DE102007017311A1 - heat pump device - Google Patents
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Abstract
Bei einer Wärmepumpenvorrichtung mit einem Verdichter (10), einem Verflüssiger (20), einem Expansionsventil (40), einem Verdampfer (30) und einem ersten und zweiten Umschaltventil (50, 60) sind das erste und zweite Umschaltventil (50, 60) derart angeordnet, dass der Verdichter (10), der Verflüssiger (20), das Expansionsventil (40) und der Verdampfer (30) jeweils an ihrem ersten Ende mit dem ersten Umschaltventil (50) und an ihrem zweiten Ende mit dem zweiten Umschaltventil (60) gekoppelt sind. Durch das Vorsehen der beiden Umschaltventile (50, 60) können der Verdampfer (40) und der Verflüssiger (20) sowohl beim Heizen als auch beim Kühlen im Gegenstrom betrieben werden.In a heat pump apparatus having a compressor (10), a condenser (20), an expansion valve (40), an evaporator (30), and first and second switching valves (50, 60), the first and second switching valves (50, 60) are one arranged that the compressor (10), the condenser (20), the expansion valve (40) and the evaporator (30) each at its first end to the first switching valve (50) and at its second end to the second switching valve (60) are coupled. By providing the two switching valves (50, 60), the evaporator (40) and the condenser (20) can be operated in countercurrent both during heating and during cooling.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmepumpenvorrichtung.The The present invention relates to a heat pump device.
Wärmepumpen zur Erwärmung von Heizungswasser sind seit Jahren hinlänglich bekannt. Die Bereitstellung der Heizwärme bei Wärmepumpen erfolgt durch die Kondensation von Kältemittel unter hohem Druck und damit bei hoher Temperatur, während die Wärme an ein Wärmeträgermedium, beispielsweise Heizungswasser, abgeben wird. Das verflüssigte Kältemittel wird anschließend in einem Drosselorgan, zum Beispiel einem Expansionsventil, entspannt und verdampft daraufhin unter Aufnahme von Umgebungswärme im Verdampfer der Wärmepumpe. Der Kältemitteldampf wird vom Verdichter der Wärmepumpe komprimiert, so dass er anschließend wieder im Kondensator der Wärmepumpe verflüssigt werden kann.Heat pumps for warming of heating water have been well known for years. The provision the heating heat with heat pumps by the condensation of refrigerant under high pressure and thus at high temperature, while the Heat on a heat transfer medium, For example, heating water, will give. The liquefied refrigerant will follow in a throttle body, for example an expansion valve, relaxed and then evaporates while absorbing ambient heat in the evaporator the heat pump. The refrigerant vapor is from the compressor of the heat pump compressed, so that he is back in the condenser the heat pump liquefied can be.
Wird der Kreislauf des Kältemittels umgekehrt, d. h., wird das Kältemittel in dem Wärmeaustauscher, der im Heizbetrieb als Verdampfer dient, unter Wärmeabgabe verflüssigt und in dem Wärmeaustauscher, der im Heizbetrieb als Verflüssigen dient, unter Wärmeaufnahme verdampft, so kann die Wärmepumpe zum Kühlen des Wärmeträgermediums wie beispielsweise des „Heizungswassers" eingesetzt werden. Im Kühlbetrieb kann das „Heizungswasser" dann beim Durchströmen der Raum-Heizflächen, die im Kühlbetrieb zu Raum-Kühlflächen werden, Wärme aus dem Raum aufnehmen, die dann an den im Kühlbetrieb als Verdampfer funktionierenden Verflüssiger der Wärmepumpe abgegeben wird, so dass das 'Heizungswasser' gekühlt wird.Becomes the cycle of the refrigerant conversely, d. h., is the refrigerant in the heat exchanger, which serves as an evaporator in heating mode, liquefied under heat and in the heat exchanger, which serves as a liquefier in heating mode, under heat absorption evaporated, so can the heat pump for cooling the heat transfer medium such as the "heating water" are used. In cooling mode can the "heating water" then flow through the Space heating surfaces, in cooling mode become room cooling surfaces, Heat off take the space, which then to the operating in the cooling mode as an evaporator condenser heat pump is discharged, so that the 'heating water' is cooled.
Ein Nachteil herkömmlicher reversibler Heizungswärmepumpen zum Heizen und Kühlern besteht darin, dass sich beim Umkehren des Kältekreises die Durchströmungsrichtung der Wärmeaustauscher auf der Kältemittelseite ändert. Da die Strömungsrichtung auf der Sekundärseite, auf der entweder (Heizungs)Wasser oder Luft strömt, unverändert bleibt, wird dadurch mit der Umkehr des Kältekreises aus einem Gegenstrom-Wärmeaustauscher ein Gleichstrom-Wärmeaustauscher mit verminderter Effizienz und vergrößertem mittleren Temperaturabstand zwischen Kältemittel und Wasser bzw. Luft. Dadurch sinkt die Leistungszahl der Wärmepumpe in einer der beiden Betriebsarten. Reversible Heizungswärmepumpen sind daher im Allgemeinen entweder für den Heiz- oder den Kühlbetrieb optimiert und erreichen in der jeweils anderen Betriebsart keine optimalen Leistungszahlen.One Disadvantage of conventional reversible heating heat pump for heating and cooling is that when reversing the refrigerant circuit, the flow direction the heat exchanger on the refrigerant side changes. There the flow direction on the secondary side, on which either (heating) water or air flows, remains unchanged, becomes thereby with the reversal of the refrigerant circuit a countercurrent heat exchanger a DC heat exchanger with reduced efficiency and increased mean temperature interval between refrigerant and water or air. This reduces the coefficient of performance of the heat pump in one of the two operating modes. Reversible heating heat pumps are therefore generally either for heating or cooling operation optimized and reach none in the other mode optimal performance figures.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wärmepumpenvorrichtung vorzusehen, die effektiv sowohl im Heiz- als auch im Kühlbetrieb arbeiten kann.It It is therefore an object of the invention to provide a heat pump device, which can work effectively in both heating and cooling modes.
Diese Aufgabe wird durch eine Wärmepumpenvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.These Task is by a heat pump device according to claim 1 solved.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.following Be exemplary embodiments of Invention with reference to the drawings described in more detail.
Durch
die Anordnung der beiden Umschaltventile
In
der Heizbetriebsart sind die beiden Umschaltventile
Der
in
In
Die
Wärmepumpenvorrichtung
gemäß
Die Abtauung wird vorrangig durch die Kreisumkehr vorgenommen. Durch die Möglichkeit beide Abtauverfahren anwenden zu können, kann wenn sich während der Kreisumkehrabtauung Betriebszustände ergeben, bei denen der Verflüssiger (Verdampfer während des Abtauens) droht einzufrieren, das Abtauen des luftbeaufschlagten Verdampfers (während des Abtauens Verflüssiger) durch die Heißgasabtauung fortgesetzt werden. Damit ist ein störungsfreier und energetisch effizienter Abtaubetrieb gewährleistet.The Defrosting is primarily done by the circuit reversal. By the possibility Both defrosting methods can be used when during the Circular reverse ignition Operating conditions in which the liquefier (Evaporator during defrost) threatens to freeze, the defrosting of the airborne Evaporator (during defrost condenser) through the hot gas defrost to be continued. This is a trouble-free and energetic efficient defrost operation guaranteed.
Wenn zeotropes Kältemittel bei einer Luft/Wasser-Wärmepumpe verwendet wird, dann bildet sich bedingt durch die niedrigere Temperatur des Kältemittels am Verdampfereintritt verhältnismässig mehr Eis oder Reif an der Luftaustrittsseite des Verdampfers. Wenn der Verdampfer während des Abtauens als Kreuzgegenströmer anstelle eines Kreuzgleichströmers geschaltet wird, kann eine verbesserte Abtauung vorgesehen werden. In einem derartigen Fall tritt das Heißgas mit der höchsten Temperatur an der Stelle in den Verdampfer, wo die größte Eisbildung bzw. Reifbildung auftritt.If zeotropic refrigerant with an air / water heat pump is used, then forms due to the lower temperature of the refrigerant at the evaporator inlet relatively more Ice or frost on the air outlet side of the evaporator. If the Evaporator during defrosting as cross countercurrent instead of a cross equalizer is switched, an improved defrost can be provided. In such a case, the hot gas with the highest temperature occurs at the point in the evaporator, where the largest ice formation or frost formation occurs.
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