DE4321161A1 - Wärmepumpenanlage - Google Patents
WärmepumpenanlageInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
- F25B47/02—Defrosting cycles
- F25B47/022—Defrosting cycles hot gas defrosting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpenanlage mit einem
Wärmespeicher im Wärmepumpenkreislauf hinter dem
Kondensator und vor dem Expansionsventil, der
Wärmeenergie zum Abtauen des Verdampfers bereithält.
Eine derartige Wärmepumpenanlage ist in der
DE 30 12 541 A1 beschrieben. Der Wärmespeicher entzieht
während des Wärmepumpenbetriebs dem Kältemittel hinter
dem Kondensator Restwärme. Diese wird gespeichert und im
Abtaubetrieb dem Verdampfer zugeführt, um an diesem eine
Reif- oder Eisbildung zu beseitigen. Dadurch erübrigt es
sich, zum Abtauen zusätzliche elektrische Energie
einzusetzen.
Bei der DE 30 12 541 A1 ist für das Abtauen ein eigener,
geschlossener Wärmeträgerkreis mit eigener Abtaupumpe
nötig. Dies macht die Anlage aufwendig. Ein weiterer
Nachteil besteht darin, daß der zum Abtauen vorgesehene
Wärmeträgerkreis eine zusätzliche Verrohrung am
Verdampfer notwendig macht. Einerseits verteuert dies den
Aufbau des Verdampfers. Andererseits nimmt die
zusätzliche Verrohrung am Verdampfer Platz ein, der für
die eigentliche Funktion des Verdampfers, nämlich Wärme
aus der Umgebung aufzunehmen, verlorengeht. Um diesen
Flächenverlust zu beheben, müßte der Verdampfer
entsprechend größer aufgebaut sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wärmepumpenanlage der
eingangs genannten Art hinsichtlich des Abtauens zu
verbessern.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer
Wärmepumpenanlage der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, daß zwischen dem Ausgang des Verdichters und dem
Eingang des Verdampfers ein Parallelzweig der
Kältemittelleitung verläuft, in dem ein Absperrventil
angeordnet ist, daß zwischen dem Ausgang des Verdampfers
und dem Eingang des Verdichters ein Umschaltventil
angeordnet ist, durch das der Kältemittelstrom entweder
sekundärseitig durch den Wärmespeicher oder direkt zum
Verdichter leitbar ist, und daß zum Abtauen des
Verdampfers das Absperrventil offen und das
Umschaltventil so geschaltet ist, daß der Verdichter
Kältemittel durch den Wärmespeicher und über das
Absperrventil zum Verdampfer fördert.
Für den Abtaubetrieb ist keine eigene Pumpe und kein
eigener Zusatzkreislauf nötig, weil zum Abtauen das
Kältemittel selbst mittels des Verdichters über den
Parallelzweig der Kältemittelleitung zum Verdampfer
gefördert wird. Außerdem ist am Verdampfer keine
zusätzliche Verrohrung nötig. Das zum Abtauen des
Verdampfers geförderte Kältemittel fließt durch die
gleichen Rohre des Verdampfers, durch die das Kältemittel
auch im Wärmepumpenbetrieb strömt. Dadurch ist der Aufbau
der Wärmepumpe hinsichtlich der für das Abtauen
notwendigen Gestaltung erheblich vereinfacht.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die
genannte Einrichtung das Abtauen beschleunigt wird. Es
wird also die auf den Gesamtbetrieb bezogene Abtaudauer
reduziert. Eine wesentliche zusätzliche elektrische
Leistung braucht hierfür nicht eingesetzt zu werden.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der
Wärmespeicher ein Latentspeicher. Dieser entzieht während
des Heizzyklusses dem Kältemittel hinter dem Kondensator
zusätzlich Unterkühlungsenergie. Mit einer größeren
Unterkühlung des Kältemittels im Heizbetrieb ist eine
höhere Heizleistung bzw. Wirtschaftlichkeit der
Wärmepumpenanlage verbunden. Durch die zusätzliche
Unterkühlung wird der Flash-Gas-Anteil hinter dem
Expansionsorgan im Kältemittel herabgesetzt.
Vorzugsweise arbeitet der Latentspeicher mit einem
Latentwärmespeichermedium, dessen Schmelztemperatur und
Kristallisationstemperatur im Bereich zwischen +10°C und
+30°C liegen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die Figur zeigt
eine Wärmepumpenanlage schematisch.
In einem Kältemittelkreislauf liegen ein Verdichter (1),
ein Kondensator (2), ein Wärmespeicher (3), ein Trockner
(4), ein Schauglas (5), ein steuerbares Expansionsventil
(6) und ein Verdampfer (7).
An den Kondensator (2) ist ein Wärmeverbraucherkreis (8)
einer Raumheizung angeschlossen.
Im Wärmespeicher (3) sind ein erster Wärmetauscher (9) und
ein zweiter Wärmetauscher (10) angeordnet. Der erste
Wärmetauscher (9) liegt im Strömungsmittelkreislauf hinter
dem Kondensator (2) und vor dem Expansionsventil (6). Der
zweite Wärmetauscher (10) liegt über ein Umschaltventil
(11) am Ausgang (12) des Verdampfers (7) und am Eingang (13)
des Verdichters (1). Im Wärmespeicher (2) befindet sich ein
Latentwärme-Speichermedium, dessen Schmelztemperatur und
dessen Kristallationstemperatur zwischen +10°C und +30°C
liegen.
Der Verdampfer (7) weist ein Gebläse (14) auf, durch das
Lamellen (15) des Verdampfers (7) mit Umgebungsluft
beaufschlagbar sind. Unten am Verdampfer (7) ist eine
Abtropfwanne (16) angeordnet, durch welche ein
Leitungszug (17) der Kältemittelleitung geführt ist, der
zwischen dem ersten Wärmetauscher (9) und dem Trockner (4)
liegt.
Zwischen dem Ausgang (18) des Verdichters (1) und dem
Eingang (19) des Verdampfers (7) verläuft ein Parallelzweig
(20) der Kältemittelleitung. Der Parallelzweig (20) liegt
parallel zur Reihenschaltung des Kondensators (2), des
ersten Wärmetauschers (9), des Leitungsstücks (17) und des
Expansionsventils (6). In dem Parallelzweig (20) ist ein
Absperrventil (21) angeordnet. Im Wärmepumpen-Heizbetrieb
ist das Absperrventil (21) geschlossen und das
Umschaltventil (11) ist so gestellt, daß das Kältemittel
vom Ausgang (12) des Verdampfers (7) direkt zum Eingang (13)
des Verdichters (1) strömt. Die Kältemittelströmung im
Heizbetrieb ist in der Figur mit (H) bezeichnet.
Im Heizbetrieb bringt die im Kältemittel hinter dem
Kondensator (2) noch enthaltene Wärme das
Latentspeichermedium im Speicher (3) zum Schmelzen, so daß
in diesem Wärmeenergie infolge der Schmelzenthalpie
gespeichert wird.
Im Laufe des Heizbetriebs wird der Verdampfer (7) bereifen
bzw. vereisen. Um ihn abzutauen wird nun das
Absperrventil (21) geöffnet und das Umschaltventil (11)
umgeschaltet. Dies kann automatisch durch entsprechende,
am Verdampfer (7) angeordnete Sensoren geschehen. Der
Verdichter (1) läuft weiter und fördert nun Kältemittel
durch den zweiten Wärmetauscher (10) und durch den
Parallelzweig (20) über das Absperrventil (21) in den
Verdampfer (7). Im zweiten Wärmetauscher (10) wird das
Kältemittel erwärmt, wobei das Latentspeichermedium
wieder kristallisieren kann. Diese Wärme wird auf den
Verdampfer (7) übertragen, so daß dieser abtaut. In der
Figur ist der Abtaukreislauf mit (A) bezeichnet.
Im Abtaubetrieb kann ein Teilstrom des Kältemittels
weiter über den Kondensator (2) ziehen.
Claims (5)
1. Wärmepumpenanlage mit einem Wärmespeicher im
Wärmepumpenkreislauf hinter dem Kondensator und vor dem
Expansionsventil, der Wärmeenergie zum Abtauen des
Verdampfers bereithält,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Ausgang (18) des Verdichters (1) und dem
Eingang (19) des Verdampfers (7) ein Parallelzweig (20) der
Kältemittelleitung verläuft, in dem ein Absperrventil (21)
angeordnet ist, daß zwischen dem Ausgang (12) des
Verdampfers (7) und dem Eingang (13) des Verdichters (1) ein
Umschaltventil (11) angeordnet ist, durch das der
Kältemittelstrom entweder sekundärseitig durch den
Wärmespeicher (3) oder direkt zum Verdichter (1) leitbar
ist, und daß zum Abtauen des Verdampfers (7) das
Absperrventil (21) offen und das Umschaltventil (11) so
geschaltet ist, daß der Verdichter (1) Kältemittel durch
den Wärmespeicher (3) und über das Absperrventil (21) zum
Verdampfer (7) fördert.
2. Wärmepumpenanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wärmespeicher (3) ein Latentspeicher ist.
3. Wärmepumpenanlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Latentspeichermedium eine Schmelztemperatur und
eine Kristallisationstemperatur zwischen +10°C und +30°C
aufweist.
4. Wärmepumpenanlage nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wärmespeicher (3) hinter dem Kondensator (2) und
vor einem Leitungszug (17) angeordnet ist, der durch eine
Abtropfwanne (16) des Verdampfers (7) verläuft.
5. Wärmepumpenanlage nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Wärmespeicher (3) ein erster Wärmetauscher (9), der
hinter dem Kondensator (2) liegt, und ein zweiter
Wärmetauscher (10) angeordnet sind, der zwischen den
Ausgang (12) des Verdampfers (7) und den Eingang (13) des
Verdichters (1) geschaltet ist.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE19934321161 Expired - Fee Related DE4321161C2 (de) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | Wärmepumpenanlage |
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-
1993
- 1993-06-25 DE DE19934321161 patent/DE4321161C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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