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Die Erfindung betrifft ein Energiespeicheraußengerät eines Systems zur Klimatisierung von Innenräumen eines Gebäudes. Solch ein Energiespeicheraußengerät ist außerhalb des Gebäudes angeordnet und zumindest teilweise im Erdreich abgesenkt.
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Ein System zur Klimatisierung von Innenräumen eines Gebäudes kann einen Energiespeicher zur Energieübertragung und Energiespeicherung mit einem Wasserwärmetauscher in einem Flüssigkeitsreservoir aufweisen. Das Flüssigkeitsreservoir ist außerhalb des Gebäudes angeordnet, wogegen eine Wärmepumpe für den Wasserwärmetauscher und das Gebäude im Gebäudeinneren angeordnet ist. Weitere Komponenten der Haustechnik, beispielsweise Heizung und Warmwasser, sind ebenfalls im Gebäudeinneren angeordnet. Die Geräte sind zwar einfach zugänglich und im Gebäudeinneren geschützt untergebracht, haben jedoch einen nicht unerheblichen Platzbedarf.
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Die
GB 2 076 139 A zeigt eine Wärmeübertragungsvorrichtung, mit einem Wasserwärmetauscher in einem Flüssigkeitsreservoir als Wärmespeicher, auf den Abluft geleitet wird und einem Luftwärmetauscher, der im Abluftstrom platziert ist. Sowohl für den Wasserwärmetauscher als auch für den Luftwärmetauscher sind Wärmepumpen vorgesehen. Die Wärmepumpe ist so angeordnet, dass Abluft über sie strömt und die Luft vor dem Kontakt mit dem Wärmespeichermittel durch die Motor-Kompressor-Einheit der Wärmepumpe vorgewärmt wird und dann die Wärme an das Wärmespeichermittel abgibt.
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Die
DE 10 2020 119 653 B3 betrifft ein System zur Klimatisierung von Innenräumen eines Gebäudes, welche über wenigstens einen Abluftkanal verbunden sind, wobei ein oder mehrere Innenräume mit einem Klimagerät versehen sind, welches eine Zuführung von Außenluft aufweist und Zuluft oder Umluft an den oder die Innenräume abgibt. Das Klimagerät ist mit einem Fluidkreislauf einer Wärmepumpe verbunden, wobei der Abluftkanal und ein weiterer Fluidkreislauf der Wärmepumpe mit einem außerhalb des Gebäudes angeordneten Energiespeicher verbunden sind. Der Energiespeicher ist ausgebildet zur Energieübertragung und zur Energiespeicherung mit einem Wärmetauscher in einem Flüssigkeitsreservoir, das über den Wärmetauscher mit dem weiteren Fluidkreislauf der Wärmepumpe verbunden ist, wobei die Abluft über einen Wärmeübertrager in das Flüssigkeitsreservoir geführt ist.
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Die
EP 2 090 838 A2 zeigt eine Wärmepumpenanlage mit einem in das Erdreich eingelassenen Wasserspeicher als Primärwärmequelle einer Wärmepumpe sowie einer Zusatzpumpe, mit der Wasser aus einem zusätzlichen Wärmereservoir in den Wasserspeicher einleitbar ist. Eine Steuereinrichtung aktiviert, wenn der Wärmevorrat im Wasserspeicher erschöpft ist, die Zusatzpumpe so lange, bis mindestens ein Teil der Wassermenge im Wasserspeicher ausgetauscht ist.
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Die
GB 2 247 072 A zeigt ein integriertes Heiz- oder Kühlsystem, das eine Wärmepumpe und einen Phasenwechsel-Wärmespeicher zur Versorgung eines Gebäudes mit Raumwärme, Raumkühlung und Brauchwarmwasser verwendet. Ein Wärmetauscher im Abluftstrom und ein weiterer, der an der Abwasserleitung des Gebäudes angebracht ist, entziehen der verbrauchten Luft und dem Grauwasser Wärme, die über einen Ethylenglykol-Kreislauf an den Wärmespeicher abgegeben wird. Anschließend wird diese Wärme aus dem Wärmespeicher entnommen, um den Verdampfer in der Wärmepumpe zu versorgen, wenn ein Heizbedarf auftritt. Ein Trinkwasserkreislauf führt durch den Verflüssiger, einen Warmwasserspeicher und bei Bedarf einen Wärmetauscher der Klimaanlage. Die Kühlung erfolgt über eine Verlängerung des Ethylenglykol-Kreislaufs, der zu einem Wärmetauscher führt
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Es stellt sich die Aufgabe, ein platzsparendes Gerät für ein System zur Klimatisierung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Energiespeicheraußengerät eines Systems zur Temperaturkonditionierung von Innenräumen eines Gebäudes, insbesondere zum Heizen, Kühlen oder Klimatisieren, gelöst, wobei das Energiespeicherau-ßengerät außerhalb des Gebäudes aufstellbar ist und in modularer Bauweise wenigstens einen Energiespeicher, einen Luftwärmetauscher und eine Geräte-Einheit umfasst, wobei der Energiespeicher mit einem Flüssigkeitsreservoir mit einem Wasserwärmetauscher zur Energieübertragung und Energiespeicherung ausgebildet ist, der Luftwärmetauscher einen Radiallüfter wenigstens abschnittsweise um einen Außenumfang umgibt, sodass ein Luftstrom durch den Luftwärmetauscher radial von außen nach innen entsteht, welcher am Radiallüfter axial nach oben entweicht, wobei die Geräte-Einheit zwischen dem Energiespeicher und dem Luftwärmetauscher angeordnet ist und einen Abluftanschluss für Abluft des Gebäudes aufweist, sodass sich einströmende Abluft des Gebäudes in der Geräte-Einheit verteilt, und wobei eine Isolationseinheit die Geräte-Einheit gegenüber der Umgebung mit einer Wärmeisolierung abschirmt, wobei die Abluft des Gebäudes nach Durchströmen der Geräte-Einheit mittels eines Ventilators zunächst zum Energiespeicher und anschließend zum Luftwärmetauscher geführt ist, sodass eine Wärmerückgewinnung in dem Energiespeicher und dem Luftwärmetauscher erfolgt.
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Das Energiespeicheraußengerät ist modular in Form einzelner Einheiten aufgebaut, welche vorinstalliert ausgeliefert werden kann und keinen Platzbedarf im Inneren des Gebäudes hat. Um das Ziel der kompakten Bauweise und möglichst wenig Energieverluste im Flüssigkeitsreservoir zu erreichen, ist die Anordnung der Einheiten wichtig. Erfindungsgemäß werden alle Einheiten übereinandergestapelt. In dem Energiespeicher ermöglicht das Flüssigkeitsreservoir eine Energiespeicherung in der Flüssigkeit. Der Energietransfer erfolgt sowohl über den Luftwärmetauscher als auch durch den Wasserwärmetauscher. In der Geräte-Einheit befinden sich dann die einzelnen für die Funktion wichtigen Funktionsmodule. Die Abluft ist die aus dem Gebäude abgeführte Raumluft, deren thermische Energie zur Wärmerückgewinnung oder Kälterückgewinnung durch den Energiespeicher geführt wird. Zuvor dient sie zur Temperierung, d.h. im Winter zum Erwärmen der Funktionsmodule und im Sommer zum Kühlen der Funktionsmodule der Geräte-Einheit im Energiespeicheraußengerät, um sicheren Betrieb auch bei tiefen Außentemperaturen zu ermöglichen. „Temperieren“ umfasst daher sowohl Erwärmen als auch Abkühlen. Der Betrieb der Funktionsmodule in der Geräte-Einheit mit kälteempfindlichen elektrischen Schaltungen ist somit auch bei geringen Außentemperaturen im Winter wegen der Temperierung der Wasserpumpe und der optional vorgesehenen weiteren Funktionsmodule durch die Abluft kälteunempfindlich, sodass im Energiespeicheraußengerät keine Heizung vorgesehen sein muss.
