DE3018706A1

DE3018706A1 - HEAT PUMP

Info

Publication number: DE3018706A1
Application number: DE19803018706
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Phys. 5800 Hagen Meckel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1980-05-16
Filing date: 1980-05-16
Publication date: 1981-11-26
Also published as: FR2482711A1; GB2077407A

Description

V O L K S W A G E N W E R KV O L K S W A G E N W E R K

AKTIENGESELLSCHAFTSHARED COMPANY

3180 Wolfsburg3180 Wolfsburg

- 2 K 2903/1702-pt-hu-sa 13. Mai 1980- 2 K 2903/1702-pt-hu-sa May 13, 1980

Heat pump ■

Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a heat pump according to the preamble of the patent claim 1.

Bei Zulufttemperaturen unter etwa 8° C und hoher relativer Luftfeuchtigkeit kann eine Vereisung des Verdampfers auftreten, die die Wirkungsweise der Wärmepumpe zumindest stark beeinträchtigt.At supply air temperatures below approx. 8 ° C and high relative humidity the evaporator may freeze, which would affect the heat pump's operation at least severely impaired.

Der -Erfindung liegt demgemäß- die- Aufgabe zugrunde, eine Wärmepumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß bei geringem zusätzlichen Aufwand in kurzer Zeit ein Abtauen des Verdampfers erzielt werden kann.The invention is accordingly based on the problem of creating a heat pump in accordance with the preamble of claim 1 so that with little additional A defrosting of the evaporator can be achieved in a short time.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung der definierten Aufgabe ist in dem geringen Aufwand zu sehen, der im wesentlichen nur aus einer direkten Verbindungsleitung zwischen dem Austreiber bzw. dem Kompressor einerseits und dem Verdampfer andererseits nebst zwei Ventilen besteht, die gegebenenfalls auch zusammengefaßt sein können.The inventive solution to this problem is characterized by the features of claim 1. An advantage of the inventive solution of the defined Task is to be seen in the low cost, which essentially consists only of a direct connection line between the expeller or the Compressor on the one hand and the evaporator on the other hand, along with two valves, which can optionally also be combined.

An dieser Stelle sei eingefügt, daß eine den Kondensator gleichsam umgehende Rückführungsleitung vom Ausgang eines Kompressors an sich aus derAt this point it should be added that one that bypasses the capacitor as it were Return line from the output of a compressor per se from the

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DE-OS 25 19 409, F24J 3/00, bekannt ist. Dort dient diese Leitung aber dazu, einen dem Verdampfer nach- und dem Kompressor vorgeschalteten Wärmetauscher mit Heißdampf zu versorgen, der dort kondensiert und dann einem dem Verdampfer vorgeschalteten Fließmittelbehälter für das Kältemittel zugeführt wird. Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist bei dieser bekannten Wärmepumpe also weder beabsichtigt noch tritt sie automatisch ein.DE-OS 25 19 409, F24J 3/00, is known. There, however, this line serves to to supply a heat exchanger downstream of the evaporator and upstream of the compressor with superheated steam, which condenses there and then to one of the Evaporator upstream fluid container for the refrigerant is supplied. The solution to the problem underlying the invention is in this known heat pump is neither intended nor does it occur automatically.

Zur Abrundung des Standes der Technik sei noch die DE-OS 27 36 434, F24J, .. 3/04, genannt, die eine Anordnung beschreibt, bei der in Abweichung von der Erfindung das Heißgas in Prozeßleitungen sowie in einem Bypass um die Drossel geführt wird; das Abtauen erfolgt durch Abkühlung des Heißgases, nicht durch Kondensation, mit geringer Abtauleistung unter Inkaufnahme von .Verlusten im Kältetauscher.To round off the state of the art, DE-OS 27 36 434, F24J, .. 3/04, called, which describes an arrangement in which, in deviation from the invention, the hot gas in process lines and in a bypass around the throttle to be led; defrosting takes place by cooling the hot gas, not by condensation, with low defrosting performance and accepting losses in the cold exchanger.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements and developments of the invention are the subject matter of the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figur erläutert. An embodiment of the invention is explained below with reference to the figure.

