DE2415324A1 - ARRANGEMENT FOR HEATING AND COOLING BUILDINGS - Google Patents
ARRANGEMENT FOR HEATING AND COOLING BUILDINGSInfo
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Description
29. März^ 1974
P 7994 . "March 29 ^ 1974
P 7994. "
AMERICAN AIR FILTER CO., INC.AMERICAN AIR FILTER CO., INC.
215 Central Avenue, Louisville, Kentucky 40201, USA215 Central Avenue, Louisville, Kentucky 40201, USA
Anordnung zur Beheizung und Kühlung von
GebäudenArrangement for heating and cooling of
Buildings
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Beheizung und Kühlung
von Gebäuden, mit wenigstens einer Klimaanlage je Zone zur
gleichzeitigen und selektiven Beheizung oder Kühlung einer Vielzahl von Zonen, welche reversible Kühlvorrichtungen aufweist,
die getrennt einen Wärmeaustauscher mit einem darin befindlichen
Wasser-Schlangenrohr^ einen Kühlmittelkompressor, einen Wärmeaustauscher
zur Klimatisierung und eine Kühlmittel-Steuereinrichtung enthalten, welche selektiv den Wärmeaustauscher nit den Wasser—
Schlangenrohr als Kühlmittel-Verdampfer und den Wärmeaustauscher zur Klimatisierung als Kühlmittel-Kondensor oder den Wärmeaus-The invention relates to an arrangement for heating and cooling
of buildings, with at least one air conditioning system per zone
simultaneous and selective heating or cooling of a large number of zones, which have reversible cooling devices,
which separately contain a heat exchanger with a water coil pipe located therein ^ a refrigerant compressor, a heat exchanger for air conditioning and a refrigerant control device, which selectively the heat exchanger nit the water coil pipe as a refrigerant evaporator and the heat exchanger for air conditioning as a refrigerant condenser or the Heat dissipation
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tauscher mit dem Wasser-Schlangenrohr als Kühlmittel-Kondensor und den.Wärmeaustauscher zur Klimatisierung als Kühlmittel-Verdampfer arbeiten läßt.exchanger with the water coil pipe as a coolant condenser and the heat exchanger for air conditioning as a coolant evaporator lets work.
Bei Wärmepump anordnungen mit Wasser als Grundlage v/ird Wärme in fließendes Wasser eingebracht oder aus fließendem V/asser abgezogen; die auf diese V/eise übertragene Wärme wird indirekt zur Kühlung oder Aufheizung von Luft durch ihre Anwendung bei einem herkömmlichen Kühlzyklus benützt. Im allgemeinen wird die durch eine Wärmepumpe mit V/asser als Grundlage zu kühlende bzw. zu klimatisierende Luft in ausgewählte Zonen bzw. Bereiche innerhalb eines geschlossenen Gebäudes aufgeteilt, wie z.B. in die Zimmer eines Gebäudes, in dem die Temperatur in jedem Raum individuell geregelt wird. Jede Zone oder Raum kann beispielsweise eine Klimaanlage enthalten, die mit dem Wasser der Wäraiepumpanordnung in Verbindung steht. Durch die Verwendung des Wassers auf diese Weise können einige Klimaanlagen heizen während andere Klimaanlagen kühlen können» In vielen_Fällen wird die Einrichtung zur Wärmeübertragung vom strömenden V/asser zur Klimaanlage durch eine Wasser-Kontaktschlange innerhalb eines Gehäuses gebildet, das ein Kühlmittel enthält, wie beispielsweise ein Wärmeaustauscher mit ineinander liegenden Rohren oder ein Wärmeaustauscher mit einem Wasser-Schlangenrohr in einem Ungebungsgehäuse. In einem Wärmeaustauscher mit Rohr in Rohr-Anordnung fließt das Wasser beispielsweise durch ein Rohr und das Kühlmittel durch das andere Rohr, wobei die Wärme entsprechend den Anfordernissen der Klimaanlage übertragen wird. Ist es erwünscht, eine Klimaanlage dort an einem Heiz-Kreislauf anzubringen, wo es notv/endig ist, Warne aus dem in dem Rohr- in - Rohr Wärmeaustauscher zirkulierenden V/asser zu entnehmen, gibt das Wasser dieses Wärmeaustauschers Wärme an das Kühlmittel ab, das durch den Wärmeaustauscher fließt, wodurch die Temperatur des durch ihn fließenden Wassers vermindert wird. In manchen Fällen, bei denenIn the case of heat pump arrangements with water as the basis, heat placed in running water or withdrawn from running water; the heat transferred in this way becomes indirect used to cool or heat air by applying them to a conventional cooling cycle. In general, the air to be cooled or air-conditioned by a heat pump with water as the basis in selected zones or areas within of a closed building, such as the rooms of a building, where the temperature in each room is regulated individually. For example, each zone or room can contain an air conditioning system that operates with the water from the heat pump assembly communicates. By using the water in this way, some air conditioners can heat up while other air conditioners can cool »In many_cases, the Device for heat transfer from the flowing water to the air conditioning system through a water contact coil within a housing which contains a coolant such as a nested tube heat exchanger or a heat exchanger with a water coiled pipe in an environmental housing. In a tube-in-tube heat exchanger For example, the water flows through one pipe and the coolant through the other pipe, with the heat corresponding to the Requirements of the air conditioning is transferred. Is it desirable to install an air conditioning system on a heating circuit where it is necessary to warn off the in the tube-in-tube heat exchanger circulating water, the water of this heat exchanger gives off heat to the coolant that is transported through the Heat exchanger flows, reducing the temperature of the water flowing through it. In some cases where
