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Die Erfindung betrifft ein Haustechnikgerät zur Aufstellung in einem Gebäude. Es enthält eine Wärmepumpe und einen Lüftungsteil. Mit der Wärmepumpe wird Wärmeenergie z. B. zur Heizung und Warmwasserbereitung bereitgestellt, das Lüftungsteil ist dazu geeignet, zumindest einen Raum zu lüften und die Wärme aus der Abluft zurückzugewinnen. Im Betrieb der Wärmepumpe treten Betriebsbedingungen auf, bei denen Kondenswasser anfällt, ebenso fällt im Betrieb des Lüftungsgeräts Kondenswasser an.
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Gemäß
DE 39 03 665 C2 ist ein Zimmerklimagerät bekannt, welches einen Kältemittelkreislauf mit einem Verdichter aufweist. Abluft wird dabei über einen Verdampfer geführt und im Verdampfer anfallendes Kondensat in einer Kondensatwanne gesammelt. Ein Ableitrohr wird von der Kondensatwanne durch eine Außenwand ins Freie geführt. Das Ableitrohr ist wenigstens inner- und außerhalb der Außenwand in einer Leitung verlegt, die einen Teilstrom der am Kondensator erwärmten Luft oder die Abluft vor Eintritt in den Wärmetauscher führt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Haustechnikgerät bereitzustellen, welches einen Lüftungsteil und eine Wärmepumpe enthält, wobei anfallendes Kondensat sicher und zuverlässig abgeführt wird.
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Gelöst ist die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Ein Haustechnikgerät zur Aufstellung in einem Gebäude weist dazu eine Wärmepumpe und einen Lüftungsteil auf. Die Wärmepumpe dient zur Heizung und gegebenenfalls Warmwasserbereitung und der Lüftungsteil zur Lüftung von wenigstens einem Raum. Die Wärmepumpe weist einen Verdampfer eines Kältemittelkreislaufs auf, unter dem eine flüssigkeitsdichte Kondensatwanne zur Aufnahme von Kondenswasser angeordnet ist. In der Kondensatwanne ist ein wärmeleitendes Blech angeordnet, das mit einer Kältemittelleitung des Kältemittelkreislaufs wärmeleitend verbunden ist. Die Kältemittelleitung ist zwischen einem Verflüssiger und einen Expansionsventil des Kältemittelkreislaufs angeordnet bzw. verbindet den Verflüssiger und das Expansionsventil. Aus dem Verflüssiger tritt flüssiges Kältemittel in die Kältemittelleitung ein und wird unter Hochdruck zum Expansionsventil geführt. Dadurch, dass im Betrieb der Wärmepumpe das flüssige Kältemittel durch die Kältemittelleitung fließt, gibt es Wärme an das Blech ab und erwärmt somit ein in der Kondensatwanne befindliches Kondensat.
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Des Weiteren ist es von Vorteil, dass durch die Wärme des flüssigen Kältemittels in der Kondensatwanne befindliches Kondensat aufgetaut bzw. so weit warm gehalten wird, dass es nicht einfrieren kann.
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Gemäß einem Gedanken der Erfindung weist die Kondensatwanne Fugen auf, die vorzugsweise mäanderförmig in der Kondensatwanne ausgebildet sind, in die die Kältemittelleitung gelegt ist. Somit liegt das Blech vorteilhaft auf der Kondensatwanne und der Kältemittelleitung auf.
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Vorteilhaft ist es weiterhin, die Kältemittelleitung nicht nur einfach oder doppelt mit einer Umlenkung durch die Kondensatwanne zu führen, sondern sie mit wenigstens zwei oder drei 180°-Umlenkungen in die Kondensatwanne zu legen. Vorteilhaft ist es auch, ca. 3–15 Windungen der Kältemittelleitung vorzusehen, um möglichst viel Wärme vom Kältemittel auf das Blech bzw. auf die Kondensatwanne zu übertragen. Dies ist besonders wirtschaftlich, da die Unterkühlung des bereits als Flüssigkeit in die Kältemittelleitung eintretenden Kältemittels ohne weiteres durch Umweltenergie beim Verdampfen im Verdampfer gewonnen wird.
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Vorzugsweise weist die Kondensatwanne einen Tiefpunkt, insbesondere in Form eines Bechers, zu Sammlung von Kondenswasser auf.
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Die Kondensatwanne weist vorteilhaft Schrägen auf, die so ausgebildet sind, dass Kondensat zum Tiefpunkt der Kondensatwanne fließt und sich dort sammelt. Im Tiefpunkt bzw. im Becher ist gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Kondensatleitung angebracht.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist im Tiefpunkt ein Schwimmerschalter vorgesehen. Ein schwimmfähiger Korpus schwimmt am anfallenden Kondensat auf und löst ein elektrisches Signal aus. Vorteilhaft ist es, im Korpus des Schwimmers einen Magneten anzuordnen, der beim Aufschwingen in die Nähe eines Reedkontaktes schwingt und ein elektrisches Signal auslöst.
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Mit dem Signal kann ein Ventil geöffnet werden, so dass das Kondensat ablaufen kann, oder es wird eine Kondensatpumpe eingeschaltet, solange das Signal vorliegt. Hierbei kann der elektrische Strom, der für den Betrieb der Kondensatpumpe oder des Ventils erforderlich ist, entweder direkt über den Reedkontakt geschaltet werden, oder durch den Reedkontakt wird ein Signal an eine Regelung oder Steuerung gesendet, von der aus das Ventil oder die Kondensatpumpe angetrieben wird. Soweit das Ventil geöffnet ist, läuft das Kondensat durch Schwerkraft nach unten, mit der Kondensatpumpe wird das Kondensat gezielt und sicher aus jeder Lage abgepumpt.
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Somit ist im Ausführungsbeispiel mit einer Kondensatpumpe eine Kondensatleitung zum einen im Tiefpunkt angeordnet und zum anderen mit der Kondensatpumpe verbunden. Wird die Kondensatpumpe eingeschaltet, pumpt sie Kondensat, das sich im Tiefpunkt oder im Becher befindet, ab. Der Schwimmerschalter bzw. der Schwimmer sinkt dann wieder nach unten, und soweit das Kondensat weitgehend abgepumpt ist, wird die Pumpe wieder ausgeschaltet.
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Vorteilhaft ist der Einsatz einer Kondensatpumpe zur Förderung des Kondensats, da die geordnete Ableitung des Kondensats nicht von der kritischen einwandfreien Verlegung eines freien Ablaufs (Schwerkraftablauf) abhängt. Zudem kann die Kondensatpumpe eine Höhendifferenz von beispielsweise 2 m überwinden, so dass kein Bodenablauf am Aufstellort erforderlich ist.
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Vorteilhaft ist es, zum Schutz vor Verunreinigungen den Tiefpunkt mit einem Sieb zu schützen, Hierzu ist es vorteilhaft, ein dachörmiges Sieb, wie z. B. ein Blech mit Löchern oder ein Gewebe über dem Tiefpunkt so anzuordnen, dass das Wasser oder Kondensat hindurchfließen kann. Schmutzpartikel werden vom Sieb abgehalten und gelangen nicht in den Tiefpunkt bzw. den Becher und können somit die Kondensatleitung nicht verstopfen und den Ablauf nicht verhindern.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Kondensatleitung teilweise an der Kältemittelleitung geführt, damit an das Kondensat Wärme übertragen wird und somit ein Einfrieren des Kondensats in der Kondensatleitung verhindert ist. Dies erfolgt ebenfalls durch Unterkühlung des Kältemittels.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Lüftungsteil über dem Verdampfer der Wärmepumpe angeordnet. Zwischen Lüftungsteil und Verdampferraum besteht weitgehend Luftdichtigkeit. Allerdings fällt im Lüftungsteil, insbesondere auf der Abluftseite, bei einer Abkühlung der Abluft Kondensat an. Dieses läuft dann in einen Kondensatsammler und durch eine kleine Öffnung im unteren Teil des Kondensatsammlers vorzugsweise auf die Kondensatwanne. Somit wird also das im Lüftungsteil anfallende Kondensat auf die Kondensatwanne verbracht. Von dort fließt es dann an die tiefste Stelle oder in den Becher.
