DK154455B - Varmepumpeanlaeg - Google Patents

Description

i

DK 154455 B

Opfindelsen vedrører en varmepumpe med et kølemiddelkredsløb, som omfatter en kompressor, en kondensator, et drøvle-organ, en fordamper samt en receiver, som omfatter en beholder i serie mellem kondensatorens afgang og drøvleorganet 5 for optagelse af kølemidlet fra kondensatoren, hvorhos returledningen fra fordamperen til kompressoren er indrettet til varmeudveksling mellem det kølemiddel, som passerer henholdsvis gennem receiveren og returledningen.

Hvis der i kølemiddelstrømmen til kompressoren i et varme- 10 pumpeanlæg forekommer store mængder kølemedium i væskefase, medfører dette risiko for kompressorhavari og nedsættelse af varmepumpens virkningsgrad. Under anlæggets drift er det derfor vigtigt dels at hindre kølemedium i væskefase i at nå / frem til kompressoren og dels kontinuerligt at afpasse den 15 mængde kølemedium, som føres til fordamperen, således at der opretholdes optimale driftsforhold.

Fra f.eks. USA patent nr. 2 385 667 er det kendt at forvarme kølemiddelgassen til kompressoren.

Formålet med opfindelsen er at angive en forbedret tek-20 nik til forvarmning af kølemiddelgassen til kompressoren.

Dette opnås ved det i krav 1's kendetegnende del angivne anlæg.

Ved opfindelsen opnås, at det kølemedium, som strømmer fra fordamperen og skal tilføres kompressoren, opdeles 25 i receiverens ydre kappe i en væskefase, som optages i den nedre del af kappen, og en gasfase, som optages i den øvre del af kappen. Eventuelle væskedråber, som rives med af gasfasen, suspenderes og ophedes hurtigt i den øvre del af kappen og fordampes ved modtagelse af varmeenergi fra 30 det varme kølemiddel fra kondensatoren, som midlertidigt forekommer i receiveren, inden kølemidlet strømmer til

DK 154455 B

2 fordamperen. En forøget kølemiddelstrømning til fordamperen medfører en forøget strømning af kølemiddel gennem receiverens kappe og dermed en forøget afkøling af receiveren, hvilket medfører, at der akkumuleres mere kølemedium i 5 væskefase i receiverbeholderen, hvorved kølemedietilfør-slen til fordamperen mindskes. Ved underafkøling af kølemediet i receiveren opnås desuden en forbedring af køleeffekten.

Når der skal være rimelig plads til både en væskefase 10 og en dampfase i varmeveksleren, skal denne have en mindste lodret højde, som til gengæld i nogle tilfælde kan give problemer med at drive smøremidlet rundt, så at dette vil kunne samle sig på varmevekslerens bund.

Denne ulempe undgås ved hjælp af de i krav 2 angivne 15 foranstaltninger. Det kan bemærkes, at gastrykket er lavere ved udløbet af kappen, end ved indløbet, og idet trykdifference ikke udlignes af det relativt snævre rør, kan der suges olie op fra indløbet til udløbet.

Opfindelsen vil blive nærmere forklaret ved den følgende be-20 skrivelse af en udførelsesform, idet der henvises' til tegningen, hvor fig. 1 viser et principdiagram over en udførelsesform for varmepumpeanlægget ifølge opfindelsen, fig. 2 viser et sidebillede af en sammenbygning af kompres-25 sor og receiver, medens fig. 3 viser et længdesnit gennem receiveren.

Det på fig. 1 viste varmepumpeanlæg omfatter en kompressor 10, hvis trykside er forbundet til en firevejsventil 11.

Fra firevej sventilen udgår en ledning 12 til et varmeveks-30 lerbatteri 13, som via en ledning 14 er forbundet til to

grenledninger 15 og 16. Batteriet 13 er forbundet via spærreventiler 17 og 18 i ledningerne henholdsvis 12 og 14. I

DK 154455 B

3 19B, og mellem disse kontraventiler er der til ledningen 15 forbundet en ledning 20, som fører til en receiver 21. Kontraventilerne 19A og 19B tillader strømning gennem ledningen 15 til ledningen 20 og blokerer strømning i den modsatte 5 retning. På samme måde er der i grenledningen 16 anbragt to kontraventiler 22A og 22B og til ledningen 16 er der mellem disse kontraventiler forbundet en ledning 23 fra et drøvle-organ 24. Kontraventileme 22A og 22B tillader strømning fra ledningen 23 til og gennem ledningen 16, men blokerer 10 strømning i den modsatte retning.