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wenigstens eine Anlage sich in dem Heizkreislauf befindet, hat es sich gezeigt, daß das in den Wasser/Kühlmittel-Austauscher eintretende Kühlmittel eine Temperatur besitzt, die niedriger als der Gefrierpunkt des Wassers ist und die Temperatur des Wassers in dem Wasser/Kühlmittel-Austauscher auf seinen Gefrierpunkt herabsetzen kann,· wodurch der Wasserstrom durch den Austauscher angehalten \idrd und daraufhin Probleme in der Arbeitsweise der Klimaanlage verursacht werden. Es hat sich außerdem gezeigt, daß bei einigen dieser Anlagen im Kühlzyklus das durch die Klimatisierungs-Schlange zirkulierende Kühlmittel die Lufttemperatur bis zu einem Punkt herabsenkt, an dem ein Erstarren oder Gefrieren des Kondensats an der Luftseite der Klimatisierungs-Schlange auftritt. Hierdurch wird der Luftstrom vermindert oder vollständig unterbrochen, was in einer Unterbrechung der Anlage resultiert. Zur Bewältigung des Problems eines Gefrierens des Wassers in dem Rohr in Rohr-Wärmeaustauscher bzw. Wärmeaustauscher mit ineinanderliegenden Rohren wurden mehrere Anordnungen vorgeschlagen. Es wurde jedoch keine Anordnung zur Milderung des Problems mit dem Gefrieren des Wassers in dem Rohr in Rohr-Wärmeaustauscher vorgeschlagen, bei der gleichzeitig das Problem des Erstarrens oder Gefrierens des Kondensats an der Klimatisierungs-Schlange verringert wird.at least one system is in the heating circuit, it has been shown that this is in the water / coolant exchanger incoming coolant has a temperature that is lower than the freezing point of the water and the temperature of the water in the water / coolant exchanger can drop to its freezing point, thereby allowing the water to flow through the exchanger stopped \ idrd and thereupon problems in the Operation of the air conditioning system. It has also been shown that in some of these systems in the cooling cycle the refrigerant circulating through the air conditioning coil lowers the air temperature to a point where a Solidification or freezing of the condensate occurs on the air side of the air conditioning coil. This causes the airflow reduced or completely interrupted, which results in an interruption of the plant. To deal with the problem freezing of the water in the tube in tube heat exchangers or heat exchangers with nested tubes several arrangements proposed. However, no arrangement has been made to alleviate the problem with freezing of the water in the Proposed tube in tube heat exchanger, at the same time the problem of solidification or freezing of the condensate on the Air conditioning line is reduced.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Beheizung und Kühlung von Gebäuden zu schaffen, welche die Nachteile bekannter Anordnungen vermeidet.The invention has for its object to provide an arrangement for heating and cooling buildings, which the Avoids disadvantages of known arrangements.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch relöst,, daß in dem Wasser-Schlangenrohr eine temperaturempfindlicho Einrichtung in Kontakt mit einem Wärmeaustauscher zur Klimatisierung angeordnet ist, daß eine Thermostat-Steuereinrichtung zur Steuerung der Klimaanlage bei Erreichen einer vorbestimmten Teniperattir des Wassers oder des Kondensats an dem Wärmeaustauscher zurThis object is achieved according to the invention, that in the Water coiled tubing a temperature sensitive device placed in contact with a heat exchanger for air conditioning is that a thermostat control device for controlling the air conditioning when a predetermined Teniperattir is reached of the water or the condensate on the heat exchanger for
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Klimatisierung vorgesehen ist, und daß die Thermostat-Steuereinrichtung auf eine Reaktion der temperaturempfindlichen Einrichtung anspricht.Air conditioning is provided, and that the thermostat control device is responsive to a response of the temperature sensitive device.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further refinements of the invention emerge from the subclaims.
