SE540832C2

SE540832C2 - Luftbehandlingsanordning med delvis indirekt anordnad värmepump och metod att vid sådan reducera sänkningen av tilluftstemperaturen under avfrostningsdrift

Info

Publication number: SE540832C2
Application number: SE1750517A
Authority: SE
Inventors: KRONSTRÖM Urban; Stamenkovic Dusan
Original assignee: Flaektgroup Sweden Ab
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2018-11-27
Also published as: EP3615868B1; EP3615868A1; WO2018199835A1; EP3615868A4; SE1750517A1

Abstract

Luftbehandlingsanordning (1) innefattande ett luftbehandlingsaggregat (2) med en reglerbar värmeåtervinnare (3) och en värmepump (6) vilken är anordnad för reversibel drift under avfrostning av dess förångare (11,13). Kännetecknade för anordningen är dels att värmepumpens (6) köldmediekrets (7) utbyter energi indirekt med tilluftströmmen (5) och direkt med frånluftströmmen (4), genom att förångaren (11, 13) är anordnad direkt i frånluftströmmen (4) medan värmepumpens kondensor (12) i form av en plattvärmeväxlare (19) är skild från tilluftströmmen (5). En första sida (18) av plattvärmeväxlaren (19) är ansluten mot köldmediekretsen (7) medan en andra sida (20) är ansluten till en köld bära rkrets (15). Köldbärarkretsen (15) innefattar i sin tur ett vätskebatteri (14) i tilluftströmmen (5), en cirkulationspump (17), en reglerventil (22) och en ackumulatortank (21) anordnad för lagring respektive avgivning av uppvärmd köldbärare (16) under icke avfrostning respektive under avfrostning, för minskning av den temperaturdipp som annars uppstår under avfrostning.

Description

Luftbehandlingsanordning med delvis indirekt anordnad värmepump och metod att vid sådan reducera sänkningen av tilluftstemperaturen under avfrostningsdrift Uppfinningens område Föreliggande uppfinning är applicerbar vid en luftbehandlingsanordning vilken innefattar ett luftbehandlingsaggregat med värmeåtervinning via en värmepump, men även i kombination med andra typer av reglerbara värmeåtervinnare, så som exempelvis en roterande värmeåtervinnare. Värmepumpen är enligt uppfinningen kopplad på ett nytt sätt, så kallat delvis indirekt sätt, för att dels minska fyllnadsmängden av köldmedium i systemet, samt dels för att undvika att eventuellt läckande köldmedium inte ska kunna komma i kontakt med tilluften. Härigenom är värmepumpens förångare anordnad direkt i frånluftsströmmen, medan kondensorn är anordnad utanför tilluftströmmen, och utbytet med tilluften sker indirekt genom att växla av köldmediesidan med en köldbärarsida via en plattvärmeväxlare. Uppfinningen avser en anordning och en metod vid ett sådant system med syfte att minska eller helt eliminera den temperatursänkning som uppstår i tilluftströmmen under det att förångaren avfrostas genom att köra värmepumpen reversibelt, vilket innebär att köldmediet i värmepumpens köldmediekrets skickas åt motsatt håll, det vill säga värmen tas tillfälligt ur tilluften och skickas till frånluften, för att avfrosta förångaren.

Uppfinningens bakgrund Inom luftbehandlingsområdet är det väl känt att använda en luftbehandlingsanordning, vilken består av ett luftbehandlingsaggregat med värmeåtervinning, i kombination med en värmepump, för ytterligare värmeåtervinning av värme ur frånluften och överföring till tilluften. Värmeåtervinning används under uppvärmningssäsong, det vill säga under den kallare delen av året, men systemen används även för kylåtervinning under den varma delen av året. Det vanligaste är att dessa värmepumpssystem är så kallade direkta system, det vill säga att förångare såväl som kondensor står i direkt kontakt med det medium som ska kylas eller värmas, inom luftbehandling till- och frånluft. Värmepumpen kan vara en integrerad del av ett luftbehandlingsaggregat eller vara en fristående del, varför det i denna ansökan talas om luftbehandlingsanordning och inte bara ett luftbehandlingsaggregat med värmepump. Vidare avses i denna ansökan en värmepump som kan drivas reversibelt, för att vid behov avfrosta förångaren vid uppkomst eller risk för frost. Reversibel drift innebär att trots att det hela tiden finns ett värmebehov, ändras strömningsriktningen på köldmediet så att istället, tillfälligt under så kort tid som möjligt, värme hämtas ur det batteri som normalt är kondensorn för värmefallet. Med andra ord skickas varmt köldmedium tillfälligt till batteriet som i värmefallet fungerar som förångare istället för tvärtom, för under en kortare tid - avfrostningsdrift - tina förångaren inifrån. Det är viktigt att i denna bakgrund även förklara de begrepp som förekommer i samband med värmepumpar för att förtydliga denna patentansökan. Köldmedium är ett begrepp på det arbetsmedium som cirkulerar i en köldmediekrets och som i ett värmefall tar upp värme vid låg temperatur och lågt tryck i förångaren och som avger värmen vid en högre temperatur och ett högre tryck i kondensorn. Detta sker genom tillståndsförändring i kompressorn och det som ger en bra effekt är att köldmediet kan ta upp och avge mer energi vid övergången mellan olika tillstånd (gas, flytande eller fast) än vid enbart en temperaturförändring. Att välja typ av köldmedium görs baserat på användningsområde och förutsättningar i det system som ska projekteras. Tidigare användes freoner som köldmedium men dessa har fasats ut på grund av dess ozonnedbrytande egenskaper (ODP), och freonerna har på senare tid ersatts av klorfria HFC-medier, vilka inte påverkar ozonlagret, men tyvärr bidrar till växthuseffekten. Med växthuseffekt menas påverkan på den globala uppvärmningen, vilket anges med ett så kallat GWP-värde. Förkortningen står för Global Warming Potential. Köldmedier betecknas vanligen med bokstaven R följt av ett nummer som anger den kemiska sammansättningen.

Värmepumpar i dagens luftbehandlingsanordningar innehåller vanligen ett köldmedium av typen R410A, vilket är ett köldmedium bestående av en köldmedieblandning bestående av HFC-125 och HFC-32. R410A är ett låg-toxiskt, icke-brännbart och icke frätande köldmedium. R410A har en ozonnedbrytande potential på noll (ODP = 0) vilket är bra, men tyvärr ett relativt högt GWP-värde på 2088. Bakgrunden till föreliggande uppfinning är att nya direktiv arbetats fram rörande användande av köldmedier i köldmediekretsar, och dessas inverkan på klimatet. Inom Europeisk lagstiftning har framtagits den så kallade F-gasförordningen 517/2014, vilken ställer krav på minskad användning av köldmedier med påverkan på växthuseffekten. Förordningen anger en nedfasning med ca 80 % av det totala användandet till år 2030. Redan till år 2018 ska användningen av växthusgaser ha minskat kraftigt. Med år 2015 som bas kommer utsläpp på marknaden av köldmedier kvoteras enligt nedanstående tabell ur F-gasförordningen 517/2014, vilken visar procentenhet för att beräkna den högsta tillåtna mängd av fluorkolväten för utsläppande på marknaden och motsvarande kvoter. Som synes kräver minskningen krafttag för olika branscher och då även inkluderat luftbehandlingsanordningar. 2015 100 % 2016-2017 93 % 2018-2020 63 % 2021-2023 45 % 2024-2026 31 % 2027-2029 24 % 2030 21 % Känd teknik för att uppfylla kraven på minskad växthuspåverkan inom exempelvis luftbehandlingsanordningar innefattande värmepumpar är: 1. Minskad köldmediefyllning med befintligt köldmedium R410A, i första hand då genom mindre men effektivare batterier i till- och frånluft. 2. Använda ett nytt köldmedium med lägre växthuspåverkan, det vill säga ett lägre GWP-värde. 3. Kombination av 1 och 2, minskad köldmediefyllning och nytt köldmedium.

