DE3023459A1 - METHOD FOR DEFROSTING A HEAT PUMP - Google Patents
METHOD FOR DEFROSTING A HEAT PUMPInfo
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Description
**' 23. Juni 1980** 'June 23, 1980
Dipl.-lng.W.Dahlke Hg'/kr Dipl.-Ing. W. Dahlke Hg ' / kr
Dipl.-Ing. H.-]- LipnartDipl.-Ing. H .-] - Lipnart
Pcitontcir. *-j!te
Frankcnfotiter Sttüße 137
50*0 ßergisdi Gladbach 3Pcitontcir. * -j! te
Frankcnfotiter Sttüße 137
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Teknoterm Systems AB
Malmö / SchwedenTeknoterm Systems AB
Malmö / Sweden
"Verfahren zum Enteisen einer Wärmepumpe""Procedure for defrosting a heat pump"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen des auf einem '■, The invention relates to a method for removing the on a '■,
Wärmepumpen-Verdampfer gebildeten Eises, wobei die Wärmepumpe ,Heat pump evaporator formed ice, whereby the heat pump,
ι der Hauptbestandteil einer Heizeinrichtung eines Hauses oder jι the main component of a heating system in a house or j
dergleichen ist. Jlike is. J
Wenn die Eisschicht auf einem Wärmepumpen-Verdampfer dicker anwächst, sinkt der Wirkungsgrad der Wärmepumpe. Aus diesem Grunde ist es erwünscht, den Verdampfer innerhalb von 24 Stunden min-When the ice layer on a heat pump evaporator thickens, the efficiency of the heat pump decreases. For this reason, it is desirable to run the vaporizer min-
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destens einmal zu enteisen.to de-ice at least once.
Es ist bekannt, den Wärmepumpen-Verdampfer durch eine Metallschiene zu erwärmen, die ihrerseits elektrisch erwärmt wird und in eine Öffnung in den Verdampfer eingeschoben wird, der als Ganzes als Blech-Kasten ausgebildet ist. Ein derartiger mit einer Öffnung und einer Heizschiene versehener Verdampfer ist jedoch recht kostspielig herzustellen, insbesondere in dem Fall, wenn der Verdampfer eine große Oberfläche hat,und die in der Schiene erzeugte Wärme wird darüber hinaus nur langsam auf die ausgedehnten Blechbereiche des Verdampfers und die Flansche dieser Bereiche übertragen, vorausgesetzt, daß nicht mehr als wirtschaftlich angewandte elektrische Wärme verwendet wird.It is known that the heat pump evaporator through a metal rail to heat, which in turn is electrically heated and is inserted into an opening in the evaporator, the is designed as a whole as a sheet metal box. Such an evaporator provided with an opening and a heating rail however, it is quite expensive to manufacture, especially in the case when the evaporator has a large surface area and the In addition, the heat generated in the rail is only slowly transferred to the extensive sheet metal areas of the evaporator and the Flanges of these areas transfer, provided that no more than economically applied electrical heat is used will.
