DE7708442U1

DE7708442U1 - EVAPORATOR UNIT WITH DEFROSTING DEVICE

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Publication number: DE7708442U1
Application number: DE19777708442
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-18
Filing date: 1977-03-18
Publication date: 1977-07-07

Description

Erich Groß 7.2.1977Erich Groß February 7, 1977

7553 Muggensturm
Bahnhofsplatz 127553 Muggensturm
Bahnhofsplatz 12

Verdampfereinheit mit AbtauvorriohtungEvaporator unit with defrosting device

Die Erfindung bezieht sich auf die Verdampfereinheit einer Wärmepumpe zur Entnahme der für die Aufheizung des Wassers einer Zentralheizungsanlage erforderlichen Wärmemenge aus der Luft mit einer Abtauvorrichtung, bei der die Wärmeenergie des aufgeheizten Wassers zum Abtauen der Verdampferschlange herangezogen wird.The invention relates to the evaporator unit of a heat pump for removing the for heating the water Central heating system required amount of heat from the air with a defrosting device, in which the thermal energy of the heated Water is used to defrost the evaporator coil.

Auf die Verdampferschlangen sind zur Vergrößerung der Wärme- . Übergangsfläche Aluminiumlamellen aufgepresst. Diese Lamellen sitzen auf einer zusätzlichen Abtauschlange, welche während des Abtauvorganges von Glysanthin oder einer anderen Flüssigkeit durchflossen wird, die vom Wasser der Zentralheizungsanlage aufgeheizt wurde.On the evaporator coils are to increase the heat. Transition surface aluminum lamellas pressed on. These slats sit on an additional exchange line, which during the defrosting process of glysanthin or another liquid which has been heated by the water from the central heating system.

Das Abtauen der vereisten Verdampferschlangen muß je nach Lufttemperatur und -feuchtigkeit 4-6 mal am Tag vorgenommen werden. Bei dem bisher vorgeschlagenen Verfahren trat die Schwierigkeit auf, daß das Abtauen bei niedriger Außentemperatur eine zu lange Zeit in Anspruch nahm, da durch die starke Wärmeabgabe von den Lamellen an die Umluft nur eine sehr langsame Aufheizung der Verdampfereinheit erfolgte. Dies bedeutete große Energieverluste. Bei starker Luftströmung erfolgte u.U. überhaupt kein Abtauen mehr.
Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen.The iced up evaporator coils must be defrosted 4-6 times a day, depending on the air temperature and humidity. In the previously proposed method, the problem arose that defrosting took too long when the outside temperature was low, since the vaporizer unit only heated up very slowly due to the high amount of heat given off by the fins to the circulating air. This meant great energy losses. In the case of strong air currents, defrosting may no longer take place at all.
The object of the invention is to eliminate this disadvantage.

Erfindungsgemäß wird die Verdampfereinheit einer Wärmepumpe, die zur Entnahme der für die Aufheizung des Wassers einer Zentralheizungsanlage erforderlichen Wärmemenge aus der Luft dient und die eine Abtauvorrichtung besitzt, bei der die WärmeenergieAccording to the invention, the evaporator unit of a heat pump, which is used to extract the amount of heat required to heat the water in a central heating system from the air and which has a defrosting device in which the thermal energy

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des aufgeheizten Wassers für den Abtauvorgang verwendet wird, mit einer Vorrichtung versehen, welche wahrend des Abtauvorganges die Luftströmung über den Verdampfer verhindert oder zumindest wesentlich verringert.the heated water is used for the defrosting process, provided with a device which prevents the air flow over the evaporator during the defrosting process or at least substantially reduced.

Auf diese Weise wird der Vorgang des Auftauens verkürzt, was eine deutliche Energieersparnis bedeutet,In this way, the defrosting process is shortened, which means significant energy savings,

Zweckmäßigerweise wird der Luftführungsschacht der Verdampfereinheit mittels einer Jalousie verschlossen, die kurz vor dem Abtauvorgang mit Motorkraft über den Schacht gezogen und nach dem Abtauvorgang z.B. durch Federkraft wieder aufgerollt wird.The air duct is expediently the evaporator unit closed by means of a blind, which was pulled over the shaft with motor power shortly before the defrosting process and after is rolled up again e.g. by spring force after the defrosting process.