Et andet varmevekslerbatteri 25 er via en ledning 26 og en spærreventil 27 forbundet med grenledningen 16, medens det via en ledning 28 med en afspærringsventil 29 er forbundet til fireve j sventilen 11. Fra denne ventil udgår også en led-15 ning 30 til receiveren 21, som i øvrigt er forbundet til drøvleorganet 24 via en ledning 31 og et tørrefilter 32 og er forbundet til kompressorens 10 sugeside via en ledning 33 og et rensefilter 34.

Receiveren 21 har en for opfindelsen karakteristisk kon-20 struktion, som nærmere fremgår af fig. 3. Receiveren er udført som en kappevarmeveksler med en cylindrisk beholder 35j som er omgivet af en kappe 36. Uden på kappen findes der en varmeisolering 37. Ledningen 20 er forbundet til beholderen 35 foroven i beholderens ene ende, medens ledningen 25 31 er forbundet forneden til beholderen 35 i samme ende, som endvidere har et centralt anbragt skueglas 38. Ledningen 30 er forbundet til receiverens 21 kappe 36 forneden, medens ledningen 33 er forbundet til kappen foroven.

Receiveren 21 har på oversiden en flange 39, på hvilken kom-30 pressoren 10 er anbragt, således som det kan ses på fig. 2, hvorved kompressoren og receiveren tilsammen udgør en enhed. Denne enhed kan endvidere omfatte de øvrige elementer i varmepumpeanlægget, bortset fra varmevekslerbatterieme 13 og 25, dvs. enheden omfatter den del af varmepumpeanlægget, 35 som ligger inden for stregpriklin^en på fig. 1. Denne enhed 4

DK 154455 B

kan adskilles fra batterierne 13 og 25 ved hjælp af ventilerne 17, 18, 27 og 29, hvorved eftersyn og reparation af anlægget lettere kan foretages.

Batterierne 13 og 25 kan alternativt fungere som henholdsvis 5 kondensator eller fordamper, afhængigt af, hvorledes f ireve jsventilen 11 er indstillet. Hvis det antages, at varmepumpen er beregnet som et klimaaggregat i et lokale, kan f.eks. batteriet 13 være anbragt indendørs, medens batteriet 25 er anbragt udendørs, og i forbindelse med hvert bat-10 teri findes der en ventilator og spjældanordninger for cirkulering af enten udeluften eller rumluften. Luften fra batteriet 13 tilføres de lokaler, som skal klimakonditioneres, medens luften fra batteriet 25 afgives til det fri. Batterierne 13 og 25 består fortrinsvis af lamelbatterier 15 med afvandingsgitter.

Drøvleorganet 24 kan være et kapillarrør, men er fortrinsvis en ekspansionsventil. Denne ekspansionsventil styres af en termoføler 40, som detekterer temperaturen af det kølemiddel, som passerer gennem ledningen 30.

20 Hvis det antages, at firevejsventilen 11 er indstillet til den på fig. 1 med stiplet streg viste stilling, dvs. kompressorens 10 trykside er forbundet til ledningen 12, og ledningerne 28 og 30 er indbyrdes forbundne, vil batteriet 13 komme til at fungere som kondensator, og batteriet 25 25 vil komme til at fungere som fordamper, således at der føres varm luft til lokalerne fra kondensatoren 13.

Under forudsætning af den antagede stilling for firevejs-ventilen 11 afgiver kompressoren 10 komprimeret kølemedium i gasfase til kondensatoren 13, hvor kølemidlet kondenseres 30 under afgivelse af fordampningsvarmen. Kølemidlet passerer i væskefase gennem ledningen 14 og via kontraventilen 19A gennem grenledningen 15 og gennem ledningen 20 til beholderen 35 i receiveren 21, medens kølemidlet derimod ikke kan passere forbi kontraventilen 22A i grenledningen 16.

