DE102022133821A1

DE102022133821A1 - Air conditioning device

Info

Publication number: DE102022133821A1
Application number: DE102022133821.5A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Mertel
Original assignee: Energiesuedwest Projektentwicklung GmbH
Current assignee: Energiesuedwest Projektentwicklung GmbH
Priority date: 2022-12-19
Filing date: 2022-12-19
Publication date: 2024-06-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung umfassend eine Luft-Luft-Wärmepumpe mit einem Verdampfer (38; 138; 338) und einem Verflüssiger (40; 140; 340), wobei der Verdampfer (38; 138; 338) ausgelegt ist, Wärme der Umgebungsluft aufzunehmen, und der Verflüssiger (40; 140; 340) ausgelegt ist, Wärme an die Umgebungsluft abzugeben, und eine Trennwand (33; 133; 233; 333), wobei die Trennwand (33; 133; 233; 333) zwischen dem Verdampfer (38; 138; 338) und dem Verflüssiger (40; 140; 340) angeordnet ist und wobei der Verdampfer (38; 138; 338), der Verflüssiger (40; 140; 340) und die Trennwand (33; 133; 233; 333) ein Einzelbauteil bilden oder in einem Einzelbauteil integriert sind.The invention relates to an air-conditioning device comprising an air-air heat pump with an evaporator (38; 138; 338) and a condenser (40; 140; 340), wherein the evaporator (38; 138; 338) is designed to absorb heat from the ambient air and the condenser (40; 140; 340) is designed to release heat to the ambient air, and a partition wall (33; 133; 233; 333), wherein the partition wall (33; 133; 233; 333) is arranged between the evaporator (38; 138; 338) and the condenser (40; 140; 340) and wherein the evaporator (38; 138; 338), the condenser (40; 140; 340) and the partition wall (33; 133; 233; 333) form a single component or are integrated into a single component.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung mit einer Luft-Luft-Wärmepumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to an air conditioning device with an air-to-air heat pump according to the preamble of claim 1.

Ein hoher Anteil der in Deutschland verbrauchten Gesamtenergie wird für die Versorgung von Gebäuden mit Wärme benötigt. Die hierfür benötigte Energie wird in Deutschland meist durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen, wie etwa Heizöl, Erdgas, oder durch die Verbrennung von Holz gewonnen. Nachteilig daran ist, dass die Erdöl- und Erdgasvorkommen weltweit endlich sind und nicht unbeschränkt zur Verfügung stehen. Darüber hinaus führt die Verbrennung von fossilen Brennstoffen oder von Holz zu einem unerwünschten CO₂-Ausstoß, was die Umwelt und das Klima belastet.A high proportion of the total energy consumed in Germany is needed to supply buildings with heat. The energy required for this is usually obtained in Germany by burning fossil fuels such as heating oil, natural gas or by burning wood. The disadvantage of this is that oil and natural gas reserves are finite worldwide and not available in unlimited quantities. In addition, the combustion of fossil fuels or wood leads to undesirable CO ₂ emissions, which harms the environment and the climate.

Aus Kosten- und Umweltschutzgründen ist es daher wünschenswert, den Verbrauch von CO₂-emittierenden Rohstoffen und/oder den Anteil dieser Energiequellen für die Versorgung von Gebäuden mit Wärme zu reduzieren.For cost and environmental reasons, it is therefore desirable to reduce the consumption of _CO2 -emitting raw materials and/or the share of these energy sources for supplying heat to buildings.

Zur Reduzierung des Verbrauchs dieser CO₂-emittierenden Energiequellen werden daher entsprechende Wärmedämmmaßnahmen an Fassaden durchgeführt. Die durch die zusätzliche Wärmedämmung verursachten Kosten stehen jedoch häufig nicht im Verhältnis zu den eingesparten Energiekosten, so dass die zusätzliche Wärmedämmung, wenn sie auch aus Umweltsicht wünschenswert ist, wirtschaftlich nicht immer sinnvoll ist. Darüber hinaus besteht bei der zusätzlichen Wärmedämmung das Problem, dass Baustoffe zum Einsatz kommen, die bei der späteren Entsorgung für Probleme sorgen können.In order to reduce the consumption of these _CO2 -emitting energy sources, appropriate thermal insulation measures are therefore carried out on facades. However, the costs caused by the additional thermal insulation are often disproportionate to the energy costs saved, so that the additional thermal insulation, although desirable from an environmental point of view, does not always make economic sense. In addition, the problem with additional thermal insulation is that building materials are used that can cause problems when they are later disposed of.

Die Verbrennung von fossilen Brennstoffen, wie etwa Heizöl, Erdgas, oder die Verbrennung von Holz dient ausschließlich der Erzeugung von Wärme. Aufgrund der weltweit steigenden Temperaturen wird jedoch die Kühlung von Räumen bei hohen Außentemperaturen immer wichtiger. Da die hierfür bestehenden Heizvorrichtungen hierfür nicht ausgelegt sind, müssen zusätzliche Vorrichtungen vorgesehen werden, um bei hohen Außentemperaturen Innenräume zu kühlen.The combustion of fossil fuels such as heating oil, natural gas or the combustion of wood serves solely to generate heat. However, due to rising temperatures worldwide, cooling rooms when outside temperatures are high is becoming increasingly important. Since the existing heating devices are not designed for this purpose, additional devices must be provided to cool interior rooms when outside temperatures are high.

Als Alternative zu den bisher bestehenden CO₂-emittierenden Heizungsanlagen werden Anlagen eingesetzt, die auf einer Wärmepumpentechnik basieren.As an alternative to the existing _CO2 -emitting heating systems, systems based on heat pump technology are being used.

Wärmepumpen umfassen ein zirkulierendes Wärmeübertragungsmedium, auch Kältemittel genannt. Zum Heizen von Räumen wird dieses Wärmeübertragungsmedium in einem Verdampfer erwärmt und in einem Verflüssiger abgekühlt. Die Erwärmung des Wärmeübertragungsmediums im Verdampfer sowie die Abkühlung des Wärmeübertragungsmediums im Verflüssiger erfolgt mittels Wärmetausch. Die vom Verflüssiger abgegebene Wärme kann dann zum Heizen verwendet werden.Heat pumps contain a circulating heat transfer medium, also known as a coolant. To heat rooms, this heat transfer medium is heated in an evaporator and cooled in a condenser. The heating of the heat transfer medium in the evaporator and the cooling of the heat transfer medium in the condenser are carried out by means of heat exchange. The heat given off by the condenser can then be used for heating.

Die im Verdampfer aufgrund des Wärmetauschs aufgenommene Wärme ist in der Regel jedoch im Temperaturniveau nicht ausreichend hoch, um einen Raum zu heizen, so dass am Ausgang des Verflüssigers ein Kompressor vorgesehen ist, der die Temperatur des Wärmeübertragungsmediums weiter erhöht. Um den ursprünglichen Druck des Wärmeübertragungsmediums wieder herzustellen und den Kreislauf wieder von vorne beginnen zu können, sind am Ausgang des Verdampfers Expansionsventile vorgesehen. Diese Funktionsweise führt dazu, dass für die Wärmepumpentechnik vor allem Strom als Energiequelle benötigt wird.However, the heat absorbed in the evaporator due to the heat exchange is usually not high enough to heat a room, so a compressor is provided at the outlet of the condenser to further increase the temperature of the heat transfer medium. In order to restore the original pressure of the heat transfer medium and to be able to start the cycle again from the beginning, expansion valves are provided at the outlet of the evaporator. This mode of operation means that heat pump technology primarily requires electricity as an energy source.

Die Erwärmung des Wärmeübertragungsmediums im Verdampfer kann mittels eines Wärmetauschers oder direkt über die Luft erfolgen. Analog kann die Übertragung der Wärme des erwärmten Wärmeübertragungsmediums im Verdampfer über einen Wärmetauscher oder direkt über die Luft erfolgen. Es werden daher verschiedene Arten von Wärmepumpen unterschieden. So gibt es unter anderem die Luft-Wasser Wärmepumpe, die oft auch als Luftwärmepumpe bezeichnet wird, und die Luft-Luft-Wärmepumpe.The heat transfer medium in the evaporator can be heated using a heat exchanger or directly via the air. Similarly, the heat of the heated heat transfer medium in the evaporator can be transferred using a heat exchanger or directly via the air. A distinction is therefore made between different types of heat pumps. For example, there is the air-water heat pump, which is often also referred to as an air heat pump, and the air-air heat pump.

Bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe wird Umgebungsluft in Heizwärme umgewandelt, indem die Außenluft verwendet wird, um den Verdampfer zu erwärmen, und die vom Verflüssiger abgegebene Wärme dazu dient, das Wasser von wassergeführten Heizvorrichtungen zu erwärmen. Der dabei verfolgte Lösungsansatz besteht somit darin, die bisher verwendeten Heizsysteme, nämlich wassergeführte Heizflächen wie Heizkörper, Radiatoren und Konvektoren oder Fußbodenheizungen mit Wärmepumpen zu betreiben, wobei die Wärme aus der Umgebungsluft gewonnen wird.With an air-water heat pump, ambient air is converted into heat by using the outside air to heat the evaporator and the heat given off by the condenser to heat the water in water-based heating devices. The solution pursued here is therefore to operate the heating systems used up to now, namely water-based heating surfaces such as radiators, radiators and convectors or underfloor heating, with heat pumps, whereby the heat is obtained from the ambient air.

Insbesondere Fußbodenheizungen eignen sich für den Betrieb mit Luft-Wasser Wärmepumpen, da diese im Vergleich zu klassischen Heizkörpern, Radiatoren oder Konvektoren eine vergleichsweise geringe Vorlauftemperatur benötigen. Klassische Heizkörper benötigen hingegen eine vergleichsweise hohe Vorlauftemperatur, so dass die Wärmepumpenlösung, insbesondere Luftwärmepumpenlösung, unbefriedigend ist.Underfloor heating systems in particular are suitable for operation with air-water heat pumps, as these require a comparatively low flow temperature compared to classic radiators, radiators or convectors. Classic radiators, on the other hand, require a comparatively high flow temperature, so that the heat pump solution, especially the air heat pump solution, is unsatisfactory.

Dies führt dazu, dass Luft-Wasser-Wärmepumpen ihren Einsatz primär in Neubauten finden, in denen Fußbodenheizungen installiert werden. In Altbauten bzw. bestehenden Gebäuden werden Lösungen mit Luft-Wasser-Wärmepumpen hingegen kaum eingesetzt, da diese in Kombination mit bestehenden klassischen Heizkörpern nicht effektiv sind.This means that air-water heat pumps are primarily used in new buildings where underfloor heating is installed. In old buildings or existing buildings, however, solutions with air-water heat pumps are rarely used because they are not effective in combination with existing classic radiators.

Bei Luft-Luft-Wärmepumpen wird die aus der Umgebung gewonnene Wärme ohne zwischengeschalteten Wasserkreis an die Raumluft abgeben. Bisher finden Luft-Luft-Wärmepumpen ihren Einsatz jedoch weniger zum Heizen als zum Kühlen von Räumen. Die in warmen Regionen zum Kühlen eingesetzten Split-Klimageräte entsprechen technisch gesehen dem Aufbau einer Luft-Luft-Wärmepumpe. Split-Klimageräte arbeiten vergleichsweise effektiv, sind sowohl als Heizgeräte als auch als Kühlgeräte einsetzbar und lassen sich auch nachträglich einbauen, haben jedoch den Nachteil, dass sie ästhetisch nicht besonders ansprechend sind und der Einbau technisch anspruchsvoll und daher nur durch qualifiziertes Fachpersonal möglich ist.With air-to-air heat pumps, the heat extracted from the environment is released into the room air without an intermediate water circuit. Up to now, however, air-to-air heat pumps have been used less for heating than for cooling rooms. The split air conditioning units used for cooling in warm regions are technically equivalent to the structure of an air-to-air heat pump. Split air conditioning units work comparatively effectively, can be used both as heating units and as cooling units and can also be installed later, but have the disadvantage that they are not particularly aesthetically pleasing and installation is technically complex and can therefore only be carried out by qualified specialists.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klimatisierungsvorrichtung für Gebäude, insbesondere eine Vorrichtung zur Wärmeversorgung von Gebäuden bereitzustellen, die einfach zu installieren ist, möglichst keinen CO₂-Ausstoß bewirkt und darüber hinaus in bestehenden Gebäuden bzw. Altbauten eingesetzt werden kann.It is an object of the present invention to provide an air conditioning device for buildings, in particular a device for supplying heat to buildings, which is easy to install, causes as little _CO2 emissions as possible and, moreover, can be used in existing buildings or old buildings.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Klimatisierungsvorrichtung mit einer Luft-Luft-Wärmepumpe gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.According to the invention, the object is achieved by an air conditioning device with an air-to-air heat pump according to the features of claim 1.

Da die Klimatisierungsvorrichtung als Einzelbauteil bzw. Monoblock ausgebildet ist und somit die darin enthaltene Luft-Luft-Wärmepumpe auch im nicht installierten Zustand eine Einheit bildet, hat diese den Vorteil, dass sie vergleichsweise einfach zu verbauen ist. Es ist nicht mehr notwendig, wie bei bereits bekannten Split-Anlagen den Verdampfer und den Verflüssiger im eingebauten Zustand zu verbinden. Dies erfolgt bereits werkseitig. Die Klimatisierungsvorrichtung lässt sich somit beispielsweise einfach als ein Bauteil bzw. als Monoblock in Aussparungen von Außenwänden installieren. Darüber hinaus lässt sich die Klimatisierungsvorrichtung sowohl als Heiz- als auch als Kühlvorrichtung und als Entfeuchtungsgerät verwenden.Since the air conditioning device is designed as a single component or monoblock and the air-to-air heat pump contained therein forms a unit even when not installed, it has the advantage of being relatively easy to install. It is no longer necessary to connect the evaporator and the condenser when installed, as is the case with existing split systems. This is already done at the factory. The air conditioning device can therefore be easily installed as a single component or as a monoblock in recesses in external walls, for example. In addition, the air conditioning device can be used both as a heating and cooling device and as a dehumidifier.

Aus energetischen Gründen ist es von Vorteil, dass die Trennwand ein wärmedämmendes Material umfasst, um entweder einen Wärmeaustausch zwischen einem zu erwärmenden Innenbereich und einem kalten Außenbereich oder einen Wärmeaustausch zwischen einem zu kühlenden Innenbereich und einem sehr warmen bzw. heißen Außenbereich möglichst gering zu halten.For energy reasons, it is advantageous for the partition wall to include a heat-insulating material in order to minimize either heat exchange between an interior area to be heated and a cold exterior area or heat exchange between an interior area to be cooled and a very warm or hot exterior area.