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In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist die Geräte-Einheit wenigstens eine Wärmepumpe auf, die über eine Verbindungsplatte mit dem Wasserwärmetauscher und dem Luftwärmetauscher gekoppelt ist.
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Im Gegensatz zu anderen bekannten Systemen, bei denen lediglich der Energiespeicher mit seinem Flüssigkeitsreservoir außerhalb des Hauses installiert ist, werden in der Geräte-Einheit weitere Funktionsmodule, insbesondere die sonst im Gebäude vorgesehene Wärmepumpe nach außen verlegt.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung enthält die Geräte-Einheit die für die Funktion des Energiespeichers und des Luftwärmetauschers benötigten Geräte. Darüber hinaus kann die Geräte-Einheit einen Warmwasserspeicher für Trinkwasser oder Brauchwasser aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Geräte-Einheit einen Energiepuffer, beispielsweise in Form eines Wasserspeichers, aufweisen, der zur kurzzeitigen Energieabgabe dient und die Funktion der Wärmepumpe unterstützt.
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Das Innere der Geräte-Einheit bildet einen von der Außentemperatur entkoppelten und durch die Abluft des Gebäudes erwärmten Raum. Dasselbe Prinzip wird zum Temperieren weiterer Funktionsmodule eingesetzt, um insbesondere deren elektrische Schaltungen zu temperieren. Das Funktionsmodul bildet eine geschlossene Funktionseinheit mit üblicherweise eigenem Gehäuse innerhalb des Energiespeicheraußengeräts. Die Funktionsmodule sind austauschbar, was Wartung und Reparatur erleichtert. In der elektrischen Schaltung sind elektrische und/oder elektromechanische Komponenten zu einer funktionsgerechten Anordnung zusammengeschlossen, die beispielsweise das Funktionsmodul steuert oder dessen Interaktion mit anderen Funktionsmodulen, dem Energiespeicher oder anderen Komponenten des Systems, die auch Gebäude sein können. Elektrische Schaltungen sind kälteempfindlich und oftmals der begrenzende Faktor für den Betrieb des Funktionsmoduls bei tiefen Temperaturen, sodass die Temperierung, insbesondere der elektrischen Schaltungen die Betriebssicherheit des ganzen Energiespeicheraußengeräts verbessert.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist die Geräte-Einheit auf ihrer Außenseite von einer Isolationseinheit umgeben.
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Zwischen dem Energiespeicher und dem Luftwärmetauscher ist die Geräte-Einheit mit der Isolationseinheit in Form eines hochisolierten „Warmraums“ angeordnet, der auch den Warmwasserspeicher für Trinkwasser oder Brauchwasser aufnehmen kann, sodass dieser nur wenig Energieverluste zur Umgebung aufweist.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung überspannt die Isolationseinheit einen Bodenbereich zum Energiespeicher.
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Dabei kann die Isolationseinheit umfangseitig mittels eines Kragens verstärkt sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei einem Energiespeicheraußengerät, das teilweise in einem Erdreich versenkt ist, wobei dieser Kragen den Teil der Geräte-Einheit überdeckt, der im Erdreich versenkt ist.
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Die Geräte-Einheit und der Luftwärmetauscher können oberhalb der Isolationseinheit mit seitlichen Abdeckungen versehen sein. Der Luftwärmetauscher kann einen Deckel aufweisen.
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Die Abluft des Gebäudes kann über eine vorzugsweise im Erdreich verlegte Rohrverbindung an der randseitigen Unterseite in die Geräte-Einheit treten.
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Die Abluft des Gebäudes dient zusammen mit der Abwärme von elektrischen Komponenten in der Geräte-Einheit zu deren Temperierung. In der Geräte-Einheit sind typischerweise mehrere Funktionsmodule, die vorteilhafterweise ausgebildet sind Heizen, Kühlen und/oder Lüften im System zu steuern, vorgesehen. Die Funktionsmodule sind so angeordnet, dass die Abluft zwischen den Funktionsmodulen hindurch zum Energiespeicher strömt und die Funktionsmodule temperiert.
