SE539671C2 - Anordning och förfarande för värmning av luft vid en luftbehandlingsanordning. - Google Patents

Abstract

Anordning och förfarande för värmning av luft med en luftbehandlingsanordninginnefattandes ett luftbehandlingsaggregat (1) med en värmeåtervinnare (2) och envärmepump (5), för att i ett värmefall återvinna värmeenergi ur en första luftström (3) ochöverföra till en andra luftström (4), för uppvärmning av den andra luftströmmen (4).Uppfinningen kännetecknas av att värmepumpens (5) hetgasöverhettning sänks genom attåtminstone en delmängd av systemets köldmedium (7) sprutas in i anslutning tillvärmepumpens (5) kompressor (10) vid dess sugsida (11), med hjälp av en injektionskrets(16). lnjektionskretsen (16) innefattar en injektionsventil (20), vilken är anordnad att styraöver en åtminstone en delmängd av köldmediet (7) från högtryckssida till lågtryckssida, för sänkning av hetgasöverhettningen. Figur 1a.

Description

Anordning och förfarande för värmning av luft vid en luftbehandlingsanordning Uppfinningens område Föreliggande uppfinning avser en anordning och ett förfarande för värmning av tilluft vid enluftbehandlingsanordning innefattande ett luftbehandlingsaggregat med en värmeåtervinnareoch där luftbehandlingsaggregatet kombineras med en värmepump för ytterligare värmningav tilluften utöver det som värmeåtervinnaren ger. Värmepumpen är anordnad med en extrainjektionskrets för gas/vätskeinsprutning direkt i anslutning till kompressorns sugsida vilketger en extra kylning av kompressorn och därmed en möjlighet att balansera hetgasöverhettningen i systemet.

Uppfinningens bakgrund Det är väl känt inom luftbehandlingstekniken att minska kostnaden för uppvärmning genomåtervinning av värmeenergi ur frånluften och överföra denna värmeenergi till tilluften i ettluftbehandlingsaggregat. Därutöver måste i normala fall, för åtminstone de nordiska ländernaoch länder med kallt klimat, installationen förses med en extra värmare för att klara av atthålla tillräckligt hög inblåsningstemperatur på tilluften, exempelvis genom elvärmebatteri ellervätskekopplade värmebatterier anordnade i tilluften. Vidare är det känt att kombineraluftbehandlingsaggregat med en värmepump för att ytterligare återvinna energi ur avluften,det vill säga att efter värmeåtervinnaren, placera en förångare i avluften samt en kondensor itilluften. Genom värmepumpstekniken hämtas ytterligare energi ur avluften genomförångning av köldmedium och denna energi avges till tilluften genom kondensering avköldmediet i kondensorn. Hos en värmepump beskrivs förhållandet mellan tillförd drivenergi,för kompressordrift, och utvunnen värmeenergi som COP-värdet. Vanligt är att detta värdeligger mellan COP 2-5, det vill säga att den utvunna energin är 2-5 gånger så stor som dentillförda elenergin till för driften av Värmepumpen. Ett känt problem med värmepumpar är attnär temperaturen på luften som passerar förångaren blir för låg, blir driften ineffektiv och detblir ett högt slitage på värmepumpens kompressor vid dessa låga temperaturer. Vanligt är attman rekommenderar för nordiskt klimat att Värmepumpen stängs av vid en temperatur kring -15°C. När Värmepumpen inte kan utnyttjas måste hela värmepumpens bidrag till värmen påtilluftssidan ersättas med tillskottsvärme, varvid en tillskottsvärmare då vanligen placeras,som ovan beskrivits, i tilluften efter värmeåtervinnaren. Sökanden har genom enpatentansökan som är under behandling - SE 1351400-5, en lösning på detta problem därman istället för en extra tillskottsvärmare i tilluften för att klara av värmebehovet närvärmepumpen inte är i drift, har försett anläggningen med en extra elvärmare i avluften innan förångaren för att på så sätt värma i denna position och därmed förlänga drifttiden på värmepumpen. Genom detta tillförs precis tillräckligt med värme för att upprätthålla driften avvärmepumpen, varför man inte förlorar hela värmepumpens bidrag för värmning av tilluften.Ett problem är att man på olika sätt måste tillföra extern energi genom minst ett extravärmebatteri vilket ger extra kostnader för installation och drift samt att även luftbehandlingsaggregatets fysiska mått kan påverkas.

