DE102020128276A1 - heat pump - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe, umfassend einen Kältemittelkreislauf (1) für ein Kältemittel, einen zum Kältekreislauf (1) gehörenden, vom Kältemittel durchströmten Kältemittelsammler (2), eine zum Kältekreislauf (1) gehörende, vom Kältemittel durchströmte und in Strömungsrichtung des Kältemittels gesehen dem Kältemittelsammler (2) nachgeschaltete Expansionseinrichtung (3), einen zum Kältekreislauf (1) gehörenden, vom Kältemittel durchströmten und in Strömungsrichtung des Kältemittels gesehen der Expansionseinrichtung (3) nachgeschalteten Verdampfer (4) und eine dem Verdampfer (4) zugeordnete Kondensatwanne (5) zum Auffangen von am Verdampfer (4) anfallendem Kondensat. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kältemittelsammler (2) wärmeleitend mit der Kondensatwanne (5) verbunden ausgebildet ist. The invention relates to a heat pump, comprising a refrigerant circuit (1) for a refrigerant, a refrigerant collector (2) belonging to the refrigeration circuit (1) through which the refrigerant flows, a refrigerant collector (2) belonging to the refrigeration circuit (1) through which the refrigerant flows and viewed in the direction of flow of the refrigerant refrigerant collector (2) downstream expansion device (3), an evaporator (4) which is part of the refrigeration circuit (1) and through which the refrigerant flows and which is downstream of the expansion device (3) viewed in the flow direction of the refrigerant, and a condensate pan (5) assigned to the evaporator (4) for the Collecting condensate from the evaporator (4). According to the invention, the coolant collector (2) is connected to the condensate pan (5) in a heat-conducting manner.
Description
Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a heat pump according to the preamble of
Eine Wärmepumpe der eingangs genannten Art ist aus dem Patentdokument
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmepumpe der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll die Effizienz der Wärmepumpe gesteigert werden.The object of the invention is to improve a heat pump of the type mentioned at the outset. In particular, the efficiency of the heat pump should be increased.
Diese Aufgabe ist mit einer Wärmepumpe der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.This object is achieved with a heat pump of the type mentioned by the features listed in the characterizing part of
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass der Kältemittelsammler wärmeleitend mit der Kondensatwanne verbunden ausgebildet ist.According to the invention, it is therefore provided that the refrigerant collector is designed to be thermally conductively connected to the condensate pan.
Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung somit dadurch aus, dass insbesondere an einer Außenwandung des Kältemittelsammlers anfallende Wärme per Wärmeleitung auf die Kondensatwanne übertragen wird. Beim vorgenannten Stand der Technik erfolgt die Wärmeübertragung dagegen im weitesten Sinne insbesondere durch Konvektion, nämlich dadurch, dass stets neues warmes Kältemittel über eine Leitung und den besagten Wärmeübertrager zur Kondensatwanne gefördert wird, d. h. die Wärme wird extra mittels des Kältemittels zur Kondensatwanne verbracht. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird dagegen, wie bereits erläutert, die außen am Kältemittelsammler ohnehin vorliegende Wärme insbesondere durch Wärmeleitung (und gegebenenfalls auch durch Wärmestrahlung) auf die Kondensatwanne übertragen, was entsprechend die Effizienz der Wärmepumpe steigert. Die Maßgabe, dass der Kältemittelsammler wärmeleitend mit der Kondensatwanne verbunden ausgebildet ist, umfasst dabei einerseits die Option, dass dieser (also der Kältemittelsammler) direkt an der Kondensatwanne, also diese direkt berührend, angeordnet ist, andererseits kann aber auch vorgesehen sein, dass zwischen dem Kältemittelsammler und der Kondensatwanne eine Wärmeleitkörper angeordnet ist, der die Wärme vom Kältemittelsammler zur Kondensatwanne leitet.In other words, the solution according to the invention is characterized in that, in particular, heat occurring on an outer wall of the refrigerant collector is transferred to the condensate pan by thermal conduction. In the prior art mentioned above, on the other hand, the heat transfer takes place in the broadest sense, in particular by convection, namely in that fresh, warm refrigerant is always conveyed via a line and the said heat exchanger to the condensate pan, i. H. the heat is sent extra to the condensate pan by means of the refrigerant. In the solution according to the invention, on the other hand, as already explained, the heat that is already present on the outside of the refrigerant collector is transferred to the condensate pan in particular by thermal conduction (and possibly also by thermal radiation), which correspondingly increases the efficiency of the heat pump. The stipulation that the refrigerant collector is connected to the condensate pan in a heat-conducting manner includes, on the one hand, the option that this (i.e. the refrigerant collector) is arranged directly on the condensate pan, i.e. in direct contact with it, but on the other hand it can also be provided that between the Refrigerant collector and the condensate pan a heat conducting body is arranged, which conducts the heat from the refrigerant collector to the condensate pan.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Wärmepumpe ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.Other advantageous developments of the heat pump according to the invention result from the dependent patent claims.
Die erfindungsgemäße Wärmepumpe einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.The heat pump according to the invention, including its advantageous developments according to the dependent patent claims, is explained in more detail below with reference to the graphic representation of two exemplary embodiments.
Es zeigt
-
1 schematisch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmepumpe, bei der der Kältemittelsammler und die Kondensatwanne direkt miteinander verbunden ausgebildet sind; und -
2 schematisch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmepumpe, bei der der Kältemittelsammler und die Kondensatwanne über ein Wärmeleitelement miteinander verbunden ausgebildet sind.
-
1 schematically a first embodiment of the heat pump according to the invention, in which the refrigerant collector and the condensate pan are formed directly connected to each other; and -
2 schematically shows a second embodiment of the heat pump according to the invention, in which the refrigerant collector and the condensate pan are connected to one another via a heat-conducting element.
Die vorliegende, in den
Wesentlich für die erfindungsgemäße Wärmepumpe ist nun, dass der Kältemittelsammler 2 wärmeleitend mit der Kondensatwanne 5 verbunden ausgebildet ist. Insbesondere ist bevorzugt vorgesehen, dass Kältemittelsammler 2 „konvektionsfrei“ mit der Kondensatwanne 5 verbunden ausgebildet ist. Dabei ist weiterhin bevorzugt, dass das Wärmeleitelement 6 kontaktfrei zum Kältemittel ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass zum Beispiel insbesondere nicht eine das Kältemittel führende Rohrleitung als Wärmeleitelement 6 dient, sondern ein zur Wärmeleitung separates Wärmeleitelement 6 vorgesehen ist.What is essential for the heat pump according to the invention is that the
Auf eine möglicherweise an der Kondensatwanne zum Eisfreihalten vorgesehene elektrische Heizeinrichtung kann, wie ersichtlich, Dank der erfindungsgemäßen Lösung verzichtet werden, wodurch letztlich die Effizienz der Wärmepumpe gesteigert wird.As can be seen, thanks to the solution according to the invention, an electrical heating device that may be provided on the condensate pan to keep ice free can be dispensed with, which ultimately increases the efficiency of the heat pump.
Es ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass ein Abstand zwischen dem Kältemittelsammler 2 und der Kondensatwanne 5 wahlweise maximal 15 cm, vorzugsweise weniger als 10 cm, besonders bevorzugt weniger als 5 cm, oder 0 cm beträgt. Letzterer Fall ist in
Weiterhin ist der Kältemittelsammler 2 bei bestimmungsgemäßem Betrieb der Wärmepumpe vorzugsweise unterhalb der Kondensatwanne 5 angeordnet. Ebenso ist bevorzugt, dass die Kondensatwanne 5 eine Ablaufrinne aufweist und/oder dass der Kältemittelsammler 2 wenigstens mit der Ablaufrinne wärmeleitend verbunden ausgebildet ist.Furthermore, the
Zudem ist bevorzugt, dass der Kältemittelsammler 2 als Hochdrucksammler ausgebildet ist. Dabei weist der Kältemittelkreislauf 1 vorzugsweise eine Hochdruckseite 1.1 mit dem Kondensator 8 und eine Niederdruckseite 1.2 mit dem Verdampfer 4 auf. Des Weiteren ist bevorzugt, dass der Kältemittelsammler 2 auf der Hochdruckseite 1.1 des Kältemittelkreislaufs 1 angeordnet ist. Dies bewirkt, dass das Kältemittel im Kältemittelsammler 2 und damit der Kältemittelsammler 2 selbst eine relativ hohe Temperatur aufweist. Somit kann viel Wärmeenergie auf die Kondensatwanne 5 übertragen werden, um diese aufzutauen.In addition, it is preferred that the
Des Weiteren ist bevorzugt, dass der Kältemittelkreislauf 1 einen vom Kältemittel durchströmten, in Strömungsrichtung des Kältemittels gesehen dem Verdampfer 4 nachgeschalteten Verdichter 7 aufweist. Schließlich ist bevorzugt, dass der Kältemittelkreislauf 1 einen vom Kältemittel durchströmten, in Strömungsrichtung des Kältemittels gesehen dem Verdichter 7 nachgeschalteten Kondensator 8 aufweist.Furthermore, it is preferred that the
Die erfindungsgemäße Wärmepumpe gemäß dem Ausführungsbeispiel aus
- Im regulären Betrieb der Wärmepumpe bildet sich am relativ
kühlen Verdampfer 4 ein Kondensat, welches von diesem herunter tropft und von derKondensatwanne 5 aufgefangen wird. Da das Kondensat selbst kalt ist, kann es vorkommen, dass dieKondensatwanne 5 vereist und das Kondensat nicht mehr ordnungsgemäß durch einen Abfluss aus derKondensatwanne 5 entweichen kann. Bei der erfindungsgemäßen Wärmepumpe gemäß dem Ausführungsbeispiel aus1 ist nun direkt unter derKondensatwanne 5 derKältemittelsammler 2 angeordnet. In diesemKältemittelsammler 2 befindet sich warmes Kältemittel, welches denKältemittelsammler 2 aufheizt. Da derKältemittelsammler 2 unmittelbar mit derKondensatwanne 5 in Kontakt steht (bzw. gemäß2 mit diesem über dasWärmeleitelement 6 verbunden ist), gibt er einen Teil seiner Wärmeenergie an diese weiter, wodurch das in ihr befindliche Eis ab- oder aufgetaut wird, bzw. im laufenden Betrieb der Wärmepumpe erst gar nicht entstehen kann. Die erfindungsgemäße Wärmepumpe verhindert also auf einfache und effiziente Art das Einfrieren derKondensatwanne 5, was wiederum die Effizienz der Wärmepumpe selbst verbessert.
- During regular operation of the heat pump, condensate forms on the relatively
cool evaporator 4 , which drips down and is caught by thecondensate pan 5 . Since the condensate itself is cold, it can happen that thecondensate pan 5 ices up and the condensate can no longer properly escape from thecondensate pan 5 through a drain. In the heat pump according to the embodiment of theinvention 1 therefrigerant collector 2 is now arranged directly under thecondensate pan 5 . Thisrefrigerant collector 2 contains warm refrigerant which heats up therefrigerant collector 2 . Since therefrigerant collector 2 is in direct contact with the condensate pan 5 (or according to2 connected to it via the heat-conducting element 6), it transfers part of its thermal energy to the latter, as a result of which the ice in it is thawed or thawed, or cannot even form during ongoing operation of the heat pump. The heat pump according to the invention thus prevents thecondensate pan 5 from freezing in a simple and efficient manner, which in turn improves the efficiency of the heat pump itself.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Kältekreislaufrefrigeration cycle
- 1.11.1
- Hochdruckseitehigh pressure side
- 1.21.2
- Niederdruckseitelow pressure side
- 22
- Kältemittelsammlerrefrigerant collector
- 33
- Expansionseinrichtungexpansion device
- 44
- VerdampferEvaporator
- 55
- Kondensatwannecondensate pan
- 66
- Wärmeleitelementheat conducting element
- 77
- Verdichtercompressor
- 88th
- Kondensatorcapacitor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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