DE3109366A1

DE3109366A1 - Verfahren und vorrichtung zum abtauen desreifansatzes an verdampfern von waermepumpen oder kaelteanlagen

Info

Publication number: DE3109366A1
Application number: DE19813109366
Authority: DE
Inventors: Herbert 5000 Köln Hansen
Original assignee: Buderus AG
Current assignee: Buderus AG
Priority date: 1981-03-12
Filing date: 1981-03-12
Publication date: 1982-09-30

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Abtauen des Reifansatzes an
Verdampfern von Wärmepumpen oder Kälteanlagen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtauen des Reifansatzes an Verdampfern von Wärmepumpen oder Kälteanlagen, bei dem der Abtauvorgang in Abhängigkeit von der Änderung einer im Bereich des Verdampfers gemessenen physikalischen Größe gesteuert wird.
Aus Danfoss Journal, Heft 3, 1967, Seite 8 ist bekannt, die Verdampfer von Kühl- und Tiefkühlmöbeln über einen Pressostat abzutauen. Der Pressostat erfaßt den Differenzdruck im Luftkreislauf des Verdampfers und leitet bei Änderung des Differenzdruckes bei Reifbildung den Abtauvorgang ein, wobei das Abtauen durch Zuführen von Heißgas oder mit Hilfe von elektrischen Heizkörpern erfolgen kann. Der Abtauvorgang wird beendet, wenn der Druck im Verdampfer infolge des Abschmelzens auf einen vorgegebenen Wert abgefallen ist.
Dieses Verfahren mittels Differenzdruckmessung ist jedoch technisch sehr aufwendig und wegen der meßtechnischen Erfassung der geringen Differenzdruckänderung problematisch.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine be- triebssichere Abtauung zur Verfügung zu stellen, die mit nur geringem technischen Aufwand kostengünstig arbeitet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abtauvorgang durch die Änderung der Wärmeleitwerte zweier Meßelemente eingeleitet und beendet wird.
Es hat sich als günstig erwiesen, die Änderungen des Wärmeleitwertes zu messen, da keine hohe elektrische Leistung erforderlich ist, diese Änderungen praktisch meßbar zu machen.
Führt man nämlich einem Meßelement konstante elektrische Leistung zu, so ändert sich seine Temperatur zwar anfangs erheblich, doch klingt diese Änderung ab, und nach einiger Zeit ist ein stationärer Zustand erreicht. In diesem stationären Zustand herrscht ein Gleichgewicht zwischen zugeführter und an der Oberfläche des Meßelements abgeführter Energie.
Eine Änderung des Gleichgewichtszustandes, z.B. durch eine Temperaturänderung, bewirkt, daß mehr Energie abgeführt und damit die Eigenerwärmung des Meßelements herabgesetzt wird.
Die Erniedrigung der Eigenerwärmung und damit des Wärmeleitwertes wiederum ruft eine Widerstandsänderung hervor, die bei konstantem Strom eine meßbare Spannungsänderung bewirkt.
Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine kostengünstige und betriebssichere Bedarfsabtauung mit geringem Platzbedarf gewährleistet. Außerdem wird die Leistungsziffer bei Wärmepumpen erheblich verbessert.
Mit Vorteil wird der Abtauvorgang eingeleitet, wenn der Reifansatz am Verdampfer eine vorgegebene, durch den Abstand des den Abtauvorgang einleitenden Meßelementes vom Verdampfer bestimmte Dicke erreicht. Mit dieser Maßnahme ist es möglich, die Temperatur am Verdampfer auf jede beliebige vorgegebene Temperatur, die sich durch die Dicke des Reifansatezs am Verdampfer ergibt, ansteigen zu lassen.
Der Abtauvorgang wird bevorzugt dann beendet, wenn die an der kältesten Stelle des Verdampfers durch das den Abtauvorgang beendcnde Meßelement erfaßte Temperatur einen vorgegebenen Wert erreicht. Damit ist sichergestellt, daß der gesamte Verdampfer abgetaut worden ist.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Verdampfern weist zwei auf Änderungen des Wärmeleitwertes ansprechende Meßelemente, bevorzugt Halbleiterfühler, auf. Diese Meßelemente sind über eine Auswahlschaltung mit einem Relais verbunden, das ein Abtausignal an eine Abtauvorrichtung freigibt. Dabei ist das den Abtauvorgang einleitende Meßelement an einer beliebigen Stelle des Verdampfers mit einem dem zulässigen Reifansatz entsprechenden Abstand angeordnet. Das den Abtauvorgang beendende Meßelement ist mit Vorteil an der kältesten Stelle des Verdampfers angeordnet.
Mit besonderem Vorteil wird das erfindungsgemäße Verfahren bei allen Kältenlagen und Wärmepumpen mit bereifenden Luftkühler eingesetzt.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels, das in einer Zeichnung schematisch dargestellt ist, näher erläutert: Bei diesem Ausführungsbeispiel werden als Meßelemente Halbleiterfühler eingesetzt.
EinHalbleiterfühler 1 ist über eine Kippstufe 2 und ein Zeitglied 3 mit einer Auswahlschaltung 4, z.B. einem RS-Speicher verbunden. Ein zweiter Halbleiterfühler 5 ist über eine Kippstufe 6 und einen Schalter 7 über ein Gatter 8 ebenfalls mit dem RS-Speicher verbunden. Ausgangsseitig steht der RS-Speicher über ein Zeitglied 9 und einen Leistungsverstärker 10 mit einem Relais 11 bzw. über einen Leistungsverstärker 12 mit einem Relais 13 in Verbindung.
Der Halbleiterfühler 1 ist mit einem dem zulässigen Reifansatz entsprechenden Abstand am Verdampfer montiert. Erreicht während des Betriebs der Reifansatz den Halbleiter fühler 1, der über Leitung 14 mit konstantem Strom, beispielsweise 10 mA, gespeist wird, so ändert sich der Wärmeleitwert und damit der Widerstand des Halbleiterfühlers 1, und eine Spannungsänderung (da konstanter Strom tritt auf. Diese Spannungsänderung bewirkt, daß die Kippstufe 2 durchsteuert. Dadurch wird das Zeitglied 3 angesteuert, das nach Ablauf der eingestellten Zeit, z.B. einer Minute, den RS-Speicher 4 setzt. Voraussetzung für das Setzen des RS-Speichers ist, daß amHalbleiterfühler5, der an der kältesten Stelle des Verdampfers montiert ist, eine vorgegebene Temperatur von beispielsweise + OOC herrscht und der externe Schalter 7 geschlossen ist. Dieser Schalter 7 dient als Sperr-Schalter und bewirkt, daß entweder nur tagsüber oder nur nachts eine Abtauung durchgeführt werden kann.
Durch das Setzen des RS-Speichers 4 werden das Zeitgleid 9 und der Leistungsverstärker 10 gesperrt, so daß das Relais 11 spannungslos wird. Gleichzeitig steuert der Leistungsverstäker 12 durch und Relais 13 wird an Spannung gelegt.
Damit wird der Abtauvorgang eingeleitet. Das Abtauen kann dabei durch Zuführen von Heißgas oder mit Hilfe von elektrischen Heizkörpern erfolgen.
Steigt während der Abtauperiode die Temperatur am Halbleiterfühler 5 auf einen vorgegebenen Wert, beispielsweise + 50C an, oder öffnet der Schalter 7, so wird der RS-Speicher 4 zurückgesetzt. Damit sperrt der Leistungsverstärker 12 und Relais 13 wird spannungslos, der Abtauvorgang ist beendet.
Nach Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit am Zeitglied 9, beispielsweise 30 sec., wird der Leistungsverstärker 10 und damit das Relais 11 angesteuert. Der Wårmepumpen- bzw.
der Kälteanlagenbetrieb ist eingeleitet.
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Claims

