DE3224045A1

DE3224045A1 - Waermepumpe

Info

Publication number: DE3224045A1
Application number: DE19823224045
Authority: DE
Inventors: Helmut 6301 Staufenberg Abel; Rainer 6330 Wetzlar Höbel; Hans-Georg 6301 Wettenberg Krämer
Original assignee: Buderus AG
Current assignee: Buderus AG
Priority date: 1982-06-28
Filing date: 1982-06-28
Publication date: 1983-12-29

Description

Wärmepumpe
Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Wärmepumpen dieser Art gehören zum allgemein bekannten Stand der Technik. Da unterhalb bestimmter Außentemperaturen ein Reif- und Eis ansatz an den Wärmetauscherkanälen des Verdampfers auftreten kann, ist ein Abtauen durch zeitweise Strömungsumkehr des Kältemittelkreislaufes üblich. Es wurde bereits vorgeschlagen, den Abtauvorgang durch Meßelemente, die die Dicke der Eisschicht messen, in Gang zu setzen. Da die Vereisung des Verdampfers zu einer Dntckveränderung vor demselben führt, wurde auch schon der Druck im System als Regelgröße herangezogen. Als Beispiel hierfür sei auf die DE-OS 30 22 571 hingewiesen.
Es wird eine weitere Verbesserung (wer bekannten Abtaueinrichtung an den Verdampfern von Wärmepumpen angestrebt. Dabei soll das Einschalten, aber insbesondere auch das Ausschalten des Abtauvorganges zum richtigen Zeitpunkt erfolgen. Schäden, die während des bisher üblichen AbtauelLs an der Anlage, z.B. an dem als Topfkondensator ausgebilde1;en Kondensator, auftreten konnten, sollen verhindert werden.
Gemäß der Erfindung erfolgt dieses durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannte Zuordnung von Schaltelementen.
Das Ein- und Ausschalten des Abtauvorganges erfolgt durch ein einziges Schalteement mit unterem und oberem Schaltpunkt bzw. -bereich. Die Gefahr, daß bei umgekehrtem Kältemittelkreislauf der Topfkonden£.ator einfriert, wird durch das weitere Schaltelement vor dem Kompressor ausgeschaltet. Dieses liegt mit dem ersten Schaltelement in Reihe, schaltet also nur während des Abtauvorganges. Es unterbricht das Abtauen auch dann, wenn am ersten SchEltelement der Einschaltwert noch nicht erreicht ist. Um Schäden am Topfkondensator zu vermeiden, wird somit notfalls ein richt vollständiges Abtauen in Kauf genommen. Ferner erfolgt das Abschalten des Abtauvorganges unabhängig von den Schaltelementen nach einer maximalen Abtauzeit, was an sich bekannt ist. Auch hierdurch wird eine Absicherung gegen das Einfrieren des Topfkondensators erzielt.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, als Schaltelemente Druckwächter einzusetzen. Dabei übernimmt ein einziger Druckwächter das Ein- und Ausschalten, wobei er zur Vermeidung des Einfrierens des Topfkondensators noch durch einen weiteren Druckwächter vor dem Kompressor überwacht wird. Diese Überwachung ist bei Topfkondensatoren notwendig und stellt eine völlig neue Maßnahme dar.
Für den Druckwächter vor dem Verdampfer empfiehlt sich ein unterer Schaltpunkt bei etwa 3,5 bar und ein oberer Schaltpunkt bei etwa 7,0 bar. Fir den Druckwächter vor dem Kompressor ist ein Schaltpunkt bei etwa 1,7 bar geeignet. Das Einschalten des Abtauvorganges erfolgt somit bei etwa 3,5 bar vor dem Verdampfer. Das Ausschalten erfolgt, sobald der Druck wieder auf etwa 7,0 bar angestiegen ist. Im Interesse der Sicherheit für den Kondensator erfolgt das Ausschalten außerdem, wenn vor dem Kompressor ein Druck von etwa 1,7 bar unterschritten wird oder wenn der Abtauvorgang eine gewisse Zeit angedauert hat ohne, daß der Druckwert von 7,0 bar vor dem Verdampfer erreicht wurde. Als gewisse Zeitspanne sind etwa 5 min. zu empfehlen Grundsätzaich könnten auch Schaltel.emente eingesetzt werden, die auf Werte ansprechen, welche den Drücken äquivalent sind.
Hierfür kämen beispielsweise elektlonische Temperaturfühler in Frage.
Ubliche Wärmepumpen besitzen im Käitemittelkreislauf zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer Strömungselemente, welche ein Zurückströmen verhindern. Um eine Strömungsumkehr für das Abtauen zu ermöglichen, wird gemäß einem besonderen Kennt zeichen der Erfindung eine Bypaßleitung mit vollem Strömungsquerschnitt vorgesehen, welche nur rückwärts durchströmt werden kann.
Die beigefügte Zeichnung stellt in einer einzigen Figur ein Schema einer Wärmepumpe als AusfUh;^ungsbeispiel der Erfindung dar.
Ein Kältemittelkreislauf führt von einem Kompressor 1 Uber ein Vierwegeventil 2 zu einem Kondensator 3, üblicherweise einem Topfkondensator, und von dort zu einem Verdampfer 4. Im Kompressor 1 erfolgt eine Verdichtung, im Kondensator 3 eine Verflüssigung unter Wärmeabgabe an einen Wärmeträgerkreis 5 und im Verdampfer 4 eine Verdampfung des Kältemittels unter Wärmeaufnahme aus der Umgebung. Zwischen dem Kondensator 3 und dem Verdampfer 4 sind Strömungselemente 6 (z.B. Drossel, Rückschlagventil, Filtertrockner) angeordnet.
Ein Schaltelement 7, vorzugsweise ein Druckwächter, mit unterem und oberem Schaltpunkt vor dem Verdampfer 4 sorgt beim Erreichen des unteren Wertes für ein Umschalten des Vierwegeventiles 2. Gemäß den eingezeichneten Pfeilen erfolgt Jetzt eine Strömung-om Kompressor 1 über den Verdampfer 4 zum Kondensator 3. Die StrEsungselemente 6 werden dabei durch eine Bypaßleitung 8 mit vollem SHmungsquerschnitt umgangen. Der Abtauvorgang läuft so lange, bis ein oberer Wert am Schaltelement 7 erreicht ist bzw. bis ein festgelegter Schaltpunkt an einem zweiten Schaltelement 9 vor dem Kompressor 1 unterschritten wird. Dann wird. das Vierwegeventil 2 wieder umgeschaltet. Dasselbe ist auch der Fall, wenn eine vorgegebene Zeit an einem Zeitschalter 10 überschritten wird. Durch eine fest eingestellte Zeitsperre kann ein erneutes Abtauen für eine bestimmte Zeit (z.B. 60 min) unterbunden werden.

