DE3431451A1 - Refrigerator or freezer used as a heat pump - Google Patents
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Abstract
Description
Als Wärmepumpe genutztes Kühl- oder Gefriergerät Refrigerator or freezer used as a heat pump
Die Erfindung betrifft ein als Wärmepumpe genutztes Kühl- oder Gefriergerät, insbesondere für Haushaltszwecke, mit einem gegebenenfalls in mehrere Fächer mit unterschiedlicher Lagertemperatur aufgeteilten Vorratsbehälter für das Kühl- und Gefriergut und einer Kompressions-Kältemaschine, deren Kondensator zwei einander parallel geschaltete Abschnitte aufweist, von denen einer im Wärmetausch mit einem Wasserspeicher und der andere .bedarfsweise im Wärmetausch mit der Umgebungsluft steht.The invention relates in particular to a refrigerator or freezer used as a heat pump for household purposes, with a storage container for cooling and storage, possibly divided into several compartments with different storage temperatures Frozen food and a compression refrigerator, the condenser of which two each other Has sections connected in parallel, one of which is in heat exchange with a Water storage and the other, if necessary, in heat exchange with the ambient air stands.
Bei einem aus der DE-PS 10 32 774 bekannten Gerät der genannten Art ist im Kältekreislauf der als Wärmepumpe genutzten Kompressions-Kältemaschine sowohl ein zusätzlicher Verdampfer als auch ein zusätzlicher Kondensator vorgesehen. Diese zusätzlichen Wärmetauscher sind außerhalb des Gerätes angeordnet und der Raumluft ausgesetzt. Sie lassen sich wahlweise in den Kältekreislauf einschalten, wenn beispielsweise bei erhöhtem Wasserverbrauch die aus dem Gerät abgeführte Wärmemenge nicht ausreicht, um das Wasser auf die geforderte Temperatur aufzuheizen oder bei geringem bzw. vorübergehend völlig eingestelltem Wasserverbrauch die Gefahr einer Überhitzung des Kondensators besteht. Im ersten Fall wird hierbei mit dem zusätzlichen Verdampfer der Umgebungsluft Wärme und Feuchtigkeit entzogen,In one known from DE-PS 10 32 774 device of the type mentioned is in Cooling circuit of the compression refrigeration machine used as a heat pump, both an additional evaporator and an additional condenser are provided. These additional heat exchangers are arranged outside the device and the room air exposed. They can optionally be switched on in the refrigeration cycle if, for example In the event of increased water consumption, the amount of heat dissipated from the device is not sufficient to heat the water to the required temperature or if the water consumption is low or has temporarily stopped the capacitor overheats. In the first case, heat and moisture are extracted from the ambient air with the additional evaporator,
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TZP 84/410 während im zweiten Falle Wärme an die Raumluft abgegeben wird.TZP 84/410 while in the second case heat is given off to the room air.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kühl- oder Gefriergeräte der eingangs näher beschriebenen Art zu vereinfachen und zu verbessern.The invention is based on the object of providing refrigerators or freezers of the initially mentioned described in more detail to simplify and improve.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verdampfer der Kompressions-Kältemaschine außerhalb des Vorratsbehälters derart angeordnet ist, daß er wahlweise mit dem im Vorratsbehälter befindliche Luftvolumen oder mit Luft aus der Umgebung des Gerätes beaufschlagbar ist.This object is achieved according to the invention in that the evaporator of the compression refrigeration machine is arranged outside the storage container in such a way that it selectively uses the volume of air in the storage container or with air the environment of the device can be acted upon.
Aufgrund des erfindungsgemäß angeordneten Verdampfers und dessen wahlweiser Beaufschlagbarkeit mit dem Luftvolumen im Vorratsbehälter oder der Luft aus der Umgebung ist es möglich, dem Wasserspeicher auch bei hohem Wasserverbrauch genügend Wärme zuzuführen ohne daß hierzu ein zusätzlicher Verdampfer erforderlich wird.Because of the evaporator arranged according to the invention and its optional The air volume in the storage tank or the air from the environment can be applied to the water storage tank even when the water consumption is high To supply heat without the need for an additional evaporator.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Verdampfer in einer mit dem Vorratsbehälter in Verbindung stehenden Luftleitvorrichtung angeordnet ist, welche mit Umlenkklappen ausgestattet ist, die alternativ eine Umwälzung des im Vorratsbehälter befindlichen Volumens oder der Luft aus der Umgebung des Gerätes gestatten.According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the evaporator is arranged in an air guiding device which is connected to the storage container and which is equipped with deflection flaps, which alternatively have a Allow the volume in the storage container or the air from around the device to circulate.
