SE426620B - Reglering av mengden energiberare, i ett verme- eller kylaggregat, beroende av drivmotorns belastning - Google Patents

Description

7808937-2 Uppfinningen karakteriseras av att styrkretsen är på i och för sig känt sätt anordnad att avkänna motorns arbetsström i en eller flera faser och anordnad att i beroende av nämnda arbetsström avge en signal till den av nämnda ventiler som är placerad på kompressorns sugsida att öppna när arbetsströmmen sjunkit under ett visst förutbestämt värde relaterad till ett visst tryck i systemet varvid påfyllning av nämnda ämne till systemet från tanken sker och anordnad att avge en signal till den på kompressorns trycksida förefintliga nämnda ventilen att öppna när arbetsströmmen stigit över ett visst förutbestämt värde relaterat till ett visst tryck i syste- met varvid avtappning av nämnda ämne från systemet till tanken sker, i syfte att i systemet variera mängden av nämnda ämne så att ett förutbestämt tryck i systemet upprätthålles medförande att en god verkningsgrad hos aggregatet ernås vid olika temperaturer hos detta.

Nedan beskrivs uppfinningen närmare i samband med bifogade ritning där - figur l schematiskt visar en värmepumpsanläggning som exempel för upp- finningens tillämpning - figur 2 schematiskt visar en regleranordning enl. uppfinningen.

Nedan beskrivas först en känd anläggning och senare föreliggande uppfinning applicerad på denna.

I figur 1 visas en förångare l,2, en kondensor l,2 samt en kompressor 3 för framdrivning av freon i rörledningar Ä,5 mellan förgasaren och konden- sorn. Vidare förefinns vid förgasaren l resp. kondensorn 2 en expansions- ventil 6,7. Parallellt med vardera expansionsventilen 6,7 förefinns en backventil 8,9. Vidare finns företrädesvis en värmeväxlare l0 för att för- ânga eventuell flytande freon, innan denna suges in i kompressorn, medelst den från kondensorn kommande freongasen. l figur l visar enkla pilar ll flödesriktningen då anläggningen är avsedd att uppvärma exempelvis ett hus. Härvid är en kondensor 2 placerad inomhus och en förångare l utomhus. Fläktar l2,|3 vilka visas schematiskt, driver luftströmmar genom kondensorn respektive förångaren. Med dubbla pilar lå visas flödesriktningen då det omvända förhållandet råder, nämligen då an- läggningen är avsedd atttkyla huset relativt omgivningen, varvid den med siffran l betecknade delen utgör kondensor och med 2 betecknade delen förångare. En flervägsventil 15 förefinns för att styra flödet i de två nämnda riktningarna. I figur l_är de med heldragna linjer l6 visade vägarna i ventilen l5 förknippade med flödesriktningen som utvisas med en enkel pil ll, och de med streckade linjer l7 förknippade med flödesriktningen som utvisas med en dubbel pil lå. 7808937-2 Det hittills beskrivna systemet fungerar schematiskt såsom beskrives i det följande.

Kompressorn 3 drives av en motor l8. Under motorns l8 drift suger kompressorn 3 in freongas på dess sugsída l9, komprimerar gasen, och pumpar ut den på dess trycksida 20. Härefter passerar gasen kondensorn 2 där den kondenseras under värmeavgivning till omgivande luft. Den kondenserade gasen passerar backventilen 9 vid kondensorn Z. Den kondenserade gasen pressas därefter under tryck, givet av kompressorn 3, genom expansionsventilen 6, över vilken tryckfallet bör vara relativt stort, in i förångaren l. Backventilen 8 vid förångaren tillåter härvid inte passage av den kondenserade gasen. l förångaren l förångas gasen varvid den absorberar värmeenergi från förånga- ren och dess omgivning. Den förångade gasen ledes därefter via värmeväxlaren lD till kompressorns 3 sugsída l9, för att komprimeras och åter avge värme i kondensorn 2.

Expansionsventilerna 6,7 är företrädesvis på känt sätt manövrerbara medelst temperaturkännande organ 3Ä,35.

