CH677269A5 - Combined air dehumidifier and heat pump - has two units with selectively operated evaporators and control flap for series or parallel operation - Google Patents

Description

  
 



  Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftentfeuchter mit Wärmepumpe zu Zwecken der Klimatisierung mit Aggregaten, die zwei Verdampfer und einen Kondensator, sowie Ventilatoren enthalten. 



  Diese Art der Klimatisierung ist in vielfältigen Ausführungsformen bekanntgeworden, wobei allen Ausführungsformen gemeinsam nachteilig ein relativ hoher Apparateaufwand und eine relativ geringe Luftentfeuchtungsleistung gegenübersteht. 



  Insbesondere leiden die bisher bekannten Luftentfeuchter darunter, dass sie nicht flexibel genug sind und nicht in der Art eines Baukastensystems aufgebaut sind, um verschiedenen Klimabedingungen der angesaugten Luft Rechnung zu tragen. 



  Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Luftentfeuchter mit Wärmepumpe der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass bei einer hohen Entfeuchtungsleistung die angesaugte Luft mit relativ geringem Energieaufwand entfeuchtet werden kann. 



  Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Aggregat mit einem Verdampfer und ein zweites Aggregat mit einem Verdampfer und einem Kondensator so zueinander angeordnet sind, dass die Luftführung durch die beiden Aggregate einmal wahlweise seriell und zu anderen parallel führbar ist. 



  Das Wesen der Erfindung liegt darin, dass nach Art eines Baukastensystems die beiden Aggregate in Verbindung mit der Luftführung nach Art von verschiedenen Betriebszuständen miteinander verschaltet werden können,  so dass bei einfachem modularem Aufbau der Anlage und bei geringen Herstellungskosten vielerlei Arten von Betriebszuständen in einfacher Form gefahren werden können. 



  In einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Aggregate übereinander oder nebeneinanderliegend angeordnet, wobei die Auslassseite des ersten Aggregates neben, über oder unter der Einlassseite für das zweite Aggregat angeordnet ist, und an der Auslassseite des ersten Aggregates eine schwenkbare Luftführungsklappe angeordnet ist, so dass in Abhängigkeit von der Stellung der Luftführungsklappe der aus der Auslassseite des ersten Aggregates entströmende Luftstrom wahlweise ins Freie strömt, oder nach Art eines Luftführungsraumes der Eingangsseite des zweiten Aggregates zugeführt wird. 



  Hierdurch entsteht dann der gewünschte serielle oder parallele Betrieb der beiden Aggregate abhängig von der Stellung der Luftklappe. 



  Damit werden wesentliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik erreicht, denn es sind nun vielfältige Betriebszustände möglich, die ohne diese neuerungsgemässe Anordnung der beiden Aggregate in Verbindung mit der erfindungsgemässen schwenkbaren Luftführungsklappe nicht möglich wären. 



  In einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein sogenannter Entfeuchtungsbetrieb gefahren, wobei der Entfeuchtungsbetrieb wahlweise zwei verschiedene Betriebszustände haben kann. 



  Wesentlich hierbei ist, dass in dem ersten Aggregat ein Verdampfer angeordnet ist, der zusammen mit dem zweiten Verdampfer in dem zweiten Aggregat in Betrieb ist, wobei dieser Betriebszustand dann verwendet wird, wenn niedrige Temperaturen und hohe Luftfeuchte am Luftansaugkanal des ersten Aggregates anstehen. 



  Der zweite Betriebszustand im Entfeuchtungsbetrieb ist dadurch gegeben,  dass lediglich der Verdampfer in dem ersten Aggregat in Betrieb ist, während der zweite Verdampfer in dem zweiten Aggregat ausgeschaltet ist. Dieser Betriebszustand wird dann gewählt, wenn hohe Temperaturen bei hoher Luftfeuchte an dem Luftansaugkanal am Einlass des ersten Aggregates anstehen. 



  Hieraus wird ersichtlich, dass auf einfache Art zwei verschiedene Entfeuchtungs-Betriebszustände möglich sind, weil die beiden Verdampfer unabhängig voneinander schaltbar sind und über die schwenkbare Luftführungsklappe wahlweise entfeuchtete Ansaugluft oder trockene Aussenluft dem zweiten Aggregat zugeführt wird. 



  Hierbei wird es bevorzugt, wenn der zweite Verdampfer in dem zweiten Aggregat in Abhängigkeit von der Lufttemperatur im Luftansaugkanal am Einlass des ersten Aggregates gesteuert wird. Bei hoher Temperatur wird der zweite Verdampfer ausgeschaltet und bei niedrigen Temperaturen wird er dazu geschaltet. Damit wird bei niedrigen Temperaturen die gesamte Entfeuchtungsleistung und die Wärmeleistung der Anlage wesentlich verbessert. 



  In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird es bevorzugt, wenn die beiden Verdampfer, d.h. also jeder Verdampfer in dem jeweils zugeordneten Aggregat, von einem einzigen Kompressor, welcher mit mehreren Drehzahlen betrieben werden kann, versorgt werden, wodurch eine günstige Verteilung der Kompressorleistung auf die beiden Verdampfer möglich ist. 



  In einem ersten Ausführungsbeispiel ist im Entfeuchtungsbetrieb die am Luftauslass des ersten Aggregates angeordnete Luftführungsklappe geschlossen, so dass ein grosser Teil der Luft aus dem Auslass des ersten Aggregates dem Einlass des zweiten Aggregates zugeführt wird, so dass hiermit ein serieller Betrieb der beiden Aggregate gegeben ist. 



  In einem anderen Betriebszustand im Entfeuchtungsbetrieb ist die  Luftführungsklappe geöffnet, was bei niedrigen Temperaturen und hoher Luftfeuchte Verwendung findet, wobei dann sowohl der Verdampfer des ersten Aggregates als auch der Verdampfer des zweiten Aggregates in Betrieb sind. 



  Der weitere Betriebszustand der vorliegenden Erfindung liegt im sogenannten Wärmepumpenbetrieb. Hierbei sind die beiden Luftführungsströme durch die beiden Aggregate parallel angeordnet, d.h. der Luftführungsstrom des einen ersten Aggregates wird nicht zur Ansaugseite des zweiten Aggregates geleitet, d.h. die Luftführungsklappe an der Auslassseite des ersten Aggregates ist geöffnet, so dass die Luft von der Auslassseite des ersten Aggregates frei ins Freie strömt. 



  Hierbei ist es wesentlich, dass die Aggregate nebeneinander, übereinander oder untereinander angeordnet werden können. Es kommt darauf an, dass die Einlassseite des zweiten Aggregates neben, über oder unter der Auslassseite des ersten Aggregates ist und dass die Luftführungsklappe mindestens teilweise noch die Einlassseite des zweiten Aggregates überdeckt, um sicherzustellen, dass ein freier Luftstrom von der Auslassseite des ersten Aggregates zur Einlassseite des zweiten Aggregates geleitet werden kann. 



   Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei gehen aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung hervor. 



  Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Ansprüche untereinander. 



  Über einen Luftansaugkanal 1 wird feuchtwarme und energiereiche Luft der Einlassseite 20 eines ersten Aggregates 3 zugeführt. An dieser Einlassseite 20 ist ein erster Verdampfer 2 angeordnet, der von einem Kompressor 13 versorgt wird, der in dem zweiten Aggregat 10 angeordnet ist. 



  Die Aggregate 3, 10 können übereinander, nebeneinander oder untereinander angeordnet sein; wichtig ist nur, dass die Auslassseite 22 des ersten Aggregates 3 in der Nähe, d.h. über, neben oder unter der Einlassseite 23 des zweiten Aggregates 10 angeordnet ist und dass zwischen der Auslassseite 22 und der Einlassseite 23 ein Luftführungsraum 21 gebildet ist, der mindestens an einer Seite durch eine schwenkbar gelagerte Luftführungsklappe 5 begrenzt ist. 



  In dem ersten Aggregat 3 oder am Ausgang des ersten Aggregates 3 ist ein erster Ventilator 4 angeordnet, der zwei verschiedene Betriebsarten hat, nämlich einmal einen geregelten Betrieb zur konstanten Einhaltung des Verdampferdruckes im Verdampfer 2 und zum zweiten einen vollen Drehzahlbetrieb, wenn die Maschine im Wärmepumpenbetrieb arbeitet. 



  Der Verdampfer 2 führt also eine Entfeuchtung der angesaugten Luft bei gleichzeitiger Abkühlung durch, wobei die Luft im Entfeuchtungsbetrieb bei hohen Temperaturen und hohen Luftfeuchten über die geschlossene Klappe 5 in Pfeilrichtung 8 zu der Einlassseite 23 des zweiten Aggregates strömt. 



  Hierbei wird die \ffnungsstellung der Klappe 5, die in dem Gelenk 6 gelenkig gelagert ist verändert. Hierzu wird die Stellung der Klappe motorisch oder von Hand eingestellt, wobei wichtig ist, dass im Entfeuchtungsbetrieb bei niedrigen Temperaturen und hohen Luftfeuchten die Klappe 5 offen ist; ferner ist die Klappe 5 im Entfeuchtungsbetrieb  geschlossen, bei hohen Temperaturen und hohen Luftfeuchten und im Wärmepumpenbetrieb ist die Klappe 5 stets offen. 