Patentansprüche 9 Verfahren zum Abtauen des Reifansatezs an Verdampfern von Wärmepumpen oder Kälteanlagen, bei dem der Abtauvorgang in Abhängigkeit von der Änderung einer im Bereich des Verdampfers gemessenen physikalischen Größe gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtauvorgang durch die Änderung derWärmeleitwerte zweier Meßelemente eingeleitet und beendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtauvorgang eingeleitet wird, wenn der Reifansatz am Verdampfer eine vorgegebene, durch den Abstand des den Abtauvorgang einleitenden Meßelementes vom Verdampfer bestimmte Dicke erreicht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtauvorgang beendet wird, wenn die an der kältesten Stelle des Verdampfers durch das den Abtauvorgang beendende Meßelement erfaßte Temperatur einen vorgegebenen Wert erreicht.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit Verdampfern, gekennzeichnet durch zwei auf Änderungen des Wärmeleitwertes ansprechende Meßelemente, von denen das eine Meßelement den Abtauvorgang einleitet und das andere Meßelement den Abtauvorgang beendet, und die Meßelemente über eine Auswahlschaltung mit einem Relais verbunden sind, das ein Abtausignal an eine Abtauvorrichtung freigibt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das den Abtauvorgang einleitende Meßelement an einer beliebigen Stelle des Verdampfers mit einem dem zulässigen Reifansatz entsprechenden Abstand vom Verdampfern angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das den Abtauvorgang beendende Meßelement an der kältesten Stelle des Verdampfers angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelemente als Halbleiterfühler ausgebildet sind.