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In einer Ausführung ist in der Geräte-Einheit ein Ventilator angeordnet, durch den die Abluft zum Energiespeicher geführt wird. Der Ventilator lenkt die Abluft auf den Energiespeicher. Der Energiespeicher weist vorteilhafterweise dazu einen abluftleitenden Wärmeübertrager auf, der ausgebildet ist, dass die Abluft über das Flüssigkeitsreservoir gelenkt wird, bevor sie auf den Luftwärmetauscher im Energiespeicher strömt. Auf diese Weise erfolgt bereits ein Energietransfer zwischen Abluft und Flüssigkeit im Flüssigkeitsreservoir, bevor die thermische Energie der Abluft im Luftwärmetauscher genutzt wird.
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In einer Ausführung umfasst das Energiespeicheraußengerät eine Bodenplatte, einen Deckel und eine umlaufende Seitenwand zwischen Bodenplatte und Deckel, die den Raum umschließen, in dem der Energiespeicher und die Funktionsmodule untergebracht sind. Die Bodenplatte kann einen aufragenden Rand haben, was mit einer Wannenform einhergeht. Das Energiespeicheraußengerät ist teilweise im Erdreich abgesenkt installierbar, sodass lediglich der Deckel und die obere Seitenwand aus dem Erdreich ragen. Sie können in die Gestaltung des Außenraums integriert werden, beispielsweise durch Begrünen oder dem Vorsehen eines Gartenteichs auf dem Deckel.
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Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Klimatisierung von Innenräumen eines Gebäudes,
- 2 eine dreidimensionale Explosionsansicht eines Ausführungsbeispiels eines Energiespeicheraußengeräts,
- 3 eine dreidimensionale Ansicht ins Innere des Energiespeicherau-ßengeräts,
- 4 eine dreidimensionale Ansicht in die Geräte-Einheit des Energiespeicheraußengeräts, und
- 5 eine weitere dreidimensionale Ansicht ins Innere des Energiespeicheraußengeräts.
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In den Figuren sind gleiche oder funktional gleichwirkende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist in einem Ausführungsbeispiel ein System 2 zur Klimatisierung von Innenräumen 4 eines Gebäudes 6 gezeigt. Bei dem Gebäude 6 kann es sich beispielsweise um ein Wohngebäude oder Bürogebäude handeln. Solch ein System 2 lässt sich jedoch auf unterschiedliche Gebäudetypen anwenden. Das gezeigte Beispiel soll daher als nicht limitierend angesehen werden. Jeder der Innenräume 4 ist über eine Abluftöffnung 8 mit einem Abluftkanal 10 verbunden, der Abluft aus den Innenräumen 4 abführt.
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Außerhalb des Gebäudes 6, beispielsweise im Garten oder auf dem Außengelände, ist ein Energiespeicheraußengerät 40 angeordnet. Das Energiespeicheraußengerät 40 ist zumindest teilweise im Erdreich 30 versenkt, sodass nur der obere Bereich des Energiespeicheraußengeräts 40 aus dem Erdreich 30 ragt. Das Energiespeicheraußengerät 40 weist einen Energiespeicher 14 mit einem Wasserwärmetauscher 18 in einem Flüssigkeitsreservoir 16 und einem Luftwärmetauscher 22 oberhalb des Flüssigkeitsreservoirs 16 auf. Das Energiespeicheraußengerät 40 weist ferner eine Geräte-Einheit 50 mit einer Wärmepumpe 52 als Funktionsmodul der Geräte-Einheit 50 auf, die mit dem Wasserwärmetauscher 18 und dem Luftwärmetauscher 22 gekoppelt ist. Die Geräte-Einheit 50 weist ferner im Inneren einen Warmwasserspeicher 54 für Trink- und/oder Brauchwasser auf, aus dem Trink- und/oder Brauchwasser für das Gebäude 6 bereitgestellt werden kann.
