| Dokumentenidentifikation |
DE102004010066A1 22.09.2005 |
| Titel |
Abtauverfahren für eine Wärmepumpe |
| Anmelder |
Stiebel Eltron GmbH & Co. KG, 37603 Holzminden, DE |
| Erfinder |
Smollich, Steffen, 37671 Höxter, DE; Schiefelbein, Kai, Dr., 37671 Höxter, DE; Schaumlöffel, Michael, 37671 Höxter, DE |
| DE-Anmeldedatum |
02.03.2004 |
| DE-Aktenzeichen |
102004010066 |
| Offenlegungstag |
22.09.2005 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
22.09.2005 |
| IPC-Hauptklasse |
F25B 47/02
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| IPC-Nebenklasse |
F25B 30/02
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| Zusammenfassung |
Bei einem Verfahren zum Abtauen eines Verdampfers 4 erfolgt zum Abtauen eine Kreisumkehr, bei der ein Einfrieren des Verflüssigers 2 droht. Um dieses Einfrieren nicht entstehen zu lassen, wird vorher vom Kreisumkehrbetrieb auf Wärmepumpenbetrieb zurückgeschaltet und zum weiteren Abtauen wird dem Verdampfer 4 Heißgas zugeführt.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtauen eines Verdampfers
eines Wärmepumpenkreises, wobei mittels Kreisumkehr abgetaut wird und im Kreisumkehrbetrieb
ein Einfrieren des Verflüssigers des Wärmepumpenbetriebs droht.
In der DE 198 32 682 C2
ist eine Abtaueinrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens beschrieben.
Die Abtaueinrichtung ist mit einem im Kreislauf geführten Kältemittel, mit einer
Kältemittelkreislauf-Umkehrschaltung und einem ersten Expansionsventil in einem
Heizkreis und einem zweiten Expansionsventil in einem Abtaukreis ausgerüstet. Das
Abtauen ist dadurch verbessert, dass im Heizkreis vor das erste Expansionsventil
ein Kältemittelsammler geschaltet ist.
Neben dieser Möglichkeit des Abtauens durch Kreisumkehr ist in der
DE 198 32 682 C2 auch auf die Möglichkeit
einer Heißgas-Abtauung verwiesen.
Das Abtauen luftbeaufschlagter, vereister Verdampfer mittels Kreisumkehr
ist energetisch effizienter als das Abtauen mittels Heißgas, da bei der Kreisumkehrabtauung
anteilig Wärme zum Abtauen genutzt wird, die mit einer Leistungszahl > 1 erzeugt
wurde. Diese Wärme wird, beispielsweise bei einer Luft/Wasser-Wärmepumpe durch Wasser
bereitgestellt. Ein kritischer Zustand ergibt sich dann, wenn das Wasser beim Abtauen
mittels Kreisumkehr bis in die Nähe des Gefrierpunktes abgekühlt wird und es dann
zu einem Einfrieren des Verflüssigers der Wärmepumpe kommen kann. Um dies zu vermeiden,
wird nach dem Stand der Technik das Abtauen bei dem Eintreten dieses kritischen
Falles beendet. Ungünstig ist dies, weil nicht sicher ist, dass beim Auftreten dieses
Zustandes der Verdampfer tatsächlich vollständig enteist ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten
Art vorzuschlagen, bei dem das Abtauen energetisch effizient ist und nicht vorzeitig
beendet werden muss.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
Dabei sind die Möglichkeiten des Abtauens mittels Kreislaufumkehr
und Heißgas kombiniert. Das Abtauen erfolgt vorrangig durch Kreisumkehr. Ergeben
sich dann beim Kreisumkehrbetrieb Betriebszustände, bei denen der Verflüssiger einzufrieren
droht, dann wird das Abtauen durch die Heißgasabtauung fortgesetzt. Es ist also
ein störungsfreier und energetisch effizienter Abtaubetrieb gewährleistet.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung wird zum Detektieren des
drohenden Einfrierens des Verflüssigers der kältemittelseitige Druck oder die wasserseitige
Temperatur überwacht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die
Figur zeigt eine Luft/Wasser-Wärmepumpe schematisch.
