DE69928955T2 - Verfahren und Einrichtung zum vor-und/oder nachkühlenden Wärmeaustausch eines Kältemittels - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum vor-und/oder nachkühlenden Wärmeaustausch eines Kältemittels Download PDF

Info

Publication number
DE69928955T2
DE69928955T2 DE69928955T DE69928955T DE69928955T2 DE 69928955 T2 DE69928955 T2 DE 69928955T2 DE 69928955 T DE69928955 T DE 69928955T DE 69928955 T DE69928955 T DE 69928955T DE 69928955 T2 DE69928955 T2 DE 69928955T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
water
subcooler
precooler
refrigerant
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69928955T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69928955D1 (de
Inventor
H. Thomas Hebert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Global Energy Group Inc
Original Assignee
Global Energy Group Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=22613079&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE69928955(T2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Global Energy Group Inc filed Critical Global Energy Group Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE69928955D1 publication Critical patent/DE69928955D1/de
Publication of DE69928955T2 publication Critical patent/DE69928955T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F24F1/0035—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by introduction of outside air to the room
    • F24F1/0038—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by introduction of outside air to the room in combination with simultaneous exhaustion of inside air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F24F1/0059—Indoor units, e.g. fan coil units characterised by heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
    • F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
    • F24F12/006—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an air-to-air heat exchanger
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/54—Free-cooling systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/56—Heat recovery units

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Unterkühl- und/oder Vorkühlsystem und -verfahren für das flüssige Kältemittel und/oder das Heißgas-Ablass-Kältemittel eines Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems (Kühlmodus), das entweder allein die für Reinluftbetrieb einer klimatisierten Luftzufuhr eines Gebäudes erforderliche Abluft oder die Abluft und den Kondensatablass von dem Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystem (oder einer anderen Wasserquelle) oder Außenluft und das Kondensat (oder eine andere Wasserquelle) nutzt, um das Unterkühlen und/oder Vorkühlen für Zwecke des Erhöhens der Kapazität und der Effizienz des Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems zu erreichen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein System zum Leiten der Gebäudeabluft oder der Außenluft zu dem Unterkühl- und/oder Vorkühlsystem. Dabei ist die Gebäudeabluft, soweit möglich, nach einem konduktiven Wärmevoraustausch mit der erforderlichen ankommenden Zusatzluft zu verwenden.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Derzeit gibt es viele Arten von Vorrichtungen, die zum Betrieb im Wärmeübertragungskreislauf konstruiert sind. Der Dampfkompressionskältekreislauf ist der Musterkreisprozess der großen Mehrheit der im Handel erhältlichen Kältesysteme. Dieser Wärmeübertragungskreislauf wird üblicherweise durch einen Kompressor, einen Kondensator, ein Drosselorgan und einen Verdampfer, die in serieller fließfähiger Kommunikation miteinander verbunden sind, erreicht. Das System ist mit Kältemittel befüllt, das durch jede der Komponenten zirkuliert. Im Besonderen zirkuliert das Kältemittel des Systems durch jede der Komponenten, um Wärme von dem Verdampfer zu entfernen und Wärme zu dem Kondensator zu übertragen. Der Kompressor verdichtet das Kältemittel von einem Zustand überhitzten Dampfes und niedrigen Drucks zu einem Zustand überhitzten Dampfes und hohen Drucks, wodurch die Temperatur, die Enthalpie und der Druck des Kältemittels erhöht werden. Ein überhitzter Dampf ist ein Dampf, der über seine Siedepunkttemperatur hinaus erwärmt wurde. Er verlässt den Kompressor und tritt in den Kondensator als ein Dampf bei etwas erhöhtem Druck ein, wobei das Kältemittel als eine Folge des Wärmetransfers zu Kühlwasser und/oder zu Umgebungsluft kondensiert wird. Das Kältemittel fließt dann durch den Kondensator hindurch, wobei das Kältemittel bei einem im Wesentlichen konstanten Druck zu einem Zustand gesättigter Flüssigkeit verflüssigt wird. Das Kältemittel verlässt dann den Kondensator als Hochdruckflüssigkeit. Der Druck der Flüssigkeit wird gesenkt, während sie durch das Expansionsventil hindurchfließt, wobei das Kältemittel dazu veranlasst wird, zu einem Flüssigkeit-Dampf-Mischzustand zu wechseln. Die verbleibende Flüssigkeit, die nun einen niedrigen Druck aufweist, wird als Folge des Wärmetransfers von dem gekühlten Raum in dem Verdampfer verdampft. Dieser Dampf tritt dann zum Vervollständigen des Kreislaufs in den Kompressor ein. Das ideale Kreisprozess- und Geräte-Schema für Dampfkompressionskälte wird in 1 als Kreislauf 1-2-3-4-1 gezeigt. Im Besonderen wird die Prozessdarstellung in 1 durch ein Druck-Enthalpie-Diagramm dargestellt, das die besonderen thermodynamischen Charakteristiken eines typischen Kältemittels veranschaulicht. Die Ebene P-h ist besonders hilfreich zur Darstellung der Energietransfermengen in Form von Wärme. Mit Bezug auf 1 tritt gesättigter Dampf bei niedrigem Druck in den Kompressor ein und durchläuft eine reversible adiabatische Verdichtung 1-2. Adiabatisch bezieht sich auf jede Veränderung, bei der es weder Gewinn noch Verlust von Wärme gibt. Wärme wird dann bei konstantem Druck in dem Prozess 2-3 abgegeben. Eine adiabatische Druckänderung tritt durch die Expansionsvorrichtung im Prozess 3-4 auf und das Arbeitsfluid wird dann zum Vervollständigen des Kreislaufs bei konstantem Druck verdampft (Prozess 4-1). Der tatsächliche Kältekreislauf kann jedoch hauptsächlich auf Grund von Druckabfällen in Verbindung mit dem Fluidfluss und dem Wärmetransfer zu oder von der Umgebung von dem idealen Kreislauf abweichen. Es ist gut ersichtlich, dass die Temperatur des flüssigen Kältemittels eine wichtige Rolle bei dem Potenzial zum Abführen von Wärme in der Verdampferphase des thermischen Kreisprozesses spielt. Je kälter das flüssige Kältemittel bei Eintreten in den Verdampfer ist, desto größer ist die mögliche Veränderung der Enthalpie oder der Wärmeenergie, die pro Masseeinheit der zur Verdampfung verfügbaren Flüssigkeit absorbiert wird, und je kälter das flüssige Kältemittel bei Eintreten in die Expansionsvorrichtung, die zum Verdampfer führt, ist, desto geringer ist der schlagartige Verlust durch Gasbildung (flash gas loss), was bedeutet, dass ein größerer Teil oder Prozentsatz an Masse zur Verdampfung durch den Verdampfer verfügbar ist.
  • Außerdem ist gut ersichtlich, dass schnelles Vorkühlen des Heißgasablasses von einem Kompressor den Leistungsverbrauch des Kompressors senkt, die Kompressoreffizienz verbessert und die Leistung des Primärkondensators verbessert. Es ist außerdem gut ersichtlich, dass das Hinzufügen von mehr Wärme zu dem Verdampfer (Nachwärmer) einer Wärmepumpe im Wärmmodus den Leistungskoeffizienten des Systems verbessert. Es gibt derzeit viele solcher Vorrichtungen und Verfahren, die dazu konstruiert sind, dieses Unterkühlen und Vorkühlen oder Nachwärmen zu vollziehen.
  • Diese bekannten Verfahren und Vorrichtungen weisen jedoch Nachteile auf. Zu den Nachteilen gehören die hohen Kosten des Vollzugs des Unterkühlens und/oder Vorkühlens und/oder Nachwärmens und/oder die Ineffektivität oder die nachlassende Effektivität des Verfahrens und/oder der Vorrichtung zum Unterkühlen und/oder Vorkühlen und/oder Nachwärmen.