Die Erfindung betrifft somit eine Wärmepumpanordnung mit V/asser als Ausgangselement und insbesondere eine Klimaanlage in einer Wärmepumpanordnung, welche einen Wasser/Kühlmittel-Wärmeaustauscher mit einer V/asser-Kontaktschlange innerhalb einen Gehäuses und einen Luft/Kühlmittel-Wärmeaustauscher mit einer thermostatischen Steuereinrichtung in der V/asser-Kontaktschlange benützt, xi/obei diese thermostatische Steuereinrichtung mit der Luft in Kontakt steht, um die Wassertemperatur in der Wasser-Kontaktschlange sowie die Kühlmitteltemperatur in dem Luft/Kühlmittel-Austauscher zu überwachen.The invention thus relates to a heat pump arrangement V / ater as a starting element and in particular an air conditioning system in a heat pump arrangement, which has a water / coolant heat exchanger with a water contact coil inside a housing and an air / coolant heat exchanger with a thermostatic control device in the water contact coil used, xi / obei this thermostatic control device is in contact with the air to determine the water temperature in the water contact coil as well as the coolant temperature in the air / coolant exchanger.
In der Erfindung wird vorteilhafterweise eine Einrichtung zur Verhinderung eines Gefrierens des Wassers in dem Wasser-Schlangenrohr in einem Wärmeaustauscher mit einem ein Kühlmittel enthaltenden Gehäuse, in dem das Wasser zur Wärmeübertragung an das Kühlmittel während des Heizzyklus dient, benutzt. Weiter vorteilhaft ist die Verwendung einer Einrichtung zur Verhinderung des Gefrierens von Wasser in den Wasser-Schlan^renrohr, welche eine temperaturempfindliche Einrichtung benützt, die an einer Stelle innerhalb des Wasserstroms des Waaser-Schlangenrohrs angeordnet ist, die in Verbindung mit der Thermostat-Steuereinrichtung auf eine Temperaturerniedrigung des Wassers in dem Schlangenrohr bzw. in der Schlange auf eine vorbestiiTimte Temperatur anspricht, wobei diese Temperatur während des Heizzyklus oberhalb des Gefrierpunktes von Wansej1 liegt. Vorteilhafterweise ist auch eine Einrichtung zur Vermeidung eines Erstarren^ oder Gefrierens dos Kondensat.3 an der·In the invention there is advantageously used a means for preventing the water in the water coil from freezing in a heat exchanger having a housing containing a coolant in which the water serves to transfer heat to the coolant during the heating cycle. Also advantageous is the use of a device for preventing water from freezing in the water snake pipe, which uses a temperature-sensitive device which is arranged at a point within the water flow of the Waaser snake pipe that is connected to the thermostat control device a temperature decrease of the water in the coiled pipe responds to a predetermined temperature, this temperature being above the freezing point of Wansej 1 during the heating cycle. Advantageously, a device to avoid solidification ^ or freezing of the condensate.3 on the
der Kliir.aanlare vorgesehen.the Kliir.aanlare provided.
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Die Erfindung liefert vorteilhafterweise eine einfache Anordnung zur Verwendung einer temperaturempfindlichen Einrichtung in einem Wasser-Schlangenrohr "bzw. einer Schlange innerhalb -eines ein Kühlmittel enthaltenden Wärmeaustauschers, der bei Wärmepumpanordnungen-mit V/asser als Ausgangs element und bei einer Klimatisierungsschlange einer Klimaeinheit verwendet wird. Weiterhin ist vorteilhafterweise eine Thermostat-Steuereinrichtung vorgesehen, die indirekt die Wassertemperatur in dem Wasser/Kühlmittel-Austauscher und die Temperatur des Kondensats am Luft/Kühlmittel-Austauscher regelt. Durch die Erfindung wird eine thermostatische Steuereinrichtung zum Vorhindern eines Gefrierene von Wasser in einem Wärmeaustauscher, der ein Wasser-Schlangenrohr enthält, sowie des Erstarrens oder Gefrierens des Kondensats an einer Klimatisierungs-Schlange einer Klimaanlage geschaffen. Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention advantageously provides a simple arrangement for using a temperature sensitive device in a water coil pipe "or a coil within -a heat exchanger containing a coolant, which is used in heat pump arrangements with water as a starting element and in an air conditioning coil of an air conditioning unit will. A thermostat control device is also advantageous provided that indirectly the water temperature in the water / coolant exchanger and the temperature of the Regulates condensate on the air / coolant exchanger. The invention provides a thermostatic control device for preventing a freezing of water in a heat exchanger containing a water coiled tube, as well as solidification or Freezing of the condensate created on an air conditioning coil of an air conditioning system. The following is a preferred one Embodiment of the invention explained in more detail with reference to drawings. Show it:
Pig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung zur Beheizung und Kühlung eines Gebäudes, undPig. 1 shows a schematic representation of the arrangement for heating and cooling a building, and
Fig. 2 eine vergrößerte, schematische Darstellung eines V/asser/ Kühlmittel-Wärmeaustauschers und eines Luft/Kühlmittel-Austauschers gemäß Fig. 1 mit einer bevorzugten Thermostat-Steuereinrichtung.2 shows an enlarged, schematic illustration of a water / coolant heat exchanger and an air / coolant exchanger according to FIG. 1 with a preferred thermostat control device.