Wird die Verdampfereinheit gleichzeitig als Sonnenkollektor verwendet, wobei die solar erzeugte Wärme über die Abtauschlange abgeführt wird, so kann als Jalousie eine Folie verwendet werden, wie sie unter dem Gesichtspunkt ihrer Lichtdurchlässigkeit auch bei Sonnenkollektoren Verwendung findet.If the evaporator unit is used as a solar collector at the same time, the solar generated heat is passed through the defrost coil is discharged, a film can be used as a blind, as it is from the point of view of its light permeability is used in solar panels.

Bei ungünstigen Temperaturbedingungen kann das Abrollen der Folie infolge von Vereisung Schwierigkeiten bereiten. Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird daher die Folie in Ruhestellung auf eine Walze gewickelt, welche achsial und leicht drehbar auf einem zwischen Kältekompressor und Einspritzventil des Verdampfers liegenden Teil der Kältemittelleitung sitzt. Das Kältemittel hat hier eine Temperatur, die zwischen 40 und 50⁰C liegt, so daß die Walze und die Folie immer etwas erwärmt sind und nicht einfrieren.In unfavorable temperature conditions, unwinding the film can cause difficulties due to icing. According to a further development of the inventive concept, the film is therefore wound onto a roller in the rest position, which is axially and easily rotatable on a part of the refrigerant line located between the refrigeration compressor and the injection valve of the evaporator. The refrigerant here has a temperature which is between 40 and 50 ^° C., so that the roller and the film are always slightly heated and do not freeze.

Sine einfache und sehr sicher arbeitende Anordnung besteht auch darin, gemäß der Erfindung im Luftführungsschacht der Verdampfereinheit eine oder mehrere Luftklappen vorzusehen, welche normaler· weise parallel zum Luftstrom stehen und während des Abtauvorganges senkrecht zum Luftstrom gestellt werden.There is also a simple and very reliable arrangement in that, according to the invention, one or more air flaps are provided in the air duct of the evaporator unit, which normally parallel to the air flow and during the defrosting process perpendicular to the air flow.

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Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 3 näher beschrieben, die Auaführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Verdampfereinheit zeigen«.The invention is described in more detail with reference to Figures 1 to 3, show the exemplary embodiments of the evaporator unit according to the invention «.

Figur 1 zeigt in räumlicher Darstellung eine Verdampfereinheit zur Entnahme von Wärme aus der Luft mittels einer Wärmepumpe und Figur 2 zeigt den senkrechten Schnitt durch diese Einheit. Die Verdampfereinheit kann an irgend einer Stelle außerhalb des Hauses« z>B. Garten oder auf dem Dach angeordnet werden. Sie besteht im wesentlichen aus dem LuftfUhrungsschacht 1, der auf FUQen 2 steht, damit eine entsprechende Luftströmung 3 erfolgen kann. Diese Luftströmung wird durch den Ventilator 4 wesentlich verstärkt. Im Luftschacht sitzen die Verdampferschlangen 5 und die Abtauschlange 6, auf die zur Verbesserung der Wärmeabgabe die gleichen Lamellen 7 aufgepresst sind. Die Zuleitung 8 der Verdampferschiange kommt vom Kompressor, das Kältemittel hat in ihr eine Temperatur von etwa 40 bis 50⁰C. Durch öffnen des Ventils 9 wird das Kältemittel verdampft und es nimmt eine unter der Lufttemperatur liegende Temperatur an, so daß der Luft Wärme entzogen wird. Das erwärmte Kältemittel wird über die Ableitung 10 der Wärmepumpte zugeführt. Zu- und Ableitung sind wärmeisoliert geführt.FIG. 1 shows a three-dimensional representation of an evaporator unit for extracting heat from the air by means of a heat pump, and FIG. 2 shows the vertical section through this unit. The evaporator unit can be placed anywhere outside the house, eg. Garden or on the roof. It essentially consists of the air duct 1, which stands on FUQen 2, so that a corresponding air flow 3 can take place. This air flow is significantly increased by the fan 4. In the air shaft sit the evaporator coils 5 and the defrost coil 6, onto which the same fins 7 are pressed to improve the heat dissipation. The supply line 8 of the evaporator coil comes from the compressor, the refrigerant in it has a temperature of about 40 to 50 ⁰ C. By opening the valve 9, the refrigerant is evaporated and it takes a temperature below the air temperature, so that heat is extracted from the air will. The heated refrigerant is fed to the heat pump via the discharge line 10. Inlet and outlet are thermally insulated.

