DE2946466A1 - AIR CONDITIONER, ESPECIALLY HEAT PUMP - Google Patents
AIR CONDITIONER, ESPECIALLY HEAT PUMPInfo
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Description
Kratzsch Mülbergerstr. 65 Dipl.-Ing. Volkhard Kratzsch Kratzsch Mülbergerstr. 65 Dipl.-Ing. Volkha rd Kratzs ch
Schulz P-7300 Esslingen Dipl.-Ing. Klaus Schulz Schulz P-7300 Esslingen Dipl.-Ing. Klaus Schulz
Telefon Stuttgart (0711) 35 99 92 Deutsche Bank Esslingen 210906 cable «krapatent» esslingenneckar Postscheckamt Stuttgart 10004-701 Telephone Stuttgart (0711) 35 99 92 Deutsche Bank E sslingen 210906 cable «krapatent» esslingenneckar Postscheckamt Stuttgart 10004-701
Arnold Müller 14. November 1979Arnold Müller November 14, 1979
7312 Kirchheim/Teck Anwaltsakts 296G7312 Kirchheim / Teck lawyer file 296G
Klimagerät, insbesondere WärmepumpeAir conditioner, in particular heat pump
Die Erfindung betrifft ein Klimagerät, insbesondere eine Wärmepumpe, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.The invention relates to an air conditioner, in particular a heat pump, of the type defined in the preamble of claim 1.
Bei einem bekannten, als Luftkühler verwendeten Klimagerät ist im Kältemittelkreislauf dem Verdichter der Kondensator, das Expansionsventil und der Verdampfer in der genannten Reihenfolge nachgeschaltet. Das Kältemittel wird in bekannter Weise in dem Verdichter komprimiert, wobei es sich stark erwärmt, und dem Kondensator zugeführt. Hier kühlt sich das komprimierte Kältemittel unter Wärmeabgabe ab und verflüssigt sich. Das aus dem Kondensator austretende flüssige Kältemittel wird dem Expansionsventil zugeführt, wo es sich schlagartig entspannt und im Verdampfer unter Wärmeaufnahme verdampft. Der den Verdampfer durchströmenden Luft wird Wärme entzogen, wodurch diese gekühlt wird.In a known air conditioner used as an air cooler, the compressor is in the refrigerant circuit, the condenser, the expansion valve and the evaporator in said Downstream sequence. The refrigerant is compressed in the compressor in a known manner, whereby it is strongly heated, and fed to the condenser. Here the compressed refrigerant cools down while giving off heat and liquefies themselves. The liquid refrigerant emerging from the condenser is fed to the expansion valve, where it suddenly dissolves relaxed and evaporated in the evaporator with absorption of heat. Heat is extracted from the air flowing through the evaporator, which cools it.
Da sich bei der Abkühlung feuchter Luft unter den Gefrierpunkt an den Kühlflächen Reif bzw. Eis bildet, wird der dem Verdampfer zugeordnete Wärmetauscher bei Bedarf von Heißdampf oder Heißwasser kurzzeitig durchflossen, um so den Verdampfer zu erwärmen und das angelagerte Eis abzutauen. Durch dieseAs frost or ice forms on the cooling surfaces when moist air is cooled below freezing point, this becomes dem Heat exchangers assigned to the evaporator are briefly traversed by superheated steam or hot water when required, in order to control the evaporator to heat and defrost the accumulated ice. Through this
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Abtauintervalle soll ein Vereisen des Verdampfers,eine damit verbundene Ahnahme der Kühlleistung bei ansteigendem Luftwiderstand und insgesamt eine Verschlechterung des Wirkungsgrades des Klimagerätes verhindert werden. Dies wird jedoch nur dann errtdeht, wenn nach dem Abtauprozeß und mit Abschalten dBr Heißdampf- oder Heißwasserzufuhr Dampf- oder Wasserreste vollständig aus dem Wärmetauscher entfernt werden.Andernfalls werden diese einfrieren,das Rohrsystem des Wärmetauschers zusetzen und diesen funktionsunfähig machen.Das Entfernen des Restdampfes oder -wassers ist jedoch schwierig und erfordert einen großen technischen Aufwand.Defrosting intervals should freeze the evaporator, one with it associated assumption of cooling performance with increasing air resistance and overall a deterioration in the efficiency of the air conditioner can be prevented. However, this will only errtdeht if after the defrosting process and with shutdown dBr Superheated steam or hot water supply Steam or water residues completely removed from the heat exchanger; otherwise if these freeze, the pipe system of the heat exchanger is clogged and make it inoperable. Removing the However, residual steam or water is difficult and requires a great deal of technical effort.
Abgesehen von diesen Nachteilen befriedigt auch bei funktionstüchtigem Wärmetauscher der Wirkungsgrad des bekannten Klimagerätes nicht.Hinzu kommt,daß ein solches Klimagerät als Wärmepumpe,die der Außenluft Wärme für Heizzwecke entziehen soll,nur begrenzt verwendbar ist.Bereits bei Temperaturen voi unter ca.3-5 C ist der Energiegewinn durch Wärmeentzug aus der Außenluft gering und die Wärmepumpe unwirtschaftlich.Das bekannte Klimagerät kann daher in unseren geographischen Breiten sinnvoll nur zum Kühlen und zur Brauchwassererwärmung nicht aber zum Heizen im Winter verwendet werden.Apart from these disadvantages, it is also satisfactory when it is in working order Heat exchanger the efficiency of the known air conditioner not. In addition, such an air conditioner as Heat pump, which is supposed to extract heat from the outside air for heating purposes, can only be used to a limited extent, even at temperatures as low as Below about 3-5 C the energy gain from heat extraction from the outside air is low and the heat pump is uneconomical Well-known air conditioning units can therefore only make sense in our geographical latitudes for cooling and for heating domestic water but cannot be used for heating in winter.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klimagerät der eingangs genannten Art mit wesentlich verbessertem Wirkungsgrad zu schaffen, bei dem somit bei gleicher oder geringerer Energieaufnähme die Heiz- und/oder Kühlleistung verbessert ist und das insbesondere auch als Wärmepumpe,selbst in kalten Wintertagen, wirtschaftlich betrieben werden kann.The invention is based on the object of an air conditioner To create the type mentioned at the beginning with significantly improved efficiency, in which thus with the same or lower Energy consumption, the heating and / or cooling performance is improved and in particular as a heat pump itself can be operated economically in cold winter days.
Diese Aufgabe ist bei einem Klimagerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst.This task is accomplished according to the invention in an air conditioner of the type defined in the preamble of claim 1 the features in the characterizing part of claim 1 solved.
Bei dem erfindungsgemäßen Klimagerät wird das den Kondensator verlassende kondensierte Kältemittel vor seiner Entspannung im Expansionsventil noch durch den erfindungsgemäßen Wärmetauscher geführt, der von dem gleichen Medium, z.B. Luft, durchströmt wird, wie nachfolgend der Verdampfer. Die in dem kondensierten Kältemittel enthaltene nicht unbeträchtliche Restwärme wird dabei an das Durchströmmedium, z.B. Luft, ab-In the air conditioner according to the invention, this is the condenser leaving condensed refrigerant before its expansion in the expansion valve still through the heat exchanger according to the invention through which the same medium, e.g. air, flows as the evaporator below. The one in that Not inconsiderable residual heat contained in condensed refrigerant is dissipated to the flow medium, e.g. air.
