NO854785L

NO854785L - HEAT PUMP WITH MULTIPLE WORKING MEASURES.

Info

Publication number: NO854785L
Application number: NO854785A
Authority: NO
Inventors: Bernard W Johnson; Peter N Foley
Original assignee: Borg Warner Ltd
Priority date: 1984-12-10
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1986-06-11
Also published as: DK550285D0; IL77181A0; PT81585A; PT81585B; ES8704256A1; GB8431120D0; ES549393A0; EP0189646A1; DK550285A

Description

1 1

Foreliggende oppfinnelse vedrører varmepumper, og mere spesi-elt en varmepumpe med flere arbeidsmåter for oppvarming og kjøling, i det følgende kalt en multimodus varmepumpe. The present invention relates to heat pumps, and more specifically a heat pump with several modes of operation for heating and cooling, hereinafter called a multimode heat pump.

Ifølge et første aspekt av foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en multimodus varmepumpe som har en kjølemiddel-krets, en kjølemiddelkompressor og første og andre varmevekslere for varmeveksling mellom kjølemiddelet og en væske, According to a first aspect of the present invention, a multimode heat pump is provided which has a refrigerant circuit, a refrigerant compressor and first and second heat exchangers for exchanging heat between the refrigerant and a liquid,

hhv. mellom kjølemiddelet og luft, hvilken varmepumpe kan fungere i modi hvori den første varmeveksler avgir varme til det tilknyttede væskemedium mens den andre varmeveksler trekker varme fra luften, og omvendt, og hvori vekslingen mellom disse to modi oppnås ved hjelp av solenoidventiler for å om-dirigere strømningen av kjølemiddel, idet en av solenoidventilene er plassert i kjølemiddelledningen via hvilken den første varmeveksler leverer kjølemiddel til kompressoren og er innrettet til å begrense trykket av kjølemiddelet levert fra den føste varmeveksler til kompressoren. Bruken av solenoidventiler letter veksling mellom oppvarming og kjøling uten bruk av en komplisert fire-veis reverseringsventil. Vekslingen kan utføres uten å stoppe kompressoren og kan mu-liggjøre avriming av en utendørs varmeveksler, f.eks. av finnerørtypen, ved passende vekslinger uten avbrytelse av kompressorens drift og uten å nødvendiggjøre en nedpumpnings-syklus. respectively between the refrigerant and air, which heat pump can operate in modes in which the first heat exchanger emits heat to the associated liquid medium while the second heat exchanger draws heat from the air, and vice versa, and in which the switching between these two modes is achieved by means of solenoid valves to redirect the flow of refrigerant, one of the solenoid valves being located in the refrigerant line via which the first heat exchanger supplies refrigerant to the compressor and is arranged to limit the pressure of the refrigerant supplied from the first heat exchanger to the compressor. The use of solenoid valves facilitates switching between heating and cooling without the use of a complicated four-way reversing valve. The exchange can be carried out without stopping the compressor and can enable the defrosting of an outdoor heat exchanger, e.g. of the fin tube type, by suitable changes without interrupting the operation of the compressor and without necessitating a pump-down cycle.

Videre oppnås vekslingen mellom oppvarmnings- og kjølemodiene uten bruk av ventiler for regulering av væskefasen av kjøle-middelet. Furthermore, the changeover between the heating and cooling modes is achieved without the use of valves for regulating the liquid phase of the refrigerant.

Varmepumpen kan arrangeres slik at den kun krever én ekspansjonsanordning for kjølemiddelet. Overhetningsreguleringen av hver aktuell varmeveksler som virker som fordamper kan lett oppnås, og det.samme gjelder følsomheten av ekspansjonsanordningen for kjølemiddelet for utligning av trykk ved fordamper-ens utløp. Systemet kan unngå skadelig kjølemiddelomløp ved bruk av enkle tilbakeslagsventiler. The heat pump can be arranged so that it only requires one expansion device for the refrigerant. The superheat regulation of each relevant heat exchanger which acts as an evaporator can be easily achieved, and the same applies to the sensitivity of the expansion device to the refrigerant for equalizing pressure at the evaporator's outlet. The system can avoid harmful refrigerant circulation by using simple non-return valves.

