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Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmedämmung für Wärmepumpen.
Gemäss dem Stand der Technik werden Wärmepumpen, wie auch andere technische
Anlagen, nach aussen hin gedämmt, um Wärmeverluste an die Umgebung zu minimieren.
Hierdurch wird zwar der Wärmestrom von den einzelnen Aggregaten an die Umgebung minimiert, nicht jedoch der Wärmeaustausch zwischen den einzelnen Aggregaten innerhalb der Anlage verhindert. Gerade bei Wärmepumpen bestehen erhebliche Temperaturdifferenzen zwischen den einzelnen Aggregaten, weshalb es bei Anlagen gemäss dem Stand der Technik zu nennenswerten inneren Verlusten kommt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wärmeströme zwischen den einzelnen Aggregaten der Wärmepumpe zu minimieren.
Diese Aufgabe wird gemäss den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass nicht nur um die Aggregate herum, sondern auch zwischen den einzelnen Aggregaten eine Wärmedämmung vorgesehen ist. Bei einer Adsorptionswärmepumpe wird hierdurch vor allem der Wärmeaustausch zwischen der Verdampfer-/Adsorber- und der Desorber- /Kondensator-Einheit verhindert.
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Gemäss den Merkmalen des Anspruches 2 wird die Wärmedämmung zumindest in
Teilbereichen diffusionsdicht ausgestaltet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass sich kein
Kondenzwasser zwischen den kondensationsgefährdeten Aggregaten und der Dämmung bilden kann.
Durch die Merkmale des Anspruchs 3 wird geschützt, dass die Wärmedämmung nicht nur eine thermische Funktion übernimmt, sondern auch eine statische. Die Wärmedämmung dient zur Positionierung und Halterung der einzelnen Aggregate innerhalb der gesamten
Wärmepumpe.
Gemäss den Merkmalen des Anspruches 4 ergibt sich der Vorteil, dass die Wärmedämmung besonders bündig um die Aggregate anliegt und somit eine optimale Dämm- und Tragewirkung vorliegt.
Gemäss den Merkmalen des Anspruches 5 werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Wärmedämmung geschützt.
Gemäss den Merkmalen des Anspruches 6 ergibt sich der Vorteil, dass die Wärmedämmung eine höhere Tragfestigkeit besitzt, da sie entsprechende Stützelemente beinhaltet.
Durch die Merkmale des Anspruches 7 wird eine Zeolithwärmepumpe mit einer entsprechenden Wärmedämmung geschützt. Eine Zeolithwärmepumpe eignet sich besonders für eine derartige Dämmung, da grosse Temperaturdifferenzen zwischen den einzelnen Aggregaten vorhanden sind.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung detailliert erläutert. Hierbei zeigt die einzige Figur einen prinzipiellen Aufbau des Zeolith-Heizgerätes
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Die Figur zeigt eine Zeolith-Wärmepumpe mit zwei Wärmepumpenmodulen 1,2, zwei
Wärmeaustauschern 3,4, Verbindungsleitungen 8 bis 15, einer Umwälzpumpe 7 sowie einer erfindungsgemässen Dämmung 5. Die Wärmepumpenmodule 1,2 sind identisch aufgebaut und verfügen über einen Verdampfer, der auch als Kondensator arbeiten kann, und einen
Adsorber, der ebenfalls als Desorber arbeiten kann. Die Zuleitungen 8,9 sind mit einem nicht dargestellten Wärmeaustauscher, der von einem Brenner befeuert wird, verbunden und sorgen für eine Energieeinbringung.
Es sei zunächst angenommen, dass über die Leitung 8 Wärme in das erste
Wärmepumpenmodul 1 eingebracht wird, dass das abgekühlte Fluid durch den
Wärmeaustauscher 3 gelangt, über die Pumpe 7 in das zweite Wärmepumpenmodul und letztendlich über die Rücklaufleitung 9 wieder in den beheizten Wärmeaustauscher einströmt. Über die Leitungen 10 und 11 ist das zweite Wärmepumpenmodul 2 mit einer nicht dargestellten Umweltwärmequelle verbunden. Die Wärmeaustauscher 3,4 sind über die Verbindungsleitungen 12,13 bzw. 14,15 mit einem Heiznetz verbunden. Wird
Umweltwärme in das Wärmepumpenmodul 2 eingebracht, so wird im Verdampfer des Wärmepumpenmoduls 2 eine Flüssigkeit verdampft, die am Adsorber adsorbiert, wodurch Wärme entsteht. Der Adsorber wird hierdurch über 100 C heiss.
Es muss vermieden werden, dass der Adsorber des Wärmepumpenmoduls 2 einen Teil seiner Wärme an den ungefähr 80 K kühleren Kondensator des Wärmepumpenmoduls 1 abgibt, da hierdurch der Wärmepumpenprozess stark negativ beeinträchtigt würde. Daher ist es sinnvoll, dass zwischen den Wärmepumpenmodulen 1,2 als Teilbereich der Wärmedämmung 5 der Teilbereich 51 den Wärmübergang zwischen den zwei Wärmepumpenmodulen 1,2 minimiert.
Da der Wärmepumpenprozess kein kontinuierlich statischer Prozess ist, sondern letztendlich mit der Sättigung des Adsorbens langsam zum Erliegen kommt, muss nach einiger Zeit der Adsorber zum Desorber werden und umgekehrt. Ebenfalls tauschen Verdampfer und
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Kondensator ihre Funktion. Hieraus ergibt sich, dass das zuvor heisse Aggregat nun - nach einer Phase des gezielten Temperaturausgleichs - mit der Temperatur des bisher kühleren Aggregates betrieben wird und umgekehrt. Hierdurch wird deutlich, dass nun ein Wärmestrom innerhalb des Gerätes in die umgekehrte Richtung vermieden werden muss.
