erfindung liegen auch zahlreiche andere Ausführungsbeispiele. So ist es beispielsweise möglich das Meßrohr 5 auch in einer anderen Lage zu den Lamellen 3 anzuordnen.Numerous other exemplary embodiments are also within the scope of the invention. This is how it is, for example possible to arrange the measuring tube 5 in a different position to the lamellas 3.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Control device for switching a defrosting device an evaporator of a refrigeration unit that is forcibly ventilated by a fan, in particular a heat pump, in which the evaporator is shunted through the evaporator extending and freely flowable measuring tube for an air flow generated by the fan is provided, into which a pipe is introduced from the upstream side of the evaporator, which on the one hand a pressure receiving opening at a measuring point spaced from the ends of the measuring tube and on the other hand is connected to a measuring mechanism that is set so that it switches on the defrosting device from an adjustable pressure threshold value, characterized in that that the pressure receiving opening (S) located within the measuring tube (5) of the the pipeline (7) connected to the measuring mechanism (9) is the only opening that can be acted upon by blower air represents, on the increase in the volume of air flowing through the measuring tube (5), as a result of a increasing icing of the evaporator (1) creates a negative pressure which switches the measuring mechanism (9).

2. Control device according to claim 1, characterized in that the pipeline (7) of that pipe mouth (6) is introduced which faces away from the fan designed as a suction fan (4) is.

3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring tube (5) The fins (3) of the evaporator (1) protrudes on both sides.

4. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the Measuring tube (5) is formed by a plastic tube.