DE19861020C1 - Ventilation arrangement for buildings extracts heat from outlet air directed out of building or from air fed into building using heat pump with coolant or water heat transfer device - Google Patents
Ventilation arrangement for buildings extracts heat from outlet air directed out of building or from air fed into building using heat pump with coolant or water heat transfer deviceInfo
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Abstract
Description
In neu errichteten Wohngebäuden werden in Zukunft verstärkt Lüftungsgeräte mit Wärmerückgewinnung eingebaut. Diese führen zu einem erhöhten Komfort, da der notwendige Luftaustausch automatisch sichergestellt wird und durch die Wärmerückgewinnung das Temperaturniveau der Zuluft deutlich angehoben wird. Die in den Wohnräumen anfallende Feuchte wird permanent abgeführt, so daß Bauschäden durch Feuchteanfall vermieden werden. Durch die Nutzung der Abluftwärme zur Vorerwärmung der Zuluft kann der Heizwärmebedarf gesenkt und somit Energie eingespart werden. Deshalb werden diese Systeme im Rahmen der geltenden Wärmeschutzverordnung und aller Voraussicht nach auch bei der neuen Energieeinsparverordnung durch einen Bonus berücksichtigt.In the future, ventilation units will increasingly be installed in newly constructed residential buildings Heat recovery installed. These lead to increased comfort since the necessary air exchange is automatically ensured and by the Heat recovery the temperature level of the supply air is raised significantly. The moisture accumulating in the living rooms is permanently removed, so that Damage to construction caused by moisture can be avoided. By using the Exhaust air heat for preheating the supply air can reduce the heating requirement and thus saving energy. Therefore, these systems are part of the applicable thermal insulation ordinance and in all likelihood also with the new one Energy saving regulation taken into account by a bonus.
Wird ein derartiges Lüftungssystem mit einem Erdreichwärmeübertrager zur Vorerwärmung der Frischluft kombiniert, liegt das Temperaturniveau der Fortluft auch nach der Wärmeabgabe an die Zuluft in einer Größe, die eine energieeffiziente Nutzung durch eine Wärmepumpe zuläßt. Die Wärmepumpe kann die rückgewonnene Wärme zusammen mit der in Wärme umgewandelten Antriebsenergie bei Heizbedarf an die Zuluft abgeben und sonst für die Trinkwassererwärmung bereitstellen.If such a ventilation system with a geothermal heat exchanger Combined preheating the fresh air, the temperature level of the exhaust air is also after giving off heat to the supply air in a size that is energy efficient Permits use by a heat pump. The heat pump can do that recovered heat together with that converted into heat Give drive energy to the supply air when heating is required and otherwise for the Provide drinking water heating.
Im Niedrigenergiehaus kann damit ein nennenswerter Anteil der Heizwärme gedeckt werden. Außerhalb der Kernheizperiode kann die Warmwasserbereitung vollständig von der Abluftwärmepumpe gedeckt werden, wobei die Kombination mit einer thermischen Solaranlage die Energieeffizienz steigert.In a low-energy house, this can cover a significant proportion of the heating energy become. Outside of the core heating period, hot water preparation can be completed be covered by the exhaust air heat pump, the combination with a thermal solar system increases energy efficiency.
Im Passivhaus kann durch die oben beschriebene Gerätekombination eine fast vollständige Deckung des gesamten Wärmebedarfs erfolgen. Durch die Einsparung des im Niedrigenergiehaus noch notwendigen zusätzlichen Heizsystems kommt es zu geringeren Investitionen in die Haustechnik.In the passive house, an almost full coverage of the entire heat requirement. By saving of the additional heating system still required in the low-energy house to lower investments in home technology.