Den trykkbegrensende funksjon av den første solenoidventil er viktig fordi den kan unngå risikoen for at det skal oppstå uakseptabelt høye trykk på kompressorens sugeside når den første varmeveksler veksles over fra oppvarming til kjøling. Umiddelbart etter en slik veksling vil kjølemiddelet i den første varmeveksler måtte absorbere en mengde varme fra det oppvarmede væskeformede arbeidsmedium, og dette kunne forår-sake førstnevnte overtrykk. Den trykkbegrensende solenoidventil forhindrer tilbakestrømning av væske til kompressoren mens den tillater relativt rask nedkjøling av væsken. Dette trykk gir således et vekslingssystem som unngår risikoen for uakseptabelt høye trykk på kompressorens sugeside, og som lett vil kunne reagere på raske alternative behov for oppvarming eller kjøling krevet av et luftkondisjoneringsappa-rat. The pressure-limiting function of the first solenoid valve is important because it can avoid the risk of unacceptably high pressures occurring on the suction side of the compressor when the first heat exchanger is switched from heating to cooling. Immediately after such an exchange, the coolant in the first heat exchanger will have to absorb a quantity of heat from the heated liquid working medium, and this could cause the first-mentioned overpressure. The pressure limiting solenoid valve prevents backflow of fluid to the compressor while allowing relatively rapid cooling of the fluid. This pressure thus provides a switching system which avoids the risk of unacceptably high pressures on the suction side of the compressor, and which will be able to easily respond to rapid alternative needs for heating or cooling required by an air conditioning device.

Den andre varmeveksler kan være en utvendig/utendørs varmeveksler av finnerørtypen, idet varmevekslingsmediet, luft, drives gjennom varmevekslerkveilen av et motordrevet vifte-hjul eller lignende. The second heat exchanger can be an external/outdoor heat exchanger of the fin tube type, as the heat exchange medium, air, is driven through the heat exchanger coil by a motor-driven fan wheel or the like.

Den andre varmeveksler kan være innrettet slik at luften erThe second heat exchanger can be arranged so that the air is

i motstrømning i forhold til kjølemiddelet både i oppvarmings- og kjølemodiene for således å optimalisere ytelsen. in counterflow in relation to the refrigerant in both the heating and cooling modes to thus optimize performance.

Et andre aspekt ved oppfinnelsen som kan benyttes med eller Another aspect of the invention that can be used with or

uten det første aspekt tilveiebringer en multimodusvarmepumpe som har en kjølemiddelkrets, en kjølemiddelkompressor, første og andre varmevekslere for varmeveksling mellom kjølemiddelet og første og andre arbeidsmedier, reguleringsventiler for å without the first aspect provides a multimode heat pump having a refrigerant circuit, a refrigerant compressor, first and second heat exchangers for exchanging heat between the refrigerant and first and second working media, control valves for

regulere kjølemiddelstrømningen for å etablere funksjonsmodi hvori den første varmeveksler avgir varme til det tilknyttede arbeidsmedium mens den andre varmeveksler trekker varme fra det tilknyttede arbeidsmedium, og omvendt, og en regulerbar ekspansjonsanordning for kjølemiddel som under bruk av varmepumpen leverer gassformet kjølemiddel til den aktuelle varmeveksler avhengig av varmepumpens funksjonsmodus, og hvori midler er anordnet for å gi et reguleringssignal for å regulere funksjonen av ekspansjonsanordningen for kjølemiddelet i henhold til temperaturen av kjølemiddelutløpet av den av varmevekslerne som i øyeblikket avgir varme. regulating the refrigerant flow to establish operating modes in which the first heat exchanger emits heat to the associated working medium while the second heat exchanger draws heat from the associated working medium, and vice versa, and an adjustable refrigerant expansion device which, during use of the heat pump, supplies gaseous refrigerant to the relevant heat exchanger depending on the heat pump mode of operation, and in which means are arranged to provide a control signal for regulating the operation of the refrigerant expansion device according to the temperature of the refrigerant outlet of the one of the heat exchangers currently emitting heat.