Claims

Patentansprüche 1. Wärmepumpe mit einem KältemitteJkreislauf durch einen Kompressor, einen Kondensator, einen Verdampfer und eine Drossel mit einer Möglichkeit zutun Abtauen des Verdampfers durch zeitweise Strömungsumkehr infolge Umschaltung eines Vierwegeventiles vor dem Komprel.sor, gekennzeichnet durch ein vor deLI Verdampfer (4) angeordnetes Schaltelement (7) mit leterem Schaltpunkt zum Einschalten und mit oberem Scha:.tpunkt zum Ausschalten des Abtauvorganges, durch ein mit dem Schaltelement (7) in Reihe geschaltetes zweites Schaltelement (9) vor dem Kompressor (1) mit festgelegtem Schaltpunkt zum Ausschslten des Abtauvorganges unabhängig vom ersten Schaltelement (7) und durch einen an sich bekannten, auf eine maximale Abtauzeit eingestellten Zeitschalter (10).
2. Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (7,9) als Druckwächter ausgebildet sind wobei das erste Schaltelement (7) einen unteren Schaltpunkt bei etwa 3,5 bar und einen oberen Schaltpunkt bei etwa 7,0 bar sowie das zweite Schaltelement (9) eilen Schaltpunkt bei etwa 1,7 bar besitzt und daß am Zeitschalter (10) eine ar. sich bekannte maximale Abtauzeit von etwa 5 min. eingestellt ist.
3. Wärmepumpe nach den Ansprüchen 1 und 2 gekennzeichnet durch eine nur während des Abtauvorganges durchströmte Bypaßleiturg (8) mit vollem Strömungsquerschnitt zur Umgehung von Strömungselementen (6) im Kältemittelkreislauf zwiæchen dem Kondensator (3) und dem Verdampfer (4).