DE3018706A1

DE3018706A1 - Waermepumpe

Info

Publication number: DE3018706A1
Application number: DE19803018706
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Phys. 5800 Hagen Meckel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1980-05-16
Filing date: 1980-05-16
Publication date: 1981-11-26
Also published as: GB2077407A; FR2482711A1

Description

V O L K S W A G E N W E R K

AKTIENGESELLSCHAFT

3180 Wolfsburg

- 2 K 2903/1702-pt-hu-sa 13. Mai 1980

Wärmepumpe■

Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Zulufttemperaturen unter etwa 8° C und hoher relativer Luftfeuchtigkeit kann eine Vereisung des Verdampfers auftreten, die die Wirkungsweise der Wärmepumpe zumindest stark beeinträchtigt.

Der -Erfindung liegt demgemäß- die- Aufgabe zugrunde, eine Wärmepumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß bei geringem zusätzlichen Aufwand in kurzer Zeit ein Abtauen des Verdampfers erzielt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung der definierten Aufgabe ist in dem geringen Aufwand zu sehen, der im wesentlichen nur aus einer direkten Verbindungsleitung zwischen dem Austreiber bzw. dem Kompressor einerseits und dem Verdampfer andererseits nebst zwei Ventilen besteht, die gegebenenfalls auch zusammengefaßt sein können.

An dieser Stelle sei eingefügt, daß eine den Kondensator gleichsam umgehende Rückführungsleitung vom Ausgang eines Kompressors an sich aus der

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DE-OS 25 19 409, F24J 3/00, bekannt ist. Dort dient diese Leitung aber dazu, einen dem Verdampfer nach- und dem Kompressor vorgeschalteten Wärmetauscher mit Heißdampf zu versorgen, der dort kondensiert und dann einem dem Verdampfer vorgeschalteten Fließmittelbehälter für das Kältemittel zugeführt wird. Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist bei dieser bekannten Wärmepumpe also weder beabsichtigt noch tritt sie automatisch ein.

Zur Abrundung des Standes der Technik sei noch die DE-OS 27 36 434, F24J, .. 3/04, genannt, die eine Anordnung beschreibt, bei der in Abweichung von der Erfindung das Heißgas in Prozeßleitungen sowie in einem Bypass um die Drossel geführt wird; das Abtauen erfolgt durch Abkühlung des Heißgases, nicht durch Kondensation, mit geringer Abtauleistung unter Inkaufnahme von .Verlusten im Kältetauscher.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figur erläutert.

In der Figur sind die Leitungen für gas- bzw. dampfförmiges Kältemittel, hier NH_, durch zwei parallele durchgehende Linien, für flüssiges Kältemittel durch eine durchgehende Linie gekennzeichnet. Leitungen für arme Lösung sind durch eine durchgehende Linie mit Punkten, Leitungen für reiche Lösung durch strichpunktierte Linien gekennzeichnet. Heizwasser-Leitungen sind durch weit unterbrochene Linien, Luftleitungen durch eng unterbrochene Linien angedeutet.

Die figürlich dargestellte Absorptionswärmepumpe besitzt vom Prinzip her einen bekannten Aufbau: Das durch Wärmezufuhr im Austreiber 1 gewonnene heiße NH„-Gas gelangt zunächst in den Kondensator 2, in dem es Wärme an das Heizwasser abgibt. Vom Kondensator 2 gelangt das nunmehr in flüssiger Form vorliegende Kältemittel über den Kältetauscher 3 zu dem' Verdampfer 4, der als wesentliche Bestandteile das Expansionsventil 5 sowie den Kältemittel-Zuluft-Wärmetauscher 6 aufweist. Hier entnimmt das Kältemittel also der Umgebungs-

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luft Energie nach seiner Entspannung und verläßt den Verdampfer demgemäß wieder als Gas, das den Kältetauscher 3 durchsetzt und zum Absorber 7 gelangt. Hier erfolgt mittels der vom Heizwasser durchflossenen Spirale 8 ein Wärmeaustausch mit dem Heizwasser, das danach Verbrauchern zugeführt wird. Außer dem gasförmigen Kältemittel wird dem Absorber 7 auch arme Lösung zugeführt, und aus dem Absorber gelangt reiche Lösung über den Wärmetauscher 9 zurück in den Austreiber 1.