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gegeben und die Temperatur des kondensierten Kältemittels weiter abgesenkt. Dadurch werden zwei überraschende Effektiv erzielt. Zum einen liegt die Ausgangstemperatur des Kältemittels beim Entspannen im Expansionsventil und beim nachfolgenden Verdampfen im Verdampfer wesentlich niedriger alr> bei dem bekannten Klimagerät. Damit wird die· Temperatur der, Verdampfers gesenkt, so daß er dem ihn durchströmenden Medium, z.B. Luft, mehr Wärme entziehen kann und dieses stärker gekühlt wird. Zum anderen geht diese im Wärmetauscher an das Medium, z.B. Luft, abgegebene Restwärme nicht verloren, sondern wird nachfolgend im Verdampfer an das Kältemittel zurückgegeben. Dadurch wird einerseits ermöglicht, das Klimagerät mit Außenluft als Medium selbst noch in tiefen Minustemperaturen als Wärmepumpe zu betreiben und der kalten Außenluft Wärme zu entziehen, und andererseits eine beträchtliche Energierückgewinnung aus dem Kältemittelkreislauf selbst erzielt.given and the temperature of the condensed refrigerant is further reduced. This makes two surprising things effective achieved. On the one hand, there is the starting temperature of the refrigerant significantly lower alr> when releasing pressure in the expansion valve and subsequent evaporation in the evaporator in the known air conditioner. The temperature of the The evaporator is lowered so that it can extract more heat from the medium flowing through it, e.g. air, and this more is cooled. On the other hand, the residual heat given off to the medium, e.g. air, in the heat exchanger is not lost, but is subsequently returned to the refrigerant in the evaporator. This on the one hand enables the air conditioner with outside air as the medium, it can be operated as a heat pump even at low temperatures and the cold Extract heat from the outside air and, on the other hand, considerable energy recovery from the refrigerant circuit achieved himself.
Dies läßt sich an einem Beispiel verdeutlichen. Bei einer Kondensationstemperatur des komprimierten Kältemittels im Kondensator von ca. 550C .hat das dem Wärmetauscher zugeführte Kältemittel eine Resttemperatur von ca. 40 C. Bei entsprechender Zufuhr von kalten AuBenluftmnngen, deren Temperatur beispielsweise unter O0C liegen kann, kann die Temperatur des Kältemittels im Wärmetauscher praktisch bis auf die Temperatur der den Wärmetauscher durchströmenden Außenluft heruntergekühlt werden, so daß die anschließende Ausgangstemperatur des Kältemittels beim Verdampfen in dem Verdampfer, die sogenannte Verdampfungstemperatur, etwa gleich der Temperatur der Außenluft ist. Die zusätzliche Energiegewinnung bei dem als Wärmepumpe betriebenen Klimagerät gegenüber einer herkömmlichen Wärmepumpe ist somit beträchtlich. Damit wird also sowohl der Wirkungsgrad des Klimagerätes wesentlich verbessert als auch die Verwendung dos Klimageräts als Wärmepumpe, die auch in unseren geographischen Breitengraden im Winter wirtschaftlich betrieben werden kann, ermöglicht.Das als Wärmepumpe betriebene Klimagerät arbeitet selbst bei Temperaturen von -100C noch mit Energiegewinn aus der Umgebungsluft.This can be illustrated with an example. At a condensation temperature of the compressed refrigerant in the condenser of about 55 0 C fed to the heat exchanger refrigerant .hat a residual temperature of approximately 40 C. In a corresponding supply of cold AuBenluftmnngen whose temperature can be, for example, below 0 ° C, the temperature of the can Refrigerant in the heat exchanger are practically cooled down to the temperature of the outside air flowing through the heat exchanger, so that the subsequent starting temperature of the refrigerant when evaporating in the evaporator, the so-called evaporation temperature, is approximately equal to the temperature of the outside air. The additional energy generation with the air conditioner operated as a heat pump compared to a conventional heat pump is therefore considerable. This significantly improves the efficiency of the air conditioner and enables the air conditioner to be used as a heat pump, which can also be operated economically in our geographical latitudes in winter. The air conditioner operated as a heat pump still works even at temperatures of -10 0 C. Energy gain from the ambient air.
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BBsonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 3 - 10, jeweils einzeln oder in Kombination miteinander. Durch diese Maßnahmen bleibt der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Klimagerätes auch bei relativ feuchter, den Verdampfer durchströmenden Außenluft und bei niedrigen Außentemperaturen unverändert gut. Die Energie zum Enteisen des Verdampfers wird dem Kältemittelkreislauf selbst entnommen, so daß zusätzliche Energiequellen, wie bei dem bekannten, eingangs beschriebenen Luftkühler entfallen. Der erforderliche Energieaufwand zum Enteisen des Verdampfers ist wesentlich geringer als bei dem bekannten Luftkühler, zumal die über den Heiz-Wärmetauscher dem Kältemittelkreislauf entzogene Energie diesen nach Wiedereinschalten des Verdichters wieder zugeführt wird. Der Energieaufwand beträgt etwa nur 1/10 derjenigen Energie, die bei allen bisher bekannten Verfahren zum Enteisen des Verdampfers erforderlich war. Durch die Maßnahmen gemäß den Ansprüchen 7-9 kann der Abtauprozeß vollautomatisch durchgeführt werden, ohne daß eine überwachung des Klimagerätes und ein gesonderter Eingriff in das Klimagerät notwendig wären.BB particularly advantageous embodiments of the invention result from claims 3 - 10, each individually or in combination with one another. Through these measures remains the efficiency of the air conditioner according to the invention also at relatively humid outside air flowing through the evaporator and unchanged good at low outside temperatures. the Energy for defrosting the evaporator is taken from the refrigerant circuit taken itself, so that additional energy sources, as in the known air cooler described above, are omitted. The amount of energy required to de-icing of the evaporator is much smaller than with the known air cooler, especially since the one via the heating heat exchanger Energy withdrawn from the refrigerant circuit is fed back into it after the compressor has been switched on again. The energy expenditure is only about 1/10 of that Energy that was required in all previously known methods for defrosting the evaporator. Through the action According to claims 7-9, the defrosting process can be carried out fully automatically without monitoring the Air conditioner and a separate intervention in the air conditioner would be necessary.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 11, insbesondere in Verbindung mit den Ausführungsformen gemäß den Ansprüchen 12 und 13. Durch diese Maßnahmen wird der Wirkungsgrad des Klimagerätes wesentlich gesteigert. Die Verlustleistungen aus dem Elektromotor und dem Zylinderkopf des Verdichters betragen etwa 20 - 25 % der zugeführten Energie. Diese Verlustleistung wird vollständig dem Kältemittelkreislauf über den erfindungsgemäßen Zusatz-Wärmetauschar wieder zugeführt, ohne daii das mögliche Fördervolumen des Verdichters hierdurch reduziert wird.A particularly advantageous embodiment of the invention results from claim 11, in particular in connection with the embodiments according to claims 12 and 13. By these measures will significantly increase the efficiency of the air conditioner. The power losses from the electric motor and the cylinder head of the compressor make up about 20 - 25% of the supplied energy. This power loss is completely the refrigerant circuit via the invention Additional heat exchangers are fed back in without the possible delivery volume of the compressor being reduced as a result will.