Die Wärmeentnahme aus der Luft ist um so wirkungsvoller je größer die Luftgeschwindigkeit und je höher die Luftfeuchtigkeit ist. Eine hohe Luftfeuchtigkeit führt aber auch zu einem schnellen Vereisen der Verdampferschlangen, da die Luft hier unter den Taupunkt abgekühlt wird. Es muß mehrfach am Tag ein Abtauen der Verdampferschlangen erfolgen-The greater the air speed and the higher the humidity, the more effective the heat extraction from the air is. However, high humidity also leads to the evaporator coils freezing up quickly, as the air is here is cooled below the dew point. The evaporator coils must be defrosted several times a day.

Hierzu dient die Abtauschlange 6. Durch diese Abtauschlange wird während des Abtauvorganges Glyzerin oder eine andere Flüssigkeit geschickt, die von dem Wasser des Speichers erwärmt wurde, dem die Wärmepumpe die Wärmeenergie der Luft zuführt.The exchange queue 6 is used for this purpose. This exchange queue is used during the defrosting process to produce glycerine or another Liquid that has been heated by the water in the storage tank, to which the heat pump supplies the thermal energy of the air.

Während des Abtauvorganges ist der Ventilator 4 abgeschaltet, um eine zu hohe Luftströmung zu vermeiden. Aber auch schon geringe Luftströmungen führen zu einer Verzögerung oder u.U_e zu einer völligen Verhinderung des Abtauvorganges.During the defrosting process, the fan 4 is switched off in order to avoid an excessive air flow. But even small air flows result in a delay or may _e to a complete prevention of defrosting.

Erfindungsgemäß wird daher während des Abtauvorganges eine Folie 11 auf Pührungsschinen 12 über die Lamellen 7 gezogen, so daß jede Luftbewegung unterbunden ist. Das Abtauen erfolgt dann in relativ kurzer Zeit.According to the invention, a film 11 is therefore drawn onto guide rails 12 over the slats 7 during the defrosting process, so that any air movement is prevented. Defrosting then takes place in a relatively short time.

Die Folie 11 ist auf eine Walze 15 aufgewickelt, die achsial und durch Kugellager geführt leicht drehbar auf der Zuleitung des Kältemittels vor dem Einspritzventil sitzt. Auf diese Weise wird die Walze mit der Folie ständig aufgewärmt und es tritt kein Einfrieren ein. Das überziehen der Folie 11 erfolgt mit dem Motor l4 gegen eine in der Walze eingebaute Feder. Am Ende des Abtauvorganges kann diese Feder die Folie wieder aufwickeln.The film 11 is wound on a roller 15, the axially and, guided by ball bearings, is easily rotatable and sits on the refrigerant supply line in front of the injection valve. In this way the roller with the film is constantly warmed up and no freezing occurs. The film 11 is coated with the Motor l4 against a spring built into the roller. At the end of the defrosting process, this spring can rewind the film.

Es wurde sohon vorgeschlagen, eine derartige Verdampfereinheit auch als Sonnenkollektor zu verwenden, um die solar erzeugte Wärme über die Abtauschlange 6 abzuführen. Dann besitzen alle im Luftführungsschacht befindlichen Teile zwexskmäßigerweise eine schwarze Oberfläche und der Luftführungsschacht ist zusätzlich nach außen isoliert. In diesem Fall ist es zweckmäßig als Folie eine Transparentfolie zu verwenden, die aufgrund ihrer optischen Eigenschaften für die Verwendung bei Sonnenkollektoren geeignet ist. Wird bei entsprechender Wärmeeinstrahlung die Wärmepumpe abgeschaltet, so kann die Folie übergezogen werden ' und die Anlage als Sonnenkollektor arbeiten.Such an evaporator unit has already been proposed Can also be used as a solar collector in order to dissipate the heat generated by the solar energy via the exchange coil 6. Then all own parts located in the air duct in two ways a black surface and the air duct is additional isolated from the outside. In this case, it is advisable to use a transparent film as the film, which because of its optical properties is suitable for use in solar panels. If there is sufficient heat radiation, the The heat pump is switched off, so the film can be pulled over and the system can work as a solar collector.

Figur 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Luftschacht sind Klappen 15 angeordnet, die normalerweise parallel zum Luftstrom 3 stehen. Während des Abtauvorganges werden die Klappen mit einem Stellmotor 16 um 90° gedreht und verhindern damit eine Luftströmung.Figure 5 shows another embodiment of the invention. Flaps 15, which are normally parallel to the air flow 3, are arranged in the air shaft. During the defrosting process the flaps are rotated by 90 ° with a servomotor 16 and thus prevent an air flow.