  • Als Reaktion auf die erkannten Unzulänglichkeiten früherer Verfahren und Vorrichtungen und auf Grund des jüngst erlassenen Gesetzes für saubere Luft in geschlossenen Räumen, nach dem ein bestimmter Prozentsatz der Luft in geschlossenen Räumen ständig ersetzt werden muss, wurde klar, dass ein Bedarf besteht für einen Flüssigkältemittel-Unterkühler für ein Klimatisierungs- oder Wärmepumpensystem mit niedrigen Anschaffungskosten sowie für ein Verfahren zum Nutzen der aus einer Gebäudeluftzufuhr abgelassenen relativ kalten, trockenen Luft, um gute Luftqualität in geschlossenen Räumen aufrechtzuerhalten, sowie zum alternativen Nutzen des Kondensats von dieser Klimatisierung oder Wärmepumpe (oder anderen Wasserquelle), um dieses Unterkühlen konduktiv oder durch Verdampfung zu vollziehen oder das Kondensat und alternativ die Außenluft zum verdampfenden Unterkühlen zu verwenden.
  • Es ist außerdem gut ersichtlich, dass schnelles Vorkühlen des Heißgasablasses von einem Kompressor den Flüssigkeitsdruck vor dem Drosselorgan reduziert, den Leistungsverbrauch senkt, den Kältemittel-Massenfluss erhöht und die Effizienz eines Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems verbessert.
  • Die Verwendung der relativ kalten, trockenen Abluft allein oder mit der Verwendung der Abluft oder alternativ mit der Verwendung von Außenluft und der Verwendung des Kondensats (oder einer anderen Wasserquelle), direkt oder selbst nachdem die Abluft allein oder Abluft und Kondensat zuerst zum Unterkühlen des flüssigen Kältemittels verwendet wurden oder alternativ nachdem Außenluft und Kondensat zuerst zum Unterkühlen des flüssigen Kältemittels verwendet wurden, stellt dieses Vorkühlen auf eine sehr kostengünstige Weise bereit.
  • Die Gebäudeabluft ist relativ zur Außenluft warm, wenn Heizen durch eine Wärmepumpe erforderlich ist, weshalb eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, die Wärme der Abluft wiederzuerlangen, indem diese Abluft dazu verwendet wird, zuerst Wärme von dem Unterkühler wiederzuerlangen und dann nachfolgend zusätzliche Wärme für einen Sekundärverdampfer, einen Nachwärmer (Vorkühler in dem Kühlmodus) bereitzustellen, oder alternativ die Abluft zu verwenden, ohne zuerst zu unterzukühlen, um das Kältemittel nachzuwärmen, wenn eine Wärmepumpe im Wärmmodus arbeitet.
  • US-5.113.668 beschreibt ein Kältesystem, das einen Kompressor, einen Kondensator und einen Verdampfer umfasst und einen verdampfenden Unterkühler stromab des Kondensators verwendet, um Kältemittel, nachdem es den Kondensator verlassen hat und bevor es dem Verdampfer in dem Kältekreislauf zugeführt wird, zu kühlen. Kondensiertes Wasser wird als Verdampfungsmedium in dem verdampfenden Unterkühler verwendet.
  • US-4.910.971 beschreibt ein Klimatisierungssystem, bei dem Gebäudeabluft verwendet wird, um ankommende Frischluft zu kühlen. Das offenbarte System umfasst einen Kältekreislauf mit einem Kondensator, der durch Abgas gekühlt werden kann, nachdem es mit flüssigen Sprühnebeln behandelt wurde.
  • US-4.373.346 beschreibt eine Kältevorrichtung, die einen Vorkühler und einen Unterkühler umfasst, die so eingerichtet sind, dass sie das in den Kondensator des Kühlkreislaufs eintretende, bzw. austretende Kältemittel kühlen.
  • US-4.023.949 beschreibt ein Verdampfungs-Kältesystem, bei dem verdampfendes Wasser verwendet wird, um Luft mit Hilfe eines Wärmeaustauschers zu kühlen, wobei das Kühlen durchgeführt wird, ohne Wasserdampf zu der Luft hinzuzufügen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wird durch die angehängten Patentansprüche mit der spezifischen Ausführung, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt wird, definiert.
  • Eine Ausführung der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit, die konduktives oder alternativ verdampfendes Unterkühlen des flüssigen Kältemittels mit Hilfe der kalten, trockenen Gebäudeabluft allein oder alternativ mit Hilfe der Gebäudeabluft oder Außenluft und mit Hilfe von Verdampfen des Kondensatwassers (oder anderen Wassers) von der befeuchteten Oberfläche des Unterkühl-Wärmeaustauschers ermöglicht, wodurch das Kältemittel konduktiv oder alternativ unterkühlt wird, wodurch die Temperatur des verbleibenden Wassers und der Oberfläche des Unterkühl-Wärmeaustauschers auf die Feuchtkugeltemperatur der Gebäudeabluft verringert wird, wodurch wiederum das flüssige Kältemittel in den Rohrleitungen des Unterkühl-Wärmeaustauschers unterkühlt wird. Die Gebäudeabluft und/oder das Kondensatwasser können beide durch das Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystem bereitgestellt werden, das die zusätzliche Kältewirkung, die durch das Kältemittel-Unterkühlen verursacht wird, benötigt.
  • Darüber hinaus kann diese vorliegende Erfindung mit Hilfe einer zweiten Vorrichtung gestaltet werden, die den Bedarf für niedrigeren Leistungsverbrauch, erhöhte Pumpeffizienz des Kompressors sowie die Verbesserung der Leistung des Primärkondensators mit Hilfe von erhöhtem Heißgas-Kältemittel-Vorkühlen erfüllt, das allein durch Nutzen der für Reinluftbetrieb einer Gebäudeluftzufuhr benötigten kalten, trockenen Abluft oder alternativ durch Verwendung der Gebäudeabluft oder der Außenluftzufuhr und der Kondensatwasserzufuhr des Klimatisierungs- oder Wärmepumpensystems (oder einer anderen Wasserzufuhr) vollzogen wird, um dieses Vorkühlen konduktiv oder alternativ verdampfend oder nach erstem Verwenden in dem Unterkühler der ersten Vorrichtung zu vollziehen. Eine andere Alternative bestünde darin, das Heißgas konduktiv mit der kälteren und feuchteren Luft, die von dem verdampfungsgekühlten Unterkühler abgelassen wird, vorzukühlen.
  • Bei einer zweiten Ausführung der Erfindung ist die Heißgas-Ablassleitung, die von dem Kompressor eines Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems kommt, seriell mit einem Luft-zu-Kältemittel-Vorkühl-Wärmeaustauscher verbunden, bevor sie seriell mit der Heißgasleitung, die zu dem Kondensator führt, verbunden ist. Dabei wird die kalte, trockene Gebäudeabluft oder alternativ die Außenluft direkt (oder nachdem sie zuerst durch den Unterkühler der ersten Vorrichtung hindurchgeleitet wurde) durch den mit Kondensat (oder mit einer anderen Wasserzufuhr) befeuchteten Vorkühl-Wärmeaustauscher oder als Alternative durch einen trockenen Vorkühl-Wärmeaustauscher hindurchgeleitet.
  • Vereinfacht dargestellt ermöglicht diese zweite Vorrichtung verdampfendes (oder konduktives) Vorkühlen des Heißgas-Kältemittels mit Hilfe der kalten, trockenen Gebäudeabluft oder der Außenluft und des Kondensatwassers (oder des anderen Wassers) oder mit Hilfe des Ablasses der Luft und des Wassers von dem Unterkühler der ersten Vorrichtung, wobei die kalte, trockene Gebäudeabluft oder die Außenluft und das Kondensatwasser (oder andere Wasser) zuerst zum Unterkühlen des flüssigen Kältemittels verwendet wird und dann nachfolgend zum Vorkühlen des Heißgas-Kältemittels verwendet wird.
