DE3243672A1

DE3243672A1 - Air-water heat pump

Info

Publication number: DE3243672A1
Application number: DE19823243672
Authority: DE
Inventors: Dieter Ing. Kühl (grad.), 8651 Kupferberg; Johannes Prof.Dr.-Ing. 6742 Herxheim Reichelt
Original assignee: KULMBACHER KLIMAGERAETE
Current assignee: KULMBACHER KLIMAGERAETE
Priority date: 1982-11-25
Filing date: 1982-11-25
Publication date: 1984-05-30
Also published as: ATA216183A

Abstract

The refrigerant circuit of an air-water heat pump contains at least one compressor (1,2), a condenser (3), a throttle element (4), an evaporator (5) and a bypass (6). The bypass (6) goes from the section of the refrigerant circuit extending between the compressor (1,2) and the condenser (3) and opens into the section of the refrigerant circuit extending between the throttle element (4) and the evaporator (5). A shut-off element (7) and a heating device are provided in the bypass (6) and can superheat the hot gas flowing through the bypass (6) to defrost the evaporator (5). The heating device contains an electrical heating resistor (9) which is arranged in a container (10) releasably connected to the bypass (6). <IMAGE>

Description

KKW Kulmbacher Klimageräte- Unser Zeichen Werk GmbH VPA 82 P 3 5 4 7 OEKKW Kulmbacher air conditioning units - Our sign Werk GmbH VPA 82 P 3 5 4 7 OE

Luft-Wasser-WärmepumpeAir Water heatpump

Die Erfindung bezieht sich auf eine Luft-Wasser-Wärmepumpe nach dem Oberbegriff des AnspruchesThe invention relates to an air-water heat pump according to the preamble of the claim

Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, wird mittels des Verdampfers der Umgebungsluft Wärme entzogen. Dabei bildet sich an der Verdampferoberfläche eine Eisschicht, wenn der mit sinkender Lufttemperatur geringer werdende Verdampfungsdruck des in der Luft enthaltenen Wasserdampfes bis zum Taupunkt sinkt und die Temperatur der Umgebungsluft bei 7° C oder darunter liegt. Mit wachsender Dicke der Eisschicht wird das Vermögen des Verdampfers, Wärme aus der Umgebung aufzunehmen, zu Ungunsten der Leistungszahl der Anlage immer geringer.For air-to-water heat pumps according to the generic term of claim 1, by means of the evaporator Heat withdrawn from ambient air. A layer of ice forms on the surface of the evaporator when the evaporation pressure decreases with falling air temperature of the water vapor contained in the air drops to the dew point and the temperature the ambient air is 7 ° C or below. As the thickness of the ice layer increases, so does the fortune of the evaporator to absorb heat from the environment, to the detriment of the system's coefficient of performance always less.

Um wieder auf eine angemessene Leistungszahl zu kommen, wird das Eis am Verdampfer abgetaut.To get back to an adequate performance figure, the ice is thawed on the evaporator.

Eine gebräuchliche Methode des Abtauens ist die sogenannte Heißgas-Bypaß-Abtauung. Dabei wird vom Verdichter kommendes Heißgas über einen Bypaß in den Verdampfer geleitet. Mit der im Heißgas enthaltenen Wärme wird das Eis am Verdampfer abgetaut.A common method of defrosting is the so-called hot gas bypass defrosting. The Hot gas coming from the compressor is fed into the evaporator via a bypass. With that contained in the hot gas The ice is thawed on the evaporator with heat.

Zwei weitere gebräuchliche Methoden des Abtauens betreffen das sogenannte Wärmespeicher-Abtauverfahren. Bei einem dieser Verfahren wird mittels heißer Kältemittelgase ein Wärmespeicher aufgeheizt. Die im Wärmespeicher enthaltene Wärme wirdTwo other common methods of defrosting relate to the so-called heat storage defrosting process. In one of these processes, a heat accumulator is heated up using hot refrigerant gases. The heat contained in the heat accumulator is

Bee 25 Bes / 26.o7.1982Bee 25 Bes / 26.o7.1982

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über einen Bypaß zum Verdampfer geleitet, wenn dieser abgetaut werden soll (Der Kältepraktiker, Augustheft 1964, Seite 157, Spalten 1 und 2).routed via a bypass to the evaporator when it is to be defrosted (The refrigeration practitioner, August 1964, page 157, columns 1 and 2).