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Figur 4 zeigt eine Ausführungsform d-sr Erfindung, bei der mehrere Verdampferschlangen 17-23 mit Lamellen und Auftauschlangen zu einer stufenweise angeordneten Einheit zusammengefasst sind«, Im gezeigten Beispiel ist die Anordnung auf dem Dach 24 eines Hauses aufgebaut« An dieser Stelle herrscht ein so starker Aufwind, daß es nicht erforderlich ist, einen Vettilator zur Erhöhung der Luftgeschwindigkeit anzubringen»Figure 4 shows an embodiment d-sr invention in which several evaporator coils 17-23 with fins and thaw coils are combined into a step-wise arranged unit «, In the example shown, the arrangement is on the Building the roof of a house “At this point there is a so strong that it is not necessary to attach a ventilator to increase the air speed »

Dia Verdampfer sitzen auf einem Gestell 25, das im wesentlichen vom Firstbalken 26 getragen wird und nur auf die Ziegel abgestützt istoThe evaporator sit on a frame 25, which is essentially is borne by the ridge beam 26 and supported only on the brick isto

Zur Verhinderung der Luf tbewegung während des Abtauvorganges über die Abtauschlangen könnte über die ganze Anordnung eine Folie gezogen werden·To prevent air movement during the defrosting process A film could be drawn over the entire arrangement over the exchange lines

Es ist aber auch möglich, die Einheit, wie auf der linken Seite der Figur 4 angedeutet, in einem Schacht unterzubringen, der an der Ober- und Unterseite mit je einer in ihrem Schwerpunkt drehbar aufgehängten Klappe 28 versehen ist, die über einen Stellmotor geöffnet und geschlossen werden kann« Die Stellklappen werden zweckmäßigerweise drehbar auf die Verdampferzuleitung vor dem Einspritzventil gesetzt, wie dies in Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben ist, um die Klappen auch bei tiefen Außentemperaturen noch leioht drehbar zu machen.But it is also possible, as indicated on the left side of Figure 4, to accommodate the unit in a shaft that is provided on the top and bottom with one in their center of gravity rotatably suspended flap 28, which has a Servomotor can be opened and closed «The control flaps are expediently rotatable on the evaporator supply line placed in front of the injection valve, as described in connection with Figure 1, to the flaps even at low Outside temperatures can still be rotated.

Befindet sich die Verdampfereinheit auf dem Dach in einer Stellung, bei der sie starker Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, also z.B. auf der Südseite, so kann die Abdeckung 29 des Schachtes aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff bestehen, der das Sonnen · licht durchläßt. Die schwarz gefärbte Verdampfereinheit wird dann erwärmt, wenn die Luftklappen 28 geschlossen sind, und die so erzeugte Wärme kann über die Abtauschlangen zum Aufladen des Speichers abgeführt werden, der bei normalem Betrieb von der Wärmepumpe aufgeladen wird. Die Einheit arbeitet dann als Verdampferkollektor mit Abtau- und Ladeschlange.If the evaporator unit is on the roof in a position where it is exposed to strong sunlight, e.g. on the south side, the cover 29 of the shaft consist of a translucent plastic that allows sunlight to pass through. The black colored evaporator unit will then heated when the air flaps 28 are closed, and the heat generated in this way can be used to charge the Storage tank, which is charged by the heat pump during normal operation. The unit then works as an evaporator collector with defrosting and loading queue.

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Die auf der Hordseite dea Hauses angeordneten Verdampferschlangen können ebenfalls in einem Schacht sitzen (30), der mit drehbaren Klappen 31 verschlossen werden kann. Die Abdeckung 32 des Schachtes besteht dann aus undurchsichtigem Material.The evaporator coils arranged on the hord side of the house can also sit in a shaft (30) that can be closed with rotatable flaps 31. the Cover 32 of the shaft is then made of opaque material.

Die Einheit mit deat stufenweise oder senkrecht übereinander angeordneten Verdampferschlangen kann auch im Garten oder an irgend einer anderen Stelle, z.B. vor einer Hauswand oder Mauer aufgestellt werden, wo möglichst eine gute Sonneneinstrahlung besteht. Sie kann dann nach Bedarf zur Sonnenrichtung hin gedreht werden, wenn die Sonneneinstrahlung so groß ist, d*aß die Einheit als Sonnenkollektor arbeitet und die Wärmepumpe abgeschaltet werden kann.The unit with deat stepwise or vertically one above the other arranged evaporator coils can also be used in the garden or be set up somewhere else, e.g. in front of a house wall or wall, where there is as good a sunshine as possible consists. It can then point to the direction of the sun as required be turned towards when the solar radiation is so great that the unit works as a solar collector and the heat pump can be switched off.