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Das Gebäude 6 ist mit einer Übergabestelle 12 ausgestattet, die das Gebäude 6 über einen Anschluss 42 mit dem Energiespeicheraußengerät 40 koppelt. Dazu kann der Anschluss 42 beispielsweise eine Zuleitung für Abluft des Gebäudes 6, eine elektrische Verbindung, Trink- oder Brauchwasser-Versorgungsleitungen oder auch Fluidleitungen für die Wärmepumpe 52 umfassen, die für die Funktion des Energiespeicheraußengeräts 40 benötigt werden oder die zurück ins Gebäude geführt werden sollen, um die Temperaturkonditionierung der Innenräume 4 des Gebäudes 6 zum Heizen, Kühlen oder Klimatisieren sowie zur Warmwasserversorgung erfüllen zu können. Die gezeigte Kopplung zwischen dem Gebäude 6 und dem Energiespeicheraußengerät 40 mittels der Übergabestelle 12 und dem Anschluss 42 mit dem Energiespeicheraußengerät 40 ist hierbei nur beispielhaft zu verstehen. Selbstverständlich können einzelnen Leitung auch in eigenen Versorgungskanälen oder auf andere Weise zusammengefasst zwischen dem Gebäude 6 und dem Energiespeicheraußengerät 40 geführt sein oder an mehreren Stellen als nur an der Übergabestelle 12 das Gebäude 6 durchdringen.
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Der Abluftkanal 10 ist mit dem Energiespeicher 14 und der Wärmepumpe 52 gekoppelt, sodass sich die einströmende Abluft in der Geräte-Einheit 50 verteilt, bevor die Abluft in den Energiespeicher 14 strömt.
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Im Flüssigkeitsreservoir 16 des Energiespeichers 14 befindet sich der Wasserwärmetauscher 18 mit einer Vielzahl von Rohren, die über einen Fluidkreislauf mit der Wärmepumpe 52 verbunden sind. Durch die Rohre fließt ein Wärmeträgermedium, das von der Flüssigkeit im Flüssigkeitsreservoir 16 übertragene Wärme oder Kälte abführt. Typischerweise ist das Flüssigkeitsreservoir 16 mit Wasser oder einer Paraffinverbindung gefüllt.
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Oberhalb des Flüssigkeitsreservoirs 16 befindet sich über einer Isolationsschicht 20 ein Luftwärmetauscher 22. Der Luftwärmetauscher 22 ist in mehreren Segmenten um einen zentralen Bereich 24 des Energiespeichers 14 angeordnet. Unterhalb der Isolationsschicht 20 ist ein Wärmeübertrager 44 mit Strömungsleitern angeordnet. Der Wärmeübertrager 44 ist ausgebildet, sodass ein Luftstrom über die Flüssigkeit im Flüssigkeitsreservoir 16 gelenkt wird, bevor die Luft auf den Luftwärmetauscher 22 im Energiespeicher 14 strömt. Dadurch wird die im Luftstrom enthaltene Energie zunächst dem Flüssigkeitsreservoir 16 zugeführt. Der Wärmeübertrager 44 lenkt die Luft radial auswärts über die Flüssigkeit. Dann wird die Luft radial von außen durch den Luftwärmetauscher 22 geführt. Im zentralen Bereich 24 befindet sich ein Radiallüfter, welcher die Luft aus dem Luftwärmetauscher 22 zusammen mit radial von außen einströmender Luft in Richtung des zentralen Bereichs 24 ansaugt, wo die Luft dann den Energiespeicher 14 verlässt.
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Die Wärmepumpe 52 ist mit dem Fluidkreislauf des Wasserwärmetauschers 18 verbunden. Die Wärmepumpe 52 ist ebenfalls mit einem Fluidkreislauf des Luftwärmetauschers 22 verbunden, der eine Vielzahl von Rohren umfasst. Durch die Rohre fließt ein Wärmeträgermedium, das von der an den Rohren vorbeiströmenden Luft Wärme oder Kälte abführt. Für den Wasserwärmetauscher 18 und den Luftwärmetauscher 22 können Pumpvorrichtungen in der Wärmepumpe 52 vorgesehen sein. Ein Fluidkreislauf 32 im Gebäude 6 ist über den Anschluss 42 mit dem Energiespeicheraußengerät 40 gekoppelt, sodass die Wärmepumpe 52 mit einem Klimagerät 34 verbunden ist, welches zusätzlich zu der Verbindung zum weiteren Fluidkreislauf 32 eine Zuführung von Außenluft über eine Öffnung 36 mittels der Zufuhrleitung 38 aufweist.
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Als weiteres Modul kann eine Pumpe vorgesehen sein, die mit dem Warmwasserspeicher 54 für Trink- und/oder Brauchwasser gekoppelt ist. Sie ist ausgebildet, Trink- und/oder Brauchwasser aus dem Warmwasserspeicher 54 für Trink- und/oder Brauchwasser ins Gebäude 6 zu pumpen. Zu diesem Zweck ist ein Trink- und/oder Brauchwasseranschluss am Energiespeicheraußengerät 40 vorgesehen, der mit einer ins Gebäude 6 führenden Warmwasserleitung verbunden ist.
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2 zeigt in einer dreidimensionalen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines Energiespeicheraußengeräts 40. Neben den bereits oben in Zusammenhang mit 1 erläuterten Merkmalen ist zusätzlich ein Abluftanschluss 56 zu erkennen, der unterirdisch innerhalb des Erdreich 30 verlegt ist und der Abluft aus dem Gebäude 6 dem Energiespeicheraußengerät 40 im Bereich der Geräte-Einheit 50 zuführt.
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Ebenso ist zu erkennen, dass das Flüssigkeitsreservoir 16 von Erdreich 30 umgeben ist, wobei der Luftwärmetauscher sowie Teile der Geräte-Einheit oberhalb des Erdreichs 30 angeordnet sein können, wobei diese Bestandteile von seitlichen Abdeckungen 58 sowie eines Deckels 60 vor Umwelteinflüssen geschützt sind. Im Deckel 60 ist im zentralen Bereich 24 eine Öffnung zu erkennen, durch die die durch den Luftwärmetauscher geführte Luft das Energiespeicheraußengerät 40 verlässt. Die seitlichen Abdeckungen 58 verleihen dem Energiespeicheraußengerät 40 ein optisch ansprechendes Erscheinungsbild, sodass es sich beispielsweise für einen Betrachter angenehm in ein Gartengrundstück oder in eine andere einsehbare Grundstücksfläche einfügt. Der Deckel 60 kann auch bepflanzt oder mit Wasser gefüllt werden, sodass sich ein Beet oder ein Gartenteich auf der Oberseite des Energiespeicheraußengeräts 40 ausbilden lässt. Ebenso ist es möglich, den muldenförmigen Deckel mit Ziersand oder Zierkies aufzufüllen.
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Unterhalb der seitlichen Abdeckungen 58 befindet sich eine Wärmeisolation 62, die insbesondere im Bereich des Erdreichs 30 von einem zusätzlichen Kragen 64 mit wärmeisolierenden Eigenschaften verstärkt wird. Die Wärmeisolation 62 und der Kragen 64 bilden eine Isolationseinheit 66 zur Wärmeisolierung insbesondere der Geräte-Einheit 50.
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3 zeigt eine dreidimensionale Ansicht ins Innere des Energiespeicherau-ßengeräts 40 ohne die Sicht ins Innere behindernde Elemente, wie beispielsweise die seitlichen Abdeckungen 58, der Deckel 60 oder die Hülle des Flüssigkeitsreservoirs 16.
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Man erkennt, dass oberhalb der Luftwärmetauscher 22 ein Radiallüfter 70 zum Abführen der durch die Luftwärmetauscher 22 strömenden Luft vorgesehen ist. Der Luftwärmetauscher 22 ist zusammen mit dem Radiallüfter 70 als eine modulare Einheit ausgebildet, die auf der Geräte-Einheit 50 aufgesetzt wird. Die Geräte-Einheit 50 wiederum ist von der Isolationseinheit 66 umgeben. Die Isolationseinheit 66 setzt sich über die Wärmeisolation 62 und den Kragen 64 auch in herausnehmbare Seitenpaneele 68 fort, welche als Vakuumisolierung den Warmbereich innerhalb der Geräte-Einheit 50 umgeben. Die herausnehmbaren Seitenpaneele 68 erlauben einen Zugriff auf das Innere der Geräte-Einheit 50 aus allen vier Richtungen.
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Unterhalb der Geräte-Einheit 50 ist ebenfalls in Modulbauweise der Energiespeicher angeordnet wobei in der gezeigten Darstellung lediglich ein Ständerwerk 72 zu erkennen ist, welches den Wasserwärmetauscher 18 sowie die das Flüssigkeitsreservoir 16 umgebende Hülle trägt. Aufgrund des modularen Aufbaus lässt sich das Energiespeicheraußengerät 40 besonders flexibel und kostengünstig installieren, wobei individuelle Eigenschaften bei der Temperierung des Gebäudes 6 durch Auswählen der in der Geräte-Einheit 50 vorgesehenen Funktionsmodule berücksichtigt werden können. So kann der Warmwasserspeicher 54 in manchen Installationen unbestückt bleiben, falls beispielsweise die Warmwasserversorgung des Gebäudes 6 auf andere Weise durchgeführt werden soll. Selbstverständlich ist es möglich, weitere Funktionsmodule in die Geräte-Einheit 50 zu integrieren.
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4 zeigt eine dreidimensionale Ansicht ins Innere der Geräte-Einheit 50 des Energiespeicheraußengeräts 40. Neben der bereits beschriebenen Wärmepumpe 52 und Warmwasserspeicher 54 sind in der Geräte-Einheit 50 noch zusätzliche Funktionsmodule 74 angeordnet, die beispielsweise Systemmodule zum Betrieb des Energiespeicheraußengeräts 40 oder ein Energiepuffer in Form eines Wasserspeichers sein können. Der Anschluss der einzelnen Module erfolgt über eine Verbindungsplatte 76, welche die Verlegung der hydraulischen Leitungen zum Anschluss an die Komponenten des Energiespeicheraußengeräts 40 sowie zurück zum Gebäude 6 wesentlich vereinfacht. Die Verbindungsplatte 76 ist dabei an einer Seitenwand der Geräte-Einheit 50 angeordnet, um einen möglichst platzsparenden Aufbau der Geräte-Einheit 50 zu erreichen.
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Der Geräte-Einheit 50 wird, wie bereits oben beschrieben, über den Abluftanschluss 56 Abluft des Gebäudes 6 zugeführt. Bei Außenkälte, z.B. im Winter, bewirkt die Temperierung durch die Abluft, dass die Funktionsmodule 74 sowie die Komponenten der Wärmepumpe 52 und des Warmwasserspeichers 54 erwärmt werden, um so ihre Betriebssicherheit und Leistungsfähigkeit zu erhöhen. Der temperierende Effekt wird durch die Abwärme der elektrischen Schaltungen in den einzelnen Modulen unterstützt, die ebenfalls zur Erwärmung beitragen. Auf eine Heizung des Energiespeicheraußengeräts 40 kann verzichtet werden. Bei Außenwärme, z.B. im Sommer, bewirkt die Temperierung, dass die einzelnen Module gekühlt werden, da die kühlere Abluft auch Wärme der elektrischen Schaltungen abführt. Der Weg der Abluft durch die Geräte-Einheit 50 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 5 beschrieben.
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5 zeigt eine dreidimensionale Ansicht ins Innere des Energiespeicherau-ßengeräts 40 zur Darstellung des Wegs der Abluft.
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Im Inneren der Geräte-Einheit 50 ist ein Ventilator 80 angeordnet, der auf einer Bodenplatte 82 befestigt ist welche die Geräte-Einheit 50 von dem darunterliegenden Energiespeicher 14 mit seinem Flüssigkeitsreservoir 16 trennt. Die durch den Abluftanschluss 56 eintretende Abluft des Gebäudes 6 verteilt sich zunächst im Inneren der Geräte-Einheit 50, um diese, wie bereits beschrieben, zu temperiert an.