Som det vil være klart av følgende beskrivelse, kan begge aspekter av oppfinnelsen inkorporeres i en reversert-syklus varmepumpe omfattende: en kjølemiddelkompressor; første og andre varmevekslere; første, andre, tredje og fjerde kjølemid-delstrømningsledninger for hhv. å levere kjølemiddel: 1) fra utløpet av kompressoren til den første varmeveksler , 2) fra utløpet av kompressoren til den andre varmeveksler , 3) fra den andre varmeveksler til innløpet av kompressoren , og 4) fra den første varmeveksler til innløpet av kompressoren; As will be apparent from the following description, both aspects of the invention may be incorporated into a reverse-cycle heat pump comprising: a refrigerant compressor; first and second heat exchangers; first, second, third and fourth refrigerant partial flow lines for respectively to deliver refrigerant: 1) from the outlet of the compressor to the first heat exchanger, 2) from the outlet of the compressor to the second heat exchanger, 3) from the second heat exchanger to the inlet of the compressor, and 4) from the first heat exchanger to the inlet of the compressor;

respektive reguleringsventiler i første til fjerde kjølemiddel-strømningsledninger og innrettet slik at i en oppvarmningsmodus er ventilene i andre og fjerde kjølemiddelstrømningsledninger åpne og de andre to ventiler er lukket, og i en oppvarmingsmodus, at ventilene i første og tredje strømningsledninger er åpne og ventilene i andre og fjerde strømningsledninger er lukket; og en femte kjølemiddelstrømningsledning for lever-ing av kjølemiddel fra én varmeveksler til den andre via en ekspansjonsanordning for kjølemiddel. respective control valves in first to fourth refrigerant flow lines and arranged so that in a heating mode the valves in the second and fourth refrigerant flow lines are open and the other two valves are closed, and in a heating mode, that the valves in the first and third flow lines are open and the valves in the second and fourth flow lines are closed; and a fifth refrigerant flow line for supplying refrigerant from one heat exchanger to the other via a refrigerant expansion device.

En eller to ekspansjonsanordninger for kjølemiddel kan benyttes avhengig av utformningen av rørsystem og strømningsregu-leringsventiler i den femte kjølemiddelstrømningsledning. One or two refrigerant expansion devices may be used depending on the design of piping and flow control valves in the fifth refrigerant flow line.

Det vil forstås at ved å plassere ventilene i første til fjerde ledninger som nevnt ovenfor, er det ikke nødvendig med noen solenoidventiler for å regulere væskefasen av kjølemid-delet. It will be understood that by placing the valves in the first to fourth lines as mentioned above, no solenoid valves are required to regulate the liquid phase of the refrigerant part.

Oppfinnelsen skal beskrives ytterligere i forbindelse med det ikke-begrensende eksempel under henvisning til vedføyede teg-ninger, hvor like henvisningstall betegner like deler, og hvor: Fig. la viser en utførelse av foreliggende oppfinnelse når den arbeider i kjølemodus; Fig. lb viser den første utførelse av foreliggende oppfinnelse når den arbeider i oppvarmningsmodus; Fig. 2a viser en annen utførelse av foreliggende oppfinnelse når den arbeider i kjølemodus; og Fig. 2b viser den andre utførelse når den arbeider i oppvarmingsmodus. The invention shall be further described in connection with the non-limiting example with reference to the attached drawings, where like reference numbers denote like parts, and where: Fig. 1a shows an embodiment of the present invention when it works in cooling mode; Fig. 1b shows the first embodiment of the present invention when operating in heating mode; Fig. 2a shows another embodiment of the present invention when operating in cooling mode; and Fig. 2b shows the second embodiment when operating in heating mode.

