EP0801278B1 - Vorrichtung zur Anhebung des Verdampferdruckes für Wärmepumpen und/oder Kältemaschinen mit zeotropen Kältemitteln - Google Patents

Vorrichtung zur Anhebung des Verdampferdruckes für Wärmepumpen und/oder Kältemaschinen mit zeotropen Kältemitteln Download PDF

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EP0801278B1
EP0801278B1 EP96120304A EP96120304A EP0801278B1 EP 0801278 B1 EP0801278 B1 EP 0801278B1 EP 96120304 A EP96120304 A EP 96120304A EP 96120304 A EP96120304 A EP 96120304A EP 0801278 B1 EP0801278 B1 EP 0801278B1
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EP
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heat exchanger
current
expansion valve
heat
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EP0801278A3 (de
EP0801278A2 (de
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Ruedi Kuratli
Oscar Abegg
Hans Hohl
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Viessmann Schweiz AG
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SATAG Thermotechnik AG
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    • F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
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    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2115—Temperatures of a compressor or the drive means therefor
    • F25B2700/21151—Temperatures of a compressor or the drive means therefor at the suction side of the compressor

Definitions

  • heat pumps and chillers consist of one heat-absorbing (1) and a heat-emitting (2) heat exchanger, one energy-absorbing compressor unit (3) and a throttling or expanding device (4). They can be designed as cold gas or cold steam engines. This is in Fig. 1st shown.
  • a heat pump according to the preamble of claim 1 is e.g. out US-A-4 406 135.
  • the claim relates to heat pumps and / or refrigeration machines with a steam process, the it means that a substance circulates in the system that is both gaseous and liquid.
  • the claim relates to heat pumps and / or chillers, which with a refrigerant with a zeotropic behavior. You are through it characterized that condensation or evaporation is not at a certain Temperature point, but at a sliding temperature (glide), that means in one Temperature range.
  • Heat pumps and / or chillers according to the claim are also included a suction gas-liquid gas heat exchanger (5), called an internal heat exchanger and the sensor (6) of the expansion valve is arranged on the suction line in such a way that it instead of being installed in front of this internal heat exchanger.
  • This device is in Fig. 2nd shown. If there are several internal heat exchangers, the sensor (6) is between the last internal heat exchanger and the compressor.
  • FIG. 3 shows the pressure-enthalpy diagram (log p / h diagram) with the process without (dashed line) and with (solid line) of the device according to claim.

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Description

Technisches Gebiet: Wärmepumpen und/oder Kältemaschinen mit Dampfprozess
Wärmepumpen und Kältemaschinen bestehen in ihrer einfachsten Ausführung aus einem wärmeaufnehmenden (1) und einem wärmeabgebenden (2) Wärmetauscher, einem energieaufnehmenden Verdichteraggregat (3) und einer Drossel- oder Expandiereinrichtung (4). Sie können als Kaltgas- oder Kaltdampfmaschinen ausgeführt werden. Dies ist in Fig. 1 dargestellt.
Eine Wärmepumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist z.B. aus der US-A-4 406 135 bekannt.
Der Patentanspruch betrifft Wärmepumpen und/oder Kältemaschinen mit Dampfprozess, das heisst es zirkuliert im System ein Stoff der sowohl gasförmig als auch flüssig auftritt. Insbesondere betrifft der Patentanspruch wärmepumpen und/oder Kältemaschinen, welche mit einem Kältemittel mit zeotropem Verhalten betrieben werden. Sie sind dadurch gekennzeichnet, dass Kondensation bzw. Verdampfung nicht bei einem bestimmten Temperaturpunkt, sondern bei gleitender Temperatur (Glide), das heisst in einem Temperaturbereich, stattfinden.
Wärmepumpen und/oder Kältemaschinen gemäss dem Patentanspruch werden zusätzlich mit einem Sauggas-Flüssiggas-Wärmetauscher (5), interner Wärmetauscher genannt, ausgerüstet und der Fühler (6) des Expansionsventils an der Saugleitung derart angeordnet, dass er nach, statt vor diesem internen Wärmetauscher montiert ist. Diese Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. Falls mehrere interne Wärmetauscher vorhanden sind, ist der Fühler (6) zwischen dem letzten internen Wärmetauscher und dem Kompressor plaziert.
Die Fig. 3 zeigt das Druck-Enthalpie-Diagramm (log p / h - Diagramm) mit dem Prozess ohne (gestrichelte Linie) und mit (ausgezogene Linie) der Vorrichtung gemäss Patentanspruch. Im Text werden die Diagrammstrecken folgendermassen bezeichnet: 1. Buchstabe = Streckenanfang, → = bis, 2. Buchstabe = Streckenende.
Durch diese Vorrichtung wird:
  • 1. die Flüssigkeit vor dem Drossel-/Expandierorgan stärker unterkühlt (A→B) und der Flüssigkeitsanteil am Eintritt (7, C) in den Verdampfer vergrössert. Der im Verdampfer nutzbare Anteil des Glides wird dadurch vergrössert (C→E).
  • 2. das Kältemittel nicht im Verdampfer (1) sondern erst im zusätzlichen internen Wärmetauscher (5) fertig verdampft (D→E) und überhitzt (E→F), und die gesamte Verdampferfläche steht bei höherem Flüssigkeitsanteil für die Verdampfung zur Verfügung.
  • 3. im Druck-Enthalpie-Diagramm der Verdampfungsprozess durch diese Massnahmen bei gleichbleibenden Temperaturen nach links, zu höheren Drücken (C'→C) verschoben. Dadurch wird der Verdampfungsdruck erhöht und somit die Druckdifferenz zwischen Kondensation und Verdampfung verringert (A→C' wird zu B→C), wodurch die Leistungsaufnahme des Kompressors geringer und somit die Leistungszahl erhöht wird.