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Der erste Teil des Luftstroms der eintretenden Abluft des Gebäudes 6 ist in 5 mit dem Bezugszeichen 90 versehen. Durch den Ventilator 80 gelangt die Abluft in einen Bereich oberhalb des Wassers im Flüssigkeitsreservoir 16.
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Der zweite Teil des Luftstroms ist mit dem Bezugszeichen 92 gekennzeichnet. Dort wird sowohl die Energie der Abluft des Gebäudes 6 als auch Wärme der Module innerhalb der Geräte-Einheit 50 über einen Wärmeübertrager 44 (siehe 1) an das Flüssigkeitsreservoir 16 abgegeben.
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Der dritte Teil des Luftstroms trägt das Bezugszeichen 94 und führt die Abluft von der Geräte-Einheit 50 zum Luftwärmetauscher 22, der die restliche Energie aufnimmt. Die Abluft wird mittels eines isolierten Schlauches (nicht in den Figuren gezeigt) Luft direkt an die Luftwärmetauscher 22. Über diesen Schlauch wird auch Tauwasser vom Wärmetauscher als auch ein Wassereintrag durch Niederschläge von den Öffnungen des Radiallüfters 70 nach unten in den Energiespeicher 14 geleitet. Die Abluft verlässt dann das Energiespeicheraußengerät 40 im zentralen Bereich 24 als Fortluft.
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Das Energiespeicheraußengerät 40 weist viele Vorteile im Vergleich zu konventionellen Systemen auf. Das Energiespeicheraußengerät 40 hat eine hohe Effizienz, welche durch intelligente Unterbringung aller Komponenten, insbesondere auch des Warmwasserspeicher 54 für Trink- und / oder Brauchwasser in der als „Warmraum“ ausgebildeten Isolationseinheit 66 bedingt ist. Die Anordnung der Module 74, der Wärmepumpe 52 und gegebenenfalls des Warmwasserspeichers 54 in der Geräte-Einheit 50 schafft ein modulares System. Das Energiespeicheraußengerät 40 zeichnet sich durch einen kompakten oberirdischen Bauraum aus, der wenig Flächenverbrauch im Außenbereich benötigt und als schneller und einfacher Tiefbau realisierbar ist. Dadurch ergeben sich insgesamt geringere Kosten durch weniger Material und schnelle Montage. Eine schnelle und einfache Montage sowie beste Zugänglichkeit für Wartung und Service ist ebenfalls möglich, da von allen vier Seiten auf alle technischen Komponenten Zugriff besteht.
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Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.
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Liste der Bezugszeichen:
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- 2
- System
- 4
- Innenräume
- 6
- Gebäude
- 6
- Gebäudes
- 8
- Abluftöffnung
- 10
- Abluftkanal
- 12
- Übergabestelle
- 14
- Energiespeicher
- 16
- Flüssigkeitsreservoir
- 18
- Wasserwärmetauscher
- 20
- Isolationsschicht
- 22
- Luftwärmetauscher
- 24
- Bereich
- 30
- Erdreich
- 32
- Fluidkreislauf
- 34
- Klimagerät
- 36
- Öffnung
- 38
- Zufuhrleitung
- 40
- Energiespeicheraußengerät
- 42
- Anschluss
- 44
- Wärmeübertrager
- 50
- Geräte-Einheit
- 52
- Module
- 52
- Wärmepumpe
- 54
- Warmwasserspeicher
- 56
- Abluftanschluss
- 58
- Abdeckungen
- 60
- Deckel
- 62
- Wärmeisolation
- 64
- Kragen
- 66
- Isolationseinheit
- 68
- Seitenpaneel
- 70
- Radiallüfter
- 72
- Ständerwerk
- 74
- Funktionsmodule
- 76
- Verbindungsplatte
- 80
- Ventilator
- 82
- Bodenplatte
- 90
- Luftstrom
- 92
- Luftstrom
- 94
- Luftstrom
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- GB 2076139 A [0003]
- DE 102020119653 B3 [0004]
- EP 2090838 A2 [0005]
- GB 2247072 A [0006]
