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Wärmepumpen-Umkehrventil

1930
  • William R. Hainsworth
Wärmepumpen-Umkehrventil in maschinenbaulichen Anwendungen für HLK-Systeme.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Ein Umkehrventil ist eine Art Vierwegeventil und eine wichtige Komponente in einer reversiblen Heizungsanlage. PumpeDadurch wird die Richtung des Kältemittelstroms im System geändert. Dies ermöglicht es der Wärmepumpe, ihre Funktion von Kühlen im Sommer auf Heizen im Winter umzuschalten, indem die Innenspule entweder als Kondensator (zum Heizen) oder als Verdampfer (zum Kühlen) fungiert.

Das Umkehrventil ist die Schlüsselkomponente, die es einem einzigen Dampfkompressionssystem ermöglicht, sowohl als Klimaanlage als auch als Heizung zu fungieren. Es handelt sich im Wesentlichen um ein komplexes Vierwegeventil, das von einem Magnetventil gesteuert wird. Das Ventil verfügt über vier Kältemittelleitungsanschlüsse: einen vom Kompressorausgang, einen vom Kompressoransaug, einen zum Verdampfer im Innenbereich und einen zum Verdampfer im Außenbereich.

Im Kühlbetrieb leitet das Ventil das heiße, unter hohem Druck stehende Gas vom Kompressor zum Außenverdampfer, der als Kondensator fungiert und Wärme nach außen abgibt. Das abgekühlte flüssige Kältemittel fließt dann zum Innenverdampfer, der als Verdampfer die Wärme aus der Raumluft aufnimmt. Zum Heizen wird ein Magnetventil durch ein Niederspannungssignal aktiviert. Dieses betätigt ein kleines Pilotventil, das mithilfe von Druckunterschieden im System einen Hauptschieber im Ventilkörper bewegt. Dieser Schieber lenkt den Kältemittelstrom um. Nun wird das heiße Gas vom Kompressor zum Innenverdampfer geleitet, der als Kondensator fungiert und Wärme an das Gebäude abgibt. Das kalte Kältemittel fließt dann zum Außenverdampfer, der als Verdampfer die Wärme aus der Außenluft aufnimmt. Diese elegante Umleitung des Kältemittelstroms ermöglicht die ganzjährige Klimatisierung mit nur einem Gerät.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Maschinenbau

Typ

Mechanische Komponente

Störung

Inkremental

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Erfindung des grundlegenden Vierwegeventils zur Steuerung der Fluidrichtung in Dampfmaschinen und hydraulischen Systemen
  • Entwicklung des Dampfkompressionskältekreislaufs, wodurch das System geschaffen wird, das das Ventil steuern würde
  • der Bedarf an einem einzigen, kostengünstigen Gerät, das sowohl heizt als auch kühlt
  • Fortschritte in der Magnet- und Elektromagnettechnologie für die Ventilbetätigung

Anwendungen

  • Reversible Klimaanlagen (Wärmepumpen) für Wohn- und Gewerbegebäude
  • Multi-Split- und VRF-Klimaanlagen (Variable Refrigerant Flow)
  • geothermische Wärmepumpensysteme
  • Kfz-Klimaanlagen, die sowohl Heizung als auch Kühlung bieten
  • Entfeuchtungszyklen in modernen Klimaanlagen

Patente:

  • US Patent 1845115 (William R. Hainsworth, 1932)

Potenzielle Innovationsideen

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Verwandte Themen: Umkehrventil, Vierwegeventil, Wärmepumpe, Heizung/Klima/Lüftung, Kältemittelstrom, Kühlbetrieb, Heizbetrieb, Schieberventil, Magnetventil, Pilotventil.

Historischer Kontext

Wärmepumpen-Umkehrventil

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(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

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