  Diese \ffnungsstellungen können motorisch von einem Programmwählschalter oder von Hand eingestellt werden. 



  Es wird nun im folgenden der Entfeuchtungsbetrieb, und zwar im ersten Betriebszustand, beschrieben, wenn also niedrige Temperatur- und hohe Luftfeuchten über den Luftansaugkanal 1 von innen angesaugt werden. 



  In dieser Stellung ist die Klappe 5 offen, und die Luft verlässt dann in Pfeilrichtung 7 die Auslassseite 22 des Aggregates 3. 



  Gleichzeitig ist im unteren Aggregat 10 der zweite Verdampfer 11 eingeschaltet, und die Luft wird von aussen über die Einlassseite 23 angesaugt von einem Ventilator 15 und einem Kondensator 12 zugeführt, wo diese Luft ebenfalls entfeuchtet wird; über einen zweiten Ventilator 14 verlässt dann die Luft dieses Aggregat 10 und gelangt dann in einen Anschlusskanal 16, wo ein weiterer Ventilator 17 vorhanden ist, der die Luft in Pfeilrichtung 18 über den Auslass 19 ausbläst. 



  Im folgenden wird der Entfeuchtungsbetrieb für hohe Temperaturen und hohe Luftfeuchten beschrieben. 



  In diesem Betriebszustand ist die Klappe 5 also geschlossen, und die beiden Aggregate 3, 10 sind im Hinblick auf die Luftführung in Serie geschaltet. Hierbei arbeitet nur der Verdampfer 2 ohne den Verdampfer 11, wobei die Klappe 5 geschlossen ist. Hierdurch bildet sich dann ein Luftführungsraum 21, und die Luft aus dem Auslass 22 gelangt in Pfeilrichtung 8 zur Einlassseite 23 des zweiten Aggregates 10 und wird dort von dem Kondensator 12 zur Luftanwärmung angesaugt, wobei die Ventilatoren 14 und 15 in Betrieb sind. 



  Vorteil dieses Betriebszustandes ist, dass der Kompressor nun seine  gesamte Entfeuchtungsleistung dem ersten Verdampfer 2 zuordnen kann. 



  Im Wärmepumpenbetrieb ist der Verdampfer 2 ebenfalls eingeschaltet, die Klappe 5 ist jedoch geöffnet in Pfeilrichtung 9 und der Verdampfer 11 ist ausgeschaltet. Es findet dann hier eine Parallelführung der Luftströme statt, d.h. das obere Aggregat 3 bläst die angesaugte, entfeuchtete und abgekühlte Luft ins Freie, während das untere Aggregat 10 die an der Einlassseite 23 angesaugte Luft, die relativ trocken ist, lediglich ansaugt und anwärmt, über den Kondensator 12. 



   Wichtig ist in dieser Betriebsstellung, dass der Kompressor 13 seine gesamte Kompressorleistung dem Verdampfer 2 zuordnet. 



  Mit dem beschriebenen Aggregate-System ergibt sich ein universell einsetzbares Luftentfeuchtungs-Aggregat mit Wärmepumpenbetrieb, wobei unterschiedliche Betriebszustände in einfacher Form gefahren werden können. Damit ergibt sich ein modularer Aufbau der Anlage und damit geringe Herstellungskosten. 



  Die Luftklappe 5 kann auch als schwenkbar gelagertes oder abnehmbares Kanalstück ausgebildet sein. 

Claims (9)

1. Luftentfeuchter mit Wärmepumpe zu Zwecken der Klimatisierung mit Aggregaten, die zwei Verdampfer und einen Kondensator sowie Ventilatoren enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Aggregat (3) mit einem Verdampfer (2) und ein zweites Aggregat (10) mit einem Verdampfer (11) und einem Kondensator (12) so zueinander angeordnet sind, dass die Luftführung durch die beiden Aggregate (3, 10) einmal wahlweise seriell und zum anderen parallel führbar ist.

2.

Luftentfeuchter mit Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Aggregate (3, 10) übereinander oder nebeneinander liegend angeordnet sind, wobei die Auslassseite (22) des ersten Aggregates (3) neben, über oder unter der Einlassseite (23) für das zweite Aggregat (10) angeordnet ist, und an der Auslassseite (22) des ersten Aggregats (3) eine schwenkbare Luftführungsklappe (5) angeordnet ist, so dass in Abhängigkeit von der Stellung der Luftführungsklappe (5) der aus der Auslassseite (22) des ersten Aggregates (3) entströmende Luftstrom wahlweise ins Freie strömt, oder nach Art eines Luftführungsraumes (21) der Eingangsseite (23) des zweiten Aggregates (10) zugeführt wird.

3. Luftentfeuchter mit Wärmepumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungsklappe (5) teilweise die Einlassseite des zweiten Aggregates (10) überdeckt.

4.

Luftentfeuchter mit Wärmepumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Entfeuchtungsbetrieb in einem ersten Betriebszustand die Luftführungsklappe (5) geschlossen ist und die Verdampfer (2, 11) der Aggregate (3, 10) in Betrieb sind.

5. Luftentfeuchter mit Wärmepumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Entfeuchtungsbetrieb in einem zweiten Betriebszustand die Luftführungsklappe (5) geschlossen ist und der Verdampfer (2) des Aggregates (3) ohne den Verdampfer (11) des Aggregates (10) in Betrieb ist.

6. Luftentfeuchter mit Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verdampfer (11) des Aggregates (10) in Abhängigkeit von der Lufttemperatur im Luftansaugkanal (1) am Einlass (20) des ersten Aggregates (3) steuerbar ist.

7.

Luftentfeuchter mit Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verdampfer (2, 11) der Aggregate (3, 10) von einem einzigen Kompressor (13) versorgt werden, der mehrere Drehzahlen aufweist.

8. Luftentfeuchter mit Wärmepumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Wärmepumpenbetrieb die Luftführungsklappe (5) nach Art einer parallelen Luftführung geöffnet ist, wobei der Verdampfer (2) eingeschaltet und der Verdampfer (11) ausgeschaltet ist.

9. Luftentfeuchter mit Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des ersten Aggregates (3) ein erster Ventilator (4) angeordnet ist, der nach zwei verschiedenen Betriebsarten einmal geregelt zur konstanten Einhaltung des Verdampferdruckes im Verdampfer (2) und zum zweiten bei voller Drehzahl zum Wärmepumpenbetrieb dient. 1. Luftentfeuchter mit Wärmepumpe zu Zwecken der Klimatisierung mit Aggregaten, die zwei Verdampfer und einen Kondensator sowie Ventilatoren enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Aggregat (3) mit einem Verdampfer (2) und ein zweites Aggregat (10) mit einem Verdampfer (11) und einem Kondensator (12) so zueinander angeordnet sind, dass die Luftführung durch die beiden Aggregate (3, 10) einmal wahlweise seriell und zum anderen parallel führbar ist. 2.

Luftentfeuchter mit Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Aggregate (3, 10) übereinander oder nebeneinander liegend angeordnet sind, wobei die Auslassseite (22) des ersten Aggregates (3) neben, über oder unter der Einlassseite (23) für das zweite Aggregat (10) angeordnet ist, und an der Auslassseite (22) des ersten Aggregats (3) eine schwenkbare Luftführungsklappe (5) angeordnet ist, so dass in Abhängigkeit von der Stellung der Luftführungsklappe (5) der aus der Auslassseite (22) des ersten Aggregates (3) entströmende Luftstrom wahlweise ins Freie strömt, oder nach Art eines Luftführungsraumes (21) der Eingangsseite (23) des zweiten Aggregates (10) zugeführt wird. 3. Luftentfeuchter mit Wärmepumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungsklappe (5) teilweise die Einlassseite des zweiten Aggregates (10) überdeckt. 4.

Luftentfeuchter mit Wärmepumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Entfeuchtungsbetrieb in einem ersten Betriebszustand die Luftführungsklappe (5) geschlossen ist und die Verdampfer (2, 11) der Aggregate (3, 10) in Betrieb sind. 5. Luftentfeuchter mit Wärmepumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Entfeuchtungsbetrieb in einem zweiten Betriebszustand die Luftführungsklappe (5) geschlossen ist und der Verdampfer (2) des Aggregates (3) ohne den Verdampfer (11) des Aggregates (10) in Betrieb ist. 6. Luftentfeuchter mit Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verdampfer (11) des Aggregates (10) in Abhängigkeit von der Lufttemperatur im Luftansaugkanal (1) am Einlass (20) des ersten Aggregates (3) steuerbar ist. 7.

Luftentfeuchter mit Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verdampfer (2, 11) der Aggregate (3, 10) von einem einzigen Kompressor (13) versorgt werden, der mehrere Drehzahlen aufweist. 8. Luftentfeuchter mit Wärmepumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Wärmepumpenbetrieb die Luftführungsklappe (5) nach Art einer parallelen Luftführung geöffnet ist, wobei der Verdampfer (2) eingeschaltet und der Verdampfer (11) ausgeschaltet ist. 9. Luftentfeuchter mit Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des ersten Aggregates (3) ein erster Ventilator (4) angeordnet ist, der nach zwei verschiedenen Betriebsarten einmal geregelt zur konstanten Einhaltung des Verdampferdruckes im Verdampfer (2) und zum zweiten bei voller Drehzahl zum Wärmepumpenbetrieb dient.