DE3220335C2 - Wärmepumpensystem mit einer Kältemittelmischung - Google Patents

Wärmepumpensystem mit einer Kältemittelmischung

Info

Publication number
DE3220335C2
DE3220335C2 DE3220335A DE3220335A DE3220335C2 DE 3220335 C2 DE3220335 C2 DE 3220335C2 DE 3220335 A DE3220335 A DE 3220335A DE 3220335 A DE3220335 A DE 3220335A DE 3220335 C2 DE3220335 C2 DE 3220335C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
refrigerant
heat exchanger
gas
liquid separator
way valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE3220335A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3220335A1 (de
Inventor
Sigeaki Shimizu Kuroda
Kensaku Shimizu Oguni
Hiromu Shizuoka Yasuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of DE3220335A1 publication Critical patent/DE3220335A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3220335C2 publication Critical patent/DE3220335C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/006Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant containing more than one component
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B45/00Arrangements for charging or discharging refrigerant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves
    • F25B2600/2523Receiver valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wärmepumpen-Kühlsystem für Klimaanlagen. Das System hat einen Wärmepumpen-Kühlkreis mit einem Kompressor, dessen Saugseite und Auslaßseite über ein Vierwegeventil mit einem Innenwärmetauscher und einem Außenwärmetauscher umschaltbar verbunden sind. Die anderen Seiten der Wärmetauscher sind über einen ersten Druckminderer, einen Gas-Flüssigkeits-Separator und einen zweiten Druckminderer miteinander verbunden. Ein Kühlmittelbehälter befindet sich in einer das Vierwegeventil mit dem Innenwärmetauscher verbindenden Leitung und steht mit dieser Leitung in Wärmeaustausch. Der Gas-Flüssigkeit-Seperator ist an seinem Oberteil mit dem Kühlmittelbehälter verbunden. Der Wärmepumpen-Kühlkreis schließt ein Zweikomponentenkühlmittel ein, das aus zwei Kühlmitteln mit unterschiedlichen Siedetemperaturen besteht.

Description

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (1?, 13') durch die Kältemittelbehälter (12,13) geführt sind.
Die Erfindung betrifft ein Wärmepumpensystem mit einem Kältemittel, das aus einem Gemisch von Kältemitteln mit unterschiedlichen Siedetemperaturen besteht, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein derartiges Wärmepumpensystem zeigt die FR-OS 24 00 173. Bei diesem bekannten System werden außer einem Vierwegeveniil noch zwei Dreiwegeventile benötigt Ein Teil aes heißen Gases, das aus dem Kompressor kommt, wird in den Wärmetauscher im Kältemittelbehälter durch ein Dreiwegeventil und das Vierwegeventil eingeleitet, um das Kältemittel im Behälter aufzuheizen. Das im Kondensator kondensierte verflüssigte Kältemittel wird zur Kühlung im Wärmetauscher durch das Dreiwegeventil, das Vierwegeventil und ein weiteres Ventil geführt Die Anlage ist somit verhältnismäßig kompliziert
Die DE-OS 27 09 343 betrifft eine Gegenstrom-Klimaanlage, bei der ein einziger Druckminderer für die Verminderung des Druckes des Kältemittels sowohl in der Kühl- als auch in der Heizphase Verwendung findet. Die Anlage ist dadurch nicht genügend effektiv.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wärmepumpensystem der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine einfachere Bereitstellung der unterschiedlichen Kältemittelmischungen für den Heiz- bzw. Kühlbetrieb erzielt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Anspruch 1 angeführten Maßnahmen. Die Unteransprüche kennzeichnen zweckmäßige weitere Ausbüdungen.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird ein Wärmepumpensystem geschaffen, das die Heizleistung erhöhen und die Entfrostungszeit verringern kann, ohne die Kühlleistung in unnötiger Weise zu erhöhen, bei gleichzeitiger Optimierung des Strömungsdurchsatzes an Kältemittel, das während des Kühlens und Heizens im Kältekreis umgewälzt wird.
Weiter wird vorteilhafterweise zusätzlich die Zusammensetzung des Zweikomponentengemischs zwischen dem Kühl- und Heizbetrieb verändert, um die Trennung des Zweikomponentenkältemittels während des Kühlens und eine Erhöhung der Heizleistung während des Heizens sicherzustellen.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 einen Kältekreislauf einer Wärmepumpen-Klimaanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig.2 ein Diagramm der Beziehung zwischen der Konzentration an Zweikomponentenkältemittel im Kältekreis von F i g. 1 und der Siedetemperatur;
Fig.3 ein Diagramm der Beziehung zwischen der Siedetemperatur und dem Druck des Kältemittelgemischs;
F i g. 4 ein Diagramm der Beziehung zwischen der Kältemittelkonzentration, dem Wirkungsgrad des Wärmepumpensystems und der Heizleistung bzw. der Kühlleistung;
Fig. 5 einen Kältekreislauf eines Wärmepumpensy-
stems einer weiteren Ausführungsform mit einem zweiten Kältemittelbehälter;
Fig.6 einen Kältekreislauf einer weiteren Ausführungsform mit zwei Stufen von Gas-Flüssigkeit-Separatoren mit einem dazwischen angeschlossenen Wärmetauscher;
Fig.7 ein Diagramm der Beziehung zwischen der Konzentration und der Siedetemperatur des im Kältekreis von Fig.6 enthaltenen Zweikomponentenkältemittels.
Gemäß F i g. 1 besteht ein Kältemittelkreis aus einem Kompressor 1, einem Innenwärmetauscher 2, einem Außenwärmetauscher 3, einem Vierwegeventil 4, einem ersten Druckminderer 9, einem zweiten Druckminderer 10, einem Gas-Flüssigkeit-Separator 11 und einem Kältemittelbehälter 12, die in Reihe geschaltet sind. Das Vierwegeventil 4 wird in zwei Arten geschaltet: einem voll ausgezogen dargestellten Kühlbetrieb und einem gestrichelt dargestellten Heizbetrieb (F i fc. 1).
Der Kältemittelbehälter 12 ist so angeordnet, daß er mit der Leitung in Wärmeaustausch steht, die das Vierwegeventil 4 und den Innenwärmetauscher 2 verbindet. Der Kältemittelbehälter 12 ist nämlich an der Leitung beispielsweise durch Schweißen befestigt oder umgibt alternativ die Außenumfangsfläche der Leitung. Der Kältemittelbehälter 12 ist mit dem Oberteil des Gas-Flüssigkeits-Separators 11 verbunden.
Das aus zwei Kältemitteln mit unterschiedlichen Siedetemperaturen bestehende Zweikomponentenkältemittel ist in diesem Kältemittelkreis eingeschlossen. Bei der Beschreibung dieser Ausführungsform sei angenommen, daß dieses Kältemittel aus R22 und R 13Bl besteht, das bei derselben Temperatur einen höheren Druck als R22, ein größeres spezifisches Dampfgewicht und eine niedrigere Siedetemperatur hat. F i g. 2 zeigt die Beziehung zwischen der Konzentration und Temperatur, während F i g. 3 die Beziehung zwischen der Temperatur und dem Druck des Zweikomponentenkältemittels zeigt. Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß bei gleichem Druck und gleicher Temperatur ein flüssiges Kältemittel mit hoher R22-Konzentration (Punkt B) und ein gasförmiges Kältemittel mit höherer Rl 3Bl-Konzentration (Punkt C) gleichzeitig vorliegen. Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß der Druck zunimmt, wenn die R13B1-Konzentration größer wird, vorausgesetzt, daß die Temperatur unverändert bleibt.
F i g. 4 zeigt den Wirkungsgrad des Wärmepumpensystems in Abhängigkeit von der Kältemittelkonzentration bei Verwendung des Zweikomponentenkältemittels. Der Wirkungsgrad wird vermindert, wenn die R13B1-Konzentration erhöht wird, wobei aber die Kühl- bzw. Heizleistung erhöht wird.
Die Ausführungsform von F i g. 1 arbeitet in folgender Weise: Beim Kühlbetrieb wird das vom Kompressor 1 geförderte Kältemittel umgewälzt durch das Vierwegeventil 4, den Außenwärmetauscher 3, den zweiten Druckminderer 10, den Gas-Flüssigkeit-Separator 11, den ersten Druckminderer 9, den Innenwärmetauscher 2, das Vierwegeventil 4 und den Kompressor 1. Der Betrieb des Gas-Flüssigkeit-Separators 11 wird in Verbindung mit F i g. 2 beschrieben. Das durch den Außenwärmetauscher 3 kondensierte flüssige Kältemittel ist bei A angegeben (F i g. 2). Das flüssige Kältemittel wird im zweiten Druckminderer 10 dekomprimiert und aufgeteilt in flüssiges Kältemittel mit höherer R22-Konzentration (bei B) und in gasförmiges Kältemittel mit höherer Rl3Bl-Konzentration (bei C). Da andererseits der Kältemittelbehälter 12 durch das aus dem Innenwärmetauscher 2 stammende Kältemittel mit niedriger Temperatur gekühlt wird, wird das gasförmige Kältemittel im Gas-Flüssigkeit-Separator U im Kältemittelbehälter 12 kondensiert, vorausgesetzt daß der Druck im Gas-Flüssigkeit-Separator 11 geeignet gewählt wird, so daß das flüssige Kältemittel mit der hohen R 13Bl-Konzentration im Kältemittelbehälter 12 gesammelt wird. Daher hat das im Kältekreis umgewälzte Zweikomponentenkältemittel eine hohe R22-Konzentration, so daß das
ίο Wärmepumpensystem insgesamt unter im wesentlichen gleichen Bedingungen wie das herkömmliche Kältesystem arbeiten kann und eine im wesentlichen gleichwertige Kühlwirkung wie das herkömmliche Kältesystem liefert
Beim Heizbetrieb des Wärmepumpensystems dieser Ausführungsform wird dagegen das vom Kompressor 1 geförderte Kältemittel umgewälzt durch das Vierwegeventil 4, den Innenwärmetauscher 2, den ersten Druckminderer 9, den Gas-Flüssigkeit-Separator 11, den zweiten Druckminderer 10, den Außenwärmetauscher 3 und das Vierwegeventil 4 und den Kompressor 1. Das Kältemittel wird wie beim Kühlbetrieb im Gas-Flüssigkeit-Separator 11 aufgeteilt in flüssiges Kältemittel mit höherer R22-Konzentration und gasförmiges Kältemittel mit höherer RlSBl-Konzentration. Der Kältemittelbehälter 12 wird durch die vom heißen Kältemittel abgeleitete Wärme auf hohe Temperatur erhitzt, so daß das Kältemittel im Kältemittelbehälter nicht kondensiert wird, sondern in Form von Dampf vorliegt Daher hat beim Heizbetrieb das im Kältekreis umgewälzte Zweikomponentenkältemitte! eine höhere R 13Bl-Konzentration als beim Kühlbetrieb, so daß die Heizleistung in vorteilhafter Weise erhöht wird.
Beim Entfrostungsbetrieb wird das Vierwegeventil 4 umgeschaltet und gestattet ein Umwälzen des Kältemittels in derselben Leitung wie beim Kühlbetrieb. Da aber der Kältemittelbehälter 12 während des Heizbetriebs auf hohe Temperatur erhitzt wird, wird der Dampf im Gas-Flüssigkeit-Separator 11 nicht kondensiert, auch wenn die Betriebsart vom Heizbetrieb auf den Entfrostungsbetrieb umgeschaltet wird. Daher wird während des Entfrostens das Zweikomponentenkältemittel umgewälzt, das eine gleich hohe R 13Bl-Konzentration wie beim Heizbetrieb hat. Folglich werden der Förderdruck und der Saugdruck des Kompressors 1, wie durch die gestrichelten Linien in Fig.2 dargestellt, erhöht und wird auch der Massenstrom an Kältemittel erhöht, wodurch für den Kompressor 1 ein höherer elektrischer Energiebedarf erforderlich wird. Folglich wird die Zeitdauer für den Entfrostungsbetrieb in vorteilhafter Weise verkürzt Diese Wirkung wird weiter dadurch erhöht, daß der Kältemittelbehälter 12 mit einer geeigneten Speicherkapazität (spezifische Wärme des Behälters χ Behältermasse) versehen ist.
Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise die Heizleistung erhöht und die Entfrostungszeit verkürzt werden, wobei die Kühlleistung gleich derjenigen des normalen Betriebs mit einem Einkomponentenkältemittel erhalten wird. Folglich ist es erfindungsgemäß möglich, einen verbesserten Komfort zu erzielen und elektrische Leistung einzusparen.
F i g. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die von der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform darin abweicht, daß ein zweiter Kältemittelbehälter 13 im Wärmeaustausch vertikal in der Leitung 13' angeordnet ist, die zwischen dem Vierwegeventil 4 und dem Außenwärmetauscher 3 verläuft. Der zweite Kälte-
mittelbehälter 13 ist über eine Leitung 13" an den am Unterteil des Gas-Flüssigkeit-Separators 11 vorgesehenen Flüssigkeitsbehälter angeschlossen. Andere Teile, einschließlich des Zweikomponentenkältemittels aus zwei Kältemitteln mit unterschiedlichen Siedetempeta türen, sind mit denjenigen der Ausführungsform von F i g. 1 identisch.
Beim Kühlbetrieb dieser Ausführungsform nach F i g. 5 wird das vom Kompressor 1 geförderte Kältemittel zum Kompressor rezirkuliert über das Vierwegeventil 4, den Außenwärmetauscher 3, den zweiten Druckminderer 10, den Gas-Flüssigkeit-Separator 11, den ersten Druckminderer 9, den Innenwärmetauscher 2 und das Vierwegeventil 4. Im folgenden wird der Betrieb des Gas-Flüssigkeit-Separators 11 in Verbindung mit F i g. 2 erläutert Das im Außenwärmetauscher 3 kondensierte flüssige Kältemittel ist bei A angegeben und wird seinerseits im zweiten Druckminderer getrennt in flüssiges Kältemittel mit höherer !^-Konzentration (B) und gasförmiges Kältemittel mit höherer R13B1-Konzentration (C). Da andererseits der erste Kältemittelbehälter 12 durch das vom Innenwärmetauscher 2 stammende Kältemittel mit niedriger Temperatur gekühlt wird, wird das im Gas-Flüssigkeit-Separator 11 befindliche gasförmige Kältemittel im ersten Kältemittelbehälter 12 kondensiert durch geeignetes Wählen des Drucks im Gas-FIüssigkeit-Separator 11. Folglich wird flüssiges Kältemittel mit höherer R13B1-Konzentration im ersten Kältemittelbehälter 12 gesammelt Dies bedeutet, daß das im Kältekreis umgewälzte Zweikomponentenkältemittel eine hohe R22-Konzentration hat, so daß das Kühlsystem im wesentlichen unter denselben Bedingungen und mit im wesentlichen gleicher Kühlleistung und gleichem Wirkungsgrad wie das herkömmliche System arbeiten kann, das ein Einkomponentenkältemittel verwendet
Beim tatsächlichen Kühlzyklus wird die Menge des Kältemittels im Kühlzyklus nicht optimal, da das flüssige Kältemittel im ersten Kältemittelbehälter 12 gesammelt wird, so daß eine geeignete Nachstellung erforderlich wird. Der zweite Kältemittelbehälter 13 dient zu dieser Nachstellung. Das Verhältnis des Innenvolumens des zweiten Kältemittelbehälters 13 zu demjenigen des ersten Kältemittelbehälters 12 kann für die jeweiligen Systeme optimal bestimmt werden. Beim Kühlbetrieb kann der zweite Kältemittelbehälter 13 niemals das flüssige Kältemittel sammeln, auch wenn er mit dem Unterteil des Gas-Flüssigkeit-Separators 11 verbunden ist, da er durch das vom Kompressor 1 geförderte heiße Kältemittel auf hohe Temperatur erhitzt wird. Folglich wird das flüssige Kältemittel mit hoher R22-Konzentration, das während des Erhitzens im zweiten Kältemittelbehälter 13 gespeichert wurde, zum Kältekreis zurückgeleitet
Beim Heizbetrieb wird das vom Kompressor I entleerte Kältemittel zum Kompressor rezirkuliert über das Vierwegeventil 4, den Innenwärmetauscher 2, den ersten Druckminderer 9, den Gas-Flüssigkeit-Separator 11, den zweiten Druckminderer 10, den Außenwärmetauscher 3 und das Vierwegeventil 4. Wie im Fall des Kühlbetriebs wird das Kältemittel im Gas-Flüssigkeit-Separator 11 getrennt in flüssiges Kältemittel mit höherer R22-Konzentration und gasförmiges Kältemittel mit höherer R13B1-Konzentration. Da der Kältemittelbehälter 12 durch das heiße Kältemittel auf hohe Temperatur erhitzt wird, wird das Kältemittel im Kältemittelbehälter 12 nicht kondensiert, sondern liegt in Form von Dampf vor. Inzwischen empfängt der zweite Kältemittelbehälter 13 flüssiges Kältemittel mit hoher R22-Konzentration. Wie beschrieben, speichern beim Wärmepumpen-Kühlsystem der beschriebenen Ausführungsform der erste und der zweite Kältemittelbehälter 12 i, bzw. 13 das gasförmige bzw. das flüssige Kältemittel, so daß die Kältemittelmenge im Kühlzyklus optimiert werden kann. Zusätzlich kann die Heizleistung erhöht werden, da das umgewälzte Kältemittel, verglichen mit dem beim Kühlbetrieb verwendeten Kältemittel, eine hohe ROBl-Konzentrationhat.
Beim Entfrostungsbetrieb wird durch geeignete Betätigung des Vierwegeventils 4 das Kältemittel in demselben Leitungsweg wie beim Kühlbetrieb umgewälzt. Da aber der erste Kaltemitteibehälter 12 während des Heizbetriebs auf hohe Temperatur erhitzt wurde, wird der Dampf im Gas-Flüssigkeit-Separator 11 niemals im Kältemittelbehälter kondensiert, so daß zu Beginn des Entfrostens eine hohe R13B1-Konzentration im Kühlzyklus erzielbar ist. Der zweite Kältemittelbehälter 13 wird während des Entfrostens allmählich erhitzt, so daß er zur Speicherung von flüssigem Kältemittel brauchbar wird. Dies dient zusammen mit der Wirkung des ersten Kältemittelbehälters 12 zur Erhöhung der Kältemittelmenge im Kühlzyklus. Da ferner während des Entfrostens die Rl 2Bl-Konzentration hoch und die Kältemittelmenge groß sind, werden der Auslaßdruck und der Ansaugdruck des Kompressors sowie der elektrische Leistungseingang zum Kompressor erhöht was eine bemerkenswerte Verkürzung der Entfrostungszeit ermöglicht
F i g. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Zusammensetzung des Zweikomponentenkältemittels zwischen dem Kühlbetrieb und dem Heizbetrieb weiter verändert ist, wodurch eine größere Wirkung erzielt wird.
Der im Oberteil des Gas-Flüssigkeit-Separators 11 befindliche Gasphasenteil ist bei 11' über eine Leitung 14' mit einem Wärmetauscher 15 verbunden. Der Wärmetauscher 15 befindet sich in Wärmeaustauschbeziehung mit der Leitung 12', die das Vierwegeventil 4 mit dem Innenwärmetauscher 2 verbindet. Das andere Ende des Wärmetauschers 15 ist mit einem dritten Druckminderer 16 über eine Leitung 14' verbunden, wobei das andere Ende des Druckminderers 16 mit dem Oberteil des zweiten Gas-Flüssigkeit-Separators 14 verbunden ist Eine mit dem Unterteil des zweiten Gas-Flüssigkeit-Separators 14 verbundene Leitung 14' ist an ihrem Mittelteil mit einem vierten Druckminderer 17 und einem Abschaltventil 18 versehen und an einer Anschlußstelle
so 9* mit einer Leitung verbunden, die den Innenwärmetauscher 2 mit dem ersten Druckminderer 9 verbindet Der Kältemittelbehälter 12 steht in Wärmeaustausch mit der Leitung 12' zwischen dem Vierwegeventil 4 und dem Innenwärmetauscher 2. Das Unterteil des Kältemittelbehälters 12 ist mit dem Oberteil des zweiten Gas-Flüssigkeit-Separators 14 verbunden.
Das Abschaltventil 18 kann während des Heizbetriebs geöffnet und während des Kühlbetriebs geschlossen werden, wenn der Kältemittelbehälter 12 mit flüssigern Kältemittel gefüllt wird. Die weiteren Teile sind im wesen'ilichen mit denjenigen der Ausführungsform von F i g. 1 identisch, so daß sich eine Detailbeschreibung dieser Teile erübrigt, wobei diese Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind
Der Kühlbetrieb dieses Kühlsystems wird im einzelnen in Verbindung mit F i g. 7 beschrieben, die den Zusammenhang zwischen der Konzentration des Zweikomponentenkühlmittels und der Siedetemperatur dar-
stellt. Das im Außenwärmetauscher 3 verflüssigte Kältemittel wird im zweiten Druckminderer 10 dekomprimiert und aufgeteilt in ein flüssiges Kältemittel mit hoher R22-Konzentration (B) und gasförmiges Kältemittel mit hoher Rl3Bl-Konzentration (C). Das gasförmige Kältemittel C wird durch den Wärmetauscher 15 kondensiert, nimmt den bei Dangegebenen Zustand an und wird durch den dritten Druckminderer 16 weiter dekomprimiert. Das kondensierte Kältemittel wird dann aufgeteilt in flüssiges Kältemittel mit hoher R22-Konzentration und gasförmiges Kältemittel (F) mit höherer R13B1-Konzentration als am Punkt C. Das gasförmige Kühlmittel F wird im Kältemittelbehälter 12 kondensiert und wird zum flüssigen Kältemittel bei G. Das flüssige Kältemittel bei E wird über das Abschaltventil 18 in die Einlaßseite des Innenwärmetauschers 2 eingeführt. Wenn bei diesem Vorgang bei Füllung des Kältemittelbehälters 12 mit dem flüssigen Kältemittel das Abschaltventil 18 geschlossen wird, wird ein Zweikomponentenkältemittel mit höherer R22-Konzentration als bei der Ausführungsform von F i g. 1 im Kältemittelkreis umgewälzt. Daher kann der Zustand und Betrieb des Kühlsystems erzielt werden, der im wesentlichen mit demjenigen identisch ist, der mit reinem R22-Kältemittel erzielt werden kann. Da der Wärmetauscher 15 und der Kältemittelbehälter 12 in gleicher Weise wie im Fall von F i g. 1 erhitzt werden, wird beim Heizvorgang das gasförmige Kältemittel umgewälzt und gestattet eine Zunahme der Heizleistung. Zusätzlich wird beim Entfrostungsbetrieb eine gleichwertige Wirkung wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1 erzielt.
Gemäß F i g. 7 kann flüssiges Kühlmittel mit extrem hoher R13B1· Konzentration gespeichert werden durch Erhöhen der Anzahl von Wärmeaustauschschritten gemäß F i g. 6.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
55
60
65

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Wärmepumpensystem mit
— einem Kältemittel, das aus einem Gemisch von Kältemitteln mit unterschiedlichen Siedetemperaturen besteht,
— einem Kompressor mit einer saugseitigen Leitung und einer auslaßseitigen Leitung,
— einem Vierwegeventil,
— einem Außenwärmetauscher, einem Innenwärmetauscher und mehreren Druckminderern,
— einem Gas-Flüssigkeit-Separator, in welchem veränderliche Zusammensetzungen des Kältemittelgemisches gespeichert werden können,
dadurch gekennzeichnet,
— daß an den Außenwärmetauscher (3) und den Innenwärmetauscher (2) die saugseitige Leitung (V) bzw. die auslaßseitige Leitung (1") des Kompressors (1) über das Vierwegeventil (4) umschaltbar angeschlossen sind, während die anderen Seiten der Wärmetauscher (2,3) über den Druckminderer (9), das Unterteil des Gas-Flüssigkeit-Separators (11) und einen zweiten Druckminderer (10) miteinander verbunden sind, und
— daß ein Kältemittelbehälter (12) mit der Verbindungsleitung (12') zwischen dem Vierwegeventil (4) und dem Innenwärmetauscher (2) im Wärmeaustausch steht und init dem Oberteil des Gas-Flüssigkeit-Separators (11) über eine Leitung (12") verbunden ist, wobei ein Wärme- und Stoff austausch zwischen dieser Leitung (12") und dem Oberteil des Gas-Flüssigkeit-Separators (11) stattfindet (F i g. 1).
2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet
— durch einen zweiten Kältemittelbehälter (13), der mit der das Vierwegeventil (4) mit dem Außenwärmetauscher (3) verbindenden Leitung (13') in Wärmeaustausch steht und über eine Verbindungsleitung (13") mit dem Gas-Flüssigkeit-Separator (1 1) verbunden ist (F i g. 5).
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
— daß zwischen dem Innenwärmetauscher (2) und dem ersten Druckminderer (9) eine erste Anschlußstelle (9') und am Oberteil des Gas-Flüssigkeit-Separators (11) eine zweite Anschlußstelle (1 Γ) vorhanden sind, die über eine Verbindungsleitung (14') verbunden sind,
— daß in der Verbindungsleitung (14') ausgehend von der ersten Anschlußstelle (9') in Reihe ein Abschaltventil (18), ein dritter Druckminderer (17), ein zweiter Gas-Flüssigkeit-Separator (14), ein vierter Druckminderer (16) und ein gesonderter Wärmetauscher (15) angeordnet sind, wobei das Oberteil des zweiten Gas-Flüssigkeit-Separators (14) mit dem Kältemittelbehälter (12) verbunden ist,
— daß der gesonderte Wärmetauscher (15) in der Verbindungsleitung (12') angeordnet ist, die das Vierwegeventil (4) mit dem Innenwärmetauscher (2) verbindet und einen Wärmeaustausch mit dieser Leitung herstellt (F i g. 6).
DE3220335A 1981-05-29 1982-05-28 Wärmepumpensystem mit einer Kältemittelmischung Expired DE3220335C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56081172A JPS57198968A (en) 1981-05-29 1981-05-29 Heat pump type refrigerator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3220335A1 DE3220335A1 (de) 1983-02-10
DE3220335C2 true DE3220335C2 (de) 1985-09-12

Family

ID=13739036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3220335A Expired DE3220335C2 (de) 1981-05-29 1982-05-28 Wärmepumpensystem mit einer Kältemittelmischung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4423603A (de)
JP (1) JPS57198968A (de)
DE (1) DE3220335C2 (de)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4580415A (en) * 1983-04-22 1986-04-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Dual refrigerant cooling system
JPS60108966U (ja) * 1983-12-27 1985-07-24 ダイキン工業株式会社 混合冷媒を用いた冷暖房装置
KR860002704A (ko) * 1984-09-06 1986-04-28 야마시다 도시히꼬 열펌프장치
FR2571127B3 (fr) * 1984-09-28 1986-11-21 Leroy Somer Moteurs Machine frigorifique reversible a quantite variable de fluide refrigerant utile
JPS61161369A (ja) * 1985-01-08 1986-07-22 松下電器産業株式会社 空気調和機
JPS61186760A (ja) * 1985-02-14 1986-08-20 松下電器産業株式会社 空気調和装置
KR890004867B1 (ko) * 1985-03-25 1989-11-30 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 열펌프장치
JPS62124455U (de) * 1986-01-30 1987-08-07
JPH063336Y2 (ja) * 1986-05-12 1994-01-26 三菱重工業株式会社 冷凍サイクル
JPS6325471A (ja) * 1986-07-17 1988-02-02 三菱電機株式会社 空気調和装置
AU579774B2 (en) * 1986-10-30 1988-12-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Liquid-gas contactor for non-azeotropic mixture refrigerant
KR930000852B1 (ko) * 1987-07-31 1993-02-06 마쓰시다덴기산교 가부시기가이샤 히이트 펌프장치
US5237828A (en) * 1989-11-22 1993-08-24 Nippondenso Co., Ltd. Air-conditioner for an automobile with non-azeotropic refrigerant mixture used to generate "cool head" and "warm feet" profile
AU636726B2 (en) * 1990-03-19 1993-05-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Air conditioning system
US5186012A (en) * 1991-09-24 1993-02-16 Institute Of Gas Technology Refrigerant composition control system for use in heat pumps using non-azeotropic refrigerant mixtures
US5218830A (en) * 1992-03-13 1993-06-15 Uniflow Manufacturing Company Split system ice-maker with remote condensing unit
US5669224A (en) * 1996-06-27 1997-09-23 Ontario Hydro Direct expansion ground source heat pump
JP2001153480A (ja) * 1999-11-26 2001-06-08 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
US20070251256A1 (en) * 2006-03-20 2007-11-01 Pham Hung M Flash tank design and control for heat pumps
US9046286B2 (en) * 2011-03-31 2015-06-02 Rheem Manufacturing Company Heat pump pool heater start-up pressure spike eliminator
KR101369568B1 (ko) * 2011-09-09 2014-03-04 엘지전자 주식회사 공기조화기 및 그 제어방법
GB2497987A (en) * 2011-12-23 2013-07-03 Delaval Internat Ab Bulk fluid refrigeration and heating apparatus
CN104121718B (zh) * 2013-04-23 2016-08-17 合肥美的暖通设备有限公司 热泵***
CN103994596A (zh) * 2014-05-28 2014-08-20 合肥美的电冰箱有限公司 制冷设备和制冷***
US11493244B2 (en) 2017-12-18 2022-11-08 Daikin Industries, Ltd. Air-conditioning unit
US11906207B2 (en) 2017-12-18 2024-02-20 Daikin Industries, Ltd. Refrigeration apparatus
US11506425B2 (en) 2017-12-18 2022-11-22 Daikin Industries, Ltd. Refrigeration cycle apparatus
EP3730593A4 (de) 2017-12-18 2021-10-27 Daikin Industries, Ltd. Kältemaschinenöl für kältemittel oder kältemittelzusammensetzung, verfahren zur verwendung von kältemaschinenöl und verwendung von kältemaschinenöl
US11441819B2 (en) 2017-12-18 2022-09-13 Daikin Industries, Ltd. Refrigeration cycle apparatus
WO2019124140A1 (ja) 2017-12-18 2019-06-27 ダイキン工業株式会社 冷凍サイクル装置
US11820933B2 (en) 2017-12-18 2023-11-21 Daikin Industries, Ltd. Refrigeration cycle apparatus
US11365335B2 (en) 2017-12-18 2022-06-21 Daikin Industries, Ltd. Composition comprising refrigerant, use thereof, refrigerating machine having same, and method for operating said refrigerating machine
US11435118B2 (en) 2017-12-18 2022-09-06 Daikin Industries, Ltd. Heat source unit and refrigeration cycle apparatus
US11549041B2 (en) 2017-12-18 2023-01-10 Daikin Industries, Ltd. Composition containing refrigerant, use of said composition, refrigerator having said composition, and method for operating said refrigerator
US11441802B2 (en) 2017-12-18 2022-09-13 Daikin Industries, Ltd. Air conditioning apparatus
US20200385622A1 (en) 2017-12-18 2020-12-10 Daikin Industries, Ltd. Composition comprising refrigerant, use thereof, refrigerating machine having same, and method for operating said refrigerating machine

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2709343C2 (de) * 1976-03-05 1983-07-28 Hitachi, Ltd., Tokyo Wärmepumpenanlage
FR2400173A1 (fr) * 1977-08-12 1979-03-09 Electricite De France Perfectionnements aux pompes a chaleur

Also Published As

Publication number Publication date
JPS57198968A (en) 1982-12-06
JPH0333985B2 (de) 1991-05-21
DE3220335A1 (de) 1983-02-10
US4423603A (en) 1984-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3220335C2 (de) Wärmepumpensystem mit einer Kältemittelmischung
DE4019669C2 (de) Adsorptionsthermischer Speicher
DE4006287C2 (de) Verfahren zum Betreiben einer Adsorptionskühlanlage
DE3805987C2 (de)
EP0096822B1 (de) Verfahren zum Betrieb einer bivalent betreibbaren Absorptionswärmepumpe und Absorptionswärmepumpe zur Durchführung dieses Verfahrens
EP0333632B1 (de) Anlage zur Verdichtung von Wasserstoffgas
DE19842019C2 (de) Kühl- bzw. Kältemittelzyklus
DE2915979A1 (de) Fuer kuehlbetrieb eingerichtete waermepumpenanlage
DE3875006T2 (de) Waermepumpensystem.
DE3422390A1 (de) Kaelteerzeugungssytem
WO1982003448A1 (fr) Installation a plusieurs etages comprenant des circuits de fluides et d'agents d'absorption, et procede de mise en action d'une telle installation
DE2709343A1 (de) Gegenstrom-klimaanlage
DE2802550A1 (de) Geraet zum trocknen von luft nach dem kondensationsverfahren
DE19919605A1 (de) Klimaanlagensystem und zugehöriges Steuerverfahren
EP0021205B1 (de) Hybrides Kompressions-Absorphionsverfahren für das Betreiben von Wärmepumpen oder Kältemaschinen
DE68926966T2 (de) Wärmepumpengerät
DE10240767B3 (de) Wärmepumpenanlage
DE2711144C2 (de)
DE2261091A1 (de) Anordnung zur oelkuehlung bei kuehlkompressoren des rotationstyps
DE69206442T2 (de) Vorrichtung mit Kältemittelkreislauf.
DE3015746A1 (de) Waermepumpe
DD240061A5 (de) Zwillingsspeicher im waermeuebergangskreislauf
DE2718265C3 (de) Verfahren zum wahlweisen Heizen oder Kühlen eines Fluidstromes und Wärmepumpe zu dessen Durchführung
EP0260367B1 (de) Kälteanlage
WO2014131606A1 (de) Kältemaschine und verfahren zum betreiben einer kältemaschine

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee