DE102022204585A1

DE102022204585A1 - Vorrichtung zum Kühlen und/oder Erwärmen eines Mediums und Abdeckung

Info

Publication number: DE102022204585A1
Application number: DE102022204585.8A
Authority: DE
Inventors: Gordy Koellmann; Hubert Jansen; Jeroen Dokter; Joao Sottomayor
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-05-11
Filing date: 2022-05-11
Publication date: 2023-11-16
Also published as: EP4276368A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung (100) zum Kühlen und/oder Erwärmen eines Mediums mit mindestens einem Gehäuse (102), in dem mindestens ein von dem Medium durchströmbarer Wärmeübertrager (104) angeordnet ist, mit mindestens einem Gebläse (106), das Luft (108) durch den mindestens einen Wärmeübertrager (104) zu befördern vermag, wobei das Gehäuse (102) mindestens eine für die Luft durchlässige Öffnung (110) aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass die Öffnung (110) von einer Vielzahl (200) kleinerer Ausnehmungen (202) bedeckt oder bedeckbar ist, die mittels Zwischenstegen (204) voneinander getrennt sind, wobei die Ausnehmungen (202) die Luft (108) teilweise kanalisieren und teilweise blockieren.

Description

The activity leading to this application has received funding from the European Institute of Innovation and Technology (EIT) under grant agreement No EIT/EIT InnoEnergy/SGA2018. This European body receives support from the European Union's the Horizon 2020 research and innovation programme.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zum Kühlen und/oder Erwärmen eines Mediums mit mindestens einem Gehäuse, in dem mindestens ein von dem Medium durchströmbarer Wärmeübertrager angeordnet ist, mit mindestens einem Gebläse, das Luft durch den mindestens einen Wärmeübertrager zu befördern vermag, wobei das Gehäuse mindestens eine für die Luft durchlässige Öffnung aufweist, bekannt. Die Öffnung kann mit einer Abdeckung abgedeckt sein.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung sowie eine verbesserte Abdeckung bereitzustellen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Kühlen und/oder Erwärmen eines Mediums mit mindestens einem Gehäuse, in dem mindestens ein von dem Medium durchströmbarer Wärmeübertrager angeordnet ist, mit mindestens einem Gebläse, das Luft durch den mindestens einen Wärmeübertrager zu befördern vermag, wobei das Gehäuse mindestens eine für die Luft durchlässige Öffnung aufweist.
Es wird vorgeschlagen, dass die Öffnung von einer Vielzahl kleinerer Ausnehmungen bedeckt oder bedeckbar ist, die mittels Zwischenstegen voneinander getrennt sind, wobei die Ausnehmungen die Luft teilweise kanalisieren und teilweise blockieren.
Unter einer Vorrichtung soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein dem Bereich Heizungsbau, Klima- und Lüftungstechnik zugeordnetes Heizgerät, ein Kühlgerät, eine Wärmepumpe oder eine Luftwärmetauschvorrichtung oder eine Komponente davon verstanden werden. Insbesondere kann die Vorrichtung eine in einer Außenumgebung aufstellbare Außeneinheit einer Wärmepumpe oder eine Monoblock-Wärmepumpe sein. Die Vorrichtung kann in einer Außenumgebung eines Gebäudes, insbesondere auf einem Dach des Gebäudes, aufgestellt sein. Alternativ kann die Vorrichtung im Wesentlichen ebenerdig aufgestellt sein. Die Vorrichtung nutzt Luft aus der Außenumgebung als Wärmequelle und/oder Wärmesenke. Unter einem Medium soll hier insbesondere ein flüssiges und/oder gasförmiges Wärmeträgermedium oder ein, insbesondere verdampfbares/kondensierbares, Kältemittel verstanden werden. Unter einem Gehäuse soll hier insbesondere eine räumliche Abgrenzung eines Innenraums der Vorrichtung von einer Außenumgebung der Vorrichtung verstanden werden, umfassend im Wesentlichen dichte Gehäusewände. Unter einem Wärmeübertrager soll hier insbesondere ein Luft/Medium-Wärmeübertrager und/oder ein Verdampfer und/oder ein Kondensator verstanden werden, beispielsweise ein Rippenrohrwärmeübertrager oder ein Microchannel-Wärmeübertrager, zum Kühlen und/oder Erwärmen eines Mediums, insbesondere zum Übertragen von Wärme zwischen Luft und Medium. Eine Luftseite des Wärmeübertragers wird von, insbesondere strömender, Luft berührt, insbesondere umströmt beziehungsweise durchströmt. Eine Mediumseite des Wärmeübertragers wird von, insbesondere strömendem, Medium berührt, insbesondere umströmt beziehungsweise durchströmt. Ein wichtiger konstruktiver Parameter des Wärmeübertragers ist die Wärmeübertragerfläche, die von der Luft und/oder dem Medium berührt wird und die der Wärmeübertragung zwischen Luft und Medium dient. Insbesondere ist es von Vorteil, die Wärmeübertragerfläche gleichmäßig mit Luft zu umströmen, insbesondere mit gleichmäßig über die Wärmeübertragerfläche verteilten Teilluftmengen einer Gesamtluftmenge zu umströmen. Dabei kann unter Teilluftmenge insbesondere eine spezifische Luftmenge pro Flächeneinheit der Wärmeübertragerfläche verstanden werden. Die Summe der Teilluftmengen entspricht einer Gesamtluftmenge. Unter dem Begriff gleichmäßige Verteilung soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine im Wesentlichen konstante Verteilung der Luftmenge und/oder Luftgeschwindigkeit (Strömungsgeschwindigkeit) über einer Fläche verstanden werden. Unter einer Öffnung soll hier insbesondere ein flächiger Durchlass im Gehäuse, insbesondere in einer Gehäusewand oder zwischen zumindest zwei Gehäusewänden, zwischen Innenraum und Außenumgebung verstanden werden, durch die Luft aus der Außenumgebung in die Vorrichtung einströmen und/oder aus der Vorrichtung in die Außenumgebung ausströmen kann. Insbesondere kann es sich bei der Öffnung um eine Einströmöffnung und/oder eine Ausströmöffnung für Luft handeln. Die Öffnung weist eine charakteristische Querschnittsfläche auf, gemessen in einer Ebene parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Öffnung. Unter einem Gebläse soll hier insbesondere ein Luftgebläse oder ein Luftventilator verstanden werden. Insbesondere kann mit dem Gebläse Luft aus der Außenumgebung der Vorrichtung durch eine erste Öffnung in die Vorrichtung angesaugt, zum Wärmeübertrager gefördert und durch eine zweite Öffnung wieder in die Außenumgebung ausgeblasen werden. Das Gebläse kann dabei insbesondere im Innenraum des Gehäuses angeordnet sein. Unter einer der Öffnung benachbarten Komponente soll hier insbesondere ein Wärmeübertrager und/oder ein Gebläse verstanden werden. Die mindestens eine Öffnung und der Wärmeübertrager sind räumlich so zueinander angeordnet, dass die Luft den Wärmeübertrager mit geringen Strömungsverlusten erreicht. Unter einer Ausnehmung soll hier ein Strukturelement, insbesondere nach Art eines Lochs, eines Hohlraums beziehungsweise einer Aussparung, verstanden werden. Beispielsweise kann eine Ausnehmung zylindrisch oder prismatisch geformt sein. Die eine Vielzahl bildenden Ausnehmungen sind flächig nebeneinander angeordnet und bedecken die Öffnung. Eine einzelne Ausnehmung ist deutlich kleiner als die Öffnung, insbesondere ist eine Ausnehmung um einen flächenbezogenen Faktor im Bereich 50 bis 5000, bevorzugt im Bereich 100 bis 2500 kleiner als die Öffnung. Die verschiedenen, beispielsweise kanalisierenden und/oder blockierenden, Ausnehmungstypen können, neben anderen Ausnehmungen anderer Gruppen oder Mischgruppen, insbesondere einzeln und/oder gruppenweise, beispielsweise streifenförmig (reihenförmig) und/oder feldweise (blockweise) über der Öffnung des Gehäuses angeordnet sein. Mittels der, insbesondere vom Konstrukteur der Vorrichtung, wählbaren Anordnung der verschiedenen Ausnehmungstypen über der Öffnung, insbesondere der die Luft kanalisierenden Ausnehmungen sowie der die Luft blockierenden Ausnehmungen, kann die Öffnung so bedeckt werden, dass eine benachbarte Komponente, insbesondere der Wärmeübertrager, luftseitig gleichmäßig mit Luft umströmt (durchströmt) ist. Durch eine kanalisierende Ausnehmung kann Luft im Wesentlichen ungehindert hindurch strömen. Eine blockierende Ausnehmung erhöht demgegenüber den Strömungswiderstand lokal.