Den hittills beskrivna anläggningen, vilken är känd, är enligt föreliggande uppfinning försedd med en sluten tank Zl eller liknande innehållande freon 22.

Till tanken 2l är dels en ledning 23 från kompressorns 3 sugsída l9, dels en ledning ZÅ från kompressorns 3 trycksida 20 ansluten. Gränsen mellan tryck- och sugsida har härvid ansetts vara respektive expansionsventil 6,7.

På ledningen 23 från kompressorns sugsida förefinns en elektromagnetiskt manövrerbar ventil 25 för avstängning eller öppning av ledningen. En sådan ventil 26 förefinns även på ledningen ZÄ från kompressorns trycksida.

Vid exempelvis kall väderlek utomhus kyles freongasen vilket medför att dess volym och därmed trycket i hela systemet sänkes. Kompressorn í här angivna system är av skilda skäl så konstruerad och driven att dessa í all- mänhet ger en viss bestämd tryckökning. Det sålunda erhållna lägre trycket ger, som inledningsvis nämndes, en lägre verkningsgrad beroende på lägre tryckfall över expansionsventilen och därmed lägre grad av förångning med lägre värmeenergiabsorption som följd.

Enligt föreliggande uppfinning avkännes medelst en styrkrets 27, exempelvis på induktiv eller resistiv väg, se figur 2, motorns l3 arbetsström i en eller flera faser. Siffran 28 betecknar motorns strömtillförande ledning 77808937-2 eller ledningar. Kretsen 27 är härvid anordnad att avge en signal företrädes- vis likström via en ledare 29 till en 25 av de nämnda elektromagnetiska ven- tilerna 25,26 när motorns arbetsström understiger ett visst värde och an- ordnad att avge en signal via en ledare 30 till den andra 26 av de nämnda elektromagnetiska ventilerna när motorns arbetsström överstiger ett visst värde. Kretsens 27strömförsörjning betecknas med siffran 3l. Kretsen 27 kan vara av lämpligt känt utförande. Kretsen 27 är vidare anordnad att företrä- desvis endast avge nämnda signaler under motorns drift.

Nämnda krets 27 i kombination med ventilerna 25,26 har följande funktion.

När freontrycket sjunker i systemet beror detta på, som nämnts att systemet kyles av. Härvid sjunker motorns arbetsström på grund av motorns lägre be- lastning. När arbetsströmmen sjunkit under ett visst förutbestämt värde, vilket är relaterat till ett visst freontryck, avger kretsen 27 en signal till ventilen 25 på kompressorns sugsida l9 varvid ventilen 25 öppnas. Här- vid insuger kompressorn freon från tanken in i systemet. När arbetsströmmen, och det därtill relaterade freontrycket, stigit till en förutbestämd nivå, motsvarande önskad drift, bryter kretsen 27 signalen till ventilen 25 varvid denna stänges .

Båda ventilerna 25,26 är således i normalfallet stängda.

När å andra sidan trycket i systemet stiger, på grund av uppvärmning av systemet, stiger även motorns arbetsström. När arbetsströmmen stigit till ett visst förutbestämt värde, vilket är relaterat till ett visst freontryck, avger kretsen 27 en signal till ventilen 26 på kompressorns trycksida 20 var- vid ventilen 26 öppnas och freon tappas från systemet till tanken 2l. Då motorns arbetsström sjunkit till nämnda vissa nivå motsvarande önskad drift bryter kretsen 27 signalen till ventilen 26 varvid denna stänges. Som exem- pel kan nämnas att den lägre arbetsströmmen relaterad till den lägre tryck- nivån och den högre arbetsströmmen relaterad till den högre trycknivån kan vara cza l-20% lägre resp. högre än den önskade arbetsströmmen relaterad till det önskade drifttrycket, företrädesvis omkring 5-l0Z.

När motsatt flödesriktning, visad med dubbla pilar lb, skall användas om- ställes endast flervägsventilen l5 på ovan angivet sätt, varefter anlägg- ningens funktion avseende påfyllning och avtappning av freon blir densamma. l säkerhetssyfte förses en anläggning där föreliggande uppfinning tillämpas lämpligen med två tryckgivare 32,33 på kompressorns trycksida där en tryck- givare 32 är anordnad att avge en signal då trycket i systemet överskrider 7808937-2 det högsta önskade eller tillåtna och där den andra är anordnad att avge en signal vid ett motsvarande lågt tryck. Nämnda tryckgivare 32,33 kan enl. en utföringsform anslutas elektriskt till styrkretsen 27 varvid signaler från tryckgívarna utnyttjas som övre resp. nedre gränsen för påfyllning resp. avtappning av freon till resp. från systemet medelst ventílerna 25,26.

Som exempel kan anges att experiment har visat att en standardanläggning utan tillämpning av föreliggande uppfinning vid en yttertemperatur av +5°C upp- visade en s.k. värmefaktor, lika med I, d.v.s. inget värmeutbyte. Samma standardanläggning där uppfinningen tillämpats uppvisade en värmefaktor lika med 2.5 vid -l0°C. De angivna värdena anger att en stor ökning i verk- ningsgrad erhålles medelst föreliggande uppfinning.

Det är således helt tydligt att det medelst föreliggande uppfinning uppnås den mycket stora fördelen att en anläggning av här angivet slag kan arbeta vid önskat drifttryck oavsett systemets temperatur och därmed alltid erhålla en god verkningsgrad.

Ovan har endast anläggningar med freon behandlats. Emellertid är givetvis uppfinningen tillämpbar på alla anläggningar av här diskuterat slag, såsom värmepumpar, kylaggregat eto, vilka som energibärande medium har ett ämne vars volym ändras med temperaturen i sådan utsträckning att systemet skulle behöva pâfyllas eller avtappas för att anläggningens verkningsgrad under rådande förhållanden skall bli tillfredsställande.

Föreliggande uppfinning skall inte anses begränsad till ovan angivna ut- föringsformer utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram. Exempelvis kan avkänningen av motorns belastning ske på annat sätt.

Claims (2)

1. 7808937-2 Patentkrav l. Anordning vid ett värme- eller kylaggregat såsom bl.a. en värme- pump, där energibäraren utgöres av ett ämne, vars volym varierar avsevärt med temperaturen, såsom freon vilket aggregat innefattar en kompressor (3), en kondensor (1,2), en expansionsventil (6,7) och efterföljande förångare (1,2) samt ledningar (Å,5) för att i detta system framdriva nämnda ämne, vilken kompressor (3) är driven medelst en elektrisk motor (18) och inne- fattar en tank (21) avsedd att innehålla nämnda ämne (22) vilken är ansluten till kompressorns (3) sugsida (19) resp. trycksida (20) medelst två respek- tive ledningar (23,2ä) vardera försedda med en elektriskt manövrerbar ventil (25,26) för avstängande resp. öppnande av ifrågavarande ledning och vilken anordning innefattar en styrkrets (27) anordnad att avkänna motorns (18) belastning, k ä n n e t e c k n a d av, att styrkretsen (27) är på i och för sig känt sätt anordnad att avkänna motorns (18) arbetsström i en eller flera faser och anordnad att i beroende av nämnda arbetsström avge en signal till den av nämnda ventiler (25) som är placerad på kompressorns sugsida (19) att öppna när arbetsströmmen sjunkit under ett visst förut- bestämt värde relaterad till ett visst tryck i systemet varvid påfyllning av nämnda ämne (22) till systemet från tanken (21) sker och anordnad att avge en signal till den på kompressorns (3) trycksida (20) förefintliga nämnda ventilen (26) att öppna när arbetsströmmen stigit över ett visst förutbestämt värde relaterat till ett visst tryck i systemet varvid av- tappning av nämnda ämne (22) från systemet till tanken (21) sker, i syfte att i systemet variera mängden av nämnda ämne så att ett förutbestämt tryck i systemet upprätthålles medförande att en god verkningsgrad hos aggregatet ernås vid_olika temperaturer hos detta.

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av, att det lägre förutbestämda värdet resp. det högre förutbestämda värdet är 1 - 20 % lägre resp. högre än en normal arbetsström, företrädesvis 5 - 10 % lägre resp. högre.