DE102019114738A1 - Fluid adsorption - Google Patents

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DE102019114738A1
DE102019114738A1 DE102019114738.7A DE102019114738A DE102019114738A1 DE 102019114738 A1 DE102019114738 A1 DE 102019114738A1 DE 102019114738 A DE102019114738 A DE 102019114738A DE 102019114738 A1 DE102019114738 A1 DE 102019114738A1
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working fluid
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Tobias Lingk
Christof Krampe-Zadler
Hans-Josef Spahn
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Vaillant GmbH
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Vaillant GmbH
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Abstract

Vorrichtung zur sicheren Durchführung eines linksdrehenden thermodynamischen Kreisprozesses (1) mittels eines entzündlichen Arbeitsfluids, welches in einem geschlossenen, hermetisch dichten Arbeitsfluidumlauf geführt wird, aufweisend mindestens einen Verdichter (2) für Arbeitsfluid, mindestens eine Entspannungseinrichtung (4) für Arbeitsfluid, mindestens zwei Wärmeübertrager (3, 5) für Arbeitsfluid mit jeweils mindestens zwei Anschlüssen (7, 8, 9, 10) für Wärmeüberträgerfluide, ein inneres Gehäuse (6), welches alle am geschlossenen Arbeitsfluidumlauf angeschlossenen Einrichtungen umfasst und weitere Einrichtungen umfassen kann, mindestens einen Außen-Adsorber (12), wobei außerhalb des Gehäuses mindestens ein Außen-Adsorber (12) angeordnet ist, der direkt an das innere Gehäuse (6) anschließt und mindestens eine Seite des inneren Gehäuses (6) abdeckt und mit ihr verbunden ist, der Außen-Adsorber (12) sowohl ein Adsorbens für durchströmendes, entzündliches Gas mit Arbeitsfluid als auch mindestens ein Absorbens für Körperschall- und Luftschall aufweist, das innere Gehäuse (6) mindestens eine Öffnung aufweist für Gas sowie im Anschluss an diese Öffnung einen Einströmbereich (14) für Gas in den Außen-Adsorber (12), der Außen-Adsorber (12) eine unverschließbare Austrittsöffnung (15) für Gas aufweist.Device for the safe implementation of a counterclockwise thermodynamic cycle (1) by means of an inflammable working fluid, which is guided in a closed, hermetically sealed working fluid circuit, having at least one compressor (2) for working fluid, at least one expansion device (4) for working fluid, at least two heat exchangers ( 3, 5) for working fluid, each with at least two connections (7, 8, 9, 10) for heat transfer fluids, an inner housing (6) which includes all devices connected to the closed working fluid circuit and can include further devices, at least one external adsorber ( 12), with at least one outer adsorber (12) being arranged outside the housing, which directly adjoins the inner housing (6) and covers at least one side of the inner housing (6) and is connected to it, the outer adsorber ( 12) both an adsorbent for flammable gas flowing through with working fluid and mi nd has at least one absorbent for structure-borne sound and air-borne sound, the inner housing (6) has at least one opening for gas and, following this opening, an inflow area (14) for gas into the outer adsorber (12), the outer adsorber (12) ) has a non-closable outlet opening (15) for gas.

Description

Die Erfindung betrifft irreguläre Zustände in Kältekreisen, in denen ein als Kältemittel wirkendes Arbeitsfluid in einem thermodynamischen Kreisprozess, wie zum Beispiel dem Clausius-Rankine-Kreisprozess, geführt wird. Vorwiegend sind dies Wärmepumpen, Klimaanlagen und Kühlgeräte, wie sie in Wohngebäuden gebräuchlich sind. Unter Wohngebäuden werden dabei Privathäuser, Miethauskomplexe, Krankenhäuser, Hotelanlagen, Gastronomie und kombinierte Wohn- und Geschäftshäuser verstanden, in denen Menschen dauerhaft leben und arbeiten, im Unterschied zu mobilen Vorrichtungen wie KFZ-Klimaanlagen oder Transportboxen, oder auch Industrieanlagen oder medizintechnischen Geräten. Gemeinsam ist diesen Kreisprozessen, dass sie unter Einsatz von Energie Nutzwärme oder Nutzkälte erzeugen und Wärmeverschiebungssysteme bilden.The invention relates to irregular states in refrigeration circuits in which a working fluid acting as a refrigerant is conducted in a thermodynamic cycle, such as the Rankine cycle, for example. These are mainly heat pumps, air conditioning systems and cooling devices, as are common in residential buildings. Residential buildings are understood to mean private houses, apartment complexes, hospitals, hotel facilities, restaurants and combined residential and commercial buildings in which people live and work permanently, in contrast to mobile devices such as car air conditioning systems or transport boxes, or industrial systems or medical devices. What these cycle processes have in common is that they generate useful heat or useful cooling using energy and form heat displacement systems.

Die zum Einsatz kommenden thermodynamischen Kreisprozesse sind seit langem bekannt, ebenso die Sicherheitsprobleme, die bei der Verwendung geeigneter Arbeitsfluide entstehen können. Abgesehen von Wasser sind die bekanntesten damaligen Arbeitsfluide brennbar und giftig. Sie führten im vergangenen Jahrhundert zur Entwicklung der Sicherheitskältemittel, die aus fluorierten Kohlenwasserstoffen bestanden. Es zeigte sich jedoch, dass diese Sicherheitskältemittel die Ozonschicht schädigen, zur Klimaerwärmung führen, und dass ihre sicherheitstechnische Unbedenklichkeit zu konstruktiven Unachtsamkeiten führte. Bis zu 70 % des Umsatzes entfiel auf den Nachfüllbedarf undichter Anlagen und deren Leckageverluste, der hingenommen wurde, solange dies im Einzelfall als wirtschaftlich vertretbar empfunden wurde und Bedarf an Ersatzbeschaffung förderte.The thermodynamic cycle processes used have been known for a long time, as have the safety problems that can arise when using suitable working fluids. Apart from water, the most popular working fluids of the time are flammable and poisonous. In the past century, they led to the development of safety refrigerants, which consisted of fluorinated hydrocarbons. However, it was found that these safety refrigerants damage the ozone layer, lead to global warming, and that their safety-related harmlessness led to constructive inattention. Up to 70% of the turnover was accounted for by the need to refill leaky systems and their leakage losses, which was accepted as long as this was perceived as economically justifiable in individual cases and encouraged the need for replacement.

Der Einsatz dieser Kältemittel wurde aus diesem Grund Restriktionen unterworfen, in der Europäischen Union beispielsweise durch die F-Gas-Verordnung (EU) 517/2014.For this reason, the use of these refrigerants was subject to restrictions, for example in the European Union through the F-gas regulation (EU) 517/2014.

Es ist daher einerseits äußerst problematisch, die konstruktiven Prinzipien für Kältemittel-führende thermodynamische Prozesse zu übernehmen, die sich bei Sicherheitskältemitteln scheinbar gut bewährt haben, andererseits auf die Anlagenkonzepte aus der Zeit vor Einführung der Sicherheitskältemittel aufzusetzen. Dies liegt auch daran, dass inzwischen aus Einzelgeräten komplexe Anlagen geworden sind, was die Anzahl der Möglichkeiten für Störungen und deren Folgen vervielfältigt hat. Hierdurch ergeben sich beispielhaft die folgenden Anforderungen an das Sicherheitskonzept:

  • - Im Normalbetrieb muss die Anlage absolut dicht sein.
  • - Weder bei einer Leckage im Kondensator bzw. Verflüssiger noch bei einer Leckage im Verdampfer darf Arbeitsfluid in den gekoppelten Nutzwärme- oder Nutzkältekreislauf gelangen.
  • - Es darf kein Arbeitsfluid aus dem Kältekreislauf unbemerkt entweichen können.
  • - Im Verdichter darf das Arbeitsfluid nicht durch die Lagerung entweichen.
  • - Im Entspannungssystem darf das Arbeitsfluid nicht durch den Ventilsitz diffundieren oder durch Kavitation zu Leckagen führen.
  • - Gekapselte Teile müssen für Wartungs- und Kontrollzwecke zugänglich bleiben.
  • - In Notfällen dürfen sich keine Gefahren einstellen.
  • - Die Anlage soll in vorhandene Räumlichkeiten integrierbar sein
  • - Das Kältemittel soll abgelassen und eingefüllt werden können.
It is therefore extremely problematic, on the one hand, to adopt the design principles for refrigerant-carrying thermodynamic processes, which have apparently proven themselves well with safety refrigerants, and, on the other hand, to use the system concepts from the time before the introduction of the safety refrigerants. This is also due to the fact that individual devices have now become complex systems, which has multiplied the number of possibilities for malfunctions and their consequences. This results in the following requirements for the safety concept, for example:
  • - In normal operation, the system must be absolutely tight.
  • - Neither in the event of a leak in the condenser or condenser nor in the event of a leak in the evaporator, working fluid may not enter the coupled useful heat or useful cooling circuit.
  • - No working fluid must be able to escape unnoticed from the cooling circuit.
  • - The working fluid in the compressor must not escape through the storage.
  • - In the expansion system, the working fluid must not diffuse through the valve seat or cause leaks due to cavitation.
  • - Encapsulated parts must remain accessible for maintenance and control purposes.
  • - In emergencies there must be no danger.
  • - It should be possible to integrate the system into existing rooms
  • - It should be possible to drain and fill the refrigerant.

Der Begriff des Notfalls muss weit gesehen werden. Denkbar sind Stromausfälle, Erdbeben, Erdrutsche, Überschwemmungen, Brände, technische Fehler und klimatische Extrembedingungen. Sofern die Anlagen in einem Netzwerk betrieben werden, ist auch ein Netzausfall oder eine Netzstörung als Notfall anzusehen. Gegenüber solchen Gefahren oder Störungen soll die Vorrichtung inhärent sicher sein. Aber auch ein Ausfall der verfügbaren Primärenergie kann einen Notfall begründen und darf keine Gefahrentwicklung zur Folge haben. Alle diese Notfälle können auch kombiniert auftreten.The concept of emergency must be seen broadly. Power outages, earthquakes, landslides, floods, fires, technical errors and extreme climatic conditions are conceivable. If the systems are operated in a network, a power failure or a power failure is also to be regarded as an emergency. The device should be inherently safe against such dangers or faults. But even a failure of the available primary energy can justify an emergency and must not result in a development of danger. All of these emergencies can also occur in combination.

Hierbei sind die verschiedenen Bauformen und Anwendungsfälle für derartige thermodynamische Kreisprozesse gesondert zu berücksichtigen, bei ortsfesten Anlagen für Wohngebäude beispielsweise folgende:

  • - Haushaltskühlschränke,
  • - Haushaltsgefrierschränke,
  • - Haushaltstrockner,
  • - Haushaltskühl-Gefrierkombinationen,
  • - Kühlkammern für Hotel- und Gastronomie,
  • - Gefrierkammern für Hotel- und Gastronomie,
  • - Klimaanlage für Haus, Hotel- und Gastronomie,
  • - Warmwassererzeugung für Haus, Hotel- und Gastronomie,
  • - Beheizung für Haus, Hotel- und Gastronomie,
  • - Sauna-Schwimmbadanlagen für Haus, Hotel- und Gastronomie,
  • - Kombinierte Anlagen für die oben genannten Anwendungen,
wobei diese Aufzählung nicht vollständig ist.Here, the various designs and applications for such thermodynamic cycle processes must be considered separately, for example the following for fixed systems for residential buildings:
  • - household refrigerators,
  • - household freezers,
  • - household dryers,
  • - household fridge-freezers,
  • - cooling chambers for hotel and catering,
  • - freezing chambers for hotel and catering,
  • - Air conditioning for home, hotel and catering,
  • - hot water generation for home, hotel and catering,
  • - heating for home, hotel and catering,
  • - Sauna swimming pool systems for home, hotel and catering,
  • - Combined systems for the above-mentioned applications,
although this list is not exhaustive.

Die Energie für den Betrieb der Anlagen einschließlich der zu verschiebenden Wärmeenergie kann aus verschiedenen Quellen stammen:

  • - Erdwärme aus Erdwärmespeichern,
  • - Geothermische Wärme,
  • - Fernwärme,
  • - Elektrische Energie aus allgemeiner Stromversorgung,
  • - Elektrische Solarenergie,
  • - Solarwärme,
  • - Abwärme,
  • - Warmwasserspeicher,
  • - Eisspeicher,
  • - Latentwärmespeicher,
  • - Fossile Energieträger wie Erdgas, Erdöl, Kohle,
  • - Nachwachsende Rohstoffe wie Holz, Pellets, Biogas,
  • - Außenluft,
  • - Kombinationen aus den oben genannten Energiequellen,
wobei auch diese Aufzählung nicht vollständig ist.The energy for operating the systems, including the thermal energy to be shifted, can come from various sources:
  • - geothermal energy from geothermal storage,
  • - geothermal heat,
  • - district heating,
  • - Electrical energy from general power supply,
  • - Electric solar energy,
  • - solar heat,
  • - waste heat,
  • - hot water tank,
  • - ice storage,
  • - latent heat storage,
  • - Fossil fuels such as natural gas, oil, coal,
  • - Renewable raw materials such as wood, pellets, biogas,
  • - outside air,
  • - combinations of the above energy sources,
although this list is not complete either.

Die auftretenden Probleme bei der Sicherheitsauslegung solcher Anlagen werden in der WO 2015/032905 A1 anschaulich beschrieben. So liegt die untere Zündgrenze von Propan als Arbeitsfluid etwa bei 1,7 Volumenprozent in Luft, was 38 g/m3 in Luft entspricht. Sofern der Kälteprozess in einem ihn umgebenden, hermetisch abgeschlossenen, ansonsten aber luftgefüllten Raum mit dem Arbeitsfluid Propan durchgeführt wird, stellt sich das Problem der Erkennung einer kritischen, explosiven Situation nach einer Störung, bei der das Arbeitsfluid in diesen hermetisch abgeschlossenen Raum austritt. Elektrische Sensoren zur Erkennung kritischer Konzentrationen sind nur schwierig explosionsgeschützt auszuführen, weswegen gerade die Propan-Erkennung durch die Sensoren selbst das Explosionsrisiko erheblich verschärft, ausgenommen hiervon sind Infrarotsensoren. Propan ist auch giftig, bei Inhalation oberhalb einer Konzentration von ca. 2 g/m3 stellen sich narkotische Effekte, Kopfschmerzen und Übelkeit ein. Dies betrifft Personen, die ein erkanntes Problem vor Ort lösen sollen, noch bevor Explosionsgefahr entsteht.The problems that arise in the safety design of such systems are in the WO 2015/032905 A1 clearly described. The lower ignition limit of propane as a working fluid is around 1.7 percent by volume in air, which corresponds to 38 g / m 3 in air. If the refrigeration process is carried out in a surrounding, hermetically sealed, but otherwise air-filled space with the working fluid propane, the problem of recognizing a critical, explosive situation arises after a fault in which the working fluid escapes into this hermetically sealed space. Electrical sensors for detecting critical concentrations are difficult to design with explosion protection, which is why the propane detection by the sensors themselves increases the risk of explosion considerably, with the exception of infrared sensors. Propane is also poisonous; inhalation above a concentration of approx. 2 g / m 3 results in narcotic effects, headaches and nausea. This affects people who are supposed to solve a recognized problem on site before there is a risk of explosion.

Propan ist auch schwerer als Luft, sinkt also in ruhender Luft auf den Boden und sammelt sich dort an. Sollte sich also ein Teil des Propans in einer strömungsarmen Zone des abgeschlossenen Raums, in dem sich das gestörte Aggregat befindet, sammeln, können die lokalen Explosionsgrenzen wesentlich schneller erreicht werden, als es der Quotient aus Gesamtraumvolumen zu ausgetretener Propanmenge erwarten lässt. Die WO 2015/032905 A1 sucht dieses Problem zu lösen, indem ein Generator für elektrischen Strom in die Öffnung bzw. deren Verriegelung dieses Raums integriert wird und bei deren Betätigung in einem ersten Schritt die elektrische Energie erzeugt und bereitstellt, mit der der Sensor aktiviert wird, und der im Alarmfall die Verriegelung dann nicht freigibt, sondern eine Lüftung des abgeschlossenen Raums veranlasst, und erst in einem zweiten Schritt eine Entriegelung und Öffnung zulässt.Propane is also heavier than air, so in still air it sinks to the floor and collects there. So if part of the propane collects in a low-flow zone of the closed space in which the disturbed unit is located, the local explosion limits can be reached much faster than the quotient of the total volume of the space to the amount of propane that has escaped would lead to expect. The WO 2015/032905 A1 seeks to solve this problem by integrating a generator for electrical current into the opening or locking of this room and, when activated, in a first step generates and provides the electrical energy with which the sensor is activated, and in the event of an alarm the The lock then does not release, but causes ventilation of the locked room, and only allows unlocking and opening in a second step.

Die DE 10 2011 116 863 A1 beschreibt ein Verfahren zur Sicherung einer Vorrichtung für einen thermodynamischen Kreisprozess, welche mit einem Prozessfluid betrieben wird, das mindesten eine umweltgefährliche, giftige und/oder entzündliche Substanz enthält oder daraus besteht. Im Falle einer Leckage in der Vorrichtung für einen thermodynamischen Kreisprozess ein Adsorptionsmittel mit dem Prozessfluid, insbesondere Ammoniak, Propan oder Propen, in Kontakt gebracht und die Substanz durch das Adsorptionsmittel selektiv gebunden. Das Adsorptionsmittel wird nach Gebrauch regeneriert. Als Adsorptionsmittel werden Zeolith, auch in Kombination mit Imidazol oder Phosphaten, ferner CuBTC vorgeschlagen, das Adsorptionsmittel kann in Form einer Schüttung, eines Formkörpers, eines Anstrichs, eines Sprühfilms oder einer Beschichtung ausgestattet sein. Die Trägerstruktur des Formkörpers kann aus Mikrostruktur, Lamellenstruktur, Rohrbündel, Rohrregister und Blech bestehen und muss mechanisch stabil sowie stark oberflächenvergrößernd sein. Eine Umwälzung der potenziell kontaminierten Luft erfolgt üblicherweise kontinuierlich, kann aber auch durch einen Sensor initiiert werden, der die Lüftung nach Erreichen eines Schwellenwerts oder bei einem erkannten Havariefall einschaltet. Die Adsorption kann innerhalb oder außerhalb eines geschlossenen Raumes durchgeführt werden.The DE 10 2011 116 863 A1 describes a method for securing a device for a thermodynamic cycle which is operated with a process fluid that contains or consists of at least one environmentally hazardous, toxic and / or inflammable substance. In the event of a leak in the device for a thermodynamic cycle, an adsorbent is brought into contact with the process fluid, in particular ammonia, propane or propene, and the substance is selectively bound by the adsorbent. The adsorbent is regenerated after use. Zeolite, also in combination with imidazole or phosphates, and also CuBTC are proposed as adsorbents; the adsorbent can be in the form of a bed, a molded body, a paint, a spray film or a coating. The support structure of the molded body can consist of a microstructure, lamellar structure, tube bundle, tube register and sheet metal and must be mechanically stable and greatly increase the surface area. The potentially contaminated air is usually circulated continuously, but it can also be initiated by a sensor that switches on the ventilation when a threshold value is reached or when an accident is detected. The adsorption can be carried out inside or outside a closed space.

Die DE 195 25 064 C1 beschreibt eine Kältemaschine mit einem gasdicht ausgebildeten Gehäuse, welches alle kältemittelführenden Komponenten der Maschine aufnimmt, ein das Innere des gasdichten Gehäuses mit einem Auslass verbindender Raum vorgesehen ist, und der Raum mit einem das Kältemittel sorbierenden Stoff gefüllt ist. Die Menge des sorbierenden Stoffes wird dabei so dimensioniert, dass die gesamte Menge an eventuell austretendem Kältemittel aufgenommen und von der Umwelt ferngehalten werden kann. Der mit dem sorbierenden Stoff gefüllte Raum ist zur Umgebung hin offen. Bei Kältemitteln, die schwerer als Luft sind, ist der Raum nach unten hin offen, bei solchen, die leichter sind, ist er nach oben hin offen, so dass ein Fördergebläse nicht erforderlich ist. Das Sorptionsmittel wird in das Gehäuse eingebracht und umschließt die Kältemaschine bzw. die kältemittelführenden Einrichtungen vollständig. Auf seinem Weg nach außen sind Schikanen vorgesehen, die Kurzschlussströmungen verhindern und entweichendes Gas durch das Sorptionsmittel zwingen. Auch eine doppelwandige Ausführungsform, bei der das Sorptionsmittel im Doppelmantel angeordnet ist, ist möglich. Am Ausgang des mit dem sorbierenden Stoffes gefüllten Raumes zur Umgebung hin kann eine Messeinrichtung für Kältemittel vorgesehen werden.The DE 195 25 064 C1 describes a refrigeration machine with a gas-tight housing which accommodates all refrigerant-carrying components of the machine, a space connecting the interior of the gas-tight housing with an outlet is provided, and the space is filled with a substance that sorbs the refrigerant. The amount of sorbent material is dimensioned in such a way that the entire amount of any refrigerant that may escape can be absorbed and kept away from the environment. The space filled with the sorbent is towards the environment open. With refrigerants that are heavier than air, the room is open at the bottom, with those that are lighter, it is open at the top, so that a conveying fan is not required. The sorbent is introduced into the housing and completely encloses the refrigeration machine or the refrigerant-carrying devices. On its way to the outside, baffles are provided which prevent short-circuit currents and force escaping gas through the sorbent. A double-walled embodiment in which the sorbent is arranged in the double jacket is also possible. A measuring device for refrigerant can be provided at the exit of the space filled with the sorbent substance to the environment.

Die EP 3 106 780 A1 beschreibt eine Wärmepumpenanlage, die in einem mit einem Bindemittel ausgekleideten, luftdichten Gehäuse untergebracht ist. Innerhalb dieses Gehäuses kann eine Adsorptionseinheit mit einer Zwangslüftung angeordnet sein, die im Umluftbetrieb die Luft im Gehäuse reinigt. Dieser Umluftbetrieb kann kontinuierlich oder nur im Störfall oder in regelmäßigen Intervallen erfolgen. Stromab dieser Sorptionsstufe kann auch ein Zündbrenner, eine Pilotflamme, ein katalytischer Brenner oder ein Heizdraht angeordnet sein, der ggf. restliche brennbare Verunreinigungen verbrennt. Ebenfalls denkbar ist eine Frischluftzufuhr in Verbindung mit der Ableitung gereinigter Abluft.The EP 3 106 780 A1 describes a heat pump system which is housed in an airtight housing lined with a binder. An adsorption unit with forced ventilation can be arranged inside this housing, which cleans the air in the housing in recirculation mode. This recirculation mode can be carried out continuously or only in the event of a fault or at regular intervals. Downstream of this sorption stage, a pilot burner, a pilot flame, a catalytic burner or a heating wire can also be arranged, which burns any remaining combustible impurities. A fresh air supply in connection with the discharge of purified exhaust air is also conceivable.

Die vorgestellten Systeme hatten am Markt bislang nur wenig Erfolg. Dies kann auf die folgenden Gründe zurückgeführt werden:

  • - Montagefreundlichkeit: Im Falle von Modernisierungen von alten Heizungsanlagen müssen die neu zu installierenden Vorrichtungen zerlegbar und transportabel sein. Beispielsweise müssen sie über Kellertreppen und in verwinkelte und niedrige Kellerräume verbracht werden können. Zusammenbau, Inbetriebnahme und Wartung müssen ohne großen Aufwand vor Ort möglich sein. Dies schließt große und schwere Druckbehälter weitgehend aus, ferner Systeme, die nach einer Havarie nicht mehr demontierbar sind.
  • - Diagnosefreundlichkeit: Die Betriebszustände sollten von außen gut erkennbar sein, dies betrifft die Sichtbarkeit und Prüfbarkeit bezüglich möglicher Leckagen und schließt den Füllstand des Arbeitsfluids sowie den Befüllungsgrad ggf. eingebrachter Sorbentien ein.
  • - Wartungsfreundlichkeit: Systemdiagnosen sollten ohne großen zusätzlichen Aufwand erfolgen können. Sicherheitsrelevante Systeme sollten regelmäßig getestet bzw. auf ihre Zuverlässigkeit geprüft werden können. Sofern Systemdiagnosen nicht einfach durchführbar sind, sollten möglicherweise belastete Teile leicht durch Neuteile austauschbar sein.
  • - Ausfallsicherheit: Die Systeme sollen einerseits gegen Störungen gesichert sein, gleichzeitig aber zuverlässig laufen können, wenigstens im Notbetrieb. Im Falle einer vorübergehenden externen Störung sollten die Systeme entweder selbstständig wieder anfahren oder ohne großen Aufwand wiederangefahren werden können.
  • - Energieeffizienz: Die Anlagen sollen energetisch günstig betrieben werden können, ein hoher Eigenverbrauch an Energie für Sicherheitsmaßnahmen wirkt dem entgegen.
  • - Robustheit: Im Falle größerer Störungen, seien sie extern oder systemintern aufgeprägt, muss die Beherrschbarkeit gewährleistet sein, dies betrifft z.B. Lüftungssysteme, die verstopfen können oder Druckbehälter, die unter Druck stehen oder heiß werden, etwa bei einem Brand.
  • - Die Einrichtungen sollen möglichst leise sein.
  • - Kosten: Die Sicherheitsmaßnahmen sollen weder bei den Anschaffungskosten noch bei den laufenden Kosten bedeutend sein und die Einsparungen bei den Energiekosten gegenüber herkömmlichen Systemen übersteigen. Sie sollen günstig sein.
The systems presented have so far had little success on the market. This can be attributed to the following reasons:
  • - Ease of assembly: In the case of modernization of old heating systems, the new devices to be installed must be able to be dismantled and transported. For example, it must be possible to take them up cellar stairs and into winding and low cellar rooms. Assembly, commissioning and maintenance must be possible on site with little effort. This largely excludes large and heavy pressure vessels, as well as systems that can no longer be dismantled after an accident.
  • - Ease of diagnosis: The operating states should be easily recognizable from the outside, this concerns the visibility and verifiability with regard to possible leaks and includes the filling level of the working fluid as well as the filling level of any sorbents introduced.
  • - Ease of maintenance: It should be possible to carry out system diagnostics without great additional effort. It should be possible to regularly test security-relevant systems or check their reliability. If system diagnostics are not easy to carry out, possibly stressed parts should be easy to replace with new parts.
  • - Reliability: The systems should be secured against malfunctions on the one hand, but at the same time be able to run reliably, at least in emergency operation. In the event of a temporary external disruption, the systems should either start up again automatically or it should be possible to start up again with little effort.
  • - Energy efficiency: The systems should be able to be operated with low energy consumption, a high level of self-consumption of energy for security measures counteracts this.
  • - Robustness: In the event of major malfunctions, be they external or internal to the system, controllability must be guaranteed, for example ventilation systems that can clog or pressure vessels that are under pressure or become hot, e.g. in the event of a fire.
  • - The facilities should be as quiet as possible.
  • - Costs: The security measures should not be significant in terms of acquisition costs or running costs and should exceed the savings in energy costs compared to conventional systems. They should be cheap.

Die Aufgabe der Erfindung ist daher, eine verbesserte Vorrichtung bereitzustellen, welche günstig, sicher und leise ist.The object of the invention is therefore to provide an improved device which is inexpensive, safe and quiet.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur sicheren Durchführung eines linksdrehenden thermodynamischen Kreisprozesses mittels eines entzündlichen Arbeitsfluids, welches in einem geschlossenen, hermetisch dichten Arbeitsfluidumlauf geführt wird, aufweisend

  • - mindestens einen Verdichter für Arbeitsfluid,
  • - mindestens eine Entspannungseinrichtung für Arbeitsfluid,
  • - mindestens zwei Wärmeübertrager für Arbeitsfluid mit jeweils mindestens zwei Anschlüssen für Wärmeüberträgerfluide,
  • - ein inneres Gehäuse, welches alle am geschlossenen Arbeitsfluidumlauf angeschlossenen Einrichtungen umfasst und weitere Einrichtungen umfassen kann,
  • - mindestens einen Außen-Adsorber, wobei
  • - außerhalb des Gehäuses mindestens ein Außen-Adsorber angeordnet ist, der direkt an das innere Gehäuse anschließt und mindestens eine Seite des inneren Gehäuses abdeckt und mit ihr verbunden ist,
  • - der Außen-Adsorber sowohl ein Adsorbens für durchströmendes, entzündliches Gas mit
The invention solves this problem by having a device for the safe implementation of a counterclockwise thermodynamic cycle by means of an inflammable working fluid which is guided in a closed, hermetically sealed working fluid circuit
  • - at least one compressor for working fluid,
  • - at least one expansion device for working fluid,
  • - at least two heat exchangers for working fluid, each with at least two connections for heat transfer fluids,
  • - An inner housing which includes all devices connected to the closed working fluid circuit and can include further devices,
  • - At least one external adsorber, where
  • - At least one outer adsorber is arranged outside the housing, which is directly connected to the inner housing and at least one Side of the inner housing and is connected to it,
  • - The external adsorber is both an adsorbent for flammable gas flowing through

Arbeitsfluid als auch mindestens ein Absorbens für Körperschall- und Luftschall aufweist,

  • - das innere Gehäuse mindestens eine Öffnung aufweist für Gas sowie im Anschluss an diese Öffnung einen Einströmbereich für Gas in den Außen-Adsorber, und
  • - der Außen-Adsorber eine unverschließbare Austrittsöffnung für Gas aufweist.
Has working fluid as well as at least one absorbent for structure-borne sound and air-borne sound,
  • - The inner housing has at least one opening for gas and, following this opening, an inflow area for gas into the outer adsorber, and
  • - The external adsorber has a non-closable outlet opening for gas.

Als linksdrehender Kreisprozess dient in den meisten Fällen ein Clausius-Rankine-Prozess, der mit R290 betrieben wird. Als Wärmeübertragerfluide sind hier alle gasförmigen oder flüssigen Medien zu verstehen, mit denen Wärme übertragen wird, also etwa Luft, Wasser, Sole, Wärmeträgeröle oder dergleichen.In most cases, a Clausius-Rankine process, which is operated with R290, is used as the counterclockwise circular process. Heat transfer fluids are to be understood here as all gaseous or liquid media with which heat is transferred, for example air, water, brine, heat transfer oils or the like.

Die Funktion der Erfindung ist dabei, dass auf die übliche Schallisolierung des Gehäuses größtenteils verzichtet werden kann, wenn diese Schallisolierung in diejenige Vorrichtung integriert wird, die der Abfuhr von leckagebedingten Kontaminationen dient. Sofern diese Vorrichtung nämlich zur Umgebung hin offen ausgeführt ist, kann auch Schall grundsätzlich ungehindert nach außen dringen und die Adsorption von leckagebedingter Kontamination der im Innenraum des Gehäuses befindlichen und aufgrund des damit verbundenen Druckanstiegs der herausdrängenden Luft erfolgt vorteilhafter Weise gemeinsam und aufeinander abgestimmt.The function of the invention is that the usual sound insulation of the housing can largely be dispensed with if this sound insulation is integrated into the device which serves to remove contamination caused by leakage. If this device is designed to be open to the environment, sound can in principle also penetrate unhindered to the outside and the adsorption of leakage-related contamination of the air located in the interior of the housing and due to the associated increase in pressure of the expelling air is advantageously carried out jointly and coordinated.

Damit wird erreicht, dass weder Arbeitsfluid noch Lärm nach außen dringen kann, obwohl das Gehäuse für Gas durchlässig ist. Der Außen-Adsorber der Erfindung adsorbiert also Arbeitsfluid aus dem Gas und absorbiert gleichzeitig den Schall. Bezüglich des absorbierten Schalls werden sowohl Körperschall als auch Luftschall absorbiert. Die Absorptionsvorrichtung für Schall wird nachfolgend näher beschrieben.This ensures that neither working fluid nor noise can penetrate to the outside, although the housing is permeable to gas. The external adsorber of the invention thus adsorbs working fluid from the gas and at the same time absorbs the sound. With regard to the absorbed sound, both structure-borne sound and air-borne sound are absorbed. The sound absorption device is described in more detail below.

Ausgestaltungen der Erfindungen betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des Außen-Adsorbers. Hierbei wird vorgesehen, dass

  • - der Außen-Adsorber eine Adsorbensschüttung als Gasadsorbens, mindestens eine weiche Schwerbodenmatte als Schüttungsbegrenzung und mindestens eine Schalldämmschicht zwischen dem Gehäuse aufweist.
  • - die Adsorbensschüttung auf zwei Seiten je eine weiche Schwerbodenmatte als Schüttungsbegrenzung aufweist.
  • - die Adsorbensschüttung aus Kugeln oder Pellets gebildet ist und die weiche Schwerbodenmatte so weich ist, dass sich die Kugeln oder Pellets in die Schwerbodenmatte eindrücken können.
  • - die weiche Schwerbodenmatte ein Eindrücken der Kugeln oder Pellets der Adsorbensschüttung von mehr als dem halben Partikeldurchmesser zulässt.
  • - die weiche Schwerbodenmatte aus Silikon besteht.
Refinements of the invention relate to advantageous refinements of the external adsorber. It is provided here that
  • - The external adsorber has an adsorbent bed as a gas adsorbent, at least one soft heavy floor mat as a bed boundary and at least one sound insulation layer between the housing.
  • - the adsorbent bed has a soft heavy floor mat on two sides as a bed boundary.
  • - The adsorbent bed is made up of balls or pellets and the soft floor mat is so soft that the balls or pellets can press into the heavy floor mat.
  • - the soft heavy floor mat allows the balls or pellets of the adsorbent bed to be pressed in by more than half the particle diameter.
  • - the soft floor mat is made of silicone.

Im Normalfall wird die Adsorbensschüttung nicht von Gas durchströmt, wenn keine Leckage auftritt. Lediglich kleine Gasströmungen treten auf, wenn Luftdruckschwankungen am Aufstellungsort des Gehäuses einen Druckausgleich zwischen dem Innenraum und der Umgebung erfordern. Allerdings bewirken die Schwingungen der verbauten Apparate, dass sowohl Körperschall als auch Luftschall an die Gehäusewände als auch an das Gas, in der Regel Luft, im Innenraum übertragen werden. Dies wird bei herkömmlichen Bauformen meist durch Dämmmaterial in Form von Auskleidungen und Matten aus Dämmstoffen gedämpft. Einige dieser üblicherweise verwendeten Materialien sind brennbar oder auch löslich in Kohlenwasserstoffen, weswegen hier besondere Vorkehrungen getroffen werden müssen, wenn brennbare oder entzündliche Arbeitsfluide, etwa aus Kohlenwasserstoffen wie etwa R290, zum Einsatz gebracht werden sollen.Normally, gas does not flow through the adsorbent bed if there is no leakage. Only small gas flows occur when air pressure fluctuations at the installation site of the housing require pressure equalization between the interior and the environment. However, the vibrations of the installed devices cause structure-borne sound as well as air-borne sound to be transmitted to the housing walls as well as to the gas, usually air, in the interior. In conventional designs, this is usually dampened by insulating material in the form of linings and mats made of insulating materials. Some of these commonly used materials are flammable or soluble in hydrocarbons, which is why special precautions must be taken here if flammable or inflammable working fluids, for example from hydrocarbons such as R290, are to be used.

Auf diese Maßnahmen innerhalb des Gehäuses kann verzichtet werden, wenn die Schallschutzmaßnahmen alle auf der Außenseite des inneren Gehäuses erfolgen. Diesen Zweck erfüllen die Schwerbodenmatten, die vorzugsweise aus Silikon gefertigt werden, je nach Arbeitsfluid wird beispielsweise das Material Fluorsilikon verwendet. Die Silikonmatten sollten dabei mehrere Millimeter stark sein, z.B. 3 Millimeter, und dabei sehr weich, Shore-A-Härten zwischen 10 und 60 kommen hierbei bevorzugt zur Anwendung. Diese Silikonmatten kommen in direkten Kontakt mir den Partikeln der Adsorbensschüttung, die vorzugsweise aus Pellets oder Kugeln besteht. Hierbei drücken sich die Partikel elastisch-plastisch in die Weichbodenmatten ein, durch die Vibrationen im Betrieb ergibt sich auf diese Weise ein Schüttungskörper, mit quasi-festen Eigenschaften, bei dem im Falle einer Durchströmung keine Randgängigkeit auftritt. Dieses Fehlen der Randgängigkeit bewirkt auch, dass Schallwellen an der die Adsorberschüttung begrenzenden Wände nicht reflektiert werden und sich keine Gaskanäle bilden, die Luftschallwellen ungehindert passieren können.These measures within the housing can be dispensed with if the soundproofing measures are all carried out on the outside of the inner housing. The heavy floor mats, which are preferably made of silicone, fulfill this purpose. Depending on the working fluid, the material fluorosilicone is used, for example. The silicone mats should be several millimeters thick, e.g. 3 millimeters, and very soft, Shore A hardnesses between 10 and 60 are preferred. These silicone mats come into direct contact with the particles of the adsorbent bed, which preferably consists of pellets or spheres. Here, the particles are pressed into the soft floor mats in an elastic-plastic manner; the vibrations during operation result in a bulk body with quasi-solid properties, in which there is no edge penetration in the event of a flow. This lack of accessibility to the edge also means that sound waves are not reflected on the walls delimiting the adsorber bed and no gas channels form through which air-borne sound waves can pass unhindered.

Durch die Schwerbodenmatten wird ferner das Gewicht der Gehäusebleche, die aus Metall oder Kunststoff sein können, entsprechend erhöht, was die Weiterleitung von Körperschall ebenfalls erheblich dämmt. Diese Körperschalldämmung kann noch erheblich verbessert werden, wenn das Dämmmaterial, welches nach dem herkömmlichen Stand der Technik im Inneren des inneren Gehäuses eingesetzt wird, auf der Außenseite des inneren Gehäuses angebracht und mit der Schwerbodenmatte verbunden wird. Die besten Dämmergebnisse werden dann erreicht, wenn das Dämmmaterial aus elastischen Materialien besteht, deren Resonanzfrequenz derjenigen des Verdichters entspricht. Auf diese Weise werden die größten Schwingungsamplituden erreicht und die innere Dämpfungswirkung des Dämmmaterials ist dann am größten.The heavy floor mats also increase the weight of the housing sheets, which can be made of metal or plastic, accordingly the transmission of structure-borne noise is also significantly reduced. This structure-borne sound insulation can be significantly improved if the insulation material, which is used in the interior of the inner housing according to the conventional state of the art, is attached to the outside of the inner housing and connected to the heavy floor mat. The best insulation results are achieved when the insulation material consists of elastic materials whose resonance frequency corresponds to that of the compressor. In this way, the greatest vibration amplitudes are achieved and the internal damping effect of the insulating material is then greatest.

Besonders vorteilhaft ist es wenn der Außen-Adsorber gebildet wird aus einer ersten Dämmschicht, die direkt am inneren Gehäuse anliegt, nachfolgend einer Schwerbodenmatte, nachfolgend einer Adsorbensschüttung, nachfolgend einer weiteren Schwerbodenmatte, nachfolgend einer weiteren Dämmschicht und nachfolgend einer äußeren Gehäusewand. Die Summe der beiden Dämmschichten kann dann gleich groß oder sogar kleiner sein als die Dämmschicht nach herkömmlichem Stand der Technik.It is particularly advantageous if the outer adsorber is formed from a first insulating layer that lies directly on the inner housing, followed by a heavy floor mat, then an adsorbent bed, then another heavy floor mat, then another insulating layer and then an outer housing wall. The sum of the two insulation layers can then be the same or even smaller than the insulation layer according to the conventional state of the art.

Je nach Aufstellung kann nur eine Seite des Gehäuses oder mehrere oder alle Seiten des Gehäuses mit einem derartigen Außen-Adsorber versehen werden. Steht das Gehäuse direkt an einer Wand oder in einer Ecke, kann die Dämmung an der Wand entfallen, auch ist es oft schwierig, die Freiheit des Gasweges im Falle von Leckagen sicherzustellen oder einen Wechsel des Adsorptionsmaterials im Falle einer Beladung vorzunehmen, wenn das Gerät direkt an einer Wand oder in einer Ecke steht. Bei frei stehenden Geräten kann an jeder der Seiten ein Außen-Adsorber vorgesehen werden, der dann entsprechend schmaler ausgeführt werden kann.Depending on the setup, only one side of the housing or several or all sides of the housing can be provided with such an external adsorber. If the housing is directly on a wall or in a corner, the insulation on the wall can be omitted, and it is often difficult to ensure the freedom of the gas path in the event of leaks or to change the adsorption material in the event of a load if the device is directly on a wall or in a corner. In the case of free-standing devices, an external adsorber can be provided on each of the sides, which can then be made correspondingly narrower.

In den meisten Fällen wird die Adsorbensschüttung von unten nach oben durchströmt, der Einströmbereich aus dem Inneren des inneren Gehäuses befindet sich dann unten und die Adsorbensschüttung wird unten durch ein Sieb gehalten. Eine obere Abdeckung ist nicht erforderlich. Eine Anordnung mit einem Einströmbereich oben und einem Ausströmbereich unten ist aber ebenfalls möglich.In most cases, the adsorbent bed is traversed from bottom to top, the inflow area from the interior of the inner housing is then at the bottom and the adsorbent bed is held at the bottom by a sieve. A top cover is not required. An arrangement with an inflow area at the top and an outflow area at the bottom is also possible.

die Adsorbensschüttung muss auf die Adsorptionsfähigkeit bezüglich des zu adsorbierenden Arbeitsfluids abgestimmt werden. Bei Verwendung des Arbeitsfluids R290 wird vorteilhaft Aktivkohle verwendet. Hierbei sollten die Kugeln oder Pellets der Adsorbensschüttung einen Durchmesserbereich von 0,5 bis 10 Millimeter und ein Länge-zu-Durchmesserverhältnis von 1 bis 20 aufweisen. Optimal sind Kugeln oder zylinderförmige Pellets mit 4 bis 6 Millimeter Durchmesser, diese drücken sich in idealer Weise in die weichen Schwerbodenmatten aus Silikon ein.the adsorbent bed must be matched to the adsorption capacity with regard to the working fluid to be adsorbed. When using the working fluid R290, activated carbon is advantageously used. The spheres or pellets of the adsorbent bed should have a diameter range of 0.5 to 10 millimeters and a length-to-diameter ratio of 1 to 20. Spheres or cylindrical pellets with a diameter of 4 to 6 millimeters are ideal, as these are ideally pressed into the soft silicone floor mats.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Prinzipskizzen näher erläutert. Hierbei zeigen:

  • 1 eine Wärmepumpe mit Außen-Adsorber,
  • 2 einen erfindungsgemäßen Außen-Adsorber im Seitenschnitt,
  • 3 eine Draufsicht auf eine Außen-Adsorberanordnung.
The invention is explained in more detail below with the aid of schematic diagrams. Here show:
  • 1 a heat pump with an outdoor adsorber,
  • 2 an external adsorber according to the invention in side section,
  • 3 a plan view of an external adsorber assembly.

1 zeigt eine Wärmepumpe mit Außen-Adsorber anhand einer Prinzipskizze eines Kältekreises 1 mit einem Verdichter 2, einem Kondensator 3, einer Druckreduzierung 4 und einem Verdampfer 5 in einem Gehäuse, welches aus einem inneren Gehäuse 6 und zwei das Gehäuse umgebenden Außen-Adsorbern 12 gebildet ist. Hierbei ist das innere Gehäuse 6 im unteren Bereich zur Seite hin offen und nach oben hin geschlossen, während der Außen-Adsorber 12 nach oben offen ist. Die Wärmepumpe verfügt über einen Wärmequellen-Anschluss 7, einen Wärmequellen-Vorlauf 8, einen Wärmesenken-Vorlauf 9 und einen Wärmesenken-Anschluss 10. 1 shows a heat pump with an outdoor adsorber based on a schematic diagram of a refrigeration circuit 1 with a compressor 2 , a capacitor 3 , a pressure reduction 4th and an evaporator 5 in a housing, which consists of an inner housing 6th and two external adsorbers surrounding the housing 12 is formed. Here is the inner case 6th in the lower area open to the side and closed at the top, while the external adsorber 12 is open at the top. The heat pump has a heat source connection 7th , a heat source flow 8th , a heat sink feed 9 and a heat sink connector 10 .

Der Kältekreis 1 wird in diesem Beispiel mit dem entzündlichen Arbeitsfluid Propan, welches auch unter der Bezeichnung R290 bekannt ist, betrieben. Propan ist schwerer als Luft, daher sinkt es im Falle einer Leckage im Kältekreis 1 tendenziell im inneren Gehäuse 6 nach unten, wenngleich es sich bei kleinen Leckagen gut vermischt. Im unteren Bereich des inneren Gehäuses ist daher eine Öffnung mit einem Einströmbereich 14 vorgesehen, durch die ein Luft-Propangemisch aus dem Innenraum 13 zum Außen-Adsorber 12 gelangt und danach zur Austrittsöffnung 15The refrigeration cycle 1 is operated in this example with the flammable working fluid propane, which is also known as R290. Propane is heavier than air, so in the event of a leak in the refrigeration circuit it will sink 1 tends to be in the inner casing 6th downwards, although it mixes well with small leaks. In the lower area of the inner housing there is therefore an opening with an inflow area 14th provided, by means of which an air-propane mixture from the interior 13 to the external adsorber 12 and then to the outlet opening 15

2 zeigt einen erfindungsgemäßen Außen-Adsorber im Seitenschnitt. Falls ein Luft-Propangemisch aus dem Innenraum 13 zum Außen-Adsorber 12 gelangt, tritt es in die Aktivkohleschüttung 123 ein, die dabei das Propan vollständig aufnimmt. Die Aktivkohleschüttung 123 wird auf beiden Seiten von Schwerbodenmatten 122 aus Silikon eingefasst, die wiederum an herkömmlichem Dämmmaterial 121 befestigt sind. Zur Gehäuseseite ist das Dämmmaterial direkt mit dem inneren Gehäuse 6 verbunden, zur Außenseite ist eine Außenwand vorgesehen, an die keine besonderen Anforderungen zu stellen ist. 2 shows an external adsorber according to the invention in a side section. If an air-propane mixture from the interior 13 to the external adsorber 12 it enters the activated charcoal bed 123 one that completely absorbs the propane. The activated carbon bulk 123 is on both sides of heavy floor mats 122 edged from silicone, which in turn is made of conventional insulating material 121 are attached. On the housing side, the insulation material is directly connected to the inner housing 6th connected, to the outside an outer wall is provided, on which no special requirements are to be made.

3 zeigt eine stark vereinfachte Darstellung einer Draufsicht für eine freistehende Wärmepumpe. Das innere Gehäuseteil 6 ist dabei über den vollen Umfang auf allen 4 Seiten von je einem Außen-Adsorber 12 umgeben, der nach oben offen ist. 3 shows a greatly simplified representation of a top view for a free-standing heat pump. The inner housing part 6th is over the full extent on all 4 sides of an external adsorber 12 which is open at the top.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
KältekreisRefrigeration cycle
22
Verdichtercompressor
33
Kondensatorcapacitor
44th
DruckreduzierungPressure reduction
55
VerdampferEvaporator
66th
Inneres GehäuseInner casing
77th
Wärmequellen-AnschlussHeat source connection
88th
Wärmequellen-VorlaufHeat source flow
99
Wärmesenken-VorlaufHeat sink supply
1010
Wärmesenken-AnschlussHeat sink connection
1111
SiebauflageSieve support
1212
Außen-AdsorberExternal adsorber
1313
Innenrauminner space
1414th
EinströmbereichInflow area
1515th
AustrittsöffnungOutlet opening
121121
SchalldämmschichtSoundproofing layer
122122
SchwerbodenmatteHeavy floor mat
123123
AktivkohleschüttungCharcoal fill

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2015/032905 A1 [0008, 0009]WO 2015/032905 A1 [0008, 0009]
  • DE 102011116863 A1 [0010]DE 102011116863 A1 [0010]
  • DE 19525064 C1 [0011]DE 19525064 C1 [0011]
  • EP 3106780 A1 [0012]EP 3106780 A1 [0012]

Claims (15)

Vorrichtung zur sicheren Durchführung eines linksdrehenden thermodynamischen Kreisprozesses (1) mittels eines entzündlichen Arbeitsfluids, welches in einem geschlossenen, hermetisch dichten Arbeitsfluidumlauf geführt wird, aufweisend - mindestens einen Verdichter (2) für Arbeitsfluid, - mindestens eine Entspannungseinrichtung (4) für Arbeitsfluid, - mindestens zwei Wärmeübertrager (3, 5) für Arbeitsfluid mit jeweils mindestens zwei Anschlüssen (7, 8, 9, 10) für Wärmeüberträgerfluide, - ein inneres Gehäuse (6), welches alle am geschlossenen Arbeitsfluidumlauf angeschlossenen Einrichtungen umfasst und weitere Einrichtungen umfassen kann, - mindestens einen Außen-Adsorber (12), dadurch gekennzeichnet, dass - außerhalb des Gehäuses mindestens ein Außen-Adsorber (12) angeordnet ist, der direkt an das innere Gehäuse (6) anschließt und mindestens eine Seite des inneren Gehäuses (6) abdeckt und mit ihr verbunden ist, - der Außen-Adsorber (12) sowohl ein Adsorbens für durchströmendes, entzündliches Gas mit Arbeitsfluid als auch mindestens ein Absorbens für Körperschall- und Luftschall aufweist, - das innere Gehäuse (6) mindestens eine Öffnung aufweist für Gas sowie im Anschluss an diese Öffnung einen Einströmbereich (14) für Gas in den Außen-Adsorber (12), - der Außen-Adsorber (12) eine unverschließbare Austrittsöffnung (15) für Gas aufweist. Device for the safe implementation of a counterclockwise thermodynamic cycle (1) by means of an inflammable working fluid which is guided in a closed, hermetically sealed working fluid circuit, comprising - at least one compressor (2) for working fluid, - at least one expansion device (4) for working fluid, - at least two heat exchangers (3, 5) for working fluid, each with at least two connections (7, 8, 9, 10) for heat transfer fluids, - an inner housing (6) which includes all devices connected to the closed working fluid circuit and can include further devices, - at least an outer adsorber (12), characterized in that - outside the housing at least one outer adsorber (12) is arranged, which connects directly to the inner housing (6) and covers at least one side of the inner housing (6) and with it is connected, - the external adsorber (12) both an adsorbent for flowing through, inflammable Ies gas with working fluid as well as at least one absorbent for structure-borne and air-borne noise, - the inner housing (6) has at least one opening for gas and, following this opening, an inflow area (14) for gas into the outer adsorber (12) - The external adsorber (12) has an unlockable outlet opening (15) for gas. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außen-Adsorber (12) eine Adsorbensschüttung (123) als Gasadsorbens, mindestens eine weiche Schwerbodenmatte (122) als Schüttungsbegrenzung und mindestens eine Schalldämmschicht (121) zwischen dem Gehäuse (6) aufweist.Device according to Claim 1 , characterized in that the external adsorber (12) has an adsorbent bed (123) as gas adsorbent, at least one soft heavy floor mat (122) as bed boundary and at least one sound insulation layer (121) between the housing (6). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorbensschüttung (123) auf zwei Seiten je eine weiche Schwerbodenmatte (122) als Schüttungsbegrenzung aufweist.Device according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the adsorbent bed (123) has a soft heavy floor mat (122) on each of two sides to limit the bed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorbensschüttung (123) aus Kugeln oder Pellets gebildet ist und die weiche Schwerbodenmatte (122) so weich ist, dass sich die Kugeln oder Pellets in die Schwerbodenmatte eindrücken können.Device according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the adsorbent bed (123) is formed from balls or pellets and the soft heavy floor mat (122) is so soft that the balls or pellets can be pressed into the heavy floor mat. Vorrichtung nach Anspruch 4, einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weiche Schwerbodenmatte (122) ein Eindrücken der Kugeln oder Pellets der Adsorbensschüttung (123) von mehr als dem halben Partikeldurchmesser zulässt.Device according to Claim 4 , one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the soft heavy floor mat (122) allows the balls or pellets of the adsorbent bed (123) to be pressed in by more than half the particle diameter. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weiche Schwerbodenmatte (122) aus Silikon besteht.Device according to one of the Claims 4 or 5 , characterized in that the soft heavy floor mat (122) consists of silicone. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außen-Adsorber (12) mindestens eine Dämmschicht (122) aufweist, deren Resonanzfrequenz der der Hauptschwingung des Verdichters (2) des Kreisprozesses (1) entspricht.Device according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the external adsorber (12) has at least one insulating layer (122), the resonance frequency of which corresponds to that of the main vibration of the compressor (2) of the cycle (1). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Außen-Adsorber (12) gebildet wird aus einer ersten Dämmschicht (121), die direkt am inneren Gehäuse (6) anliegt, nachfolgend einer Schwerbodenmatte (122), nachfolgend einer Adsorbensschüttung (123), nachfolgend einer weiteren Schwerbodenmatte (122), nachfolgend einer weiteren Dämmschicht (121) und nachfolgend einer äußeren Gehäusewand gebildet wird.Device according to one of the Claims 1 to 7th characterized in that the outer adsorber (12) is formed from a first insulating layer (121) which rests directly on the inner housing (6), followed by a heavy floor mat (122), followed by an adsorbent bed (123), followed by a further heavy floor mat ( 122), then a further insulating layer (121) and then an outer housing wall. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens 2 Seiten des inneren Gehäuses (6) jeweils ein Außen-Adsorber (12) vorgesehen wird.Device according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that an outer adsorber (12) is provided on at least two sides of the inner housing (6). Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens 3 Seiten des inneren Gehäuses (6) jeweils ein Außen-Adsorber (12) vorgesehen wird.Device according to Claim 9 , characterized in that an outer adsorber (12) is provided on at least 3 sides of the inner housing (6). Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an allen Seiten des inneren Gehäuses (6) jeweils ein Außen-Adsorber (12) vorgesehen wird.Device according to Claim 9 , characterized in that an outer adsorber (12) is provided on each side of the inner housing (6). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Einströmbereich (14) des Außen-Adsorbers (12) unten im inneren Gehäuse (6) angeordnet und die Adsorbensschüttung (123) durch ein Sieb (11) gehalten wird.Device according to one of the Claims 1 to 11 , characterized in that the inflow area (14) of the outer adsorber (12) is arranged at the bottom in the inner housing (6) and the adsorbent bed (123) is held by a sieve (11). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Einströmbereich des Außen-Adsorbers (12) oben im inneren Gehäuse (6) angeordnet und die Adsorbensschüttung (123) durch ein Sieb (11) gehalten wird.Device according to one of the Claims 1 to 11 , characterized in that the inflow area of the outer adsorber (12) is arranged at the top in the inner housing (6) and the adsorbent bed (123) is held by a sieve (11). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Adsorbensschüttung (123) für Gas aus Aktivkohle besteht.Device according to one of the Claims 1 to 13 , characterized in that the adsorbent bed (123) for gas consists of activated carbon. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln oder Pellets der Adsorbensschüttung (123) einen Durchmesserbereich von 0,5 bis 10 Millimeter und ein Länge-zu-Durchmesserverhältnis von 1 bis 20 aufweisen.Device according to one of the Claims 1 to 14th , characterized in that the balls or pellets of the adsorbent bed (123) have a diameter range of 0.5 to 10 millimeters and a length-to-diameter ratio of 1 to 20.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4336119A1 (en) * 2022-09-09 2024-03-13 Vaillant GmbH Moisture management and condensate drain for a heat pump housing

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