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Claims

Verdampfereinheit einer Wärmepumpe zur Entnahme der für die Aufheizung des Wassers einer Zentralheizungsanlage erforderlichen Wärmemenge aus der Luft mit einer Abtauvorrichtung, bei der die Wärmeenergie des aufgeheizten Wassers für den Abtauvorgang verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfereinheit mit einer Vorrichtung versehen ist, welche während des Abtauvorganges die Luftströmung (3) über den Verdampfer (5) verhindert oder zumindest wesentlich verringert.Evaporator unit of a heat pump for the extraction of the Heating of the water of a central heating system required amount of heat from the air with a defrosting device, in which the thermal energy of the heated water is used for the defrosting process, characterized in that the evaporator unit is provided with a device which overflows the air flow (3) during the defrosting process the evaporator (5) prevented or at least significantly reduced.

2. VeikSampfereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Abtauvorganges eine Jalousie mittels Motorantrieb (ΐΛ) über den Luftführungsschacht (l) der Verdampf ereinheit gezogen wird.2. Veik sampfer unit according to claim 1, characterized in that that during the defrosting process a blind by means of a motor drive (ΐΛ) over the air duct (l) is the evaporator unit is pulled.

3. Verdampfereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dak die Jalousie aus einer Folie (ll) besteht, wie sie vorzugsweise auch bei Sonnerkollektoren verwendet wird.3. Evaporator unit according to claim 2, characterized in that the blind consists of a film (ll), as it does is preferably also used for solar collectors.

4-. Verdampfereinheit nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Folie auf eine Walze (13) aufgewickelt ist, welche achsial und leicht drehbar auf einem zwischen Kältekompressor und Einspritzventil (9) des Verdampfers liegenden Teil der Kühlmittelleitung (8) sitzt.4-. Evaporator unit according to claim 3 * characterized in that that the film is wound onto a roller (13), which is axially and easily rotatable on an intermediate refrigeration compressor and the injector (9) of the evaporator is part of the coolant line (8).

5. Verdampfereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie über mehrere Verdampfereinheiten gezogen werden kann.5. Evaporator unit according to claim 4, characterized in that that the film can be drawn over several evaporator units.

6. Verdampfereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftführungsschacht der Verdampfereinheit eine oder mehrere Klappen (15) vorgesehen sind, welche normalerweise parallel zum Luftstrom stehen und während des Abtauvorganges senkrecht zum Luftstrom gestellt werden.6. Evaporator unit according to claim 1, characterized in that one or in the air duct of the evaporator unit several flaps (15) are provided, which are normally parallel to the air flow and during the defrosting process perpendicular to the air flow.

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7· Verdampfereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei ausreichender Sonneneinstrahlung als Sonnenkollektor arbeitet, wobei die solar ereeugte Wärme übe.r die Abtauschlange (6) abgeführt wird.7 · Evaporator unit according to one of claims 1 to 6, characterized in that when there is sufficient solar radiation works as a solar collector, whereby the solar ereeugte Heat is dissipated via the defrost coil (6).

8. Verdampfereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, jj; daß sie eine mit einem Wärmespeicher verbundene Schlange (6)8. evaporator unit according to claim 7, characterized in that jj; that they have a snake connected to a heat accumulator (6)

besitzt, die als Abtauschlange für die Verdampfereinheit und als Ladeschlange für den Wärmespeicher dienen kann.which acts as a defrost line for the evaporator unit and can serve as a loading queue for the heat accumulator.

9· Verdampfereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehreren übereinander angeordneten Verdampferschlangen (17-23) mit Lamellen ^nä Abtauschlangen besteht»9 · Evaporator unit according to one of claims 1 to 8, characterized in that it consists of several superposed evaporator coils (17-23) with lamellas ^ next defrost coils »

1O_# Verdampfereinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferschlangen stufenförmig angeordnet und auf dem Dach (24) eines Hauses angebracht sind.1O _# evaporator unit according to claim 9, characterized in that the evaporator coils are arranged in steps and attached to the roof (24) of a house.

11· Verdampfereinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie drehbar angebracht ist.11 · Evaporator unit according to claim 9, characterized in that that it is rotatably mounted.

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