Der Wärmebedarf zur Brauchwassererwärmung erreicht im Niedrigenergiehaus eine Größe von 30 bis 50% des gesamten Wärmebedarfs und kann im Passivhaus sogar dominieren. Wird das Wasser von der Wärmepumpe erwärmt, so ist ein höheres Temperaturniveau gefordert als bei der Zulufterwärmung. Dadurch sinkt üblicherweise die Effizienz (Leistungszahl) von Wärmepumpen.The heat requirement for domestic water heating reaches one in the low-energy house Size of 30 to 50% of the total heat requirement and can even in the passive house dominate. If the water is heated by the heat pump, there is a higher one Temperature level required than for supply air heating. This will decrease usually the efficiency (coefficient of performance) of heat pumps.
Überdies wird für einen gesteigerten sommerlichen Komfort oft eine Kühlung der Wohnräume gewünscht. Der steigende Absatz meist wenig effizienter Splitgeräte zur Raumkühlung zeigt den herrschenden Bedarf.In addition, cooling is often used to increase summer comfort Desired living space. The increasing sales of mostly less efficient split devices Room cooling shows the prevailing demand.
Es gibt für die Realisierung der Wärmenutzung auf unterschiedlichen Temperaturniveaus bereits unterschiedliche Ansätze. Grundsätzlich werden dabei zwei Verflüssiger derart miteinander verschaltet, daß sie vom Kältemittel in Reihe durchströmt werden. Wenn allerdings nur eine der beiden Wärmeanforderungen besteht (also Luftheizung oder Brauchwassererwärmung) muß entweder jeweils ein Verflüssiger durch einen Bypass umgangen werden oder es erfolgt eine unerwünschte Wärmeabgabe an einer Stelle, an der kein Bedarf besteht.There are different ways of realizing heat utilization Temperature levels already have different approaches. Basically, doing so two condensers interconnected so that they are in series from the refrigerant be flowed through. However, if only one of the two heat requirements exists (i.e. air heating or hot water heating) must either be one Condensers are bypassed or there is a condenser unwanted heat emission in a place where there is no need.
Soll dieser Wärmeverlust vermieden werden und wird zusätzlich gefordert, daß die Wärmepumpe im Kühlmodus betrieben werden kann und dabei nach Möglichkeit auch noch Brauchwasser erwärmt, so sind bisher sehr aufwendige und damit teure und störungsanfällige Schaltungen realisiert worden.If this heat loss is to be avoided and is additionally required that the Heat pump can be operated in cooling mode and if possible hot water is also heated, so far it has been very complex and therefore expensive and fault-prone circuits have been implemented.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Lüftungsanordnung für Gebäude derart anzugeben, daß die vorstehend beschriebene, teilweise dominierende Wärmeanforderung mit gesteigerter Leistungszahl und erhöhtem Warmwasserkomfort zu erfüllen ist. Dabei soll die Kombination mit unterschiedlichen Pufferspeichern für thermische Solaranlagen problemlos möglich sein.The invention has for its object a ventilation arrangement for buildings to indicate that the above-described, partially dominant Heat demand with increased coefficient of performance and increased Warm water comfort is to be fulfilled. The combination with different Buffer storage for thermal solar systems can be easily done.
Überdies soll für einen gesteigerten sommerlichen Komfort eine Kühlung der Wohnräume möglich sein. Schließlich soll die Lüftungsanordnung günstig in der Herstellung und im Betrieb sein und überdies sicher gegen Störanfälle sein.In addition, a cooling of the should for increased summer comfort Living spaces may be possible. After all, the ventilation arrangement should be cheap in the Manufacture and be in operation and also be safe against accidents.