    • Claims (2)

    1. Wärmepumpe und/oder Kältemaschine nach dem Dampf-Kompressionsprinzip mit einem zeotropen Kältemittel, umfassend einen wärmeaufnehmenden Verdampfer (1), einen wärmeabgebenden Kondensator (2), ein mit einer Saugleitung versehenes Verdichteraggregat (3), ein Expansionsventil (4) und einen zusätzlichen, internen und mit dem Austritt des Verdampfers (1) verbundenen Gegenstrom-Wärmetauscher (5), wobei ein Fühler (6) des Expansionsventils (4) an der Saugleitung nach dem Ausgang des internen Gegenstrom-Wärmetauschers (5) niederdruckseitig angeordnet ist und wobei einerseits zur Fertigverdampfung (D->E) und Überhitzung (E->F) und andererseits zur Unterkühlung (A->B) des Kältemittels der Gegenstrom-Wärmetauscher (5) mit dem Austritt des Kondensators (2) und das Expansionsventil (4) mit dem Eintritt des Verdampfers (1) verbunden sind,
      dadurch gekennzeichnet, dass im internen, als Koaxialwärmetauscher ausgebildeten Gegenstrom-Wärmetauscher (5) niederdruckseitig Mittel vorgesehen sind, die den am Eintritt mitgeführten Flüssigkeitsanteil in Kontakt mit der Wärmetauscherfläche bringen, wobei diese Mittel aus einem spiralförmig verwundenen Blechstreifen gebildet sind, der dem Massestrom einen Drall erteilt, um die schwereren Flüssigkeitstropfen im Flüssigkeitsdampfgemisch an die Wärmetauscherwand zu schleudern.
    2. Wärmepumpe und/oder Kältemaschine nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein mehrerer Gegenstrom-Wärmetauscher (5) der Fühler (6) zwischen dem letzten internen Gegenstrom-Wärmetauscher (5) und dem Verdichteraggregat (3) angeordnet ist.
    EP96120304A 1996-04-01 1996-12-18 Vorrichtung zur Anhebung des Verdampferdruckes für Wärmepumpen und/oder Kältemaschinen mit zeotropen Kältemitteln Expired - Lifetime EP0801278B1 (de)

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    Application Number Priority Date Filing Date Title
    CH83996 1996-04-01
    CH839/96 1996-04-01
    CH00839/96A CH691743A5 (de) 1996-04-01 1996-04-01 Anlage zur Energieumformung nach dem Kaltdampf-Kompressionsverfahren.

    Publications (3)

    Publication Number Publication Date
    EP0801278A2 EP0801278A2 (de) 1997-10-15
    EP0801278A3 EP0801278A3 (de) 1999-07-14
    EP0801278B1 true EP0801278B1 (de) 2003-08-13

    Family

    ID=4196407

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP96120304A Expired - Lifetime EP0801278B1 (de) 1996-04-01 1996-12-18 Vorrichtung zur Anhebung des Verdampferdruckes für Wärmepumpen und/oder Kältemaschinen mit zeotropen Kältemitteln

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    EP (1) EP0801278B1 (de)
    AT (1) ATE247261T1 (de)
    CH (1) CH691743A5 (de)
    DE (1) DE59610659D1 (de)

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    CH691743A5 (de) 2001-09-28
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    EP0801278A2 (de) 1997-10-15
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