Vorzugsweise besteht die Trennwand aus einem wärmedämmenden Material. Beispielsweise kann es sich bei der Trennwand um ein Vakuum-Isolations-Paneel handeln. Alternativ kann auch eine mit einem Dämmmaterial verbunden Platte, insbesondere eine mit einem Dämmmaterial beschichtete oder beklebte Platte vorgesehen sein.The partition wall preferably consists of a heat-insulating material. For example, the partition wall can be a vacuum insulation panel. Alternatively, a panel connected to an insulating material, in particular a panel coated or glued with an insulating material, can be provided.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind der Verdampfer und der Verflüssiger ein Wärmetauscher mit Rohren, wobei die Rohre vorzugsweise parallel zur Trennwand geführt werden. Darüber hinaus können die Rohre zur Vergrößerung der wärmeübertragenden Fläche mit Lamellen versehen sein. Die Rohre des Verdampfers und des Verflüssigers bilden bereits ab Werk ein geschlossenes System. Es besteht somit bereits in einem montierten bzw. vorinstallierten Zustand, in dem die Klimatisierungsvorrichtung vom Werk an den Einbauort transportiert wird, ein geschlossenes System mit einem Verdampfer und einem Verflüssiger.In a preferred embodiment, the evaporator and the condenser are a heat exchanger with tubes, the tubes preferably being guided parallel to the partition wall. In addition, the tubes can be provided with fins to increase the heat transfer surface. The tubes of the evaporator and the condenser already form a closed system ex works. Thus, even in an assembled or pre-installed state in which the air conditioning device is transported from the factory to the installation site, there is already a closed system with an evaporator and a condenser.

Das Medium, welches in den Rohren fließt, ist ein Fluid, welches im relevanten Temperaturbereich einen Phasenübergang hat. Einsetzbar sind bekannte Kältemittel, vorzugsweise ein natürliches Kältemittel wie Propan.The medium that flows in the pipes is a fluid that undergoes a phase transition in the relevant temperature range. Known refrigerants can be used, preferably a natural refrigerant such as propane.

Es ist weiterhin von Vorteil, dass ein Gehäuse vorgesehen ist, in dem der Verdampfer, der Verflüssiger und die Trennwand angeordnet sind. Somit kann die Klimatisierungsvorrichtung in einem Werk komplett fertig und hermetisch dicht hergestellt werden. Für die Montage bedarf es dann nur noch eines Stromanschlusses, um beispielsweise den für die Luft-Luft-Wärmepumpe notwendigen Kompressor und dessen Regelung mit Strom zu versorgen.It is also advantageous that a housing is provided in which the evaporator, the condenser and the partition wall are arranged. This means that the air conditioning device can be manufactured completely finished and hermetically sealed in one factory. For assembly, only a power connection is then required, for example to supply the compressor required for the air-to-air heat pump and its control system with power.

Damit die von der Luft-Luft-Wärmepumpe aufgenommene Wärme bzw. Kälte aus der Außenluft und/oder die von der Luft-Luft-Wärmepumpe an die Raumluft abgegebene Wärme bzw. Kälte besonders effektiv übertragen wird, ist es von Vorteil, dass Mittel für eine Zwangsbelüftung vorgesehen sind.In order to ensure that the heat or cold absorbed by the air-to-air heat pump from the outside air and/or the heat or cold released by the air-to-air heat pump into the room air is transferred particularly effectively, it is advantageous to provide means for forced ventilation.

Die Mittel für Zwangsbelüftung können wenigstens einen Lüfter umfassen, der dafür sorgt, dass die Luft an dem Verdampfer und/oder dem Verflüssiger entlangströmt.The means for forced ventilation may comprise at least one fan which ensures that the air flows along the evaporator and/or the condenser.

Zusätzlich oder alternativ können mechanische Mittel für eine Zwangsbelüftung vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Strömungskanal, durch den die Außenluft bzw. verbrauchte Luft entlang des Verdampfers und/oder Verflüssigers strömt, Mittel zur Querschnittsveränderung aufweisen.Additionally or alternatively, mechanical means for forced ventilation can be provided. For example, the flow channel through which the outside air or used air flows along the evaporator and/or condenser can have means for changing the cross-section.

Für eine kompakte Bauweise der Klimatisierungsvorrichtung ist es von Vorteil, dass die Mittel zur Zwangsbelüftung im Innern des Gehäuses angebracht sind.For a compact design of the air conditioning device, it is advantageous that the means for forced ventilation are installed inside the housing.

Wenn ein Innenraum so gut isoliert ist, dass kein Luftaustausch zwischen Außenluft und Raumluft mehr stattfindet, kann dies insbesondere dann, wenn die Temperaturen in dem Innenraum sehr niedrig sind, zu Schimmelbildung im Innenraum führen. Aus diesem Grund ist es von Vorteil, dass die Klimatisierungsvorrichtung wenigstens eine Raumbelüftung, insbesondere eine Raumbelüftung mit Wärmerückgewinnung aufweist.If an interior is so well insulated that there is no longer any air exchange between the outside air and the room air, this can lead to the formation of mold in the interior, particularly if the temperatures in the interior are very low. For this reason, it is advantageous for the air conditioning device to have at least one room ventilation system, in particular a room ventilation system with heat recovery.

Es hat sich hier als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die warme Abluft aus dem Raum entlang des Schachts oder Kanals des Verdampfers geführt wird, durch den die Außenluft strömt. Hierdurch wird die Abwärme dem Verdampfungsprozess zugeführt, wenn die Luft-Luft-Wärmepumpe im Heizbetrieb verwendet wird. Wird die Luft-Luft-Wärmepumpe im Kühlbetrieb verwendet, kommt der Kühleffekt der Abluft, die in diesem Fall kühler als die Außenluft ist, dem Verflüssigungsprozess zugute.It has proven particularly advantageous here that the warm exhaust air from the room is guided along the shaft or channel of the evaporator through which the outside air flows. This feeds the waste heat into the evaporation process when the air-to-air heat pump is used in heating mode. If the air-to-air heat pump is used in cooling mode, the cooling effect of the exhaust air, which in this case is cooler than the outside air, benefits the condensation process.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Raumbelüftung in Form einer Pendellüftung mit Wärmerückgewinnung vorgesehen. Die Pendellüftung hat den Vorteil, dass kein komplexes Luftführungskonzept in einem Raum oder Gebäude für einen automatische Belüftung des Raums umgesetzt werden muss.In a preferred embodiment, room ventilation is provided in the form of pendulum ventilation with heat recovery. Pendulum ventilation has the advantage that no complex air flow concept needs to be implemented in a room or building for automatic ventilation of the room.

Um keine zusätzlichen Wanddurchlässe für die Raumbelüftung bereitzustellen, ist es von Vorteil, dass wenigstens ein Luftführungskanal für die Raumbelüftung im Inneren des Gehäuses vorgesehen ist.In order not to provide additional wall openings for room ventilation, it is advantageous that at least one air duct for room ventilation is provided inside the housing.

Da die Luft-Luft-Wärmepumpe selbst Strom benötigt, versteht es sich, dass die Klimatisierungsvorrichtung eine Stromversorgung aufweist bzw. ein Anschluss an eine Stromversorgung vorgesehen ist.Since the air-to-air heat pump itself requires electricity, it goes without saying that the air conditioning device has a power supply or a connection to a power supply is provided.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Klimatisierungsvorrichtung eine Stromerzeugungsvorrichtung beispielsweise in Form einer Photovoltaikanlage, so dass der Strom mittels dieser Vorrichtung erzeugt werden kann und die Abhängigkeit der Klimatisierungsvorrichtung von Strom aus dem Netz reduziert ist.In a preferred embodiment, the air conditioning device comprises a power generation device, for example in the form of a photovoltaic system, so that the power can be generated by means of this device and the dependence of the air conditioning device on power from the grid is reduced.