Redogörelse för uppfinningen Med den nu föreliggande uppfinningen uppnås syftet att lösa ovanstående problem på ettalternativt sätt, jämfört med SE 1351400-5, ur uppfinningens första aspekt genom enluftbehandlingsanordning enligt ingressen av patentkravet 1 där värmepumpenscirkulationskrets för köldmedium innefattar en extra krets - en injektionskrets med eninjektionsventil, vilken är anordnad att styra över en åtminstone en delmängd av köldmediumfrån högtryckssidan till lågtryckssidan så att delmängden av köldmediet inte passerarexpansionsventilen och förångaren, för sänkning av den så kallade hetgasöverhettningen(DSH - Discharge Super Heat) i systemet, genom gas-/vätskeinsprutning i anslutning tillkompressorns sugsida. Hetgasöverhettningen definieras så som skillnaden mellankondenseringstemperaturen och hetgastemperaturen i systemet, vilket är väl kända begreppi värmepumpssammanhang. Om det blir gas eller vätskeinsprutning varierar beroende pådriftsfall och hur mycket injektionsventilen öppnas. Typiskt sett är det vid en initial och litenöppning av injektionsventilen ett gasformigt köldmedium som ankommer sugsidan, medanefterhand vid behov av ytterligare sänkning av hetgastemperaturen och därmed en meröppen injektionsventil, så övergår injekteringen till att mer och mer innefatta vätskedroppar.Genom anordningen möjliggörs sänkningen av hetgasöverhettningen varvid kompressornäven har möjlighet att arbeta ”utanför” sitt normala driftområde (även kallat envelop).Hetgasöverhettningen stiger normalt sett när kompressorn kommer i utkanten av sittarbetsområde, exempelvis när utetemperaturen blir väldigt låg. Genom att kontrollera/sänkahetgasöverhettningen blir det möjligt att fortsätta värmepumpsdriften och utvinna värme uravluften och helt slopa den extra tillskottsvärmaren i tilluften såväl som i avluften och klara avhela uppvärmningen av tilluften med hjälp av värmeåtervinnaren samt värmepumpen medinjektorkretsen. I samband med vanliga så kallade luft/luftvärmepumpar förekommer dennatyp av teknik - kallad ”liquid injection” teknik - där man med olika lösningar ochkopplingsalternativ ser till att sänka hetgasöverhettningen och därmed möjliggöra drift ned tilllägre utetemperaturer än vad som är möjligt med konventionell värmepumpsteknik. I EP1647783 B1 presenteras bland annat en lösning för en luft/luftvärmepump och där teknikennärmare beskrivs. Luftbehandlingsanordningen innefattar en cirkulationskrets med entrycksensor, vilken är anordnad att mäta trycket på cirkulationskretsens högtrycksida, företrädesvis efter kondensorn. Härigenom blir det möjligt att teoretiskt bestämma en kondenseringstemperatur för köldmediet. Dessutom innefattar cirkulationskretsen entemperatursensor, vilken är anordnad att mäta den så kallade hetgastemperaturen, vilket ärtemperaturen på köldmediet efter kompressorn. Företrädesvis är temperatursensornanordnad att mäta temperaturen på det så kallade hetgasröret som är anordnat påhögtrycksidan efter kompressorn.

Det som kännetecknar den ovan beskrivna uppfinningen är att luftbehandlingsanordningeninnefattar medel för beräkning av kondenseringstemperaturen på basis av det uppmättatrycket, uppmätt med trycksensorn enligt ovan. Vidare så innefattar dessutom anordningenmedel för att beräkna den så kallade hetgasöverhettningen, vilket är det värde som angerskillnaden mellan kondenseringstemperaturen och hetgastemperaturen. Företrädesvis skötsberäkningarna genom en mjukvara anordnad i styrutrustning som kontrollerar anordningen.Dessutom kännetecknas uppfinningen av att injektionsventilen är anordnad att styramängden köldmedium genom injektionskretsen på basis av värdet på hetgasöverhettningen,för att kontrollera hetgasöverhettningen. Hetgasöverhettningen stiger normalt närkompressorn kommer i utkanten av sitt arbetsområde (envelop), det vill säga närutetemperaturen blir väldigt låg, och värdet är därmed en bra indikator för styrning avinjektionsventilen. När hetgasöverhettningen stiger över ett visst förutbestämt värde, öppnasinjektionsventilen för att sänka hetgasöverhettningen och därmed ökas så att sägaarbetsområdet vid de lägre temperaturområdena. Därigenom blir det möjligt att körakompressorn ytterligare ned till för applikationen mycket låga temperaturer, vilket innebär attvärmepumpen fortsatt kan jobba och tillföra den extra värme som behövs för att klara av atthålla inblåsningstemperaturen på tilluften i anläggningen, utan behov att extra värmebatteriereller dylika externa värmekällor utöver värmepumpen. Fördelen att värmepumpen kananvändas för i stort sett de flesta driftsfall över året, även i kalla klimat.