Bei dem anderen Wärmespeicher-Abtauverfahren wird während des Heizbetriebes das verflüssigte Kältemittel durch eine in einem eigenen Kreislauf fliessende Sole weiter unterkühlt. Die von der Sole aufgenommene Wärme wird in einem Wärmespeicher gespeichert. Zum Abtauen des Verdampfers wird derWith the other heat storage defrosting method, the refrigerant is liquefied during heating operation further subcooled by a brine flowing in its own circuit. The one absorbed by the brine Heat is stored in a heat store. To defrost the evaporator, the

Verdichter abgeschaltet und die Sole durch den Ver-''""" dämpfer geleitet.Compressor switched off and the brine through the '' "" " damper headed.

Bei beiden Wärmespeicher-Abtauverfahren muß der jeweilige Wärmespeicher im Heizbetrieb der Wärmepumpe aufgeheizt werden, was eine längere Heizbetriebszeit voraussetzt. Eventuell muß eine zusätzliche Wärmequelle eingesetzt werden, wenn keine ausreichende Aufheizung des Wärmespeichers während der Heizbetriebszeit möglich ist.With both heat accumulator defrosting methods, the respective heat accumulator must be in heating mode of the heat pump be heated up, which requires a longer heating operating time. An additional Heat source can be used if the heat storage tank is not sufficiently heated during the heating operating time is possible.

Bekannt ist es auch, den Verdampfer mittels außen angeordneter elektrischer Heizkörper oder mittels >—. in den Verdampferrohren selbst angeordneter elek-It is also known to use the evaporator by means of externally arranged electrical radiators or by means of > -. in the evaporator tubes themselves arranged electrical

trischer Heizkörper abzutauen.defrosting the electric radiator.

Außerdem ist bekannt, den Verdampfer einer Wärmepumpe durch Umkehren des Kältemittelkreislaufes abzutauen.It is also known to use the evaporator of a heat pump by reversing the refrigerant circuit defrost.

3o3o

Im Oberbegriff des Anspruches 1 wird von der aus dem erstgenannten Wärmespeicher-Abtauverfahren bekannten Ausbildung ausgegangen.In the preamble of claim 1 is known from the first-mentioned heat storage defrosting method Training run out.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Luft-Wasser-Wärmepumpe nach dem Oberbegriff desThe invention is based on the object, the air-water heat pump according to the preamble of

H -F- VPA 82 P 8 5 4 7 OE H -F- VPA 82 P 8 5 4 7 OE

Anspruches 1 wesentlich zu vereinfachen und so auszubilden, daß das Abtauen jederzeit, unabhängig von der vorausgegangenen Heizbetriebszeit, möglich ist.
5To simplify claim 1 and train it so that defrosting is possible at any time, regardless of the previous heating time.
5

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebene Ausbildung gelöst.The object set is according to the invention by those specified in the characterizing part of claim 1 Training solved.

Eine zweckmäßige Aus- und Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist im Anspruch 2 angegeben.An appropriate training and development of the subject matter of the invention is specified in claim 2.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Schema dargestellt.An embodiment of the invention is shown in the drawing in a scheme.

In der Zeichnung ist mit 1 ein erster Verdichter und mit 2 ein zweiter Verdichter bezeichnet. Anstelle der Verdichter 1 und 2 kann auch in nicht dargestellter Weise nur ein Verdichter vorgesehen sein.In the drawing, 1 denotes a first compressor and 2 denotes a second compressor. Instead of the compressors 1 and 2 can also be provided with only one compressor in a manner not shown be.

Die Verdichter 1,2 sind in einem Kältemittelkreislauf angeordnet, der einen Verflüssiger 3, ein thermostatisches Expansionsventil 4 als Drosselorgan, einen Verdampfer 5 und einen Bypaß 6 aufweist. The compressors 1, 2 are in a refrigerant circuit arranged, the a condenser 3, a thermostatic expansion valve 4 as a throttle device, has an evaporator 5 and a bypass 6.