Utførelsen av oppfinnelsen illustrert på fig. 1 og 2 er en forenklet, reversert-syklus varmepumpeenhet hvor vekslingen mellom oppvarmings- og kjølemodiene kan oppnås uten bruk av den konvensjonelle fire-veis ventilen. Hovedbestanddelene av varmepumpen er kompressoren 5, varmeveksleren 6 for veksling mellom sekundært og primært kjølemiddel, og en V-formet varmeveksler 9 for veksling mellom primært kjølemiddel og luft.- Disse elementer er forbundet•ved"hjelp av et rørsystem som vist. Strømningen av kjølemiddel rundt i systemet regu-leres i henhold til funksjonsmodusen av fire solenoidventiler 1 , 2, 3 og '4, og slik det vil bli klart ut fra følgende beskrivelse, er de slik plassert i sirkulasjonsbanene at dampfasen istedenfor væskefasen av kjølemiddelet passerer gjennom dem. The embodiment of the invention illustrated in fig. 1 and 2 is a simplified reverse-cycle heat pump unit where the switching between the heating and cooling modes can be achieved without the use of the conventional four-way valve. The main components of the heat pump are the compressor 5, the heat exchanger 6 for switching between secondary and primary refrigerant, and a V-shaped heat exchanger 9 for switching between primary refrigerant and air.- These elements are connected•by means of a pipe system as shown. The flow of refrigerant around the system is regulated according to the mode of operation by four solenoid valves 1, 2, 3 and '4, and as will be clear from the following description, they are so placed in the circulation paths that the vapor phase instead of the liquid phase of the refrigerant passes through them.

Enheten vil fungere i én av. to hovedmodi, som lett kan for-klares under henvisning til fig. la og lb. The device will work in one of two main modes, which can be easily explained with reference to fig. let and lb.

KJØLEMODUSCOOLING MODE

Kjølemiddeldamp fra kompressoren 5 passerer gjennom den åpne solenoidventil 1 og inn i varmeveksleren 9. Solenoidventilene 2 og 4 er lukket. Refrigerant vapor from the compressor 5 passes through the open solenoid valve 1 and into the heat exchanger 9. The solenoid valves 2 and 4 are closed.

Kjølemiddeldampen kondenseres og strømmer som væske gjennom tilbakeslagsventilen 11, filter og tørker 12 og inspeksjonsglasset 24 til den termostatiske ekspansjonsventil 13. Tilbakeslagsventilen 7 forhindrer omløpsstrømning av væskeformet kjølemiddel til varmeveksleren 6. The refrigerant vapor is condensed and flows as a liquid through the non-return valve 11, filter and dryer 12 and the inspection glass 24 to the thermostatic expansion valve 13. The non-return valve 7 prevents the circulation of liquid refrigerant to the heat exchanger 6.

Kokende kjølemiddel ved lavt trykk i varmeveksleren 6 kjøler det sekundære kjølemiddel (f.eks. en blanding av vann og glykol) som benyttes som kjølemedium. Boiling coolant at low pressure in the heat exchanger 6 cools the secondary coolant (e.g. a mixture of water and glycol) which is used as coolant.

Den overhetede kjølemiddeldamp returneres så til sugesidenThe superheated refrigerant vapor is then returned to the suction side

av kompressoren 5, idet den passerer gjennom den åpne trykkbegrensende solenoidventil 3 og en akkumulator 10. of the compressor 5, as it passes through the open pressure limiting solenoid valve 3 and an accumulator 10.

Solenoidventilen 3 fungerer som en begrensningsanordning for trykket på kompressorens sugeside for å forhindre at det opp-står høye trykk når det veksles over til kjøling, idet varmeveksleren 6 kan befinne seg på en uakseptabelt høy tempera-tur i et begrenset tidsrom, noe som gir høyt kjølemiddeldamp-trykk. The solenoid valve 3 functions as a limiting device for the pressure on the suction side of the compressor to prevent high pressures arising when it is switched over to cooling, as the heat exchanger 6 can be at an unacceptably high temperature for a limited period of time, which gives high refrigerant vapor pressure.

Veksling til oppvarmingsmodusen oppnås uten driftsstans i kompressoren eller nedpumpning ved å lukke solenoidventilene 1 og 3 og samtidig åpne solenoidventilene 2 og 4. Switching to the heating mode is achieved without stopping the compressor or pumping down by closing solenoid valves 1 and 3 and simultaneously opening solenoid valves 2 and 4.