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Bei hermetischen bzw. halbhermetischen Kälte 'erdichtern oder Kältekompressaren war es bisher bekannt, die Verlustleistung unmittelbar an das gasförmige, dem Verdichter zuströmende Kältemittel abzugeben. Durch diese Wärmeaufnahme unmittelbar vor dem Verdichten wird das Fördervolumen des Verdichters verkleinert. Bei dem erfindungsgemäßen Klimagerät hingegen wird die Verlustleistung im Verdichter oder Kompressor nicht unmittelbar an das gasförmige Kältemittel abgegeben, sondern von dem den Zylinderkopf des Verdichters durchströmenden Motorkühlöl aufgenommen. Das Motorkühlöl gibt seinerseits die aufgenommene Wärme in dem Zusatz-Wärmetauscher an das diesen durchströmende Medium, z.B. Luft, ab. Die aufgewärmte Luft wird in dem Verdampfer wieder gekühlt, so daß die gesamte Verlustleistung von Motor und Verdichter wieder von dem Verdampfer aufgenommen und in nutzbringende Energie umgewandelt wird. Da durch diesen Vorgang das gasförmige Kältemittel im Verdampfer bei weitem nicht auf eine so hohe Temperatur aufgeheizt wird, wie bei der bekannten unmittelbaren Abgabe der Verdichterverlustleistung an das dem Verdichter zuströmende; gasförmige Kältemittel, wird das mögliche Fördervolumen de^ Verdichters auch nicht oder nur geringfügig reduziert. Dies bedeutet, daß im Gegensatz zu den bekannten halbhermetischen oder vollhermetischen Kältekompressoren das Fördervolumen des Verdichters bei abnehmenden Außentemperaturen - wie erforderlich - noch gesteigert werden kann.In the case of hermetic or semi-hermetic cold 'seal or Refrigeration compressors were previously aware of the power loss directly to the gaseous refrigerant flowing into the compressor. Directly through this heat absorption before compression is the delivery volume of the compressor scaled down. In the case of the air conditioner according to the invention, however the power loss in the compressor or compressor is not released directly to the gaseous refrigerant, but from the one flowing through the cylinder head of the compressor Engine cooling oil added. The engine cooling oil, in turn, transfers the absorbed heat to the additional heat exchanger medium flowing through, e.g. air. The heated air is cooled again in the evaporator, so that the entire Power loss from the motor and compressor again from the evaporator is absorbed and converted into useful energy. Since this process causes the gaseous refrigerant in the Evaporator is nowhere near as high a temperature is, as in the known direct delivery of the compressor power loss to the flowing towards the compressor; gaseous refrigerants, the possible delivery volume de ^ Compressor not or only slightly reduced. This means that in contrast to the well-known semi-hermetic or fully hermetic refrigeration compressors, the delivery volume of the compressor with decreasing outside temperatures - as necessary - can still be increased.
Besonders vorteilhaft ist auch die Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 14, insbesondere in Verbindung mit Anspruch 15. Dadurch wird die allgemein begrenzte Lebensdauer des Verdichters beträchtlich erhöht, da in den Jahreszeiten mit höheren Außentemperaturen der Verdichter mit der kleinen Drehzahl betrieben werden kann und nur in dan Jahreszeiten mit tiefen Außentemperaturen die große Drehzahl zur Erhöhung des Fördervolumens eingeschaltet werden muß. Schon bei einem Verdichter mit zwei Drehzahlen, z.B. 700 und 1400 Umdrehungen/min hat sich gazeigt, daß die Lebensdauer das Verdichters beträchtlich ansteigt, sich nahezu verdoppelt.The embodiment of the invention is also particularly advantageous according to claim 14, in particular in conjunction with claim 15. This is the generally limited service life of the compressor increased considerably, since in the seasons with higher outside temperatures the compressor with the low speed can be operated and only in dan seasons With low outside temperatures, the high speed must be switched on to increase the delivery volume. Nice for a compressor with two speeds, e.g. 700 and 1400 Revolutions / min it has been shown that the service life is the Compressor increases considerably, almost doubles.
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Besonders vorteilhaft ist dabei den als Induktionsmotor ausgebildeten Elektromotor mit zwei getrennten Wicklungen für jeweils eine Drehzahlstufe zu versehen. Hierdurch ändert sich bei Drehzahländerung des Motors auch im gleichen Verhältnis seine Leistungsaufnahme. Im Gegensatz zu der bisher bekannten Üalanderschaltung wirkt sich daher die Drehzahlreduzierung nicht ungünstig auf den Wirkungsgrad des Klimagerätes aus. Die Aufnahmeleistung des Induktionsmotors paßt sich automatisch an die neue Drehzahlstufe an. Darüber hinaus tritt der weitere Vorteil auf, daß beim Einschalten des Verdichters immer zuerst die kleine Drehzahlstufe eingeschaltet und erst anschließend auf die höhere Drehzahlstufe umgeschaltet wird. Dadurch reduzieren sich bei Anlauf des Verdichters auftretende Druckänderungen, so daß auf teuere Anlaufentlastungen im Kältemittelkreislauf verzichtet werden kann.The one designed as an induction motor is particularly advantageous To provide the electric motor with two separate windings for one speed each. This changes If the engine speed changes, its power consumption also changes in the same ratio. In contrast to the previous one known Üalander circuit therefore the speed reduction does not have an adverse effect on the efficiency of the air conditioner the end. The input power of the induction motor automatically adapts to the new speed level. About that In addition, there is the further advantage that when the compressor is switched on, the low speed level is always switched on first and only then is it switched to the higher speed level. This reduces when starting pressure changes occurring in the compressor, so that there is no need for expensive start-up reliefs in the refrigerant circuit can be.
Durch das Abführen der im Elektromotor und im Verdichter entstehenden Verlustleistungen über den im Verdampfer zugeordneten Zusatz-Wärmetauscher ist es mögliöh, den Motor wesentlich besser auszunützen, wodurch das Bauvolumen des Aggregates Verdichter/Elektromotor wesentlich verringert werden kann.By dissipating the in the electric motor and in the compressor Power losses over the assigned in the evaporator Additional heat exchanger is possible to make the engine essential better use, whereby the structural volume of the compressor / electric motor unit can be significantly reduced.
Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen. Hierdurch haben jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindurigswesentlich offenbart zu gelten.The full text of the claims is above alone not reproduced in order to avoid unnecessary repetitions, but instead merely referred to by mentioning the claim number. As a result, however, everyone has These claim features are to be considered expressly disclosed at this point and essential to the invention.