Eine zusätzliche Verbesserung des Gegenstandes der Erfindung ergibt sich, wenn die Umlenkklappen als Klappenthermostate ausgebildet sind, die jeweils zwei Umlenkklappen gegenläufig steuern.An additional improvement of the subject matter of the invention results when the Deflection flaps are designed as flap thermostats, each with two deflection flaps control in opposite directions.
Ein als Wärmepumpe genutztes Kühl- oder Gefriergerät ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der beigefügten Zeichnung als vereinfachtes Schaltbild dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. In dem in der beigefügten Figur dargestellten Kühl- und Heizkreislauf eines als Wärmepumpe genutzten Kühl- oder Gefriergerätes ist mit 10 ein Verdichter bezeichnet, mit dessen Hilfe Kältemitteldampf angesaugt und verdichtet wird. Das verdichtete Kältemittel gelangt über ein Druck-A refrigerator or freezer used as a heat pump is shown below Description based on one in the accompanying drawing as a simplified circuit diagram illustrated embodiment explained. In the one shown in the accompanying figure Cooling and heating circuit of a refrigerator or freezer used as a heat pump 10 denotes a compressor, with the help of which refrigerant vapor is sucked in and compressed. The compressed refrigerant arrives via a pressure
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rohr 11 in einen Kondensator 12, der als Direktkondensator oder auch als Koaxialkondensator mit Sekundärkreislauf ausgebildet sein kann. In dem Kondensator 12 wird die während der Verdampfungsphase aufgenommene Wärme und die in Wärme umgesetzte elektrische Leistungsaufnahme des Verdichters 10 an einen Wärmespeicher 13 abgegeben und das darin gespeicherte Wasser erwärmt. Aus dem Kondensator 12 gelangt das verflüssigte Kältemittel über eine Leitung 14 in einen Sammler 15, in welchem durch die Umschaltung zwischen Kühl- und Heizkreislauf bedingte Füllungsunterschiede des Systems ausgeglichen werden können.tube 11 into a capacitor 12, which is used as a direct capacitor or as a coaxial capacitor can be designed with a secondary circuit. In the condenser 12, the heat absorbed during the evaporation phase and the heat converted electrical power consumption of the compressor 10 to a heat accumulator 13 released and heated the water stored in it. The liquefied refrigerant passes from the condenser 12 via a line 14 into a collector 15, in which filling differences in the system caused by switching between cooling and heating circuits can be compensated.
Über ein Drosselorgan 16 gelangt das flüssige Kältemittel in einen Verdampfer 17,The liquid refrigerant reaches an evaporator 17 via a throttle element 16,
welcher über einen Ventilator 18 zwangsbelüftet sein kann. Das Drosselorgan 16 ist dabei mit einer Einrichtung ausgestattet, welche die Kältemittelfüllung des Verdampfers 17 in Abhängigkeit von der Temperatur des über eine Saugleitung 19 angesaugten Kältemitteldampfes steuert.which can be forcibly ventilated via a fan 18. The throttle member 16 is equipped with a device that charges the evaporator with refrigerant 17 controls as a function of the temperature of the refrigerant vapor drawn in via a suction line 19.
Der Verdampfer 17 ist in einem Seitenkanal 20 eines nur symbolisch als Kasten dargestellten Kühl- oder Gefriergerätes 21 angeordnet. Das Kühl- oder Gefriergerät i. ist dabei mit Lüftungsklappen 22 und 23 ausgestattet, welche im Bereich des Sei-The evaporator 17 is only symbolically a box in a side channel 20 shown refrigerator or freezer 21 is arranged. The refrigerator or freezer i. is equipped with ventilation flaps 22 and 23, which in the area of the side
tf tenkanals 20 in der wärmeisolierten Wand des Gehäuses des Kühl- oder Gefriergerätes angeordnet sind. Über ein von einem nicht dargestellten Klappenthermostaten gesteuertes Gestänge 24 ist die Lüftungsklappe 22 mit einer weiteren Lüftungsklappe derart verbunden, daß die Lüftungsklappe 22 und 25 mit Hilfe des Klappenthermostaten gegenläufig steuerbar sind. Die im Gehäuse angeordnete zweite Lüftungsklappe 23 wird ebenfalls durch einen nicht dargestellten Klappenthermostaten gesteuert. Über ein Gestänge 26 ist die Lüftungsklappe 23 mit einer Lüftungsklappe 27 gegenläufig gekoppelt. tf tenkanals 20 are arranged in the heat-insulated wall of the housing of the refrigerator or freezer. Via a linkage 24 controlled by a flap thermostat, not shown, the ventilation flap 22 is connected to a further ventilation flap in such a way that the ventilation flaps 22 and 25 can be controlled in opposite directions with the aid of the flap thermostat. The second ventilation flap 23 arranged in the housing is also controlled by a flap thermostat, not shown. The ventilation flap 23 is coupled in opposite directions to a ventilation flap 27 via a linkage 26.