OPPVARMNINGSMODUSWARM-UP MODE

Kjølemiddeldamp fra kompressoren 5 passerer gjennom den åpne solenoidventil 2 og inn i varmeveksleren 6. Refrigerant vapor from the compressor 5 passes through the open solenoid valve 2 and into the heat exchanger 6.

Solenoidventilene 1 og 3 er lukket.Solenoid valves 1 and 3 are closed.

Kjølemiddeldampen kondenseres i varmeveksleren 6, og varme passerer over i det sekundære kjølemiddel, som nå benyttes som oppvarmingsmedium. Det væskeformede primære kjølemiddel passerer gjennom tilbakeslagsventilen 7 og inspeksjonsglasset 14 til den termostatiske ekspansjonsventil 8. The refrigerant vapor is condensed in the heat exchanger 6, and heat passes into the secondary refrigerant, which is now used as a heating medium. The liquid primary refrigerant passes through the non-return valve 7 and the inspection glass 14 to the thermostatic expansion valve 8.

Kokende kjølemiddel ved lavt trykk i varmeveksleren 9 absorber-er varme fra varmekildemediet, som kan være en strøm av om-givelses luft . Boiling coolant at low pressure in the heat exchanger 9 absorbs heat from the heat source medium, which can be a stream of ambient air.

Den overhetede kjølemiddeldamp returneres så til kompressorens 5 sugeside, idet den passerer gjennom den åpne solenoidventil 4 og akkumulatoren 10. The superheated refrigerant vapor is then returned to the suction side of the compressor 5, as it passes through the open solenoid valve 4 and the accumulator 10.

Når varmeveksleren 9 er en utendørskveil i oppvarmingsmodus kan avriming oppnås ved å kjøre kjølemodusen i en begrenset periode, med minimalt tap av virkningsgrad for systemet. When the heat exchanger 9 is an outdoor coil in heating mode, defrosting can be achieved by running the cooling mode for a limited period, with minimal loss of system efficiency.

Fig. 2a og 2b illustrerer en andre form for varmepumpe for reversert-syklus-veksling mellom oppvarming og kjøling, som har de samme hovedelementer som på fig. la og lb, men som kun benytter en eneste ekspansjonsanordning for kjølemiddelet, istedenfor to slike anordninger som har vært nødvendig i eksi-sterende teknikk. Ekspansjonsanordningen for kjølemiddelet er av elektronisk type istedenfor den konvensjonelle termostatiske type. Fig. 2a and 2b illustrate a second form of heat pump for reverse-cycle switching between heating and cooling, which has the same main elements as in fig. la and lb, but which only uses a single expansion device for the refrigerant, instead of two such devices which have been necessary in existing technology. The expansion device for the refrigerant is of the electronic type instead of the conventional thermostatic type.

Virkemåten for enheten i de to basismodi kan lett forståsThe operation of the unit in the two basic modes can be easily understood

ved henvisning til fig. 2a og 2b og den følgende beskrivelse. with reference to fig. 2a and 2b and the following description.

KJØLINGCOOLING

I denne modus vil enhetens styrelogikk (ikke vist) lukke ventilene 2 og 4, åpne ventilene 1 og 3 og aktivere releet 18, slik at et signal fra temperaturføleren 20, som registrerer temperaturen i kjølemiddelet som forlater fordamperen 6, tilføres styreinngangen på ekspansjonsanordningen 17 for kjølemiddelet. In this mode, the unit's control logic (not shown) will close the valves 2 and 4, open the valves 1 and 3 and activate the relay 18, so that a signal from the temperature sensor 20, which registers the temperature of the refrigerant leaving the evaporator 6, is supplied to the control input of the expansion device 17 for the refrigerant.

Kjølemiddeldampen som forlater kompressoren 5 passerer gjennom den åpne solenoidventil 1 og inn i varmeveksleren 9. Solenoidventilene 2 og 4 er lukket. The refrigerant vapor leaving the compressor 5 passes through the open solenoid valve 1 and into the heat exchanger 9. The solenoid valves 2 and 4 are closed.

