DE3023769A1 - Heat pump changeover system for defrosting - opens valve parallel to expansion valve before operating changeover valve - Google Patents
Heat pump changeover system for defrosting - opens valve parallel to expansion valve before operating changeover valveInfo
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- F25B47/02—Defrosting cycles
- F25B47/022—Defrosting cycles hot gas defrosting
- F25B47/025—Defrosting cycles hot gas defrosting by reversing the cycle
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Abstract
Description
20.6.1980 Akte6/20/1980 file
Verfahren zum Umschalten einer WärmepumpeProcedure for switching a heat pump
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umschalten einer Wärmepumpe mit einem Verdampfer, einem Verdichter, einem Verflüssiger, einem Expansionsventil und einem Umkehrventil, nach dessen Umschalten der Verdampfer des Heizbetriebs als Verflüssiger und der Verflüssiger des Heizbetriebs als Verdampfer arbeitet, insbesondere zum Abtauen des Verdampfers.The invention relates to a method for switching a heat pump with an evaporator, a compressor, a Condenser, an expansion valve and a reversing valve, after which the evaporator of the heating mode is switched over as a condenser and the condenser of the heating mode works as an evaporator, in particular for Defrosting the evaporator.
In der Literaturstelle "Handbuch der Kältetechnik"® ist ein Kältemittel-Umschaltventil einer Wärmepumpe beschrieben. Der Umsehaltvorgang dieses Umkehrventils verläuft in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen der Saugseite und der Druckseite des Verdichters. Bei kleinen Differenzdrücken ist ein "weiches" Umschalten möglich. Bei höheren Differenzdrücken, beispielsweise über 10 bar, schalten solche Umkehrventile praktisch schlagartig um. Beim Umschalten kann Dampf in die Saug-In the literature reference "Handbuch der Kältetechnik" ® there is a refrigerant switch valve of a heat pump described. The switching process of this reversing valve runs as a function of the pressure difference between the suction side and the pressure side of the compressor. at "soft" switching is possible with small differential pressures. At higher differential pressures, for example above 10 bar, such reversing valves switch almost suddenly. When switching over, steam can enter the suction
Springer Verlag 1969Springer Verlag 1969
6. Band/Teil A, Seiten 509 u. 510Volume 6 / Part A, pages 509 and 510
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leitung des Verdichters strömen, weil die Druckseite des Kältemittelkreislaufs praktisch schlagartig zur Saugseite wird. Dabei wird das im Verflüssiger stehende flüssige Kältemittel entspannt, so daß eine Kältemittel-Dampfwolke entsteht, die auch durch einen Flüssigkeitsabscheider nicht vollständig vom Verdichter abgehalten werden kann. Sie gelangt somit in den Verdichter und kann dort zu Schädigungen führen, die eine Verminderung der Lebensdauer des Verdichtermotors zur Folge haben.line of the compressor flow because the pressure side of the refrigerant circuit practically suddenly becomes the suction side. This is what is in the condenser liquid refrigerant relaxes, so that a refrigerant vapor cloud arises that are not completely kept away from the compressor by a liquid separator can be. It thus gets into the compressor and can lead to damage there, which reduces the The life of the compressor motor.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, durch das die Gefahr vermindert ist, daß in den Verdichter flüssiges Kältemittel gelangt.The object of the invention is to propose a method of the type mentioned at the outset which reduces the risk is that liquid refrigerant gets into the compressor.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Zeitspanne (Urasehaltphase) vor dem Umschalten des Umkehrventils ein dem Expansionsventil parallelgeschaltetes Ventil geöffnet wird und daß die Zeitspanne so bemessen ist, daß aus dem Verflüssiger flüssiges Kältemittel unter der Druckdifferenz zwischen Saugseite und Druckseite des Verdichters in den Verdampfer gefördert wird, und daß erst danach das Umkehrventil betätigt wird. Damit ist erreicht, daß bevor die Saugseite des Verdichters über das Umkehrventil an den Verflüssiger des Heizbetriebs angeschlossen wird, aus diesem flüssiges Kältemittel in den Verdampfer des Heizbetriebs gedrückt wird, der nach dem Schalten des Umkehrventils als Verflüssiger arbeitet. Es kann dann im Verflüssiger nach dem UmschaltenAccording to the invention, the above object is achieved in that a period of time (Urasehaltphase) before switching over the Reversing valve a valve connected in parallel to the expansion valve is opened and that the period of time is so is dimensioned that from the condenser liquid refrigerant under the pressure difference between the suction side and Pressure side of the compressor is conveyed into the evaporator, and that only then the reversing valve is actuated. This ensures that before the suction side of the compressor via the reversing valve to the condenser of the heating operation is connected, from which liquid refrigerant is pressed into the evaporator of the heating operation, which works as a condenser after switching the reversing valve. It can then be in the condenser after switching
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des Umkehrventils keine Flüssigkeitströpfchen enthaltende Dampfwolke eitstehen, die in den Verdichter gelangen könnte. Dieser ist somit vor einem Flussigkeitsniederschlag weitgehend geschützt.of the reversing valve containing no liquid droplets There is a cloud of vapor that could get into the compressor. This is therefore before a liquid precipitate largely protected.
Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß das eine gewisse Restwärme enthaltende verflüssigte Kältemittel, das vom Verflüssiger in den Verdampfer gedruckt wird, in dem Verdampfer dann den Abtauvorgang begünstigt.Another advantage of this process is that the liquefied material containing a certain amount of residual heat Refrigerant that is pressed from the condenser into the evaporator then defrosts in the evaporator favored.
Es hat sich gezeigt, daß eine Dauer der Umschaltphase in der Größenordnung zwischen 5 und 12 Sekunden hinreichend ist.It has been shown that a duration of the switching phase in the order of magnitude between 5 and 12 seconds is sufficient is.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung bleibt ein in Reihe zum Expansionsventil liegendes weiteres Ventil während der Umschaltphase geöffnet und wird erst danach geschlossen.In a preferred embodiment of the invention, there remains a further valve in series with the expansion valve opened during the switchover phase and is only closed afterwards.
In Ausgestaltung der Erfindung wird beim Zurückschalten des Umkehrventxls auf den Heizbetrieb das Ventil zunächst geschlossen und danach wird das weitere Ventil geöffnet. Hierbei wird vor dem erneuten Einschalten des Heizbe— triebs, nach Abschluß des Abtauvorgangs das im Verdampfer befindliche Kältemittel abgesaugt, bis sich druckseitig der gewünschte Druck einstellt. Genauere Messungen haben ergeben, daß diese Zwischenphase jedoch nicht notwendig ist.In an embodiment of the invention, when the reversing valve is switched back to heating mode, the valve is initially closed and then the other valve is opened. Before switching on the heating again, drove, after the end of the defrosting process in the evaporator Any refrigerant present is extracted until the desired pressure is reached on the pressure side. Have more accurate measurements show that this intermediate phase is not necessary.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels· In der Zeichnung zeigen:Further refinements of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment. In the drawing show:
Figur 1 eine Luft/Wasser-Wärmepumpe im Heizbetrieb, Figur 2 die Wärmepumpe während der Umschaltphase· Figur 3 die Wärmepumpe im Abtaubetrieb undFigure 1 an air / water heat pump in heating mode, Figure 2 the heat pump during the switchover phase · Figure 3 the heat pump in defrost mode and
Figur 4 die Wärmepumpe in einer Zwischenphase zwischen Abtaubetrieb und Heizbetrieb.FIG. 4 shows the heat pump in an intermediate phase between defrosting and heating.
Die Wärmepumpe weist einen Verdampfer 1 mit einem Gebläse 2, einen Flüssigkeitsabscheider 3» einen Verdichter 4, ein Umkehrventil 5 und einen Verflüssiger 6 auf. Xn dem Verflüssiger 6 ist eine Wärmetauscher-Rohrschlange eines Wasser-Nutzkreises mit einer Vorlaufleitung 7 und einer Rücklaufleitung 8 angeordnet«The heat pump has an evaporator 1 with a fan 2, a liquid separator 3 »a compressor 4, a reversing valve 5 and a condenser 6. Xn the condenser 6 is a coil of heat exchangers Useful water circuit with a flow line 7 and a return line 8 arranged «
Zwischen dem Verflüssiger 6 und dem Verdampfer 1 ist eine Ventilanordnung vorgesehen. Es liegt dabei einem Drosselorgan 9 ein Rückschlagventil 10 parallel« Diese Parallelschaltung liegt in Reihe zu einer weiteren Parallelschaltung eines Magnetventils 11 mit einer Reihenschaltung aus einem Expansionsventil 12, einem Schauglas 13» einem Filtertrockner Ik und einem weiteren MagnetventilA valve arrangement is provided between the condenser 6 and the evaporator 1. A check valve 10 is parallel to a throttle element 9. This parallel connection is in series with a further parallel connection of a solenoid valve 11 with a series connection of an expansion valve 12, a sight glass 13, a filter dryer Ik and another solenoid valve
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Wie üblich wird im Heizbetrieb (vgl. Figur i) das Kältemittel im Verdampfer 1 unter Wärmeaufnahme verdampft und über den Flüssigkeitsabscheider 3 von dem Verdichter h angesaugt und unter Druck dem Verflüssiger 6 zugeführt« Dort gibt das gasförmige Kältemittel seine Wärme an den Nutzkreislauf ab, wobei es sich verflüssigt. Das verflüssigte Kältemittel gelangt über das Rückschlagventil 10, das geöffnete Magnetventil 15 und das Expansionsventil 12, in dem sich der Druck reduziert, wieder in den Verdampfer Das Magnetventil 11 ist dabei geschlossen«As usual, in heating mode (see Figure i), the refrigerant is evaporated in the evaporator 1 while absorbing heat and is sucked in via the liquid separator 3 by the compressor h and fed under pressure to the condenser 6 it liquefies. The liquefied refrigerant reaches the evaporator again via the check valve 10, the open solenoid valve 15 and the expansion valve 12, in which the pressure is reduced. The solenoid valve 11 is closed «