Die Erfindurg ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsteispiels im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigt die Zt ichnung eine schematische Darstellung eines Klimageräte.1 , das insbesondere als Wärempumpe geeignet ist, mit welcher der Umgebungsluft Wärme entzogen werden kann.The invention is described in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing. The drawing shows a schematic representation of an air conditioner. 1 , which is particularly suitable as a heat pump with which heat can be extracted from the ambient air.
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Das Klimagerät weist in bekannter Weise einr η Kältemittelkreislauf 32 mit Verdichter 10, Kondensator 11, Expansionsventil 12 und Verdampfer 13 auf. Der Verdampfer 13 ist in einzelne Verdampferflächen 131, 132, 133 aufgeteilt, die im Kältemittelkreislauf 32 einander parallel geschaltet sind. Das im Expansionsventil 12 sich entspannende Kältemittel wird über einen Verteiler 33 auf die einzelnen Verdampferflächen 131-133 aufgeteilt und im Sarrrnler 14 wieder zusammengeführt. Der Verdichter 10 (auch Kompressor genannt) wird von einem als Induktionsmotor ausgebildeten Elektromotor 15 angetrieben. Der Elektromotor 15 weist zwei wahlweise einschaltbare Drehzahlstufen auf, die so ausgelegt sind, daß bei Drehzahlreduzierung auch eine Reduzierung der aufgenommenen Leistung erfolgt. Hierzu ist der polumschaltbar Induktionsmotor 15 mit zwei getrennten Wicklungen 16, 17 für eine kleine Drehzahl (z.B. 700 Umdrehungen/min) und für eine· hohe Drehzahl (z.B. 1400 Umdrehungen/min) versehen. Durch diese Art der Polumschaltung und damit der Drehzahlumschaltung ist sichergestellt, daß sich bei Drehzahlumschaltung im gleichen Verhältnis die Leistungsaufnahme des Motors ändert, der Wirkungsgrad des Motors also unabhängig von der eingeschalteten Drehzahlstufe im wesentlichen gleich gut bleibt.The air conditioner has a refrigerant circuit in a known manner 32 with compressor 10, condenser 11, expansion valve 12 and evaporator 13. The evaporator 13 is in individual Split evaporator surfaces 131, 132, 133, which are in Refrigerant circuit 32 are connected in parallel to one another. The refrigerant relaxing in the expansion valve 12 becomes divided over the individual evaporator surfaces 131-133 via a distributor 33 and brought together again in Sarrrnler 14. The compressor 10 (also called a compressor) is driven by an electric motor 15 designed as an induction motor. The electric motor 15 has two optionally switchable speed stages which are designed so that when the speed is reduced there is also a reduction in the power consumed. For this purpose, the pole-changing induction motor 15 is with two separate windings 16, 17 for a low speed (e.g. 700 revolutions / min) and for a high speed (e.g. 1400 revolutions / min). This type of pole switching and thus speed switching ensures that that when the speed is switched, the power consumption of the motor changes in the same ratio, the efficiency of the motor remains essentially the same regardless of the switched-on speed level.
Im Kältemittelkreislauf ist zwischen dem Kondensator 11 und dem Expansionsventil 12 ein dem Verdampfer 13 zugeordneter, vorzugsweise in diesen integrierter Wärmetauscher 18 angeordnet, der von dem Kältemittel durchströmt ist. Die den Verdampfer 13 durchströmende Luft, in der Zeichnung durch Pfeile symbolisiert, durchströmt auch den Wärmetauscher 18. Der Wärmetauscher 18 ist hierbei in Strömungsrichtung der Luft räumlich vor dem Verdampfer 13 mit seinen Verdampferflächen 131 - 133 und vorzugsweise parallel zu den letzteren angeordnet, so daß die zu dam Verdampfer 13 gelangende Luft zunächst den Wärmetauscher 18 durchstreicht und hier von dem Kältemittel im Wärmetauscher 18 abgegebene Wärme aufnimmt .In the refrigerant circuit, between the condenser 11 and the expansion valve 12, there is an evaporator 13, preferably arranged in this integrated heat exchanger 18 through which the refrigerant flows. The den Air flowing through evaporator 13, symbolized by arrows in the drawing, also flows through heat exchanger 18. The heat exchanger 18 is here in the flow direction of the air spatially in front of the evaporator 13 with its evaporator surfaces 131-133 and preferably arranged parallel to the latter, so that the air reaching the evaporator 13 first passes through the heat exchanger 18 and here absorbs the heat given off by the refrigerant in the heat exchanger 18 .
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Zwischen dem Verdichter 10 und dem Kondensator 11 ist noch ein von dem Kältemittel durchströmter Heiz-Wärmetauscher angeordnet, so daß der gesamte Kältemittelkreislauf 32 aus folgenden Elementen besteht, die in der genannten Reihenfolge durch Rohrleitungen miteinander verbunden sind: Verdichter 10, Heiz-Wärmetauscher 19, Kondensator 11, Wärmetauscher 18,Expansionsventil 12,Verteiler 33,Verdampfer 13 mit den parallelen Verdampferflächen 131 - 133 und Sammler 14. Das Kältemittel durchströmt diese Elemente in der genannten Reihenfolge, wie in der Zeichnung durch die Pfeilspitzen angedeutet istjund wird von dem Sammler 14 wiederum dem Verdichter 10 zugeführt.A heating heat exchanger through which the refrigerant flows is also located between the compressor 10 and the condenser 11 arranged so that the entire refrigerant circuit 32 consists of the following elements in the order mentioned are interconnected by pipes: compressor 10, heating heat exchanger 19, condenser 11, heat exchanger 18, expansion valve 12, manifold 33, evaporator 13 with the parallel evaporator surfaces 131-133 and collector 14. The Refrigerant flows through these elements in the order given, as indicated by the arrowheads in the drawing is indicated by the collector 14 in turn Compressor 10 supplied.
