DE3036688A1

DE3036688A1 - Verfahren und vorrichtung zum abtauen von luft-wasser-waermepumpen

Info

Publication number: DE3036688A1
Application number: DE19803036688
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr. 8520 Erlangen Gromoll
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-09-29
Filing date: 1980-09-29
Publication date: 1982-05-13

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 80 P 7 5 7 0 DE

Verfahren und Vorrichtung zum Äbtauen von Luft-Wasser-Wärmepumpen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtauen von Luft-Wasser-Wärmepumpen mit einem Heizmittelkreislauf und einem einen Verdampfer, einen Verdichter, einen Verflüssiger und ein Entspannungsorgan aufweisenden Kältemittelkreislauf sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Luft-Wasser-Wärmepumpen entziehen über einen Verdampfer der Umgebung Wärme. Der Verdampfe.r besteht dabei üblicherweise aus lamellenbesetzten Rohrschlangen, die durch einen Ventilator mit Umgebungsluft angeblasen werden. Bei Umgebungstemperaturen von ca. -5 bis +5⁰C und entsprechender Luftfeuchtigkeit vereisen die Rohrschlangen und Lamellen des Verdampfers. Die Verdampfungsleistung sinkt dadurch beträchtlich ab. Dies wiederum führt zu einer Verminderung-der Leistungszahl (Quotient aus Verflüssiger-Wärmestrom und Verdichter-Antriebsleistung) und der Heizleistung der Wärmepumpe. Der (Außenluft-)Verdampfer muß deshalb in gewissen Zeitabständen abgetaut werden. , "

Zum Abtauen von Luft-Wasser-Wärmepumpen, d.h. zum Beseitigen eines Reif- oder Eisansatzes am Verdampfer durch Wärmezufuhr, werden bislang folgende Verfahren angewendet (siehe: H.Kirn/A.Hadenfeldt "Wärmepumpen", Bd. 1, Verlag C.F.Müller Karlsruhe, 3. Auflage, 1979, Seiten 43 bis 46):

Bh 2 Hag / 23. 9. 1980

. 3· ' -έ- VPA 80 P 7 5 7 0 DE

1. Abtauen mittels Elektroheizung:

Die Lamellenverdampfer werden mit elektrischen Heizstäben versehen, die fest mit den Lamellen verbunden sind. Während des Abtauens werden der Kompressor und die Ventilatoren abgeschaltet.

2. Abtauen mit Wasser:

Der Verdampfer wird mit einer Wasserbrause ausgerüstet, mit deren Hilfe das Lamellenpaket während der Abtauperiode gleichmäßig mit Wasser berieselt wird.

3. Abtauen mit Warmsole:

Bei abgeschalteter Anlage wird warme Sole durch zusätzliche Rohrschlangen im Verdampfer gepumpt.

4. Abtauen durch Kreislaufumkehr:

Der Kreislauf der Wärmepumpe wird so geschaltet,

daß der Verdampfer als Kondensator und der Kondensator als Verdampfer arbeitet. Zum Abschmelzen des Eises dient die Verflüssigungswärme des gasförmigen Kältemittels, d.h. des sogenannten Heißgases. 20

Die bekannten Abtauverfahren erfordern einen nicht unerheblichen Aufwand und insbesondere aufwendige zusätzliche Einrichtungen, wie Elektroheizung und Berieselungseinrichtuhg.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Abtauen von Luft-Wasser-Wärmepumpen mit einem Heizmittelkreislauf und einem einen Verdampfer, einen Verdichter, einen Verflüssiger und ein Entspannungsorgan aufweisenden Kältemittelkreislauf derart auszugestalten, daß eine wirksame Abtauung ohne aufv/endige Maßnahmen ermöglicht wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Heizmittelkreislauf und der Verdichter abgeschaltet

BAD ORIGINAL

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werden und das Heißgas vom Verflüssiger direkt in den Verdampfer geleitet wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem bei einer erforderlichen Abtauung neben dem Heizmittelkreislauf und dem Verdichter (Kompressor) auch der Ventilator für den Verdampfer abgeschaltet wird;, strömt infolge der Verbindung zwischen Verflüssiger (Kondensator) und Verdampfer das vom Kompressor überhitzte und teilweise im Kondensator gespeicherte Heißgas - aufgrund des Druckunterschiedes zwischen Kondensator- und Verdampferteil - direkt in den Verdampfer. Zusätzlich wird durch den Druck=- und Temperaturunterschied ein Teil des im Kondensator bereits verflüssigten Arbeits- bzw. Kältemittels bei höherer Temperatur auch wieder verdampft und strömt ebenfalls direkt in den Verdampfer. Das Abschmelzen des Eises erfolgt im Verdampfer aufgrund der Enthitzungs- und Kondensat!onsifarme des Heißgases. Nach erfolgter Abtauung₉ doh. nach dem Druckausgleich zwischen Kondensator und Verdampfers, wird die direkte Verbindung zwischen Kondensator und Verdampfer unterbrochen und die Luft-Wasser-Wärmepumpe wieder in Betrieb genommeno

Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet die Wirksamkeit des Abtauens mit Heißgas, ermöglicht aber - aufgrund der direkten Verbindung zwischen Kondensator und Verdampfer - einen im Vergleich zum Abtauverfahren mit Kreislaufumkehr wesentlich vereinfachten Aufbau des Wärmepumpen- bzw» Kältemittelkreislaufes. Darüber hinaus wird beim erfindungsgemäßen Verfahren, das als direktes Heißgas-Abtauverfahren bezeichnet werden kann, durch Abschalten der Anlage während des Abtauvorganges kein abgekühltes Wasser in den Heizkreislauf gefördert.