Vorzugsweise ist eine Photovoltaikanlage vorgesehen, die ein Plattenelement umfasst, wobei das Plattenelement die nach außen weisende Gehäuseseite bzw. Außenwand des Gehäuses bildet oder auf der Außenseite einer nach außen weisenden Gehäusewand vorgesehen ist. Hier kann besonders platzsparend eine Stromerzeugungsvorrichtung bereitgestellt werden, die dann beispielsweise die Luft-Luft-Wärmepumpe und/oder der Zwangsbelüftung mit Strom versorgt. Preferably, a photovoltaic system is provided which comprises a plate element, wherein the plate element forms the outward-facing housing side or outer wall of the housing or is provided on the outside of an outward-facing housing wall. Here, a power generation device can be provided in a particularly space-saving manner, which then supplies the air-air heat pump and/or the forced ventilation with power, for example.

Zusätzlich oder alternativ kann ein Verkleidungselement vorgesehen sein, das die nach innen weisende Gehäusewand bzw. die Gehäuseinnenwand bildet oder auf der Außenseite eine nach innen weisende Gehäusewand vorgesehen ist. Das Verkleidungselement kann beispielsweise aus einem Metall bestehen, um die mittels der Luft-Luft-Wärmepumpe erzeugte Wärme vorteilhaft auch als Strahlungswärme an den Innenraum abzugeben.Additionally or alternatively, a cladding element can be provided which forms the inward-facing housing wall or the inner housing wall, or an inward-facing housing wall is provided on the outside. The cladding element can, for example, consist of a metal in order to advantageously release the heat generated by the air-air heat pump into the interior as radiant heat.

Es versteht sich, dass das Verkleidungselement optisch an eine Raumgestaltung angepasst werden kann.It goes without saying that the cladding element can be visually adapted to a room design.

Es ist weiterhin von Vorteil, dass Mittel vorgesehen sind, um die Wirkungsweise von Verdampfer und Verflüssiger zu vertauschen, so dass die Luft-Luft-Wärmepumpe sowohl als Heizvorrichtung als auch als Kühlvorrichtung verwendet werden kann. Beispielsweise können Ventile im Kreis des Wärmetauschermediums vorgesehen sein, die die Richtung der vom Kompressor induzierten Strömung umkehren, sowie ein oder mehrere Expansionsventile, die in unterschiedlicher Strömungsrichtung wirken.It is also advantageous that means are provided to swap the mode of operation of the evaporator and condenser, so that the air-to-air heat pump can be used both as a heating device and as a cooling device. For example, valves can be provided in the circuit of the heat exchange medium which reverse the direction of the flow induced by the compressor, as well as one or more expansion valves which act in different flow directions.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Klimatisierungsvorrichtung als Einheit bzw. Monoblock in einer Aussparung einer Außenwand eines Gebäudes einsetzbar.In a preferred embodiment, the air conditioning device can be used as a unit or monoblock in a recess in an external wall of a building.

Bevorzugte Ausführungsformen werden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:

1 eine Klimatisierungsvorrichtung mit Heizfunktion gemäß einer ersten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht von außen,
2 die Klimatisierungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in einer Ansicht von innen,
3 die in den 1 und 2 dargestellte Klimatisierungsvorrichtung ohne Außenverkleidung,
4 die in den 1 und 2 dargestellte Klimatisierungsvorrichtung ohne Innenverkleidung,
5 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Klimatisierungsvorrichtung,
6 einen Querschnitt durch die in 5 dargestellte Klimatisierungsvorrichtung,
7 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Klimatisierungsvorrichtung,
8 ein Schaltbild einer Klimatisierungsvorrichtung mit Heiz- und Kühlfunktion.

Preferred embodiments are explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:

1 an air conditioning device with heating function according to a first embodiment in a perspective view from the outside,
2 the air conditioning device according to the first embodiment in a view from the inside,
3 which in the 1 and 2 shown air conditioning device without external cladding,
4 which in the 1 and 2 shown air conditioning device without interior paneling,
5 a longitudinal section through a second embodiment of an air conditioning device,
6 a cross-section of the 5 shown air conditioning device,
7 a longitudinal section through another embodiment of an air conditioning device,
8th a circuit diagram of an air conditioning device with heating and cooling function.

In den 1 bis 4 ist eine Klimatisierungsvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt, welche zum Heizen von Innenräumen ausgelegt ist.In the 1 to 4 is an air conditioning device 10 according to a first embodiment which is designed for heating indoor spaces.

Die Klimatisierungsvorrichtung 10 ist als Monoblock oder Einzelbauteil ausgebildet und umfasst ein Gehäuse 12 mit Seitenwänden 14, einer Außenwand 16 und einer Innenwand 18, wobei die Seitenwände 14 eine obere Seitenwand 20 und eine untere Seitenwand 22 und zwei entgegengesetzt liegende seitliche Seitenwände 24, 26 umfasst. Die Seitenwände 14, Außenwand 16 und Innenwand 18 bilden einen quaderförmigen Kasten mit einem Hohlraum, wobei die Außenwand 16 von einem Photovoltaikmodul gebildet wird.The air conditioning device 10 is designed as a monoblock or individual component and comprises a housing 12 with side walls 14, an outer wall 16 and an inner wall 18, wherein the side walls 14 comprise an upper side wall 20 and a lower side wall 22 and two opposite lateral side walls 24, 26. The side walls 14, outer wall 16 and inner wall 18 form a cuboid-shaped box with a cavity, wherein the outer wall 16 is formed by a photovoltaic module.

Im Inneren des Gehäuses 12 befindet sich parallel zu den seitlichen Seitenwänden 24, 26 eine Zwischenwand 28, die versetzt zur Mitte positioniert ist und das Gehäuse 12 in einen ersten größeren Bereich 30 und einen zweiten kleineren Bereich 32 trennt. In dem ersten größeren Bereich 30 ist parallel zur Außenwand 16 bzw. parallel zur Innenwand 18 mittig im Gehäuse 12 eine Trennwand 33 vorgesehen, die den ersten größeren Bereich 30 in einen äußeren Bereich 34 in Richtung Außenwand 16 und einen inneren Bereich 36 in Richtung Innenwand 18 trennt. Die Trennwand 33 ist an drei Seitenkanten mit den Seitenwänden 14 und an einer Seitenkante mit der Zwischenwand 28 verbunden.Inside the housing 12 there is an intermediate wall 28 parallel to the lateral side walls 24, 26, which is positioned offset from the center and divides the housing 12 into a first larger area 30 and a second smaller area 32. In the first larger area 30, parallel to the outer wall 16 or parallel to the inner wall 18, a partition wall 33 is provided in the middle of the housing 12, which divides the first larger area 30 into an outer area 34 in the direction of the outer wall 16 and an inner area 36 in the direction of the inner wall 18. The partition wall 33 is connected to the side walls 14 on three side edges and to the intermediate wall 28 on one side edge.

Die Seitenwände 14, Zwischenwand 28 und Trennwand 33 des Gehäuses 12 sind so ausgebildet, dass das Gehäuse 12 an sich stabil ist. Hierbei ist es jedoch nicht erforderlich, dass alle genannten Wände stabil ausgebildet sein müssen, wenn die Stabilität des Gehäuses 12 mit nur einigen der genannten Wände, nämlich Seitenwände 14, Zwischenwand 28 und Trennwand 20, erreicht werden kann.The side walls 14, intermediate wall 28 and partition wall 33 of the housing 12 are designed such that the housing 12 is stable per se. However, it is not necessary for all of the walls mentioned to be stable if the stability of the housing 12 can be achieved with only some of the walls mentioned, namely side walls 14, intermediate wall 28 and partition wall 20.