Med denna bakgrund har ett antal problem identifierats så som exempelvis: 1. Nya köldmedier med lägre växthuspåverkan (låg GWP), och med möjlighet till en kompakt konstruktion av batterierna, är brännbara. De flesta är klassificerade enligt standarden på området i klass A2L, det vill säga ”lätt brännbara". Brännbarheten ökar som regel ju lägre GWP-värde köldmediet har. Vid ett eventuellt läckage i tilluftsbatteriet kan då brännbar gas komma ut i tilluften, vilket inte är önskvärt eller ens tillåtet i flertalet applikationer. 2. Luftberörda värmeväxlare, så kallade DX-batterier för reversibla system har relativt stor invändig volym och kräver alltså relativt stor köldmediefyllning. 3. Förutom de miljömässiga aspekterna som berör köldmedieanvändningen finns andra problem.

Under avfrostningsdrift uppstår problemet att tilluftstemperaturen tillfälligt sjunker mer eller mindre kraftigt, vilket bör undvikas eller åtminstone minimeras. Äldre lösningar innefattar exempelvis elvärmebatteri eller vattenvärmebatteri vilka är installerade i tilluften. Dessa regleras för att bibehålla tilluftstemperaturen eller åtminstone minimera temperaturdippen som annars uppstår under avfrostningen. Nackdelarna är framförallt höga installationskostnader. Det finns därmed ett behov av att minska eller helt eliminera tilluftens temperatursänkning under avfrostning av förångaren vid reversibel drift.

Redogörelse för uppfinningen Med den nu föreliggande uppfinningen uppnås syftet att lösa ovanstående problem ur uppfinningens första aspekt genom en luftbehandlingsanordning enligt ingressen till patentkravet 1, vilken kännetecknas av att värmepumpen är delvis indirekt kopplad mot luftströmmarna vilket förklaras nedan, vilken indirekta koppling i sin tur möjliggör att under icke avfrostningsdrift ackumulera värme i en ackumulatortank kopplad till den indirekta sidan av systemet, och sedan avge denna värme i tilluften under avfrostningsdrift för att motverka en sänkning av tilluftstemperaturen. Den delvis indirekta kopplingen ger också positiva miljömässiga fördelar eftersom den använda mängden köldmedium minskas med åtminstone 20-25% samtidigt som en övergång till mer miljövänliga (lågt GWP, men dessvärre brännbara) köldmedier möjliggörs, varvid anordningen är framtidssäkrad. Detta förklaras utförligare nedan.

Anordningenkännetecknas av att endast frånluftssidan innefattar ett direktexpansionsbatteri (DX-batteri) medan tilluftssidan istället har ett klassiskt vätskebatteri, samt att dessa batterier på vätskesidan är åtskilda av en plattvärmeväxlare. Med andra ord är köldmediekretsen endast i direkt kontakt med frånluftströmmen genom dess batteri - DX-batteriet - och ett eventuellt läckande köldmedium kan därmed inte läcka ut i tilluften, vilket skulle kunna vara förödande, särskilt om köldmediet är brännbart, vilket de nya köldmedietyperna med lågt GWP-värde som regel är. Att föra ut brännbar gas in i en lokal är absolut inte önskvärt. För värmefallet är DX-batteriet i frånluften detsamma som förångaren i värmepumpskretsen och samma DX-batteri utgör kondensor i kylfallet. Vidare är köldmediekretsen ansluten till en första sida av plattvärmeväxlaren. Kondensorn utgörs i värmefallet av plattvärmeväxlaren, vilken är anordnad "i vilken position som helst", men utanför tilluftströmmen. Samma plattvärmeväxlare fungerar i kylfallet som förångare. Genom att växla av köldmediet i plattvärmeväxlaren finns ingen risk för läckage av brandfarligt köldmedium i tilluften, vilket annars är ett problem med de nya köldmedierna. Den andra sidan av plattvärmeväxlaren är nämligen ansluten till ett köldbärarsystem, vilket innefattar en företrädesvis konventionell köldbärare av något slag, men som inte är brandfarlig, och köldbärarsystemet innefattar även vätskebatteriet och en varvtalsstyrd cirkulationspump för reglering/styrning av flödet. Definitionsmässigt är en köldbärare (till skillnad från köldmediet) en fluid som utan tillståndsförändring transporterar värme/kyla mellan kondensor/förångare och objekt/batteri som ska värmas eller kylas. Vätskan kan bestå av vatten med eller utan frysskyddstillsats. Ett av kraven på köldbäraren är att den trots låga temperaturer, inte ska frysa eller bli för trögflytande. En ytterligare fördel att använda endast ett DX-batteri är att den totala köldmediemängden minskar radikalt eftersom DX-batterier rymmer ca 4-5 gånger så mycket köldmedium som en plattvärmeväxlare. Att då slopa ett DX-batteri och ersätta det andra DX-batteriet med en plattvärmeväxlare, vilken innehåller mycket mindre vätskevolym, resulterar i en radikalt minskad mängd använt köldmedium, vilket är ett måste för att totalt komma ner på de låga nivåer som de nya direktiven kräver. En uppskattning är att köldmediefyllnaden i ett system enligt uppfinningen minskas med åtminstone 25 % jämfört med konventionella system av samma storlek. Ytterligare en fördel är att tryckklassen för vätskebatterier är betydligt lägre än för DX-batterier, exempelvis upp till ett maxtryck på 10 bar jämfört med ett maxtryck på 45 bar, vilket framförallt är positivt ur kostnadssynpunkt. Även tryckfallet på luftsidan skiljer sig åt markant till fördel för vätskebatteriet jämfört med DX-batteriet, vilket bidrar till minskade driftkostnader för fläktelenergi för en anläggning enligt uppfinningen. Bland annat kan ett vätskebatteri optimeras bättre med avseende på antal rörrader och lamelldelning, vilket bland annat påverkar effektiviteten och tryckfallet på luftsidan. DX-batteriet är på luftsidan anordnat i frånluftströmmen i flödesriktningen efter värmeåtervinnaren och vätskebatteriet är anordnat i tilluftströmmen i flödesriktningen efter värmeåtervinnaren. Genom ovan beskrivna luftbehandlingsanordning utbyter värmepumpen energi mellan frånluftströmmen och tilluftströmmen på ett delvis indirekt sätt, det vill säga indirekt utbyte med tilluftströmmen via plattvärmeväxlaren och vätskebatteriet, men ett direkt utbyte med frånluftströmmen via DX-batteriet i köldmediekretsen. En dubbel säkerhet har därmed erhållits mot läckage av köldmedium i tilluftströmmen, varvid det inte kommer vara ett problem att övergå till nyare köldmedietyper med högre brandfarlighet, vilket inte tidigare varit möjligt i dessa typer av anläggningar. Dessutom är använd mängd köldmedium betydligt lägre, vilket också bidrar positivt till mindre klimatpåverkan, jämfört med befintliga luftbehandlingsanordningar.

Vidare möjliggör ovan beskrivna delvis indirekta koppling att problemet med en tillfällig temperaturdipp i tilluften under avfrostning helt undviks eller åtminstone minimeras, vilket är ett syfte med anordningen. Genom att köldbärarkretsen även innefattar en ackumulatortank för ackumulering av uppvärmd köldbärare, en cirkulationspump för cirkulering av köldbärare, samt en trevägs reglerventil, vilken styr köldbärarflödet genom tanken, kan systemet ladda ackumulatortanken under icke avfrostningsdrift. Värmepumpen körs i värmefallet normalt så att värme tas ur frånluften via DX-batteriet (förångaren), och genom värmeväxling mellan köldmediesidan och köldbärarsidan i plattvärmeväxlaren (kondensorn), lämnas värmen i tilluften via vätskebatteriet. Reglerventilen är kopplad så att mängden köldbärare genom ackumulatortanken kan styras, genom att leda valfri mängd till botten av ackumulatortanken medan resterande mängd leds förbi tanken via en förbikopplingsledning. Med denna koppling är det möjligt att ladda ackumulatortanken med hjälp av värmepumpen, cirkulationspumpen och reglerventilen så att tillräcklig mängd köldbärare av vald temperatur alltid finns tillhands i ackumulatortanken, redo att användas under avfrostning.