Es ist ferner bekannt, das heiße vom Kompressor der Wärmepumpe kommende Kühlgas durch ein Umkehrventil, insbesondere eines das einen Magnet enthält, zum Verdampfer zu fließen zu lassen, um das Eis an diesem zu schmelzen,und den Kondensator oder die Kondensatorgruppe des Wärmepumpensystems als ein Verdampfer zu j verwenden und auf diese Weise das kalte vom Drosselventil der Wärmepumpe kommende Kühlgas durch den Kondensator fließen zu lassen. Eine derartige Enteisung des Verdampfers hat zahlreiche Vorteile. Es ist möglich, diese schnell durchzuführen, weil die Wärme des heißen Kühlgases wirksam auf das Blech und die Flansche des Verdampfers übertragen wird, und darüber hinaus istIt is also known that the hot cooling gas coming from the compressor of the heat pump through a reversing valve, in particular one which contains a magnet to flow to the evaporator to melt the ice on this, and the condenser or the To use the condenser group of the heat pump system as an evaporator and in this way the cold from the throttle valve of the Let the cooling gas coming from the heat pump flow through the condenser. Such defrosting of the evaporator has numerous problems Advantages. It is possible to do this quickly because the heat from the hot cooling gas acts on the sheet metal and the flanges of the evaporator is transferred, and beyond is
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diese wirtschaftlich. Jedoch werden der Kondensator oder die Kondensatorgruppe bei diesem Verfahren kalt, Feuchtigkeit wird auf diesen kondensiert und es beginnt Wasser von diesen zu tropfen, was zumindest bei gewissen Formen von Wärmepumpen klar ein Nachteil ist, die für die Heizung von Häusern bestimmt sind.this economical. However, with this method, the capacitor or the capacitor group become cold and moisture becomes condenses on these and water begins to drip from them, which at least with certain forms of heat pumps is clearly a disadvantage that are intended for heating houses.
Gemäß der Erfindung wurde überraschend festgestellt, daß es keineswegs erforderlich ist, daß der Verdampfer und der Kondensator der Wärmepumpe ihre Rollen tauschen, um ein schnelles, wirksames und wirtschaftliches Enteisen des Verdampfers zu erreichen. Ein sehr zufriedenstellendes Ergebnis wird erreicht, wenn stattdessen erstens sowohl der Kondensator als auch das Drosselventil zeitweise vom Wärmepumpenkreis abgeschaltetwird, beispielsweise alle 24 Stunden für eine halbe Stunde, und zweitens der Wärmepumpen-Kompressor wird verwendet, um das Kühlgas in einem Kreis umlaufen zu lassen, der in der Strömungsrichtung nur den Verdampfer, den Kompressor und eine Wärmeaustauschrohrschlange des Wasserboilers oder dergleichen umfaßt. Das Wasser des Wasserboilers ist auf eine Temperatur von etwa 60 bis 70° G vorzugsweise von der Wärmepumpe erwärmt worden.According to the invention it was surprisingly found that it is by no means necessary that the evaporator and the condenser the heat pump swap roles in order to achieve a fast, effective and economical defrosting of the evaporator. A very satisfactory result is achieved if, instead, first, both the capacitor and the Throttle valve is temporarily switched off by the heat pump circuit, for example every 24 hours for half an hour, and secondly the heat pump compressor is used to circulate the refrigerant gas in a circuit that is in the direction of flow includes only the evaporator, the compressor and a heat exchange coil of the water boiler or the like. That Water from the water boiler has been heated to a temperature of about 60 to 70 ° G, preferably by the heat pump.
Auf diese Weise wirkt der neue kurze Kreislauf nicht als Wärme- ■. pumpe während des Enteisungsvorganges. Er überträgt stattdessen die in dem Wasserboiler erzeugte Wärme direkt zum Verdampfer jIn this way, the new short circuit does not act as a heat ■. pump during the defrosting process. Instead, it transfers the heat generated in the water boiler directly to the evaporator j
über das Kühlgas, das dank der Tatsache, daß die gesamte Menge \ via the cooling gas, which thanks to the fact that the entire amount \
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des Kühlmittels des Kreislaufes vergast ist, in einem hohen Maße unter Druck gesetzt wird.of the refrigerant of the circuit is gasified, is pressurized to a high degree.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zum Enteisen eines Wärmepumpen-Verdampfers, wobei an die Wärmepumpe an Wasserboiler oder dergleichen angeschlossen ist, insbesondere eine solche Vorrichtung, wie sie in der Patentanmeldung PCT/SE 79 100 078 beschrieben ist. Bei dieser Einrichtung wird das vom Kompressor kommende Kühlgas während der normalen Arbeitsweise der Wärmepumpe einen Wärmeaustausch mit dem Wasser im Wasserboiler bewirken, wenn das Kühlgas durch die im Wasser liegende Rohrschlange fließt. Die Kühlgastemperatur wird dadurch schnell auf die Kondensationstemperatur abgesenkt, bevor es in den Wärmeaustauscher-Kondensator oder die -Kondensatorgruppe eintritt, die als ein Radiator wirkt. Die Vorteile einer soüien Anordnung sind in der besagten PCT-Anmeldung beschrieben.The invention therefore relates to a method for de-icing of a heat pump evaporator, being connected to the heat pump water heater or the like, in particular such a device, as described in Patent Application PCT / SE 79100078. With this device, the cooling gas coming from the compressor will cause heat to be exchanged with the water in the water boiler during normal operation of the heat pump when the cooling gas flows through the coil lying in the water. The cooling gas temperature is thereby quickly lowered to the condensation temperature before it enters the heat exchanger condenser or condenser group, which acts as a radiator. The advantages of such an arrangement are described in said PCT application.