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Unter dem Verdampfer ist vorteilhaft ein Dichtkeil angeordnet, der auf der Kondensatwanne oder auf dem Blech aufliegt. Der Dichtkeil dient dazu, das Vorbeiströmen der Luft am Verdampfer zu verhindern, und er weist vorteilhaft Tunnel auf, wodurch Kondensat oder Kondenswasser unter dem Verdampfer und unter dem Dichtkeil in der Kondensatwanne insbesondere zum Tiefpunkt fließt.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist eine zweite Kondensatpumpe im Haustechnikgerät vorgesehen. Insbesondere wenn die erste Kondensatpumpe ausfällt, würde der Pegelstand in der Kondensatwanne ansteigen. Unabhängig davon, wie ein potentieller Ausfall der ersten Kondensatpumpe begründet ist, ob nun der Schwimmerschalter defekt ist, eine zu starke Verschmutzung vorliegt oder der Motor der ersten Kondensatpumpe defekt ist, steigt das Kondenswasser an. Dann läuft es über und tropft z. B. auf eine Bodenplatte des Haustechnikgeräts. Hier ist die zweite Kondenswasserpumpe angeordnet, die insbesondere einen Feuchtigkeitsfühler aufweist oder anderweitig den Anfall von Wasser ermittelt. Soweit also Wasser auf dem Boden des Haustechnikgerätes anfällt – dies muss nicht unbedingt Kondenswasser des Gerätes sein – springt die zweite Kondensatpumpe an und pumpt das Wasser aus dem Haustechnikgerät heraus.
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1 zeigt das Haustechnikgerät gemäß Schnitt A-A nach 3,
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2 zeigt eine dreidimensionale Ansicht und einen Schnitt durch das Haustechnikgerät,
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3 zeigt einen Teil des Haustechnikgerätes von oben,
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4 zeigt das Haustechnikgerät mit einem Lüftungsteil, einer Wärmepumpe und einem Speicher,
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5 zeigt vergrößert den Kältemittelkreislauf, der unter dem Verdampfer angeordnet ist,
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6 zeigt die Kondensatwanne mit dem Sieb und dem Verdampfer,
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7 zeigt die Kondensatwanne,
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8 zeigt die Kondensatwanne mit dem Schwimmerschalter im Schnitt,
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9 zeigt den Becher der Abtauwanne mit Schwimmerschalterim Schnitt.
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1 zeigt den prinzipiellen Aufbau des Haustechnikgeräts. Von unten angefangen ist das Gerät mit einem Fuß 101 versehen. Weiterhin ist ein Bodenblech 102 vorgesehen. Im Wesentlichen sind vom Kältemittelkreislauf, der Verdichter 130, ein Pulsationsdämpfer 150, ein Hochdruckwächter 141 ein Hochdrucksensor 140 sowie ein Verdampfer 211 zu sehen. Der Verdampfer 211 ist über einer Abtauwanne 220 angeordnet. Am Boden 102 ist die zweite Kondensatpumpe 280 vorgesehen. Weiterhin ist in dem Haustechnikgerät ein Hydraulikmodul 120 angeordnet, an das ein nicht näher dargestellter Heizkreis und/oder eine Warmwasserbereitung angeschlossen werden kann. Eine Kältemittelleitung 212 ist zwischen einem Verflüssiger und einem Expansionsventil des Haustechnikgerätes angeordnet. Die Kältemittelleitung 212 ist in einem Bogen über die Abtauwanne 220 geführt. An diesem Bogen der Kältemittelleitung 212 ist eine Kondensatleitung 250 angepresst, angelötet oder anderweitig wärmeleitend mit der Kältemittelleitung in Kontakt gebracht. Oberhalb des Kältemittelkreislaufs 210 ist ein Lüfter 160 angeordnet, mit dem Luft durch den Verdampfer 211 gefördert wird. Oberhalb des Verdampfers 211 ist ein Kondensatsammler 310 für Kondensat aus einem Lüftungsteil 300 vorgesehen. Im Kondensatsammler 310 ist eine Öffnung 311 vorgesehen, durch die im Lüftungsteil 300 anfallendes Kondensat nach unten in die Kondensatwanne 220 gebracht wird. Zur Förderung von Abluft ist ein Abluftlüfter 360, und zur Förderung von Zuluft ein Zuluftlüfter 350 vorgesehen.