Alternativ oder ergänzend kann die Anordnung der verschiedenen Ausnehmungstypen über der Öffnung auch an der individuellen Vorrichtung, bei der Montage und/oder am Ort der Aufstellung, erfolgen. Beispielsweise kann eine die Luft kanalisierende Ausnehmung durch ein nachträgliches Einbringen eines geeigneten Stopfens bei der Montage und/oder am Ort der Aufstellung zu einer die Luft blockierenden Ausnehmung umfunktioniert werden. Unter Einbringen soll hier insbesondere ein Einklemmen, Einclipsen und/oder Einkleben verstanden werden.
Unter einem Zwischensteg kann hier insbesondere eine Zwischenwand zwischen zwei lochartigen Ausnehmungen verstanden werden. Insbesondere ist ein Zwischensteg mit seinen benachbarten Zwischenstegen netzartig verbunden. Zwischen den Zwischenstegen sind die Ausnehmungen ausgebildet. Darunter, dass die Öffnung von einer Vielzahl kleinerer Ausnehmungen bedeckbar ist, soll hier insbesondere verstanden werden, dass die Vielzahl von Ausnehmungen vom Gehäuse separierbar und am Gehäuse montierbar ist. Insbesondere ein Teil der Ausnehmungen kanalisiert die strömende Luft. Die die Ausnehmungen begrenzenden Zwischenstege wirken wie Kanalwände oder Rohrwände auf die strömende Luft. Unter Kanalisieren von Luft soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Durchlassen und/oder Führen und/oder Leiten und/oder Lenken und/oder Ausrichten einer Luftströmung durch diese Ausnehmung verstanden werden. Insbesondere ein Teil der Ausnehmungen blockiert die Luft.
Unter Blockieren von Luft soll hier insbesondere ein Drosseln oder Unterbinden einer Luftströmung durch diese Ausnehmung verstanden werden.
Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann die Anordnung der verschiedenen Ausnehmungen, insbesondere der kanalisierenden Ausnehmungen und der blockierenden Ausnehmungen, zueinander über der Öffnung so gewählt werden, dass eine in die Vorrichtung eintretende Luftströmung und/oder eine aus der Vorrichtung austretende Luftströmung optimiert über die Querschnittsfläche einer benachbarten Komponente, insbesondere über die Wärmeübertragerfläche, verteilt ist. Insbesondere kann die Luftströmung benutzerdefiniert, beispielsweise gleichmäßig, über die Querschnittsfläche der benachbarten Komponente, insbesondere über die Wärmeübertragerfläche, verteilt werden.
Weiter kann mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung die Dimensionierung der einzelnen Ausnehmungen, insbesondere der kanalisierenden Ausnehmungen und der blockierenden Ausnehmungen, so gewählt werden, dass eine in die Vorrichtung eintretende Luftströmung und/oder eine aus der Vorrichtung austretende Luftströmung optimiert über die Wärmeübertragerfläche verteilt ist. Insbesondere kann die Luftströmung benutzerdefiniert, beispielsweise gleichmäßig, über die Wärmeübertragerfläche verteilt werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Ausnehmungen in zumindest zwei Gruppen und/oder Mischgruppen gegliedert. Die Ausnehmungen einer ersten Gruppe von Ausnehmungen kanalisieren die Luft und verbinden einen Innenraum des Gehäuses und eine Außenumgebung des Gehäuses luftdurchlässig nach Art einer Durchgangsöffnung. Die Ausnehmungen einer zweiten Gruppe von Ausnehmungen blockieren die Luft und sind zumindest teilweise verschlossen, insbesondere nach Art eines Sacklochs.
Darüber hinaus sind auch Mischgruppen von Ausnehmungen denkbar mit gemischten Merkmalen der zumindest zwei Gruppen. Beispielsweise kann eine Ausnehmung einer solchen Mischgruppe das Merkmal „Durchgangsöffnung“ der ersten Gruppe aufweisen, wobei die Durchgangsöffnung aber zumindest abschnittsweise eine reduzierte Querschnittsfläche aufweist, die eine durch die Ausnehmung hindurchströmende Luftströmung drosselt (Merkmal der zweiten Gruppe). Gedanklich kann eine solche Ausnehmung aus einem Sackloch entstehen, dessen Sacklochboden mit einer Öffnung kleineren Durchmessers, kleiner als der des Sacklochs selbst, versehen ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Ausnehmungen Teil einer Abdeckung, wobei die Abdeckung die Öffnung des Gehäuses abdeckt. Eine solche Ausgestaltung ist besonders einfach zu handhaben, sowohl in der Produktion als auch in der Montage und Wartung.
Die Abdeckung kann insbesondere als zumindest abschnittsweise für die Luft durchlässiges Strömungsgitter, Abdeckgitter, Abdeckplatte, Blende, Frontplatte oder Verschlusselement ausgebildet sein. Die Abdeckung kann insbesondere eine zusammenhängende Struktur ausbilden. Darunter, dass die Abdeckung die Öffnung des Gehäuses abdeckt, soll hier insbesondere verstanden werden, dass die Abdeckung die Öffnung überspannt und für Luft durchströmbar verdeckt. Die Abdeckung kann insbesondere ein umlaufendes, mit den Zwischenstegen verbundenes oder verbindbares Rahmenelement umfassen. Die Abdeckung kann insbesondere eine ihre charakteristische Fläche aufweisen, gemessen in einer Ebene parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Abdeckung. Die Fläche der Abdeckung sollte insbesondere so groß sein, wie die Querschnittsfläche der Öffnung; so kann die Abdeckung in der Öffnung angeordnet werden. Alternativ kann die Fläche der Abdeckung auch größer als die Querschnittsfläche der Öffnung sein; so kann die Abdeckung auf der Öffnung angeordnet werden. Die durch die Öffnung strömende Luft strömt, insbesondere vollständig, durch die Abdeckung.
