DE102017112051A1

DE102017112051A1 - Wärmepumpenanlage und Gebäude mit Wärmepumpenanlage

Info

Publication number: DE102017112051A1
Application number: DE102017112051.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas-Friedrich Szuder; Lars Heinen; Tobias Lingk; Hans-Josef Spahn; Frank Salg
Original assignee: Vaillant GmbH
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 2017-06-01
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2018-12-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpenanlage 1 und ein Gebäude 2 mit einer Wärmepumpenanlage 1. Für eine Platz sparende Unterbringung der Wärmepumpenanlage 1 am Gebäude 2 wird vorgeschlagen, die Wärmepumpenanlage 1 auf der Außenseite des Gebäudes 2 zu montieren. Mittels eines Schlittens 14 kann die Wärmepumpe zwischen einer Betriebsposition 12 und einer Wartungsposition 13 vor einem Fenster des Gebäudes verschoben werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpenanlage und ein Gebäude mit einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage.
Eine gattungsgemäße Wärmepumpenanlage sowie ein Gebäude mit Wärmepumpenanlage ist bekannt aus der Patentanmeldung EP 2 322 880 A1 . Dort ist in einem Mehrfamilienhaus mit mehreren Etagen eine Vielzahl von Wärmepumpenanlagen offenbart, die jeweils eine Wärmesenke in jeder Wohnung beheizen. Die Verdampfer der Wärmepumpenanlagen sind mittels eines gemeinsamen Umweltwärmequellenkreislaufs mit einer oder mehreren Umweltwärmequellen verbunden.
Insbesondere bei der nachträglichen Ausrüstung eines bestehenden Gebäudes mit Wärmepumpen im Rahmen einer energetischen Sanierung besteht das Problem, einen geeigneten Aufstellungsort für die Wärmepumpe zu finden. Bei Einfamilienhäusern ist es bekannt, Wärmepumpen außerhalb des Gebäudes aufzustellen. Dies ist jedoch im Geschosswohnungsbau nicht möglich, da insbesondere zu den oberen Etagen lange Verbindungsleitungen erforderlich sind, die zu hohen Wärmeverlusten führen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Wärmepumpenanlage bereitzustellen, die eine Platz sparende Aufstellung insbesondere im Geschosswohnungsbau ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Wärmepumpenanlage gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Gebäude mit einer Wärmepumpenanlage gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10 gelöst.
Erfindungsgemäß sind die einzelnen Komponenten der Wärmepumpenanlage in einem Rahmen montiert, der mittels eines Schlittens verschiebbar mit einem Fuß verbunden ist. Dadurch ist es möglich, die Wärmepumpenanlage auf der Außenseite des Gebäudes an oder in der Fassade zu montieren. Mittels des Schlittens kann dann der Rahmen für Montage- und Wartungszwecke von einer Betriebsposition an der Außenseite des Gebäudes in einer Wartungsposition unmittelbar vor einem Fenster des Gebäudes verbracht werden, so dass eine Montage oder Wartung durch das geöffnete Fenster erfolgen kann.
Erfindungsgemäß ist zumindest der Kompressor mit dem Rahmen verbunden. In einer Weiterbildung der Erfindung sind auch Kondensator, Drossel und/oder Verdampfer mechanisch mit dem Rahmen verbunden, so dass diese Teile in der Wartungsposition für eine Wartung zugänglich sind. Dazu ist der Verdampfer über flexible Leitungen mit einem Umweltwärmequellenkreislauf verbunden, der die Wärmepumpenanlagen über ein Wärmeträgermedium mit Wärme aus einer Umweltwärmequelle, wie aus dem Stand der Technik bekannt, versorgt.