In Fig. 1 ist ein Wärmepumpsystem mit einem geschlossenen Kreislauf in einem Gebäude dargestellt, das eine Vielzahl von Bereichen aufweist; es sind nur zwei Bereiche mit I und II wiedergegeben. Der Bereich I wird in dieser Darstellung gekühlt und der Bereich II wird geheizt. Das Wärmepumpsystem mit geschlossenem Kreislauf weist eine Pumpe 2 zur Zirkulation des Wassers durch das eine Vielzahl von Bereichen oder Räumen umfassende Gebäude auf, das eine zirkulierende Luft einschließt, die von einzelnen Luftkühlungseinheiten innerhalb des Raunes aufbereitet wird. An der Ausgangsseite der Pumpe 2 ist eine Leitung 3 angeordnet, welche die Pumpe 2 mit einen Wasserzulauf-In Fig. 1 is a closed circuit heat pump system shown in a building having a plurality of areas; only two areas with I and II are shown. The area I is cooled in this representation and the area II is heated. The heat pump system with closed Circuit has a pump 2 for circulating the water through a multitude of areas or spaces Building that traps a circulating air produced by individual air cooling units within the space is processed. On the output side of the pump 2, a line 3 is arranged, which the pump 2 with a water inlet
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Sammelrohr 4 verbindet; die Leitung 3 stellt die Übertragungseinrichtung für das Wasser von der Pumpe 2 zum'Samme!rohr 4 dar. Das Wasserzulauf-Sammelrohr 4 weist eine Vielzahl von Leitungsabzweigungen auf, die von ihm weg führen; es sind nur zwei Abzweigungen durch das Beispiel dargestellt, nämlich die Abzweigungen 5 und 6. Jede Abzweigung vom Sammelrohr 4 steht mit einem Wasserzulaufrohr 26 eines ineinanderliegende Rohre aufweisenden Wärmeaustauschers 8 in Verbindung, wobei dieser ineinanderliegende Röhren aufweisende Wärmeaustauscher 8 ein Beispiel eines Wärmeaustauschers ist, der innerhalb eines Gehäuses ein Wasser-Schlangenrohr aufweist. Die Abzweigleitungen 5 und 6 sind zur Überführung von Wasser von Sammelrohr 4 zun Wärmeaustauscher 8 vorgesehen. In dem geschlossenen Kreislauf ist ein Wasserablauf-Sammelrohr Ί0 zur Zurückführung von Wasser, das in dem ineinanderliegende Rohre umfassenden Wärmeaustauscher einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt wurde, zu einem Behandlungsbereich in dem geschlossenen Kreislauf vorgesehen , in dem das Wasser in Abhängigkeit von der notwendigen Behandlung zur Beibehaltung eines Wärmegleichgewichts innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs in den einzelnen Bereichen bzw. Zonen innerhalb des Gebäudes entweder aufgeheizt oder gekühlt wird. Ein Wärmeaustauscher 12 zur Wärmeableitung ist in dem Kreislauf zwecks Ableitung der Wärme von dem zirkulierenden Wasser angeordnet, wenn der hauptsächliche Zweck des Systems in der Kühlung liegt, wogegen eine zusätzliche Heizeinrichtung 14 vorgesehen ist, wenn die primäre Funktion des Systems in der Aufwärmung der Luft innerhalb der Bereiche bzw. Zonen liegt. Gemäß Fig. sind der wärmeableitende Tauscher 12 und die zusätzliche Heizeinrichtung 14 in Reihe zu dem Sammelrohr 10 angeordnet und stehen mit diesem in Verbindung. Han muß sich vorstellen, daß entweder um den Wärmeaustauscher 12 oder um die Heizeinrichtung 14 herum nicht dargestellte Umgehungsventilausrüstunren eingesetzt sein können, was davon abhängt, welche Einheit in dem geschlossenen System nicht gebraucht wird. Der Wärmeaustauscher 12 zur Wärmeableitung kann von beliebiger, bekannterManifold 4 connects; line 3 represents the transmission facility for the water from pump 2 to collector pipe 4 is. The water inlet manifold 4 has a plurality of Branch lines leading away from it; only two branches are shown by the example, namely the Branches 5 and 6. Each branch from the manifold 4 is up with a water inlet pipe 26 of a nested pipes having heat exchanger 8 in connection, this nested tube heat exchangers 8 is an example of a heat exchanger which