Kjølemiddeldampen kondenseres i varmeveksleren 9 og passerer som væske gjennom tilbakeslagsventilen 11, filteret og tørrer-en 12 og inspeksjonsglasset 14 til den elektroniske ekspansjonsanordning 17 for kjølemiddelet. The refrigerant vapor is condensed in the heat exchanger 9 and passes as a liquid through the non-return valve 11, the filter and drier 12 and the inspection glass 14 to the electronic expansion device 17 for the refrigerant.

Den elektroniske ekspansjonsanordning 17 for kjølemiddelet reagerer på en sammenligning mellom a) tilstanden av det overhetede kjølemiddel i varmeveksleren 6 slik den registreres av fordampertemperaturføleren 20 og b) den simulerte mettede temperaturtilstand ved utløpet av ekspansjonsanordningen 17 slik denne måles av føleren 19. Følerne kan med fordel til- veiebringe. elektriske signaler som er proporsjonale med de respektive temperaturer/og sammenligningen mellom dem danner et signal som representerer forskjellen mellom disse tempera-turer. Kjølemiddelets ekspansjonsanordning 17 har en regulerbar åpning som åpnes for å slippe mere kjølemiddel gjennom når temperaturdifferansen øker. The electronic expansion device 17 for the refrigerant reacts to a comparison between a) the state of the superheated refrigerant in the heat exchanger 6 as recorded by the evaporator temperature sensor 20 and b) the simulated saturated temperature state at the outlet of the expansion device 17 as measured by the sensor 19. The sensors can advantageously provide. electrical signals that are proportional to the respective temperatures/and the comparison between them forms a signal that represents the difference between these temperatures. The coolant expansion device 17 has an adjustable opening which is opened to let more coolant through when the temperature difference increases.

Hvor det er nødvendig med ekstern utligning, kan trykkene ved utløpene av varmevekslerne 6 og 9 i sin respektive kjølefunk-sjon føles ved hjelp av en tre-veis solenoidventil (eller uavhengige solenoidventiler) i passende modus, idet vekslingen av ventilen 25 (eller den tilsvarende uavhengige solenoidventil) utføres samtidig med at vekslingssolenoidventilene 1 Where external equalization is required, the pressures at the outlets of the heat exchangers 6 and 9 in their respective cooling function can be sensed by means of a three-way solenoid valve (or independent solenoid valves) in the appropriate mode, the switching of the valve 25 (or the corresponding independent solenoid valve) is performed at the same time that the switching solenoid valves 1

og 3 aktiveres.and 3 are activated.

Tilbakeslagsventilene 7 og 15 er lukket for strømning av væskeformet kjølemiddel ved hjelp av trykkene på høytrykks-siden. The non-return valves 7 and 15 are closed for the flow of liquid refrigerant by means of the pressures on the high-pressure side.

Kjølemiddelet passerer gjennom tilbakeslagsventilen 16 ogThe coolant passes through the check valve 16 and

inn i varmeveksleren 6, hvor kokende kjølemiddel kjøler det sekundære kjølemiddel (f.eks. en blanding av vann og glykol), som benyttes som kjølemedium. into the heat exchanger 6, where boiling refrigerant cools the secondary refrigerant (e.g. a mixture of water and glycol), which is used as a refrigerant.

Overhetet kjølemiddeldamp returneres så til kompressoren 5 etter å ha passert gjennom solenoidventilen 3, som også virker som en trykkbegrensende anordning på kompressorens sugeside, og akkumulatoren 10. Superheated refrigerant vapor is then returned to the compressor 5 after passing through the solenoid valve 3, which also acts as a pressure limiting device on the suction side of the compressor, and the accumulator 10.

Veksling til oppvarmingsmodusen oppnås ved å lukke solenoidventilene 1 og 3 samtidig med at solenoidventilene 2 og 4 åpnes, veksle kontaktene på releet 18 og den tre-veis solenoidventil 25 dersom utlignet trykkføling er nødvendig for den elektroniske ekspansjonsanordning 17. Switching to the heating mode is achieved by closing the solenoid valves 1 and 3 at the same time that the solenoid valves 2 and 4 are opened, switching the contacts on the relay 18 and the three-way solenoid valve 25 if equalized pressure sensing is required for the electronic expansion device 17.

