FI68901B - Vaermepump - Google Patents

Description

1 68901

LÄMPÖPUMPPU - VÄRMEPUMP

Keksintö koskee lämpöpumppua käsittäen kierto-järjestelmän ky 1mävä1 iainetta varten, johon kuuluu kompressori, lauhdutin, kuristuselin ja höyrystin sekä säiliö käsittäen astian sarjassa lauhduttimen ulosmenon 5 ja kuristuselimen kanssa lauhduttimesta lähtevän kylmä-väliaineen vastaanottamiseksi, jolloin palautusjohto höyrystimestä kompressoriin on järjestetty lämmönvaihtoa varten säiliön vast, pa 1autusjohdon kautta kulkevan kylmäväliaineen välillä.

Eurooppalaisesta patenttihakemuksesta 1 455 tunnetaan ennestään lämpöpumppu, jossa väliaine johdetaan 1 auhduttimesta 1 isä lämmönvaihtimeen ja edelleen paineenalennuselimen sekä höyrystimen ja saman lämmönvaihtimen kautta kompressoriin. Tällä tunnetulla lämmön-15 vaihtimella ei kuitenkaan poisteta täysin sitä vaaraa, että kompressoriin joutuu väliainetta nestefaasissa.

Jos lämpöpumpussa kylmäväliainevirtauksessa kompressoriin esiintyy suuri määrä ky1 mä vä 1lainetta nestefaasissa, tämä lisää riskiä kompressorivaurioon 20 ja lämpöpumpun toiminta-asteen laskuun. On sen vuoksi tärkeää lämpöpumpun käynnin aikana osittain estää kylmä-väliaineen pääsy nestefaasissa kompressoriin ja osittain jatkuvasti mukauttaa kylmäväliaineen määrä, joka johdetaan höyrystimeen niin, että optimaaliset käyttöolosuh-25 teet voidaan säilyttää.

Tämä saavutetaan keksinnön mukaisella lämpö-pumpulla, jolla on patenttivaatimuksen 1 mukaiset tunnusmerkit.

Keksinnön mukaan saavutetaan se, että lämpö-30 väliaine, joka tulee höyrystimestä ja johdetaan kompressoriin, jaetaan säiliön pintavaipassa nestefaasiin, joka johdetaan vaipan alaosaan, ja kaasufaasiin, joka johdetaan vaipan yläosaan. Mahdolliset nestetipat, jotka sisältyvät kaasufaasiin ja ovat suspendoituneena 35 tähän vaipan yläosassa, kuumennetaan nopeasti ja höyrys- 2 68901

Letään lämmönvaihtimen avulla lauhduttimesta lähtevän lämpimän kylmävä1laineen avulla, joka kootaan tilapäisesti säiliöön ennenkuin se johdetaan höyrystimeen. Lisäys kylmävä1laineessa höyrystimeen aiheuttaa kylmäväli-5 aineen lisääntyneen virtauksen säiliön vaipan kautta ja tällöin säiliön lisääntyneen jäähtymisen, joka vuorostaan aiheuttaa sen, että kylmäväliaineen kerääntyminen nestefaasissa säiliön astiaan lisääntyy kylmäväliai-neen siirtymisen höyrystimeen vähentyessä tästä seurauk-13 sona. Kylmäväliaineen alijäähtymisellä säiliössä saavutetaan lisäksi parantunut jäähdytysteho.

Keksinnön havainnollistamiseksi erästä sen sovellutusta kuvataan lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa 1? kuva 1 on kaaviokuva keksinnön mukaisesta lämpöpumpusta, kuva 2 esittää edestä katsottuna laitoksen kompressoria ja säiliötä, jotka on rakennettu yhteen yhdeksi yksiköksi, sekä kuva 3 on pituussuuntainen leikkaus säiliöstä.

20 Piirustuksissa, kuva 1, esittäen lämpöpumppua, sisältää kompressorin, jonka painepuoli on liitetty nelitieventtiiliin 11. Ne 1itieventtii1istä lähtee johto 12 lämmönvaihdinpatteriin 13, joka on liitetty johdon 14 avulla kahteen haarajohtoon 15 ja 16. Patteri 13 25 on liitetty sulkuventtiileil lä 17 ja 18 johtoon 12 vast, johtoon 14. Haarajohtoon 15 on liitetty kaksi takaiskuventtiiliä 19A ja 19B, ja näiden takaiskuvent-tiilien välillä on johtoon 15 liitetty johto 20, joka kulkee säiliöön 21. Takaiskuventtiilit 19A ja 19B aiheut-30 tavat virtauksen johdon 15 lävitse johtoon 20 ja sulkevat virtauksen vastakkaiseen suuntaan. Samalla tavoin on haarajohtoon 16 liitetty kaksi takaiskuventtiiliä 22A ja 22B, ja johto näiden takaiskuventtiilien välillä on liitetty johtoon 23, joka tulee kuristuselimestä 35 24. Takaiskuventtiilit 22A ja 22B aiheuttavat virtauksen johdosta 23 johtoon 16 ja tämän lävitse, mutta estävät virtauksen vastakkaiseen suuntaan.