Vidare är det heller inte tidigare känt att kombinera en värmepump enligt denna teknik medett luftbehandlingsaggregat med någon form av värmeåtervinnare och på så sätt helt kunnaslopa alla typer av extravärmare, vilket är mycket fördelaktigt ur både kostnads-, installations- och driftsynpunkt, jämfört med befintliga lösningar.

Enligt en föredragen utföringsform av Iuftbehandlingsanordningen mynnar injektionskretsenpå sugledningen innan kompressorn, istället för direkt i kompressorns sugkammare.Fördelen med detta är att en konventionell kompressor utan extra anslutningar anpassadeför vätskeinsprutning kan användas, även om systemet som helhet ärförsett med den extrakylningen via injektionskretsen. injektionskretsen är alltså inte beroende av att kompressornär förberedd för denna teknik. Med andra ord är det då även möjligt att komplettera värmepumpssystemet med en injektionskrets.

Enligt en alternativ utföringsform mynnar injektionskretsen i en anslutning direkt tillkompressorns sugkammare, vilken kompressor då är anpassad för att anslutas med en injektionskrets.

En föredragen form av uppfinningen innefattar värmepumpens cirkulationskrets envärmeväxlare, vilken är anordnad med sin första sida mellan den andra reservoaren ochanslutningen av injektionskretsens andra ände till sugsidan. Den andra sidan avvärmeväxlaren är en del av injektionskretsen, det vill säga injektionskretsens flöde flödarigenom den andra sidan på värmeväxlaren, där ingången till värmeväxlaren ansluter motexpansionsventilen, det vill säga mot vätskesidan och utgången från värmeväxlarens andrasida ansluter mot kompressorns sugsida. Värmeväxlaren är med andra ord anordnad att fådelmängden av den inkommande köldmedievätskan i injektionskretsen att övergå tillgasformigt köldmedium, genom värmeväxlingen med köldmediet som kommer från denandra reservoaren. Fördelen med det är att det är lättare att reglera hetgasöverhettningen änatt bara använda sig av en injektionsventil, vilket i vissa applikationer (främst mindre system)kan vara ett något grovt styrmedel. injektionskretsens rördimension är normalt relativt litenoch om värmepumpssystemet dessutom är litet kan injektionsventilen i vissa driftsfall blidominant, det vill säga en liten förändring i ventilöppning ger stort genomslag påköldmedieflödet vilket kan leda till vätskedroppar anländer till kompressorn. Kompressorerkan normalt tillåtas erhålla en viss mängd köldmedium i vätskeform (droppar) men idealet ärgasformigt köldmedium, varför det är en fördel att ytterligare kunna påverka köldmedieinsprutningen till sugsidan på kompressorn.

Enligt en föredragen utföringsform är injektionsventilen av typen elektrisk ventil. Om det i detaktuella fallet är tillräckligt med en enkel styrning av ventilen, är det tillräckligt med en enkeltyp av ventil, så som en elektrisk ventil, exempelvis en magnetventil eller dylikt, anordnad för styrningen av flödet genom injektionskretsen.

Enligt en ytterligare en föredragen utföringsform är injektionsventilen av typen termisk ventil.För att slippa elektronikstyrning går det istället att använda en termisk ventil som öppnar förflöde genom injektionskretsen inom ett visst utprovat temperaturområde. Företrädesvis är enså kallad bulb alternativt yttre tryckutjämningskontroll för temperaturavkänning då anordnadefter kompressorn på högtryckssidan. Denna lösning är tillräcklig för de fall en relativt trubbig reglering är tillräcklig eller önskvärd.

Enligt en ytterligare en föredragen utföringsform är injektionsventilen av typen stegmotorventil. För de fall en mer precis eller fin reglering önskas är det föredraget att använda en stegmotorventil med ett stort antal steg för noggrann reglering av köldmediemängden genom injektorkretsen.

