AT12694U1 - Mobile Wassertemperiereinheit für Gebäude - Google Patents

Abstract

Mobile Wassertemperiereinheit (1) für Gebäude, die ein Gehäuse, mindestens einen Luftwärmetauscher (2, 3), mindestens einen Verdichter (9) und eine Speicher-Wärmetauschervorrichtung (4) zur Erwärmung und Speicherung von Heizungswasser umfasst, wobei die mobile Wassertemperiereinheit (1) wenigstens zwei der folgenden drei Merkmale aufweist:-die mobile Wassertemperiereinheit (1) umfasst wenigstens einen Sonnenkollektor (7)-die mobile Wassertemperiereinheit (1) umfasst einen zusätzlichen Wärmetauscher (20a) zur Erwärmung von Brauchwasser-die mobile Wassertemperiereinheit (1) umfasst einen zusätzlichen Wärmetauscher (8) zur Erniedrigung der Temperatur einer Kühlflüssigkeit.

Description

österreichisches Patentamt AT12 694U1 2012-10-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine mobile Wassertemperiereinheit für Gebäude, die ein Gehäuse, mindestens einen Luftwärmetauscher, mindestens einen Verdichter und eine Speicher-Wärmetauschervorrichtung zur Erwärmung und Speicherung von Heizungswasser umfasst.

[0002] Die Erfindung ist in den Bereich der Heizungs- und Klimatisierungstechnik von Gebäuden einzuordnen. Üblicherweise bestehen Heizungs- bzw. Klimatisierungssysteme aus mehreren Komponenten, die in verschiedenen Bereichen eines Gebäudes installiert sind. Typischweise wird z.B. ein Heizkessel in einem Kellerraum untergebracht, ein Sonnenkollektor auf dem Dach des Gebäudes montiert und Klimageräte in bestimmten Räumen des Gebäudes installiert. Diese Vorgehensweise hat mehrere Nachteile. Beispielsweise wird die Installation der verschiedenen Komponenten in der Regel von unterschiedlichen Firmen durchgeführt und ist dadurch mit hohen Kosten verbunden. Des Weiteren verbrauchen die Komponenten wertvollen Platz im Gebäude und müssen über entsprechende Leitungen aufwendig miteinander verbunden werden.

[0003] In der europäischen Patentschrift EP 0 032 381 B1 wird eine Aufnahmestation für Umweltenergie beschrieben, die einige der vorbeschriebenen Nachteile vermeidet. Z.B. ist es vorgesehen, dass die Aufnahmestation gesondert aufstellbar ist und somit keinen Platz im Gebäude verbraucht. Allerdings eignet sie sich nicht dazu, alle Bedürfnisse, die an eine zeitgemäße Heizungs- und Klimatisierungstechnik gestellt werden, zu erfüllen, da die Zielsetzung primär darin besteht, unterschiedliche Arten von Umweltenergie aufzunehmen und an ein Gebäude weiterzuleiten.

[0004] In der österreichischen Gebrauchsmusterschrift AT 008 552 U1 ist ein mobiles Heiz-und Klimatisierhaus vorgesehen, das der Versorgung eines Gebäudes mit Heizwärme, zum Kühlen und/oder zur Erwärmung von Brauchwasser dient. Diese Vorrichtung beruht allerdings auf einer kalorischen Energieerzeugung in Form einer Verbrennung von Biomasse. Das bedeutet, dass das Heiz- und Klimatisierhaus ein raumforderndes Brennstofflager umfasst. Nachteilig ist auch, dass die Ausmaße des Brennstofflagers und damit die Ausmaße des Heiz- und Klimatisierhauses schon während des Zusammenbaus an die Größe des zu klimatisierenden Gebäudes angepasst werden müssen.

[0005] Aufgabe der hier beschriebenen Erfindung ist es, die vorbeschriebenen Nachteile zu vermeiden, und eine gegenüber dem Stand der Technik verbilligte und flexiblere Lösung zur Klimatisierung eines Gebäudes bereitzustellen.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0007] Zunächst einmal ist es vorgesehen, dass die Wassertemperiereinheit mobil ausgebildet ist. Das bedeutet, dass eine Flexibilität in der Wahl des Aufstellungsortes gegeben ist. Weiterhin besteht ein wesentliches Merkmal darin, dass die Wassertemperiereinheit nach einer Art „Baukastenprinzip" zusammengestellt ist. So kann die Einheit - neben der immer vorgesehenen Möglichkeit, Heizungswasser zu erwärmen und zu speichern - auch einen Sonnenkollektor und/oder einen Wärmetauscher zur Erwärmung von Brauchwasser und/oder einen Wärmetauscher zur Erniedrigung der Temperatur einer Kühlflüssigkeit umfassen. Der mindestens eine Luftwärmetauscher dient dazu, entweder im Zusammenspiel mit dem mindestens einen Verdichter, der Umgebungsluft Wärmeenergie zu entziehen oder überschüssige Wärmeenergie an die Umgebungsluft abzugeben. Im ersten Fall handelt es sich um eine sogenannte Luft-Wärmepumpe. Der Luftwärmetauscher kann technisch z.B. in einfacher Weise als Lamellen-rohr-Luftwärmetauscher realisiert werden. Die Übertragung von Wärmeenergie in einem Wärmepumpenkreislauf erfolgt üblicherweise mittels eines Kältemittels.