Bei niedrigen Außentemperaturen unter + 7 C kann es zu einem Reifansatz am Verdampfer kommen« Dieser muß dann abgetaut werden. Die Bereifung des Verdampfers läßt sich mit Fühlern feststellen. Muß der Verdampfer abgetaut werden, dann wird zunächst vor dem Einschalten des eigentlichen Abtauvorganges (vgl. Figur 3) eine Umschaltphase (vgl. Figur 2) eingeschaltet« Xn dieser bleibt das Magnetventil 15 geöffnet« Zusätzlich wird das Magnetventil geöffnet« Es wird dadurch über das Rückschlagventil 10 flüssiges Kältemittel aus den Verflüssiger 6 in den Verdampfer 1 gedrückt« Dabei baut sich die Druckdifferenz zwischen der Saugseite des Verdichters h und dessen Druckseite ab« Dies ist nach etwa 5 bis 12 Sekunden erreicht«At low outside temperatures below + 7 C, frost can build up on the evaporator «This must then be defrosted. The level of frost on the evaporator can be determined with sensors. If the evaporator has to be defrosted, a switching phase (see FIG. 2) is first switched on before switching on the actual defrosting process (see FIG. 2) Non-return valve 10 pressed liquid refrigerant from the condenser 6 into the evaporator 1 «The pressure difference between the suction side of the compressor h and its pressure side is reduced« This is achieved after about 5 to 12 seconds «
Hieran anschließend wird das Umkehrventil 5 umgeschaltet (vgl« Figur 3) und das Magnetventil 15 geschlossen.The reversing valve 5 is then switched over (see FIG. 3) and the solenoid valve 15 is closed.
Die Saugseite des Verdichters k ist erst jetzt über den Flüssigkeitsabscheider 3 mit dem Verflüssiger 6 verbunden.The suction side of the compressor k is only now connected to the condenser 6 via the liquid separator 3.
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Da beim Umschalten des Umkehrventils 5 höchstens eine kleine Druckdifferenz zwischen der Saugseite und der Druckseite des Verdichters 4 besteht und das flüssige Kältemittel aus dem Verflüssiger 6 im wesentlichen entfernt ist, kann sich keine Kältemittel-Dampfwolke bilden, die in den Verdichter 4 gelangen könnte. Im Abtaubetrieb saugt der Verdichter 4 unter der Wirkung des Nutzkreislaufes im Verflüssiger 6 in die Gasphase verdampftes Kältemittel an und fördert diese unter Temperaturerhöhung in den Verdampfer 1, in dem dadurch der Reifbesatz entfernt wird. Ein Bypass 16 unterhalb des Verdampfers 1 begünstigt dessen Enteisung, Das abgetaute ¥asser gelangt in eine Kondensatablaufwanne 17. Das Kältemittel verflüssigt sich im Verdampfer 1 und gelangt über das Magnetventil 11 und das Drosselorgan wieder in den Verflüssiger 6.Since when switching the reversing valve 5 at most one there is a small pressure difference between the suction side and the pressure side of the compressor 4 and the liquid Refrigerant is essentially removed from the condenser 6, there can be no refrigerant vapor cloud form that could get into the compressor 4. In defrosting operation, the compressor 4 sucks under the effect of the useful cycle in the condenser 6 into the gas phase evaporated refrigerant and conveys this with an increase in temperature in the evaporator 1, in which thereby the frosting is removed. A bypass 16 below of the evaporator 1 favors its defrosting. The defrosted water reaches a condensate drain pan 17. The refrigerant liquefies in the evaporator 1 and passes through the solenoid valve 11 and the throttle element back into the condenser 6.
Nach Abschluß des Abtauvorganges kann die Wärmepumpe wieder in den Heizbetrieb umgeschaltet werden, wozu das Umkehrventil 5 umgeschaltet, das Magnetventil 11 geschlossen und das Magnetventil 15 geöffnet wird.After the defrosting process has been completed, the heat pump can be switched back to heating mode, for which purpose the Reversing valve 5 switched over, the solenoid valve 11 closed and the solenoid valve 15 is opened.
Vor dem Zurückschalten in den Heizbetrieb kann auch zunächst nur das Umkehrventil 5 umgeschaltet und das Magnetventil 11 geschlossen werden, wobei zunächst das Magnetventil 15 geschlossen bleibt (vgl. Figur 4). Es wird damit zunächst aus dem Verdampfer 1 über den Flüssigkeitsabscheider 3 Kältemittel abgesaugt, wobeiBefore switching back to heating mode, only the reversing valve 5 can initially be switched over and that Solenoid valve 11 are closed, the solenoid valve 15 initially remaining closed (see FIG. 4). It is thus initially sucked out of the evaporator 1 via the liquid separator 3 refrigerant, wherein
in
der Verdichter 4 dem Verflüssiger 6 den gewünschtenin
the compressor 4 to the condenser 6 the desired
Arbeitsdruck aufbaut.Working pressure builds up.
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8130 | Withdrawal |