OPPVARMNINGWARM-UP

Kjølemiddeldamp fra utløpet av kompressoren 5 passerer gjennom den åpne solenoidventil 2 og inn i varmeveksleren 6. Sole noidventilene 1 og 3 er lukket. Kjølemiddeldampen kondenseres i varmeveksleren 6, idet varmen passerer over i den sekundære kjølemiddelkrets, og væskeformet kjølemiddel passerer gjennom tilbakeslagsventilen 7, filteret og tørreren 12 og inspeksjonsglasset 14 til den elektroniske kjølemiddelekspansjons-anordning 17. Refrigerant vapor from the outlet of the compressor 5 passes through the open solenoid valve 2 and into the heat exchanger 6. The solenoid valves 1 and 3 are closed. The refrigerant vapor is condensed in the heat exchanger 6, as the heat passes into the secondary refrigerant circuit, and liquid refrigerant passes through the non-return valve 7, the filter and drier 12 and the inspection glass 14 to the electronic refrigerant expansion device 17.

Den elektroniske ekspansjonsanordning 17 reagerer nå via relékontaktene 18 på temperaturføleren 21, som føler temperaturen av kjølemiddelet ved utløpet av varmeveksleren 9, og på temperaturføleren 19 som nevnt tidligere. The electronic expansion device 17 now reacts via the relay contacts 18 to the temperature sensor 21, which senses the temperature of the coolant at the outlet of the heat exchanger 9, and to the temperature sensor 19 as mentioned earlier.

Tilbakeslagsventilene 16 og 11 er lukket for omløp av kjøle-middel inn i den lave side av systemet ved hjelp av høy-trykksvæsken. The non-return valves 16 and 11 are closed for circulation of refrigerant into the low side of the system by means of the high-pressure fluid.

Kokende kjølemiddel ved lavt trykk i varmeveksleren 9 absor-berer varme fra det tilgjengelige sekundære kjølemiddel, som kan være omgivelsesluft. Boiling coolant at low pressure in the heat exchanger 9 absorbs heat from the available secondary coolant, which can be ambient air.

Overhetet kjølemiddeldamp returneres deretter til kompressorens 5 sugeside, idet den passerer gjennom den åpne solenoidventil 4 og akkumulatoren 10. Superheated refrigerant vapor is then returned to the suction side of the compressor 5, as it passes through the open solenoid valve 4 and the accumulator 10.

Det vil ses at i hvert av de ovennevnte utførelser er det tilveiebragt en ny konstruksjon for varmeveksleren 9 for å optimalisere varmevekslingen mellom luften og det primære kjøle-middel. Luften entrer varmeveksleren i pilretningene. Van-ligvis opererer en varmeveksler i en reversert-syklus varmepumpe i medstrøm i én modus og motstrøm i den andre modus. It will be seen that in each of the above-mentioned embodiments, a new construction is provided for the heat exchanger 9 in order to optimize the heat exchange between the air and the primary coolant. The air enters the heat exchanger in the directions of the arrows. Usually, a heat exchanger in a reverse-cycle heat pump operates in co-flow in one mode and counter-flow in the other mode.

I medstrøm er temperaturgradienten av luften gjennom varme-vekslermatrisen motsatt gradienten i det primære kjølemiddel. I kondensatormodusen vil således den kjøligste luft møte det varmeste kjølemiddel, noe som ikke er så effektivt som mot-strøm, hvor den kjøligste luft møter det kjøligste kjølemid-del, for således å øke underkjølingen. In co-flow, the temperature gradient of the air through the heat exchanger matrix is opposite to the gradient in the primary refrigerant. In the condenser mode, the coolest air will thus meet the hottest refrigerant, which is not as effective as counter-flow, where the coolest air meets the coolest refrigerant part, to thus increase subcooling.

I utførelseseksemplene er varmeveksleren 9 innrettet slik at varmevekslingen skjer i motstrøm i begge modi. Dette oppnås ved å duplisere kjølemiddelledningene til og fra varmeveksleren 9. In the design examples, the heat exchanger 9 is arranged so that the heat exchange takes place in countercurrent in both modes. This is achieved by duplicating the coolant lines to and from the heat exchanger 9.