Das kennzeichnende Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das Kühlgas dann, wenn der Verdampfer enteist werden soll, nach seinem Durchgang durch den Kompressor und die Rohrschlange des Wasserboilers, in dem der Wärmeaustausch mit dem Heißwasser erfolgt, sowohl den Kondensator oder die Kondensatorgruppe wie auch das Drosselventil umgeht und direkt in den Verdampfer fließt, um das Eis auf diesem zu schmelzen. Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß ein geringer Teil der Menge des Kühlgases, der durch dieThe characterizing feature of the present invention is that the refrigerant gas is used when the evaporators are defrosted should, after its passage through the compressor and the coil of the water boiler, in which the heat exchange with the hot water takes place, both the condenser or the condenser group as well as the throttle valve bypasses and directly in the evaporator flows to melt the ice on this. Another characteristic feature of the invention is that a small part of the amount of cooling gas that passes through the
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Rohrschlange im Wasserboiler durch den vom Kompressor erzeugten Druck geflossen ist, als Gesamtheit zum Kompressor zurückgebracht wird, um dort das Kühlgas zu erwärmen, das vom Verdampfer kommt und durch den Enteisungsvorgang gekühlt worden ist, und um im Kühlgas möglicherweise enthaltenes flüssiges Kühlmittel zu vergasen, das vom Verdampfer kommt und dadurch ein Zusammenbruch des Kompressors durch Hämmern zu verhindern.The coil in the water boiler has flowed through the pressure generated by the compressor, brought back to the compressor as a whole to heat the cooling gas that comes from the evaporator and has been cooled by the defrosting process and to gasify any liquid refrigerant contained in the refrigerant gas coming from and through the evaporator prevent the compressor from breaking down by hammering.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser Zeichnung zeigen:A preferred embodiment of the invention is described below described with reference to the drawing. In this drawing show:
Pig. 1 ein Fließschema einer Wärmepumpe gemäß der Erfindung, wenn diese als Wärmepumpe im eigentlichen Sinne des Wortes wirkt, undPig. 1 is a flow diagram of a heat pump according to the invention when it is used as a heat pump in actual sense of the word acts, and
Fig. 2 ein zweites Fließschema der gleichen Wärmepumpe, wenn der Verdampfer der Wärmepumpe gemäß der Erfindung enteist wird.2 shows a second flow diagram of the same heat pump, when the evaporator of the heat pump according to the invention is defrosted.