Unter einer Haupterstreckungsebene eines Objekts soll dabei insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Fläche eines kleinsten geometrischen Quaders verläuft, welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt.
Die Vielzahl von Ausnehmungen bildet insbesondere zusammen mit den Zwischenstegen eine zusammenhängende Struktur. Die zusammenhängende Struktur wird insbesondere von den Zwischenstegen zusammengehalten.
Insbesondere ist die zusammenhängende Struktur vom Gehäuse separierbar und am Gehäuse montierbar. Alternativ ist die zusammenhängende Struktur unlösbar mit dem Gehäuse verbunden. Optional kann die zusammenhängende Struktur einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet sein.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Ausnehmungen in einer Ebene, insbesondere in einer Ebene der Abdeckung und/oder der Öffnung des Gehäuses, und/oder in einer Schicht angeordnet. Eine solche Ausgestaltung ist besonders gut an dem Gehäuse beziehungsweise an der Öffnung anordenbar.
Die Vielzahl von Ausnehmungen kann, insbesondere zusammen mit den Zwischenstegen, eine plattenförmige Gestalt aufweisen. Alternativ kann die Vielzahl von Ausnehmungen, insbesondere zusammen mit den Zwischenstegen, eine schalenförmig Gestalt aufweisen. Die Vielzahl von Ausnehmungen kann, insbesondere als zusammenhängende Struktur, wegen einer räumlichen Ausdehnung in einer Schicht in der Öffnung oder vor der Öffnung angeordnet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Ausnehmungen wabenförmig angeordnet. Unter wabenförmig soll hier insbesondere in Form eines Sechseckgitters verstanden werden. Bei einer solchen Ausgestaltung sind besonders viele Ausnehmungen auf einer vorgegebenen Fläche, insbesondere einer Fläche der Abdeckung oder der Öffnung, anordenbar.
Alternativ oder ergänzend können die Ausnehmungen auch in Form eines Dreiecksgitters oder eines Quadratgitters angeordnet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung weisen die Ausnehmungen, insbesondere die Ausnehmungen einer dritten Gruppe von Ausnehmungen, Längserstreckungen auf und definieren mit diesen Längserstreckungen Längsachsen. Diese Längsachsen verlaufen im Wesentlichen entlang einer Orthogonalen zu einer Haupterstreckungsebene der von den Ausnehmungen bedeckten Öffnung. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil eines geringen Strömungswiderstands für eine Luftströmung. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der gezielten Ausrichtung der Luftströmung und/oder von Luftschall an der Öffnung der Vorrichtung.
Alternativ verlaufen die Längsachsen im Wesentlichen entlang einer Orthogonalen zu einer Haupterstreckungsebene einer Abdeckung.
Die Ausnehmungen weisen insbesondere die Form eines geraden Zylinders oder geraden Prismas auf.
Unter einer Längsachse soll dabei insbesondere eine Zylinderlängsachse oder Prismalängsachse verstanden werden, wenn die Ausnehmung die Form eines Zylinders oder Prismas aufweist.
Es sind auch Mischgruppen von Ausnehmungen denkbar mit gemischten Merkmalen der zumindest drei Gruppen. Beispielsweise kann eine Ausnehmung einer solchen Mischgruppe das Merkmal „Durchgangsöffnung“ der ersten Gruppe aufweisen, wobei die Durchgangsöffnung eine Längserstreckung mit einer Längsachse aufweist, wobei die Längsachse orthogonal zur Haupterstreckungsebene der Öffnung oder der Abdeckung verläuft (Merkmal der dritten Gruppe).
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung weisen die Ausnehmungen, insbesondere die Ausnehmungen einer vierten Gruppe von Ausnehmungen, Längserstreckungen auf und definieren mit diesen Längserstreckungen Längsachsen. Die Längsachsen verlaufen schräg, insbesondere unter einem Winkel im Bereich von 20° bis 60°, vorzugsweise im Bereich von 30° bis 50°, besonders bevorzugt von 45°, zu einer Orthogonalen zu einer Haupterstreckungsebene einer von den Ausnehmungen bedeckten Öffnung. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil eines winkelabhängig gerichteten Luftdurchsatzes durch die Öffnung und/oder die Vielzahl an Ausnehmungen. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der gezielten Ausrichtung von Luftschall an der Öffnung der Vorrichtung.
Alternativ verlaufen die Längsachsen im Wesentlichen schräg, insbesondere unter einem Winkel im Bereich von 20° bis 60°, vorzugsweise im Bereich von 30° bis 50°, besonders bevorzugt von 45°, zu einer Orthogonalen zu einer Haupterstreckungsebene einer Abdeckung.
Die Ausnehmungen weisen insbesondere die Form eines schiefen Zylinders oder schiefen Prismas auf.
Es sind auch Mischgruppen von Ausnehmungen denkbar mit gemischten Merkmalen der zumindest vier Gruppen. Beispielsweise kann eine Ausnehmung einer solchen Mischgruppe das Merkmal „Durchgangsöffnung“ der ersten Gruppe aufweisen, wobei die Durchgangsöffnung eine Längserstreckung mit einer Längsachse aufweist, wobei die Längsachse schräg, insbesondere unter einem Winkel im Bereich von 20° bis 60°, vorzugsweise im Bereich von 30° bis 50°, besonders bevorzugt von 45°, zu einer Orthogonalen zu einer Haupterstreckungsebene der Öffnung oder der Abdeckung verläuft (Merkmal der vierten Gruppe).
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung weisen die Ausnehmungen, insbesondere die Ausnehmungen einer fünften Gruppe von Ausnehmungen, Längserstreckungen auf und definieren mit diesen Längserstreckungen Längsachsen, wobei die Längsachsen im Wesentlichen entlang einer Luftdurchgangsrichtung der Luft durch die Öffnung verlaufen. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil eines druckverlustreduzierten Luftdurchsatzes durch die Öffnung und/oder die Vielzahl an Ausnehmungen.
Unter einer Luftdurchgangsrichtung der Luft durch die Öffnung soll dabei insbesondere eine Hauptrichtung der Luftströmung durch die Öffnung verstanden werden. Unter der Luftdurchgangsrichtung kann weiter insbesondere eine Hauptdurchströmrichtung der Luft durch die Vorrichtung zu verstehen sein. Die Hauptdurchströmrichtung verbindet eine Eingangsöffnung im Gehäuse der Vorrichtung mit dem Wärmeübertrager und einer Ausgangsöffnung im Gehäuse und kann insbesondere die Form einer Kurve annehmen. Die Luftdurchgangsrichtung durch die Öffnung kann insbesondere die Richtung der Hauptdurchströmrichtung an der Öffnung annehmen.