I kjølemodusen entrer kjølemiddelet varmeveksleren 9 via ledningen 26 og forlater denne via ledningen 27, mens i oppvarmingsmodusen entrer kjølemiddelet via ledningen 28 og forlater varmeveksleren via ledningen 29. Den samme interne kveilmatrise benyttes i begge tilfeller. In the cooling mode, the refrigerant enters the heat exchanger 9 via the line 26 and leaves it via the line 27, while in the heating mode the refrigerant enters the heat exchanger via the line 28 and leaves the heat exchanger via the line 29. The same internal coil matrix is used in both cases.

Claims

1. Heat pump with several working methods, comprising a refrigerant circuit, a refrigerant compressor (5) and first and second heat exchangers (6,9) for heat exchange between the refrigerant part and a liquid, respectively. between refrigerant and air, which heat pump can operate in modes in which the first heat exchanger (6) emits heat to the associated liquid medium while the second heat exchanger (9) draws heat from the air, and vice versa, characterized in that the changeover between these two modes is achieved by of solenoid valves (1-4) for redirecting the flow of refrigerant, one (3) of the solenoid valves being placed in the refrigerant line via which the first heat exchanger (6) supplies refrigerant to the compressor (5) and is designed to limit the pressure of the refrigerant delivered from the first heat exchanger (6) to the compressor (5).

2. Heat pump according to claim 1, characterized in that two (1,2) of the other solenoid valves are placed in the coolant lines which connect the compressor (5) outlet with the inlets of the respective the first (6) and the second (9) heat exchanger, and that the fourth solenoid valve (4) is placed in a line which supplies refrigerant from the outlet of the second heat exchanger (9) to the compressor (5).

3. Heat pump according to claim 1 or 2, characterized in that there are two separate flow paths (26,29) for coolant through the second heat exchanger (9), coolant passing through one of these paths in one of the functional modes and through the other in the other function mode.

4. Heat pump according to claim 3, characterized in that the paths are arranged in such a way that in both functional modes the coolant flow through the second heat exchanger (9) is countercurrent to the air with which heat is exchanged.

5. Heat pump according to one of claims 1-4, characterized in that there are two expansion devices (8,13) for coolant, which function to deliver gaseous coolant to the respective the first (6) and the second (9) heat exchanger, the coolant's flow paths in the heat pump being such that the coolant is delivered to it by the devices (8,13) which are connected to the heat exchanger (6,9) which must emit heat to the associated working medium.

6. Heat pump according to one of claims 1-4, characterized in that there is a common expansion device (17) for coolant that is used in both functional modes of the heat pump, which expansion device is controlled by a control signal which is optionally derived from the temperature of the coolant at the outlet of the the two heat exchangers (6,9) which must emit heat to the associated working medium.

7. Heat pump with multiple working modes, comprising a refrigerant circuit, a refrigerant compressor (5), first and second heat exchangers (6,9) for heat exchange between the refrigerant part and first and second working media, control valves (1-4) for regulating the refrigerant flow to establish functional modes in which the first heat exchanger (6) emits heat to the associated working medium while the second heat exchanger (9) draws heat from the associated working medium, and vice versa, characterized by an adjustable expansion device (17) for coolant that during use of the heat pump supplies gaseous refrigerant to the appropriate heat exchanger (6,9) according to the mode of operation of the heat pump, and in which means (18,21) are arranged to effect a control signal to control the operation of the expansion device (17) for the refrigerant according to the temperature of the refrigerant - the mean outlet of the one of the heat exchangers that is currently emitting heat.

8. Heat pump according to claim 7, characterized in that the expansion device (17) is an electronically controlled expansion device, and that respective temperature sensors (20,21) are arranged to sense the temperature of the coolant at the outlets of the two heat exchangers (6,9) as the switch means are arranged which, according to the heat pump's operating mode, are arranged to give a temperature indicating signal from the appropriate temperature sensor (20,21) to the control input on the coolant expansion device.