Ur uppfinningens andra aspekt uppnås syftet att lösa ovanstående nämnda problem genomett förfarande för värmning av luft enligt ingressen av patentkravet 8, vilket förfarandeinnefattar att värmepumpens hetgasöverhettning sänks genom att åtminstone en delmängdav köldmediet sprutas in i anslutning till kompressorns sugsida. Detta blir möjligt genom attcirkulationskretsen för köldmediet innefattar en injektionskrets ansluten med sin ena ände viden sugledning mellan kondensorn och expansionsventilen, det vill säga i en position påköldmediets högtryckssida och där köldmediet är en vätska, och vidare ansluten med sinandra ände vid kompressorns sugsida, det vill säga lågtryckssidan. lnjektionskretseninnefattar en injektionsventil vilken vid behov av sänkning av hetgasöverhettningen styröver/öppnar för åtminstone en delmängd av köldmediet från högtryckssidan tilllågtryckssidan, så att delmängden av köldmediet därmed inte passerar expansionsventilenoch förângaren utan förs till kompressorns sugsida. Omvänt, vid minskat eller upphörandebehov av att sänka hetgasöverhettningen stänger injektionsventilen. Ett sådant förfarande förvärmning av luft vid ett luftbehandlingsaggregat av den typ som anges i ingressen avpatentkravet 8 är inte förut känd och har fördelen gentemot känd teknik att ingen extravärmare behövs för värmning av tilluft eller upprätthållen värmepumpsdrift vidluftbehandlingsaggregatet, så som tidigare beskrivits i bakgrundsbeskrivningen avpatentansökan. l den ovan beskrivna_utföringsformen av förfarandet genomförs ett antal stegför att kontrollera hetgasöverhettningen där ett tryck på cirkulationskretsens högtryckssidamäts med en trycksensor, företrädesvis i en position efter kondensorn. På basis av detuppmätta trycket beräknas kondenseringstemperaturen för det aktuella driftfallet och vidaremäts hetgastemperaturen på högtryckssidan efter kompressorn. På basis avkondenseringstemperaturen och hetgastemperaturen beräknas hetgasöverhettningen, vilketär skillnaden mellan kondenseringstemperaturen och hetgastemperaturen, för det aktuelladriftsfallet. Baserat på värdet av hetgasöverhettningen öppnas vid behov injektionsventilenför en delmängd köldmedium som därmed strömmar genom injektionskretsen frånhögtryckssidan till lågtryckssidan, så att delmängden av köldmediet därmed inte passerarexpansionsventilen och förångaren utan förs till kompressorns sugsida, för attkontrollera/sänka hetgasöverhettningen. Övrig mängd köldmedium flödar så att säga den vanliga vägen via expansionsventilen och vidare till förångaren.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av det uppfunna förfarandet leds delmängdenav köldmediet genom lnjektionskretsen genom en värmeväxlare för att förmå det flytande köldmediet som ankommer via injektionsventilen att övergå i gasform. Värmeväxlaren är ansluten med en första sida till cirkulationskretsens lågtryckssida i en position där den förstasidans ingång i värmeväxlaren är ansluten efter den andra reservoaren (i värmefallet är denandra reservoaren iflödesriktningen efter förángaren), där således köldmedium strömmarfrån den andra reservoaren och in i värmeväxlaren, och en utgång från den första sidan avvärmeväxlaren är ansluten i en position innan injektionskretsens andra ände ansluter tillcirkulationskretsen. Värmeväxlarens andra sida, vilken ska utbyta energi med den förstasidan, är i sint tur ansluten till injektionskretsen med sin ingång efter injektionsventilen och ensin utgång mot kompressorns sugsida, varvid värmeväxlaren utbyter energi mellanhögtryckssidan och lågtryckssidan i cirkulationskretsen. Fasomvandlingen sker närvärmeutbyte sker mellan köldmediets låg- och högtryckssida i värmeväxlaren. Därmed är detlättare att styra insprutningen av köld medium i gasform till kompressorns sugsida, för sänkning av hetgasöverhettningen.

Ur uppfinningens tredje aspekt uppnås syftet att lösa ovanstående nämnda problem genomanvändning av en luftbehandlingsanordning tillsammans med en värmepump enligtingressen till patentkravet 1 och där värmepumpen är anordnad med injektionskretsen enligtnågot av patentkraven 1-8, i samband med värmning av tilluft för betjäning av ett utrymme.Kombinationen av luftbehandlingsaggregatet och värmepumpen möjliggör värmning medvärmepumpen vid utetemperaturer ner till -30°C utan att någon ytterligare värmare behöver finnas i systemet, vilket är mycket fördelaktigt vid användning av systemet i kalla klimat.

Genom uppfinningen har ett antal fördelar gentemot kända lösningar erhållits: - Kombinationen av luftbehandlingsaggregatet med värmepumpen försedd medinjektorkretsen gör att det inte finns behov av en extra värmare i tilluften eller för attåstadkomma förlängd värmepumpsdrift genom en extra värmare i avluften.

- Förlängd drifttid av värmepumpen ned till mycket låga utetemperaturer.

- Standardkompressor kan användas för viss utföringsform.

- Värmeväxling mellan låg- och högtryckssida (via injektionskretsen) gör det möjligt attfasomvandla vätskeformat köldmedium i injektorkretsen till gasformigt köldmedium, vilket är fördelaktigt för kompressorn när kompressorn arbetar utanför normalt arbetsområde.

Kort beskrivning av figurernaNedanstående schematiska principfigurer visar:- Fig.1a visar en principskiss av en luftbehandlingsanordning enligt en föredragenutföringsform, med injektorkretsen ansluten på en sugledning innan kompressorn.- Fig.1 b visar en principskiss av luftbehandlingsanordningen enligt en alternativ utföringsform, med injektorkretsen ansluten direkt till kompressorns sugkammare.

- Fig.2 visar en principskiss av luftbehandlingsanordningen enligt en utföringsform med envärmeväxlare som en del av cirkulationskretsen.

- Fig.3 visar ett typiskt exempel på ett driftfall vid ett på marknaden existerandeluftbehandlingsanordning samt kompressorns arbetsområde för driftfallet.

- Fig.4 visar ett exempel på ett driftfall för en luftbehandlingsanordning enligt uppfinningen, där kompressorns arbetsområde är utökat tack vare uppfinningen.

Den konstruktiva utformningen hos den föreliggande uppfinningen framgår i efterföljandedetaljerade beskrivning av ett antal utföringsexempel på uppfinningen under hänvisning tillmedföljande figurer som visar föredragna, dock ej begränsande utförandeexempel av uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av figurerna Fig.1a visar en principskiss av en luftbehandlingsanordning innefattande ettluftbehandlingsaggregat 1 enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen.Luftbehandlingsaggregatet 1 innefattar en värmeåtervinnare 2, i detta fall en roterandevärmeåtervinnare, vilken är anordnad att utbyta energi mellan en första luftström 3(frånluftssida) och en andra luftström 4 (tilluftssida). Vidare innefattarluftbehandlingsaggregatet 1 en värmepump 5 med en cirkulationskrets 6 innehållandeköldmedium 7. Figuren visar värmepumpen 5 i värmefallet med strömningsriktning enligtpilarna i figuren. Cirkulationskretsen 6 innefattar ett antal komponenter samtligasammanbundna med köldbärarrör och i ordning enligt strömningsriktningen för värmefalletmed start vid en kompressor 10, vilken höjer trycket i systemet, följt av en trycksida 12, entemperatursensor 25 anordnad på trycksidan 12, vidare en kondensor 9 anordnad i denandra luftströmmen 4 och som där lämnar värmeenergi i utbyte med den andra luftströmmen4. Därefter strömmar köldmediet 7 vidare och passerar en trycksensor, vilken är anordnad påköldbärarröret efter kondensorn 9,och vidare till en första reservoar 13, vilken används förbalansering av köldmediemängden 7 i systemet. Efter reservoaren 13 leds detvätskeformade köldmediet via en vätskeledning 18 till en expansionsventil 14, vilken sänkertrycket på köldmediet som därefter strömmar vidare till en förångare 8 anordnad i den förstaluftströmmen 3 och som upptar värmeenergi ur den första luftströmmen 3. Efter förångaren 8följer en andra reservoar 15 vilken fungerar som vätskeavskiljare för att i möjligaste mån setill att endast gasformigt köldmedium 7 når kompressorn 10, vilken följer efter den andrareservoaren 15 och därmed är cirkulationskretsen 6 sluten. Den andra reservoaren 15 ochkompressorn 10 är sammanbundna med en köldbärarledning som här kallas sugledning 21.Mellan vätskeledningen 18 och sugledningen 21 sträcker sig en injektionskrets 16, med en i strömningsriktningens ordning en första ände 17, ansluten till vätskeledningen 18, följt av en injektionsventil 20, och avslutas med en andra ände 19, ansluten till sugledningen 21.lnjektionsventilen kan vara av olika typ, exempelvis en elektrisk ventil (magnetventil el. dyl.),en stegmotorventil eller en termisk ventil. Varianten med termisk ventil visas ej i figur. Enligttidigare beskrivet kontrolleras alltså hetgasöverhettningen, som uppstår när kompressorn 10arbetar i utkanten av sitt arbetsområde (se figur 3 och 4), genom att trycksensorn 24registrerar trycket efter kondensorn 9, och omvandlar detta till en kondenseringstemperatur,T1. Med temperatursensorn 25 mäts hetgastemperaturen, T2, och hetgasöverhettningen(DSH - Discharge Super Heat) beräknas. På basis av denna öppnar vid behovlnjektionsventilen 20 varvid en delmängd köldmedium 7 kan börja strömma direkt frånhögtryckssidan (innan expansionsventilen 14) till lågtryckssidan. Beroende på driftsfallkommer köldmediet genom injektionskretsen 16 vara i gasform eller vätskeform, det varierarmed det aktuella fallet. Då injektionskretsen som regel består av ett mycket tunt rör, och enrelativt liten ventil, blir det för det fall vätska anländer sugsidan, i huvudsak småvätskedroppar som blandas med det gasformiga köldmediet 7 från den andra reservoaren15. Härmed sänks hetgasöverhettningen och kompressorn 10 kan köras ned till lägre temperaturer, se även figur 4.

Fig.1b visar en alternativ utföringsform med den enda skillnaden att den andra änden 19 avinjektionskretsen 16 ansluter direkt till ett uttag på kompressorn 10, vilket uttag har direktkoppling till kompressorns 10 sugkammare 22 (syns ej i figur). Funktionen är densamma som ovan, men kompressorn 10 är i detta fall förberedd för extra köldmedieinjektion.

Fig.2 visar ytterligare en alternativ utföringsform vilken i stora drag liknar tidigare varianter,men med den skillnaden att en värmeväxlare 23 är anordnad med en första sida 26 anslutentill cirkulationskretsen 6 och en andra sida 29 ansluten till injektionskretsen 16, med syfte attfasomvandla det, iförekommande fall, vätskeformade köldmediet 7 i injektionskretsen 16, tillgasformigt köldmedium 7, innan det anländer till kompressorns 10 sugsida 11.Värmeväxlarens 23 första sida 26 är ansluten med en första ingång 27 kopplad mot denandra reservoaren 15, och med en första utgång 28 ansluten till cirkulationskretsen 6 i enposition innan injektionskretsens 16 andra ändes 19 anslutning till sugsidan 11.Värmeväxlarens 23 andra sida 29 är i sin tur ansluten till injektionskretsen 16 med en andraingång 30 mot injektionsventilen 20, och en andra utgång 31 mot kompressorns 10 sugsida11, varvid delmängden av köldmedium 7 strömmar via lnjektionsventilen 20, genom denandra sidan 29 av värmeväxlaren 23, och vidare mot kompressorns 10 sugsida. Härmed ärvärmeväxlaren 23 anordnad att utbyta energi mellan högtryckssidan och lågtryckssidan icirkulationskretsen 6, för förångning av det vätskeformade köldmediet 7 i injektionskretsen 16. I övrigt är funktionen densamma som i ovan beskrivna utföringsformer.

Fig.3 visar ett exempel på ett driftfall vid ett på marknaden existerandeluftbehandlingsaggregat 1 försedd med en värmeåtervinnare 2 samt en konventionellvärmepump 5, vilken saknar injektionskretsen enligt uppfinningen. Figuren visar ett diagramöver kompressorns arbetsområde (envelop) samt driftfallets aktuella driftpunkt, enligttemperaturerna i anslutning till luftbehandlingsaggregatet 1. Enligt exemplet ärtemperaturerna enligt följande: utetemperatur på -20°C, frånluftstemperatur på 25°C,temperatur efter värmeåtervinnaren -13°C på frånluftssidan, och 14°C på tilluftssidan. ldiagrammet visar X-axeln förångningstemperaturen, vilken enligt exemplet blir -24°C och y-axeln visar kondenseringstemperaturen, vilken enligt exemplet blir 25°C, för att hålla entillräcklig tilluftstemperatur. Som synes i diagrammet arbetar kompressorn i utkanten av sittarbetsområde vilket innebär att hetgasöverhettningen stiger och att kompressorn därmed fårarbeta vid högre arbetstemperatur än lämpligt, åtminstone för längre driftstider, samt medhögre slitage som följd. Hetgasöverhettningen bör sänkas alternativt bör kompressordriften avlastas eller slås av, varvid andra energikällor måste till för att hålla rätt tilluftstemperatur.

Fig. 4 visar ett driftsfall enligt ett exempel med en luftbehandlingsanordning enligtuppfinningen, innefattande luftbehandlingsaggregatet 1, med värmeåtervinnaren 2 samtvärmepumpen 5 innefattandes injektionskretsen 16. I detta exempel visas utföringsformendär värmeväxlaren 23 är en del av cirkulationskretsen 6 och injektionskretsen 16. Exempletvisar att luftbehandlingsanordningen kan köras ned till en utetemperatur på -30°C istället förned till -20°C, jämfört med föregående exempel (figur 3), vilket innebär en stor skillnad förbåde installationskostnad och driftskostnad. Detta blir möjligt genom att med sammakompressorprestanda som i exemplet i figur 3, använda sig av injektionskretsen 16 försänkning av hetgasöverhettningen, vilken normalt stiger i utkanten av det normalaarbetsområdet. Genom att styra över åtminstone en delmängd köldmedium genominjektionskretsen 16, via styrningen av injektionsventilen 20, och spruta in köldmediet ianslutning till kompressorns 10 sugsida sänks hetgasöverhettningen och arbetsområdet förkompressorn ökas, varvid en driftpunkt motsvarande -35°C i förångningstemperatur och25°C i kondenseringstemperatur blir möjlig. Som synes av diagrammet utökas driftområdet betydligt, varvid även andra driftpunkter blir tillgängliga.

STYCKLISTA 1= luftbehandlingsaggregat2= värmeåtervinnare3= första luftström 4= andra luftström = värmepump 6= cirkulationskrets7= köldmedium 8= förångare 9= kondensor = kompressor 11= sugsida 12= trycksida 13= första reservoar14= expansionsventil15= andra reservoar16= injektionskrets17= första ände 18= vätskeledning19= andra ände = injektionsventil21= sugledning 22= sugkammare23= värmeväxlare24= trycksensor = temperatursensor26= första sida (VVX)27= första ingång28= första utgång29= andra sida (VVX)30= andra ingång 31= andra utgång

Claims (1)

1. Luftbehandlingsanordning för värmning av luft innefattande ett luftbehandlingsaggregat(1), vilket Iuftbehandlingsaggregat (1) innefattar en värmeåtervinnare (2), anordnad att i ettvärmefall återvinna värmeenergi ur en första luftström (3) och överföra till en andra luftström(4), för uppvärmning av den andra luftströmmen (4), och att Iuftbehandlingsanordningenvidare innefattar en värmepump (5), anordnad att i ett värmefall återvinna värmeenergi urden första luftströmmen (3) och överföra till den andra luftströmmen (4) för uppvärmning avden andra luftströmmen (4), och vilken värmepump (5) innefattar en cirkulationskrets (6) förköldmedium (7), en förångare (8) anordnad i den första luftströmmen (3), iluftflödesriktningen efter värmeàtervinnaren (2), och en kondensor (9) anordnad i den andraluftströmmen (4), i luftflödesriktningen efter värmeàtervinnaren (2), och att värmepumpen (5)vidare innefattar en kompressor (10) med en sugsida (11) och en trycksida (12) anslutna tillcirkulationskretsen (6) och anordnad i köldmediets (7) flödesriktning i värmefallet efterförångaren (8) och innan kondensorn (9), och vidare innefattar cirkulationskretsen (6) enexpansionsventil (14) och företrädesvis en första reservoar (13), vilka är anordnade iköldmediets (7) flödesriktning i värmefallet efter kondensorn (9) och innan förångaren (8),samt en andra reservoar (15) anordnad mellan förångaren (8) och kompressorn (10), g att cirkulationskretsen (6) vidare innefattar en injektionskrets (16) meden första ände (17) ansluten mellan kondensorn (9) och expansionsventilen (14) vid envätskeledning (18), och en andra ände (19) anordnad vid kompressorns (10) sugsida (11),och vilken injektionskrets (16) innefattar en injektionsventil (20) anordnad att styra över enåtminstone en delmängd av köldmediet (7) från högtryckssida till làgtryckssida, så attdelmängden av köldmediet (7) därmed inte passerar expansionsventilen (14) och förångaren(8), för sänkning av värmepumpens (5) hetgasöverhettning, och cirkulationskretsen (6)innefattar en trvcksensor (24) anordnad att mäta ett trvck (PLpä cirkulationskretsens (6)högtryckssida och en temperatursensor (25) anordnad att mäta en hetqastemperatur (T2) påhöqtrvckssidan efter kompressorn (10), kännetecknad av att luftbehandlinqsanordninqeninnefattar medel för beräkning av en kondenserinqstemperatur (T1) på basis av det uppmätta trycket (P), och vidare medel för att beräkna en så kallad hetqasöverhettninq (DSH), vilket är skillnaden mellan kondenserinqstemperaturen (T1) och hetqastemperaturen (T2). 12 51 2_.Luftbehandlingsanordning enligt Qatentkrav 1, kännetecknad av attinjektionsventilen (20) är anordnad att styra mängden köldmedium (7) genom injektionskretsen (16) på basis av värdet på hetgasöverhettningen (DSH), för att kontrolleradensamma. êf 3_.Luftbehandlingsanordning enligt något av ovanstående patentkrav, kännetecknad avatt injektionskretsens (16) andra ände (19) ansluter till en sugledning (21) på kompressorns(10) sugsida (11). 7-. 4_.Luftbehandlingsanordning enligt något av Qatentkraven 1-2,kännetecknad av att injektionskretsens (16) andra ände (19) ansluter direkt till kompressorns (10) sugkammare (22). 81 5_.Luftbehandlingsanordning enligt något av ovanstående patentkrav, kännetecknad avatt en värmeväxlare (23) är anordnad med en första sida (26) ansluten till cirkulationskretsen(6) med en första ingång (27) från den andra reservoaren (15) och med en första utgång (28)ansluten till cirkulationskretsen (6) innan injektionskretsens (16) andra ändes (19) anslutning,och värmeväxlaren (23) är vidare anordnad med en andra sida (29) ansluten tillinjektionskretsen (16) med en andra ingång (30) från injektionsventilen (20) och en andrautgång (31) mot kompressorns sugsida (11), varvid värmeväxlaren (23) är anordnad attutbyta energi mellan högtryckssidan och lågtryckssidan i cirkulationskretsen (6), förföràngning av vätskeformat köldmedium (7) i injektionskretsen (16). 