In der Figur sind die Leitungen für gas- bzw. dampfförmiges Kältemittel, hier NH_, durch zwei parallele durchgehende Linien, für flüssiges Kältemittel durch eine durchgehende Linie gekennzeichnet. Leitungen für arme Lösung sind durch eine durchgehende Linie mit Punkten, Leitungen für reiche Lösung durch strichpunktierte Linien gekennzeichnet. Heizwasser-Leitungen sind durch weit unterbrochene Linien, Luftleitungen durch eng unterbrochene Linien angedeutet.In the figure are the lines for gaseous or vaporous refrigerant, here NH_, through two parallel solid lines, for liquid refrigerant marked with a solid line. Lines for poor solution are indicated by a solid line with dots, lines for rich solution by dash-dotted lines. Heating water pipes are widely interrupted Lines, air ducts indicated by tightly broken lines.

Die figürlich dargestellte Absorptionswärmepumpe besitzt vom Prinzip her einen bekannten Aufbau: Das durch Wärmezufuhr im Austreiber 1 gewonnene heiße NH„-Gas gelangt zunächst in den Kondensator 2, in dem es Wärme an das Heizwasser abgibt. Vom Kondensator 2 gelangt das nunmehr in flüssiger Form vorliegende Kältemittel über den Kältetauscher 3 zu dem' Verdampfer 4, der als wesentliche Bestandteile das Expansionsventil 5 sowie den Kältemittel-Zuluft-Wärmetauscher 6 aufweist. Hier entnimmt das Kältemittel also der Umgebungs-The absorption heat pump shown in the figures has a principle Known structure: The hot NH "gas obtained by supplying heat in the expeller 1 first reaches the condenser 2, in which it heats the heating water gives away. The refrigerant, which is now in liquid form, passes from the condenser 2 via the cold exchanger 3 to the 'evaporator 4, which is the essential Components of the expansion valve 5 and the refrigerant supply air heat exchanger 6. Here the refrigerant is taken from the ambient

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luft Energie nach seiner Entspannung und verläßt den Verdampfer demgemäß wieder als Gas, das den Kältetauscher 3 durchsetzt und zum Absorber 7 gelangt. Hier erfolgt mittels der vom Heizwasser durchflossenen Spirale 8 ein Wärmeaustausch mit dem Heizwasser, das danach Verbrauchern zugeführt wird. Außer dem gasförmigen Kältemittel wird dem Absorber 7 auch arme Lösung zugeführt, und aus dem Absorber gelangt reiche Lösung über den Wärmetauscher 9 zurück in den Austreiber 1.air energy after its relaxation and leaves the evaporator accordingly as a gas that passes through the cold exchanger 3 and reaches the absorber 7. Heat is exchanged here by means of the spiral 8 through which the heating water flows with the heating water, which is then fed to consumers. In addition to the gaseous refrigerant, poor solution is also fed to the absorber 7, and Rich solution passes from the absorber via the heat exchanger 9 back into the Expeller 1.

Von der Verbindungsleitung 10 zwischen Austreiber 1 und Kondensator 2 geht die direkte Leitung 11 zum Eingang des Verdampfer-Wärmetauschers 6 ab. In dieser demgemäß den Kondensator 2 umgehenden Leitung sind zwei Ventile angeordnet, nämlich das Magnetventil 12 und die Drossel 13. Das Magnetventil 12 wird von dem zwischen Zuluftleitung 14 und Abluftleitung 15 eingeschalteten Differenzdruckmesser 16 nur dann aufgesteuert, wenn ein bestimmter Grenzwert des Differenzdrucks zwischen den Leitungen. 14 und 15 das Vorliegen einer störenden Vereisung im Verdampfer 4 signalisiert.From the connecting line 10 between the expeller 1 and the capacitor 2 goes the direct line 11 to the inlet of the evaporator heat exchanger 6 from. In this line bypassing the condenser 2 accordingly has two valves, namely the solenoid valve 12 and the throttle 13. The solenoid valve 12 is switched on by the between the supply air line 14 and the exhaust air line 15 Differential pressure meter 16 only opened when a certain limit value the differential pressure between the lines. 14 and 15 the presence of a disturbing Icing in the evaporator 4 signaled.

Die Drossel 13 sorgt dafür, daß bei offenem Magnetventil 2 eine Expansion des dann in der Leitung 11 geführten heißen Kältemitteldampfes bzw. -gases nur bis zu einem oberhalb des bisherigen Verdampferdrucks liegenden Druckwert erfolgt, der eine Kondensation oberhalb der Vereisungstemperatur ermöglicht.The throttle 13 ensures that when the solenoid valve 2 is open, an expansion of the The hot refrigerant vapor or gas then carried in line 11 only takes place up to a pressure value above the previous evaporator pressure, which enables condensation above the icing temperature.