[0008] Unter dem Begriff Brauchwasser sei Wasser verstanden, das vor allem im sanitären Bereich z.B. für Waschtische, Duschen und/oder Wannenbäder verwendet wird. Das Heizungswasser kann beispielsweise für Fußboden- und/oder Wandheizungen, Heizkörper, Lüftungsgeräte mit Lufterhitzern und/oder Deckenlufterhitzer verwendet werden. Die Kühlflüssigkeit 1 /17 österreichisches Patentamt AT12 694U1 2012-10-15 kann z.B. für die Versorgung von Klimageräten, Fan-Coil-Systemen und/oder Deckenklimageräten genutzt werden. Es ist aber auch denkbar, die Kühlflüssigkeit durch wenigstens eine Erdwärmesonde zu leiten und auf diese Weise dem Erdreich Wärmeenergie zu entziehen. Als Kühlflüssigkeit eignet sich z.B. Wasser, das mit einem Frostschutzmittel versetzt ist, um den Gefrierpunkt auf eine Temperatur unter 0°C abzusenken. Bei dem eingesetzten Frostschutzmittel handelt es sich häufig um eine Salzlösung. In diesem Fall bezeichnet der Fachmann das Gemisch aus Wasser und der Salzlösung als Sole.

[0009] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform, besteht das Gehäuse der erfindungsgemäßen Wassertemperiereinheit aus einer Rahmenkonstruktion, die vorzugsweise mit Verkleidungsblechen umhüllt ist. Eine derartige Bauweise zeichnet sich im Vergleich zu einem Gehäuse, das aus massiven Wandelementen aufgebaut ist, durch ein geringes Gewicht aus.

[0010] Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der optionale Wärmetauscher zur Erwärmung des Brauchwassers in die Speicher-Wärmetauschervorrichtung zur Erwärmung und Speicherung des Heizungswassers integriert ist. Vorteilhafterweise ist auch der optionale Sonnenkollektor mit einem Wärmetauscher, der vorzugsweise ebenfalls in die Speicher-Wärmetauschervorrichtung zur Erwärmung und Speicherung des Heizungswassers integriert ist, verbunden. Auf diese Weise ist ein sehr effizienter Austausch von Wärmeenergie zwischen dem Heizungswasser, der Solarflüssigkeit, die durch den Sonnenkollektor fließt, und dem Brauchwasser möglich.

[0011] Zusammengefasst kann die für die Erwärmung des Heizungswassers und - im Bedarfsfall - des Brauchwassers notwendige Wärmeenergie aus drei Quellen bezogen werden: [0012] · über einen Luft-Wärmepumpenprozess, bei dem der Umgebungsluft Wärmeenergie entzogen, diese Wärmeenergie auf ein Kältemittel übertragen, das Kältemittel anschließend mittels des Verdichters komprimiert und dabei weiter erwärmt und die Wärmeenergie schließlich an das Heizungs- bzw. Brauchwasser abgegeben wird, [0013] · optional über einen Kühlflüssigkeits-Wärmepumpenprozess, bei dem einer Kühlflüs sigkeit Wärmeenergie entzogen, die Wärmeenergie wiederum auf ein Kältemittel übertragen, das Kältemittel anschließend mittels des Verdichters komprimiert und dabei weiter erwärmt und die Wärmeenergie schließlich an das Heizungs- bzw. Brauchwasser abgegeben wird und [0014] · optional über einen Sonnenkollektor, in dem eine Solarflüssigkeit erwärmt und die gewonnene Wärmeenergie anschließend über einen Wärmetauscher an das Heizungs- bzw. Brauchwasser abgegeben wird.