Die Lösung der Aufgabe ist Gegenstand des Anspruchs 1. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Ansprüche 11 ff. richten sich darüber hinaus auf vorteilhafte Verwendungsweisen der erfindungsgemäßen Lüftungsanordnung.The solution to the problem is the subject of claim 1. The inventive concept Advantageously further developing features are the subject of the subclaims. The Claims 11 ff. Are also directed to advantageous uses of ventilation arrangement according to the invention.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigen:The invention is hereinafter described without limitation of the general The inventive concept based on exemplary embodiments with reference to the Drawing described as an example. Show it:
Fig. 1 Prinzipdarstellung der neuen Lüftungsanordnung, Fig. 1 is a basic illustration of the novel vent assembly,
Fig. 2 Lüftungsanordnung im Brauchwasserbetrieb, Fig. 2 vent assembly in the hot water operation,
Fig. 3 Lüftungsanordnung im Zuluftheizbetrieb, Fig. 3 Ventilation arrangement in Zuluftheizbetrieb,
Fig. 4 Lüftungsanordnung für Brauchwassererwärmung und Zuluftheizung Fig. 4 ventilation arrangement for domestic water heating and supply air heating
Fig. 5 Lüftungsanordnung im Kühlbetrieb und gleichzeitiger Wassererwärmung und Fig. 5 ventilation arrangement in cooling mode and simultaneous water heating and
Fig. 6 Lüftungsanordnung zur Kühlung der Zuluft unter Abgabe der Überschußwärme an die Abluft. Fig. 6 ventilation arrangement for cooling the supply air while releasing the excess heat to the exhaust air.
Mit dem in Fig. 1 dargestellten Konzept wird eine sehr einfache Schaltung realisiert, die alle oben genannten Anforderungen erfüllt. Kernstück ist die Reihenschaltung eines Kältemittel/Wasser-Wärmeübertragers WW mit wasserseitig geregeltem Massenstrom W und eines Kältemittel/Luft-Wärmeübertragers LWZu oder LWAb, für den ein Bypass vorgesehen ist. Durch die Wasserpumpe WP besteht die Möglichkeit, den Wärmeentzug aus dem Kältemittel einfach zu regeln. Besteht Bedarf an warmem Wasser, aber nicht an Heizenergie, wird die Pumpe WP mit Nenndrehzahl betrieben. Dadurch wird dem Kältemittel die Wärme bis zur Unterkühlung entzogen und das flüssige Kältemittel fließt in den Kältemittelsammler KS. Hierbei kann durch geschickte konstruktive Gestaltung sogar das Dreiwegeventil durch ein einfaches Magnetventil ersetzt werden.With the concept shown in FIG. 1, a very simple circuit is realized which fulfills all of the requirements mentioned above. The centerpiece is the series connection of a refrigerant / water heat exchanger WW with water flow regulated mass flow W and a refrigerant / air heat exchanger LW Zu or LW Ab , for which a bypass is provided. With the WP water pump it is possible to easily regulate the heat extraction from the refrigerant. If there is a need for warm water but not heating energy, the WP pump is operated at the nominal speed. This removes the heat from the refrigerant until it cools down and the liquid refrigerant flows into the refrigerant collector KS. With clever design, the three-way valve can even be replaced with a simple solenoid valve.
Besteht jedoch nur Heizbedarf und kein Bedarf an warmem Wasser, so wird die Pumpe WP ausgeschaltet. In diesem Fall erwärmt sich nur der Inhalt des Wärmeübertragers WW ohne Wärme an den Brauchwasserkreis W abzugeben. Wird er konstruktiv in der Zuluft LZu angeordnet, so dient seine Wärmeabgabe ausschließlich der gewünschten Zulufterwärmung.However, if there is only a heating requirement and no need for warm water, the WP pump is switched off. In this case, only the content of the heat exchanger WW heats up without releasing heat to the hot water circuit W. If it is structurally arranged in the supply air L Zu , its heat emission only serves to heat the supply air.
Liegen jedoch beide Anforderungen gleichzeitig vor, so kann die Pumpe WP mit einer geringeren Drehzahl als der Nenndrehzahl betrieben werden. Dadurch wird nur ein Teil der Wärme auf das Wasser übertragen, der Rest geht an die Zuluft.However, if both requirements are present at the same time, the WP pump can also be used be operated at a lower speed than the nominal speed. This will only part of the heat is transferred to the water, the rest goes to the supply air.
