Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verdampfung
von Kältemitteln, wobei Energie aus der Umgebungsluft
entnommen wird.The invention relates to a device for evaporation
of refrigerants, taking energy from the ambient air
is removed.
Ventilator belüftete Kältemittelverdampfer, bei welchen
die Energie der Umgebungsluft entnommen wird, werden in
großer Zahl im Wärmepumpenbetrieb eingesetzt. Bei Luft
temperaturen um 0°C und darunter, kommt es zur Vereisung
der Verdampferoberfläche, wodurch die Wärmeübertragungs
leistung des Verdampfers sehr stark vermindert wird. Der
Betrieb der zwangsbelüfteten Apparate bricht sogar beim
Verstopfen der Luftwege durch Vereisung zusammen. Aus
diesem Grund hat man vorgeschlagen, statt einem Verdampfer,
zwei Verdampfungskreisläufe zu verwenden (DE 33 23 338 A1) und
die für die Abtauung benötigte Energie der Kältemittel
flüssigkeit zu entnehmen (DD 1 33 462 u. DE-OS 31 28 352).Ventilated refrigerant evaporators, in which
the energy taken from the ambient air is in
large number used in heat pump operation. With air
temperatures around 0 ° C and below, icing occurs
the evaporator surface, increasing the heat transfer
performance of the evaporator is very much reduced. The
Operation of the forced-ventilation devices even breaks when
Clogging of the airways due to icing together. Out
for this reason it has been proposed, instead of an evaporator,
to use two evaporation circuits (DE 33 23 338 A1) and
the refrigerant energy required for defrosting
remove liquid (DD 1 33 462 and DE-OS 31 28 352).
Beim praktischen Betrieb dieser Art von Wärmepumpen mit
zwei Verdampfungskreisläufen hat es sich gezeigt, daß hier
bei sehr große Verdampferoberflächen benötigt werden. Weiter
hin hat es sich gezeigt, daß die in der Kältemittelflüssig
keit vorhandene Wärmemenge begrenzt ist und auch nicht aus
schließlich für die Abtauung verwendet wird; ein sehr gros
ser Teil dieser Wärme geht an die Umgebung verloren. Je
größer die Verdampferoberfläche ist (für eine gegebene Ver
dampferleistung), umso größer ist die abzutauende Reifmenge.
Der Verdampfer selbst mit seinen Kupferrohren und Aluminium
lamellen, muß bei der Abtauung auch von niedrigen Verdampfungs
temperaturen bis auf ca. +5°C erwärmt werden. Dieser Wärme
anteil nimmt mit der Verdampfergröße auch zu; ebenfalls die
Verluste an die Umgebung.When using this type of heat pump in practice
two evaporation cycles, it has been shown that here
are required for very large evaporator surfaces. Next
It has been shown that the liquid in the refrigerant
existing heat quantity is limited and not sufficient
finally used for defrosting; a very big one
This part of this heat is lost to the environment. Each
larger the evaporator surface (for a given ver
steamer output), the greater the amount of frost to be defrosted.
The evaporator itself with its copper tubes and aluminum
lamellas, must also defrost low evaporation
temperatures can be warmed up to approx. + 5 ° C. That warmth
proportion also increases with the evaporator size; also the
Losses to the environment.
Um eine wirtschaftliche Betriebsweise dieser Wärmepumpen zu
erreichen ist es wichtig, daß der Verdampfer kompakt und op
timal ausgelegt ist. Für einen gegebenen Wärmeübergangs
Koeffizient zwischen der Luft und der Verdampferoberfläche
soll der Verdampfer eine optimale, maximal mögliche Wärme
stromdichte aufweisen. In der Abtauphase sollen die Wärme
verluste so niedrig wie möglich gehalten werden.To operate these heat pumps economically
it is important that the evaporator is compact and op
is designed timally. For a given heat transfer
Coefficient between the air and the evaporator surface
the evaporator should have an optimal, maximum possible heat
have current density. In the defrosting phase, the heat is supposed to
losses are kept as low as possible.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß
der Verdampfer aus drei in der Luftrichtung hintereinander
geschalteten Rohrreihen besteht. Die erste und die dritte
Rohrreihe sind für Verdampfung ausgelegt; die mittlere Rohr
reihe ist für die warme Kältemittelflüssigkeit vorgesehen.
Warme Kältemittelflüssigkeit tritt in den Apparat von unten
ein.This object is achieved according to the invention in that
the evaporator from three in a row in the air direction
switched rows of pipes. The first and the third
Pipe series are designed for evaporation; the middle tube
series is intended for the warm refrigerant liquid.