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Gemäß 2 und 3 ist eine andere Darstellung des Haustechnikgerätes gewählt, bei der man einen Zuluftanschluss 332, einen Außenluftanschluss 331, einen Abluftanschluss 333 und einen Fortluftanschluss 330 sieht. Weiterhin ist in dieser Ansicht ein Luft/Luft-Wärmetauscher 340 im Lüftungsteil 300 zu sehen. Ein Zulauf 110 und ein Ablauf 111 für solarerwärmte Fluide sind vorgesehen. Ebenfalls führt die Kondensatleitung 250 aus dem Gerät heraus, und es ist ein Ablauf 121 vorgesehen, Der Ablauf 121 ist mit dem Hydraulikmodul 120 verbunden. Das Hydraulikmodul 120 weist eine nicht näher dargestellte Sicherheitseinrichtung auf. Sobald die Sicherheitseinrichtung z. B. bei Überdruck öffnet, fließt Wasser über den Ablauf 121 aus dem Gerät heraus.
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4 zeigt das Haustechnikgerät mit dem Lüftungsteil 300, einer Wärmepumpe 200 und einem Speicher 400. Der Speicher 400 ist nicht näher dargestellt, enthält allerdings einen Warmwasserspeicher und weitere Einrichtungen des Haustechnikgerätes, wie z. B. Regel- und Steuerleitungen. Das Haustechnikgerät gemäß 4 ist ohne eine rechte vordere Abdeckung dargestellt. Der gemäß 4 umkreiste Bereich ist in 5 vergrößert dargestellt. Um einen Einblick in den Kältemittelkreislauf 210 der Wärmepumpe 200 zu gewähren, ist die erste Kondensatpumpe 260 gezeigt, zu der die Kondensatleitung 250 führt.
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Die Anordnung des Verdampfers 211 über der Kondensatwanne 220 ist in 6 näher dargestellt. Der Verdampfer 211 liegt auf einem Dichtkeil 223. Der Dichtkeil 223 ist im Ausführungsbeispiel zweigeteilt und durch eine Halteklammer 226 zusammengehalten. Der Verdampfer 211 weist eine Verdampfertraverse 214 auf, die im Kontakt mit dem Dichtkeil 223 steht. Im Dichtkeil 223 ist wenigstens ein Tunnel 224 vorgesehen, durch den Kondensat von einer Seite des Verdampfers 211 auf die andere Seite auf das Blech 221 bzw. in die Kondensatwanne 220 fließen kann, bzw. zum Becher 240 der Kondensatwanne 220. Im Ausführungsbeispiel besteht die Kondensatwanne 220 aus wärmedämmendem Material, wie z. B. Styropor (EPS), das Blech liegt auf dem Material der Kondensatwanne 220 auf. Das Blech 221 weist vorzugsweise einen Ausschnitt für den Tiefpunkt bzw. den Becher 240 auf. Der Becher 240 ist im Ausführungsbeispiel durch die Kondensatwanne 220 gebildet. Über dem Becher 240 ist ein Sieb 270 angeordnet, welches Öffnungen 271 und ein Loch 272 aufweist. Durch das Loch 272 kann der Schwimmerschalter 230 montiert werden, insbesondere in einem Ersatzteilfall. Das Sieb 270 weist insbesondere abgewinkelte Blechstücke 273 auf, die unter dem Blech 221 liegen, somit ist das Sieb 270 zwischen Blech 221 und Kondensatwanne 220 adaptiert.
