DE3022828C2

DE3022828C2 - Verflüssiger einer Luft-Wasser-Wärmepumpe

Info

Publication number: DE3022828C2
Application number: DE19803022828
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Dipl.-Ing. 3450 Holzminden Kohnke
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1980-06-19
Filing date: 1980-06-19
Publication date: 1985-11-28
Also published as: DE3022828A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Verflüssiger einer Luft-Wasser-Wärmepumpe, bei welcher zum Abtauen deren Verdampfers deren Kältemittelkreislauf umgekehrt wird, wobei der Verflüssiger unten einen Kältemittelablauf und oben einen Kältemittelzulauf aufweist und an eine Heizungsvorlaufleitung und eine Heizungsrücklaufleitung angeschlossen ist, und zwischen der Heizungsrücklaufleitung und der Heizungsvorlaufleitung im Verflüssiger eine vom Kältemittel beaufschlagte Verrohrung vorgesehen ist, deren Strömungsquerschnitt größer als der der Heizungsrücklaufleitung und der Heizungsvorlaufleitung ist.

Ein derartiger Verflüssiger ist in dem DE-GM 25 431 beschrieben. Es sollen hier günstige Wärmeübertragungsverhältnisse erreicht werden. Mit der Lösung von Problemen, die beim Vereisen auftreten, befaßt sich das DE-GM 78 25 431 nicht.

Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen tritt bei niedrigen Temperaturen am Verdampfer ein Reifansatz auf. Der Verdampfer muß deshalb immer wieder abgetaut werden. Es wird hierzu der Kältemittelkreislauf so umgekehrt, daß der Verflüssiger als Verdampfer und der Verdampfer als Verflüssiger arbeitet Im Abtaubetrieb wird also dem Verflüssiger des Heizbetriebs abgekühltes Kältemittel zugeführt, das im Verflüssiger verdampft Dabei wird dem Heizungskreis Wärme entzogen. Es hat sich gezeigt daß sich dann im Heizungskreislauf, unten im Verflüssiger in der Verrohrung eine Vereisung einstellen kann. Eine derartige Vereisung gefährdet den Verflüssiger.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verflüssiger der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei welchem durch seine Bauweise die Gefahr der Vereisung der Verrohrung im Abtaubetrieb vermindert ist

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Verflüssiger der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zwischen der Heizungsrücklaufleitung und der Verrohrung ein Leitungsabschnitt vorgesehen ist dessen Strömungsquerschnitt zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit im Leitungsabschnitt beim Abtaubetrieb kleiner als der der Verrohrung ist und daß der Leitungsabschnitt unten im Verflüssiger liegt

Damit ist die Strömungsgeschwindigkeit und damit der Volumenstrom pro Zeiteinheit des Heizungswassers unten im Verflüssiger erhöht Im Abtaubetrieb kann deshalb das dem Verflüssiger unten zugeführte Kältemittel nicht zu einer Vereisung im Heizuugskreislauf führen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß im Heizbetrieb eine wirksame Unterkühlung des den Verflüssiger verlassenden Kältemittels erreicht ist

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den Unteransprüchen. Die Zeichnung zeigt einen Verflüssiger einer Wärmepumpe schematisch im Schnitt

Der Verflüssiger weist ein Außengehäuse 1 auf, das oben mit einem Zulaufanschluß 2 und unten mit einem Ablaufanschluß 3 für Kältemittel versehen ist. Dem Zulaufanschluß 2 ist der Verdichter der Wärmepumpe vorgeschaltet. Dem Ablaufanschluß 3 ist über das Drosselventil der Verdampfer der Wärmepumpe nachgeschaltet. Der Verdampfer ist mit dem Verdichter verbunden. An den Verflüssiger ist eine Heizungsrücklaufleitung 4 und eine Heizungsvorlaufleitung 5 angeschlossen. Diese Leitungen führen zu Wärmeverbrauchsstellen, wie beispielsweise Radiatoren oder einer Fußbodenheizung.

Die Heizungsrücklaufleitung 4 ist bis in den Bodenbereich des Außengehäuses 1 geführt. Sie ist dort mittels zweier horizontaler Rohre 6 und 7 mit einer Kammer 8 verbunden. Von der Kammer 8 führen zwei weitere Rohre 9 und 10 in einen Verteiler 11, der über eine Vielzahl paralleler Rohre 12 mit einem Sammler 13 verbunden ist welcher an die Heizungsvorlaufleitung 5 angeschlossen ist.

Der Strömungsquerschnitt der Rohre 6 und 7 zusammengenommen ist wesentlich kleiner als der Strömungsquerschnitt der Rohre 12 zusammengenommen. Der Strömungsquerschnitt der Rohre 9 und 10 zusammengenommen entspricht etwa dem der Rohre 6 und 7. Es stellt sich damit in den Rohren 6 und 7 eine größere Strömungsgeschwindigkeit ein als in den Rohren 12.