Fig. 1 zeigt, wie das Kühlgas in der Wärmepumpe (Patentanmeldung POT/SE 79 100 078) fließt, die teilweise in üblicher Weise arbeitet und Wasser in einem Wasserboiler 3 durch eine Rohrschlange 2, wie auch in der Zeichnung nicht dargestellte Räume eines Hauses durch die Kondensatorgruppe 4 der Wärmepumpe er-Fig. 1 shows how the cooling gas flows in the heat pump (patent application POT / SE 79 100 078), some of which works in the usual way and water in a water boiler 3 through a coil 2, as well as spaces not shown in the drawing of a house through the condenser group 4 of the heat pump
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wärmt. Der Kompressor 1 pumpt überhitztes Kühlgas durch die Rohrschlange 2, die im Wasserboiler 3 angeordnet ist, dessen Wasserhinhalt erwärmt wird, wodurch die Temperatur des Kühlgases absinkt. Wenn das Kühlgas in die Kondensatorgruppe 4 fließt, ist es zu einem flüssigen Kühlmittel kondensiert und gibt seine Verdampfungswärme ab, die direkt zum Erwärmen der Räume benutzt wird. Im Drosselventil 5 wird der Druck des flüssigen Kühlmittels reduziert und im Verdampfer 6 wird das flüssige Kühlmittel durch die Wärme der Luft zum Kühlgas vergast, das durch den Verdampfer fließt und danach durch den Kompressor 1 wieder unter Druck gesetzt wird.warms. The compressor 1 pumps superheated refrigerant gas through the Coiled pipe 2, which is arranged in the water boiler 3, the water content of which is heated, whereby the temperature of the cooling gas sinks. When the refrigerant gas flows into the condenser group 4, it is condensed into a liquid refrigerant and gives off its heat of vaporization, which is used directly to warm the rooms. In the throttle valve 5, the pressure of the liquid Coolant is reduced and in the evaporator 6 the liquid coolant is gasified by the heat of the air to form the cooling gas, which flows through the evaporator and is then pressurized again by the compressor 1.
Pig. 2 zeigt, wie der Verdampfer enteist wird. Das heiße Kühlgas fließt dann, wenn es die im Wasser des Wasserboilers 3 liegende Rohrschlange 2 verlassen hat, dank des Ventils 7 zum Teil durch ein grobes Rohrstück 8 zum Verdampfer und zum Teil durch ein feines Rohrstück 9 direkt zum Einlaß des Kompressors 1. Auf diese Weise fließt eine proportional große Menge an heißem Kühlgas durch den Verdampfer 6, der dadurch enteist wird, und eine proportional kleine Menge an heißem Kühlgas fließt zum Einlaß des Kompressors 1, um flüssiges Kühlmittel zu vergasen, das möglicherweise in der größeren Menge des Kühlgases enthalten ist, das durch den Verdampfer 6 strömt, und durch den Enteisungsvorgang gekühlt wird. Die Menge des heißen Kühlgases, die durch das Rohrstück 9 fließt, muß auf jeden Fall in bezug auf die Tendenz der Kondensation des Kühl-Pig. 2 shows how the evaporator is defrosted. The hot cooling gas then flows when it is in the water of the water heater 3 has left lying coil 2, thanks to the valve 7 in part through a coarse piece of pipe 8 to the evaporator and in part through a fine piece of pipe 9 directly to the inlet of the compressor 1. In this way, a proportionally large amount flows hot cooling gas through the evaporator 6, which is thereby defrosted, and a proportionally small amount of hot cooling gas flows to the inlet of the compressor 1 to gasify liquid refrigerant possibly in the greater amount of the Cooling gas is contained, which flows through the evaporator 6, and is cooled by the defrosting process. The amount of hot cooling gas flowing through the pipe section 9 must in any case with regard to the tendency of condensation of the cooling
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gases "berechnet werden, das während des Enteisungsvorganges im "Verdampfer anfallen kann. Es ist erwünscht, nur eine solche kleine Menge an heißem Kühlgas durch das Rohrstück 9 fließen zu lassen, daß die Anwesenheit von Kühlmittelkondensat am Einlaß des Kompressors völlig eliminiert ist, da dann die Arbeit des Kompressors so klein wie möglich und der Wirkungsgrad des Enteisungsvorganges sehr gut ist.gases "are calculated during the de-icing process in the "evaporator. It is desirable that only such a small amount of hot cooling gas flow through the pipe section 9 to let that the presence of refrigerant condensate at the inlet of the compressor is completely eliminated, since then the work of the compressor as small as possible and the efficiency of the defrosting process is very good.
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