Als besonders vorteilhaft erweist sich eine Dämmung aus Polyurethan-Hartschaum mit einer Dichte von 25 bis 60 kg/m3.
Die Wärmedämmung 5 kann auch eine tragende Funktion in einer Wärmepumpe übernehmen, da sie für die Positionierung und Fixierung der Aggregate geeignet ist. Um die tragende Funktion ohne zusätzliche Stützelemente zu übernehmen, ist es erforderlich, dass die Dichte mindestens 45 kg/m3 aufweist. Ferner können Stützelemente, z. B. in Form von Kunststoff, Pappe, Holz, Glas- oder Keramik eingebracht werden, die trotz einer relativ geringen Schäumungsdichte für eine Stabilisierung der Wärmedämmung sorgen. Werden zunächst die Aggregate positioniert und eingeschäumt, so ergibt sich eine besonders bündige Verbindung zwischen der Wärmedämmung 5 und den Aggregaten.
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The invention relates to thermal insulation for heat pumps.
According to the state of the art, heat pumps, like other technical ones
Plants insulated to the outside to minimize heat loss to the environment.
As a result, the heat flow from the individual units to the environment is minimized, but the heat exchange between the individual units within the system is not prevented. Especially with heat pumps there are considerable temperature differences between the individual units, which is why there are significant internal losses in systems according to the state of the art.
The invention has for its object to minimize the heat flows between the individual units of the heat pump.
This object is achieved in accordance with the features of claim 1 in that thermal insulation is provided not only around the units, but also between the individual units. In the case of an adsorption heat pump, this primarily prevents the heat exchange between the evaporator / adsorber and the desorber / condenser unit.
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According to the features of claim 2, the thermal insulation is at least in
Partial areas designed diffusion-tight. This has the advantage that there is no
Can form condensation water between the condensate-sensitive aggregates and the insulation.
The features of claim 3 protect that the thermal insulation not only takes on a thermal function, but also a static one. The thermal insulation serves to position and hold the individual units within the whole
Heat pump.
According to the features of claim 4, there is the advantage that the thermal insulation lies particularly flush around the units and thus there is an optimal insulation and carrying effect.
According to the features of claim 5, advantageous embodiments of the thermal insulation are protected.
According to the features of claim 6, there is the advantage that the thermal insulation has a higher load-bearing capacity since it contains corresponding support elements.
The features of claim 7 protect a zeolite heat pump with appropriate thermal insulation. A zeolite heat pump is particularly suitable for this type of insulation, since there are large temperature differences between the individual units.
The invention will now be explained in detail with reference to the drawing. Here, the only figure shows a basic structure of the zeolite heater
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The figure shows a zeolite heat pump with two heat pump modules 1, 2, two
Heat exchangers 3, 4, connecting lines 8 to 15, a circulating pump 7 and an insulation 5 according to the invention. The heat pump modules 1, 2 are constructed identically and have an evaporator, which can also function as a condenser, and one
Adsorber that can also work as a desorber. The feed lines 8, 9 are connected to a heat exchanger, not shown, which is fired by a burner, and ensure energy input.
It is initially assumed that heat flows into the first via line 8
Heat pump module 1 is introduced that the cooled fluid through the
Heat exchanger 3 arrives, flows into the second heat pump module via the pump 7 and finally flows back into the heated heat exchanger via the return line 9. The second heat pump module 2 is connected via lines 10 and 11 to an environmental heat source (not shown). The heat exchangers 3, 4 are connected to a heating network via the connecting lines 12, 13 and 14, 15. Becomes
Introduced environmental heat into the heat pump module 2, a liquid is evaporated in the evaporator of the heat pump module 2, which adsorbs on the adsorber, whereby heat is generated. As a result, the adsorber becomes hot above 100 ° C.
It must be avoided that the adsorber of the heat pump module 2 gives off some of its heat to the approximately 80 K cooler condenser of the heat pump module 1, as this would have a very negative effect on the heat pump process. Therefore, it makes sense that between the heat pump modules 1, 2, as the partial area of the thermal insulation 5, the partial area 51 minimizes the heat transfer between the two heat pump modules 1, 2.
Since the heat pump process is not a continuously static process, but ultimately slowly comes to a standstill with the saturation of the adsorbent, the adsorber must become a desorber after a while and vice versa. Also exchange evaporators and
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Capacitor its function. This means that the previously hot unit is now - after a phase of targeted temperature compensation - operated at the temperature of the previously cooler unit and vice versa. This makes it clear that heat flow in the device in the opposite direction must now be avoided.
Insulation made of rigid polyurethane foam with a density of 25 to 60 kg / m3 has proven to be particularly advantageous.
The thermal insulation 5 can also take on a supporting function in a heat pump, since it is suitable for the positioning and fixing of the units. In order to take over the load-bearing function without additional support elements, it is necessary that the density is at least 45 kg / m3. Furthermore, support elements, e.g. B. in the form of plastic, cardboard, wood, glass or ceramic, which ensure a stabilization of the thermal insulation despite a relatively low foaming density. If the units are first positioned and foamed in, there is a particularly flush connection between the thermal insulation 5 and the units.