Der Heiz-Wärmetauscher 19 steht mit einem Heizmittelreservoir 20 in Wärmeaustausch, und zwar ist der Heiz-Wärmetauscher 19 im Heizmittelreservoir 20 selbst angeordnet und vom Heizmittel, das ein Wärmeöl, z.B. Glykol, sein kann, unmittelbar umspült. Das Heizmittelreservoir 20 ist Teil eines geschlossenen Heizmittelkreislauf 22, in welchem ein weiterer Wärmetauscher 21 angeordnet ist. Der van dem Heizmittel durchströmte weitere Wärmetauscher 21 ist ebenfalls dem Verdampfer 13 zugeordnet, vorzugsweise in diesem integriart, und steht in Wärmeaustausch mit diesem. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel weist der weitere Wärmetauscher 21 zwei Wärmetauscherflächen 211 und 212 auf, die zwischen den drei Verdampferflächen 131 - 133 und parallel zu diesen angeordnet sind. Auf diese Weise können alle Verdampferflächen 131 - 133 über die Wärmetauscherflachen 211 und 212 mit Wärme beaufschlagt werden. Im Heizmittelkreislauf 22 ist eine Umwälzpumpe 23 und ein Magnetventil 24 angeordnet. Die Ein-jÄusschaltung der Umwälzpumpe 23 und die Ansteuerung des Magnetvnetils 24 erfolgt über einen Steuerschalter 25, über welchen auch gleichzeitig der Elektromotor 15 ein- und ausgeschaltet werden kann. Der Steuerschalter 25 ist dabei so ausgebildet, daß bei Einschalten der Umwälzpumpe 23 und bei gleichzeitigem Einschalten des Magnetventils 24 der Elektromotor 15 und damit der Ver-The heating heat exchanger 19 is provided with a heating medium reservoir 20 in heat exchange, namely the heating heat exchanger 19 is arranged in the heating medium reservoir 20 itself and the heating medium, which can be a heating oil, e.g. glycol, immediately washed around. The heating medium reservoir 20 is part of a closed heating medium circuit 22, in which a further heat exchanger 21 is arranged. The further heat exchanger 21 through which the heating medium flows is likewise assigned to the evaporator 13, preferably integrated in this, and is in heat exchange with it. In the exemplary embodiment described here, the further heat exchanger 21 two heat exchanger surfaces 211 and 212, which between the three evaporator surfaces 131-133 and parallel to these are arranged. In this way, all evaporator surfaces 131 - 133 over the heat exchanger surfaces 211 and 212 are applied with heat. A circulating pump 23 and a solenoid valve 24 are arranged in the heating medium circuit 22. The on-jÄusschalt the circulation pump 23 and the The solenoid valve 24 is controlled via a control switch 25, via which the electric motor 15 can also be switched on and off at the same time. The control switch 25 is designed so that when the circulation pump 23 is switched on and when the Solenoid valve 24 of the electric motor 15 and thus the
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dichter 10 abgeschaltet wird und umgekehrt. Der Steuerschalter 25 wird von einer Druckmeßdose 26, die im Ausströmbereich der Luft aus dem Verdampfer 13 angeordnet ist, derart gesteuert, daß die Umwälzpumpe 23 und das Magnetventi1 24 in Abhängigkeit von dem Druck der aus dem Verdampfer 13 ausströmenden Luft ein- bzw. abgeschaltet werden, und zwar derart, daß die normalerweise abgeschaltete Umwälzpumps 2't und das normalerweise geöffnete, den HeizmiItelkreislauf ?1 sperrende Magnetventil 24 bei Unterschreiten eines vorgegebenen Druckwertes der aus dem Verdampfer 13 ausströmenden Luft einschaltet bzw. öffnet. Es ist auch möglich, den Steuerschalter 25 mit einem Zeitglied zu versehen, das nach Ansteuerung des Steuerschalters 25 durch die Druckmeßdose 26 und damit der Abschaltung des Elektromotors 15, der Einschaltung der Umwälzpumpe 23 und dem Schließen des Magnetventils 24 die Umsteuerung des Steuerschalters 25 vornimmt, wodurch die Umwälzpumpe 23 wieder abgeschaltet, das Magnetventil 24 wieder geöffnet und der Elektromotor 15 mit Verdichter 10 wieder eingeschaltet wird.denser 10 is switched off and vice versa. The control switch 25 is of a pressure cell 26, which is arranged in the outflow area of the air from the evaporator 13, in such a way controlled that the circulation pump 23 and the solenoid valve 24 can be switched on or off as a function of the pressure of the air flowing out of the evaporator 13, namely such that the normally switched off circulation pumps 2't and the normally open heating circuit? 1 blocking solenoid valve 24 when the pressure value flowing out of the evaporator 13 falls below a predetermined pressure value Air switches on or opens. It is also possible to provide the control switch 25 with a timer that follows Activation of the control switch 25 by the pressure measuring cell 26 and thus the switching off of the electric motor 15, the switching on the circulation pump 23 and the closing of the solenoid valve 24 reverses the control switch 25, whereby the circulation pump 23 is switched off again, the solenoid valve 24 is opened again and the electric motor 15 with compressor 10 is switched on again.
Dem Verdampfer 13 ist noch ein Zusatz-Wärmetauscher 27 zugeordnet, der mit diesem in Wärmeaustausch steht und von einer Kühlflüssigkeit für den Elektromotor 15 durchströmt wird. Der Zusatz-Wärmetauscher 27 ist dabei in Strömungsrichtung der Luft gesehen, ebenso wie der erste Wärmetauscher 18,vor dem Verdampfer 13 angeordnet. Dabei sind der erste Wärmetauscher 18 und der Zusatz-Wärmetauscher 27 räumlich übereinanderliegend angeordnet und überdecken in Strömungsrichtung der Luft gesehen die Vorderfläche des Verdampfers 13, liegen also unmittelbar vor der Verdampferfläche 131 und sind etwa mit dieser kongruent.The evaporator 13 is also assigned an additional heat exchanger 27, which is in heat exchange with the latter and a cooling liquid for the electric motor 15 flows through it will. The additional heat exchanger 27 is seen in the flow direction of the air, as is the first heat exchanger 18, arranged in front of the evaporator 13. Here are the first The heat exchanger 18 and the additional heat exchanger 27 are arranged spatially one above the other and overlap in the direction of flow Seen from the air, the front surface of the evaporator 13, that is, are immediately in front of the evaporator surface 131 and are roughly congruent with this.
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Die Kühlflüssigkeit bzw. das Kühlöl des Elektromotors 15 fließt in einem geschlossenen Kühlkreislauf 18 um, in welchem der Zusatz-Wärmetauscher 27 liegt und welcher über den Zylinderkopf 29 des Verdichters 10 geführt ist. Im Kühlkreislauf 2Θ ist dabei der Zylinderkopf 29 dem Elektromotor 15 nachgeschaltet, so daß die im Zylinderkopf 29 des Verdichters auftretenden erheblichen Oberhitzungsverluste von dem bereits im Elektromotor 15 durch dessen Verlustwärme aufgeheizten Kühläl noch zusätzlich aufgenommen werden können. Der Kühlkreislauf 28 kann zusätzlich noch über das Gehäuse des Verdichters 10 geführt sein.The cooling liquid or the cooling oil of the electric motor 15 flows around in a closed cooling circuit 18, in which the additional heat exchanger 27 is located and which is above the cylinder head 29 of the compressor 10 is performed. In the cooling circuit 2Θ, the cylinder head 29 is connected downstream of the electric motor 15, so that the considerable overheating losses occurring in the cylinder head 29 of the compressor from the already in the electric motor 15 can be additionally absorbed by the heat loss of the Kühläl heated up. The cooling circuit 28 can also be via the housing of the compressor 10 be performed.
Der Kondensator 11 ist in einem Flüssigkeitsreservoir, das hier als Wasserbehälter 30 ausgebildet ist, angeordnet und wird unmittelbar von der Flüssigkeit, hier Wasser, umspült. Der Flüssigkeitsbehälter ist an einen Wasserkreislauf 31 angeschlossen. Kaltes Wasser wird dem Wasserbehälter 30 zugeführt, von dem Kondensator 11 aufgewärmt und dem Wasserbehälter 30 wieder entnommen. Das aufgewärmte Wasser kann zum Betrieb von Fußbodenheizungen oder als Brauchwasser verwendet werden.The condenser 11 is in a liquid reservoir that is designed here as a water tank 30, arranged and is immediately washed around by the liquid, here water. The liquid container is connected to a water circuit 31 connected. Cold water is supplied to the water tank 30, warmed up by the condenser 11 and removed from the water tank 30 again. The heated water can be used for Operation of underfloor heating or used as domestic water.
Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Klimagerätes als Wärmepumpe ist wie folgt:The mode of operation of the air conditioning unit described above as a heat pump is as follows:
Das im Verdichter 10 komprimierte warme Kältemittel gelangt zunächst in den Heiz-Wärmetauscher 19. Wie vorstehend ausgeführt sind während des Betriebes des Verdichters 10 die Wärmepumpe 23 und das Magnetventil 24 im Heizmittelkreislauf 22 abgeschaltet. Das im Heizmittelreservoir 20 befindliche Heizmittel oder Wärmeöl ist nach kurzer Zeit auf die Temperatur des den Verdichter 10 verlassenden Kältemittels aufgeheizt, so daß letzteres an das Heizmittel keine weitere Wärme abgibt. Nach Verlassen des Heiz- Wärmetauschers 19 durchströmt das Kältemittel den Kondensator 11 und gibt einen Großteil seiner Wärmeenergie an das in den Wasserbehälter 30 einströmende Kaltwasser ab. Dadurch wird das Kalte-The warm refrigerant compressed in the compressor 10 arrives first in the heating heat exchanger 19. As stated above, during the operation of the compressor 10, the The heat pump 23 and the solenoid valve 24 in the heating medium circuit 22 are switched off. The one located in the heating medium reservoir 20 After a short time, the heating medium or heating oil is at the temperature of the refrigerant leaving the compressor 10 heated so that the latter does not give off any further heat to the heating means. After leaving the heating heat exchanger 19 the refrigerant flows through the condenser 11 and transfers a large part of its thermal energy to the water tank 30 incoming cold water. This will make the cold
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mittel beträchtlich abgekühlt und kondensiert. Die Temperatur des aus dem Kondensator 11 austretenden flüssigen Kältemittels beträgt aber immer noch je nach Kondsnsationstemperatur im Kondensator 11 ca. 35 - 400C. Das flüssige Kältemittel durchströmt nunmehr den Wärmetauscher 18 und gibt einen wesentlichen Teil seiner Wärme an die den Wärmetauscher 18 durchströmende Luft ab. Die Luft, die mittels Ventilatoren unmittelbar aus der freien Umgebung angesaugt wird und eine der Außentemperatur entsprechende Temperatur aufweist, erwärmt sich.medium considerably cooled and condensed. The temperature exiting the condenser 11 the liquid refrigerant is still depending on Kondsnsationstemperatur in the capacitor 11 approximately 35-40 0 C. The liquid refrigerant flows through now to the heat exchanger 18 and is a substantial part of its heat to the heat exchanger 18 by the air flowing away. The air, which is sucked in directly from the open environment by fans and has a temperature corresponding to the outside temperature, heats up.
Die beim Betrieb des Verdichters 10 im Zylinderkopf 29 anfallende überhitzungswärme und die Verlustleistung des Induktionsmotors 15 werden von der Kühlflüssigkeit oder dem Kühlöl im Elektromotor 15 und im Zylinderkopf 29 des Verdichters 10 aufgenommen und in dem geschlossenen Kühlkreislauf 28 dem Zusatz-Wärmetauscher 27 zugeführt. Hier gibt die Kühlflüssigkeit einen beträchtlichen Teil ihrer Wärme an die von außen hindurchströmende Luft ab und kühlt sich entsprechend ab.The accumulating in the operation of the compressor 10 in the cylinder head 29 overheating and the power dissipation of the induction motor 15 are of the cooling liquid or the cooling oil in the electric motor 15 and in the cylinder head 29 of the Compressor 10 received and fed to the additional heat exchanger 27 in the closed cooling circuit 28. Here are the Cooling liquid transfers a considerable part of its heat to the air flowing through from the outside and cools down accordingly away.
Die durch den Wärmetauscher 18 und durch den Zusatz-Wärmetauscher 27 zusätzlich erwärmte Außenluft durchströmt den Verdampfer 13.The outside air additionally heated by the heat exchanger 18 and by the additional heat exchanger 27 flows through the Evaporator 13.
Das im Wärmetauscher 18 weiter abgekühlte Kältemittel wird nunmehr dem Expansionsventil 12 zugeführt. Hi ?r wird das Kältemittel entspannt und strömt über den Verteiler 33 in die Verdampferflächen 131-133 des Verdampfers 13 ein. Durch die Expansion wird die Temperatur des bereits durch den Wärmetauscher 18 auf eine sehr niedrige Verdampfungstemperatur abgekühlten Kältsmittels weiter beträchtlich abgesenkt. Das Kältemittel ist damit imstande der den Verdampfer 13 durchströmenden Luft einen beträchtlichen Teil ihrer Wärmeenergie zu entziehen. Das Kältemittel erwärmt sich dabei und strömt als Gas in den Sammler 14. Von hier aus wird es dem Verdichter 10 zugeführt, der das gasförmige Kältemittel wieder unter be-The refrigerant further cooled in the heat exchanger 18 is now fed to the expansion valve 12. Here is the refrigerant relaxes and flows into the evaporator surfaces 131-133 of the evaporator 13 via the distributor 33. The expansion will the temperature of the refrigerant which has already been cooled by the heat exchanger 18 to a very low evaporation temperature further reduced considerably. The refrigerant is thus capable of the air flowing through the evaporator 13 to withdraw a considerable part of their heat energy. The refrigerant heats up and flows in as a gas the collector 14. From here it is fed to the compressor 10, which again takes the gaseous refrigerant under
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trächtlicher Temperatursteigerung komprimiert. Der Kreislauf beginnt von neuem.significant increase in temperature. The circulation starts all over again.
Bei diesem Klimagerät wird aus dem Kältemittelkreislauf 32 ein erheblicher Energieanteil zurückgewonnen. Z. B. betragen dii; Verlustleistungen in dem Elektromotor 15 und in dem Zylinderkopf 29 des Verdichters 10 bereits etwa 20 - 25 % der zugeführten Energie. Diese Verlustleistung wird fast total über den Zusatz-Wärmetauscher 27 und den Verdampfer 13 dem Kältemittel zugeführt und kann im Kodensator 11 in nutzbringende Heizenergie umgewandelt werden. Darüber hinaus wird die beträchtliche Restwärme, die das den Kondensator 11 mit einer Temperatur von ca. 35 - 400C verlassende Kältemittel aufweist über den Wärmetauscher 18 und den Verdampfer 13 ebenfalls dem Kältemittel zugeführt. Wesentlich ist dabei aber, daB durch den Verdampfer 18 die Verdampfungstemperatur des Kältemittels wesentlich erniedrigt wird, so daB das gasförmige Kältemittel im Verdampfer 13 in die Lage versetzt wird,selbst bei niedrigen Temperaturen der den Verdampfer 13 durchströmenden Außenluft noch einen beträchtlichen Anteil an Wärmeenergie zu erzielen. Das als Wärmepumpe arbeitende Klimagerät kann selbst bei Minustemperaturen der AuBenluft noch wirtschaftlich betrieben werden.In this air conditioner, a considerable amount of energy is recovered from the refrigerant circuit 32. For example, dii; Power losses in the electric motor 15 and in the cylinder head 29 of the compressor 10 are already about 20-25% of the energy supplied. Almost all of this power loss is fed to the refrigerant via the additional heat exchanger 27 and the evaporator 13 and can be converted into useful heating energy in the capacitor 11. Having leaving 40 0 C refrigerant via the heat exchanger 18 and the evaporator 13 is also supplied to the refrigerant - In addition, the considerable residual heat that the capacitor 11 having a temperature of approximately 35 is. It is essential, however, that the evaporator 18 significantly lowers the evaporation temperature of the refrigerant so that the gaseous refrigerant in the evaporator 13 is able to generate a considerable amount of thermal energy even at low temperatures of the outside air flowing through the evaporator 13 . The air conditioning unit, which works as a heat pump, can still be operated economically even when the outside air is below freezing.