In dem dargestellten und beschriebenen System ist zwischen dem Druckrohr 11 und der Leitung 14 eine Überbrückungsleitung 28 für den Verflüssiger 12 geschaltet, in der ein Durchgangs-Absperrventil 29 und ein Hilfsverflüssiger 30 hintereinandergeschaltet sind. Diese zuletzt genannten Elemente gestatten im Falle einer geringen oder vorübergehend völlig eingestellten Wasserentnahme aus dem Wasserspeicher 13, den Kondensator 12 zu überbrücken und damit dessen Überhitzung zu vermeiden.In the illustrated and described system is between the pressure pipe 11 and the line 14 is connected to a bypass line 28 for the condenser 12, in which a straight-way shut-off valve 29 and an auxiliary condenser 30 are connected in series are. These last-mentioned elements allow in the case of a small or temporarily completely stopped water withdrawal from the water reservoir 13, to bridge the capacitor 12 and thus to avoid its overheating.
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Beim Betrieb der dargestellten und beschriebenen Anlage als Kühl- oder Gefriergerät sind die Lüftungsklappen 22 und 23 im wärmeisolierten Gehäuse des Kühl- oder Gefriergerätes 21 geöffnet. Gleichzeitig sind die Lüftungsklappen 25 und 27 geschlossen. Die vom Axial-Ventilator 18 über den Verdampfer 17 umgewälzte Luft strömt nunmehr durch den Seitenkanal 20 und die geöffneten Lüftungsklappen 22 und 23 im geschlossenen Kreislauf durch das Gehäuse des Kühl- oder Gefriergerätes 21, wobei das dort eingelagerte Gut gekühlt wird. Der hierbei entstehende Kältemitteldampf wird vom Verdichter 10 angesaugt und in verdichteter Form entweder an den Verflüssiger 12 oder an den Hilfsverflüssiger 30 weitergeleitet.When operating the system shown and described as a refrigerator or freezer the ventilation flaps 22 and 23 in the heat-insulated housing of the refrigerator or freezer 21 are open. At the same time the ventilation flaps 25 and 27 are closed. The air circulated by the axial fan 18 via the evaporator 17 now flows through the side channel 20 and the open ventilation flaps 22 and 23 in a closed circuit through the housing of the refrigerator or freezer 21, whereby the goods stored there are cooled. The resulting Refrigerant vapor is sucked in by the compressor 10 and either in compressed form forwarded to the condenser 12 or to the auxiliary condenser 30.
Bei gedrosselter oder gänzlich fehlender Wärmezufuhr aus dem Kühl/Gefriergerät 21 ist es Jediglich erforderlich, mit Hilfe der Klappenthermostaten die Lüftungsklappen 22, 25 bzw. 23, 27 derart umzusteuern, daß nunmehr der Kreislauf über den Innenraum des Gehäuses des Kühl- oder Gefriergerätes 21 geschlossen ist und die Luftumwälzung durch die geöffneten Lüftungsklappen 25 und 27 durch den Seitenkanal 20 erfolgt. Die auf diese Weise der Umgebungsluft entzogene Wärme sorgt für eine rasche Verdampfung des im Verdampfer 17 vorhandenen flüssigen Kältemittels, welches dann in der Dampfphase über das Saugrohr 19 vom Verdichter 10 angesaugt und verdichtet wird. Die auf diese Weise gewonnene Wärmeenergie wird dann über den Kondensator 12 an den Warmwasserspeicher 13 abgegeben.If the supply of heat from the refrigerator / freezer 21 is throttled or completely absent It is only necessary to use the flap thermostat to control the ventilation flaps 22, 25 or 23, 27 to be reversed in such a way that now the circuit via the interior of the housing of the refrigerator or freezer 21 is closed and the air circulation takes place through the opened ventilation flaps 25 and 27 through the side channel 20. The heat extracted from the ambient air in this way ensures a rapid evaporation of the liquid refrigerant present in the evaporator 17, which is then sucked in by the compressor 10 in the vapor phase via the suction pipe 19 and is condensed. The thermal energy obtained in this way is then released to the hot water storage tank 13 via the condenser 12.