Der Bypaß 6 ist einerseits an dem sich zwischen den Verdichtern 1,2 und dem Verflüssiger 3 erstreckenden Abschnitt und andererseits an dem sich zwischen dem Drosselorgan 4 und dem Verflüssiger 5 erstreckenden Abschnitt des Kältemittelkreislaufes angeschlossen. The bypass 6 is on the one hand on the one extending between the compressors 1, 2 and the condenser 3 Section and, on the other hand, on the one extending between the throttle element 4 and the condenser 5 Section of the refrigerant circuit connected.

Ein im Kältemittelkreislauf vorgesehenes Ventil 8 und ein im Bypaß 6 befindliches Absperrorgan 7 sindA valve 8 provided in the refrigerant circuit and a shut-off element 7 located in the bypass 6 are

- #- VPA 82 P 8 5 4 7 QE- # - VPA 82 P 8 5 4 7 QE

so angeordnet, daß das von den Verdichtern kommende Heißgas wahlweise über das Drosselorgan 4 und den Verflüssiger 3 oder über den Bypaß 6 direkt zum Verdampfer 5 leitbar ist. Anstelle des Ventils 8 kann auch ein Rückschlagventil verwendet werden. Im Bypaß 6 ist eine Heizeinrichtung angeordnet. Sie besteht aus mindestens einem elektrischen Heizwiderstand 9, der in einem im Bypaß 6 lösbar angeordneten Behälter 1o untergebracht ist. 1oarranged so that the hot gas coming from the compressors optionally via the throttle element 4 and the condenser 3 or via the bypass 6 can be fed directly to the evaporator 5. Instead of the valve 8 a check valve can also be used. A heating device is arranged in the bypass 6. It consists of at least one electrical heating resistor 9, which is detachable in a bypass 6 arranged container 1o is housed. 1o

Wirkungsweise:Mode of action:

Der Heizbetrieb der dargestellten Luft-Wasser-Wärmepumpe verläuft in der bekannten Weise.The heating mode of the air-water heat pump shown proceeds in the known way.

1515th

Zum Abtauen wird das Ventil 8 geschlossen und das Absperrorgan 7 geöffnet. Das hierauf durch den Bypaß 6 strömende Heißgas wird im Behälter 1o durch den Heizwiderstand 9 überhitzt und gelangt in diesem Zustand in den Verdampfer 5 und gibt dort die zum Abtauen benötigte Energie ab. Die dabei erfolgende Abkühlung des Kältemittels geschieht im überhitzten Bereich. Aus dem Verdampfer >r-s 5 wird das Gas von den Verdichtern 1,2 angesaugtFor defrosting, the valve 8 is closed and the shut-off element 7 is opened. That then through the Bypass 6 flowing hot gas is in the container 1o overheated by the heating resistor 9 and in this state it enters the evaporator 5 and is there there the energy required for defrosting. The resulting cooling of the refrigerant takes place in the overheated area. The gas is sucked in from the evaporator> r-s 5 by the compressors 1, 2

und erneut dem Bypaß 6 zugeführt. Dieser Vorgang erfolgt solange, bis der erwünschte Grad des Abtauens erreicht ist.and fed back to the bypass 6. This process continues until the desired degree of defrosting is reached.

Zum Umschalten auf Heizbetrieb wird das Ventil 8 geöffnet und das Absperrorgan 7 geschlossen.To switch to heating mode, valve 8 is opened and shut-off element 7 is closed.

2 Patentansprüche
1 Figur2 claims
1 figure

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Claims

-jt - VPA 82 P 3 5 4 7 DE claims

1.) Air-to-water heat pump, with a refrigerant circuit, the at least one compressor, a condenser, a throttle element, an evaporator and has a bypass from that extending between the compressor and the condenser Section of the refrigerant circuit starts and is located between the throttle element and the evaporator Extending section of the refrigerant circuit opens and can be shut off and by means of a heating device assigned to a part of its length can be heated, characterized in that that the heating device consists of at least one electrical heating resistor (9) which is arranged in the interior of the bypass (6) is.

2. Air-water heat pump according to claim 1, d a through characterized in that the heating device (9) is detachable in one in the bypass (6) arranged container (io) is arranged.

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