3 68901

Toinen lämmönvaihdin patteri 25 on liitetty johdon 26 avulla sulkuventtiilin 27 kautta haarajohtoon 16, kun taas se on johdon 28 kautta sulkuventtiileineen 29 liitetty nelitieventtiiliin 11. Tästä venttiilistä 5 lähtee myös yksi johto 30 säiliöön 21, joka muuten on liitetty johdon 31 avulla kuivasuotimen 32 kautta kuristuselimeen 24 ja johdon 33 avulla likasuotimineen 24 kompressorin 10 imupuolelle.

Säiliö 21 on eräästä keksinnön erityisestä 10 sovellutuksesta, joka ilmenee lähemmin kuvasta 3. Se on toteutettu vaippalämmönvaihtimena käsittäen sylinteri-mäisen astian 35, jota ympäröi vaippa 36. Vaipan ulkopuolella on lämpöeriste 37. Säiliöön 35 on johto 20 liitetty ylös edelliseen päätyyn, kun taas johto 31 15 on liitetty säiliöön 35 alas samaan päätyyn, jossa on keskeisesti järjestetty tarkastusikkuna 38. Johto 30 on liitetty säiliön 21 vaippaan 36 alas, kun taas johto 33 on liitetty vaippaan ylös.

Säiliössä 21 on yläpuolella laippa 39, johon 20 kompressori 10 on asennettu, kuten osoitetaan kuvassa 2, niin, että kompressori ja säiliö yhdessä muodostavat yhden yksikön. Tähän yksikköön voi kuulua myös muut elementit lämpöpumpussa paitsi lämmönvaihdinpatterit 13 ja 25, so. se osa lämpöpumpusta, joka on katkoviivo-25 jen sisällä kuvassa 1. Tämä yhtenäinen lämpöpumpun osa voidaan erottaa pattereista 13 ja 25 venttiileillä 17, 18, 27 ja 29, jolloin lämpöpumpun tarkastus ja korjaus helpottuu huomattavasti.

Patterit 13 ja 25 voivat toimia vaihtoehtoi-30 sesti lauhduttimina tai höyrystiminä riippuen nelitie-venttiilin 11 asetuksesta. Jos oletetaan, että lämpö-pumppu on järjestetty ilmastointiaggregaattiin huoneistossa, voi esim. patteri 13 olla sijoitettu sisälle huoneiston yhteyteen ja patteri 25 voi olla sijoitettu 35 ulos, jolloin peili ja puhaltimet on järjestetty kummankin patterin yhteyteen joko ulkoilman tai ilman kierrättämiseksi huoneistosta pattereiden kautta. Ilma patte- 4 68901 reistä johdetaan tällöin huoneistoon, kun taas ilma pattereista 25 saa mennä ulos. Patterit 13 ja 25 muodostuvat sopivasti lamellipattereista, joihin kuuluu veden-poistosäleiköt.

5 Kuristuselin 24 voi muodostua kapi 1laariput- kesta, mutta se voi muodostua myös paisuntaventtiilistä, joka on paras. Tätä paisuntaventtii1iä ohjataan termoelementillä 40, joka tunnustelee johdon 30 lävitse kulkevan kylmäväliaineen lämpötilaa.

Jos oletetaan, että nelitieventtiili 11 on asetettu ylläpitämään yhteyttä niin, kuin on merkitty katkoviivoin kuvassa 1, so. että kompressorin 10 paine-puoli on liitetty johtoon 12 ja että johdot 28 ja 30 on liitetty toisiinsa, patteri 13 toimii lauhduttimena 1Γ. ja patteri 25 höyrystimenä lämpöpumpussa, jolloin huo-neistooon johdetaan lämmintä ilmaa lauhduttimesta 13. Oletetussa nelitieventtiilin 11 asennossa lähtee kompressorista 10 puristettua kulmäväliainetta kaasutaasissa lauhduttimeen 13, jossa kylmäväliaine lauhtuu luovuttaen 20 höyrystymislämmön. Kylmäväliaine nestefaasissa kulkee läpi johdon 14 ja takaiskuventtiilin 19Λ kautta* läpi putkijohdon 15 ja johdon 20 astiaan 35 säiliössä 21, kun taas se ei sitävastoin voi kulkea ohi takaiskuventtiilin putkijohdossa 16.

25 Kompressori 10 aikaansaa johtojen 33, 30 ja 28 kautta alipaineen höyrystimessä 25 niin, että kylmä-väliaine nestefaasissa imetään astiasta 35 säiliössä 21 johdon 31 ja kuivasuotimen 32 lävitse paisuntavent-tiilin 24 kautta johtoon 23 sekä edelleen haarajoh-30 don 16 lävitse ohi takaiskuventtiilin 22B johtoon 26 ja höyrystimeen 25. Sitävastoin kylmäväliaine ei kulje takaiskuventtiilin 22A lävitse, koska ‘korkeapaine johdossa 14 pitää tätä suljettuna. Höyrystimessä 25 höyrystyy kylmäväliaine pääosaltaan sitoen höyrystinlämmön 35 höyrystimen kautta kulkevasta ilmasta, ja kylmäväliaine kaasufaasissa yhdessä mahdollisesti esiintyvän neste-faasissa olevan kylmäväliaineen kanssa kulkee läpi 5 68901 johdon 28 nelitieventtiilin 11 ja johdon 30 kautta säiliön 21 vaippaan 36. Senjälkeen, kun se on jättänyt vaipan 36, kulkee kylmäväliaine johdon 33 ja likasuoti-men 34 lävitse kompressorin 10 imupuolelle.