is housed within a housing has a water coiled pipe. The branch lines 5 and 6 are to transfer water from the manifold 4 to Heat exchanger 8 is provided. In the closed circuit there is a water drainage collecting pipe Ί0 for the return of water, which has been exposed to heat in the heat exchanger comprising nested tubes, to a treatment area provided in the closed circuit in which to maintain the water depending on the treatment necessary a thermal equilibrium within a predetermined temperature range in the individual areas or zones within the building is either heated or cooled. A heat exchanger 12 for heat dissipation is in the circuit arranged to dissipate heat from the circulating water when the main purpose of the system is cooling is, whereas an additional heating device 14 is provided is when the primary function of the system is to warm the air within the areas or zones. According to Fig. the heat-dissipating exchanger 12 and the additional heating device 14 are arranged in series with the collecting pipe 10 and are related to this. Han must imagine that either around the heat exchanger 12 or around the heater Bypass valve equipment not shown around 14-14 can be used, which depends on which unit is not used in the closed system. The heat exchanger 12 for heat dissipation can be of any known
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Art sein, wie beispielsweise ein Wasser/Wasser-Wärmeaustauscher, ein Verdunstungskühler mit geschlossenem Kreislauf oder dergl. Auch die zusätzliche Heizeinrichtung 14 kann ein "beliebiger, "bekannter Wärmeaustauscher sein, der dem Wasser Wärme hinzTigibt, wie beispielsweise ein V/asser/Wasser-Wärmeaustauscher, ein Heizkessel od. dgl.Be kind, such as a water / water heat exchanger, an evaporative cooler with a closed circuit or the like. The additional heating device 14 can also be "any" known heat exchanger that adds heat to the water, such as a water / water heat exchanger, a boiler or the like.
Jede Zone bzw. jeder Bereich wird von einer darin befindlichen separaten Klimaanlage 16 klimatisiert, die ihrerseits von dem durchströmenden V/asser beaufschlagt wird. Die Klimaanlage 16 enthält einen motorbetriebenen Kompressor 18, einen ersten Wärmeaustauscher 19 mit einer Luft-Kühlschlange 20, in der sich ■ zur Kühlung der Luft ein Kühlmittel befindet, und den Wärmeaustauscher 8 mit ineinanderllegenden Rohren für die Berührung mit dem Wasser. Ein Ventilator 24.ist zum Ansaugen der Luft aus dem Baum und zur Zirkulierung der Luft in wärmeaustauschenderBeziehung mit dem Luft/Kühlmittel-Austauscher 19 vorgesehen. Die Motoren, Zugklappen bzw. Zugregler und Steuerungen für den Betrieb des Ventilators 24 in Kombination mit dem WärmeaustauscherEach zone or area has one located in it air-conditioned separate air conditioning system 16, which in turn is acted upon by the water flowing through. The air conditioner 16 includes a motor-driven compressor 18, a first heat exchanger 19 with an air cooling coil 20, in which ■ for cooling the air is a coolant, and the heat exchanger 8 with nested tubes for contact with the water. A fan 24 is for sucking the air out of the tree and for circulating the air in a heat-exchanging relationship provided with the air / coolant exchanger 19. The motors, draft flaps or draft regulators and controls for the operation of the fan 24 in combination with the heat exchanger
19 sind allgemein bekannt und in den Figuren nicht dargestellt.19 are generally known and are not shown in the figures.
Der Wärmeaustauscher 8 weist ineinanderliegende Rohre auf; in den Wäremaust aus eher zirkuliert das V/asser durch das innere Rohr 26 und das Kühlmittel fließt durch das äußere Rohr 28 (Fig. 2).The heat exchanger 8 has tubes lying one inside the other; in the warehousing must rather the water circulates through the interior Tube 26 and the coolant flows through the outer tube 28 (Fig. 2).