Ferner bedarf es bei diesem Verfahren keiner auf-

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wendigen Zusatzeinrichtungen, wie bei den bekannten Verfahren, so daß zusätzliche Störquellen vermieden werden.

Beim Verfahren durch Kreislaufumkehr ist es beispielsweise erforderlich, zwei zusätzliche Bypaß-Leitungen vorzusehen. Eine dieser Leitungen, in der ein Entspannung sorgan, beispielsweise ein Expansionsventil, angeordnet werden muß, umgeht einen in der Hochdruckseite des Kältemittelkreislaufes im Anschluß an den Kondensator vorhandenen Sammler. Darüber hinaus muß hierbei im Kältemittelkreislauf im Anschluß an den Sammler und vor der Einmündung der Bypaß-Leitung ein Rückschlagventil angeordnet werden. Die zweite Bypaß-Leitung umgeht das im Kältemittelkreislauf vor dem Verdampfer angeordnete Entspannungsorgan. In dieser Bypaß-Leitung muß ebenfalls ein Rückschlagventil angeordnet werden.' Schließlich ist es noch erforderlich, zwischen Kompressor und Kondensator ein Umkehrventil vorzusehen.

Im Gegensatz dazu ist es bei finer Luft-Wasser-Wärmepumpe gemäß der Erfindung, d.h. einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, lediglieh erforderlich, daß der Eingang des Verflüssigers durch eine Leitung mit dem Ausgang des Verdampfers verbunden ist und daß in der Verbindungsleitung ein Ventil angeordnet ist. Diese Leitung verbindet also den Teil des Kältemittelkreislaufes zwischen Verdämpfer und Kompressor, die sogenannte Saugleitung, mit demjenigen zwischen Kompressor und Kondensator, die sogenannte Druckleitung, und umgeht somit den Kompressor.

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Anhand einer Figur, in der schematisch der Kältemittelkreislauf der erfindungsgemäßen Luft-Wasser-Wärmepumpe dargestellt ist, soll die Erfindung noch näher erläutert werden.
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Im Kältemittel- bzw. Wärmepumpenkreislauf 22 ^is"^{fc ein} Verdampfer 11, ein Verdichter (Kompressor) 12 samt dem zugehörigen Antriebsmotor und ein Verflüssiger (Kondensator) 13 angeordnet. Der Kondensator 13 ist gleichzeitig Bestandteil des Heizmittelkreislaufes, der in der Figur mit der Bezugsziffer 14 angedeutet ist.

Zwischen Kondensator 13 urd Verdampfer 11 ist im Kältemittelkreislauf ferner ein Sammler 15 angeordnet und zwischen Verdampfer 11 und Kompressor 12 ein Abscheider 16. Darüber hinaus weist der Kältemittelkreislauf ein Entspannungsorgan 17 in Form eines Expansionsventils auf, das sich vor dem Verdampfer befindet. Das Expansionsventil wird von einem Temperaturfühler 18 gesteuert, der am Ausgang des Verdampfers 11 am Kältemittelkreislauf angeordnet ist. Der Kältemittelkreislauf ist - in der sogenannten Flüssigkeitsleitung (zwischen Kondensator 13 und Entspannungsorgan 17) - schließlich noch mit einem Filter 19 und einem Schauglas 20 sowie einem Magnetventil 21 versehen.

Der Ausgang des Verdampfers 11 ist durch eine Leitung 22 mit dem Eingang des Kondensators 13 verbunden, durch die Heißgas aus dem Kondensator bzw. aus dem Bereich des Kältemittelkreislaufes zwischen Kompressor 12 und Kondensator 13» d.h. der sogenannten Druckleitung, in den Verdampfer strömen und dort die vereisten Stellen abtauen kann. In der Verbindungsleitung 22

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ist ein ansteuerbares Ventil 23, beispielsweise ein Magnetventil, angeordnet, durch das der Zustrom von Heißgas vom Kondensator zum Kompressor unterbunden werden kann. Während des Betriebs der Luft-Wasser-Wärmepumpe ist das Ventil 23 geschlossen und während der Abtauperiode geöffnet.

2 Patentansprüche
1 Figur

Claims

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Patentansprüche

1 J Verfahren zum Abtauen von Luft-Wasser-Wärmepumpen mit einem Heizmittelkreislauf und einem einen Verdämpfer, einen Verdichter, einen Verflüssiger und ein Entspannungsorgan aufweisenden Kältemittelkreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizmittelkreislauf und der Verdichter abgeschaltet werden und daß Heißgas vom Verflüssiger direkt in den Verdampfer geleitet wird,
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Verflüssigers durch eine Leitung mit dem Ausgang des Verdampfers verbunden ist und daß in der Verbindungsleitung ein Ventil angeordnet ist.