In einer alternativen Ausführungsform ist der Verdampfer außerhalb des Rahmens angeordnet, so dass der Kältemittelkreislauf flexible Leitungen aufweisen muss, um ein Verschieben des Rahmens zu ermöglichen. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn es sich bei der Umweltwärmequelle um die Umgebungsluft handelt, die mittels eines Wärmetauschers den Verdampfer erwärmt. Dadurch ist es möglich, für jede Wärmepumpenanlage einen eigenen Wärmetauscher vorzusehen, der auch an der Fassade angebracht sein kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Schlittenweg so bemessen, dass der Rahmen hinreichend weit aus der Betriebsposition herausgezogen werden kann, so dass alle Bauteile der Wärmepumpenanlage, die eine Wartung benötigen, leicht zugänglich sind.
In einer Ausführungsvariante umfasst die Wärmepumpenanlage ein Gehäuse, das die Wärmepumpe in der Betriebsposition zumindest teilweise umschließt. Dabei ist das Gehäuse mit dem Rahmen verbunden, so dass die komplette Wärmepumpe mit Gehäuse zur Wartung vor das Fenster gezogen werden kann Und das Gehäuse geöffnet werden muss.
In einer alternativen Ausführungsvariante ist das Gehäuse mit dem Fuß verbunden, so dass beim Verbringen der Wärmepumpe in die Wartungsposition das Gehäuse in der Betriebsposition verbleibt und die zu wartenden Bauteile der Wärmepumpenanlage direkt zugänglich sind. Dazu weist das Gehäuse eine Öffnung auf, die in der Betriebsposition durch eine Tür, die mit dem Rahmen verbunden ist, verschlossen wird.
Bei einem erfindungsgemäßen Gebäude ist der Fuß der Wärmepumpenanlage so mit dem Gebäude verbunden, dass die Wärmepumpenanlage wie oben beschrieben von der Betriebsposition in die Wartungsposition verbracht werden kann.
Dabei kann die Wärmepumpenanlage direkt an der Fassade angebracht sein. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante weist das Gebäude einen Schacht auf, in denen die Wärmepumpenanlage in der Betriebsposition positioniert ist. Bei einem Gebäude mit mehreren Etagen kann dies ein gemeinsamer Schacht sein, der sich vertikal über mehrere Etagen erstreckt. Dabei kann es sich um einen Schacht handeln, in dem auch andere Versorgungsleitungen geführt werden. Besonders vorteilhaft werden in dem Schacht auch Versorgungsleitungen des Umweltwärmequellenkreislaufs geführt. Dadurch kann der Verdampfer direkt durch flexible Leitungen innerhalb des Schacht an den Umweltwärmequellen Kreislauf angeschlossen werden. Weiterhin kann es sich bei dem Schacht um einen auf die Fassade aufgesetzten Schacht handeln oder um einen Schacht innerhalb der Wärmedämmung des Gebäudes.
Die Wärmepumpenanlage wird durch eine Öffnung des Schachts von der Betriebssystem in die Wartungsposition verbracht. Dazu kann der Rahmen entweder eine Tür aufweisen, die diese Öffnung verschließt, oder die Wärmepumpenanlage ist mit einem Gehäuse verbunden, das in der Betriebsposition die Öffnung verschließt.
Um die Wärme der Wärmepumpenanlage im Gebäude verfügbar zu machen, ist der Kondensator über flexible Leitungen einer Wärmesenke verbunden, die sich innerhalb des Gebäudes befindet. Dazu sind flexible Leitungen vorgesehen, die den Wärmeträgerkreislauf schließen und die Bewegung des Rahmens zwischen der Betriebsposition und der Wartungsposition ermöglichen.
Die Erfindung wird nun anhand der Figuren detailliert erläutert.
Es stellen dar:

1: eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Gebäudes mit einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage in Betriebsposition
2: eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Gebäudes mit einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage in Wartungsposition
3: eine erfindungsgemäße Wärmepumpenanlage

1 und 2 zeigen eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Gebäudes 2 mit einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenanlage 1 in einer Teilansicht. Dabei ist ein Stück der Wand des Gebäudes 2 mit einem Fenster 15 in einer Ansicht von außen dargestellt. Das Gebäude ist mit einer Wärmedämmung 9 gedämmt. Neben dem Fenster 15 ist ein Schacht 3 vorgesehen, der hier innerhalb der Wärmedämmung angeordnet ist. Ist jedoch auch möglich, dass dieser Schacht außen auf die Fassade in Form einer Verkleidung angebracht ist. Hier ist der Schacht geöffnet zu sehen, dieser ist im Normalfall durch eine hier nicht dargestellte Abdeckung nach außen verschlossen. Innerhalb des Schachtes verlaufen Versorgungsleitungen 8. Innerhalb des Schachtes ist eine Wärmepumpenanlage 1 vorgesehen. Diese Wärmepumpenanlage 1 umfasst eine Wärmepumpe 5 mit einem Rahmen 22, der mittels eines Schlittens 14 so mit dem Fuß 6 verbunden ist, dass er in Richtung des Fensters 15 verschiebbar ist. Auf der dem Fenster 15 zugewandten Seite des Schachts 3 ist eine Öffnung 7 vorgesehen. Durch diese Öffnung kann die Wärmepumpe auf dem Rahmen 22 von der in 1 dargestellten Betriebsposition 12 in die in 2 dargestellte Wartungsposition 13 verbracht werden. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wärmepumpe 5 von einem Gehäuse 16 umgeben. Dieses Gehäuse verschließt zugleich die Öffnung 7. Es ist jedoch auch möglich, das mit dem Rahmen nur eine Tür verbunden ist, die in der Betriebsposition 12 die Öffnung 7 verschließt. Ebenfalls möglich, aber nicht beansprucht ist ein von der Wärmepumpenanlage unabhängiger Deckel, der manuell in die Öffnung 7 eingebracht werden kann. Ebenfalls möglich ist, dass die Wärmepumpe 5 kein Gehäuse umfasst oder dass das Gehäuse mit dem Fuß 6 verbunden ist, so dass die Wärmepumpe im geöffnetem Zustand beim Verbringen in die Wartungsposition 13 ist.
Die Wärmepumpe 5 ist mit flexiblen Leitungen 10 des Wärmeträgerkreislaufs 24 mit einer dedizierten Wärmesenke innerhalb des Gebäudes 2 verbunden. Die Wärmesenke kann beispielsweise ein Warmwasserspeicher und/oder ein oder mehrere Heizkörper sein. Über die Wärmesenke wird die Nutzwärme der Wärmepumpenanlage 1 entnommen. Die Leitungen 10 sind flexibel ausgeführt, um ein Verschieben der Wärmepumpe 5 zu ermöglichen.
Ebenfalls ist die Wärmepumpe 5 über flexible Leitungen 11 mit dem Umweltwärmequellenkreislauf 25 verbunden. Dieser Umweltwärmequellenkreislauf 25 ist innerhalb des Schachtes 3 geführt und versorgt die Wärmepumpenanlagen 1 des Gebäudes 2 mit Umweltwärme, die beispielsweise über einen Erdwärmetauscher oder eine Erdsonde bereitgestellt wird. Bevorzugt versorgt eine Umweltwärmequelle mehrere Wärmepumpenanlagen 1 des Gebäudes 2. Es ist auch in einer alternativen Ausführungsvariante möglich, dass die Wärmepumpenanlage 1 als Umweltwärme die Wärme der Außenluft nutzt. Dazu ist jede der Wärmepumpenanlagen 1 mit einem hier nicht dargestellten Luftwärmetauscher ausgestattet, der entweder fest mit dem Gebäude 2 verbunden ist und über flexible Leitungen mit dem Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe 5 verbunden ist oder der mit dem Rahmen 22 verbunden ist und zusammen mit der Wärmepumpe 5 verschiebbar ist.
3 stellt eine der Wärmepumpenanlage 1 in der Wartungsposition 13 dar. Auf dem mit dem hier nicht dargestellten Gebäude 2 verbundenen Fuß 6 ist der Schlitten 14 angeordnet, der eine Verschiebung des Rahmens 22 von der Betriebsposition in die hier dargestellte Wartungsposition 13 ermöglicht. Der Fuß 6, der Schlitten 14 und der Rahmen 22 bilden die Rahmenbaugruppe 23. Die Wärmepumpe 5 umfasst den Kompressor 17, den Kondensator 18 als Wärmetauscher, die Drossel 19 und den Verdampfer 20 als Wärmetauscher, die in einem Kältemittelkreislauf 21 zusammengeschlossen sind. Ferner umfasst die Wärmepumpen 5 optional ein 4-Wege-Ventil 26, mit dem sich die Förderrichtung des Kompressors umkehren lässt, so dass sich die Wärmepumpenanlage 1 zum Kühlen des Gebäudes 2 einsetzen lässt. Für Wartungszwecke ist hier das Gehäuse 16 aus 1 und 2 entfernt und hier nicht dargestellt. Somit kann ein Fachhandwerker durch das geöffnete Fenster 15 des Gebäudes 2 die Wärmepumpe 5 der Wärmepumpenanlage 1 warten, da in der Wartungsposition 13 alle Komponenten zugänglich sind. Der Wärmeträgerkreislauf 24 und der Umweltwärmequellenkreislauf 25 sind über die hier nicht dargestellten, jedoch in den 1 und 2 gezeigten flexiblen Leitungen 10 und 11 mit dem Gebäude 2 verbunden. Es ist jedoch erfindungsgemäß auch vorgesehen, einen Luftwärmetauscher im Umweltwärmequellenkreislauf vorzusehen, der entweder mit dem Rahmen 22 verschiebbar ist oder mit dem Gebäude verbunden ist.
Bezugszeichenliste

1: Wärmepumpenanlage
2: Gebäude
3: Schacht
5: Wärmepumpe
6: Fuß
7: Öffnung
8: Versorgungsleitung
9: Wärmedämmung
10: flexible Leitungen des Wärmeträgerkreislaufs
11: flexible Leitungen der Umweltwärmequellenkreislaufs
12: Betriebsposition
13: Wartungsposition
14: Schlitten
15: Fenster
16: Gehäuse
17: Kompressor
18: Kondensator
19: Drossel
20: Verdampfer
21: Kältemittelkreislauf
22: Rahmen
23: Rahmenbaugruppe
24: Wärmeträgerkreislauf
25: Umweltwärmequellenkreislauf
26: 4-Wege-Ventil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2322880 A1 [0002]

Claims

Wärmepumpenanlage (1), umfassend einen Kältemittelkreislauf (21) mit Kältemittel zum Anheben des Temperaturniveaus mit einem Kompressor (17), einem Kondensator (18), einer Drossel (19) und einem Verdampfer (20), wobei der Verdampfer (20) zum Übertragen von Wärme zwischen einer Umweltwärmequelle und dem Kältemittel vorgesehen ist und wobei der Kondensator (18) zum Übertragen von Wärme zwischen dem Kältemittel und einem Wärmeträgermedium in einem Wärmeträgerkreislauf (24) vorgesehen ist, und umfassend eine Rahmenbaugruppe (23) mit einem Rahmen (22), mit der der Kompressor (18) mechanisch verbunden ist und mit einem Fuß (6), der dazu geeignet ist, die Wärmepumpenanlage (1) mit einem Gebäudeteil zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenbaugruppe (23) einen Schlitten (14) umfasst, der den Rahmen (22) und den Fuß (6) zwischen einer Betriebsposition (12) und einer Wartungsposition (13) verschiebbar miteinander verbindet.
Wärmepumpenanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Kondensator (18) und/oder die Drossel (19) mit dem Rahmen (22) mechanisch verbunden ist.
Wärmepumpenanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Verdampfer (20) mit dem Rahmen (22) mechanisch verbunden ist und über einen mit dem Rahmen (22) mechanisch verbunden Außenluft-Wärmetauscher oder über flexible Leitungen (11) mit einem Umweltwärmequellenkreislaufs thermisch verbunden ist.
Wärmepumpenanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (20) nicht mechanisch mit dem Rahmen (22) verbunden ist und mittels flexibler Leitungen fluidisch in den Kältemittelkreislauf (21) eingebunden ist.
Wärmepumpenanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlittenweg, um den der Schlitten (14) zwischen der Betriebsposition (12) und der Wartungsposition (13) verschiebbar ist, so bemessen ist, dass die mit dem Rahmen (22) verbundenen Bauteile, die für eine Wartung zugänglich sein müssen, sich in der Wartungsposition (13) außerhalb des Raumes befinden, den der Rahmen (22) zusammen mit den mechanisch direkt mit diesem verbundenen Bauteilen in der Betriebsposition (12) einnimmt.
Wärmepumpenanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpenanlage (1) ein Gehäuse (24) umfasst, das zumindest den Rahmen (22) zusammen mit den mechanisch direkt mit diesem verbundenen Bauteilen zumindest in der Betriebsposition (12) zumindest teilweise umschließt.
Wärmepumpenanlage (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (24) mit dem Rahmen (22) verbunden ist.
Wärmepumpenanlage (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (24) mit dem Fuß (6) verbunden ist.
Wärmepumpenanlage (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (22) mit einer Tür verbunden ist, die eine Öffnung des Gehäuses in der Betriebsposition (12) verschließt.
Gebäude (2) mit einer Wärmepumpenanlage (1), mit zumindest einer Wärmesenke und zumindest einem Fenster (15), dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpenanlage (1) eine Wärmepumpenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ist, und dass der Fuß (6) so mit dem Gebäude verbunden ist, dass die Wärmepumpenanlage (1) sich in der Betriebsposition (12) auf der Außenseite des Gebäudes (2) neben dem Fenster (15) befindet und sich der Rahmen (22) in der Wartungsposition (13) zumindest teilweise vor dem Fenster (15) befindet, so dass die mit dem Rahmen (22) verbundenen Bauteile der Wärmepumpenanlage (1), die für eine Wartung zugänglich sein müssen, von der Innenseite des Gebäudes (2) durch das geöffnete Fenster (15) zugänglich sind.
Gebäude (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpenanlage (1) in der Betriebsposition (12) innerhalb von einem Schacht (3) positioniert ist.
Gebäude (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebäude (2) mehrere Etagen und mehreren Wärmepumpenanlagen (1) umfasst und dass ein gemeinsamer Schacht für die mehreren Wärmepumpenanlagen in mehreren Etagen vorgesehen ist.
Gebäude nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (22) mit einer Tür verbunden ist, die in der Betriebsposition (12) eine Öffnung (7) des Schachts (3) verschließt.
Gebäude nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen(22) mit einem Gehäuse (24) verbunden ist, das in der Betriebsposition eine Öffnung (7) des Schachts (3) verschließt.
Gebäude nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeträgerkreislauf über flexible Leitungen (10) den Kondensator (18) fluidisch mit der Wärmesenke verbindet.