Unter einer Eingangsöffnung und/oder Ausgangsöffnung kann dabei insbesondere eine Öffnung im Sinne des Hauptanspruchs verstanden werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung weisen die Ausnehmungen, insbesondere die Ausnehmungen einer sechsten Gruppe von Ausnehmungen, Längserstreckungen auf und definieren mit diesen Längserstreckungen Längsachsen, wobei die Längsachsen zumindest teilweise in eine Richtung zum Wärmeübertrager zeigen. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil einer druckverlustreduzierten Luftströmung zwischen der Öffnung und/oder der Vielzahl an Ausnehmungen und dem Wärmeübertrager.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist eine oder die Längserstreckung der Ausnehmungen auf eine Öffnungsgröße der Ausnehmungen so abgestimmt ist, dass im Gehäuse entstehender Schall zumindest teilweise gerichtet durch die Ausnehmungen nach außerhalb des Gehäuses dringt. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eventuelle Betriebsgeräusche oder Betriebslärm durch Abstimmung von Längserstreckung zu Öffnungsgröße der Ausnehmungen gezeilt beeinflusst werden können.
Bei dieser Maßnahme kann es sich insbesondere um eine Abstimmung eines Längenmaßes der Längserstreckung zum Durchmesser der Ausnehmung handeln. Bei dieser Maßnahme kann es sich insbesondere um eine Abstimmung des vorstehend eingeführten Winkels der Längsachse der Längserstreckung zum Längenmaß und/oder Durchmesser der Ausnehmung handeln.
Insbesondere kann das Längenmaß der Ausnehmung größer, vorzugsweise zumindest eineinhalbmal so groß, besonders bevorzugt zumindest zweimal so groß, als der Durchmesser der Ausnehmung gewählt werden. Alternativ oder ergänzend kann der Längsachsenwinkel umso größer gewählt werden, je kleiner das Längenmaß und/oder je größer der Durchmesser der Ausnehmung ist.
Die Erfindung betrifft auch eine Abdeckung zum zumindest teilweise luftdurchlässigen Abdecken einer Öffnung insbesondere einer Vorrichtung nach einer der vorstehenden Beschreibungen, aufweisend eine plattenförmige Gestalt mit einer Vorderseite und einer gegenüberliegenden beabstandeten Rückseite, wobei die Vorderseite und die Rückseite parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Abdeckung verlaufen, wobei zwischen der Vorderseite und der Rückseite eine Vielzahl kleinerer Ausnehmungen angeordnet ist, die mittels Zwischenstegen voneinander getrennt sind.
Die plattenförmige Gestalt kann insbesondere scheiben- und/oder quaderförmige, runde oder eckige Außenabmessungen aufweisen. Die Abdeckung kann insbesondere eine Dicke aufweisen, die deutlich kleiner ist, beispielsweise um einen Faktor von mindestens 10 kleiner, als eine Breite und/oder eine Länge oder ein Durchmesser der Abdeckung.
Alternativ kann die Abdeckung eine schalenförmig gebogene, insbesondere gewölbte, Gestalt aufweisen.
Die Vielzahl an Ausnehmungen beziehungsweise die Abdeckung mit einer Vielzahl an Ausnehmungen kann insbesondere als ein zumindest abschnittsweise für die Luft durchlässiges Strömungsgitter, Abdeckgitter, Abdeckplatte, Blende, Frontplatte, Designelement, Verschlusselement, Zugriffschutz (Handschutz) und/oder Kleintiersperre ausgebildet sein.
Die Abdeckung kann insbesondere eine zusammenhängende Struktur ausbilden. Darunter, dass die Abdeckung die Öffnung des Gehäuses abdeckt, soll hier insbesondere verstanden werden, dass die Abdeckung die Öffnung überspannt und für Luft durchströmbar verdeckt. Die Abdeckung kann insbesondere ein umlaufendes, mit den Zwischenstegen verbundenes oder verbindbares Rahmenelement umfassen.
Es wird vorgeschlagen, dass die Ausnehmungen sich in zumindest zwei Gruppen und/oder Mischgruppen von Ausnehmungen gliedern. Die Ausnehmungen einer ersten Gruppe von Ausnehmungen münden nach Art einer Durchgangsöffnung an der Vorderseite und an der Rückseite in eine freie Umgebung der Abdeckung. Die Ausnehmungen einer zweiten Gruppe von Ausnehmungen sind, insbesondere im Bereich der Vorderseite und/oder der Rückseite, insbesondere nach Art eines Sacklochs, verschlossen. Die Ausnehmungen einer dritten Gruppe von Ausnehmungen weisen Längserstreckungen auf und definieren mit diesen Längserstreckungen Längsachsen, die im Wesentlichen entlang einer Orthogonalen zur Haupterstreckungsebene der Abdeckung verlaufen. Die Ausnehmungen einer vierten Gruppe von Ausnehmungen weisen Längserstreckungen auf und definieren mit diesen Längserstreckungen Längsachsen, die schräg, insbesondere unter einem Winkel im Bereich von 20° bis 60°, vorzugsweise im Bereich von 30° bis 50°, besonders bevorzugt von 45°, zu einer Orthogonalen zur Haupterstreckungsebene der Abdeckung verlaufen. Eine solche Abdeckung hat den Vorteil, eine Luftströmung optimiert über die Querschnittsfläche einer benachbarten Komponente, insbesondere über die Wärmeübertragerfläche, stromaufwärts und/oder stromabwärts der Abdeckung zu verteilen und/oder auszurichten. Insbesondere kann die Luftströmung benutzerdefiniert, beispielsweise gleichmäßig, über die Querschnittsfläche der benachbarten Komponente, insbesondere über die Wärmeübertragerfläche, stromaufwärts und/oder stromabwärts der Abdeckung verteilt werden. Insbesondere können Ausnehmungen der zumindest zwei Gruppen von Ausnehmungen gezielt ausgewählt und an der Abdeckung angeordnet werden. Beeinflussungen der Luftströmung seitens der benachbarten Komponente können so kompensiert werden und eine gewünschte, insbesondere gleichmäßige oder gerichtete, Durchströmung erfolgt. Weiter können Abschnitte der benachbarten Komponente gezielt mit Luft angeströmt werden.
Unter dem Begriff der benachbarten Komponenten können insbesondere im Luftstrom stromaufwärts und/oder stromabwärts der Abdeckung angeordnete Komponenten der Vorrichtung verstanden werden. Benachbarte Komponenten können beispielsweise der zumindest eine Wärmeübertrager, das zumindest eine Gebläse, zumindest ein Sensor, zumindest ein Stellelement und/oder zumindest ein Strömungsleitelement sein.
Die Ausnehmungen der verschiedenen Gruppen von Ausnehmungen können zwischen anderen Ausnehmungen anderer Gruppen einzeln oder gruppenweise, insbesondere streifenförmig (reihenförmig) und/oder feldweise (blockweise) über der Querschnittsfläche der Öffnung und/oder in der Fläche der Abdeckung angeordnet sein.