Für die Regelung der Pumpe gibt es zwei Möglichkeiten:There are two ways to control the pump:
Wird eine drehzahlgeregelte Pumpe mit vorgeschaltetem Inverter verwendet, so kann der Durchfluß stufenlos geregelt werden. Mit einem Temperatursensor am Wasseraustritt des Wärmeübertragers kann somit innerhalb weiter Betriebsgrenzen eine definierte Austrittstemperatur des Wassers eingestellt werden. Hierdurch kann ein hoher Brauchwasserkomfort erreicht werden, da sehr schnell Wasser von gewünschter Temperatur in einem Warmwasserspeicher zur Verfügung steht. Da gleich die gewünschte Endtemperatur erreicht wird, könnte bei einem Pufferspeicherkonzept auf eine Ladelanze verzichtet werden. Beachtet werden muß der relativ hohe Preis der geregelten Pumpe, des Inverters und des Sensors. Außerdem darf der Inverter möglichst keinen oder zumindest einen sehr geringen Stand-by-Stromverbrauch haben.If a speed-controlled pump with an upstream inverter is used, so the flow can be regulated continuously. With a temperature sensor on Water leakage from the heat exchanger can therefore be within wide operating limits a defined outlet temperature of the water can be set. This can a high level of domestic water comfort can be achieved, since water from desired temperature is available in a hot water tank. There the desired final temperature is reached at once Buffer storage concept without a charging lance. Must be observed the relatively high price of the regulated pump, inverter and sensor. In addition, the inverter may not have any or at least a very small one Have stand-by power consumption.
Einfacher wäre die Verwendung einer Wechselstrompumpe und eine Ansteuerung dieser Pumpe mit Phasenanschnittsteuerung oder mit Pulsweitenmodulation. Mit einer zweistufigen Pumpe kann ein definierter Wassermassenstrom für den gemischten Betrieb eingestellt werden. Durch die Nutzung des starken Unterschiedes des Wärmeübertragungsvermögens bei laminarer und turbulenter Strömung des Wassers im Wärmeübertrager kann die Differenz der Drehzahl begrenzt werden. Dieses Konzept hat den Vorteil einer sehr einfachen Regelung und geringerer Kosten, kann jedoch nicht den oben beschriebenen Komfort gewährleisten.The use of an AC pump and control would be simpler this pump with phase control or with pulse width modulation. With a two-stage pump, a defined water mass flow for the mixed operation can be set. By using the strong Difference in heat transfer capacity with laminar and turbulent Flow of water in the heat exchanger can be the difference in speed be limited. This concept has the advantage of a very simple regulation and lower cost, but may not have the convenience described above guarantee.
Mit Hilfe des in Fig. 1 ebenfalls dargestellten Vierwegeventils kann die Funktion des Verflüssigers in der Luft und des Verdampfers ausgetauscht werden. Damit kann die Zuluft bei sommerlichem Kühlbedarf als Wärmequelle für die Brauchwassererwärmung verwendet werden. Damit ergibt sich ein doppelter Nutzen der eingesetzten elektrischen Antriebsenergie.With the help of the four-way valve also shown in Fig. 1, the function of the condenser in the air and the evaporator can be exchanged. This means that the supply air can be used as a heat source for heating domestic hot water when summer cooling is required. This results in a double use of the electrical drive energy used.
Besteht jedoch kein Bedarf an warmem Wasser, weil der Warmwasserspeicher z. B. bereits von einer thermischen Solaranlage erwärmt wurde, kann die Überschußwärme auch an die Abluft abgegeben werden. Dann besteht der Nutzen allerdings nur noch in der Kühlleistung, die aus Gründen der rationellen Energienutzung möglichst selten in Anspruch genommen werden sollte. Deshalb sollte auf eine gute Gestaltung des Gebäudes und die vorrangige Nutzung eines eventuellen Erdreichwärmeübertragers zur Frischluftkühlung Wert gelegt werden.However, there is no need for hot water because the hot water tank z. B. has already been heated by a thermal solar system Excess heat can also be given off to the exhaust air. Then there is the benefit however, only in the cooling capacity, which for reasons of rational Energy use should be used as rarely as possible. Therefore should be based on good design of the building and priority use of a possible geothermal heat exchanger for fresh air cooling.
Der Betrieb der Wärmepumpe WP im Brauchwasserbetrieb ist in Fig. 2 dargestellt. Die Wasserpumpe WP läuft bei höchster Drehzahl, so daß die gesamte Enthitzung, Kondensation und Unterkühlung im Kältemittel/Wasser-Wärmeübertrager WW stattfindet. Das Dreiwegeventil gibt den Bypass zum Kältemittelsammler frei. Die Pfeile an den Leitungen geben die Richtung des Kältemittel-Massenstromes an.The operation of the heat pump WP in hot water operation is shown in Fig. 2. The water pump WP runs at the highest speed, so that the entire desuperheating, condensation and subcooling takes place in the refrigerant / water heat exchanger WW. The three-way valve releases the bypass to the refrigerant collector. The arrows on the lines indicate the direction of the refrigerant mass flow.
Der Kreislauf im Massenstrom erfolgt wie folgt: Die Wasserpumpe WP fördert kaltes Wasser in den Wärmeübertrager WW. Dort wird das Brauchwasser W aufgewärmt. Durch WW fließt vom Verdichter V überhitztes Kältemittel KZu, das vom Wärmeübertrager LAb über das 4-Wege-Ventil und den Abscheider A herrührt. Vom Wärmeübertrager WW gelangt das abgekühlte Kältemittel über das 3-Wege-Ventil in den Kältemittelsammler KS und wird mittels Expansionsventil verflüssigt und abgekühlt. Ein kalter Kältemittel-Flüssigkeitsstrom gelangt in den Abluft- Wärmeübertrager LWAb.The circulation in the mass flow is as follows: The water pump WP pumps cold water into the heat exchanger WW. The process water W is heated up there. By WW superheated refrigerant flows to the compressor K V, which originates from the heat exchanger from L via the 4-way valve and the separator A. From the heat exchanger WW, the cooled refrigerant reaches the refrigerant collector KS via the 3-way valve and is liquefied and cooled by means of an expansion valve. A cold flow of refrigerant liquid enters the exhaust air heat exchanger LW Ab .
In Figur ist als Legende angegeben welche Stoffströme wie temperiert sind. Die dicke Linienführung entspricht einem warmen Stoffstrom, die normal durchgezogene Linie entspricht einem abgewärmten Stoffstrom und die zickzack ausgeführte Linienform entspricht einem kalten Stoffstrom. Auf die derart eingeführte Linienbedeutung wird auch in den weiteren Figuren entsprechend Bezug genommen.The figure shows as a legend which material flows are tempered and how. The thick lines correspond to a warm material flow, the normal solid Line corresponds to a warmed material flow and the zigzag executed Line shape corresponds to a cold material flow. On the so introduced Line meaning is also referred to accordingly in the other figures.
Die ausschließliche Zulufterwärmung ist in Fig. 3 skizziert. Dafür wird die Wasserpumpe WP ausgestellt und das Dreiwegeventil gibt die Verbindung zum Eingang des Vierwegeventils frei.The exclusive supply air heating is sketched in Fig. 3. For this, the water pump WP is issued and the three-way valve enables the connection to the input of the four-way valve.
Der Kreislauf im Massenstrom der Fig. 3 erfolgt wie folgt:The circulation in the mass flow in FIG. 3 takes place as follows:
Durch WW fließt vom Verdichter überhitztes Kältemittel, das vom Wärmeübertrager LAb über das 4-Wege-Ventil und den Abscheider herrührt. Vom Wärmeübertrager WW gelangt das überhitzte Kältemittel unverändert über das 3-Wege-Ventil und das 4-Wege-Ventil an den Zuluftwärmeübertrager LWZu. Hier wird die Zuluft erwärmt, wobei der in der Leitung strömende Kältemittel-Massenstrom verflüssigt wird. Abgewärmt gelangt der Strom über eine Rückschlagklappe in den Kältemittelsammler KS und über ein Expansionsventil wieder in den Abluftwärmeübertrager LWAb.The superheated refrigerant flows through WW, which comes from the heat exchanger L Ab via the 4-way valve and the separator. From the heat exchanger DHW the superheated refrigerant passes unchanged through the three-way valve and the 4-way valve to the Zuluftwärmeübertrager LW to. Here, the supply air is heated, whereby the refrigerant mass flow flowing in the line is liquefied. Once warmed up, the electricity flows into the KS refrigerant collector via a non-return flap and back into the LW Ab exhaust air heat exchanger via an expansion valve.
In Fig. 4 wird die gleichzeitige Wassererwärmung und Zuluftheizung dargestellt: Durch den Betrieb der Wasserpumpe WP mit geringerer Drehzahl wird bei gleicher Ventilstellung wie im Zuluftheizbetrieb gemäß Fig. 3 ein Teil der Wärme an das Wasser abgegeben. Wird eine drehzahlgeregelte Wasserpumpe verwendet, so kann die Austrittstemperatur des Wassers aus dem Wärmeübertrager auf die gewünschte Solltemperatur eingestellt werden.In FIG. 4 the simultaneous water heating and supply air heating is represented: By the operation of the water pump WP is at a lower speed at the same position as in the valve of FIG Zuluftheizbetrieb 3 given part of the heat to the water.. If a speed-controlled water pump is used, the outlet temperature of the water from the heat exchanger can be set to the desired temperature.
In Fig. 5 ist ein Kühlbetrieb mit gleichzeitiger Wassererwärmung gezeigt: Besteht sommerlicher Bedarf an Warmwasser, der nicht ausreichend durch eine thermische Solaranlage gedeckt wird, so kann durch Umschalten des Vierwegeventils die Wärme der Zuluft entnommen werden. Dadurch kann gleichzeitig ein Komfortgewinn durch Kühlung der Wohnräume erreicht werden.In FIG. 5, a cooling mode is shown with simultaneous heating of water: Consists summer demand for hot water which is not adequately covered by a thermal solar plant, the heat of the supply air can be removed by switching the four-way valve. Thereby a comfort gain by cooling the living rooms can be achieved at the same time.
Hierbei strömt durch den Wärmetauscher WW überhitztes Kältemittel, dessen Wärme an das Wasser W abgegeben wird. Das abgewärmte Kältemittel gelangt über den Kältemittelsammler in das Expansionsventil, in dem ein Abkühlprozeß stattfindet. Der kalte Stoffstrom entnimmt der Zuluft im Zuluft-Wärmetauscher LWZu Wärme und kühlt diese dadurch. Der aus dem Zuluft-Wärmetauscher LWZu austretende erwärmte Kältemittelstrom gelangt über das 4-Wege-Ventil und den Abscheider wieder in den Verdichter.Here, superheated refrigerant flows through the heat exchanger WW, the heat of which is given off to the water W. The warmed refrigerant passes through the refrigerant collector into the expansion valve, where a cooling process takes place. The cold material flow takes the supply air in the supply air heat exchanger LW To Heat and thereby cools it. The heated refrigerant flow to be discharged from the LW supply air heat exchanger is returned to the compressor via the 4-way valve and the separator.
In Fig. 6 ist eine Lüftungsanordnung zur Kühlung der Zuluft bei Abgabe der Überschußwärme an die Fortluft angegeben. Diese Schaltungsanordnung eignet sich insbesondere für den Abtaubetrieb des Verdampfers. In FIG. 6, a ventilation arrangement for cooling supply air in the discharge of the excess heat is given to the exhaust air. This circuit arrangement is particularly suitable for defrosting the evaporator.
Die Wärmepumpe WP eignet sich in der beschriebenen Schaltung ebenfalls zur reinen Kühlung der belüfteten Räume. Wenn der Wasserspeicher ein maximales Temperaturniveau erreicht hat wird mit dem Dreiwegeventil auf den Kältemittel/Luft- Wärmeübertrager für die Abluft LAb umgeschaltet. Damit hat die bereitgestellte Wärme allerdings i. a. keinen Nutzen mehr. Dieser Fall sollte also möglichst selten auftreten. Er bietet allerdings den Bewohnern einen höheren thermischen Komfort an besonders heißen Tagen und hat eine höhere Effizienz als sonst eventuell eingesetzte einfache Split-Kühlgeräte.The heat pump WP in the circuit described is also suitable for pure cooling of the ventilated rooms. When the water tank has reached a maximum temperature level, the three-way valve is used to switch to the refrigerant / air heat exchanger for the exhaust air L Ab . However, the heat provided is generally of no use. So this case should occur as rarely as possible. However, it offers residents greater thermal comfort on particularly hot days and is more efficient than simple split cooling devices that may be used.
Die Schaltung kann ebenfalls zur Abtauung des Verdampfers LWAb im winterlichen Betrieb in einem der drei ersten Fälle verwendet werden. Dabei wird die mit Reif bzw. Eis bedeckte Oberfläche des Verdampfers in der feuchten Abluft von der Wärmepumpe aktiv erwärmt. Dafür muß die Erstarrungsenthalpie des gefrorenen Wassers zugeführt werden. Das flüssige Wasser fließt dann über den Abfluß ab, so daß die vorher, dem in der Abluft befindlichen Wasserdampf entzogene Verdampfungsenthalpie als Wärmegewinn erhalten bleibt.The circuit can also be used to defrost the evaporator LW Ab in winter operation in one of the first three cases. The surface of the evaporator, which is covered with frost or ice, is actively heated in the moist exhaust air by the heat pump. For this, the enthalpy of solidification of the frozen water must be supplied. The liquid water then flows off via the drain, so that the enthalpy of vaporization previously extracted from the water vapor in the exhaust air is retained as heat gain.
Die Wärme für die Abtauung wird mit der Leistungszahl der Wärmepumpe zur Verfügung gestellt. Dafür wird die Zuluft kurzzeitig abgekühlt. Diese Energiemenge kann die Wärmepumpe anschließend wiederum mit entsprechender Leistungszahl der Wärmebereitung ausgleichen. Damit ist diese Abtauung einer direktelektrischen ebenso wie einer Bypass-Heißgasabtauung energetisch überlegen.The heat for defrosting becomes the coefficient of performance of the heat pump Provided. For this, the supply air is briefly cooled. This amount of energy the heat pump can then in turn have the corresponding coefficient of performance compensate for heat generation. This defrost is a direct electrical one just as energetically superior as a bypass hot gas defrost.
Je nach Auslegung der Stellsignale dauert dieser Vorgang drei bis sechs Minuten. In dieser Zeit darf es nicht zu unbehaglichen Zulufttemperaturen in den belüfteten Räumen kommen. Für einen noch genauer zu untersuchenden Zeitraum wird die thermische Speichermasse der Zuluftseite des Lüftungsgerätes und des Luftverteilnetzes für eine Anhebung der Temperatur auf mindestens 17°C sorgen. Diese Zeit darf beim Abtauvorgang nicht überschritten werden. Andererseits braucht die Wärmepumpe nach einer Abtauung wiederum eine gewisse Zeit, bis die Leistungszahlen des konstanten Betriebes wieder hergestellt sind. Zwischen diesen beiden Zielen ist in der konkreten Auslegung der Wärmepumpe eine Optimierung durchzuführen.Depending on the design of the control signals, this process takes three to six minutes. In At this time, there must not be uncomfortable supply air temperatures in the ventilated Rooms come. For a period to be examined in more detail, the thermal storage mass of the supply air side of the ventilation unit and the Air distribution network to raise the temperature to at least 17 ° C. This time must not be exceeded during the defrosting process. On the other hand, needs the heat pump after defrosting again a certain time until the Performance figures of constant operation are restored. Between these Both goals are an optimization in the concrete design of the heat pump perform.
Claims (17)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1998
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