Das thermische Expansionsventil 5 sperrt bei Druckanstieg durch das eingeströmte heiße Kühlmittelgas, so daß die Kondensateinspritzung unterbunden wird. Bei Verwendung einer Blendendrosselung anstelle des Einspritzventils 5 ist die Leitung 11 z.B. durch ein zusätzliches Magnetventil zu verschließen.The thermal expansion valve 5 blocks when the pressure rises due to the inflow hot coolant gas, so that the condensate injection is stopped. When using an aperture throttling instead of the injection valve 5, the Line 11 to be closed e.g. by an additional solenoid valve.

In der Zuluftleitung 14 liegt das Gebläse 17, das vom Differenzdruckmesser 16 direkt oder indirekt angesteuert wird und so.ausgelegt ist, daß es nur bei Zulufttemperaturen oberhalb von 0 C die Abtauung unterstützt.The fan 17, which is supplied by the differential pressure meter 16, is located in the supply air line 14 is controlled directly or indirectly and is designed in such a way that it only occurs at supply air temperatures supports defrosting above 0 C.

Durch die Kondensation des durch die Leitung 11 zugeführten heißen Kühlmitteldampfes im Verdampfer 4 ergeben sich eine hohe Abtäuleistung und kurze Abtauzeiten. Der Abtauzyklus wird durch Schließen des Magnetventils 12, z.B. durchDue to the condensation of the hot coolant vapor supplied through line 11 The evaporator 4 results in a high defrosting performance and short defrosting times. The defrost cycle is started by closing the solenoid valve 12, e.g.

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ein Zeitrelais, beendet. Bei nunmehr fallendem Verdampferdruck wird das im Verdampfer angefallene Kondensat wieder vollständig verdampft. Gegen Ende dieses Verdampfungsprozesses öffnet das Expansionsventil 5 selbsttätig, und der Wärmepumpenprozeß wird wieder aufgenommen.a timing relay, terminated. If the evaporator pressure now falls, this will happen in the evaporator accumulated condensate is completely evaporated again. Towards the end of this evaporation process, the expansion valve 5 opens automatically, and the heat pump process will be resumed.

Während der Abtauung anfallendes Kondensat kann somit im Verdampfer verbleiben, denn es verdampft später wieder, wenn der Wärmepumpenbetrieb wieder aufgenommen ist. Es ist jedoch auch möglich, insbesondere in größeren Mengen anfallendes Kondensat über eine besondere Leitung direkt dem Absorber zuzuführen.Condensate accumulating during defrosting can thus remain in the evaporator, because it evaporates again later when the heat pump operation is resumed. However, it is also possible, especially in larger quantities Feed condensate directly to the absorber via a special line.

Als Kenngröße für den Vereisungsgrad kann statt des Differenzdrucks am Verdampfer auch eine andere Größe, z.B. die Differenz zwischen Zuluft-und Verdampfungstemperatur oder der Verdampfungsdruck, erfaßt werden.As a parameter for the degree of icing, instead of the differential pressure at the evaporator also another variable, e.g. the difference between supply air and evaporation temperature or the evaporation pressure.

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Claims

VOLKSWAGEN W ERK

SHARED COMPANY

3180 Wolfsburg

K 2903/1702-pt-hu-sa May 13, I98O

Claims

Heat pump with a device for generating a hot refrigerant vapor, one condenser connected downstream of the device and one with an inlet and outlet air line and an expansion valve Evaporator for the refrigerant, characterized in that a line leading directly from the device (1) to the inlet of the evaporator (4) (11) - for the hot refrigerant vapor, in which a throttle (13) is used Reduction of the pressure in the line (11) to one leading to condensation Value above the evaporator pressure during operation as well as a solenoid valve (12), which, controlled by an icing sensor (differential pressure meter 16), the line (11) switches through only when a predetermined degree of icing of the evaporator (4) occurs.

2. Heat pump according to claim 1, characterized in that the expansion valve (5) of the evaporator (4) blocks when the refrigerant vapor has flown in a predetermined pressure increase occurs in the evaporator (4).

3. Heat pump according to claim 1 or 2, characterized in that in the supply or exhaust air line (14, 15) there is a fan (17) which is switched off when the line (11) is switched through and supply air temperatures below 0 C.

4. Heat pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the icing sensor is a differential pressure meter (16) connected between the supply and exhaust air lines (14,15) and the solenoid valve (12) is the line (11) only switches through when a specified differential pressure occurs.

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