  • Mit dem Vorgenannten wurden die relevanteren und wichtigeren Merkmale der vorliegenden Erfindung recht grob umrissen. Die folgende ausführliche Beschreibung der Erfindung erfolgt so, dass der vorliegende Beitrag zu dem Fachgebiet vollständiger gewürdigt werden kann. Zusätzliche Merkmale der Erfindung werden hierin nachfolgend beschrieben. Diese bilden den Gegenstand der Patentansprüche der Erfindung. Es sollte den Fachmann erkennbar sein, dass die Konzeption und die offenbarte spezifische Ausführung gut als Basis zum Verändern oder Entwerfen von anderen Strukturen zur Ausführung derselben Zwecke der vorliegenden Erfindung innerhalb des Umfangs der Erfindung nach der Darlegung in den angehängten Patentansprüchen verwendet werden können.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Für ein prägnanteres Verständnis der Natur und der Aufgaben der vorliegenden Erfindung sollte Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung genommen werden, wobei diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen zu sehen ist, bei denen:
  • 1 eine Darstellung des Kälteprozesses auf einem Druck-Enthalpie-Diagramm ist;
  • 2 ein Geräte-Schema des Dampfkompressionskreislaufs für ein Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystem ist, das die Lage des Unterkühlers zeigt, der mit Gebäudeabluft oder Außenluft und Kondensatwasser (oder anderem Wasser) verdampfungsgekühlt (oder alternativ nur mit Luft konduktiv gekühlt) wird;
  • 2a eine Perspektivansicht ist, die die Beziehung zwischen dem Flüssigkältemittel-Unterkühl-Wärmeaustauscher und einer möglichen Strömungsrichtung der Gebäudeabluft durch den mit Kondensat und/oder anderem Wasser befeuchteten (oder trockenen, nur mit Luft gekühlten) Unterkühler zeigt;
  • 2b eine Perspektivansicht ist, die die Beziehung zwischen dem Flüssigkältemittel-Unterkühl-Wärmeaustauscher und einer möglichen Strömungsrichtung von Außenluft durch den mit Kondensat und/oder anderem Wasser befeuchteten Unterkühler zeigt;
  • 3 ein Geräte-Schema des Dampfkompressionskreislaufs für ein Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystem ist, das die Lage des Vorkühlers zeigt, der mit Gebäudeabluft oder alternativ mit Außenluft und Kondensatwasser (oder anderem Wasser) dampfgekühlt (oder alternativ nur mit Luft konduktiv gekühlt) wird;
  • 3a eine Perspektivansicht ist, die die Beziehung zwischen dem Heißgas-Kältemittel-Vorkühl-Wärmeaustauscher und einer möglichen Strömungsrichtung der Gebäudeabluft sowie dem Fluss des Kondensats und/oder des anderen Wassers durch den Vorkühler zeigt;
  • 3b eine Perspektivansicht ist, die die Beziehung zwischen dem Heißgas-Kältemittel-Vorkühl-Wärmeaustauscher und einer möglichen Strömungsrichtung von Außenluft durch den mit Kondensat und/oder anderem Wasser befeuchteten Vorkühler zeigt;
  • 4 ein Geräte-Schema des Dampfkompressionskreislaufs für ein Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystem ist, das die Lage des Unterkühlers mit kombinierter Dampfkühlung (oder, wenn kein Wasser verwendet wird, konduktiver Küh lung) durch Gebäudeabluft oder Außenluft und Kondensat und/oder anderes Wasser und den Vorkühler mit kombinierter Dampfkühlung (oder, wenn nur Sekundärabluft verwendet wird, konduktiver Kühlung) durch Gebäudeabluft oder Außenluft und Kondensat und/oder anderes Wasser für Sekundärverwendung zeigt;
  • 4a eine Perspektivansicht ist, die die Beziehung zwischen dem Flüssigkältemittel-Unterkühl-Wärmeaustauscher und dem Heißgas-Kältemittel-Vorkühl-Wärmeaustauscher und der möglichen Strömungsrichtung der Gebäudeabluft durch, sowie einer möglichen Flussrichtung des Kondensats und/oder anderen Wassers kreuzend durch den Unterkühler und den Vorkühler zeigt;
  • 4b eine Perspektivansicht ist, die die Beziehung zwischen dem Flüssigkältemittel-Unterkühl-Wärmeaustauscher und dem Heißgas-Kältemittel-Vorkühl-Wärmeaustauscher und einer möglichen Strömungsrichtung von Außenluft durch einen mit Kondensat (und oder mit anderem Wasser) befeuchteten Unterkühler und dann der Luft, die von dem Unterkühler ausströmt und durch einen mit Kondensat (und/oder mit anderem Wasser) befeuchteten Vorkühler (oder alternativ durch einen trockenen Vorkühler) strömt, zeigt;
  • 5 ein Geräte-Schema des Dampfkompressionskreislaufs für eine Wärmepumpe im Wärmmodus (Kondensator in klimatisiertem Raum) ist, das die Lage der Kombination eines gebäudeabluftgekühlten Unterkühlers und eines Nachwärmers zeigt, der Wärme von einem Sekundärdurchlauf dieser unterkühlererwärmten Gebäudeabluft absorbiert oder die alternativ Außenluft verwendet, die zuerst durch den Unterkühler strömt, bevor die Flüssigkeitswärme in dem Nachwärmer wiedererlangt wird;
  • 5a eine Perspektivansicht ist, die die Beziehung zwischen dem Flüssigkältemittel-Unterkühl-Wärmeaustauscher und dem Sauggas-Kältemittel-Nachwärm-Wärmeaustauscher und einer möglichen Strömungsrichtung der Gebäudeabluft durch den Unterkühler und den Nachwärmer zeigt;
  • 5b eine Perspektivansicht ist, die die Beziehung zwischen dem Flüssigkältemittel-Unterkühl-Wärmeaustauscher und dem Sauggas-Kältemittel-Nachwärm-Wärmeaustauscher und einer möglichen Strömungsrichtung von Außenluft durch den Unterkühler und den Nachwärmer zeigt;
  • 6 ein Geräte-Schema ist, das manche der möglichen Pump- und Steuermechanismen zum Steuern des Flusses von Kondensat und/oder Wasser durch den Unterkühl- und den Vorkühl-Wärmeaustauscher zeigt;
  • 7 ein Geräte-Schema ist, das ein pumploses Kapillarspeisungs-System zum Befeuchten des/der Wärmeaustauscher(s) mit Kondensat und/oder anderem Wasser zeigt.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführung
  • Mit Bezug auf die Zeichnungen und im Besonderen auf die 2, 2a, 2b, 3, 3a, 3b, 4, 4a, 4b, 5, 5a, 5b, 6 und 7 davon werden neue und verbesserte Unterkühl- und/oder Vorkühl- und/oder Nachwärmvorrichtungen für verbesserte Klimatisierungskapazität (oder Heizkapazität) und/oder erhöhte Effizienz, geringeren Leistungsverbrauch und verbesserte Primärkondensatorleistung (oder Verdampferleistung) beschrieben, die die Prinzipien und Konzepte der vorliegenden Erfindung verkörpern und allein für den Unterkühler allgemein durch die Referenznummer (10) bezeichnet werden und allein für den Vorkühler allgemein durch die Referenznummer (11) bezeichnet werden und allein für den Nachwärmer allgemein durch die Referenznummer (12) bezeichnet werden.
  • Zunächst stützt sich, nur bei dem Unterkühler (10) der vorliegenden Erfindung, wie in den 2, 2a und 2b dargestellt, ein Unterkühler für das flüssige Kältemittel auf Verdampfungskühlen mit Hilfe von direkter Verwendung der für gute Luftqualität in geschlossenen Räumen erforderlichen trockenen, kalten Gebäudeabluft (13) (oder nachdem die Abluft zuerst einem konduktiven Wärmeaustausch (14) mit der ankommenden Zusatzluft (15) (oder alternativ mit Außenluft) unterzogen wurde, um das Wasser, das durch den Kondensatablass (16) von dem Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystem zugeführt wurde, und/oder das andere Wasser (17), das von einem kommunalen oder anderen Wasserzuführsystem, einem befeuchteten Unterkühler zugeführt wurde, zu verdampfen, wodurch wiederum das flüssige Kältemittel in dem Unterkühler gekühlt wird. Alternativ kann die kalte Gebäudeabluft allein dazu verwendet werden, das flüssige Kühlmittel in dem Unterkühler konduktiv zu kühlen.