Die Zwischenstege dienen als Wand zur seitlichen Abgrenzung der Ausnehmungen untereinander und zur Herstellung eines Zusammenhalts und verlaufen entsprechend im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse einer Längserstreckung der Ausnehmungen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Abdeckung mit einer Vielzahl an Ausnehmungen wird durch einen Spritzguss- oder Druckgussprozess hergestellt. Damit ist eine kostengünstige Massenfertigung möglich.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Abdeckung umfasst einen Schaumstoff, insbesondere einen offenzelligen Schaumstoff, bevorzugt umfassend einen Dämmschaum wie Polyurethan. Diese Ausgestaltung kann Geräusche, beispielsweise Körperschall, wie er beim Betrieb des Gebläses entsteht, oder Luftschall, wie er von strömender Luft erzeugt werden, gut dämpfen.
Weiter betrifft die Erfindung eine auf einem Dach montierbare Wärmepumpe oder Teile davon, enthaltend eine Vorrichtung nach einer der vorstehenden Beschreibungen.
Alternativ betrifft die Erfindung eine beliebige, beispielsweise im Wesentlichen ebenerdig in einer Außenumgebung montierbare, Wärmepumpe oder Teile davon, enthaltend eine Vorrichtung nach einer der vorstehenden Beschreibungen.
Eine solche Wärmepumpe oder solche Wärmepumpenkomponenten (beispielsweise eine Außeneinheit) nutzen insbesondere Luft in der Außenumgebung, in einem Heizbetrieb der Wärmepumpe als Wärmequelle oder in einem Kühlbetrieb als Wärmesenke. Zur Wärmeübertragung zwischen einem Medium und Luft umfassen sie insbesondere einen Luft/Medium-Wärmeübertrager. Eine solche Wärmepumpe oder solche Wärmepumpenkomponenten arbeiten sehr vorteilhaft effizient und/oder geräuschoptimiert. Mittels der Vorrichtung und/oder der Abdeckung für Luft-Einströmöffnungen und/oder Luft-Ausströmöffnungen kann die Luft dem Wärmeübertrager optimiert und/oder geräuschreduziert zugeführt werden.
Insbesondere kann die Luft dem Wärmeübertrager gezielt, insbesondere gleichmäßig über die Wärmeübertragerfläche verteilt, zugeführt werden.
Mit der Erfindung können Strömungen, insbesondere Luftströmungen, insbesondere über einer Strömungsquerschnittsfläche, optimiert, insbesondere vergleichmäßigt, werden.
Ein über einer Querschnittsfläche ungleichmäßiges Strömungsprofil kann von einer benachbarten Komponente wie einem Gebläse, einem Wärmeübertrager, einer Strömungsumlenkung und/oder einem Stellglied und so weiter verursacht werden. Eine vorgeschaltete oder nachgeschaltete Vielzahl von Ausnehmungen und/oder eine vorgeschaltete oder nachgeschaltete Abdeckung mit einer Vielzahl von Ausnehmungen kann das Strömungsprofil optimieren, insbesondere vergleichmäßigen.
Zeichnung
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigt:

1 eine auf einem Dach montierte Vorrichtung zum Kühlen und/oder Erwärmen eines Mediums
2 Längsschnitt durch eine erste Vorrichtung
3 Längsschnitt durch eine zweite Vorrichtung
4 Ansichten einer ersten Abdeckung
5 Ansichten einer zweiten Abdeckung
6 Ansichten eines Ausschnitts aus einer dritten Abdeckung
7 Längsschnitt durch eine orthogonale Ausnehmung
8 Längsschnitt durch eine schräge Ausnehmung.

1 zeigt eine auf einem Dach montierte Vorrichtung zum Kühlen und/oder Erwärmen eines Mediums.
Die Vorrichtung 100 weist mindestens ein Gehäuse 102 auf, in dem mindestens ein von dem Medium durchströmbarer Wärmeübertrager 104 zum Kühlen und/oder Erwärmen eines Mediums angeordnet ist. Die Vorrichtung 100 umfasst ein Gebläse 106, das Luft 108 durch den mindestens einen Wärmeübertrager 104 zu befördern vermag (siehe Pfeile für strömende Luft 108). Das Gehäuse 102 weist zwei für die Luft durchlässige Öffnungen 110 auf (eine davon verdeckt auf der vom Betrachter abgewandten Rückseite der Vorrichtung 100). Die Öffnungen 110 sind jeweils von einer Vielzahl 200 kleinerer Ausnehmungen 202 (200, 202 hier nicht dargestellt, beispielsweise ist die Vielzahl 200 kleinerer Ausnehmungen 202 demontiert, Details siehe nachfolgende Figuren) bedeckbar. Diese Ausnehmungen 202 sind mittels Zwischenstegen 204 (hier nicht dargestellt, Details siehe nachfolgende Figuren) voneinander getrennt, wobei die Ausnehmungen 202 die Luft 108 teilweise kanalisieren und teilweise blockieren. Die Vorrichtung 100 ist hier zu Anschauungszwecken ohne die Ausnehmungen 202 dargestellt, die dem Betrachter zugewendete Öffnung 110 ist unbedeckt zu erkennen. Ebenfalls ist ein Durchbruch 112 im Gehäuse 102 vor dem V-förmigen Wärmeübertrager 104 offen dargestellt. Dieser Durchbruch 112 kann zu Wartungszwecken geöffnet sein und kann im Betrieb der Vorrichtung 100, insbesondere im Wesentlichen luftdicht, geschlossen sein, beispielsweise mittels eines Deckels (hier nicht dargestellt). Alternativ kann der Durchbruch 112 entfallen und das Gehäuse 102 an dieser Stelle geschlossen sein.
Im Betrieb saugt das Gebläse 106 Luft 108 aus der Außenumgebung 2 durch die seitlich an der Vorrichtung 100 angeordneten Eintrittsöffnungen 110 und durch die Vielzahl 200 von Ausnehmungen 202 (hier nicht dargestellt) in die Vorrichtung 100 an, fördert die Luft 108 durch den Wärmeübertrager 104 und bläst die Luft 108 durch eine oben an der Vorrichtung 100 angeordnete Austrittsöffnung 114 aus der Vorrichtung 100 in die Außenumgebung 2 aus.
Die Vorrichtung 100 ist Teil einer auf einem Dach 1 montierten Wärmepumpe 3, insbesondere einer Luftwärmepumpe. Die Wärmepumpe 3 ist mittels einer Fußkonstruktion 4 auf dem Dach 1 montiert. Beispielsweise kann der Wärmeübertrager 104 als Luft/Kältemittel-Wärmeübertrager beziehungsweise Verdampfer der Wärmepumpe 3 fungieren und zum Verdampfen eines in einem Kreislauf geführten Kältemittels dienen. Die beim Verdampfen vom Kältemittel aufgenommene Wärme kann der strömenden Luft 108 entzogen werden. Alternativ kann der Wärmeübertrager 104 als Kondensator der Wärmepumpe 3 fungieren. Die beim Kondensieren vom Kältemittel abgegebene Wärme kann mit der strömenden Luft 108 abgeführt werden.
Die Vorrichtung 100 ist vorliegend in einem oberen Abschnitt der Wärmepumpe 3 angeordnet. In einem unteren Abschnitt der Wärmepumpe 3 können weitere Komponenten der Wärmepumpe 3 angeordnet sein, beispielsweise ein weiterer Wärmeübertrager wie ein Kältemittel/Heizfluid-Wärmeübertrager, ein Kondensator, ein Kompressor, ein Expansionselement, eine Steuerungselektronik und/oder Sensoren, insbesondere zum Messen von Temperaturen und/oder Drücken.