[0015] In einer bevorzugten Ausführungsform weist die mobile Wassertemperiereinheit Abstandshalter zum Untergrund, z.B. in Form von Stützen, seitliche Luftdurchlässe, eine Gebläsevorrichtung im Inneren und unterseitige Luftdurchlässe auf. Bei den Luftdurchlässen kann es sich z.B. um einfache Gitter handeln. Durch diese Bauweise ist es möglich, eine Luftströmung über den Luftwärmetauscher zu erzielen, bei welcher die Luft beispielsweise seitlich in das Gehäuse der Wassertemperiereinheit ein- und unterseitig über die durch die Abstandshalter zum Untergrund entstehenden Öffnungen wieder ausströmt. Diese Strömungsrichtung ist vor allem im Winter von Vorteil, wenn der Untergrund mit Schnee bedeckt ist. Würde die Luft nämlich unterseitig angesaugt werden, so könnte es sein, dass zusammen mit der Luft Schnee und damit Feuchtigkeit in das Gehäuse gelangt. Der umgekehrte Luftströmungsweg kann natürlich ebenso realisiert werden.

[0016] Für den Fall, dass die mobile Wassertemperiereinheit einen Sonnenkollektor umfasst, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Sonnenkollektor eine Wand des Gehäuses bildet. Dadurch lässt sich eine zusätzliche Gewichtseinsparung erzielen, was wiederum der Mobilität der Wassertemperiereinheit zugute kommt. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Sonnenkollektor eine rechteckige Grundfläche aufweist und quer an der Wassertemperiereinheit angeordnet ist. Auf diese Weise lässt sich insgesamt eine sehr kompakte Bauform realisieren.

[0017] Vorteilhafterweise ist die mobile Wassertemperiereinheit zumindest bereichsweise mit 2/17 österreichisches Patentamt AT12 694U1 2012-10-15

Hilfe entsprechender handelsüblicher Materialien nach außen hin wärme- und/oder schallisoliert. Das betrifft vor allem die nicht luftführenden Bereiche im Inneren des Gehäuses.

[0018] Und schließlich besteht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darin, dass die mobile Wassertemperiereinheit eine Steuereinrichtung umfasst, welche die Versorgung der Einheit mit elektrischer Energie überwacht und steuert und welche alle erforderlichen Prozesse, die im Inneren der Einheit ablaufen, regelt. Vorteilhafterweise ist diese Steuereinrichtung darüber hinaus - vorzugsweise über ein Bus-System - an das Internet anschließbar und die gesamte Wassertemperiereinheit auf diese Weise über das Internet fernbedienbar.

[0019] Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeispiele unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele im Folgenden näher erläutert. Dabei zeigt: [0020] Fig. 1 [0021] Fig. 2 [0022] Fig. 3a [0023] Fig. 3b [0024] Fig. 4 [0025] Fig. 5 [0026] Fig. 6a [0027] Fig. 6b [0028] Fig. 7a [0029] Fig. 7b [0030] Fig. 8a [0031] Fig. 8b [0032] Fig. 9a [0033] Fig. 9b ein zum Verständnis vereinfachtes Anlagenschema einer Ausführungsform der mobilen Wassertemperiereinheit, das Anlagenschema aus Fig. 1, wobei zusätzliche Armaturen eingezeichnet sind, das Anlagenschema aus Fig. 1, wobei der Luft-Wärmepumpenprozess hervorgehoben ist, das Anlagenschema aus Fig. 1, wobei der Kühlflüssigkeits-Wärmepumpenpro-zess hervorgehoben ist, eine schematische Darstellung einer Querschnittsebene einer Ausführungsform der Speicher-Wärmetauschervorrichtung, eine schematische Darstellung einer Querschnittsebene einer von der Fig. 4 abweichenden Ausführungsform der Speicher-Wärmetauschervorrichtung, eine schematische Darstellung einer im Vergleich zu den Fig. 4 und 5 um 90° gedrehten Querschnittsebene einer Ausführungsform der Speicher-Wärmetauschervorrichtung in einer ersten Gebrauchslage, eine schematische Darstellung einer im Vergleich zu den Fig. 4 und 5 um 90° gedrehten Querschnittsebene einer weiteren Ausführungsform der Speicher-Wärmetauschervorrichtung in einer zweiten Gebrauchslage, eine schematische Ansicht einer ersten Seite einer Ausführungsform der mobilen Wassertemperiereinheit, eine schematische Ansicht einer zweiten Seite der Ausführungsform der mobilen Wassertemperiereinheit aus Fig. 7a, eine schematische Darstellung einer ersten Querschnittsebene einer Ausführungsform der mobilen Wassertemperiereinheit, eine schematische Darstellung einer zweiten Querschnittsebene der Ausführungsform der mobilen Wassertemperiereinheit aus Fig. 8b, eine schematische Darstellung der Ansicht, die sich durch Herabschauen von einer ersten Betrachtungsebene auf die Ausführungsform der mobilen Wassertemperiereinheit aus den Fig. 8a bzw. 8b ergibt und eine schematische Darstellung der Ansicht, die sich durch Herabschauen von einer zweiten Betrachtungsebene auf die Ausführungsform der mobilen Wassertemperiereinheit aus den Fig. 8a, 8b bzw. 9a ergibt.