In einem Wärmepumpenkreis (vgl. Figur) liegen ein Verdichter
1, ein Verflüssiger 2, zwei antiparall geschaltete Drosselorgane
3,3', ein Verdampfer 4 mit Gebläse 5 und ein
4-2-Wegeventil 6. Vom Ausgang des Verdichters 1 zum Verdampfer
4 führt ein Bypass 7, in den ein Magnetventil 8 geschaltet
ist. Im Wärmepumpenkreis ist beim Verflüssiger 2 ein Druckwächter
9 vorgesehen. Im Wasserkreis des Verflüssigers 2 liegt Temperaturwächter
10.
Der Verdichter 1 ist beispielsweise ein Scroll-Verdichter,
ein einstufiger oder zweistufiger Hubkolben-Verdichter oder Rollkolben-Verdichter.
Als Drosselorgane 3,3' können thermostatische oder elektronische
Expansionsventile zum Einsatz kommen. Als Kältemittel werden beispielsweise H-FKW-Kältemittel,
Kohlenwasserstoffe oder CO2 verwendet.
Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung ist im wesentlichen
folgende:
Ist der Verdampfer 4 nach einer gewissen Zeit des Wärmepumpenbetriebs vereist
oder bereift, dann wird dies über an sich bekannte Mittel in üblicher Weise festgestellt.
Durch Umschalten des 4-2-Wegeventils 6 wird der Kreislauf des Wärmepumpenkreises
umgekehrt. Dadurch verflüssigt sich Kältemittel im Verdampfer 4 und verdampft
im Verflüssiger 2. Der Verdampfer 4 taut dabei ab.
Über den Druckwächter 9 oder den Temperaturwächter
10 wird überwacht, wann das Wasser im Verflüssiger 2 einzufrieren
droht. Ist mit dem Einfrieren des Wassers innerhalb kurzer Zeitspanne zu rechnen,
dann wird von einer nicht näher dargestellten Steuerung das 4-2-Wegeventil
6 auf Wärmepumpenbetrieb zurückgeschaltet und das Magnetventil
8 wird geöffnet, wodurch der Verdichter 1 Heißgas über den Bypass
7 direkt in den Verdampfer 4 drückt. Dieser wird nun weiter abgetaut,
ohne dass das Einfrieren des Verflüssigers 2 zu befürchten ist.
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| Anspruch[de] |
- Verfahren zum Abtauen eines Verdampfers eines Wärmepumpenkreises, wobei
mittels Kreisumkehr abgetaut wird und im Kreisumkehrbetrieb ein Einfrieren des Verflüssigers
droht, dadurch gekennzeichnet, dass bei drohendem Einfrieren des Verflüssigers
(2) der Wärmepumpenkreis vom Kreisumkehrbetrieb auf Wärmepumpenbetrieb
umgeschaltet wird und dem Verdampfer (4) durch einen Bypass (7)
Heißgas zugeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Detektieren
des drohenden Einfrierens des Verflüssigers (2) der kältemittelseitige
Druck überwacht wird.
- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Detektieren
des drohenden Einfrierens des Verflüssigers (2) die Temperatur des Wärmeträgermediums,
insbesondere Wassers, des Verflüssigers (2) überwacht wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zum Zuführen des Heißgases zum Verdampfer (4) ein Magnetventil (8)
des Bypasses (7) geschaltet wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmepumpenkreis der einer Luft/Wasser-Wärmepumpe ist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass als Verdichter (1) ein Scroll-Verdichter, ein einstufiger oder zweistufiger
Hubkolbenverdichter oder ein einstufiger oder zweistufiger Rollkolbenverdichter
verwendet wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass als Drosselorgan (3,3') ein thermostatisches oder elektronisches
Expansionsventil verwendet wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass als Kältemittel ein H-FKW-Kältemittel oder Kohlenwasserstoffe oder Kohlendioxid
verwendet werden.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen
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