5 Säiliössä 21 tapahtuu lämmönvaihto kylmemmän kylmäväliaineen höyrystimestä 25 kaasutaasissa saatavan kylmäväliaineen, joka kulkee läpi vaipan 36, ja lauhdut-timesta 13 nestefaasissa saatavan lämpimämmän kylmäväli-aineen välillä, mitä viimeksi mainittua kerääntyy asti-10 aan 35 säiliössä suuremmassa tai pienemmässä määrin, ennenkuin se menee eteenpäin paisuntaventtiiliin 24. Läm-mönvaihdolla säiliössä aikaansaadaan yhteistoiminnassa paisuntaventtiilin 24 kanssa, jota ohjataan kylmäväli-aineen lämpötilalla johdossa 30, tasapaino kylmäväliai-15 neen johtamisessa höyrystimeen 25 niin, että se määrä kylmäväliainetta, joka johdetaan höyrystimeen, mukautetaan optimaalisesti sen välttämiseksi, että kylmäväliainetta nestefaasissa imetään kompressoriin tai liian pieni määrä kylmäväliainetta johdetaan höyrystimeen 20 25. Sillä, että säiliössä aikaansaadaan edelleen kylmä- väliaineen alijäähtyminen nestefaasissa astian 35 sisällä, parannetaan lämpöpumpussa saatua jäähdytystehoa.

Osa voiteluöljyä voi seurata kiertävää kylmä-väliainetta kompressorista, ja jotta tämä öljy ei kerään-25 tyisi vaipan 36 pohjalle säiliössä 21, on öljynerotin järjestetty säiliön yhteyteen. Tämä sisältää kuristetun putken 41, joka on liitetty edellisestä päästään johtoon 30 siellä missä tämä liittyy vaippaan 36, ja se kulkee ylös johtoon 33 siellä, missä tämä liittyy vaippaan 30 36, jolloin putki 41 on liitetty johtoon 33 öljytaskun 42 kautta, ns. P-lukko. Tämän öljynerottimen avulla imetään öljy johdosta 30 johtoon 33 johdettavaksi kompressoriin 10 ja avustamaan tämän voitelua.

Huoneiston viilentämiseksi, johon lämpöpumppua 35 käytetään, asetetaan nelitieventtii1i 11 sellaiseen asentoon, että johdot 12 ja 30 liittyvät toisiinsa, kun taas johto 28 liitetään kompressorin 10 painepuolel- 68901 6 le. Tällöin tulee patteri 25 toimimaan lauhduttimena ja patteri 13 höyrystimenä ja takaiskuventtiili 19A samaten kuin takaiskuventtiili 22B sulkeutumaan, kun taas takaiskuventtiilit 19B ja 22A sallivat virtauksen.

5 Toiminta tulee olemaan muuten sama, kuten yllä on kuvattu, kuten voidaan helposti nähdä. Patterit voivat olla järjestetyt lämmönvaihtoa varten ilman ja kylmäväliai-neen välillä, kuten suoritusesimerkissä, tai nesteen ja kylmäväliaineen välillä.

Claims (1)

1. 7 68901 PATENTTIVAATIMUS Lämpöpumppu käsittäen kiertojärjestelmän kylmä-väliainetta varten, johon kuulu kompressori (10), lauhdutin (13; 25), kuristuselin (24) ja höyrystin (25; 13. sekä säiliö (21) käsittäen astian (35) sarjassa 5 lauhduttimen (13; 25) ulosmenon (20) ja kuristuselimen (24) kanssa lauhduttimesta lähtevän kylmäväliaineen vastaanottamiseksi, jolloin palautusjohto (23, 30, 33. höyrystimestä (25; 13) kompressoriin (10) on järjestetty lämmönvaihtoa varten säiliön vast, palautusjohdon 10 kautta kulkevan kylmävällaineen välillä, tunnettu siitä, että säiliö (21) on järjestetty vaippa-lämmönvaihtimeksi käsittäen astiaa (35) ympäröivän pintavaipan (36), joka on yhdistetty palautusjohtoon (28, 30, 33) nesteen erottimeksi palautusjohdon (28, 15 30 , 33 ) sisäänmeno vaippaan (36) järjestettynä alas ja palautusjohdon ulosmeno vaipasta järjestettynä ylös, jolloin palautusjohdon (28, 30 33) sisäänmenon ja ulostulon välille on edullisesti järjestetty öljynerotin (41,42) mahdollisesti kootun öljyn ylimäärän johtami-20 seksi vaipassa sisäänmenosta ulostuloon.