[0034] In den Fig. 1 und 2 ist ein Anlagenschema einer Ausführungsform der mobilen Wassertemperiereinheit dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber wurden in der Fig. 1 Armaturen, die von einem durchschnittlichen Fachmann üblicherweise, z.B. zur Erhöhung der Sicherheit, verwendet werden und nicht für das Verständnis des grundlegenden Wirkungsprinzips wichtig sind, 3/17 österreichisches Patentamt AT12 694 U1 2012-10-15 weggelassen. Die Wassertemperiereinheit umfasst in der dargestellten Ausführungsform [0035] · einen Luftwärmetauscher 2, eine Gebläsevorrichtung 3 und einen Verdichter 9, [0036] · eine Speicher-Wärmetauschervorrichtung 4 zur Erwärmung und Speicherung von

Heizungswasser, [0037] · einen Sonnenkollektor 7, der mit einem Wärmetauscher 20b in Form eines Rohrlei tungs-Wärmetauschers verbunden ist, wobei der Wärmetauscher 20b in die Speicher-Wärmetauschervorrichtung 4 integriert ist, [0038] · einen zusätzlichen Wärmetauscher 20a, der ebenfalls in Form eines Rohrleitungs- Wärmetauschers ausgebildet ist und in die Speicher-Wärmetauschervorrichtung 4 integriert ist und der Erwärmung von Brauchwasser dient und [0039] · einen zusätzlichen Wärmetauscher 8 zur Erniedrigung der Temperatur einer Kühl flüssigkeit, wobei sich für diesen Wärmetauscher 8 beispielsweise Platten-, Rohr- o-der Doppelrohrwärmetauscher eignen.

[0040] Es sei angemerkt, dass die Wirkungsweise der Speicher-Wärmetauschervorrichtung 4 anhand der Fig. 4, 5, 6a und 6b näher erläutert wird. An dieser Stelle ist es wichtig festzuhalten, dass in der gezeigten Ausführungsform der mobilen Wassertemperiereinheit fünf „Kreisläufe" eine Rolle spielen: [0041] 1. ein Kühlflüssigkeitskreislauf mit einem Vorlauf K2, einem Rücklauf K1 und einer

Umwälzpumpe 12b, [0042] 2. ein Heizungswasserkreislauf mit einem Vorlauf H2b, einem Rücklauf H1c und einer

Umwälzpumpe 12c, wobei das Heizungswasser in der Wärmetauschervorrichtung 4 erwärmt und zwischengespeichert wird, [0043] 3. ein Brauchwasserkreislauf, der eine Kaltwasserzufuhr B1b, einen Warmwasseraustritt B2 sowie einen Anschluss B1a und eine Umwälzpumpe 12d zur Realisierung eines Zirkulationskreislaufes umfasst, [0044] 4. ein Solarflüssigkeitskreislauf mit einem Vor- und einem Rücklauf sowie einer Um wälzpumpe 12a und schließlich [0045] 5. ein Kältemittelkreislauf, welcher einerseits für die Realisierung eines Luft- und ande rerseits für die Realisierung eines Kühlflüssigkeits-Wärmepumpenprozesses notwendig ist. Bei dem Luft-Wärmepumpenprozess wird der Umgebungsluft Wärmeenergie entzogen, diese Wärmeenergie auf das Kältemittel übertragen, das Kältemittel anschließend mittels des Verdichters 9 komprimiert und dabei weiter erwärmt und die Wärmeenergie schließlich an das Heizungs- bzw. Brauchwasser abgegeben. Bei dem Kühlflüssigkeits-Wärmepumpenprozess wird der Kühlflüssigkeit Wärmeenergie entzogen, die Wärmeenergie wiederum auf das Kältemittel übertragen, das Kältemittel anschließend mittels des Verdichters 9 komprimiert und dabei weiter erwärmt und die Wärmeenergie schließlich an das Heizungs- bzw. Brauchwasser abgegeben. Die eingezeichneten Durchgangsventile 11a bis 11 d sowie das 4-Wege-Ventil 10 werden dazu verwendet, zwischen den beiden Wärmepumpenprozessen hin- und herzuschalten.

[0046] In der Fig. 2 ist das Anlagenschema aus Fig. 1 dargestellt, wobei zusätzliche Armaturen eingezeichnet sind, die für einen störungsfreien Betrieb einer derartigen Anlage üblicherweise zum Einsatz kommen. Dazu zählen: [0047] · im Heizungswasserkreislauf ein 3-Wege-Mischventil 17 zur Erzielung einer vorgege benen Temperatur, die das Heizungswasser aufweisen soll, sowie ein Sicherheitsventil 15, [0048] · im Brauchwasserkreislauf mehrere Rückschlagventile 13, ein Sicherheitsventil 15 und ein Thermomischer 16, mit dessen Hilfe sich die Temperatur des Warmwassers ab- 4/17 österreichisches Patentamt AT12 694U1 2012-10-15 stimmen lässt, [0049] · im Solarflüssigkeitskreislauf ein Sicherheitsventil 15 und ein Ausdehnungsgefäß 19 und [0050] · im Kältemittelkreislauf vor allem ein zusätzlicher Kältemittelsammler 18 mit den erfor derlichen Rohrverbindungen und Sicherheitsarmaturen sowie weitere Durchgangs-, Rückschlag- und Expansionsventile.

[0051] In den Fig. 3a und 3b ist das Anlagenschema aus Fig. 1 dargestellt, wobei die beiden weiter oben beschriebenen Wärmepumpenprozesse mit Hilfe von dicken Linien, Pfeilen, welche die Fließrichtung des Kältemittels andeuten sollen, und durchgestrichenen Durchgangsventilen zur Veranschaulichung der Tatsache, dass die betreffenden Ventile im jeweiligen Betriebszustand gesperrt sind, angedeutet sind. Eine wichtige Rolle nimmt in diesem Zusammenhang auch das 4-Wege-Ventil 10 ein. Fig. 3a zeigt den Luft-Wärmepumpenprozess und Fig. 3b den Kühlflüssigkeits-Wärmepumpenprozess. Es sei darauf hingewiesen, dass sich im zweiten Fall überschüssige Wärmeenergie, die nicht an das Heizungs- bzw. Brauchwasser abgegeben werden kann, über den Luftwärmetauscher an die Umgebungsluft abführen lässt.

[0052] Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Querschnittsebene einer Ausführungsform der Speicher-Wärmetauschervorrichtung 4, die ein Kammersystem umfasst. Das Kammersystem, das von Heizungswasser durchströmt bzw. in dem Heizungswasser gespeichert wird, weist in der gezeigten Ausführungsform mehrere Vorläufe H2a, H2b und H2c und Rückläufe H1a, H1b und H1c auf und besteht in diesem Fall aus drei durch Rohrleitungen 6 in Fluidkommunikation miteinander stehenden Kammern 5a, 5b und 5c. Die Übertragung von Wärmeenergie auf das Wasser in der Speicher-Wärmetauschervorrichtung 4 erfolgt mittels eines Kältemittels, das durch den Rohrleitungs-Wärmetauscher 20c strömt, wobei mit G1 der Kältemittel-Eintritt und mit G2 der Kältemittel-Austritt bezeichnet ist. Der Rohrleitungs-Wärmetauscher 20a dient der Erwärmung von Brauchwasser, wobei das kalte Wasser über den Anschluss B1b der Speicher-Wärmetauschervorrichtung 4 zugeführt und das erwärmte Wasser über den Anschluss B2 wieder entnommen wird. Es sei angemerkt, dass dieser Rohrleitungs-Wärmetauscher 20a über ein T-Stück und den Anschluss B1a zusätzlich an einen Zirkulationskreislauf, der in nahezu jedem errichteten Gebäude vorgesehen ist, anschließbar ist. Der dritte Rohrleitungs-Wärmetauscher 20b ist für den Anschluss an einen Sonnenkollektor vorgesehen und wird von einer Solarflüssigkeit durchströmt. Dabei stellt S1 den Rück- und S2 den Vorlauf dar. Es sei noch darauf hingewiesen, dass die Wandungen 21 des Kammersystems vorteilhafterweise aus Stahl oder Edelstahl bestehen und dass die Rohrleitungs-Wärmetauscher 20a, 20b und 20c aus dem Bedarf angepassten Werkstoffen (wie z.B. Kupfer, Edelstahl, Stahl, Kunststoff-Aluminium-Mehrschichtverbundstoffe) angefertigt und entweder als Glatt-, Well- oder Rippenrohre ausgebildet sind. Es sei darauf hingewiesen, dass die Speicher-Wärmetauschervorrichtung 4 auch dann funktionieren würde, wenn das Kammersystem lediglich zwei Kammern umschlösse.

[0053] Wichtig für einen effizienten Austausch der Wärmeenergie zwischen dem jeweiligen Wärmepumpenprozess, dem Sonnenkollektor, dem Heizungswasser- und dem Brauchwassersystem ist, dass wenigstens die beiden Rohrleitungs-Wärmetauscher 20a und 20b, die an den Sonnenkollektor und das Brauchwassersystem angeschlossen werden, durch alle Kammern 5a, 5b und 5c verlaufen. Für den Rohrleitungs-Wärmetauscher 20c ist dies vorzugsweise auch der Fall, es würde aber auch reichen, wenn dieser Rohrleitungs-Wärmetauscher 20c z.B. nur durch die obere Kammer 5a und die untere Kammer 5c verläuft. Vorteilhafterweise sind die Rohrleitungs-Wärmetauscher 20a, 20b und 20c des Weiteren auch noch spiral- oder (wie hier dargestellt) schraubenförmig ausgebildet und konzentrisch zueinander angeordnet. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es zudem günstig, wenn die Durchmesser der Spiral- bzw. Schraubenform der drei konzentrisch zueinander angeordneten Rohrleitungs-Wärmetauscher 20a, 20b und 20c unterschiedlich groß sind, so dass sie einfach ineinander geschoben werden können. Als besonders vorteilhaft hat es sich schließlich herausgestellt, wenn die beiden Rohrleitungs-Wärmetauscher 20a und 20b gegenläufig durchströmt werden. 5/17 österreichisches Patentamt AT12 694 U1 2012-10-15 [0054] Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Querschnittsebene einer von der Fig. 4 abweichenden Ausführungsform der Speicher-Wärmetauschervorrichtung 4. Die Unterschiede bestehen darin, dass [0055] · die beiden Kammern 5b und 5c durch eine Trennwand 23 mit Öffnungen voneinander abgegrenzt sind, wohingegen die beiden Kammern 5a und 5b räumlich voneinander getrennt sind und durch Rohrleitungen 6 in Fluidkommunikation miteinander stehen, [0056] · das Kammersystem nur einen Vorlauf H2b und einen Rücklauf H1c aufweist, [0057] · das Kammersystem zumindest bereichsweise mit einem (handelsüblichen) wärmeiso lierenden Material 22 ummantelt ist und [0058] · der Rohrleitungs-Wärmetauscher 20c nur durch zwei der drei Kammern 5a, 5b und 5c verläuft.

[0059] Durch die mehrstufige Ausgestaltung der Speicher-Wärmetauschervorrichtung 4 in Form von mehreren Kammern 5a, 5b und 5c ist es möglich, verschiedene Temperaturniveaus des Heizungswassers zu erzeugen. Dieser Effekt kann dadurch verstärkt werden, dass die Kammern 5a, 5b und 5c in der Gebrauchslage vertikal übereinander angeordnet sind oder einen Winkel von (90°- a) zu der vertikalen Anordnung aufweisen, wobei α vorzugsweise kleiner als 90° und größer als 35° ist. Aufgrund der Tatsache, dass warmes Wasser eine geringere Dichte als kaltes Wasser hat, wird sich das warme Heizungswasser nämlich automatisch eher im oberen und das kalte Heizungswasser eher im unteren Bereich des Kammersystems ansammeln. Je nachdem, welche Art von Heizungssystem versorgt werden soll - und damit verknüpft ist die Frage, wie hoch die erforderliche Temperatur des Heizungswassers sein muss - können die Vor- und Rückläufe an unterschiedlichen Stellen des Kammersystems vorgesehen sein. In einem Kammersystem, das aus drei Kammern 5a, 5b und 5c besteht, liegt die Temperatur des Heizungswassers in der oberen Kammer 5a typischerweise zwischen 35°C und 70°C, in der mittleren Kammer 5b zwischen 25^0 und 50^0 und in der unteren Kammer 5c zwischen 15°C und 40°C. In den Fig. 6a und 6b sind zwei bevorzugte Gebrauchslagen des Kammersystems dargestellt, wobei es sich jeweils um eine schematische Darstellung einer im Vergleich zu den Fig. 4 und 5 um 90° gedrehten Querschnittsebene einer Ausführungsform der Speicher-Wärmetauschervorrichtung 4 handelt. Nebenbei sei angemerkt, dass - wie hier zu sehen - die Kammern 5a, 5b und 5c z.B. eine runde oder eine quadratische Querschnittsform aufweisen können.

[0060] Die Fig. 7a, 7b, 8a, 8b, 9a und 9b dienen der Veranschaulichung bevorzugter Bauformen der mobilen Wassertemperiereinheit 1. Die dargestellten Bauformen zeichnen sich im Wesentlichen durch zwei Vorteile aus: ihre Kompaktheit und ihre Gewichtsoptimierung. Zur Gewichtsoptimierung tragen vor allem die Tatsachen bei, dass das Gehäuse zum einen aus einer Rahmenkonstruktion, die mit Verkleidungsblechen 26 umhüllt ist, besteht und dass zum anderen der Sonnenkollektor 7 eine Wand des Gehäuses bildet. Die Kompaktheit wird vor allem durch die spezielle Anordnung der einzelnen Komponenten im Inneren der Wassertemperiereinheit 1 erzielt.

[0061] Im Einzelnen zeigen die Fig. 7a und 7b schematisch zwei verschiedene Seitenansichten einer Ausführungsform der mobilen Wassertemperiereinheit 1, wobei insbesondere deutlich wird, dass der Sonnenkollektor 7 vorteilhaftenweise eine rechteckige Grundfläche aufweist und quer an der Wassertemperiereinheit 1 angeordnet ist, dass die Wassertemperiereinheit 1 Abstandshalter 24 zum Untergrund und seitliche Luftdurchlässe 25 z.B. in Form eines Lamellengitters umfasst und dass die Wassertemperiereinheit 1 neben den bereits angesprochenen notwendigen Wasserleitungen K1, K2, usw. auch noch über eine elektrische Leitung E (vorzugsweise eine 400V- oder eine 230V-Leitung) und eine Datenleitung D mit dem zu klimatisierenden Gebäude verbunden ist.

[0062] In den Fig. 8a und 8b sind schematisch zwei Querschnittsebenen einer Ausführungsform der mobilen Wassertemperiereinheit 1 dargestellt, wobei hier - wie auch in den Fig. 9a und 9b -der Übersichtlichkeit entgegenstehende Details, wie z.B. Verbindungsleitungen zwischen den 6/17 österreichisches Patentamt AT12 694U1 2012-10-15 einzelnen Komponenten oder die Rohrleitungs-Wärmetauscher 20a, 20b und 20c bewusst weggelassen wurden. Bei der Fig. 8a sei das Augenmerk vor allem auf den Luftwärmetauscher 2, die Gebläsevorrichtung 3 und die unterseitigen Luftdurchlässe 29 (z.B. in Form eines einfachen Gitters) gerichtet. Durch Pfeile ist die Luftführung, die dadurch ermöglicht wird, angedeutet: die Luft strömt z.B. seitlich in das Gehäuse ein, danach über den Luftwärmetauscher 2 und wird schließlich wieder unterseitig über die durch die Abstandshalter 24 zum Untergrund entstehenden Öffnungen an die Umwelt abgegeben. In der Fig. 8a ist ebenfalls eine Steuereinrichtung 27 angedeutet, welche die Versorgung der mobilen Wassertemperiereinheit 1 mit elektrischer Energie überwacht und steuert und welche alle erforderlichen Prozesse, die im Inneren der Einheit 1 ablaufen, regelt. Vorteilhafterweise ist diese Steuereinheit 27 - vorzugsweise über ein Bus-System und die angesprochene Datenleitung D - an das Internet angeschlossen und die gesamte Wassertemperiereinheit 1 auf diese Weise über das Internet fernbedienbar. In der Fig. 8b ist hauptsächlich die Anordnung der Speicher-Wärmetauschervorrichtung 4 sowie des Verdichters 9 erkennbar. Mit dem Bezugszeichen 28 sind (handelsübliche) Materialien gekennzeichnet, die wärme-und/oder schallisolierende Eigenschaften haben und mit denen die Wassertemperiereinheit 1 zumindest bereichsweise ausgekleidet ist.