  • Die Abluft (13) von einer Gebäudeluftzufuhr weist im Allgemeinen eine viel konstantere Temperatur und Feuchtigkeit auf als die äußere Umgebungsluft. Des Weiteren ist diese Abluft (13) im Allgemeinen viel kühler und trockener als Außenluft, vor allem dann, wenn die Klimatisierungslasten hoch sind. Selbst nach einem konduktiven Wärmeaustausch (14) mit ankommender Zusatzluft (15) wird die niedrige Feuchtkugeltemperatur der ausströmenden Luft minimal beeinflusst und ist wesentlich niedriger als diejenige der Außenluftzufuhr. Durch Vorbeiführen dieser relativ trockenen Luft über eine befeuchtete Oberfläche nähern sich sowohl die konduktive Lufttemperatur als auch die Wassertemperatur derjenigen der Feuchtkugeltemperatur der Gebäudeabluft an. Ein Kältemittel, das durch einen Wärmeaustauscher, der befeuchtet wurde und über den die relativ trockene Luft strömt, hindurchläuft, wird durch die Verdampfungskühlwir kung gekühlt, die durch die trockene Luft, die das Wasser an dem Wärmeaustauscher verdampft, erzeugt wird. Außenluft kann, auch wenn sie weniger wirksam ist, bei Verwendung über den befeuchteten Unterkühler hinweg immer noch sehr wirksam sein und alternativ verwendet werden.
  • Nur bei dem Vorkühlersystem (11) der vorliegenden Erfindung, wie in den 3, 3a und 3b dargestellt, stützt sich ein Vorkühler für das Heißgas-Kältemittel auf Verdampfungskühlen (oder alternativ auf konduktives Kühlen) mit Hilfe einer direkten Verwendung der für gute Luftqualität in geschlossenen Räumen erforderlichen trockenen, kalten Gebäudeabluft (alternativ ohne Wasser) und die Verwendung von Wasser, das durch den Kondensatablass von dem Klimatisierungs- oder Wärmepumpensystem und/oder anderen Wasserzuführsystem zugeführt wurde, um das Heißgas-Kältemittel, das durch den Vorkühler strömt, vorzukühlen.
  • Bei der Kombination aus Unterkühler (10) plus Vorkühler (11) der vorliegenden Erfindung nach der Darstellung in den 4, 4a und 4b stützen sich ein Unterkühler (10) für das flüssige Kältemittel und ein Vorkühler (11) für das Heißgas-Kältemittel auf einen Verdampfungskühlprozess, der zwei Mal verwendet wird; eine erste Verwendung der trockenen, kalten Gebäudeabluft (oder alternativ Außenluft, 4b) und Zufuhr von Kondensatwasser (oder anderem Wasser), mit der zuerst der Unterkühl-Wärmeaustauscher verdampfungsgekühlt wird, der wiederum das flüssige Kältemittel kühlt, das durch den Unterkühler fließt, und dann strömt die aus dem Unterkühler herauskommende Luftzufuhr durch den befeuchteten (oder alternativ trockenen) Vorkühler, um den Vorkühl-Wärmeaustauscher verdampfend (oder alternativ konduktiv) zu kühlen, wodurch wiederum das durch den Vorkühler fließende Heißgas-Kältemittel gekühlt wird. Der Unterkühler und der Vorkühler sind in serieller Kommunikation in dem Kältekreislauf zu verbinden, wie in 4 gezeigt. Der Vorkühler kann für diese Sekundärverwendung des Luftablasses durch den Unterkühler hindurch befeuchtet sein oder nicht. Wenn er nicht befeuchtet wird, wird der Vorkühl-Wärmeaustauscher durch die Abluftzufuhr, die allein den Unterkühler verlässt, konduktiv gekühlt.
  • Bei den 5, 5a und 5b für die Kombination Unterkühler (10) plus Nachwärmer (12) der vorliegenden Erfindung, stützen sich, wie in den 5 und 5a dargestellt, ein Unterkühler (10) für das flüssige Kältemittel und ein Nachwärmer für das Sauggas und das flüssige Kältemittel auf eine konduktive Kühlung des flüssigen Kältemittels durch Hindurchleiten der Gebäudeabluft, die relativ zu der Temperatur des flüssigen Kältemittels kühl ist, durch den Unterkühl-Wärmeaustauscher, wodurch wiederum das durch den Unterkühler fließende flüssige Kältemittel unterkühlt wird und wiederum die abgehende Gebäudeabluft weiter erwärmt wird. Dann strömt die aus dem Unterkühler heraustretende Luftzufuhr durch den Nachwärm-Wärmeaustauscher, der relativ zu der durch den Unterkühler erwärmten Gebäudeabluft kalt ist, da sich das flüssige und das gasförmige Kältemittel in dem Nachwärmer auf der Niederdruckseite des Dampfkompressionskreislaufs befinden und mechanisch zwischen dem Primärverdampfer und dem Kompressor angeordnet sind. Die durch den Unterkühler erwärmte Gebäudeabluftwärme komplettiert die Verdampfung des flüssigen Kältemittels und überhitzt das Sauggas-Kältemittel. Der Unterkühler und der Nachwärmer sind in dem Kältekreislauf, wie in 5 gezeigt, in serieller Kommunikation zu verbinden. 5b stellt dieselbe Beziehung zwischen einem Unterkühler (10) und einem Nachwärmer (12) wie in 5a dar, stellt jedoch dar, dass Außenluft zuerst zum Unterkühlen des flüssigen Kältemittels verwendet wird und dann die durch den Unterkühler erwärmte Luft zum Nachwärmen des niederdruckseitigen gasförmigen und flüssigen Kältemittels, das durch den Nachwärmer hindurchströmt, verwendet wird.
  • 6 stellt manche der möglichen Pump- und Steuermechanismen zum Steuern des Flusses von Kondensatwasser (oder anderem Wasser) über den Unterkühler- und/oder Vorkühler-Wärmeaustauscher dar. Die dargestellten Verfahren umfassen ein mechanisches Pumpverfahren, mit dem Wasser über die Oberseite des Unterkühl- und/oder Vorkühl-Wärmeaustauschers verteilt wird und hinunter durch den/die Wärmeaustauscher hindurch senkrecht zu dem Strom der kalten, trockenen Gebäudeabluft fließen kann.
  • 7 stellt ein Kapillarspeisungsverfahren dar, das Wasser mit Hilfe der Oberflächenspannung des Wassers nach oben auf die Oberfläche der Wärmeaustauscher zieht.
  • Die Erhöhung der Effizienz auf Grund von Unterkühlen ist wohlbekannt und ist auf die Erhöhung der Kapazität auf Grund von Unterkühlen des flüssigen Kältemittels zurückzuführen. Das Einzigartige an dieser Erfindung ist die innovative Verwendung der für gute Luftqualität in geschlossenen Räumen erforderlichen kalten, trockenen Gebäudeabluft (oder alternativ die Verwendung von Außenluft) und die Verwendung von Kondensatwasser (oder anderem Wasser) zum verdampfenden Vollziehen von Unterkühlen oder die Verwendung von Gebäudeabluft nur zum konduktiven Unterkühlen des flüssigen Kältemittels.
  • Die erhöhte Effizienz des Kältekreislaufs auf Grund von Vorkühlen ist auf niedrigeren Flüssigkeitsdruck vor der Drossel, höhere Kompressoreffizienz und effizientere Verwendung des Primärkondensators zurückzuführen. Die einzigartige und innovative Verwendung der für gute Luftqualität in geschlossenen Räumen erforderlichen kalten, trockenen Gebäudeabluft (oder alternativ der Außenluft) und die Verwendung von Kondensatwasser (oder anderem Wasser) zum verdampfenden Vollziehen von Vorkühlen oder zum Vollziehen von Vorkühlen durch Verwendung der Abluft (oder Außenluft), nachdem sie zuerst in dem Unterkühler verwendet wurde, oder konduktive Verwendung nur der Abluft nach dem Unterkühlen ist extrem kostengünstig.