Bei Abkühlung der feuchten, den Verdampfer 13 durchströmenden AuBenluTt auf Temperaturen unter den Gefrierpunkt besteht allerdings die bekannte Gefahr des Vereisens des Verdampfers. Durch die Eisbildung nimmt die Kühlleistung bei zunehmendem Luftwiderstand ab. Sobald der Druck der auf der in Luf tströi lungsrichtung gesehenen Rückseite des Verdampfers 13 unter einen bestimmten Druckwert absinkt, gibt die DruckmeBdose 26 ein entsprechendes Steuersignal an den Steuerschalter 15. Dieser schaltet den Elektromotor 15 aus, erregt das Magnetventil 24, so daB dieses aus seiner in der Zeichnung dargestellten Qffenstellung· in seine Schließstellung übergeht und schaltet die Umwälzpumpe 23 ein. Damit wird Heizmittel aus dem Heizmittelreservoir 20 in den weiteren Wärmetauscher 21 gepumpt und durchströmt hier die Wärmetauscharflächen 211When the moist external air flowing through the evaporator 13 cools down to temperatures below freezing point however, there is the well-known risk of the evaporator icing up. The cooling capacity increases due to the formation of ice increasing air resistance. As soon as the pressure on the The rear side of the evaporator 13, seen in the air flow direction, drops below a certain pressure value 26 sends a corresponding control signal to the control switch 15. This switches off the electric motor 15 and is energized the solenoid valve 24, so that it passes from its open position shown in the drawing into its closed position and switches on the circulation pump 23. In this way, heating medium is transferred from the heating medium reservoir 20 to the further heat exchanger 21 and flows through the heat exchange surfaces 211 here
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und 212, um dann in das Heizmittelreservoir zurückzukehren. Das Heizmittel hat die gleiche Temperatur wit: das aus dßm Verdichter ausströmende komprimierte gasförmige Kältemittel, etwa BO - 7O0C. Die Wärmetauscherflächen 211 und 212 strahlen Wärme an die Verdampferflächen 131 - 133 ab, so daß das sich hier abgesetzte Eis allmählich abgetaut wird. Bei stark vereistem Verdampfer 13 dauert der Abtauprozeß ca. 5-10 min. Mit Abtauen der Verdampferflächen 131 - 133 verringert sich der Luftwiderstand des Verdampfers 13 und der Luftdruck im Kaltluftbereich,also an der Rückseite des Verdampfers 13, nimmt wieder zu. Damit wird wiederum ein Signal von der DruckmeBdose 26 an den Steuerschalter 25 gegeben. Dieser schaltet die Umwälzpumpe 23 ab, unterbricht die Stromzuführung zu dem Magnetventil 24, so daß dieses abfällt und seine in der Zeichnung dargestellte Offenstellung einnimmt,und schaltet den Elektromotor 15 wieder ein. Die Abschaltung der Umwälzpumpe; 23,des Magnetventils 24 und die Einschaltung des Elektromotors 15 kann auch mittels eines Zeitgliedes erfolgen, das mit Ansteuern des Steuerschalters 25 durch die Druckmeßdose 26 eingeschaltet wird. Sobald der Verdichter 10 anläuft, setzt der vorstehend beschriebene Kältemittelkreislauf 32 wieder ein, wobei zugleich die Temperatur des Heizmittels im Heizmittelreservojr 20 auf die Temperatur des aus dem Verdichter 10 ausströmenden komprimierten Kältemittels aufgeheizt wird.and 212 to then return to the heating medium reservoir. The heating means has wit the same temperature: flowing out DSSM compressor compressed gaseous refrigerant, such as BO - 7O 0 C. The heat transfer surfaces 211 and 212 radiate heat to the evaporator surfaces 131 - 133. so that the located remote here ice is gradually defrosted. If the evaporator 13 is heavily iced over, the defrosting process takes about 5-10 min. This in turn sends a signal from the pressure cell 26 to the control switch 25. This switches off the circulating pump 23, interrupts the power supply to the solenoid valve 24, so that it drops out and assumes its open position shown in the drawing, and switches the electric motor 15 on again. Switching off the circulation pump; 23, the solenoid valve 24 and the switching on of the electric motor 15 can also take place by means of a timing element which is switched on when the control switch 25 is activated by the pressure measuring cell 26. As soon as the compressor 10 starts up, the refrigerant circuit 32 described above starts again, the temperature of the heating medium in the heating medium reservoir 20 being heated to the temperature of the compressed refrigerant flowing out of the compressor 10 at the same time.
Der Energieaufwand zum stetigen Eisfreihalten des Verdampfers 13 ist wesentlich geringer als bei bekannten Klimageräten, zumal diese Energie aus dem von dem Kältemittel selbst aufgeheizten Heizmittelreservoir entnommen wird und nach Arbeitsbeginn des Verdichters 10 dem Kältemittel wieder zugeführt wird. Der hierfür erforderliche Energieaufwand beträgt nur etwa 1/10 des Energieaufwands bei bekannten Klimabzw. Kühlgeräten.The energy required to keep the evaporator free of ice 13 is significantly less than in known air conditioning units, especially since this energy comes from that which is heated by the refrigerant itself Heating medium reservoir is removed and is supplied to the refrigerant again after the compressor 10 has started working. The energy expenditure required for this is only about 1/10 of the energy required with known Klimabzw. Refrigerators.
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Das vorstehend beschriebene Klimagerät kann nicht nur als Wärmepumpe sondern auch als Kühlgerät verwendet werden.The air conditioner described above can be used not only as a heat pump but also as a cooling device.
Hierbei kann entweder die den Verdampfer verlassende abgekühlte Luft direkt in einen zu kühlenden Raum eingeblasen werden oder aber einem weiteren Wärmetauscher zugeführt werden, in welchem ein Wärmeaustausch zwischen der gekühlten Luft und einam Kühlgut stattfindet.Here, either the cooled air leaving the evaporator can be blown directly into a room to be cooled or are fed to a further heat exchanger in which a heat exchange between the cooled Air and one on the refrigerated goods.