[0063] Die Fig. 9a und 9b zeigen schematische Darstellungen der Ansichten, die sich durch Herabschauen von den in den Fig. 8a und 8b eingezeichneten Betrachtungsebenen F1 und F2 ergeben. Des Weiteren sind in den Fig. 9a und 9b die beiden in den Fig. 8a und 8b dargestellten und mit Q1 und Q2 bezeichneten Querschnittsebenen eingezeichnet. BEZUGSZEICHENLISTE: 1 Mobile Wassertemperiereinheit H1 a-c Heizungswasser-Rücklauf 2 Luftwärmetauscher H2 a-c Heizungswasser-Vorlauf 3 Gebläsevorrichtung a Neigungswinkel der Kammern 4 Speicher- K1 Kühlflüssigkeits-Rücklauf Wärmetauschervorrichtung K2 Kühlflüssigkeits-Vorlauf 5 a-c Kammern B1a Rücklauf des Brauchwasser- 6 Rohrleitungen Zirkulationskreislaufs 7 Sonnenkollektor B1b Brauchwasser-Eintritt 8 Wärmetauscher für Kühlflüssigkeit B2 Brauchwasser-Austritt 9 Verdichter S1 Solarflüssigkeits-Rücklauf 10 4-Wege-Ventil S2 Solarflüssigkeits-Vorlauf 11 a-f Durchgangsventile G1 Kältemittel-Eintritt 12 a-d Umwälzpumpen G2 Kältemittel-Austritt 13 Rückschlagventile E Elektrizitätsversorgung (400V 14 Expansionsventile oder 230V) 15 Sicherheitsventile D Daten leitu ng 16 Thermomischer F1, F2 Betrachtungsebenen 17 3-Wege-Mischventil Q1,Q2 Querschnittsebenen 18 Kältemittelsammler 19 Ausdehnungsgefäß 20 a-c Rohrleitungs-Wärmetauscher 21 Kammerwandungen 22 Wärmeisolationsmaterial 23 Trennwand mit Öffnungen 24 Abstandshalter zum Untergrund 25 Seitliche Luftdurchlässe 26 Verkleidungsbleche 27 Steuereinrichtung 28 Material zur Wärme- und/oder Schallisolierung 29 Unterseitige Luftdurchlässe 7/17

Claims (10)

1. österreichisches Patentamt AT12 694 U1 2012-10-15 Ansprüche 1. Mobile Wassertemperiereinheit (1) für Gebäude, die ein Gehäuse, mindestens einen Luftwärmetauscher (2, 3), mindestens einen Verdichter (9) und eine Speicher-Wärmetauschervorrichtung (4) zur Erwärmung und Speicherung von Heizungswasser umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Wassertemperiereinheit (1) wenigstens zwei der folgenden drei Merkmale aufweist: - die mobile Wassertemperiereinheit (1) umfasst wenigstens einen Sonnenkollektor (7) - die mobile Wassertemperiereinheit (1) umfasst einen zusätzlichen Wärmetauscher (20a) zur Erwärmung von Brauchwasser - die mobile Wassertemperiereinheit (1) umfasst einen zusätzlichen Wärmetauscher (8) zur Erniedrigung der Temperatur einer Kühlflüssigkeit.
2. 2. Mobile Wassertemperiereinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus einer Rahmenkonstruktion, die vorzugsweise mit Verkleidungsblechen (26) umhüllt ist, besteht.
3. 3. Mobile Wassertemperiereinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mobile Wassertemperiereinheit (1) einen zusätzlichen Wärmetauscher (20a) zur Erwärmung von Brauchwasser umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Wärmetauscher (20a) in die Speicher-Wärmetauschervorrichtung (4) zur Erwärmung und Speicherung des Heizungswassers integriert ist.
4. 4. Mobile Wassertemperiereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mobile Wassertemperiereinheit (1) einen Sonnenkollektor (7) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonnenkollektor (7) mit einem Wärmetauscher (20b), der vorzugsweise in die Speicher- Wärmetauschervorrichtung (4) zur Erwärmung und Speicherung des Heizungswassers integriert ist, verbunden ist.
5. 5. Mobile Wassertemperiereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Wassertemperiereinheit (1) Abstandshalter (24) zum Untergrund, seitliche Luftdurchlässe (25), eine Gebläsevorrichtung (3) im Inneren und unterseitige Luftdurchlässe (29) aufweist.
6. 6. Mobile Wassertemperiereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die mobile Wassertemperiereinheit (1) einen Sonnenkollektor (7) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonnenkollektor (7) eine Wand des Gehäuses bildet.
7. 7. Mobile Wassertemperiereinheit (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonnenkollektor (7) eine rechteckige Grundfläche aufweist und quer an der mobilen Wassertemperiereinheit (1) angeordnet ist.
8. 8. Mobile Wassertemperiereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Wassertemperiereinheit (1) zumindest bereichsweise wärme-und/oder schallisoliert ist.
9. 9. Mobile Wassertemperiereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Wassertemperiereinheit (1) eine Steuereinrichtung (27) umfasst.
10. 10. Mobile Wassertemperiereinheit (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (27) vorzugsweise über ein Bus- System an das Internet anschließbar ist. Hierzu 9 Blatt Zeichnungen 8/17