  • Die vorliegende Offenbarung umfasst das, was in den angehängten Patentansprüchen enthalten ist, sowie das, was in der obigen Beschreibung dargelegt wurde. Obwohl diese Erfindung in ihrer bevorzugten Form mit einem gewissen Grad an Detailliertheit beschrieben wurde, ist erkennbar, dass die vorliegende Offenbarung der bevorzugten Form nur auf beispielhafte Weise erfolgt ist und auf zahlreiche Änderungen der Einzelheiten der Konstruktion und der Kombination und Anordnung von Teilen zurückgegriffen werden kann, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Deutsche Beschreibung der Zeichnungen Fig. 1
    Pressure Druck
    Enthalpy Enthalpie
    Fig. 2
    Evaporator Verdampfer
    Compressor Kompressor
    Condenser Kondensator
    Subcooler Unterkühler
    TXV or other TXV oder andere
    Expansion device Expansionsvorrichtung
    Fig. 2a
    Evaporator Verdampfer
    Compressor Kompressor
    Condenser Kondensator
    Condensate Kondensat
    Subcooler Unterkühler
    Distributor Verteiler
    TXV or other Exp. Dev. TXV oder andere Expansionsvorrichtung
    Sensible Heat Reclaim (optional) Konduktive Wärmerückgewinnung (optional)
    Dry Exhaust Air trockene Abluft
    To outside nach außen
    Pump Pumpe
    Reservoir Sammelbehälter
    Overflow Überlauf
    Make-up Water Zusatzwasser
    Outside Make-up Air Zusatzaußenluft
    Fig. 2b
    Evaporator Verdampfer
    Compressor Kompressor
    Condenser Kondensator
    Return Air Rückluft
    Supply Air Luftzufuhr
    Condensate Kondensat
    Subcooler Unterkühler
    Distributor Verteiler
    TXV or other Exp. Dev. TXV oder andere Expansionsvorrichtung
    To outside nach außen
    Pump Pumpe
    Reservoir Sammelbehälter
    Overflow Überlauf
    Make-up Water Zusatzwasser
    Outside Air Außenluft
    Fig. 3
    Evaporator Verdampfer
    Compressor Kompressor
    Precooler Vorkühler
    Condenser Kondensator
    TXV or other TXV oder andere
    Expansion device Expansionsvorrichtung
    Fig. 3a
    Compressor Kompressor
    Condenser Kondensator
    Return Air Rückluft
    Evaporator Verdampfer
    Supply Air Luftzufuhr
    Condensate Kondensat
    Sensible Heat Reclaim (optional) Konduktive Wärmerückgewinnung (optional)
    TXV or other Exp. Dev. TXV oder andere Expansionsvorrichtung
    Dry Exhaust Air trockene Abluft
    Outdoor Make-up Air Zusatzaußenluft
    Distributor Verteiler
    Dry Exhaust Air trockene Abluft
    Precooler Vorkühler
    To outside nach außen
    Pump Pumpe
    Reservoir Vorratsbehälter
    Overflow Überlauf
    Make-up Water Supply Zusatzwasserzufuhr
    Fig. 3b
    Compressor Kompressor
    Condenser Kondensator
    Return Air Rückluft
    Evaporator Verdampfer
    Supply Air Luftzufuhr
    Condensate Kondensat
    TXV or other Exp. Dev. XV oder andere Expansionsvorrichtung
    Distributor Verteiler
    Outdoor Air Außenluft
    Precooler Vorkühler
    To outside nach außen
    Pump Pumpe
    Overflow Überlauf
    Make-up Water Supply Zusatzwasserzufuhr
    Fig. 4
    Evaporator Verdampfer
    Compressor Kompressor
    Precooler Vorkühler
    Condenser Kondensator
    Subcooler Unterkühler
    TXV or other TXV oder andere
    Expansion device Expansionsvorrichtung
    Fig. 4a
    Compressor Kompressor
    Condenser Kondensator
    Return Air Rückluft
    Evaporator Verdampfer
    Supply Air Luftzufuhr
    Condensate Kondensat
    Sensible Heat Reclaim (optional) Konduktive Wärmerückgewinnung (optional)
    TXV or other TXV oder Sonstiges
    Distributor Verteiler
    optional optional
    Dry Exhaust Air trockene Abluft
    Subcooler Unterkühler
    Reuse Exhaust Air wiederverwendete Abluft
    Precooler Vorkühler
    To outside nach außen
    Pump Pumpe
    optional optional
    Outdoor Make-up Air Zusatzaußenluft
    Overflow Überlauf
    Make-up Water Zusatzwasser
    Second Pump (alternate option) Zweite Pumpe (alternative Option)
    Fig. 4b
    Compressor Kompressor
    Condenser Kondensator
    Return Air Rückluft
    Evaporator Verdampfer
    Supply Air Luftzufuhr
    Condensate Kondensat
    TXV or other TXV oder Sonstiges
    Distributor Verteiler
    optional optional
    Outdoor Air Außenluft
    Subcooler Unterkühler
    Reuse Exhaust Air wiederverwendete Abluft
    Precooler Vorkühler
    To outside nach außen
    Pump Pumpe
    Overflow Überlauf
    Make-up Water Zusatzwasser
    optional optional
    Fig. 5
    Condenser Kondensator
    Compressor Kompressor
    TXV remote bulb TXV-Fernfühler
    Postheater Nachwärmer
    Evaporator Verdampfer
    Exp. Dev. Expansionsvorrichtung
    Subcooler Unterkühler
    Fig. 5a
    Compressor Kompressor
    TXV remote bulb TXV-Fernkugel
    Return Air Rückluft
    Condenser Kondensator
    Supply Air Luftzufuhr
    Evaporator Verdampfer
    Not in Heat Mode Nicht im Wärmmodus
    Condensate Kondensat
    Sensible Heat Reclaim (optional) Konduktive Wärmerückgewinnung (optional)
    Exp. Dev. Expansionsvorrichtung
    Distributor Verteiler
    optional optional
    Exhaust Air Abluft
    Subcooler Unterkühler
    Reuse Exhaust Air wiederverwendete Abluft
    Postheater Nachwärmer
    To outside nach außen
    Outdoor Make-up Air Zusatzaußenluft
    Not in Heat Mode Nicht im Wärmmodus
    Pump Pumpe
    Overflow Überlauf
    Make-up Water Zusatzwasser
    optional optional
    Fig. 5b
    Compressor Kompressor
    TXV remote bulb after postheater TXV-Fernkugel nach Nachwärmer
    Return Air Rückluft
    Condenser Kondensator
    Supply Air Luftzufuhr
    Evaporator Verdampfer
    No Condensate Heat Mode Wärmmodus ohne Kondensat
    TXV or other Exp. Dev. TXV oder andere Expansionsvorrichtung
    Distributor Verteiler
    optional optional
    Outside Air Außenluft
    Subcooler Unterkühler
    Reuse Outside Air wiederverwendete Außenluft
    Postheater Nachwärmer
    To outside nach außen
    Pump Pumpe
    optional optional
    Overflow Überlauf
    Make-up Water Zusatzwasser
    Not operational in Heat Mode Im Wärmmodus nicht in Betrieb
    Fig. 6
    Distributor Verteiler
    Exhaust Air Abluft
    Subcooler or Precooler Unterkühler oder Vorkühler
    Condensate Kondensat
    Make-up Water Zusatzwasser
    Pump Pumpe
    Reservoir Sammelbehälter
    Overflow Überlauf
    Pumped method Pumpverfahren
    Fig. 7
    Capillary Feed Kapillarspeisung
    Exhaust Air Abluft
    Subcooler or Precooler Unterkühler oder Vorkühler
    Condensate Kondensat
    Make-up Water Zusatzwasser
    Reservoir Vorratsbehälter
    Overflow Überlauf
    Capillary feed method Kapillarspeisungsverfahren

Claims (5)

  1. System zum Unterkühlen und/oder Vorkühlen eines Wärmetausch-Kühlmittels, welches System für den Empfang von kalter, trockener Gebäudeabluft und gespeichertem Kondensatwasser von einem Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystem oder einer anderen Wasserzuführung ausgebildet ist, das oder die einen Verflüssiger, einen Verdampfer, einen Verdichter und ein Kältemittel aufweisen und die Kondensatwasser produzieren, das dann gespeichert wird, wobei das System zum Unterkühlen und/oder Vorkühlen eines Wärmetausch-Kühlmittels folgendes in Kombination aufweist: a) einen Wärmeaustauscher, der so ausgebildet ist, dass das Kondensatwasser über den Wärmeaustauscher gepumpt wird, während die kalte, trockene Gebäudeabluft für wenigstens eines von (1) Verdampfungs-Unterkühlen eines flüssigen Kältemittels, das bereits durch den Kondensator des Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems hindurchgelaufen ist, und (2) Verdampfungs-Vorkühlen von Heißgas-Kältemittel, bevor das Kältemittel in den Kondensator des Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems hineinläuft, über den Wärmeaustauscher geleitet wird, wobei der Wärmeaustauscher die Form hat von einem oder beidem von (i) einem Unterkühler, der dazu eingerichtet ist, seriell in fließfähiger Kommunikation mit dem Ausgang des Kondensators und dem Eingang zu dem Verdampfer des Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems verbunden zu werden, wodurch dem Kältemittel in dem System ermöglicht wird, durch den Unterkühler hindurchzufließen, nachdem es zuerst durch den Kondensator geflossen ist, oder (ii) einem Vorkühler, der dazu eingerichtet ist, seriell in fließfähiger Kommunikation mit dem Ausgang des Verdichters und dem Eingang des Kondensators des Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems verbunden zu werden, wodurch dem Heißgas-Kältemittel ermöglicht wird, durch den Vorkühler hindurchzufließen, bevor es in den Kondensator hineinläuft; b) Einrichtungen zum Fördern des Kondensats und Ansatzwassers, wobei die Einrichtungen eines oder mehr von (1) einem Vorratsbehälter, der unter einem oder beiden von dem Unterkühler und dem Vorkühler angeordnet ist und den Kondensatablass von der Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpe empfängt und der außerdem benötigtes Ansatzwasser empfängt; wobei jeder jeweilige Vorratsbehälter in fließfähiger Kommunikation mit dem Eingang einer Pumpe verbunden ist, die gespeichertes Kondensat und Ansatzwasser durch ein Steuersystem pumpt, das ermöglicht, dass die korrekte Menge an Wasser jeweils über die Oberfläche des Unterkühlers und/oder des Vorkühlers fließt und diese befeuchtet und dann zurück zur Speicherung in dem Vorratsbehälter fließt, und (2) einer Kapillarzuführung, die so konfiguriert ist, dass der untere Teil von einem oder beidem von dem Unterkühler und dem Vorkühler in einem Wasserspeichertank platziert ist, der das Kondensatwasser von der Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpe und benötigtes Ansatzwasser empfängt, um das Wasser kapillar zuzuführen, um jeweils die Oberfläche des Unterkühlers und/oder des Vorkühlers zu befeuchten, aufweist; c) einer oder beide von dem befeuchteten Unterkühler und Vorkühler ist/sind in fließfähiger Kommunikation mit der kalten, trockenen Gebäudeabluft verbunden, die nachfolgend durch Verdampfung das Wasser kühlt, das über einen oder beide von dem Unterkühler und dem Vorkühler fließt, was wiederum das Kältemittel in einem oder beiden von dem Unterkühler und dem Vorkühler kühlt; und d) eine Einrichtung zum Überlaufen für das Wasser zum Ablass, wobei einer oder beide von dem Unterkühler und dem Vorkühler den Verdampfungskühlprozess nutzt/nutzen, um jeweils maximal verfügbares Unterkühlen für das flüssige Kältemittel und/oder maximal verfügbares Vorkühlen des Kältemittels eines Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems bereitzustellen.
  2. Wärmeaustausch-Kältemittel-Unterkühlsystem nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Fördern des Kondensats und des Ansatzwassers einen Vorratsbehälter aufweist, der unter einem oder beiden von dem Unterkühler und dem Vorkühler angeordnet ist und den Kondensatausstoß von der Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpe empfängt und der außerdem benötigtes Ansatzwasser empfängt; wobei jeder jeweilige Vorratsbehälter in fließfähiger Kommunikation mit dem Eingang einer Pumpe verbunden ist, die gespeichertes Kondensat und Ansatzwasser durch ein Steuersystem pumpt, das ermöglicht, dass die korrekte Menge an Wasser jeweils über die Oberfläche des Unterkühlers und/oder des Vorkühlers fließt und diese befeuchtet und dann zurück zur Speicherung in dem Vorratsbehälter fließt.
  3. Wärmeaustausch-Kältemittel-Unterkühlsystem nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Fördern des Kondensats und des Zusatzwassers durch ein Steuersystem eine Kapillarzuführung aufweist, die so ausgebildet ist, dass der untere Teil von einem oder beidem von dem Unterkühler und dem Vorkühler in einem Wasserspeichertank platziert ist, der das Kondensatwasser von der Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpe und benötigtes Ansatzwasser empfängt, um das Wasser kapillar zuzuführen, um jeweils die Oberfläche des Unterkühlers und/oder des Vorkühlers zu befeuchten.
  4. Kombiniertes Unterkühl- und Vorkühl-Wärmeaustauschsystem nach Anspruch 1, welches folgendes in Kombination aufweist: a) einen ersten Wärmeaustauscher, wobei der Unterkühler seriell in fließfähiger Kommunikation mit dem Ausgang des Kondensators und dem Eingang zu dem Verdampfer verbunden ist, wodurch dem Kältemittel ermöglicht wird, durch den Unterkühler hindurchzufließen, nachdem es zuerst durch den Kondensator hindurchgeführt ist und danach durch den Verdampfer; b) einen zweiten Wärmeaustauscher, wobei der Vorkühler seriell in fließfähiger Kommunikation mit dem Ausgang eines Verdichters und dem Eingang zu dem Kondensator verbunden ist, wodurch dem Heißgas-Kältemittel ermöglicht wird, von dem Verdichter durch den Vorkühler hindurchzufließen, bevor es in den Kondensator hineinläuft; c) ein Vorratsbehältersystem unter dem Unterkühler und dem Vorkühler, das die Kondensat- und Ansatzwasserzuführungen empfängt; d) wobei das Vorratsbehältersystem in fließfähiger Kommunikation mit dem Eingang einer Pumpe verbunden ist, die gespeichertes Kondensat und Ansatzwasser durch ein Steuersystem pumpt, das ermöglicht, dass die korrekte Menge an Kondensat und/oder Ansatzwasser über die Oberflächen des Unterkühlers und des Vorkühlers fließt und diese befeuchtet; e) wobei der Unterkühler weiters in fließfähiger Kommunikation mit kalter, trockener Gebäudeabluft verbunden ist, die nachfolgend das Wasser, das über den Unterkühler fließt, durch Verdampfung kühlt, was wiederum das flüssige Kältemittel in dem Unterkühler kühlt; f) wobei der Vorkühler in fließfähiger Kommunikation mit dem Luftstromausgang des Unterkühlers der zuvor verwendeten Gebäudeabluft verbunden ist, die zuvor verwendete Gebäudeabluft durch den mit Kondensat- und Ansatzwasserzuführung befeuchteten Vorkühler-Wärmeaustauscher hindurchläuft und die Abluft das Wasser, das über den Vorkühler fließt, durch Verdampfung kühlt, was wiederum das Heißgas-Kältemittel, das durch den Vorkühler hindurchfließt, vorkühlt; und g) Einrichtungen zum Überlaufen für das Kondensat und das Ansatzwasser zum Ablass, wobei das Unterkühl- und Vorkühlsystem die Verdampfungskühlung nutzt, um maximal verfügbares Unterkühlen für das flüssige Kältemittel und maximal verfügbares Vorkühlen für das Heißgas-Ablass-Kältemittel des Luftkonditionierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems bereitzustellen; wobei das System so ausgebildet ist, dass das gespeicherte Kondensatwasser von dem Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystem und benötigtes Ansatzwasser genutzt wird, indem es zuerst über den ersten Wärmeaustauscher gepumpt wird, während die kalte, trockene Gebäudeluft ebenfalls über den ersten Wärmeaustauscher geleitet wird, um zuerst das flüssige Kältemittel, das durch den Kondensator des Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems hindurchgelaufen ist, verdampfend zu unterkühlen, und aus gebildet ist, dann die Luft, die von dem ersten Wärmeaustauscher abgelassen wird, durch den zweiten befeuchteten Wärmeaustauscher (den Vorkühler) hindurchzuleiten, um nachfolgend das Heißgas-Ausstoß-Kältemittel von dem Verdichter vorzukühlen, bevor das Kältemittel in den Verflüssiger des Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems hineinläuft.