2 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Vorrichtung 100. 3 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Vorrichtung 100.
Die Vorrichtung 100 dient zum Kühlen und/oder Erwärmen eines durch den Wärmeübertrager 104 zirkulierenden Mediums. Die Vorrichtung 100 weist ein Gehäuse 102, ein Gebläse 106 und für Luft 108 durchlässige Öffnungen auf (Eintrittsöffnung 110, Austrittsöffnung 114). Die Eintrittsöffnungen 110 sind von einer Vielzahl 200 kleinerer Ausnehmungen 202 bedeckt, die mittels Zwischenstegen 204 (besser zu erkennen in den 4 bis 9) voneinander getrennt sind. Die Ausnehmungen 202 kanalisieren die Luft teilweise (hier weiß dargestellt) und teilweise blockieren sie sie (hier schwarz dargestellt). Die in der rechten Bildhälfte der 2 und in 3 dargestellte Vielzahl 200 kleinerer Ausnehmungen 202 ist in einer zum Betrieb der Vorrichtung 100 geeigneten Position gezeigt. Die in der linken Bildhälfte der 2 dargestellte Vielzahl 200 kleinerer Ausnehmungen 202 ist in einer aus der Betriebsposition herausgerückten (beispielsweise demontierten) Position gezeigt.
Die Ausnehmungen 202 gliedern sich in zumindest zwei Gruppen. Die Ausnehmungen 202a (hier weiß dargestellt) einer ersten Gruppe von Ausnehmungen 202 kanalisieren die Luft 108 und verbinden einen Innenraum 116 des Gehäuses 102 und eine Außenumgebung 2 der Vorrichtung 100 nach Art einer Durchgangsöffnung luftdurchlässig. Die Ausnehmungen 202b (hier schwarz dargestellt) einer zweiten Gruppe von Ausnehmungen 202 sind verschlossen und blockieren die Luft 108.
Die Ausnehmungen 202 und die Zwischenstege 204 können als Teile einer Abdeckung 206 ausgebildet sein, wobei die Abdeckung 206 die Öffnung 110 des Gehäuses 102 abdeckt (siehe 2 rechte Bildhälfte, und 3). Die Abdeckung 206 ist montierbar und demontierbar (siehe 2 linke Bildhälfte).
Die Ausnehmungen 202 sind in einer Ebene, insbesondere der Haupterstreckungsebene der Öffnung 110, angeordnet.
Die Ausnehmungen 202 weisen Längserstreckungen auf und definieren mit diesen Längserstreckungen Längsachsen 208, die im Wesentlichen entlang einer Orthogonalen 118 zu einer Haupterstreckungsebene der Öffnung 110 verlaufen (in 2 gut zu erkennen).
Die Ausnehmungen 202 weisen Längserstreckungen auf und definieren mit diesen Längserstreckungen Längsachsen 208, die - insbesondere bei durchgängig offenen beziehungsweise luftdurchlässigen Ausnehmungen 202a - im Wesentlichen entlang einer Luftdurchgangsrichtung der Luft 108 durch die Öffnung 110 verlaufen.
Die Ausnehmungen 202 weisen Längserstreckungen auf und definieren mit diesen Längserstreckungen Längsachsen 208, die zumindest teilweise in eine Richtung zum Wärmeübertrager 104 zeigen.
Die gemäß 2 in die Vorrichtung 100 eintretende Luft 108 strömt von zwei Seiten in etwa in horizontaler Richtung durch zwei Öffnungen 110 in den Innenraum 116 des Gehäuses 102 und durch den Wärmeübertrager 104. An dem V-förmigen Wärmeübertrager 104 wird die Luft 108 in eine vertikale Strömungsrichtung umgelenkt. Von dem Gebläse 106 gefördert strömt die austretende Luft 108 durch die Öffnung 114 nach oben aus der Vorrichtung heraus. Die Umlenkung der Luft könnte nach dem Stand der Technik eine ungleichmäßige Verteilung der Luft 108 über der Fläche des Wärmeübertragers 104 bewirken, insbesondere dass mehr Luft 108 durch die in Gebläsenähe angeordneten Abschnitte des Wärmeübertragers 104 strömt als durch die in Gebläseferne angeordneten Abschnitte.
Die gemäß 3 in die Vorrichtung 100 eintretende Luft 108 strömt von links durch die Öffnung 110 in den Innenraum 116 des Gehäuses 102 und durch den Wärmeübertrager 104. Von dem Gebläse 106 gefördert strömt die austretende Luft 108 durch die Öffnung 114 nach rechts aus der Vorrichtung heraus. Das Gebläse 106 könnte nach dem Stand der Technik eine ungleichmäßige Verteilung der geförderten Luft 108 über der Fläche des Wärmeübertragers 104 bewirken, da übliche Gebläse Luft nicht in Form einer Kolbenströmung oder Pfropfenströmung fördern, sondern deutlich unterschiedliche Luftmengen und/oder Luftgeschwindigkeiten (Gebläseströmungsprofil) über einem beaufschlagten Strömungsquerschnitt erzeugen.
Die erfindungsgemäße Gestaltung der in/an der Öffnung 110 angeordneten Vielzahl 200 an Ausnehmungen 202, die die Luft teilweise kanalisieren, teilweise blockieren, dient zur gleichmäßigen Verteilung der Luft 108 auf die Fläche des Wärmeübertragers 104. Durch die gleichmäßige Verteilung der Luft 108 auf die Wärmeübertragerfläche wird auch die Wärme der Luft gleichmäßig auf die Wärmeübertragerfläche übertragen. Die gesamte Wärmeübertragerfläche wird effizient zur Wärmeübertragung ausgenutzt.
Insbesondere bei Verwendung des Wärmeübertragers 104 als Verdampfer 104 einer Wärmepumpe 3 ist die gleichmäßige Wärmeübertragung über der Wärmeübertragerfläche von Vorteil. Der Verdampfer 104 kann im Betrieb der Wärmepumpe 3 sehr kalt werden. Luftfeuchtigkeit in der Luft 108 kann sich als Eis auf der Luftseite des Verdampfers 104 niederschlagen und die Wärmeübertragung behindern. Das Eis muss unter Zeit- und Energieaufwand in regelmäßigen Zeitintervallen von dem Verdampfer 104 abgetaut und entfernt werden. Eine gleichmäßige Verteilung der Luft 108 auf die Verdampferfläche bewirkt einen gleichmäßigen, langsamen Eisniederschlag über der Verdampferfläche. Die Verdampferfläche wird lange vollflächig und effizient ausgenutzt. So können Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Abtauvorgängen optimiert, insbesondere verlängert, werden. Eine Jahresarbeitszahl SCOP einer Wärmepumpe 3 kann so optimiert, insbesondere erhöht, werden.
Die 4 und 5 zeigen eine erste und zweite Abdeckung 206 mit einer Vielzahl 200 von Ausnehmungen 202 und Zwischenstegen 204 in Draufsicht (4a und 5a) und im Querschnitt (4b und 5b).