Die Steuerung des beschriebenen und dargestellten Systems ist so eingerichtet, daß die Schaltung mit der Luftumwälzung durch das Gehäuse des Kühl- oder Gefriergerätes absoluten Vorrang hat. Sind dort die Lagerbedingungen erfüllt, schalten die Klappenthermostaten auf eine Luftumwälzung durch den Seitenkanal 20 um. Diese Schaltung hat auch den Vorteil, daß die Feuchtigkeit auf dem Verdampfer 17, die sich bei Kühl- bzw. Gefrierbetrieb dort in Form von Reif niedergeschlagen hat, bei der Luftumwälzung mit warmer Umgebungsluft abgetaut und das abtropfende Wasser mit einer nicht dargestellten, beheizbaren Bodenwanne in bekannter Form abgeführt werden kann. Das Abtauende wird dabei zweckmäßig durch einen Temperaturfühler 31, der mit der Oberfläche des Verdampfers 17 verbunden ist, dadurch angezeigt bzw. weitere Rückschalt maßnahm en auf Kühl/Gefrierbetrieb eingeleitet, daß er eine Temperatur von wärmer als 0° C erreicht, womit sichergestellt ist, daß sich der gesamte Reif verflüssigt hat. Auch bei Dauerbetrieb als Kühl/Gefriergerät wird diese Schaltung, ausgelöst durch eine Zeitschaltuhr oder eine sonstige bekannte Regeleinrichtung, die den Reif auf bau mißt, zum Zwecke des Abtauens gewählt.The control of the described and illustrated system is arranged so that the circuit with the air circulation through the housing of the refrigerator or freezer has absolute priority. If the storage conditions are met there, the flap thermostats switch to air circulation through the side channel 20. These Circuit also has the advantage that the moisture on the evaporator 17, which has deposited there in the form of frost during cooling or freezing operation, at the air circulation with warm ambient air defrosted and the dripping water Discharged with a not shown, heatable floor pan in a known form can be. The end of defrosting is expediently indicated by a temperature sensor 31 which is connected to the surface of the evaporator 17 or further downshift measures to cool / freeze mode initiated that he a Reached a temperature of warmer than 0 ° C, which ensures that all of the frost has liquefied. Even when used continuously as a refrigerator / freezer this circuit, triggered by a timer or other known control device that measures the frost on construction, selected for the purpose of defrosting.
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Dies hat den Vorteil, daß eine aufwendige Abtauheizung vermieden wird und damit der zusätzliche Energiebedarf zum Abtauen gesenkt wird. Wird im Warmwasserspeer 13 keine Wärmeenergie mehr benötigt, schaltet die Anlage ab. Sollte in dieser Situation von dem Kühl- bzw. Gefriergerät wieder Kälte angefordert werden, so wird die Anlage über den Thermostaten eingeschaltet und die im Verdichter 10 gewonnene Wärmeenergie über das in diesem Falle geöffnete Durchgangs-Absperrventil mit dem Hilfskondensator 30 an die Umgebungsluft abgegeben.This has the advantage that an expensive defrost heater is avoided and thus the additional energy requirement for defrosting is reduced. If no more thermal energy is required in the hot water tank 13, the system switches off. Should be in this situation If cold is requested again by the refrigerator or freezer, the system is switched on via the thermostat and the one obtained in the compressor 10 Thermal energy is given off to the ambient air via the straight-way shut-off valve, which is open in this case, with the auxiliary condenser 30.
Die beschriebene Anlage kann über bekannte Regel- und Steuereinrichtungen weitgehend automatisiert werden.The system described can largely use known regulating and control devices be automated.
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Claims (4)
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|---|---|---|---|
| DE19843431451 DE3431451A1 (en) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | Refrigerator or freezer used as a heat pump |
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Publications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE3431451A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT408274B (en) * | 1997-02-26 | 2001-10-25 | Anour Hassan Ing | UNIT FOR COOLING, HEATING AND PERMANENT HOT WATER HEATING |
| DE102007043690A1 (en) | 2007-09-15 | 2009-03-19 | Gräf, Stefan | Freezer for connection to heat pump brine circuit, has heat exchanger arranged within insulated housing and connected with brine return line of brine water heat pump, where exchanger comprises cross section common for water installation |
-
1984
- 1984-08-27 DE DE19843431451 patent/DE3431451A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT408274B (en) * | 1997-02-26 | 2001-10-25 | Anour Hassan Ing | UNIT FOR COOLING, HEATING AND PERMANENT HOT WATER HEATING |
| DE102007043690A1 (en) | 2007-09-15 | 2009-03-19 | Gräf, Stefan | Freezer for connection to heat pump brine circuit, has heat exchanger arranged within insulated housing and connected with brine return line of brine water heat pump, where exchanger comprises cross section common for water installation |
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