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Im Bereich des Tiefpunktes bzw. des Bechers 240 ist ebenfalls die Kältemittelleitung 212 geführt, in vorteilhafter Weise ist die Kältemittelleitung im Bereich des Bechers 240 ebenfalls gewendelt oder mäanderförmig geführt. Im Ausführungsbeispiel geht die Kältemittelleitung 212 zweimal durch den Becher 240, einmal hin und einmal zurück. Insbesondere durch Wärmestrahlung wird Wärme von der Kältemittelleitung 212 auf den Becher 240 abgegeben und selbst bei –20°C Lufttemperatur wird das Kondensat bzw. das im Becher 240 befindliche Wasser vor Einfrieren geschützt.
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Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass die Kältemittelleitung 212 um den Schwimmerschalter 230 läuft. Somit wird auch der Schwimmerschalter 230, der oftmals mit Feuchtigkeit beaufschlagt ist, vor Einfrieren geschützt.
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Der Schwimmerschalter 230 weist einen Schwimmer 231 mit einem Magneten 232 auf. Soweit der Schwimmer 231 durch im Becher 240 befindliches Kondensat aufschwimmt, nähert sich der Magnet 232 einem Reedkontakt 233. Der Reedkontakt 233 schließt dann in vorteilhafter Weise, wodurch ein elektrischer Stromkreis geschlossen wird, durch den die erste Kondensatpumpe in Betrieb genommen wird. Die erste Kondensatpumpe 260 pumpt dann durch eine Kondensatleitung 250 das Wasser aus dem Becher 240. Die Kondensatleitung 250 wird in vorteilhafter Weise am Boden 241 des Bechers 240 gehalten, so dass Wasser abgesaugt werden kann. Ein Kabel 236 ist an einen elektrischen Anschluss 234 gelegt.
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Auf dem Boden 102 ist eine zweite Kondensatpumpe 280 angeordnet. Diese arbeitet vorzugsweise autark, d. h. sie wird über einen Feuchtesensor angesteuert. Der Feuchtesensor kann in der Kondensatpumpe 280 selbst angeordnet sein. Er kann in einem anderen Ausführungsbeispiel durch einen weiteren Schwimmschalter gebildet sein, der Feuchte oder Kondensat vorzugsweise am Boden 102 erfasst.
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Im Ausführungsbeispiel besteht die Kondensatwanne 220 in vorteilhafter Weise aus Styropor (IPS) mit einer Dicke von 5–50 mm, insbesondere ca. 20 mm. Hiermit ist eine Wärmedämmung des in der Kondensatwanne befindlichen Kondensats erreicht. Im Ausführungsbeispiel ist in vorteilhafter Weise weiterhin die Kältemittelleitung 212 in einer Vertiefung 227 der Kondensatwanne 220 geführt. Die Vertiefung 227 führt genauso wie die Kältemittelleitung 212 mäanderförmig (gestrichelte Linie) durch die Kondensatwanne, wodurch ein großer Bereich des Blechs 221, das sich in der Kondensatwanne 220 befindet, von flüssigem Kältemittel erwärmt wird. Die Kondensatwanne 220 weist eine Nut 225 mit einer Rundschnurdichtung auf.
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Somit ist gewährleistet, dass zum einen Wärme von der Kältemittelleitung 212 auf das Blech 221 übertragen und damit die Kondensatwanne 220 eisfrei gehalten wird. Besonders vorteilhaft ist die Eisfreihaltung der Vertiefung bzw. des Bechers 240 und des Schwimmerschalters 230.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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