5

DK 154455 B

Kompressoren 10 frembringer via ledningerne 33, 30 og 28 et undertryk i fordamperen 25, således at kølemidlet i væskefase suges fra beholderen 35 i receiveren 21 gennem ledningen 31 og tørfilteret 32 og gennem ekspansionsven-5 tilen 24 til ledningen 23 og videre gennem grenledningen 16 forbi kontraventilen 22B til ledningen 26 og ind i fordamperen 25. Derimod passerer kølemidlet ikke gennem kon-traventilen 22A, da denne holdes lukket af et højere tryk i ledningen 14. I fordamperen 25 fordampes kølemidlet un-10 der optagelse af fordampningsvarmen fra den gennem fordamperen passerende luft, og kølemidlet passerer i gasfase tillige med lidt resterende kølemedium i væskefase gennem ledningen 28 via firevej sventilen 11 og ledningen 30 til receiverens 21 kappe 36. Efter at have passeret kappen 36 15 løber kølemidlet gennem ledningen 33 og rensefilteret 34 til kompressorens 10 sugeside.

I receiveren 21 foregår der en varmeveksling mellem det koldere kølemiddel i gasfase fra fordamperen 25, som passerer gennem kappen 36, og det varmere kølemiddel i væske-20 fase fra kondensatoren 13, som akkumuleres i beholderen 35 i større eller mindre mængde, inden det går videre til ekspansionsventilen 24. Som følge af varmevekslingen i receiveren tilvejebringes ved samvirkning med ekspansionsventilen 24, som styres af temperaturen for kølemidlet i led-25 ningen 30, en balancering af tilførslen af kølemiddel til fordamperen 25, således at den mængde kølemiddel, som føres til fordamperen, er optimalt tilpasset, hvorved det undgås, at der suges kølemiddel i væskefase ind i kompressoren, eller at der føres en for lille mængde kølemiddel til for-30 damperen 25. Ved at der endvidere tilvejebringes en underafkøling af kølemidlet i receiverbeholderen 35, forbedres varmepumpeanlæggets køleeffekt.

En del smøreolie kan følge med det cirkulerende kølemiddel fra kompressoren, og for at denne olie ikke skal samle sig 35 på bunden af kappen 36 i receiveren 21, er der anbragt en olieudskiller i forbindelse med receiveren. Denne omfatter

DK 154455 B

6 et snævert rør 41, hvis ene ende er forbundet til ledningen 30, hvor denne er ført ind til kappen 36» og som strækker sig opad til ledningen 33, hvor denne er forbundet til kap-pen 36, således at røret 41 er forbundet til ledningen 33 5 via en olielomme 42. Via denne olieudskiller suges der olie fra ledningen 30 til ledningen 33» hvorfra olien kan strømme ind i kompressoren 10 og bidrage til smøring af denne.

For afkøling af lokalerne, i hvilke varmepumpeanlægget benyttes, indstilles firevej sventilen 11 i en sådan stil-10 ling, at ledningerne .12 og 30 forbindes med hinanden, medens ledningen 28 forbindes til kompressorens 10 trykside. Derved kommer batteriet 25 til at arbejde som kondensator, og batteriet 13 kommer til at arbejde som fordamper, kontraventilen 19A og kontraventilen 22B kommer 15 til at blokere, medens der tillades strømning gennem kon-traventileme 19B og 22A. Funktionen bliver i øvrigt den samme som ovenfor forklaret. Varmevekslerbatterieme kan være indrettet for varmeudveksling mellem luft og kølemiddel, således som det er tilfældet ved den beskrevne ud-20 førelsesform, men de kan også være indrettet til varmeudveksling mellem kølemidlet og en væske.

Claims (2)

1. Varmepumpeanlæg med. et kølemiddelkredsløb, som omfatter en kompressor (10), en kondensator (13, 25), et drøvleorgan (24) og en fordamper (25, 13) samt en receiver (21), som 5 omfatter en beholder (35) i serie mellem kondensatorens (13, 25. afgang (20) og drøvleorganet (24) for optagelse af kølemiddel fra kondensatoren, hvorhos returledningen (28, 30, 33) fra fordamperen (25, 13) til kompressoren (10) er indrettet til varmeudveksling mellem kølemidlet, som strømmer gennem 10 henholdsvis receiveren og returledningen, kendetegnet ved, at receiveren (21) er indrettet som en kappevarmeveksler med en beholderen (35) omgivende ydre kappe (36), der er forbundet som væskeudskiller i returledningen (28, 30, 33), således at returledningens indløb til kappen 15 (36) er beliggende nedadtil, og returledningens udløb fra kappen er beliggende opadtil.

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der mellem returledningens (28, 30, 33) indløb og udløb findes en olieudskiller (41, 42), som er indrettet til at 20 overføre eventuelt ansamlet olie i kappen fra indløbet til udløbet.