6 zeigt einen Ausschnitt einer dritten Abdeckung 206 mit einer Vielzahl 200 von Ausnehmungen 202 und Zwischenstegen 204 in perspektivischer Ansicht (6a), im Querschnitt (6b) und in Draufsicht (6c).
Die Ausnehmungen 202 sind wabenförmig in der Haupterstreckungsebene der Abdeckung 206 angeordnet.
Die Abdeckung 206 dient zum zumindest teilweise luftdurchlässigen Abdecken einer Öffnung 110 insbesondere einer Vorrichtung 100 wie vorstehend beschrieben. Die Abdeckung 206 weist eine plattenförmige Gestalt mit einer Vorderseite 210 und einer gegenüberliegenden beabstandeten Rückseite 212 auf, wobei die Vorderseite 210 und die Rückseite 212 parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Abdeckung 206 verlaufen. Zwischen der Vorderseite 210 und der Rückseite 212 ist eine Vielzahl 200 von kleineren Ausnehmungen 202 und Zwischenstegen 204 angeordnet. Die Ausnehmungen 202 sind mittels Zwischenstegen 204 beziehungsweise Zwischenwänden 204 voneinander getrennt.
Die Ausnehmungen 202 gliedern sich in zumindest zwei Gruppen und/oder Mischgruppen von Ausnehmungen.
In 4 und 5 sind Ausnehmungen 202ac einer Mischgruppe von Ausnehmungen 202 dargestellt, die (i) nach Art einer Durchgangsöffnung an der Vorderseite 210 und an der Rückseite 212 in eine freie Umgebung der Abdeckung 206 münden und die Luft kanalisieren (Merkmal einer ersten Gruppe von Ausnehmungen 202a) und (ii) Längserstreckungen aufweisen und mit diesen Längserstreckungen Längsachsen 208 definieren, die im Wesentlichen entlang einer Orthogonalen 118 zur Haupterstreckungsebene der Abdeckung 206 verlaufen (vergleiche dazu 2 und 7; Merkmal einer dritten Gruppe von Ausnehmungen 202c).
Neben den vorgenannten Ausnehmungen 202ac sind weitere Ausnehmungen 202bc einer weiteren Mischgruppe von Ausnehmungen 202 dargestellt, die (i) nach Art eines Sacklochs im Bereich der Rückseite 212 der Abdeckung 206 verschlossen sind und die Luft blockieren (Merkmal einer zweiten Gruppe von Ausnehmungen 202b) und (ii) Längserstreckungen aufweisen und mit diesen Längserstreckungen Längsachsen 208 definieren, die im Wesentlichen entlang einer Orthogonalen 118 zur Haupterstreckungsebene der Abdeckung 206 verlaufen (vergleiche dazu 2 und 8; Merkmal einer dritten Gruppe von Ausnehmungen 202c).
In 6 sind Ausnehmungen 202ac einer Mischgruppe von Ausnehmungen 202 dargestellt, die (i) nach Art einer Durchgangsöffnung an der Vorderseite 210 und an der Rückseite 212 in eine freie Umgebung der Abdeckung 206 münden und die Luft kanalisieren (Merkmal einer ersten Gruppe von Ausnehmungen 202a) und (ii) Längserstreckungen aufweisen und mit diesen Längserstreckungen Längsachsen 208 definieren, die im Wesentlichen entlang einer Orthogonalen 118 zur Haupterstreckungsebene der Abdeckung 206 verlaufen (vergleiche dazu 2 und 8; Merkmal einer dritten Gruppe von Ausnehmungen 202c).
Neben den vorgenannten Ausnehmungen 202ac sind weitere Ausnehmungen 202ad einer weiteren Mischgruppe von Ausnehmungen 202 dargestellt, die (i) nach Art einer Durchgangsöffnung an der Vorderseite 210 und an der Rückseite 212 in eine freie Umgebung der Abdeckung 206 münden und die Luft kanalisieren (Merkmal einer ersten Gruppe von Ausnehmungen 202a) und (ii) Längserstreckungen aufweisen und mit diesen Längserstreckungen Längsachsen 208 definieren, die schräg, insbesondere unter einem Winkel W im Bereich von 20° bis 60°, vorzugsweise im Bereich von 30° bis 50°, besonders bevorzugt von 45°, zu einer Orthogonalen 118 zur Haupterstreckungsebene der Abdeckung 206 verlaufen (vergleiche dazu 9; Merkmal einer vierten Gruppe von Ausnehmungen 202d).
Die Ausnehmungen 202 sind durch Zwischenstege 204 voneinander getrennt.
Die Anordnung der vorgenannten Ausnehmungen 202 zueinander innerhalb der Abdeckung 206 beziehungsweise innerhalb der Vielzahl 200 an Ausnehmungen 202 kann verschieden gestaltet sein.
In 4 sind die Ausnehmungen 202ac oder 202bc einer Mischgruppe von Ausnehmungen 202 einzeln und/oder feldweise (blockweise, beispielsweise als Einzel-, Zweier- oder Mehrfachgrüppchen) zwischen einzeln und/oder feldweise (blockweise) angeordneten Ausnehmungen 202bc oder 202ac einer weiteren Mischgruppe über der Fläche der Abdeckung 206 angeordnet.
In 5 sind die Ausnehmungen 202ac oder 202bc einer Mischgruppe von Ausnehmungen 202 streifenweise (reihenförmig, beispielsweise als Einzel-, Zweier- oder Mehrfachreihe) zwischen streifenweise angeordneten Ausnehmungen 202bc oder 202ac einer weiteren Mischgruppe über der Fläche der Abdeckung 206 angeordnet.
In 6 sind die Ausnehmungen 202ac oder 202ad einer Mischgruppe von Ausnehmungen 202 als Mehrfachreihe neben einer Mehrfachreihe von Ausnehmungen 202ad oder 202ac einer weiteren Mischgruppe über der Fläche der Abdeckung 206 angeordnet.
7 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausnehmung 202ac mit Schallverlauf. 8 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausnehmung 202ad mit Schallverlauf.
Die Ausnehmung 202ac in 7 gehört zu einer Mischgruppe von Ausnehmungen 202, die (i) nach Art einer Durchgangsöffnung an der Vorderseite 210 und an der Rückseite 212 in eine freie Umgebung der Abdeckung 206 münden und die Luft kanalisieren (Merkmal einer ersten Gruppe von Ausnehmungen 202a) und (ii) Längserstreckungen aufweisen und mit diesen Längserstreckungen Längsachsen 208 definieren, die im Wesentlichen entlang einer Orthogonalen 118 zur Haupterstreckungsebene der Abdeckung 206 verlaufen (Merkmal einer dritten Gruppe von Ausnehmungen 202c).
Die Ausnehmung 202ad in 8 gehört zu einer Mischgruppe von Ausnehmungen 202, die (i) nach Art einer Durchgangsöffnung an der Vorderseite 210 und an der Rückseite 212 in eine freie Umgebung der Abdeckung 206 münden und die Luft kanalisieren (Merkmal einer ersten Gruppe von Ausnehmungen 202a) und (ii) Längserstreckungen aufweisen und mit diesen Längserstreckungen Längsachsen 208 definieren, die schräg, insbesondere unter einem Winkel W im Bereich von 20° bis 60°, vorzugsweise im Bereich von 30° bis 50°, besonders bevorzugt von 45°, zu einer Orthogonalen 118 zur Haupterstreckungsebene der Abdeckung 206 verlaufen (Merkmal einer vierten Gruppe von Ausnehmungen 202d).