Die Seitenwände 14 des Gehäuses 12 und die Trennwand 33 bestehen aus einem stabilen wärmedämmenden Material. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform sind die Seitenwände des Gehäuses, die Zwischenwand und/oder die Trennwand aus einem stabilen Material hergestellt, wobei das stabile Material mit einem wärmedämmenden Material verbunden ist.The side walls 14 of the housing 12 and the partition wall 33 are made of a stable, heat-insulating material. In an embodiment not shown, the side walls of the housing, the intermediate wall and/or the partition wall are made of a stable material, the stable material being connected to a heat-insulating material.

Besonders effektiv ist der Einsatz von Vakuum-Isolations-Paneelen für die Trennwand 33.The use of vacuum insulation panels for the partition wall 33 is particularly effective.

Im Inneren des Gehäuses 12 befindet sich eine Luft-Luft-Wärmepumpe mit einem Verdampfer 38 und einem Verflüssiger 40, die durch die Trennwand 33 voneinander getrennt sind. Der Verdampfer 38 befindet sich in dem äußeren Bereich 34 des Gehäuses 12 und der Verflüssiger 40 ist im inneren Bereich 36 des Gehäuses 12 untergebracht.Inside the housing 12 there is an air-air heat pump with an evaporator 38 and a condenser 40, which are separated from each other by the partition wall 33. The evaporator 38 is located in the outer area 34 of the housing 12 and the condenser 40 is housed in the inner area 36 of the housing 12.

Der Verdampfer 38 und der Verflüssiger 40 werden jeweils aus einer schlangenförmig angeordneten Rohrleitung 42a, 42b gebildet. Die Rohrleitung 42a des Verdampfers und die Rohrleitung 42 des Verflüssigers sind miteinander verbunden und bilden einen geschlossenen Kreislauf. In der Rohrleitung 42a, 42b befindet sich ein Wärmeaustauschmedium, auch Kältemittel genannt, in Form eines Fluids, welches im relevanten Temperaturbereich einen Phasenübergang hat. Als Kältemittel eignet sich beispielsweise Propan.The evaporator 38 and the condenser 40 are each formed from a serpentine pipe 42a, 42b. The pipe 42a of the evaporator and the pipe 42 of the condenser are connected to one another and form a closed circuit. In the pipe 42a, 42b there is a heat exchange medium, also called a coolant, in the form of a fluid which has a phase transition in the relevant temperature range. Propane, for example, is suitable as a coolant.

In dem geschlossenen Kreislauf befinden sich zwischen dem Verdampfer 38 und dem Verflüssiger 40 in bekannter Weise ein Kompressor 44 und ein Expansionsventil 46. Der Kompressor 44 und das Expansionsventil 46 sind in dem zweiten kleineren Bereich 32 des Gehäuses 12 positioniert, wobei der zweite kleinere Bereich 32 eine akustische Dämmung in Form einer akustischen Dämmplatte 48 aufweist, die den zweiten kleineren Bereich 32 in Richtung Innenwand 18 abschließt. Mit Hilfe dieser Maßnahme wird der von dem Kompressor 44 ausgehende Lärm gegenüber der in einen Raum eines Gebäudes weisenden Innenseite der Klimatisierungsvorrichtung 10 gedämpft.In the closed circuit, a compressor 44 and an expansion valve 46 are located in a known manner between the evaporator 38 and the condenser 40. The compressor 44 and the expansion valve 46 are positioned in the second smaller area 32 of the housing 12, wherein the second smaller area 32 has acoustic insulation in the form of an acoustic insulation panel 48 which closes off the second smaller area 32 in the direction of the inner wall 18. With the help of this measure, the noise emanating from the compressor 44 is dampened relative to the inside of the air conditioning device 10 facing into a room in a building.

Wenn auch nicht dargestellt, so befinden sich in dem zweiten kleineren Bereich 32 des Gehäuses 12 weitere Elemente, die zum Betrieb der Luft-Luft-Wärmepumpe und des Photovoltaikmoduls notwendig sind, wie etwa Stromanschlüsse oder Elektronikbauteile zum Schalten, Regeln, Steuern des Photovoltaikmoduls und der Luft-Luft-Wärmepumpe.Although not shown, the second, smaller area 32 of the housing 12 contains further elements that are necessary for operating the air-to-air heat pump and the photovoltaic module, such as power connections or electronic components for switching, regulating and controlling the photovoltaic module and the air-to-air heat pump.

Die als Photovoltaikmodul ausgebildete Außenwand 16 ist mit geringem Abstand an den Seitenwänden 14 befestigt, so dass ein Lufteintritt in den äußeren Bereich 34 des Gehäuses 12 sowie ein Luftaustritt aus dem äußeren Bereich 34 des Gehäuses 12 möglich ist. In analoger Weise verfügt die Innenwand 18 über Luftöffnungen 49, damit die Luft in den inneren Bereich 36 des Gehäuses 12 hinein und wieder aus dem inneren Bereich 36 des Gehäuses 12 herausströmen kann.The outer wall 16, designed as a photovoltaic module, is attached to the side walls 14 at a small distance so that air can enter the outer region 34 of the housing 12 and air can exit from the outer region 34 of the housing 12. In a similar way, the inner wall 18 has air openings 49 so that the air can flow into the inner region 36 of the housing 12 and out again from the inner region 36 of the housing 12.

Um eine optimale, d.h. eine gerichtete Luftströmung vom Lufteintritt zum Luftaustritt sowohl im inneren Bereich 36 als auch im äußeren Bereich 34 des Gehäuses 12 zu erhalten, ist im inneren Bereich 36 und auch im äußeren Bereich 34 des Gehäuses 12 jeweils ein Querstromlüfter 50 vorgesehen. Dieser Querstromlüfter 50 sorgen somit dafür, dass ein entsprechender guter Wärmeaustausch zwischen der Außenluft und dem Verdampfer 38 bzw. der Innenluft und dem Verflüssiger 40 erfolgt.In order to achieve an optimal, i.e. directed air flow from the air inlet to the air outlet in both the inner area 36 and the outer area 34 of the housing 12, a cross-flow fan 50 is provided in the inner area 36 and also in the outer area 34 of the housing 12. This cross-flow fan 50 thus ensures that a correspondingly good heat exchange takes place between the outside air and the evaporator 38 or the inside air and the condenser 40.

Weiterhin ist eine Raumbelüftung vorgesehen. Hierfür ist ein erster Luftführungskanal 52 vorgesehen, der einen Lufteinlass 54 für Außenluft im äußeren Bereich 34 des Gehäuses 12 aufweist. Von dem Lufteinlass 54 erstreckt sich der erste Luftführungskanal 52 durch eine Öffnung in der Zwischenwand 28 in den inneren Bereich 36 des Gehäuses 12. Dort verläuft der erste Luftführungskanal 52 parallel zur oberen Seitenwand 20 und ist unterhalb des Querstromlüfters 50 angeordnet. Der erste Luftführungskanal 52 verfügt über regelmäßige Öffnungen 56, durch die Luft austritt.Furthermore, room ventilation is provided. For this purpose, a first air duct 52 is provided, which has an air inlet 54 for outside air in the outer region 34 of the housing 12. The first air duct 52 extends from the air inlet 54 through an opening in the intermediate wall 28 into the inner region 36 of the housing 12. There, the first air duct 52 runs parallel to the upper side wall 20 and is arranged below the cross-flow fan 50. The first air duct 52 has regular openings 56 through which air exits.