Ackumulatortanken dimensioneras för att räcka till som värmekälla under avfrostningsdrift. Det finns i dessa sammanhang inga tidigare kända delvis indirekta anordningar av ovan beskrivet slag, vilka förutom framtidssäkringen för val av köldmedium dessutom löser problemet med sjunkande tilluftstemperatur under avfrostning av förångaren.

Enligt en föredragen utföringsform av luftbehandlingsanordningen innefattar ackumulatortanken minst en första temperaturgivare för registrering av köldbärarens temperatur i ackumulatortanken. Vidare är minst en andra temperaturgivare anordnad i tilluftströmmen efter vätskebatteriet, för registrering av tilluftstemperaturen i detta läge. Luftbehandlingsanordningen innefattar dessutom styrutrustning vilken är anordnad att, på basis av de uppmätta värdena vid temperaturgivarna, styra värmepumpen, cirkulationspumpen och reglerventilen så att köldbäraren i köldbärarkretsen värms till önskad temperatur och ackumuleras i ackumulatortanken under icke avfrostningsdrift.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är styrutrustningen anordnad att under avfrostningsdrift se till att den ackumulerade värmeenergin avges till tilluftströmmen, genom att cirkulera köldbäraren med hjälp av cirkulationspumpen i köldbärarkretsen och samtidigt styra reglerventilen så att tillräcklig mängd köldbärare strömmar genom ackumulatortanken, företrädesvis in i den nedre delen av tanken, varvid den uppvärmda köldbäraren lämnar tanken, företrädesvis vid dess övre del, och strömmar till vätskebatteriet i tilluften. Därmed avges värmen genom värmeutbyte mellan köldbäraren i värmebatteriet och tilluften som passerar värmebatteriet, varvid temperatursänkningen hos tilluften minskas eller elimineras under avfrostningen. Genom att anordningen har en buffert med värme som kan tillsättas under avfrostningen behöver systemet inte kompletteras med eftervärmare med hög eleffekt, eller andra anordningar i tilluften vilka kan leda till oönskade tryckfall och extra kostnader. Genom att systemet ändå tar hand om köldmedieproblemet löses genom uppfinningen även problemet med temperatursänkning i tilluften på ett enkelt sätt.

Enligt en föredragen utföringsform innefattar ackumulatortanken en elvärmare anordnad att vid behov värma köldbäraren i ackumulatortanken. Detta ger dels en möjlighet att enbart värma med elvärmaren, men mer föredraget att om värmepumpen har svårt att räcka till för att genom styrsystemets försorg hålla tilluftstemperaturen på önskad nivå under avfrostningen, kan elvärmaren ge extra värme till köldbäraren i tanken. Om styrsystemet indikerar att tilluftstemperaturen inte kan hållas, trots att värmepumpen går för fullt, ser styrsystemet till att elvärmaren startas varvid åtminstone en delmängd eller hela mängden av köldbäraren leds genom ackumulatortanken för maximalt utnyttjande av värmen.

Enligt en föredragen utföringsform innefattar köldmediekretsen köldmedium med ett så kallat GWP-värde som är lika med eller lägre än 1000. Mer föredraget är att använda sig av köldmedier med ett GWP-värde av storleksordningen 700 eller ännu lägre. Ett GWP-värde på 1000 motsvarar mer än en halverad påverkan på den globala uppvärmningen jämfört med det köldmedium som idag vanligen används i den här typen av luftbehandlingsanordningar, R410A med ett GWP-värde på 2088. Detta i kombination med ett DX-batteri mindre jämfört med en konventionell anläggning ger en betydligt lägre påverkan på växthuseffekten. Genom den delvis indirekta värmepumpskopplingen i en luftbehandlingsanläggning enligt uppfinningen är det inga problem eller risker med att använda nya och framtidssäkrade köldmedier med lågt GWP i samband med en anläggning som löser problematiken med temperatursänkning under reversibel avfrostning av förångaren. Kända lösningar med direktkontakt mellan köldmedium och tilluft kommer få lösa problemet med den ökade brännbarheten som låg-GWP-köldmedier har, genom övervakningsanordningar i kombination med små batterier innehållande små volymer av köldmedium och dessutom komplettera med kända lösningar för att eliminera risken för temperatursänkning under avfrostningen.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform innefattar köldmediekretsen köldmedium av typen som kan benämnas HFO-köldmedier vilka främst är blandningar innefattande HFO. HFO-köldmedier är en relativt ny grupp syntetiska köldmedier som bidrar till en miljömässigt acceptabel utfasning av äldre typer av så kallade HFC-köldmedier med hög GWP, genom att HFO-medierna har låg GWP. Den minskade totala användningen av köldmedium i en anläggning enligt uppfinningen, tillsammans med ett betydligt mer miljövänligt köldmedium som HFO bidrar totalt sett till en radikalt minskad miljöpåverkan, samtidigt som tilluftstemperatursänkningen elimineras med en lösning enligt uppfinningen.

Enligt en föredragen utföringsform innefattar köldbärarkretsen en frysskyddad köldbärare i form av en glykolbaserad vätskeblandning. Denna är företrädesvis etylenglykol eller liknande, vilket är en köldbärare som är välkänd och lättillgänglig samt har egenskaper som gör den lätt att pumpa runt i köldbärarkretsen och som dessutom kan värmas och lagras i ackumulatortanken för användning under avfrostningsdriften.

Enligt en särskilt föredragen utföringsform av anordningen är köldmediet något av köldmedierna R32, R452B, L41 y eller L41z. Samtliga dessa specificerade köldmedier uppfyller kraven på låg GWP (GWP<700), varför de är extra intressanta för att reducera miljöpåverkan ytterligare. De miljömässiga fördelarna tillsammans med växlingen av det brännbara köldmediet i plattvärmeväxlaren till en köldbärare, som dessutom kan laddas genom värmelagring under icke avfrostning samt avgivning under avfrostning, ger totalt sett en mycket fördelaktig och samtidigt enkel lösning av både miljöproblem samt tilluftstemperaturproblem.

Enligt en föredragen utföringsform innefattar köldbäraren korrosionsinhibitorer för motverkande av korrosion i köldbärarkretsen.

Enligt en alternativ utföringsform av den uppfunna luftbehandlingsanordningen är för det första värmepumpens köldmediekrets kopplad helt indirekt mot ett respektive vätskebatteri i såväl frånluftströmmen som tilluftströmmen. Detta för att se till att eventuell läckande köldmedium, framförallt av brännbar typ, inte kommer i kontakt med någon av luftströmmarna, då även frånluftströmmen skulle kunna innebära en fara för omgivning eller eventuellt läckage från frånluftssidan till tilluftssidan. Den indirekta kopplingen sker här via en respektive plattvärmeväxlare, där ena sidan är ansluten mot en respektive köldbärarkrets och vätskebatteri erna, medan den andra sidan av respektive plattvärmeväxlare är ansluten mot köldmediekretsen, alltså värmepumpen. På detta vis är både från- och tilluftssidan säkrade mot läckage genom den indirekta kopplingen och den totala mängden köldmedium har minskat ännu mer beroende på att DX-batterier helt slopats och istället ersatts av vätskebatterier i både till- och frånluft i denna utföringsform. I detta fall blir då de båda plattvärmeväxlarna förångare respektive kondensor genom sin värmeöverföring till respektive köldbärare på från- och tilluftssida. Respektive köldbärarkrets innefattar också en varvtalsstyrd cirkulationspump för cirkulation av köldbärare mellan vätskebatteri och plattvärmeväxlare. För det andra innefattar anordningen en ackumulatortank i den köldbärarkrets som är ansluten till vätskebatteriet i tilluftströmmen, och vidare en trevägs reglerventil samt en förbikopplingsledning. Här är reglerventilen anordnad att helt eller delvis eller inte alls förbikoppla ackumulatortanken för att styra mängden köldbärare som ska passera genom ackumulatortanken respektive förbi densamma via förbikopplingsledningen. Vidare är ackumulatortanken anordnad att under icke avfrostningsdrift ackumulera värmeenergi genom att lagra en delmängd av köldbäraren i ackumulatortanken, och vidare anordnad att under avfrostningsdrift av förångaren avge nämnda ackumulerade värmeenergi i tilluftströmmen via vätskebatteriet i tilluftströmmen. Reglerventilen är som nämnts ovan anordnad att styra hur stor delmängd av köldbäraren som ska passera ackumulatortanken respektive genom förbikopplingen för att ladda respektive avge värme från ackumulatortanken till vätskebatteriet i tilluften. Genom anordningen är det nu möjligt att vid en helt indirekt kopplad värmepump lösa problemet med temperatursänkning under reversibel avfrostning vilket innebär en framtidssäkrad lösning där brännbara köldmedier kan användas utan problem, vilket inga kända lösningar klarar av.

Ur uppfinningens andra aspekt uppnås syftet genom en metod vid en luftbehandlingsanordning enligt ingressen till patentkravet 12, vilkenkännetecknas av att värmepumpen är delvis indirekt kopplad mot luftströmmarna så som förklarats ovan i samband med patentkrav 1-10, varvid metodenkännetecknas av att under icke avfrostningsdrift ackumulera värme i en ackumulatortank kopplad till den indirekta sidan av systemet, och sedan avge denna värme i tilluftströmmen under avfrostningsdrift för att motverka en sänkning av tilluftstemperaturen. Genom att köldbärarkretsen innefattar ackumulatortanken för ackumulering av uppvärmd köldbärare, en cirkulationspump för cirkulering av köldbärare i köldbärarsystemet, samt en trevägs reglerventil för styrning av köldbärarflödet genom tanken, kan systemet ladda ackumulatortanken under icke avfrostningsdrift. Värmepumpen körs i värmefallet normalt så att värme tas ur frånluften via DX-batteriet (förångaren), och genom värmeväxling mellan köldmediesidan och köldbärarsidan i plattvärmeväxlaren (kondensorn), lämnas värmen i tilluften via vätskebatteriet. Reglerventilen är kopplad så att mängden köldbärare genom ackumulatortanken styrs genom att valfri mängd köldbärare leds till botten av ackumulatortanken medan resterande mängd leds förbi tanken via en förbikopplingsledning. Genom denna koppling kan ackumulatortanken laddas med hjälp av värmepumpen, cirkulationspumpen och reglerventilen så att tillräcklig mängd köldbärare av vald temperatur alltid finns tillhands i ackumulatortanken, redo att användas under avfrostning. Ackumulatortanken dimensioneras för att räcka till som värmekälla under avfrostningsdrift. En styrutrustning kontrollerar driften av värmepumpen, cirkulationspumpen och reglerventilen för styrning av mängden köldbärare som flödar genom ackumulatortanken respektive genom förbikopplingsledningen, för lagringen av värmeenergi under icke avfrostningsdrift.

Styrsystemet ser även till att lagrad köldbärare genom cirkulationspumpens och reglerventilens försorg flödar från ackumulatortanken till det andra batteriet (i tilluftströmmen) och åter till plattvärmeväxlaren under avfrostning. Genom att lagra åtminstone en delmängd köldbärare i ackumulatortanken, det vill säga lagom mycket för att i det aktuella driftfallet klara av att upprätthålla tilluftstemperaturen, och använda denna värmeenergi för avgivning till tilluftströmmen under själva avfrostningsdriften, undviks eller minimeras temperaturdippen under den reversibla avfrostningen av förångaren. Den delvis indirekta kopplingen ger som ovan förklarats också positiva miljömässiga fördelar då använd mängd köldmedium minskas radikalt samtidigt som en övergång till mer miljövänliga (lågt GWP) köldmedier möjliggörs, varvid anordningen är framtidssäkrad. Genom att under icke avfrostningsdrift ackumulera värmeenergi i köldbäraren - på den indirekta sidan av systemet - genom lagring av densamma i ackumulatortanken, och sedan använda den ackumulerade värmeenergin under avfrostningsdriften, för att värma upp vätskebatteriet i tilluftströmmen genom värmeutbyte mellan ackumulatormediet och tilluftströmmen, undviks installation av höga eleffekter eller andra dyra värmesystem, vilka i andra fall ska upprätthålla tilluftstemperaturen. Systemet minskar eller eliminerar helt temperatursänkningen som annars uppstår under reversibel avfrostning av förångaren.

Enligt en föredragen utföringsform av metoden innefattar ackumulatortanken minst en första temperaturgivare för registrering av köldbärarens temperatur i ackumulatortanken. Vidare är minst en andra temperaturgivare anordnad i tilluftströmmen efter vätskebatteriet, för registrering av tilluftstemperaturen i detta läge. Genom metoden styrs värmepumpen, cirkulationspumpen och reglerventilen så att köldbäraren i köldbärarkretsen värms till önskad temperatur och ackumuleras i ackumulatortanken under icke avfrostningsdrift, på basis av mätvärdena från temperaturgivarna.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av metoden ser styrutrustningen till att under avfrostningsdrift hålla temperaturen i tilluftströmmen på önskat värde genom styrning av värmepumpen, cirkulationspumpen och reglerventilen, på basis av värdet från den andra temperaturgivaren. Härmed styrs anordningen så att lämplig mängd uppvärmd kölbärare strömmar från ackumulatortanken till det andra batteriet i tilluftströmmen och vidare till den andra sidan av plattvärmeväxlaren, varvid den ackumulerade värmeenergin avges till tilluftströmmen för minimering av temperatursänkning av tilluften under avfrostningsdrift.

Enligt en föredragen utföringsform av metoden att minska eller helt eliminera sänkningen av tilluftstemperaturen under avfrostning värms köldbäraren med en elvärmare, vilken är anordnad i ackumulatortanken och som värmer den i tanken lagrade köldbäraren till önskad temperatur. Till skillnad från att installera en elvärmare direkt i tilluften som dagens lösningar kan den installerade effekten hållas låg, eftersom effektbehovet som tas ut i samband med avfrostning, så att säga finns ackumulerat i tanken. Köldbäraren värms ju under tiden för icke avfrostning, det vill säga under en längre tid, varför eleffekten hos elvärmaren kan vara låg. Köldbäraren värms till dess att önskad temperatur i tanken är uppnådd och kan sedan "varmhållas” till dess att avfrostning initieras och behovet av värmning av tilluften indikeras. Detta är ett enkelt sätt att värma ackumulatormediet och som företrädesvis används i kombination med laddning via värmepumpen.

Genom uppfinningen har ett antal fördelar gentemot kända lösningar erhållits: Inga problem att använda brännbara köldmedier, eftersom eventuellt läckage av köldmedium till tilluften har eliminerats.

- Minskad total mängd köldmedium jämfört med konventionell likvärdig luftbehandlingsanordning.

Framtidssäkrad lösning för övergång tillköldmedium med låg GWP, vilka oftast är relativt brännbara.

Minskad miljöpåverkan och säkrare anläggning.

Lägre tryckfall på luftsidan.

- Lagring av värmeenergi under drift då inte avfrostning pågår och användning av denna värmeenergi under avfrostning för eliminering eller minskning av temperatursänkningen under avfrostningsdrift med reversibel drift.

Om en elvärmare används för att värma köldbäraren i ackumulatortanken är installerad eleffekt lägre jämfört med ett rent eftervärmningsbatteri eftersom värmningen sker långsamt och att den uppvärmda köldbäraren lagras i tanken.

Kort beskrivning av figurerna Nedanstående schematiska principfigur visar: Fig.1 visar en principskiss över en luftbehandlingsanordning enligt uppfinningen under ett "vinterdriftfair, det vill ett fall där tilluften värms upp med hjälp av en värmepump, samtidigt som uppvärmd köldbärare lagras i en ackumulatortank inför kommande avfrostning av värmepumpens förångare.

Fig.2 visar en principskiss över en luftbehandlingsanordning enligt uppfinningen under ett avfrostningsdrift.

- Fig.3 visar en principskiss över en luftbehandlingsanordning enligt uppfinningen under ett ”sommardriftfaH”, det vill ett fall där tilluften kyls ned med hjälp av värmepumpen.

Den konstruktiva utformningen hos den föreliggande uppfinningen framgår i efterföljande detaljerade beskrivning av ett utföringsexempel på uppfinningen under hänvisning till medföljande figur som visar ett föredraget, dock ej begränsande utförandeexempel av uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av figurerna Fig.1 visar en luftbehandlingsanordning 1 enligt uppfinningen under ”vinterdrift" det vill säga då det finns behov av att värma upp tilluften. Luftbehandlingsanordningen 1 innefattar ett luftbehandlingsaggregat 2 vilket i sin tur innefattar en reglerbar värmeåtervinnare 3. Denna är företrädesvis en roterande värmeåtervinnare 3 och är anordnad att i ett värmefall återvinna värmeenergi ur en frånluftsström 4 och överföra denna värmeenergi till en tilluftström 5. I det föredragna exemplet innefattar även luftbehandlingsanordningen 1 en värmepump 6, även den anordnad att i ett värmefall återvinna värmeenergi ur frånluftsströmmen 4 och överföra denna värmeenergi till tilluftströmmen 5. I figuren är värmepumpen 6 integrerad som en kapslad del inuti luftbehandlingsaggregatet 2 men kan även vara en fristående enhet i anslutning till från- och tilluftströmmen 4, 5. Det är dock viktigt att värmepumpens 6 delar innefattande köldmedium är skilda från tilluftströmmen 5 utan risk för överläckage av eventuellt läckande köldmedium till tilluften.

Värmepumpen 6 innefattar åtminstone en köldmediekrets 7 vilken innehåller ett köldmedium 8, en kompressor 9, en fyrvägsventil 10, en förångare 11 samt en kondensor 12. Utöver detta kan en mängd andra delar innefattas i värmepumpen 6, men dessa eventuella delar räknas ej upp här. Värmepumpen 6 är anordnad för så kallad reversibel drift för avfrostning av förångaren 11 vid behov, eftersom påfrysning av förångare 11 är vanlig för värmefallet i samband med fuktig frånluft. Under reversibel drift tas värmeenergin under själva avfrostningen ur tilluftströmmen 5 och överförs till frånluftströmmen 4, istället för tvärtom, vilket är det normala för värmedrift. Detta sker genom att via fyrvägsventilen 10 skifta strömningsriktning på köldmediet 8, varvid uppvärmt köldmedium 8 skickas till det som i värmefallet normalt är förångare 11, istället för till kondensorn 12. Detta kallas reversibel drift - att driva köldmediet 8 åt "fel” håll så att säga (se avfrostningsdrift figur 2). I värmefallet upptas värmen normalt sett ur frånluftströmmen 4 genom att förångaren 11 är anordnad där. För detta ändamål är ett första batteri 13 i form av ett DX-batteri 13, anordnat i frånluftströmmen 4 i flödesriktningen efter värmeåtervinnaren 3, vilket DX-batteri 13 är anslutet till värmepumpens 6 köldmediekrets 7 och vilket DX-batteri 13 i värmefallet alltså är detsamma som förångaren 11. För att kunna lämna av värmeenergi i tilluftströmmen 5 är ett andra batteri 14, i form av ett vätskebatteri 14, anordnat i tilluftströmmen 5, i flödesriktningen efter värmeåtervinnaren 3. Vätskebatteriet 14 är anslutet till en köldbärarkrets 15 vilken innefattar en köldbärare 16 samt åtminstone en varvtalsstyrd cirkulationspump 17. Cirkulationspumpen 17 är anordnad för att cirkulera köldbäraren 16 i köldbärarkretsen 15. Köldmediekretsen 7 hos värmepumpen 6 är ansluten till en första sida 18 av en plattvärmeväxlare 19, vilken i värmefallet utgör kondensor 12 i värmepumpskretsen. Köldbärarkretsen 15 som är ansluten till vätskebatteriet 14 i tilluftströmmen 5, är i sin tur ansluten till en andra sida 20 av samma plattvärmeväxlare 19. Därmed avskiljer plattvärmeväxlaren 19 köldmediekretsen 7 och köldbärarkretsen 15 från varandra, och värmepumpen 6 utbyter alltså energi mellan frånluftströmmen 4 och tilluftströmmen 5 på ett delvis indirekt sätt, det vill säga indirekt med tilluftströmmen 5 via plattvärmeväxlaren 19, men direkt med frånluftströmmen 4 via DX-batteriet 13. Genom att hela köldmediekretsen 7 är helt skild från tilluftströmmen 5 finns det ingen eller endast en minimal risk att ett eventuellt läckage av köldmedium 8 kan förorena tilluften. Därmed är problemet med övergång till köldmedier 8 av brännbar typ löst, vilket i nuläget är ett problem för anläggningar innehållande köldmedier med lågt så kallat GWP-värde. Dessutom innebär det att den totala köldmediefyllningen minskar radikalt genom att ett andra DX-batteri i tilluftströmmen 5 slopats. Anläggningen är därmed framtidssäkrad. Föredraget är att köldmediekretsen 7 innehåller köldmedium 8 utvalt ur köldmedium med GWP under 1000, särskilt föredraget GWP under 700. Föredraget är också att köldmediet 8 är av HFO-typ, blandningar av HFO/HFC/HC eller rent HC. Exempel på köldmedier som är föredragna är R32, R452B, L41y, L41z samt HC/R290. Typen av köldbärare 16 anpassas till anläggningen och innehåller företrädesvis korrosionsinhibitorer för att motverka uppkomst av korrosion och är helst en glykolbaserad köldbärare 16 eftersom det är en vanlig typ av köldbärare med för ändamålet lämpliga egenskaper.

Enligt en alternativ utföringsform, vilken dock inte visas med någon figur, är tilluftssidan anordnad på precis samma sätt som ovan beskrivits, medan en likadan konfiguration anordnas även på frånluftssidan, det vill säga att ett - nu benämnt som första - batteri 13 är anordnat i frånluftströmmen 4 i flödesriktningen efter värmeåtervinnaren 3, vilket första batteri 13 inte är ett DX-batteri utan istället av typen vätskebatteri, precis som på tilluftssidan. Detta är anslutet till en första köldbärarkrets innefattande en första köldbärare samt en varvtalsstyrd första cirkulationspump. Den senare är anordnad att cirkulera den första köldbäraren i den första köldbärarkretsen. Den första köldbärarkretsen är ansluten till en första sida av en första plattvärmeväxlare, vilken i värmefallet utgör förångare 11 . Som ovan nämnts är alltså tilluftssidan precis som tidigare bestyckad med ett vätskebatteri 14 - här nu kallat det andra vätskebatteriet 14 - i tilluftströmmen 5, i flödesriktningen efter värmeåtervinnaren 3. Detta andra vätskebatteri 14 är anslutet till köldbärarkretsen 15 - här nu kallad den andra köldbärarkretsen 15, vilken innefattar köldbäraren 16 - här nu kallad den andra köldbäraren 16, samt cirkulationspumpen 17 - här nu kallad den andra cirkulationspumpen 17. Den andra köldbärarkretsen 15 är ansluten precis som tidigare beskrivits till den andra sida 20 av plattvärmeväxlaren 19 - här kallad den andra plattvärmeväxlaren 19, vilken i värmefallet utgör kondensor 12. Värmepumpens 6 köldmediekrets 7 är vidare ansluten mellan en andra sida av den första plattvärmeväxlaren och en första sida 18 av den andra plattvärmeväxlaren 19, varvid värmepumpen 6 utbyter energi mellan frånluftströmmen 4 och tilluftströmmen 5 på ett helt indirekt sätt, det vill säga indirekt med tilluftströmmen 5 och indirekt med frånluftströmmen 4, via plattvärmeväxlarna och den första och den andra köldbärarkretsen.

Båda ovan beskrivna utföringsformer - delvis indirekt system samt helt indirekt system - kan kompletteras med nedanstående beskrivna anordning för att lösa det problem som ligger till grund för denna patentansökan, nämligen att förhindra eller åtminstone minska den temperatursänkning av tilluften som lätt uppstår under avfrostning av förångaren 11 genom reversibel drift. Nedan beskrivs uppfinningen i samband med figur 1 endast för den delvis indirekta kopplingen av värmepumpen 6, men det inses att den helt indirekta kopplingen kan förses med exakt samma anordning och styrning, för att åstadkomma samma lösning av samma problem.

Som tidigare nämnts under uppvärmningssäsongen, det vill säga för värmefallet, uppstår problemet med den tillfälliga temperatursänkningen i tilluftströmmen 5 under avfrostningsdrift eftersom värmen då tillfälligt tas ur tilluftstömmen 5, varför anordningens "indirekta sida” kompletterats med möjligheten att styra cirkulationen av köldbäraren 16 så att den under icke avfrostningsdrift värms upp och lagras i en ackumulatortank 21. Den indirekta sidan kan beskrivas genom att följa flödet i värmefallet, vilket är det fall som visas i figur 1. Med början vid cirkulationspumpen 17 strömmar köldbäraren 16 till den andra sidan av kondensorn 12/ plattvärmeväxlaren 19 och hämtar här den värme som avlämnas genom värmepumpens 6 ”återvinning" av värmen från frånluftströmmen 4 via förångaren 11/första batteriet 13. Efter detta strömmar köldbäraren 16 vidare till en trevägs reglerventil 22, vilken är anordnad att skicka allt eller inget eller delar av flödet av köldbärare 16 antingen direkt till ackumulatortanken 21, företrädesvis till dess nedre del, eller till en förbikopplingsledning 23. Den senare leder alltså den mängd flöde som eventuellt ankommer förbikopplingsledningen 23 förbi ackumulatortanken 21 och kopplas efter tanken ihop med en utgående ledning 28 ifrån ackumulatortankens 21 övre del, i en ledningskorsning 29. En alternativ placering av reglerventilen 22 är i ledningskorsningen 29. Köldbäraren 16 strömmar alltså antigen genom ackumulatortanken 21 och ut från densamma genom den utgående ledningen 28 och vidare till ledningskorsningen 29, eller genom förbikopplingsledningen 23 till ledningskorsningen 29. Det kan även vara så att en delmängd av köldbärare 16 strömmar den ena vägen och resterande den andra vägen, varvid flödena möts i ledningskorsningen 29. Efter denna strömmar i värmefallet köldbäraren 16 vidare till det andra batteriet 14, och efter detta vidare tillbaka till cirkulationspumpen 17, varvid köldbärarkretsen 15 är sluten. I figur 1 syns också att ackumulatortanken 21 kompletterats med en elvärmare 27, vilken kan användas för att vid behov värma den lagrade köldbäraren 16, om värmepumpens 6 kapacitet inte riktigt räcker till, eller att det går för långsamt att värma upp "avfrostningsreserven”, vilket skulle kunna inträffa om värmebehovet är stort och värmepumpens 6 effekt tillsammans med den reglerbara värmeåtervinnaren 3 precis klarar av att värma tilluftströmmen 5 under uppvärmning, men har svårt att även täcka uppvärmning av köldbärare 16 för lagring i ackumulatortanken 21. Elvärmaren 27 är ett valfritt komplement om det anses finnas behov av detta. Enligt den föredragna utföringsformen innefattar ackumulatortanken 21 en första temperaturgivare 24 för mätning av temperaturen på den lagrade köldbäraren 16 i ackumulatortanken 21 samt att det i tilluftströmmen 5 är anordnat en andra temperaturgivare 25 för mätning av tilluftens temperatur efter det andra batteriet 14. Vidare finns ett styrsystem 26, vilket styr bland annat driften av cirkulationspumpen 17 och reglerventilen 22, varvid mängden köldbärare 16 styrs till att antingen passera ackumulatortanken 21 för laddning av densamma, alltså lagring av uppvärmd köldbärare 16, under tid då avfrostning inte pågår, alternativt att köldbäraren 16 förbikopplas ackumulatortanken 21 via förbikopplingsledningen 23, om exempelvis ackumulatortanken 21 redan har tillräcklig temperatur på lagrad köldbärare 16. Båda flödesvägarna kan också användas samtidigt varvid en delmängd köldbärare 16 strömmar endera vägen, beroende på driftsfall och programmerad styrning. Samma styrsystem reglerar även elvärmaren 27 och företrädesvis baserat på värdena vid den första och den andra temperaturgivaren 24, 25. Exempel på styrning för detta driftfall kan vara följande.

Uppyärmningsdrift / värmefall För att klara av att hålla temperaturen på tilluften under avfrostningen är systemet dimensionerat så att volymen köldbärare 16 som kan lagras i ackumulatortanken 21 är tillräcklig, och systemet är anpassat för att ackumulatortanken 21 ska hinna laddas färdigt på en viss tid under den ordinarie värmedriften - föredraget är att laddningen ska klaras av på maximalt 1 timme. För att ladda ackumulatortanken 21 under denna tid styrs köldbärarflödet 16 exempelvis så att under normal belastning (värmebehov) minst 10 % strömmar genom ackumulatortanken 21 och resterande 90 % genom förbikopplingsledningen 23 för värmning av tilluftströmmen 5 på vanligt vis via det andra batteriet 14 under uppvärmningsdriften - alltså samtidig värmning av tilluften via det andra batteriet 14 samt laddning av uppvärmd köldbärare 16 i ackumulatortanken 21. Om värmebehovet i tilluften inte är så stort styrs företrädesvis flödet av köldbärare 16 så att laddningen kan ske fortare. Om värmepumpens 6 belastning endast motsvarar exempelvis cirka 50 % av kapaciteten eller lägre, stegas flödet genom ackumulatortanken 21 successivt upp (om sjunkande värmebehov) till maximalt 100 %, varvid flödet genom förbikopplingsledningen 23 sjunker i motsvarande grad. Om värmebehovet är stort, och värmepumpen 6 måste arbeta hårdare, kan efterhand även elvärmaren 27 användas för att klara av att ladda tanken om så önskas. Ett exempel kan vara att om värmepumpens 6 belastning övergår exempelvis 70 % av maximal kapacitet, startas elvärmaren 27 för att klara av att värma den lagrade köldbäraren 16 tillräckligt snabbt, samtidigt som värmning av tilluften sker.

Styrsystemet 26 sköter regleringen av samtliga komponenter under driften. På detta sätt styrs anordningen så att det alltid finns en värmebuffert att ta till under avfrostningsdrift, varvid temperaturen i tilluftströmmen 5 kan hållas på en acceptabel nivå. Föredraget är att styrningen programmeras och ackumulatortanken 21 dimensioneras så att tilluftströmmens 5 temperatur aldrig sjunker under 15-20°C. Enligt det föredragna exemplet är ett villkor att ackumulatortanken 21 ska vara fulladdad innan avfrostning tillåts och detta villkor uppfylls när temperaturen vid den första temperaturgivaren 24 större än temperaturen vid den andra temperaturgivaren 25, T24?T25, företrädesvis 3-10 °C högre än temperaturen vid den andra temperaturgivaren 25.

Avfrostningsdrift / värmefall Fig.2 visar luftbehandlingsanordningen 1 enligt uppfinningen under ”vinterdrift” det vill säga då det finns behov av att värma upp tilluften, samt att avfrostning pågår. Exempel på styrning för detta driftfall kan vara följande. När ackumulatortanken 21 är fulladdad med uppvärmd köldbärare 16 kan avfrostningsdrift ske. Vid behov av att avfrosta förångaren 11/det första batteriet 13 skiftas strömningsriktningen på köldmediet 8 via fyrvägsventilen 10 på konventionellt sätt vid reversibel avfrostning, varvid uppvärmt köldmedium 8 skickas direkt till förångaren 11 istället för till kondensorn 12. Eftersom värme nu tillfälligt hämtas ur tilluftströmmen 5, indirekt via det andra batteriet 14, kommer tilluftstemperaturen som sagt sjunka om inte åtgärd sätts in. Därför ser styrutrustningen 26 till att reglerventilen 22 öppnar för 100 % köldbärarflöde genom ackumulatortanken 21, varvid förbikopplingsledningen 23 parallellt stängs. Därmed kommer all tillgänglig uppvärmd köldbärare 16 att skickas till det andra batteriet 14 för upprätthållande av temperaturen i tilluftströmmen 5, och köldbäraren 16 strömmar sedan vidare åter förbi cirkulationspumpen 17 och till den andra sidan 20 av plattvärmeväxlaren 19, och sedan åter till ackumulatortanken 21. 1 plattvärmeväxlaren 19 sker ett värmeutbyte med köldmediekretsen 7, vilken via värmepumpsfunktionen använder värmen till att avfrosta förångaren 11/det första batteriet 13. Som tidigare nämnts är ackumulatortanken 21 dimensionerad att räcka till för att upprätthålla tilluftstemperaturen och samtidigt avfrosta förångaren 11. Styrutrustningen 26 kontrollerar hela förloppet och ser till att avfrostningen pågår så länge behovet finns eller under en förutbestämd tid, samt kontrollerar temperaturen i tilluftströmmen 5 via den andra temperaturgivaren 25 och i ackumulatortanken 21 via den första temperaturgivaren 24. Vidare aktiveras även elvärmaren 27 om det finns ett behov av att värma köldbäraren 16 i tanken ytterligare.

Sommardrift / kylfall Fig.3 visar luftbehandlingsanordningen 1 enligt uppfinningen under ”sommardrift” det vill säga då det finns behov av att istället kyla tilluften. För att kyla tilluftströmmen 5 hämtas värme från denna genom att cirkulera köldbäraren 16 i köldbärarkretsen 15 mellan det andra vätskebatteriet 14 och plattvärmeväxlaren 19, i vilken värmen växlas av mot köldmediekretsen 7. Värmen ”dumpas” så att säga i frånluftströmmen 4 och ventileras ut i det fria. På köldbärarsidan förbikopplas i detta driftfall ackumulatortanken 21 helt genom att styrutrustningen 26 ser till att reglerventilen är helt stängd mot ackumulatortanken 21 men helt öppen mot förbikopplingsledningen 23, eftersom det inte finns ett behov av att lagra köldbärare 16 i ackumulatortanken 21.

STYCKLISTA 1= luftbehandlingsanordning 2= luftbehandlingsaggregat 3= värmeåtervinnare 4= från luftström = tilluftström 6= värmepump 7= köldmediekrets 8= köldmedium 9= kompressor = fyrvägsventil 11 = förångare 12= kondensor 13= första batteri 14= andra batteri = köldbärarkrets 16= köldbärare 17= cirkulationspump 18= första sida plattvärmeväxlare 19= plattvärmeväxlare = andra sida plattvärmeväxlare 21= ackumulatortank 22= reglerventil 23= förbikopplingsledning 24= första temperaturgivare = andra temperaturgivare 26= styrutrustning 27= elvärmare 28= utgående ledning 29= ledningskorsning

Claims

PATENTKRAV

1. Luftbehandlingsanordning (1) innefattande ett luftbehandlingsaggregat (2) anordnat med en reglerbar värmeåtervinnare (3), vilken i ett värmefall är anordnad att återvinna värmeenergi ur en från luftsström (4) och överföra till en tilluftsström (5), nämnda luftbehandlingsanordning (1) innefattar vidare en värmepump (6), anordnad att i ett värmefall återvinna värmeenergi ur frånluftsströmmen (4) och överföra till tilluftsströmmen (5), och värmepumpen (6) innefattar åtminstone en köldmediekrets (7) med ett köldmedium (8), en kompressor (9), en fyrvägsventil (10), en förångare (11) samt en kondensor (12), och värmepumpen (6) är anordnad för så kallad reversibel drift för avfrostning av förångaren (11) genom att via fyrvägsventilen (10) skifta strömningsriktning av köldmediet (8), varvid uppvärmt köldmedium (8) skickas till förångaren (11) istället för till kondensom (12),kännetecknad av att ett första batteri (13) är anordnat i frånluftströmmen (4) i flödesriktningen efter värmeåtervinnaren (3), vilket första batteri (13) är av typen DX-batteri och vilket är anslutet till köldmediekretsen (7) och vilket i värmefallet utgör förångaren (11), och vidare att ett andra batteri (14) är anordnat i tilluftströmmen (5) i flödesriktningen efter värmeåtervinnaren (3), vilket andra batteri (14) är av typen vätskebatteri och vilket är anslutet till en köldbärarkrets (15), vilken innefattar en köldbärare (16) samt en varvtalsstyrd cirkulationspump (17) anordnad att cirkulera köldbäraren (16) i köldbärarkretsen (15), och köldmediekretsen (7) är ansluten till en första sida (18) av en plattvärmeväxlare (19), vilken plattvärmeväxlare (19) i värmefallet utgör kondensorn (12), och köldbärarkretsen (15) är ansluten till en andra sida (20) av plattvärmeväxlaren (19), varvid värmepumpen (6) är anordnad att utbyta energi mellan frånluftströmmen (4) och tilluftströmmen (5) på ett delvis indirekt sätt, det vill säga indirekt med tilluftströmmen (5) men direkt med frånluftströmmen (4), och köldbärarkretsen (15) innefattar vidare en ackumulatortank (21), en trevägs reglerventil (22) och en förbikopplingsledning (23), och reglerventilen (22) är anordnad att helt eller delvis förbikoppla ackumulatortanken (21) via förbikopplingsledningen (23), och ackumulatortanken (21) är anordnad för att under icke avfrostningsdrift ackumulera värmeenergi genom att lagra en delmängd av köldbäraren (16) i ackumulatortanken, och vidare anordnad att under avfrostningsdrift av förångaren (11) avge nämnda ackumulerade värmeenergi i tilluftströmmen (5) via det andra batteriet (14), och reglerventilen (22) är anordnad att styra hur stor delmängd av köldbäraren (16) som ska passera ackumulatortanken (21) respektive genom förbikopplingen (23) för laddning respektive avgivning av värme från ackumulatortanken (21).

2. Luftbehandlingsanordning (1) enligt patentkrav 1, kännetecknad av att ackumulatortanken (21) innefattar minst en första temperaturgivare (24), och minst en andra temperaturgivare (25) är anordnad i tilluftströmmen (5) efter det andra batteriet (14), och luftbehandlingsanordningen (1) innefattar styrutrustning (26) vilken är anordnad att se till att köldbäraren (16) värms till önskad temperatur och lagras i ackumulatortanken (21) genom styrning av värmepumpen (6), cirkulationspumpen (17) och reglerventilen (22) på basis av värdena från temperaturgivarna (24, 25).

3. Luftbehandlingsanordning (1) enligt patentkrav 2, kännetecknad av att styrutrustningen (26) är anordnad att under avfrostningsdrift se till att hålla temperaturen i tilluftströmmen (5) på önskat värde genom styrning av värmepumpen (6), cirkulationspumpen (17) och reglerventilen (22) så att lämplig mängd uppvärmd kölbärare (16) strömmar från ackumulatortanken (21) till det andra batteriet (14), varvid den ackumulerade värmeenergin avges till tilluftströmmen (5) för minimering av temperatursänkning av tilluften under avfrostningsdrift.

4. Luftbehandlingsanordning (1) enligt något av ovanstående patentkrav, kännetecknad av att ackumulatortanken (21) innefattar en elvärmare (27) vilken är anordnad att vid behov värma köldbäraren (16) i ackumulatortanken (21) till önskad temperatur.

5. Luftbehandlingsanordning (1) enligt något av ovanstående patentkrav, kännetecknad av att köldmediekretsen (7) innefattar köldmedium (8) med GWP < 1000.

6. Luftbehandlingsanordning (1) enligt något av ovanstående patentkrav, kännetecknad av att köldmediekretsen (7) innefattar köldmedium (8) av typen HFO.

7. Luftbehandlingsanordning (1) enligt något av ovanstående patentkrav, kännetecknad av att köldbärarkretsen (15) innefattar en glykolbaserad köldbärare (16).

8. Luftbehandlingsanordning (1) enligt något av ovanstående patentkrav, kännetecknad av att köldmediet (8) är ett rent HFC-köldmedium, företrädesvis R32.

9. Luftbehandlingsanordning (1) enligt något av patentkraven 1-7, kännetecknad av att köldmediet (8) är en blandning av minst två av typerna HFO/HFC/HC-köldmedier, företrädesvis R452B, L41y, eller L41z.

10. Luftbehandlingsanordning (1) enligt något av ovanstående patentkrav, kännetecknad av att köldbäraren (16) innefattar korrosionsinhibitorer.