Das vorstehend beschriebene Klimagerät zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad und große Wirtschaftlichkeit aus. Es kann selbst in unseren geographischen Breiten in Wintertagen als Wärmepumpe mit guter Effizienz betrieben werden. Dabei ist es möglich, sogar der AuBenluft,deren Temperatur unter dem Gefrierpunkt liegt, noch Wärme zu entziehen und diese für Heizzwecke nutzbar zu machen. Allerdings ist es notwendig, im Winterbetrieb bei niedrigen Außentemperaturen den Elektromotor 15 in der höchsten Drehzahlstufe zu betreiben, um somit das Fördervolumen des Verdichters 10 zu steigern. Das Klimagerät benötigt keine zusätzlichen Energiequellenz.B. zum Abtauen des Verdampfers 13. Lediglich zur Steigerung der Effizienz des Klimagerätes müssen besonders angetriebene Ventilatoren vorgesehen werden, um genügend große Luftmengen der Außenluft durch den Verdampfer 13 mit den Wärmetauschern 1B und 27 zu blasen. Das Klimagerät läuft vollautomatisch und bedarf keiner Überwachung und Wartung.The air conditioner described above is characterized by a high degree of efficiency and great economy. Even in our geographical latitudes, it can be operated as a heat pump with good efficiency on winter days. It is possible, even the outside air, its temperature is below freezing point to extract heat and make it usable for heating purposes. However it is necessary to operate the electric motor 15 at the highest speed level in winter operation at low outside temperatures, in order thus to increase the delivery volume of the compressor 10. The air conditioner does not require any additional energy sources, e.g. to defrost the evaporator 13. Only to increase the efficiency of the air conditioner need specially driven Fans are provided to sufficiently large amounts of air from the outside air through the evaporator 13 with the Blow heat exchangers 1B and 27. The air conditioner runs fully automatically and does not require any monitoring or maintenance.
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Priority Applications (5)
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| CH769680A CH649371A5 (en) | 1979-11-17 | 1980-10-15 | Air-conditioning device |
| FR8023117A FR2469679A1 (en) | 1979-11-17 | 1980-10-29 | AIR CONDITIONING APPARATUS, PARTICULARLY HEAT PUMP |
| BE0/202797A BE886168A (en) | 1979-11-17 | 1980-11-14 | AIR CONDITIONING APPARATUS, PARTICULARLY HEAT PUMP |
Applications Claiming Priority (1)
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| Publication Number | Publication Date |
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| DE2946466C2 DE2946466C2 (en) | 1985-02-21 |
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| FR (1) | FR2469679A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6942160B2 (en) * | 2002-07-17 | 2005-09-13 | Fujikoki Corporation | Expansion valve |
| EP2119985A2 (en) | 2006-07-05 | 2009-11-18 | Markus Kroll | Tempering unit on a heat pump basis |
| DE102015008325A1 (en) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | Voss Automotive Gmbh | Device and method for deicing a heat exchanger in the evaporator operation of a refrigeration system and vehicle with such a device |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2901015A1 (en) * | 2006-05-12 | 2007-11-16 | Goff Michel Paul Marcel Le | Water/air heat pump for refrigerating unit, has hot battery placed in upstream of cold battery with respect to direction of air, where cold battery is heated by thermal conductivity effect due to hot battery |
| FR2927985A1 (en) * | 2008-02-22 | 2009-08-28 | Orhan Togrul | Ice formation preventing method for heat pump, involves injecting energy on condenser or evaporator by joule effect/ionization for preventing condenser or evaporator from being frozen, and regulating hydraulic/refrigerated flow's direction |
| EP3290827A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-07 | Vaillant GmbH | Defrosting without reversing refrigerant cycle |
| CN108204689A (en) * | 2016-12-19 | 2018-06-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | Air-cooled cryogenic refrigerating system and its control method, device |
| CN109654796B (en) * | 2018-12-07 | 2021-04-20 | 济南月宫冷冻设备有限公司 | Energy-saving refrigerating device |
| CN113218099A (en) * | 2021-04-01 | 2021-08-06 | 湖南雅立科技开发有限公司 | Gas treatment method and system for heat recovery or defrosting by using refrigerant |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3024619A (en) * | 1960-09-08 | 1962-03-13 | Carrier Corp | Heat pump system |
| US3240028A (en) | 1963-04-26 | 1966-03-15 | Howard W Redfern | Heat pump defrosting system |
| US3798920A (en) * | 1972-11-02 | 1974-03-26 | Carrier Corp | Air conditioning system with provision for reheating |
| US3978684A (en) | 1975-04-17 | 1976-09-07 | Thermo King Corporation | Refrigeration system |
| DE2554313A1 (en) * | 1975-12-03 | 1977-06-16 | Licentia Gmbh | Heat pump with compressor and heat exchanger - has bypass evaporator connected to compressor for utilising compressor heat |
| US4102151A (en) | 1976-04-20 | 1978-07-25 | Kramer Trenton Company | Hot gas defrost system with dual function liquid line |
-
1979
- 1979-11-17 DE DE19792946466 patent/DE2946466C2/en not_active Expired
-
1980
- 1980-10-15 CH CH769680A patent/CH649371A5/en not_active IP Right Cessation
- 1980-10-29 FR FR8023117A patent/FR2469679A1/en active Granted
- 1980-11-14 BE BE0/202797A patent/BE886168A/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3024619A (en) * | 1960-09-08 | 1962-03-13 | Carrier Corp | Heat pump system |
| US3240028A (en) | 1963-04-26 | 1966-03-15 | Howard W Redfern | Heat pump defrosting system |
| US3798920A (en) * | 1972-11-02 | 1974-03-26 | Carrier Corp | Air conditioning system with provision for reheating |
| US3978684A (en) | 1975-04-17 | 1976-09-07 | Thermo King Corporation | Refrigeration system |
| DE2554313A1 (en) * | 1975-12-03 | 1977-06-16 | Licentia Gmbh | Heat pump with compressor and heat exchanger - has bypass evaporator connected to compressor for utilising compressor heat |
| US4102151A (en) | 1976-04-20 | 1978-07-25 | Kramer Trenton Company | Hot gas defrost system with dual function liquid line |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DE-AN T4489 17a/21 vom 3.1.52 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6942160B2 (en) * | 2002-07-17 | 2005-09-13 | Fujikoki Corporation | Expansion valve |
| EP2119985A2 (en) | 2006-07-05 | 2009-11-18 | Markus Kroll | Tempering unit on a heat pump basis |
| DE102015008325A1 (en) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | Voss Automotive Gmbh | Device and method for deicing a heat exchanger in the evaporator operation of a refrigeration system and vehicle with such a device |
| WO2016206816A1 (en) | 2015-06-26 | 2016-12-29 | Voss Automotive Gmbh | Device and method for deicing a heat exchanger in evaporator operation of a cooling system and vehicle having such a device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2946466C2 (en) | 1985-02-21 |
| BE886168A (en) | 1981-03-02 |
| FR2469679B3 (en) | 1983-08-12 |
| CH649371A5 (en) | 1985-05-15 |
| FR2469679A1 (en) | 1981-05-22 |
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