Warm refrigerant liquid enters the device from below
a.
Diese Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs
beispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.This invention is described below with reference to an embodiment
example explained with reference to the drawing.
Fig. (1) zeigt eine schematische Darstellung der vorgesehenen
Rohrreihen im Verdampfer. Nach Fig. (1) tritt das zu ver
dampfende Kältemittel in die Rohrreihen 1 und 3 ein und wird
am Ende des Verdampfers vollständig verdampft. Dieser Ver
dampfer beginnt an den Rohrreihen 1 und 3 zu vereisen. Nach
einer Verdampfungsperiode von etwa 15 Minuten wird der Ver
dampfer umgeschaltet. Er arbeitet jetzt nicht mehr als Ver
dampfer, sondern wird mittels Wärme aus der Kältemittel
flüssigkeit abgetaut. Während des Abtauvorganges tritt das
wärmere flüssige Kältemittel unten an Rohrreihe 2 ein (Stelle
A in Fig. 1) und verläßt den Apparat oben an der Stelle B. Das
Luftgebläse wird hierbei ausgeschaltet. Durch die Wärmeleitung
nach vorn zur Rohrreihe 1 und hinten zur Rohrreihe 3, wird
die vereiste Fläche abgetaut. Das Wasser tropft nach unten ab.
Die untere Verdampferhälfte ist wärmer und es besteht keine
Gefahr, daß bereits abgetauter Reif wieder einfriert. Dies
wäre der Fall, wenn die warme Flüssigkeit oben am Apparat
eintreten würde. Es hat sich gezeigt, daß am Anfang des Ab
tauvorganges die Reifdicke am Rohr 1 und 3 den natürlichen
Windstrom durch den Verdampfer stark abbremst. So werden die
Wärmeverluste an die Umgebung gering gehalten. Weiterhin hat
sich gezeigt, daß bei der Rohrreihe 2 unten, in den Apparat
eingeschlossene erwärmte Luft nach oben steigt und die Wärme
an die oberen Rohrreihen abgibt. Dies beschleunigt auch
den Abtauvorgang. Für sehr hohe und große Apparate, die
in windigen Gegenden im Freien installiert werden, kann
es für die Abtauung von Vorteil sein, auf einer Seite
des Verdampfers eine Art Jalousie oder eine Plastikfolie
anzubringen. Am Anfang des Abtauvorganges wird die Jalou
sie oder Plastikfolie mit Hilfe eines elektrischen Motors
so gespannt, daß der natürliche Windstrom unterbrochen
wird. Fig. (1) shows a schematic representation of the rows of pipes provided in the evaporator. According to Fig. (1), the refrigerant to be evaporated enters the rows of pipes 1 and 3 and is completely evaporated at the end of the evaporator. This Ver steamer begins to freeze on rows 1 and 3 . After an evaporation period of about 15 minutes, the evaporator is switched over. It no longer works as a vaporizer, but is thawed from the refrigerant liquid using heat. During the defrosting process, the warmer liquid refrigerant enters the bottom of tube row 2 (point A in Fig. 1) and leaves the apparatus at point B above. The air blower is switched off. The icy surface is defrosted by heat conduction to the front of the row 1 and back to the row 3 . The water drips down. The lower half of the evaporator is warmer and there is no risk that frost that has already been defrosted will freeze again. This would be the case if the warm liquid entered the top of the device. It has been shown that at the beginning of the thawing process, the frost thickness on tubes 1 and 3 strongly brakes the natural wind flow through the evaporator. In this way, heat losses to the environment are kept low. Furthermore, it has been shown that in the tube row 2 below, heated air enclosed in the apparatus rises upwards and releases the heat to the upper rows of tubes. This also speeds up the defrosting process. For very tall and large appliances that are installed outdoors in windy areas, it may be advantageous for defrosting to attach a kind of blind or plastic film on one side of the evaporator. At the beginning of the defrosting process, the Jalou or plastic film is stretched with the help of an electric motor so that the natural wind current is interrupted.
Selbstverständlich können in der Luftrichtung immer wei
tere drei Rohrreihen nachgeschaltet werden, wobei die
erste und dritte für das verdampfende Kältemittel und
die mittlere Rohrreihe für die warme Flüssigkeit gedacht
ist.Of course, can always be white in the direction of air
tere three rows of pipes are connected, the
first and third for the evaporating refrigerant and
the middle row of pipes is intended for the warm liquid
is.