11. Luftbehandlingsanordning (1) innefattande ett luftbehandlingsaggregat (2) anordnat med en reglerbar värmeåtervinnare (3), vilken i ett värmefall är anordnad att återvinna värmeenergi ur en frånluftsström (4) och överföra till en tilluftsström (5), nämnda luftbehandlingsanordning (1) innefattar vidare en värmepump (6), anordnad att i ett värmefall återvinna värmeenergi ur frånluftsströmmen (4) och överföra till tilluftsströmmen (5), och värmepumpen (6) innefattar åtminstone en köldmediekrets (7) med ett köldmedium (8), en kompressor (9), en fyrvägsventil (10), en förångare (11) samt en kondensor (12), och värmepumpen (6) är anordnad för så kallad reversibel drift för avfrostning av förångaren (11) genom att via fyrvägsventilen (10) skifta strömningsriktning av köldmediet (8), varvid uppvärmt köldmedium (8) skickas till förångaren (11) istället för till kondensorn (12), kännetecknad av att ett första batteri (13) är anordnat i frånluftströmmen (4) i flödesriktningen efter värmeåtervinnaren (3), vilket första batteri (13) är av typen vätskebatteri och vilket är anslutet till en första köldbärarkrets innefattande en första köldbärare samt en varvtalsstyrd första cirkulationspump anordnad att cirkulera den första köldbäraren i den första köldbärarkretsen, och den första köldbärarkretsen är ansluten till en första sida av en första plattvärmeväxlare, vilken i värmefallet utgör förångare, och vidare är ett andra batteri (14) anordnat i tilluftströmmen (5) i flödesriktningen efter värmeåtervinnaren (3), vilket andra batteri (14) är av typen vätskebatteri och vilket är anslutet till en andra köldbärarkrets (15), vilken innefattar en andra köldbärare (16) samt en varvtalsstyrd andra cirkulationspump (17) anordnad att cirkulera den andra köldbäraren (16) i den andra köldbärarkretsen (15), och den andra köldbärarkretsen (15) är ansluten till en andra sida (20) av en andra plattvärmeväxlare (19), vilken i värmefallet utgör kondensor (12), och värmepumpens (6) köldmediekrets (7) är ansluten mellan en andra sida av den första plattvärmeväxlaren och en första sida (18) av den andra plattvärmeväxlaren (19), varvid värmepumpen (6) utbyter energi mellan frånluftströmmen (4) och tilluftströmmen (5) på ett helt indirekt sätt, det vill säga indirekt med tilluftströmmen (5) och indirekt med frånluftströmmen (4), via plattvärmeväxlarna, och den andra köldbärarkretsen (15) innefattar vidare en ackumulatortank (21), en trevägs reglerventil (22) och en förbikopplingsledning (23), och reglerventilen (22) är anordnad att helt eller delvis förbikoppla ackumulatortanken (21) via förbikopplingsledningen (23), och ackumulatortanken (21) är anordnad för att under icke avfrostningsdrift ackumulera värmeenergi genom att lagra en delmängd av köldbäraren (16) i ackumulatortanken, och vidare anordnad att under avfrostningsdrift av förångaren (11) avge nämnda ackumulerade värmeenergi i tilluftströmmen (5) via det andra batteriet (14), och reglerventilen (22) är anordnad att styra hur stor delmängd av köldbäraren (16) som ska passera ackumulatortanken (21) respektive genom förbikopplingen (23) för laddning respektive avgivning av värme från ackumulatortanken (21).

12. Metod för att reducera tilluftstemperatursänkning under avfrostningsdrift vid en luftbehandlingsanordning (1) innefattande ett luftbehandlingsaggregat (2) anordnat med en reglerbar värmeåtervinnare (3), vilken i ett värmefall återvinner värmeenergi ur en frånluftsström (4) och överför denna till en tilluftsström (5), nämnda luftbehandlingsanordning (1) innefattar vidare en värmepump (6), vilken i ett värmefall återvinner värmeenergi ur frånluftsströmmen (4) och överför denna till tilluftsströmmen (5), och värmepumpen (6) innefattar åtminstone en köldmediekrets (7) med ett köldmedium (8), en kompressor (9), en fyrvägsventil (10), en förångare (11) samt en kondensor (12), och värmepumpen (6) är anordnad för så kallad reversibel drift för avfrostning av förångaren (11) genom att via fyrvägsventilen (10) skifta strömningsriktning på köldmediet (8), varvid uppvärmt köldmedium (8) skickas till förångaren (11) istället för till kondensorn (12),kännetecknad av att ett första batteri (13) är anordnat i frånluftströmmen (4) i flödesriktningen efter värmeåtervinnaren (3), vilket första batteri (13) är av typen DX-batteri och vilket är anslutet till köldmediekretsen (7) och vilket i värmefallet utgör förångaren (11), och vidare att ett andra batteri (14) är anordnat i tilluftströmmen (5) i flödesriktningen efter värmeåtervinnaren (3), vilket andra batteri (14) är av typen vätskebatteri och vilket är anslutet till en köldbärarkrets (15), vilken innefattar en köldbärare (16) samt en varvtalsstyrd cirkulationspump (17) vilken cirkulerar köldbäraren (16) i köldbärarkretsen (15), och köldmediekretsen (7) är ansluten till en första sida (18) av en plattvärmeväxlare (19), vilken plattvärmeväxlare (19) i värmefallet utgör kondensorn (12), och köldbärarkretsen (15) är ansluten till en andra sida (20) av plattvärmeväxlaren (19), varvid värmepumpen (6) under drift utbyter energi mellan frånluftströmmen (4) och tilluftströmmen (5) på ett delvis indirekt sätt, det vill säga indirekt med tilluftströmmen (5) men direkt med frånluftströmmen (4), och köldbärarkretsen (15) innefattar vidare en ackumulatortank (21), en trevägs reglerventil (22) och en förbikopplingsledning (23), och reglerventilen (22) är anordnad att helt eller delvis förbikoppla ackumulatortanken (21) via förbikopplingsledningen (23), och en styrutrustning (26) kontrollerar driften av värmepumpen (6), cirkulationspumpen (17) och reglerventilen (22), varvid mängden köldbärare (16) som flödar genom ackumulatortanken (21) respektive genom förbikopplingsledningen (23) regleras för lagring av värmeenergi under icke avfrostningsdrift, genom att lagra åtminstone en delmängd köldbärare (16) i ackumulatortanken (21), respektive för avgivning av värmeenergi till tilluftströmmen (5) under avfrostningsdrift, genom att lagrad köldbärare (16) flödar från ackumulatortanken (21) till det andra batteriet (14) och vidare till den andra sidan (20) av plattvärmeväxlaren (19).

13. Metod enligt patentkrav 12, kännetecknad av att ackumulatortanken (21) innefattar minst en första temperaturgivare (24), och minst en andra temperaturgivare (25) är anordnad i tilluftströmmen (5) efter det andra batteriet (14), och styrutrustningen (26) ser till att köldbäraren (16) värms till önskad temperatur och lagras i ackumulatortanken (21) under icke avfrostningsdrift genom styrning av värmepumpen (6), cirkulationspumpen (17) och reglerventilen (22) på basis av värdena från temperaturgivarna (24, 25).

14. Metod enligt patentkrav 13, kännetecknad av att styrutrustningen (26), på basis av den andra temperaturgivaren (25), under avfrostningsdrift ser till att hålla temperaturen i tilluftströmmen (5) på önskat värde genom styrning av värmepumpen (6), cirkulationspumpen (17) och reglerventilen (22) så att lämplig mängd uppvärmd kölbärare (16) strömmar från ackumulatortanken (21) till det andra batteriet (14) och vidare till den andra sidan (20) av plattvärmeväxlaren (19), varvid den ackumulerade värmeenergin avges till tilluftströmmen (5) för minimering av temperatursänkning av tilluften under avfrostningsdrift.

15. Metod enligt något patentkraven 12-14, kännetecknad av att ackumulatortanken (21) innefattar en elvärmare (27) vilken styrs av styrutrustningen (26) så att köldbäraren (16) i ackumulatortanken (21) vid behov värms till önskad temperatur.