Weiterhin ist ein zweiter Luftführungskanal 62 vorgesehen, der einen Lufteinlass 64 für Innenluft im inneren Bereich 36 des Gehäuses 12 aufweist. Von dem Lufteinlass 64 erstreckt sich der zweite Luftführungskanal 62 durch eine Öffnung 66 in der Zwischenwand 28 in den äußeren Bereich 36 des Gehäuses 12. Dort verläuft der zweite Luftführungskanal 62 parallel zur unteren Seitenwand 22 und ist oberhalb des Querstromlüfters 50 angeordnet. Der zweite Luftführungskanal 62 verfügt über regelmäßige Öffnungen, durch die Luft austritt.Furthermore, a second air duct 62 is provided, which has an air inlet 64 for internal air in the inner region 36 of the housing 12. From the air inlet 64, the second air duct 62 extends through an opening 66 in the intermediate wall 28 into the outer region 36 of the housing 12. There, the second air duct 62 runs parallel to the lower side wall 22 and is arranged above the cross-flow fan 50. The second air duct 62 has regular openings through which air exits.

Zum Betreiben der Klimatisierungsvorrichtung 10 gelangt kalte Außenluft mit Hilfe der dafür vorgesehen Lufteinlässe in den äußeren Bereich 34 des Gehäuses 12. Der Querstromlüfter 50 im äußeren Bereich 34 des Gehäuses 12 sorgt dafür, dass die kalte Außenluft an dem Rohrleitungsabschnitt 42a entlangströmt und das in dem Rohrleitungsabschnitt 42a befindliche Wärmeübertragungsmedium erwärmt und verdampfen lässt. In dem Kompressor 44 wird das Wärmeübertragungsmedium weiter erwärmt und gelangt dann in den Rohrleitungsabschnitt 42b im inneren Bereich des Gehäuses 12, wo das Wärmeübertragungsmedium die Luft in dem inneren Bereich des Gehäuses 12 erwärmt. Der Querstromlüfter im inneren Bereich 34 des Gehäuses 12 sorgt für optimale Strömungsverhältnisse entlang des Rohrleitungsabschnitts 42b, um die Luft im inneren Bereich 34 des Gehäuses 12 rasch zu erwärmen. Aufgrund der Wärmeübertragung wird das Wärmeübertragungsmedium abgekühlt. Um den Druck des Wärmeübertragungsmediums zu reduzieren und den Kreislauf erneut zu beginnen, wird das Wärmeübertragungsmedium zu einem Expansionsventil 46 geführt und expandiert. Der eben beschriebene Vorgang wiederholt sich kontinuierlich.To operate the air conditioning device 10, cold outside air enters the outer region 34 of the housing 12 with the help of the air inlets provided for this purpose. The cross-flow fan 50 in the outer region 34 of the housing 12 ensures that the cold outside air flows along the pipe section 42a and heats and evaporates the heat transfer medium located in the pipe section 42a. In the compressor 44, the heat transfer medium is further heated and then enters the pipe section 42b in the inner region of the housing 12, where the heat transfer medium heats the air in the inner region of the housing 12. The cross-flow fan in the inner region 34 of the housing 12 ensures optimal flow conditions along the pipe section 42b in order to quickly heat the air in the inner region 34 of the housing 12. Due to the heat transfer, the heat transfer medium is cooled. In order to reduce the pressure of the heat transfer medium and to start the cycle again, the heat transfer medium is led to an expansion valve 46 and expands. The process just described is repeated continuously.

Um im eingebauten Zustand einen Luftaustausch zwischen der Außenluft und der Innenluft zu erhalten, gelangt Außenluft durch den Lufteinlass 54 in den ersten Luftführungskanal 52. Die Außenluft strömt durch den ersten Luftführungskanal 52 und tritt aus den Öffnungen 56, so dass die kalte Außenluft in den inneren Bereich 36 des Gehäuses 12 eintritt. Dort wird die Außenluft erwärmt und mit der Luft im inneren Bereich 36 des Gehäuses 12 vermischt, bevor die vermischte Luft durch die Luftöffnungen 49 in der Innenwand 18 wieder in das Innere des Raumes gelangt.In order to obtain an air exchange between the outside air and the inside air when installed, outside air enters the first air duct 52 through the air inlet 54. The outside air flows through the first air duct 52 and exits the openings 56 so that the cold outside air enters the inner area 36 of the housing 12. There, the outside air is heated and mixed with the air in the inner area 36 of the housing 12 before the mixed air returns to the interior of the room through the air openings 49 in the inner wall 18.

Verbrauchte Luft aus dem Inneren eines Raumes gelangt durch den Lufteinlass 64 in den zweiten Luftführungskanal 62. Die verbrauchte Luft strömt durch den zweiten Luftführungskanal 62 und tritt im äußeren Bereich 36 des Gehäuses 12 aus den Öffnungen des zweiten Luftführungskanals 62 aus, so dass die verbrauchte Luft in den äußeren Bereich 34 des Gehäuses 12 gelangt. Dort trägt die erwärmte Luft zu einer Erwärmung der Außenluft bei.Used air from the interior of a room passes through the air inlet 64 into the second air duct 62. The used air flows through the second air duct 62 and exits from the openings of the second air duct 62 in the outer region 36 of the housing 12, so that the used air passes into the outer region 34 of the housing 12. There, the heated air contributes to heating the outside air.

Insbesondere um das Wärmeübertragungsmedium zu komprimieren, ist ein Kompressor 44 notwendig, der wiederum Strom benötigt. Aber auch der Querstromlüfter 50 benötigt Strom. Dieser Strom kann aus dem Photovoltaikmodul gewonnen werden.In particular, in order to compress the heat transfer medium, a compressor 44 is necessary, which in turn requires electricity. But the cross-flow fan 50 also requires electricity. This electricity can be obtained from the photovoltaic module.

Die in den 1 bis 4 dargestellte Klimatisierungsvorrichtung ist ein Einzelbauteil, welches werkseitig vollständig montiert wird. Die Klimatisierungsvorrichtung kann als Einzelbauteil transportiert und an der gewünschten Stelle montiert werden. Da in der Klimatisierungsvorrichtung alle für den Betrieb der Luft-Luft-Wärmepumpe und des Photovoltaikmoduls notwendigen Bauteile enthalten sind, kann es im Idealfall, wenn das Photovoltaikmodul ausreichend Strom erzeugt, autark betrieben werden.The 1 to 4 The air conditioning device shown is a single component that is fully assembled at the factory. The air conditioning device can be transported as a single component and installed at the desired location. Since the air conditioning device contains all the components required for the operation of the air-to-air heat pump and the photovoltaic module, it can ideally be operated autonomously if the photovoltaic module generates sufficient power.

Für den Fall, dass das Photovoltaikmodul nicht ausreichend Strom erzeugt, ist es jedoch ratsam, die Klimatisierungsvorrichtung mit bestehenden Hausanschlüssen für die Stromversorgung zu verbinden.However, in the event that the photovoltaic module does not generate sufficient electricity, it is advisable to connect the air conditioning device to existing house connections for the power supply.

Beispielsweise kann die Klimatisierungsvorrichtung 10 in einer Aussparung einer Außenwand eines Gebäudes eingebaut werden.For example, the air conditioning device 10 can be installed in a recess in an external wall of a building.

In den 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsform einer Klimatisierungsvorrichtung 110 in einer Aussparung einer Außenwand 111 eines Gebäudes gezeigt. Die in den 5 und 6 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich im Wesentlichen von der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform dadurch, dass kein Photovoltaikmodul und keine automatische Raumbelüftung vorgesehen sind.In the 5 and 6 another embodiment of an air conditioning device 110 is shown in a recess of an outer wall 111 of a building. The 5 and 6 The embodiment shown differs substantially from that shown in the 1 to 4 The embodiment shown is characterized by the fact that no photovoltaic module and no automatic room ventilation are provided.

Die Klimatisierungsvorrichtung 110 ist unterhalb eines Fensters 170, insbesondere unterhalb einer Fensterbank 172 in einer Außenwand 174 eines Gebäudes eingebaut. Sie kann beispielsweise nachträglich im Zusammenhang mit einer Sanierung, insbesondere dann, wenn Fenster ausgetauscht werden, in ein bestehendes Gebäude eingebaut werden.The air conditioning device 110 is installed below a window 170, in particular below a window sill 172 in an external wall 174 of a building. It can, for example, be subsequently installed in an existing building in connection with a renovation, in particular when windows are replaced.

Die Klimatisierungsvorrichtung 110 umfasst ein Gehäuse 112 mit Seitenwänden 114 einer Außenwand 116 und einer Innenwand 118, wobei die Seitenwände 114 eine obere Seitenwand 120, eine untere Seitenwand 122 und zwei entgegengesetzt liegende seitliche Seitenwände umfasst. Die Seitenwände 114, Außenwand 116 und Innenwand 118 bilden einen quaderförmigen Kasten mit einem Hohlraum, wobei die Außenwand 116 und die Innenwand 118 von einer Außenwandverkleidung und einer Innenwandverkleidung gebildet werden.The air conditioning device 110 comprises a housing 112 with side walls 114, an outer wall 116 and an inner wall 118, wherein the side walls 114 have an upper side wall 120, a lower side wall 122 and two opposite lateral side walls. The side walls 114, outer wall 116 and inner wall 118 form a cuboid-shaped box with a cavity, wherein the outer wall 116 and the inner wall 118 are formed by an outer wall cladding and an inner wall cladding.

Die im Inneren des Gehäuses 112 angeordnete Luft-Luft-Wärmepumpe entspricht im Aufbau der in den 1 bis 4 dargestellten Luft-Luft-Wärmepumpe mit einem Verdampfer 138 und einem Verflüssiger 140, die durch eine Trennwand 133 voneinander getrennt sind. Sowohl im inneren Bereich 136 des Gehäuses 112 als auch im äußeren Bereich 134 des Gehäuses 112 sind Querlüfter 150 vorgesehen.The air-to-air heat pump arranged inside the housing 112 corresponds in structure to the 1 to 4 shown air-air heat pump with an evaporator 138 and a condenser 140, which are separated from each other by a partition wall 133. Cross fans 150 are provided both in the inner area 136 of the housing 112 and in the outer area 134 of the housing 112.

Die Tiefe der Klimatisierungsvorrichtung 110 ist an die Tiefe der Außenwand 174 des Gebäudes angepasst, so dass die Außenwand 116 und die Innenwand 118 sowohl auf der Innenseite des Gebäudes als auch auf der Außenseite des Gebäudes flächenbündig mit den entsprechenden Wänden des Gebäudes sind. Die Außenwand 116 und die Innenwand 118 des Gehäuses sind optisch an die Außenfassade des Gebäudes bzw. an die Innenräume des Gebäudes angepasst.The depth of the air conditioning device 110 is adapted to the depth of the outer wall 174 of the building, so that the outer wall 116 and the inner wall 118 are flush with the corresponding walls of the building on both the inside of the building and the outside of the building. The outer wall 116 and the inner wall 118 of the housing are optically adapted to the outer facade of the building and to the interior of the building, respectively.

Wenn auch nicht dargestellt, so ist die Klimatisierungsvorrichtung 110 mit der Stromversorgung des Gebäudes verbunden.Although not shown, the air conditioning device 110 is connected to the building's power supply.

In 7 ist eine Ausführungsform einer gezeigten Klimatisierungsvorrichtung 210 gezeigt, die zusätzlich zu den in den 1 bis 6 dargestellten Klimatisierungsvorrichtungen 10, 110 sowohl als Heiz- als auch als Kühlvorrichtung verwendet werden kann. Hierbei sind entsprechende Mittel vorgesehen.In 7 an embodiment of an air conditioning device 210 is shown, which in addition to the 1 to 6 The air conditioning devices 10, 110 shown can be used both as a heating and as a cooling device. Appropriate means are provided for this purpose.

So sind zwei Expansionsventile 246 vorgesehen, die parallel zueinander, jedoch mit unterschiedlicher Orientierung zwischen zwei Wärmetauschereinheiten 250, 252 eingebaut sind. Weiterhin ist ein Dreiwegeventil 248 vorgesehen, um jeweils eines der beiden Expansionsventile 246 mit dem Kreislauf des Wärmetauschermediums zu verbinden. Entgegengesetzt zu den Expansionsventilen 246 ist ein Kompressor 244 ebenfalls zwischen den beiden Wärmetauschereinheiten 250, 252 eingebaut. Der Kompressor ist mit einem Mehrwegeventil 254 mit dem Kreislauf des Wärmetauschermediums verbunden. Je nach Stellung der Expansionsventile 246 und des Mehrwegeventils 254 lässt sich die Klimatisierungsvorrichtung 210 als Heiz- oder als Kühlvorrichtung verwendet.Two expansion valves 246 are provided, which are installed parallel to one another but with different orientations between two heat exchanger units 250, 252. Furthermore, a three-way valve 248 is provided to connect one of the two expansion valves 246 to the circuit of the heat exchange medium. Opposite to the expansion valves 246, a compressor 244 is also installed between the two heat exchanger units 250, 252. The compressor is connected to the circuit of the heat exchange medium by a multi-way valve 254. Depending on the position of the expansion valves 246 and the multi-way valve 254, the air conditioning device 210 can be used as a heating or cooling device.

8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Klimatisierungsvorrichtung 310, bei der die in den 1 bis 4 dargestellte Raumbelüftung als Pendellüftung mit Wärmerückgewinnung ausgebildet ist. 8th shows a further embodiment of an air conditioning device 310, in which the 1 to 4 The room ventilation shown is designed as pendulum ventilation with heat recovery.

Für die Raumbelüftung sind zwei Luftführungskanäle 352, 362 vorgesehen. Ein erster Luftführungskanal 352 weist an einem Ende einen Lufteinlass 354 an der Außenseite bzw. in der Außenwand 316 des Gehäuses 312 auf und mündet an dem anderen Ende in den inneren Bereich 336 des Gehäuses 312. Der Lufteinlass 354 an der Außenwand 316 ist mit einer Klappe 358 versehen. Der zweite Luftführungskanal 362 weist an einem Ende einen Lufteinlass 364 an der Innenseite des Gehäuses 312 bzw. in der Innenwand 318 des Gehäuses 312 auf und endet an dem anderen Ende im äußeren Bereich 334 des Gehäuses 312. An dem Lufteinlass 364 ist ebenfalls eine Klappe 368 vorgesehen.Two air ducts 352, 362 are provided for room ventilation. A first air duct 352 has an air inlet 354 on the outside or in the outer wall 316 of the housing 312 at one end and opens into the inner region 336 of the housing 312 at the other end. The air inlet 354 on the outer wall 316 is provided with a flap 358. The second air duct 362 has an air inlet 364 on the inside of the housing 312 or in the inner wall 318 of the housing 312 at one end and ends at the other end in the outer region 334 of the housing 312. A flap 368 is also provided on the air inlet 364.