Zur Steuerung der Flußrichtung des Kühlmittels zu den Wärmeaustauschern 19 und 8 ist ein Umsteuerventil 30 vorgesehen. Bei der Stellung des Ventils 30 in der Zone I fließt komprimierter Kühlmitteldampf vom Kompressorausgang 32 zu den Warneaustauscher 8, in der der Wärmeaustauscher 8 als Kondensor arbeitet. Der Wärmeaustauscher 19 arbeitet somit als Verdampfer, in den die sich quer durch den Wärmeaustauscher 19 "bewegende Luft Wärme an das kondensierte Kühlmittel in der SchlangeTo control the direction of flow of the coolant to the heat exchangers 19 and 8, a reversing valve 30 is provided. With the position of the valve 30 in zone I flows compressed refrigerant vapor from the compressor outlet 32 to the Warning exchanger 8, in which the heat exchanger 8 acts as a condenser is working. The heat exchanger 19 thus works as an evaporator, in which the air moving across the heat exchanger 19 ″ transfers heat to the condensed coolant in the coil
20 £i""cibt und die Luft dadurch somit gekühlt v:ird. Ir. der llxr.e II20 £ i "" cibt and thus the air is cooled. Ir. the llxr.e II
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ist das Ventil 30 angeordnet, wodurch der komprimierte Kühlmitteldampf vom Kompressor 18 zunächst auf .den Wärmeaustauscher 19 gerichtet ist; der Wärmeaustauscher 19 arbeitet in der Zone II als Kondensor, wodurch Wärme an die quer durch die Schlange 20 sich bewegende Luft abgegeben wird. Auf das kondensierte Kühlmittel, das die Wärmeschlange 20 verläßt, wirkt dann das durch den ineinanderllegende Rohre aufweisenden Wärmeaustauscher 8 fließende Wasser ein, in dem das Kühlmittel Wärme von dem durch das Rohr 26 strömenden Wasser absorbiert.the valve 30 is arranged, whereby the compressed refrigerant vapor from the compressor 18 initially on .den heat exchanger 19 is directed; the heat exchanger 19 works in zone II as a condenser, whereby heat to the Air moving across the snake 20 is discharged. On the condensed coolant that the heat coil 20 leaves, then acts through the nested tubes having heat exchanger 8 a flowing water, in which the coolant heat from the flowing through the pipe 26 Absorbs water.
Eine Ausdehnungseinrichtung, wie beispielsweise eine Kapillarrohre oder ein Ausdehnungsventil 34- ist zur Trennung der Wärneübertragungszonen der beiden Wärmeaustauscher 19 und 8 vorgesehen. An expansion device such as a capillary tube or an expansion valve 34- is for separating the heat transfer zones the two heat exchangers 19 and 8 are provided.
Fig. 2 zeigte eine bevorzugte Anordnung der Wärmeaustauscher und 19 gemäß der Erfindung, die eine thermostatische Steuereinrichtung zur Temperaturüberwachung des V/assers im Rohr und des Kondensats in der Schlange 20 enthält und die Klimaanlage 16 bei einem Abfallen der Wassertemperatur auf oder unterhalb eine bestimmte Temperatur oder bei einem Abfallen des Kondensats in der Schlange 20 auf eine ausreichend niedrige Temperatur, bei der ein Gefrieren oder Erstarren des Kondensats an der Schlange 20 hervorgerufen wird, abschaltet bzw. unterbricht. Fig. 2 shows a preferred arrangement of the heat exchangers and 19 according to the invention, which have a thermostatic control device for monitoring the temperature of the water in the pipe and of the condensate in the coil 20 and the air conditioning system 16 upon a drop in the water temperature to or below a certain temperature or upon a drop of the condensate in the coil 20 to a sufficiently low temperature at which the condensate freezes or solidifies is caused on the queue 20, switches off or interrupts.
Der Wärmeaustauscher 8, der aus ineinanderliegenden Rohren besteht, enthält ein inneres Rohr 26, welches derart angeordnet ist, daß es an seinem Ausgang über die Leitungsabzweigung 6 mit dem Wasserzulauf-Sammelrohr 4- in Verbindung steht. Das äußere Rohr 28 ist zur Verbindung mit Kühlmittel-Leitungen 36 und 38 vorgesehen. In der Zone I ist die Leitung eine Zuleitung zum äußeren Rohr 28 und die Leitung 38 eine Ausgangsleitung für das Kühlmittel, wenn sich die Klimaanlage im Kühlbetrieb befindet. In der Zone II stellt die LeitungThe heat exchanger 8, which consists of nested tubes consists, contains an inner tube 26, which is arranged such that it is at its exit via the line branch 6 is in communication with the water inlet manifold 4-. The outer tube 28 is for connection to coolant lines 36 and 38 provided. In zone I, the line is a feed line to the outer tube 28 and the line 38 is one Outlet line for the coolant when the air conditioning system is in cooling mode. In Zone II, the line provides
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eine Zuleitung und die Leitung 36 eine Ausgangsleitung für das Kühlmittel dar, wenn sich die Klimaanlage im Heizbetrieb befindet. Ersichtlicherweise können bei der Erfindung anstelle von Wärmeaustauschern mit ineinanderliegenden Rohren Wärmeaustauscher verwendet werden,'bei denen beispielsweise ein Wasser-Schlangenrohr in einem Gehäuse angeordnet ist, welches ein Kühlmittel enthält.a supply line and the line 36 is an output line for the coolant when the air conditioning system is in heating mode is located. It can be seen that in the invention, instead of heat exchangers with nested tubes, heat exchangers can be used are used, 'in which, for example, a water coil pipe is arranged in a housing, which contains a coolant.
Wenn sich die Klimaanlage im Heizbetrieb befindet, wie dies oben bei der Erläuterung der Zone II der Fall ist, ist zu befürchten, daß das durch die Leitung 38 eintretende Kühlmittel derart niedrige Temperatur aufweist, daß die Ilöglichkeit besteht, die Wassertemperatur im Rohr 26 auf dessen Gefrierpunkt zu verringern, wodurch der Wasserdurchfluß durch die Anlage zum Stehen kommt und beträchtlichen Schaden an der Anlage anrichtet oder die Klimaanlage unwirksam macht, da das Kühlmittel von dem durchs Rohr 26 fließenden V/asser Wärme abzieht. Aus diesem Grund wird eine temperaturempfindliche Einrichtung 40, beispielsweise ein mit einer Flüssigkeit gefülltes Kapillarrohr, ein Thermistor , ein Thermoelement und dergleichen in dem inneren Rohr 26 an einem vorbestimmten Ort innerhalb des Rohrs 26 vorgesehen , um die Temperatur des durchfließenden Wassers an diesem vorbestimmten Punkt zu überwachen.If the air conditioning system is in heating mode, as is the case with the explanation of Zone II above, it is to be feared that that the coolant entering through line 38 has such a low temperature that there is the possibility of reduce the water temperature in the pipe 26 to its freezing point, thereby reducing the flow of water through the System comes to a standstill and causes considerable damage to the system or renders the air conditioning ineffective, as this Draws coolant from the water heat flowing through tube 26. Because of this, it becomes a temperature sensitive device 40, for example a capillary tube filled with a liquid, a thermistor, a thermocouple and the like provided in the inner tube 26 at a predetermined location within the tube 26 to the temperature of the flowing water at this predetermined point.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die temperaturempfindliche Einrichtung 40 durch ein mit einer Flüssigkeit gefülltes Kapillarrohr dargestellt, das über ein Rohr mit einem Faltenbalg 42 verbunden ist, der mechanisch mit einer Verlängerung einer drehfähig gelagerten Schalteinrichtung 44 in Verbindung steht. Die Anordnung ist derart gewählt, daß die Schalteinrichtung 44 den Kreislauf öffnet, der die mit 50 bezeichneten elektrischen Teileinheiten umfasst, wenn die Temperatur des zirkulierenden Wassers im Rohr 26 auf eine vorbe-In the present embodiment, the temperature-sensitive Device 40 represented by a capillary tube filled with a liquid, which is connected via a tube with a Bellows 42 is connected, which is mechanically connected to an extension of a rotatably mounted switching device 44 in Connection. The arrangement is chosen so that the switching device 44 opens the circuit that starts with 50 includes designated electrical sub-units when the temperature of the circulating water in the pipe 26 to a predetermined
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stimmte Temperatur herabfällt. Die elektrischen Teile 50 umfassen wenigstens den Motor für den Kompressor 18. Wenn somit das durchströmende Wasser im Rohr 26 auf eine vorbestimmte Temperatur abfällt, die beispielsv/eise geringfügig über dem Gefrierpunkt liegt, Wird der den Kompressor enthaltende Kreislauf gesperrt, sobald sich die Wassertemperatur der vorbestimmten Temperatur nähert oder diese Temperatur einnimmt, wodurch das Wasser im Eohr. 26 seine Eintrittstemperatur wieder annehmen kann und damit ein Einfrieren des Wassers im Eohr 26 verhindert wird. Ersichtlicherweise können auch andere Faktoren als das Kühlmittel bei einer extrem niedrigen Temperatur die Betätigung des Wärmeaustauschers 8 bewirken. Beispielsweise kann der Wasserfluß im Sanmelrohr durch ein Absperrorgan in der Leitung aufgrund eines unabsichtlichen Schließens eines Ventils, durch das Vorhandensein eines Bruchstücks in der Samnelrohr-rLeitung begrenzt werden, in dem das Wasservolumen des zum Austauscher fließenden V/assers verringert wird, oder es kann eine Pumpe ausfallen. In jedem Fall wird das temperaturempfindliche Element einen Temperaturabfall in dem Wärmeaustauscher feststellen, in dem das V/asser-Schlangenrohr oder das Eohr von dem Kühlmittel umgeben ist, so daß der Abfall der Wassertemperatur aufgrund eines Stillstandes oder eines reduzierten Wasserflusses festgestellt und der Kompressor angehalten wird.right temperature drops. The electrical parts 50 include at least the motor for the compressor 18. Thus, when the water flowing through in the pipe 26 to a predetermined Temperature drops, for example slightly above freezing point, becomes the one containing the compressor Circuit blocked as soon as the water temperature approaches the predetermined temperature or this temperature occupies, causing the water in the ear. 26 can return to its inlet temperature and thus freeze the Water in Eohr 26 is prevented. Obviously, factors other than the coolant can also occur at an extreme cause the heat exchanger 8 to operate at a low temperature. For example, the water flow in the Sanmel pipe by a shut-off device in the line due to inadvertent closing of a valve, by the presence of a fragment in the collecting pipe can be limited, by reducing the volume of water flowing to the exchanger, or a pump may fail. In each If so, the temperature sensitive element will detect a temperature drop in the heat exchanger in which the water coil is located or the pipe is surrounded by the coolant, so that the drop in water temperature due to a standstill or a reduced water flow is detected and the compressor is stopped.
Gemäß Fig. 2 steht die temperaturempfindliche Einrichtung 40 mit der Außenfläche der Schlange 20 zur Luftkühlung an einer vorbestimmten Zahl von Stellen entlang der Schlange 20 in Berührung. Wenn somit das Kondensat an der Schlange 20 auf eine vorbestimmte Temperatur abfällt, die ein Erstarren oder Gefrieren an der Schlangenoberfläche 20 verursachen würde, wird die Flüssigkeit in der Einrichtung 40 sich dadurch zusammenziehen, wodurch der Brück auf den Faltenbalg 42 abnimmt und die-According to FIG. 2, the temperature-sensitive device 40 is with the outer surface of the coil 20 for air cooling at a predetermined Number of places along the line 20 in contact. Thus, if the condensate on the coil 20 to a drops to a predetermined temperature which would cause the snake surface 20 to freeze or freeze the liquid in device 40 will thereby contract, whereby the bridge on the bellows 42 decreases and the-
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ser seinerseits den Schalter 44 öffnet; der Schalter 44 seinerseits deaktiviert den den Kompressor 18 enthaltenden Kreislauf-ser in turn opens the switch 44; the switch 44 in turn deactivates the one containing the compressor 18 Circulatory
Es wird ein Wärmepumpsystem auf der Grundlage von Wasser "beschrieben, das eine Vielzahl von Zonen-Klimaanlagen aufweist, wobei jede Klimaanlage zur selektiven Aufheizung oder Kühlung einer Zone unabhängig von den anderen Klimaanlagen vorgesehen ist; jede Klimaanlage weist einen Luft/Kühlmittel-V/ärmeaustauscher, einen Wasser/Kühlmittel-Wärmeaustauscher mit einer in einem Gehäuse befindlichen Kontaktschlange für Wasser, einen Kühlmittel-Kompressor und eine Kühlmittel-Steuerung auf,A heat pump system based on water "is described, which has a plurality of zone air conditioning systems, each air conditioning system for selective heating or cooling a zone is provided independently of the other air conditioning systems; each air conditioning system has an air / coolant heat exchanger, a water / coolant heat exchanger with a contact coil for water located in a housing, a refrigerant compressor and a refrigerant controller,
die selektiv den Luft/Kühlmittel-Wärmeaustauscher als Kühlmittel-Verdampfer oder Kondensor und den V/asser/Kühlmittel-Wärmeaustauscher als Kühlmittel-Kondensor oder Verdampfer arbeiten lassen kann. Der Wasser/Kühlmittel-Wärmeaustauscher und der Luft/Kühlmittel-i/ärmeaustauscher verwenden eine thermostatische Steuereinrichtung zur Steuerung der Arbeitsweise der Klimaanlage bzw. Luftkühl-Anlage, um ein Gefrieren des Wassers in dem Wasser/Kühlmittel-Wärmeaustauscher während ■ des Heizzyklus und ein Erstarren oder Gefrieren des Kondensats auf der Luftseite des Luft/Kühlmittel-Wärmeaustauschers während des Kühlzyklus zu verhindern.which selectively use the air / coolant heat exchanger as a coolant evaporator or condenser and the water / coolant heat exchanger can work as a coolant condenser or evaporator. The water / coolant heat exchanger and the air / coolant i / heat exchanger use one thermostatic control device to control the operation the air conditioning or air cooling system to prevent freezing of the water in the water / coolant heat exchanger during the heating cycle and solidification or freezing of the condensate on the air side of the air / coolant heat exchanger during the cooling cycle.
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