Von der Verbindungsleitung 10 zwischen Austreiber 1 und Kondensator 2 geht die direkte Leitung 11 zum Eingang des Verdampfer-Wärmetauschers 6 ab. In dieser demgemäß den Kondensator 2 umgehenden Leitung sind zwei Ventile angeordnet, nämlich das Magnetventil 12 und die Drossel 13. Das Magnetventil 12 wird von dem zwischen Zuluftleitung 14 und Abluftleitung 15 eingeschalteten Differenzdruckmesser 16 nur dann aufgesteuert, wenn ein bestimmter Grenzwert des Differenzdrucks zwischen den Leitungen. 14 und 15 das Vorliegen einer störenden Vereisung im Verdampfer 4 signalisiert.

Die Drossel 13 sorgt dafür, daß bei offenem Magnetventil 2 eine Expansion des dann in der Leitung 11 geführten heißen Kältemitteldampfes bzw. -gases nur bis zu einem oberhalb des bisherigen Verdampferdrucks liegenden Druckwert erfolgt, der eine Kondensation oberhalb der Vereisungstemperatur ermöglicht.

Das thermische Expansionsventil 5 sperrt bei Druckanstieg durch das eingeströmte heiße Kühlmittelgas, so daß die Kondensateinspritzung unterbunden wird. Bei Verwendung einer Blendendrosselung anstelle des Einspritzventils 5 ist die Leitung 11 z.B. durch ein zusätzliches Magnetventil zu verschließen.

In der Zuluftleitung 14 liegt das Gebläse 17, das vom Differenzdruckmesser 16 direkt oder indirekt angesteuert wird und so.ausgelegt ist, daß es nur bei Zulufttemperaturen oberhalb von 0 C die Abtauung unterstützt.

Durch die Kondensation des durch die Leitung 11 zugeführten heißen Kühlmitteldampfes im Verdampfer 4 ergeben sich eine hohe Abtäuleistung und kurze Abtauzeiten. Der Abtauzyklus wird durch Schließen des Magnetventils 12, z.B. durch

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ein Zeitrelais, beendet. Bei nunmehr fallendem Verdampferdruck wird das im Verdampfer angefallene Kondensat wieder vollständig verdampft. Gegen Ende dieses Verdampfungsprozesses öffnet das Expansionsventil 5 selbsttätig, und der Wärmepumpenprozeß wird wieder aufgenommen.

Während der Abtauung anfallendes Kondensat kann somit im Verdampfer verbleiben, denn es verdampft später wieder, wenn der Wärmepumpenbetrieb wieder aufgenommen ist. Es ist jedoch auch möglich, insbesondere in größeren Mengen anfallendes Kondensat über eine besondere Leitung direkt dem Absorber zuzuführen.

Als Kenngröße für den Vereisungsgrad kann statt des Differenzdrucks am Verdampfer auch eine andere Größe, z.B. die Differenz zwischen Zuluft-und Verdampfungstemperatur oder der Verdampfungsdruck, erfaßt werden.

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Leerseite

Claims

VOLKSWAGEN W ERK

AKTIENGESELLSCHAFT

3180 Wolfsburg

K 2903/1702-pt-hu-sa 13. Mai I98O

Patentansprüche

Wärmepumpe mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines heißen Kältemitteldampfes, einem der Einrichtung nachgeschalteten Kondensator und einem mit einer Zu- und einer Abluftleitung sowie einem Expansionsventil versehenen Verdampfer für das Kältemittel, dadurch gekennzeichnet, daß von der Einrichtung (1) eine direkt zum Eingang, des Verdampfers (4) führende Leitung (11)- für den heißen Kältemitteldampf abgeht, in der eine Drossel (13) zur Reduzierung des Drucks in der Leitung (11) auf einen zur Kondensation führenden Wert oberhalb des Verdampferdrucks im Betrieb sowie ein Magnetventil (12) liegen, das, angesteuert von einem Vereisungssensor (Differenzdruckmesser 16), die Leitung (11) nur bei Auftreten eines vorgegebenen Vereisungsgrads des Verdampfers (4) durchschaltet.
2. Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Expansionsventil (5) des Verdampfers (4) sperrt, wenn durch den eingeströmten Kältemitteldampf eine vorgegebene Druckerhöhung im Verdampfer (4) auftritt.
3. Wärmepumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zu- oder Abluftleitung (14,15) ein Gebläse (17) liegt, das bei durchgeschalteter Leitung (11) und Zulufttemperaturen unterhalb 0 C abgeschaltet ist.
4. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vereisungssensor ein zwischen Zu- und Abluftleitung (14,15) geschalteter Differenzdruckmesser (16) ist und das Magnetventil (12) die Leitung (11) nur beim Auftreten eines vorgegebenen Differenzdrucks durchschaltet.

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