  5. Wärmeaustausch-Kältemittel-Unterkühl- und/oder Vorkühlverfahren, welches aufweist: a) Entgegennehmen von kalter, trockener Gebäudeabluft; b) Entgegennehmen von gespeichertem Kondensatwasser von einem Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystem oder einer anderen Wasserzuführung, die einen Kondensator, einen Verdampfer, einen Verdichter und ein Kältemittel aufweist und die Kondensatwasser produzieren, das dann gespeichert wird; c) Fördern des Kondensatwassers über einen Wärmeaustauscher, während die kalte, trockene Gebäudeabluft für wenigstens eines von (1) Verdampfungs-Unterkühlen eines flüssigen Kältemittels, das bereits durch den Kondensator des Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems hindurchgeströmt ist, und (2) Verdampfungs-Vorkühlen von Heißgas-Kältemittel, bevor das Kältemittel in den Kondensator des Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems hineinströmt, über den Wärmeaustauscher geleitet wird; d) wobei der Wärmeaustauscher die Form hat von einem oder beidem von (i) einem Unterkühler, der dazu eingerichtet ist, seriell in fließfähiger Kommunikation mit dem Ausgang des Kondensators und dem Eingang zu dem Verdampfer des Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems verbunden zu werden, wodurch dem Kältemittel in dem System ermöglicht wird, durch den Unterkühler hindurchzufließen, nachdem es zuerst durch den Verflüssiger hindurchgeflossen ist, oder (ii) einem Vorkühler, der dazu eingerichtet ist, seriell in fließfähiger Kommunikation mit dem Ausgang des Verdichters und dem Eingang des Kondensators des Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems verbunden zu werden, wodurch dem Heißgas-Kältemittel ermöglicht wird, durch den Vorkühler hindurchzufließen, bevor es in den Kondensator hineinläuft; e) Fördern des Kondensats und des Ansatzwassers über einen oder beide von dem Vorkühler und dem Unterkühler, wobei das Fördern entweder (1) Pumpen des Kondensatablasses von der Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpe und benötigten Ansatzwassers von einem Vorratsbehälter, der unter einem oder beiden von dem Unterkühler und dem Vorkühler angeordnet ist, um jeweils über die Oberfläche des Unterkühlers und/oder des Vorkühlers zu fließen und diese zu befeuchten und dann zurück zur Speicherung in dem Vorratsbehälter zu fließen, wobei das Wasser durch ein Steuersystem hindurchläuft, das ermöglicht, dass die korrekte Menge an Wasser jeweils über die Oberfläche des Unterkühlers und/oder des Vorkühlers fließt und diese befeuchtet, und (2) kapillares Zuführen von Kondensatwasser von der Klimatisierungs-, Kälte- oder Wärmepumpe und benötigtem Ansatzwasser von einem Wasserspeichertank, in dem der untere Teil von einem oder beidem von dem Unterkühler und dem Vorkühler platziert ist, um jeweils die Oberfläche des Unterkühlers und/oder des Vorkühlers zu befeuchten, umfasst; f) Verbinden von einem oder beidem von dem befeuchteten Unterkühler und Vorkühler in fließfähiger Kommunikation mit der kalten, trockenen Gebäudeabluft, die durch Verdampfung das Wasser kühlt, das über einen oder beide von dem Unterkühler und dem Vorkühler fließt, was wiederum das Kältemittel in einem oder beidem von dem Unterkühler und dem Vorkühler kühlt; und g) Ermöglichen von Überlaufen des Wassers zum Abfluß, wobei einer oder beide von dem Unterkühler und dem Vorkühler den Verdampfungskühlprozess nutzt/nutzen, um jeweils maximal verfügbares Unterkühlen für das flüssige Kältemittel und/oder maximal verfügbares Vorkühlen des Kältemittels eines Luftkonditionierungs-, Kälte- oder Wärmepumpensystems bereitzustellen.
DE69928955T 1998-10-08 1999-10-07 Verfahren und Einrichtung zum vor-und/oder nachkühlenden Wärmeaustausch eines Kältemittels Expired - Fee Related DE69928955T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US168822 1988-03-16
US09/168,822 US6070423A (en) 1998-10-08 1998-10-08 Building exhaust and air conditioner condenstate (and/or other water source) evaporative refrigerant subcool/precool system and method therefor
PCT/US1999/023394 WO2000020809A1 (en) 1998-10-08 1999-10-07 Building exhaust and air conditioner condensate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69928955D1 DE69928955D1 (de) 2006-01-19
DE69928955T2 true DE69928955T2 (de) 2006-08-24

Family

ID=22613079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69928955T Expired - Fee Related DE69928955T2 (de) 1998-10-08 1999-10-07 Verfahren und Einrichtung zum vor-und/oder nachkühlenden Wärmeaustausch eines Kältemittels

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6070423A (de)
EP (1) EP1121565B1 (de)
CN (1) CN100354582C (de)
AT (1) ATE313050T1 (de)
AU (1) AU748789B2 (de)
BR (1) BR9914371A (de)
DE (1) DE69928955T2 (de)
ES (1) ES2251231T3 (de)
WO (1) WO2000020809A1 (de)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7150160B2 (en) 1998-10-08 2006-12-19 Global Energy Group, Inc. Building exhaust and air conditioner condensate (and/or other water source) evaporative refrigerant subcool/precool system and method therefor
US6324862B1 (en) * 2000-01-31 2001-12-04 Julio A. Monjes Air cooler by enhanced evaporation and heater
US6318108B1 (en) * 2000-09-27 2001-11-20 George L. Holstein Self-washing coil for air conditioning units
DE20122902U1 (de) * 2001-01-24 2009-09-24 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Lüftungsanlage
EP1331458A1 (de) * 2002-01-24 2003-07-30 Süddeutsche Etna-Werk Gmbh Lüftungsgerät und Verfahren zum Betreiben eines Lüftungsgeräts
US6595011B1 (en) 2002-05-02 2003-07-22 Linda Forgy Chaney Water cooled air conditioner
US7013658B2 (en) * 2004-02-03 2006-03-21 Carrier Corporation Refrigerant subcooling by condensate
CN100381768C (zh) * 2005-02-21 2008-04-16 海尔集团公司 一种提高空调制冷量降低功率的方法及空调装置
US7266968B2 (en) * 2005-06-07 2007-09-11 Chin Piao Huang Air conditioner having water draining device
US7854141B1 (en) 2008-12-08 2010-12-21 Breen Joseph G Energy conservation in a self-contained air-conditioning unit
US20120000228A1 (en) * 2009-03-19 2012-01-05 Daikin Industries, Ltd. Air conditioning apparatus
JP5647396B2 (ja) * 2009-03-19 2014-12-24 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
US8561420B2 (en) * 2009-05-08 2013-10-22 Honda Motor Co., Ltd. Evaporator assembly for an HVAC system
CN102667356B (zh) * 2009-09-29 2014-11-12 开利公司 用于维持建筑物hvac系统内的空气温度的系统和方法
DE102010028315A1 (de) * 2010-04-28 2011-11-03 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur thermodynamischen Online-Diagnose einer großtechnischen Anlage
JP5747567B2 (ja) * 2011-03-04 2015-07-15 富士電機株式会社 冷媒回路装置
US9322600B2 (en) 2011-03-17 2016-04-26 Olive Tree Patents 1 Llc Thermosyphon heat recovery
US20120047936A1 (en) * 2011-04-18 2012-03-01 General Electric Company Appliance refrigeration system with final condenser
US20130276462A1 (en) * 2011-10-12 2013-10-24 Ringdale Inc. Room cooling system
TWI452246B (zh) * 2011-11-14 2014-09-11 Ind Tech Res Inst 熱泵熱水系統
US9945615B2 (en) * 2012-03-06 2018-04-17 Mestek Machinery, Inc. Evaporative cooling system and device
PL2965020T3 (pl) * 2013-03-07 2018-11-30 Zehnder Group International Ag Instalacja do uzdatniania powietrza w budynku
US10119738B2 (en) 2014-09-26 2018-11-06 Waterfurnace International Inc. Air conditioning system with vapor injection compressor
CN105180433B (zh) * 2015-10-21 2017-11-17 杭州佳力斯韦姆新能源科技有限公司 实现高回水温度以及两种制热工况要求的跨临界co2热泵系统及其操控方法
JP7016812B2 (ja) * 2016-04-01 2022-02-07 エイチブイピーエス・ホールディングス（ピーティーワイ）リミテッド 空調装置
US10871314B2 (en) 2016-07-08 2020-12-22 Climate Master, Inc. Heat pump and water heater
US10866002B2 (en) 2016-11-09 2020-12-15 Climate Master, Inc. Hybrid heat pump with improved dehumidification
CN107687715A (zh) * 2017-07-28 2018-02-13 珠海格力电器股份有限公司 空调系统及其控制方法
US10935260B2 (en) 2017-12-12 2021-03-02 Climate Master, Inc. Heat pump with dehumidification
US11592215B2 (en) 2018-08-29 2023-02-28 Waterfurnace International, Inc. Integrated demand water heating using a capacity modulated heat pump with desuperheater
CA3081986A1 (en) 2019-07-15 2021-01-15 Climate Master, Inc. Air conditioning system with capacity control and controlled hot water generation
CN110425776A (zh) * 2019-08-19 2019-11-08 北京丰联奥睿科技有限公司 一种v型竖管蒸发式冷却塔及其双控制空调系统
CN114893828B (zh) * 2022-03-30 2023-08-18 青岛海信日立空调系统有限公司 一种空调器

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1891538A (en) * 1931-12-26 1932-12-20 Mccord Radiator & Mfg Co Evaporator
US2124291A (en) * 1935-04-01 1938-07-19 Walter L Fleisher Method of air conditioning
US2255585A (en) * 1937-12-27 1941-09-09 Borg Warner Method of and apparatus for heat transfer
US2350408A (en) * 1941-05-28 1944-06-06 Honeywell Regulator Co Direct expansion air conditioning control system
US2351695A (en) * 1942-04-17 1944-06-20 Honeywell Regulator Co Multizone air conditioning system
US2776543A (en) * 1954-05-10 1957-01-08 Gen Electric Step-modulated control system for air conditioning apparatus
US2938361A (en) * 1957-09-13 1960-05-31 Borg Warner Reversible refrigerating system
US3264839A (en) * 1964-05-12 1966-08-09 Westinghouse Electric Corp Heat pumps for simultaneous cooling and heating
US3537274A (en) * 1968-10-18 1970-11-03 Alco Controls Corp Dual evaporator refrigeration system
US3902551A (en) * 1974-03-01 1975-09-02 Carrier Corp Heat exchange assembly and fin member therefor
US4023949A (en) * 1975-08-04 1977-05-17 Schlom Leslie A Evaporative refrigeration system
US4173865A (en) * 1978-04-25 1979-11-13 General Electric Company Auxiliary coil arrangement
AU538000B2 (en) * 1979-04-02 1984-07-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Air conditioner
US4280334A (en) * 1979-06-26 1981-07-28 Lakdawala Ness R Water condensate recovery device
GB2056652B (en) * 1979-07-02 1983-05-11 Gen Motors Corp Hollow-plate heat exchanger
US4679404A (en) * 1979-07-31 1987-07-14 Alsenz Richard H Temperature responsive compressor pressure control apparatus and method
JPS6050246B2 (ja) * 1979-08-08 1985-11-07 株式会社東芝 冷凍装置
US4373346A (en) * 1981-03-25 1983-02-15 Hebert Thomas H Precool/subcool system and condenser therefor
US4599870A (en) * 1981-03-25 1986-07-15 Hebert Theodore M Thermosyphon heat recovery
US4380910A (en) * 1981-08-13 1983-04-26 Aztech International, Ltd. Multi-stage indirect-direct evaporative cooling process and apparatus
US4574868A (en) * 1981-10-02 1986-03-11 Caterpillar Tractor Co. Flow directing element for heat exchanger
WO1983001997A1 (en) * 1981-11-30 1983-06-09 Anders, Gene, A. Heat exchanger core with varied-angle tubes
US4623949A (en) * 1985-09-06 1986-11-18 Westinghouse Electric Corp. Bus differential relay
US5279360A (en) * 1985-10-02 1994-01-18 Modine Manufacturing Co. Evaporator or evaporator/condenser
US4910971A (en) * 1988-02-05 1990-03-27 Hydro Thermal Engineering Pty. Ltd. Indirect air conditioning system
US4873837A (en) * 1988-10-03 1989-10-17 Chrysler Motors Corporation Dual evaporator air conditioner
US5113668A (en) * 1989-07-07 1992-05-19 Advanced Cooling Technology, Inc. Refrigeration system with evaporative subcooling
US5509272A (en) * 1991-03-08 1996-04-23 Hyde; Robert E. Apparatus for dehumidifying air in an air-conditioned environment with climate control system
US5205347A (en) * 1992-03-31 1993-04-27 Modine Manufacturing Co. High efficiency evaporator
US5465591A (en) * 1992-08-14 1995-11-14 Whirlpool Corporation Dual evaporator refrigerator with non-simultaneous evaporator
IT1263813B (it) * 1993-01-25 1996-09-03 Scambiatore di calore,particolarmente per l'impiego come evaporatore a ripiani in armadi frigoriferi o congelatori e procedimento per la sua realizzazione
US5345778A (en) * 1993-05-07 1994-09-13 Hussmann Corporation Low temperature display merchandiser
US5613554A (en) * 1995-06-23 1997-03-25 Heatcraft Inc. A-coil heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
CN100354582C (zh) 2007-12-12
AU6419699A (en) 2000-04-26
CN1329708A (zh) 2002-01-02
ES2251231T3 (es) 2006-04-16
AU748789B2 (en) 2002-06-13
WO2000020809A8 (en) 2001-03-08
WO2000020809A1 (en) 2000-04-13
EP1121565A2 (de) 2001-08-08
ATE313050T1 (de) 2005-12-15
EP1121565B1 (de) 2005-12-14
EP1121565A4 (de) 2002-02-20
US6070423A (en) 2000-06-06
DE69928955D1 (de) 2006-01-19
WO2000020809A9 (en) 2001-09-27
BR9914371A (pt) 2002-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69928955T2 (de) Verfahren und Einrichtung zum vor-und/oder nachkühlenden Wärmeaustausch eines Kältemittels
DE602004003710T2 (de) Klimaregelungssystem mit einem dampfkompressionskreislauf in kombination mit einem absorptionskreislauf
DE60128244T2 (de) Verfahren und anordnung zum abtauen einer dampfverdichtungsanlage
EP0855009B1 (de) Sorptionswärmewandleranlage mit zusatzkomponenten
DE3521060A1 (de) Verfahren zum kuehlen und verfluessigen von gasen
DE2636074A1 (de) Luftumwaelz-klmaanlage fuer fahrzeuge
CH626980A5 (de)
DE2709343A1 (de) Gegenstrom-klimaanlage
DE3225613C2 (de) Absorptionswärmepumpensystem
DE3820811C2 (de)
DE2937025A1 (de) Vorrichtung zur abfuehrung von waerme aus abdampf
DD283944A5 (de) Luftkonditionierungsprozess und -anordnung
DE1140957B (de) Absorptionskuehlsystem und Verfahren fuer den Betrieb desselben
DE102008043823B4 (de) Wärmepumpenanlage
DE2450311A1 (de) Kaeltemaschinenanlage fuer kunsteisbahn und hallenbad
EP0239837A2 (de) Verfahren zur Rückgewinnung von Verflüssigungswärme einer Kälteanlage und Kälteanlage zur Durchführung des Verfahrens
DE69921871T2 (de) Absorptionskälteanlage mit Kupplung von Kondensat und Lösung
DE2718265C3 (de) Verfahren zum wahlweisen Heizen oder Kühlen eines Fluidstromes und Wärmepumpe zu dessen Durchführung
DE2921257A1 (de) Verfahren zum betreiben einer waermepumpen-heizungsanlage und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE19515287C2 (de) Verfahren zur Erzeugung von Behandlungsatmosphären für Kryotherapie und zur Durchführung des Verfahrens bestimmte Anlage zur Ganzkörperbehandlung
DE102004012871A1 (de) Klimaanlage für ein Fahrzeug
DE2731523A1 (de) Temperierungsvorrichtung fuer lueftungsluft
DE3119436A1 (de) Verfahren zur gewinnung von umweltwaerme zu heizzwecken o.dgl. durch einen kaeltemittelkreislauf unter verdampfung eines kaeltemittels sowie kaeltemittelkreislauf
DE102016009681B3 (de) Arbeitsverfahren einer Sorptionsanlage mit Haupt- und Zusatzkreislauf zur Kälteerzeugung
AT376032B (de) Verfahren zum vorkuehlen einer anlage zur bereitung kuehler luft

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee