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Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe, ein Verfahren zum Bereitstellen einer Wärmepumpe sowie eine Verwendung eines elektrischen Verbindungsmittels. Die Erfindung findet insbesondere Anwendung, um die elektromagnetische Abstrahlung einer Wärmepumpe mit Frequenzumrichter zu reduzieren.
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Zur Bestimmung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) einer Wärmpumpe werden üblicherweise Messungen in einem EMV-Labor durchgeführt. Dies kann in einem vergleichsweise späten Entwicklungsstadium erfolgen. Da in diesem Stadium sämtliche elektrische Bauteile (wie etwa Platinen) nicht mehr verändert werden sollten, werden gemessene Störungen in der Regel auf andere Art reduziert.
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Der Stand der Technik sieht hierzu beispielsweise die Umverlegung von Kabeln, das zusätzliche Anbringen von Ferrithülsen, Erdungen, (Netz-)Filtern, Entstörkondensatoren, stromkompensierte Drosseln, und/oder Abschirmungen vor. Diese zusätzlichen Mittel sind in der Regel kostenintensiv.
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Weiterhin wird üblicherweise angestrebt, elektromagnetische Störemissionen am Ort des Entstehens zu beseitigen. Dies ist jedoch nicht immer möglich, da sich Resonanzen häufig erst im Gesamtsystem (bzw. Gerät) zeigen. Weiterhin ist in der Regel jede Anlage individuell, so dass es normalerweise keine pauschalen Lösungen gibt.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Wärmepumpe bereitzustellen, deren elektromagnetische Verträglichkeit verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, ein Fluidführungsabschnitt über ein zu der Fluidführung separates, elektrisch leitendes Verbindungsmittel mit einem Potentialausgleichsmittel elektrisch verbunden ist.
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Dies trägt in vorteilhafter Weise dazu bei, dass die elektrische Resonanzfrequenz des mindestens einen Fluidführungsabschnittes (gezielt) verändert, insbesondere erhöht oder reduziert, bzw. eingestellt werden kann, wodurch die elektrische bzw. magnetische Feldstärke im Bereich des mindestens einen Fluidführungsabschnittes reduzieren werden kann.
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Wenn sich im Rahmen von EMV-Messungen zeigt, dass eine Wärmepumpe in einem Bereich hohe elektromagnetische Störungen emittiert, werden üblicherweise, um die Störung zu identifizieren (und möglichst zu reduzieren), (nur) die elektrischen Komponenten der Wärmepumpt mit Hilfe von sog. Nahfeldsonden abgesucht, um den Ort der höchsten Feldstärke zu ermitteln.
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Es hat sich im Rahmen der Erfindung jedoch überraschend herausgestellt, dass signifikante Störungen (ca. 50 MHz) in einem Bereich identifiziert werden konnten, in dem keine elektrischen Komponenten vorhanden waren. Insbesondere wurde sogar die höchste Feldstärke in einem Bereich ohne elektrische Komponenten gefunden. Allerdings waren in diesem Bereich metallische (Kupfer-)Rohre des Kältekreises der Wärmepumpe vorhanden. Da metallische Rohre auch elektrisch leitend sind, wurde darauf zurückgeschlossen, dass sich die Störung über insbesondere elektrische Komponenten der Wärmepumpe, wie etwa einen elektrisch betriebenen Verdichter (Kompressor) der Wärmepumpe zu den metallischen Rohren ausbreiten konnte.
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Um die Störung an den Rohren zu reduzieren, wird hier insbesondere angestrebt die elektrische Resonanzfrequenz zumindest eines der Rohre (des Kältekreises) zu verändern, insbesondere zu erhöhen oder zu reduzieren. Als eine bevorzugte Lösung wurde in diesem Zusammenhang ermittelt, einen elektrischen Kurzschluss zwischen zwei Rohrabschnitten einzubauen. Hierbei konnte die Resonanzfrequenz des Rohrsystems in einen unkritischen Bereich verschoben werden (von ca. 50 MHz nach ca. 80 MHz).
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Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche.
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Hierzu trägt eine Wärmepumpe bei, aufweisend mindestens einen metallischen Fluidführungsabschnitt, wobei der Fluidführungsabschnitt über ein zu der Fluidführung separates, elektrisch leitendes Verbindungsmittel mit einem Potentialausgleichsmittel elektrisch verbunden ist.
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Bei dem Potentialausgleichsmittel kann es sich beispielsweise um eine metallische Komponente der Wärmepumpe, wie beispielsweise ein Blechteil, ein Rohr oder ein Gehäuse einer aktiven Komponente, wie etwa einem Verdichter oder einem Verdampfer der Wärmepumpe handeln. Bevorzugt ist jedoch, dass das Potentialausgleichsmittel mit einem weiteren Fluidführungsabschnitt der Wärmepumpe gebildet ist.
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In diesem Zusammenhang kann die Wärmepumpe mindestens zwei metallische Fluidführungsabschnitte aufweisen, die insbesondere fluidtechnisch nicht unmittelbar miteinander verbunden sind, wobei die zwei Fluidführungsabschnitte über ein zu der Fluidführung separates, elektrisch leitendes Verbindungsmittel miteinander elektrisch verbunden sind, insbesondere um die elektrische Resonanzfrequenz der Fluidführungsabschnitte und/oder die elektrische Feldstärke im Bereich der Fluidführungsabschnitte (gezielt) zu verändern, insbesondere zu erhöhen oder zu reduzieren bzw. einzustellen.
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Die zwei metallischen Fluidführungsabschnitte können beispielsweise quer zur Strömungsrichtung benachbarte bzw. nicht zu demselben Rohr gehörende Längsabschnitte von metallischen Rohen der Wärmepumpe sein. Dass die Fluidführungsabschnitte fluidtechnisch nicht unmittelbar miteinander verbunden sind bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass diese Fluidführungsabschnitte über eine zwischen diesen Fluidführungsabschnitte liegende, aktive Komponente, wie etwa einem Verdichter der Wärmepumpe miteinander verbunden sind.
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An der Fluidführung nehmen insbesondere folgende Komponenten der Wärmpumpe teil: Rohre bzw. Fluidführungsabschnitte der Rohre, mindestens ein Verdichter, mindestens eine Drossel, mindestens ein Verdampfer sowie ggf. mindestens ein Kondensator. Diese Komponenten sind in der Regel (zumindest mittelbar) miteinander fluidtechnisch verbunden. Der Kondensator ist hierbei nicht zwingend erforderlich. Beispielsweise kann es sich auch um eine sogenannte Split-Anlage handeln, bei der beispielsweise der Kondensator außerhalb des Gerätes ist. Weiterhin können bei anderen Anlagen auch wasser- bzw. soleführende Rohre vorhanden sein.
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Das Verbindungsmittel kann beispielsweise in der Art einer elektrischen Brücke gebildet sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Verbindungsmittel um ein elektrisches Kabel. Alternativ oder zusätzlich kann das Verbindungsmittel beispielsweise ein Flachband, Schellen und/oder ein Kupferklebeband umfassen. Das Verbindungsmittel nimmt üblicherweise nicht an der Fluidführung teil. In der Regel trägt das Verbindungsmittel nicht zu der mechanischen Befestigung der Fluidführungsabschnitte bei.
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Der mindestens eine metallische Fluidführungsabschnitt bzw. die zwei metallischen Fluidführungsabschnitte können beispielsweise jeweils mit einer aktiven und/oder elektrischen Komponente der Wärmepumpe, wie etwa einem elektrisch betreibbaren Verdichter der Wärmepumpe (fluidtechnisch) verbunden sein. Insbesondere sind die Fluidführungsabschnitte Bestandteile von zwei zueinander separaten Rohren der Wärmepumpe. Diese Rohre sind in diesem Zusammenhang vorzugsweise jeweils (unabhängig voneinander) an die aktive und/oder elektrische Komponente der Wärmepumpe angeschlossen.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der mindestens eine Fluidführungsabschnitt bzw. die zwei Fluidführungsabschnitte (jeweils) Bestandteil eines Kältekreises der Wärmepumpe ist bzw. sind. Beispielsweise können die Fluidführungsabschnitte Teile von Rohen des Kältekreises sein. In diesem Zusammenhang sind die Fluidführungsabschnitte in der Regel dazu eingerichtet, dass sie ein Kältemittel in einer (vordefinierten) Strömungsrichtung führen können.
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Denkbar ist jedoch auch, dass der mindestens eine Fluidführungsabschnitt bzw. die zwei Fluidführungsabschnitte (jeweils) Bestandteil des Wärmverteilungssystems der Wärmepumpe ist bzw. sind. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass der mindestens eine Fluidführungsabschnitt Bestandteil des Heizkreises und/oder des Kühlkreises der Wärmepumpe sein kann.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der mindestens eine Fluidführungsabschnitt bzw. die zwei Fluidführungsabschnitte (jeweils) mit einem metallischen Rohr, wie etwa einem Kupferrohr gebildet ist bzw. sind. In diesem Zusammenhang können die Fluidführungsabschnitte jeweils einen Längsabschnitt des Kupferrohrs bilden. Die Längsrichtung entspricht dabei in der Regel der Strömungsrichtung durch das betreffende Kupferrohr.
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Denkbar ist alternativ oder zusätzlich auch die Überbrückung an Rohrbögen. In dem Fall kann eine Verbindung (durch das elektrische Verbindungsmittel) zwischen einem Rohrbogen und einer Fluidverteilung beispielsweise des Verdampfers vorgesehen werden.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass an dem Fluidführungsabschnitt und dem Potentialausgleichsmittel jeweils ein elektrischer Kontakt angebracht ist. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn an jedem der zwei Fluidführungsabschnitte ein elektrischer Kontakt angebracht ist. Zudem können die elektrischen Kontakte über das elektrisch leitende Verbindungsmittel miteinander (elektrisch) verbunden sein.
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Bei den Kontakten kann es sich beispielsweise um metallische Plättchen handeln, die mit dem Fluidführungsabschnitt und dem Potentialausgleichsmittel bzw. mit den Fluidführungsabschnitten verbunden sind. Die Kontakte können weiterhin stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig mit dem Fluidführungsabschnitt und dem Potentialausgleichsmittel bzw. mit den Fluidführungsabschnitten verbunden sein. Bevorzugt sind die Kontakte stoffschlüssig mit dem Fluidführungsabschnitt und dem Potentialausgleichsmittel bzw. mit den Fluidführungsabschnitten verbunden. Beispielsweise können Steckkontakte („Erdungsfähnchen“) vorgesehen sein. Diese Steckkontakte können an Rohre, welche die Fluidführungsabschnitte bilden, gelötet werden und beispielsweise dann mit dem Verbindungsmittel verbunden werden.
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Nach einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Bereitstellen einer Wärmepumpe vorgeschlagen, umfassend zumindest folgende Schritte:
- a) Durchführen von Elektro-Magnetischen-Verträglichkeits-Messungen im Bereich der Wärmepumpe,
- b) Erfassen eines Bereichs der Wärmpumpe, in dem eine zumindest lokal maximale (elektrische und/oder magnetische) Feldstärke vorliegt,
- c) Verändern, insbesondere Erhöhen oder Reduzieren, bzw. Einstellen der elektrischen Resonanzfrequenz mindestens eines Fluidführungsabschnitts der Wärmepumpe, um die (elektrische und/oder magnetische) Feldstärke in dem in Schritt b) erfassten Bereich zu reduzieren.
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Die Schritte a), b) und c) werden vorzugweise zumindest einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt. Insbesondere alternativ oder kumulativ zu dem hier beschriebenen Verbindungsmittel kann in Schritt c) die Länge mindestens eines Rohres der Wärmepumpe (gezielt bzw. auf eine bestimmte Länge) eingestellt werden. Da kürzere oder längere Rohre wiederum eine andere Resonanzfrequenz aufweisen, kann auch hierüber die Resonanzfrequenz des Rohrsystems geändert bzw. eingestellt werden.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass das Verfahren zum Bereitstellen einer hier beschriebenen Wärmepumpe durchgeführt wird.
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Nach einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung eines elektrischen Verbindungsmittels vorgeschlagen, um die elektrische Resonanzfrequenz mindestens eines Fluidführungsabschnitts einer Wärmepumpe zu verändern, insbesondere zu erhöhen oder zu reduzieren bzw. einzustellen. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere die Verwendung eines elektrischen Verbindungsmittels zum Ändern der elektrischen Resonanzfrequenz mindestens eines Fluidführungsabschnitts einer Wärmepumpe.
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Die im Zusammenhang mit der Wärmepumpe erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Verfahren und/oder der Verwendung auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
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Die Erfindung wird nun anhand der Figuren detailliert erläutert.
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Es stellen dar:
- 1: eine schematische Darstellung eines Beispiels für eine hier beschriebenen Wärmepumpe, und
- 2: ein Beispiel für einen Ablauf eines hier beschriebenen Verfahrens.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels für eine hier beschriebenen Wärmepumpe 1. Die Wärmepumpe 1 weist beispielhaft zwei metallische Fluidführungsabschnitte 2, 3 auf, die beispielhaft fluidtechnisch nicht unmittelbar miteinander verbunden sind, da in Strömungsrichtung zwischen den zwei Fluidführungsabschnitte 2, 3 hier beispielhaft eine weitere (aktive) Komponente, wie zum Beispiel ein elektrisch angetriebener Verdichter 7 angeordnet ist.
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Der zweite der zwei metallischen Fluidführungsabschnitte 3 stellt in diesem Zusammenhang ein bevorzugtes Beispiel für ein Potentialausgleichmittel 3 im Sinne der hier beschriebenen Lösung dar.
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Weitere in 1 dargestellte, beispielhafte (aktive) Komponenten der Wärmepumpe 1 sind ein Verdampfer 8, eine Drossel 9 sowie ein Kondensator 10. Diese bilden gemeinsam mit dem Verdichter 7 und den dazwischen liegenden Fluidführungsabschnitten, die in der Regel ein fluides Kältemittel führen, einen Kältekreis bzw. Kältekreislauf der Wärmepumpe 1. Die Fluidführungsabschnitte 2, 3, der Verdichter 7, der Verdampfer 8, die Drossel 9 sowie der Kondensator 10 nehmen an der Fluidführung teil.
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Somit ist in dem Beispiel gemäß 1 auch gezeigt, dass die zwei Fluidführungsabschnitte 2, 3 jeweils Bestandteil eines Kältekreises der Wärmepumpe 1 sind. Die zwei Fluidführungsabschnitte 2, 3 sind dabei beispielsweise jeweils mit einem Kupferrohr gebildet. Insbesondere in Abhängigkeit des verwendeten Kältemittels können auch andere Stoffe als Kupfer für die metallischen Rohre verwendet werden.
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Die hier vorgestellten Wärmepumpe 1 zeichnet sich dadurch aus, dass die zwei Fluidführungsabschnitte 2, 3 über ein zu der Fluidführung separates, elektrisch leitendes Verbindungsmittel 6 miteinander elektrisch verbunden sind.
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Hierzu ist beispielhaft an jedem der zwei Fluidführungsabschnitte 2, 3 ein elektrischer Kontakt 4, 5 angebracht. Zudem sind die elektrischen Kontakte 4, 5 über das elektrisch leitende Verbindungsmittel 6, wie etwa ein elektrisch leitendes Kabel miteinander verbunden.
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2 zeigt ein Beispiel für einen Ablauf eines hier beschriebenen Verfahrens. Das Verfahren dient zum Bereitstellen einer Wärmepumpe. Die mit den Blöcken 110, 120 und 130 dargestellte Reihenfolge der Schritte a), b) und c) ist beispielhaft und kann sich so bei einem regulären Betriebsablauf des Verfahrens einstellen.
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In Block 110 erfolgt gemäß Schritt a) ein Durchführen von Elektro-Magnetischen-Verträglichkeits-Messungen im Bereich der Wärmepumpe 1. In Block 120 erfolgt gemäß Schritt b) ein Erfassen eines Bereichs der Wärmpumpe 1, in dem eine zumindest lokal maximale (elektrische bzw. magnetische) Feldstärke vorliegt. In Block 130 erfolgt gemäß Schritt c) ein Verändern der elektrischen Resonanzfrequenz mindestens eines Fluidführungsabschnitts 2, 3 der Wärmepumpe, um die (elektrische bzw. magnetische) Feldstärke in dem in Schritt b) erfassten Bereich zu reduzieren.
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Das Verfahren kann zum Bereitstellen einer oben beschriebenen Wärmepumpe 1 durchgeführt werden.
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Damit kann eine Wärmepumpe bereitgestellt werden, deren elektromagnetische Verträglichkeit verbessert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wärmepumpe
- 2
- Fluidführungsabschnitt
- 3
- Fluidführungsabschnitt
- 4
- Kontakt
- 5
- Kontakt
- 6
- Verbindungsmittel
- 7
- Verdichter
- 8
- Verdampfer
- 9
- Drossel
- 10
- Kondensator