97 6_.Luftbehandlingsanordning enligt något av ovanstående patentkrav, kännetecknad avatt injektionsventilen (20) är av typen elektrisk ventil. 4-07 _7_._Luftbehandlingsanordning enligt något av patentkraven 1i5, kännetecknad av att injektionsventilen (20) är av typen termisk ventil. 13 44-. 8_.Luftbehandlingsanordning enligt något av Qatentkraven 1-5,kännetecknad av att injektionsventilen (20) är av typen stegmotorventil. 42-. 9_.Förfarande för värmning av luft vid en luftbehandlingsanordning innefattande ettluftbehandlingsaggregat (1), vilket luftbehandlingsaggregat (1) innefattar envärmeåtervinnare (2), vilken i ett värmefall återvinner värmeenergi ur en första luftström (3)och överför till en andra luftström (4), för uppvärmning av den andra luftströmmen (4), och attluftbehandlingsanordningen vidare innefattar en värmepump (5), vilken i ett värmefallåtervinner värmeenergi ur den första luftströmmen (3) och överför till den andra luftströmmen(4) för uppvärmning av den andra luftströmmen (4), och vilken värmepump (5) innefattar encirkulationskrets (6) för köldmedium (7), en föràngare (8) anordnad i den första luftströmmen(3), i luftflödesriktningen efter värmeätervinnaren (2), och en kondensor (9) anordnad i denandra luftströmmen (4), i luftflödesriktningen efter värmeätervinnaren (2), och attvärmepumpen (5) vidare innefattar en kompressor (10) med en sugsida (11) och en trycksida(12) anslutna till cirkulationskretsen (6) och anordnad i köldmediets (7) flödesriktning ivärmefallet efter förångaren (8) och innan kondensorn (9), och vidare innefattarcirkulationskretsen (6) en expansionsventil (14) och företrädesvis en första reservoar (13),vilka är anordnade i köldmediets (7) flödesriktning i värmefallet efter kondensorn (9) ochinnan förångaren (8), samt en andra reservoar (15) anordnad mellan förångaren (8) ochkompressorn (10), Q att värmepumpens (5) hetgasöverhettning (DSH)sänks genom att åtminstone en delmängd av köldmediet (7) sprutas in i anslutning tillkompressorns (10) sugsida (11), genom att cirkulationskretsen (6) innefattar eninjektionskrets (16) med en första ände (17) ansluten mellan kondensorn (9) ochexpansionsventilen (14) vid en vätskeledning (18), och en andra ände (19) anordnad vidkompressorns (10) sugsida (11), och injektionskretsen (16) innefattar en injektionsventil (20),och injektionsventilen (20) styr över en åtminstone en delmängd av köldmediet (7) frånhögtryckssida till lågtryckssida, så att delmängden av köldmediet (7) därmed inte passerar expansionsventilen (14) och förångaren (8), kännetecknat av steqen att: - med en trycksensor (24) mäta ett tryck (P) på cirkulationskretsens Lö) högtryckssida,företrädesvis efter kondensorn ( 9), - på basis av det uppmätta trycket (P) beräkna en kondenserinqstemperatur (T1), - mäta en hetqastemperatur (T2) på höqtryckssidan efter kompressorn (1 O), - beräkna en hetgasöverhettning (DSH), vilket är skillnaden mel/an kondenserinqs-temperaturen (T1) och hetqastemperaturen (T2), - styra mänqden köldmedium ( 7) qenom iniektionskretsen (16) på basis av värdet på hetqasöverhettninqen (DSH), för att kontrollera densamma. 14 447 _1_0._Förfarande enligt patentkrav 4-2-eller-13 Q, kännetecknat av att delmängden av köldmediet (7) genom injektionskretsen leds genom en värmeväxlare (23) vilken är anordnad med en första sida (26) ansluten till cirkulationskretsen (6) med en första ingång (27) frånden andra reservoaren (15) och med en första utgång (28) ansluten till cirkulationskretsen (6)innan injektionskretsens (16) andra ändes (19) anslutning, och värmeväxlaren (23) är vidareanordnad med en andra sida (29) ansluten till injektionskretsen (16) med en andra ingång(30) från injektionsventilen (20) och en andra utgång (31) mot kompressorns sugsida (11),varvid värmeväxlaren (23) är anordnad att utbyta energi mellan högtryckssidan ochlågtryckssidan i cirkulationskretsen (6), för förångning av vätskeformat köldmedium (7) iinjektionskretsen (16). 4% lAnvändning av en luftbehandlingsanordning (1) tillsammans med en värmepump (5)enligt något av patentkraven 4-42 _1_-§ i samband med värmning av tilluft för betjäning av ettutrymme.