Die Rohre 6, 7,9,10 und 12 sind mit Lamellen 14 zur Verbesserung der Wärmeübertragung versehen.

Im Heizbetrieb wird dem Verflüssiger durch den Zulaufanschluß 2 dampfförmiges Kältemittel zugeführt. Dieses strömt über die Rohre und überträgt seine Wärme auf das die Rohre durchfließende Heizungswasser.

Durch die Wärmeübertragung kondensiert das Kältemittel und wird über den Ablaufanschluß 3 unter Expansion in einem nicht näher gezeigten Expansionsventil zum Verdampfer geleitet Dadurch, daß zwischen die Verrohrung (Verteiler 11, Rohre 12, Sammler 13) und die Heizungsrücklaufleitung 4 ein untenliegender Leitungsabschnitt (Rohre 6, 7) eingeschaltet ist, wird das Kältemittel vor dem Austreten aus dem Verflüssiger unterkühlt. Dies wirkt sich günstig auf den Wirkungsgrad aus.

Im Abtaubetrieb, der dann eingeschaltet wird, wenn der Verdampfer einen Reifansatz aufweist, wird dem Verflüssiger kaltes Kältemittel durch den Ablaufanschluß 3 zugeführt, welches dem Heizungskreislauf Wärme entzieht und dadurch verdampft Der Wärmeentzug kann nicht zu einer Vereisung der Rohre 6 und 7 führen, da in di2sen ein ausreichend großer Volumensirom pro Zeiteinheit strömt In der Verrohrung (Verteiler 11, Rohre 12, Sammler 13) ist demgegenüber der Volumenstrom pro Zeiteinheit wesentlich kleiner, was für die Wärmeübertragung günstig ist.

Im Rahmen der Erfindung liegen zahlreiche weitere Ausrührungen des Verflüssigers. Wichtig ist, daß wasserseitig unten im Verflüssiger ein Leitungsabschnitt vorgesehen ist, der von dem gesamten Volumen des Rücklaufwassers durchströmt ist Der Leitungsabschnitt soll dabei innerhalb der Höhe liegen, bis zu der sich im Ablaubetrieb flüssiges Kältemittel im Außengehäuse 1 anstauen kann.

Im Ausführungsbeispiel ist eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in den Rohren 6, 7 bzw. 9, 10 gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit in der Heizungsrücklaufleitung 4 bzw. der Heizungsvorlaufleitung 5 dadurch erreicht, daß die Summe der Querschnitte der Rohre 6 und 7 bzw. 9 und 10 kleiner ist als der der Hcizungsrücklaufleitung 4 bzw. der Heizungsvorlaufleitung 5.

Im Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt jedes der Rohre 6,7,9,10 größer als der jedes der Rohre 12. Es ist damit die Vereisungsgefahr weiter verringert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verflüssiger einer Luft-Wasser-Wärmepumpe, bei welcher zum Abtauen deren Verdampfers deren Kältemittelkreislauf umgekehrt wird, wobei der Verflüssiger unten einen Kältemittelablauf und oben einen Kältemittelzulauf aufweist und an eine Heizungsvorlaufleitung und eine Heizungsrücklaufleitung angeschlossen ist, und zwischen der Heizungsrücklaufleitung und der Heizungsvorlaufleitung im Verflüssiger eine vom Kältemittel beaufschlagte Verrohrung vorgesehen ist, deren Strömungsquerschnitt größer als der der Heizungsrücklaufleitung und der Heizungsvorlaufleitung ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der HeizungsrücklaufleKung (4) und der Verrohrung (Verteiler 11, Rohre 12, Sammler 13) ein Leitungsabschnitt (Rohre 6, 7, 9, 10, Kammer 8) vorgesehen ist, dessen Strömungsquerschnitt zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit im Leitungsabschnitt (Rohre 6, 7, 9, iO, Kammer 8) beim Abtaubetrieb kleiner als der der Verrohrung (Verteiler 11, Rohre 12, Sammler 13) ist, und daß der Leitungsabschnitt (Rohre 6, 7, 9, 10, Kammer 8) unten im Verflüssiger (V) liegt

2. Verflüssiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt des Leitungsabschnitts (Rohre 6,7,9,10, Kammer 8) kleiner als der der Heizungsrücklaufleitung (4) ist.

3. Verflüssiger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt von zwei oder mehreren parallel übereinanderliegenden Rohren (6,7; 6,7,9,10) gebildet ist.

4. Verflüssiger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt jedes der Rohre (6, 7) größer als der eines der Rohre (12) der Verrohrung (Verteiler 11, Rohre 12, Sammler 13) ist.

5. Verflüssiger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt (Rohre 6, 7, 9, 10, Kammer 8) aus parallelen Rohren (6,7) besteht, weiche in eine Kammer (8) münden und von dort über weitere Rohre (9, 10) mit einem Verteiler (11) der Verrohrung (Verteiler 11, Rohre 12, Sammler 13) verbunden sind.