Der erste Luftführungskanal 352 wird von seinem Lufteinlass 354 direkt durch die Trennwand 333 in den inneren Bereich 336 des Gehäuses 312 und dann entlang der Trennwand 333 geleitet. Der zweite Luftführungskanal 362 wird analog von seinem Lufteinlass 364 direkt durch die Trennwand 333 in den äußeren Bereich 334 des Gehäuses 312 und dann entlang der Trennwand 333 geleitet. Beide Luftführungskanäle 352, 362 Kanäle ragen an dem Ende, an dem keine Klappe 358, 368 angebracht ist, von der Trennwand 333 in das Innere des Raums hinein, so dass der Strömungsquerschnitt der Luftführung parallel zur Trennwand 333 verkleinert wird. Die Luftführungskanäle 352, 362 sind hierbei an ihrem Endabschnitt erweitert. Spiegelsymmetrisch hierzu sind die Außenwand 116 und die Innenwand 118 nach innen erweitert.The first air duct 352 is guided from its air inlet 354 directly through the partition 333 into the inner region 336 of the housing 312 and then along the partition 333. The second air duct 362 is guided in a similar way from its air inlet 364 directly through the partition 333 into the outer region 334 of the housing 312 and then along the partition 333. At the end where no flap 358, 368 is attached, both air duct 352, 362 ducts protrude from the partition 333 into the interior of the room, so that the flow cross section of the air duct parallel to the partition 333 is reduced. The air duct 352, 362 are widened at their end section. The outer wall 116 and the inner wall 118 are widened inwards in a mirror-symmetrical manner.

Zuluft von außen strömt durch den ersten Luftführungskanal 352, der durch die Trennwand 333 hindurch in den inneren Bereich 336 des Gehäuses 312 und entlang der Trennwand 333 geführt wird, so dass sich die außen zugeführte Luft im warmen inneren Bereich 336 des Gehäuses 312 erwärmen kann, bevor sie aus dem Gehäuse 312 herausgelangt. In analoger Weise wird die Luft aus dem Rauminneren durch den zweiten Luftführungskanal 362 in den äußeren Bereich 334 des Gehäuses 312 geleitet und erwärmt damit die an dem Verdampfer 338 entlangströmende Außenluft, die wiederum den Verdampfer 338 erwärmt.Supply air from outside flows through the first air duct 352, which is guided through the partition wall 333 into the inner region 336 of the housing 312 and along the partition wall 333, so that the air supplied from outside can warm up in the warm inner region 336 of the housing 312 before it leaves the housing 312. In an analogous manner, the air from the interior of the room is guided through the second air duct 362 into the outer region 334 of the housing 312 and thus heats the outside air flowing along the evaporator 338, which in turn heats the evaporator 338.

Die Erweiterung der Luftführungskanäle 352, 362 zusammen mit der nach innen erweiterten Außenwand bzw. mit der nach innen erweiterten Innenwand an ihrem jeweiligen Ausgang hat den Vorteil, dass die Strömungsgeschwindigkeit der einströmenden Außenluft in den äußeren Bereich 334 des Gehäuses 312 bzw. die einströmende Raumluft in den inneren Bereich 336 des Gehäuses 312 erhöht wird (Venturi-Effekt), so dass ein besserer Wärmeaustausch zwischen dem Verdampfer 338 bzw. Verflüssiger 340 und der ein- bzw. ausströmenden Luft stattfindet.The extension of the air ducts 352, 362 together with the inwardly extended outer wall or with the inwardly extended inner wall at their respective outlet has the advantage that the flow velocity of the incoming outside air into the outer area 334 of the housing 312 or the incoming room air into the inner area 336 of the housing 312 is increased (Venturi effect), so that a better Heat exchange takes place between the evaporator 338 or condenser 340 and the incoming or outgoing air.

Um zu verhindern, dass gleichzeitig Außenluft von außen und verbrauchte Luft von innen einströmen bzw. um einen gezielten Luftaustausch zwischen der Außenluft und der Innenluft zu erreichen, sind entsprechende Klappen 358, 368 an den entsprechenden Öffnungen 354, 364 vorgesehen. Die Klappen können elektronisch gesteuert werden.In order to prevent outside air from flowing in from the outside and used air from the inside at the same time or to achieve a targeted exchange of air between the outside air and the inside air, corresponding flaps 358, 368 are provided at the corresponding openings 354, 364. The flaps can be controlled electronically.

Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Trennwand vollständig von einer seitlichen Seitenwand bis zur nächsten Seitenwand.In an embodiment not shown, the partition wall extends completely from one lateral side wall to the next side wall.

Von der Erfindung umfasst sind auch Ausführungsformen, bei denen die Merkmale der dargestellten Ausführungsformen kombiniert sind, wobei einzelne beschriebene Merkmal auch weggelassen werden können.The invention also includes embodiments in which the features of the embodiments shown are combined, whereby individual described features can also be omitted.

Claims

Air conditioning device comprising an air-air heat pump with an evaporator (38; 138; 338) and a condenser (40; 140; 340), wherein the evaporator (38; 138; 338) is designed to absorb heat from the ambient air and the condenser (40; 140; 340) is designed to release heat to the ambient air, and a partition wall (33; 133; 233; 333), wherein the partition wall (33; 133; 233; 333) is arranged between the evaporator (38; 138; 338) and the condenser (40; 140; 340), characterized in that the evaporator (38; 138; 338), the condenser (40; 140; 340) and the partition wall (33; 133; 233; 333) form a single component or are integrated into a single component.

Air conditioning device according to Claim 1 , characterized in that the partition wall (33; 133; 233; 333) comprises a heat-insulating material, in particular consists of a heat-insulating material.

Air conditioning device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporator (38; 138; 338) and the condenser (40; 140; 340) are a heat exchanger with tubes (42a, 42b).

Air conditioning device according to one of the preceding claims, characterized in that a housing (12; 112; 212; 312) is provided in which the evaporator (38; 138; 338), the condenser (40; 140; 340) and the partition wall (33; 133; 233; 333) are arranged.

Air conditioning device according to one of the preceding claims, characterized in that means for forced ventilation are provided.

Air conditioning device according to Claim 5 , characterized in that the means for forced ventilation comprise at least one fan (50; 150).

Air conditioning device according to one of the Claims 4 until 6 , characterized in that the means for forced ventilation are arranged inside the housing (12; 112; 212; 312).

Air conditioning device according to one of the preceding claims, characterized in that room ventilation, in particular room ventilation with heat recovery, is provided.

Air conditioning device according to one of the preceding claims, characterized in that a pendulum ventilation with heat recovery is provided.

Air conditioning device according to one of the Claims 4 until 8th , characterized in that at least one air duct (52, 62; 352; 362) is provided for room ventilation in the interior of the housing (12; 312).

Air conditioning device according to one of the preceding claims, characterized in that a power generation device, in particular a photovoltaic system, is provided.

Air conditioning device according to Claim 11 , characterized in that the photovoltaic system comprises a plate element which forms the outer wall (16) of the housing (12) or is provided on the outside of an outward-facing housing wall.

Air conditioning device according to one of the Claims 4 until 12 , characterized in that a cladding element is provided which forms the inner wall of the housing or is provided on the outside of an inwardly facing housing wall.

Air conditioning device according to one of the preceding claims, characterized in that means are provided to swap the mode of operation of the evaporator and the condenser.

Air conditioning device according to one of the preceding claims, characterized is characterized in that it can be used as a unit in a recess in the external wall of a building.