Die in den 7 und 8 gezeigten Schallverläufe deuten anhand von gestrichelten Pfeilen an, wie Schall aus dem Innenraum 116 der Vorrichtung 100 direkt durch die Ausnehmungen 202ac beziehungsweise 202ad in die Außenumgebung 2 strahlt und/oder an den Zwischenstegen 204 reflektiert wird. Aus dem Vergleich der Schallverläufe der beiden 7 und 8 wird erkennbar, dass die Ausnehmung 202ac in 7 für eine direkte Schallabstrahlung mehr offene Durchtrittsfläche D (geschweifte Klammer) aufweist als die Ausnehmung 202ad in 8. Ebenfalls wird erkennbar, dass der reflektierte Schall bei der Ausnehmung 202ac nach 7 ähnlich in alle Richtungen verläuft. Der reflektierte Schall bei der Ausnehmung 202ad nach 8 verläuft deutlich nach oben gerichtet und ablenkt; es kommt auch zu einer Totalreflexion von Schall zurück in den Innenraum 116 des Gehäuses 102. Eine Vorrichtung 100 in Außenaufstellung 2, besonders bei Außenaufstellung 2 auf einem Dach 1, mit Ausnehmungen 202ad nach 8 lenkt einen Großteil des durch die Öffnung 110 austretenden Schalls nach schräg oben in Richtung zum Himmel ab; Außenbereiche 2 seitlich neben oder schräg unterhalb der Vorrichtung 100 sind vor Schall geschützt. Die schräg verlaufenden Ausnehmungen 202 und ihre Zwischenstege 204 richten den austretenden Schall aus einer genutzten, beispielsweise bewohnten, Außenumgebung 2 der Vorrichtung 100 weg, wodurch die Vorrichtung 100 als deutlich leiser und angenehmer wahrgenommen wird.

Claims

Vorrichtung (100) zum Kühlen und/oder Erwärmen eines Mediums mit mindestens einem Gehäuse (102), in dem mindestens ein von dem Medium durchströmbarer Wärmeübertrager (104) angeordnet ist, mit mindestens einem Gebläse (106), das Luft (108) durch den mindestens einen Wärmeübertrager (104) zu befördern vermag, wobei das Gehäuse (102) mindestens eine für die Luft (108) durchlässige Öffnung (110) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (110) von einer Vielzahl (200) kleinerer Ausnehmungen (202) bedeckt oder bedeckbar ist, die mittels Zwischenstegen (204) voneinander getrennt sind, wobei die Ausnehmungen (202) die Luft (108) teilweise kanalisieren und teilweise blockieren.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (202) sich in zumindest zwei Gruppen und/oder Mischgruppen gliedern, wobei a. die Ausnehmungen (202a) einer ersten Gruppe die Luft (108) kanalisieren und einen Innenraum (116) des Gehäuses (102) und eine Außenumgebung (2) des Gehäuses (102) nach Art einer Durchgangsöffnung luftdurchlässig verbinden, b. die Ausnehmungen (202b) einer zweiten Gruppe die Luft (108) blockieren und, insbesondere nach Art eines Sacklochs, zumindest teilweise verschlossen sind.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (202) Teil einer Abdeckung (206) sind, wobei die Abdeckung (206) die Öffnung (110) des Gehäuses (102) abdeckt.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (202) in einer Ebene angeordnet sind.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (202) wabenförmig angeordnet sind.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (202c) einer dritten Gruppe Längserstreckungen aufweisen und mit diesen Längserstreckungen Längsachsen (208) definieren, die im Wesentlichen entlang einer Orthogonalen (118) zu einer Haupterstreckungsebene der Öffnung (110) verlaufen.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (202d) einer vierten Gruppe Längserstreckungen aufweisen und mit diesen Längserstreckungen Längsachsen (208) definieren, die schräg, insbesondere unter einem Winkel (W) im Bereich von 20° bis 60°, vorzugsweise im Bereich von 30° bis 50°, besonders bevorzugt von 45°, zu einer Orthogonalen (118) zu einer Haupterstreckungsebene der Öffnung (110) verlaufen.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (202) einer fünften Gruppe Längserstreckungen aufweisen und mit diesen Längserstreckungen Längsachsen (208) definieren, die im Wesentlichen entlang einer Luftdurchgangsrichtung der Luft durch die Öffnung (110) verlaufen.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (202) einer sechsten Gruppe Längserstreckungen aufweisen und mit diesen Längserstreckungen Längsachsen (208) definieren, die zumindest teilweise in eine Richtung zum Wärmeübertrager (104) zeigen.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder die Längserstreckung der Ausnehmungen (202) auf eine Öffnungsgröße der Ausnehmungen (202) so abgestimmt ist, dass im Gehäuse (102) entstehender Schall zumindest teilweise gerichtet durch die Ausnehmungen (202) nach außerhalb des Gehäuses (102) dringt.
Abdeckung (206) zum zumindest teilweise luftdurchlässigen Abdecken einer Öffnung (110) insbesondere einer Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend eine plattenförmige Gestalt mit einer Vorderseite (210) und einer gegenüberliegenden beabstandeten Rückseite (212), wobei die Vorderseite (210) und die Rückseite (212) parallel zu einer Haupterstreckungsebene der Abdeckung (206) verlaufen, wobei zwischen der Vorderseite (210) und der Rückseite (212) eine Vielzahl (200) kleinerer Ausnehmungen (202) angeordnet ist, die mittels Zwischenstegen (204) voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (202) sich in zumindest zwei Gruppen und/oder Mischgruppen gliedern, wobei a. die Ausnehmungen (202a) einer ersten Gruppe nach Art einer Durchgangsöffnung an der Vorderseite (210) und an der Rückseite (212) in eine freie Umgebung der Abdeckung (206) münden, b. die Ausnehmungen (202b) einer zweiten Gruppe im Bereich der Vorderseite (210) und/oder der Rückseite (212), insbesondere nach Art eines Sacklochs, verschlossen sind, c. die Ausnehmungen (202c) einer dritten Gruppe Längserstreckungen aufweisen und mit diesen Längserstreckungen Längsachsen (208) definieren, die im Wesentlichen entlang einer Orthogonalen (118) zur Haupterstreckungsebene der Abdeckung (206) verlaufen, d. die Ausnehmungen (202d) einer vierten Gruppe Längserstreckungen aufweisen und mit diesen Längserstreckungen Längsachsen (208) definieren, die schräg, insbesondere unter einem Winkel (W) im Bereich von 20° bis 60°, vorzugsweise im Bereich von 30° bis 50°, besonders bevorzugt von 45°, zu einer Orthogonalen (118) zur Haupterstreckungsebene der Abdeckung (206) verlaufen.
Abdeckung (206) mit einer Vielzahl (200) an Ausnehmungen (202) für eine Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, hergestellt durch einen Spritzguss- oder Druckgussprozess.
Abdeckung (206) nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch einen Schaumstoff, insbesondere einen offenzelligen Schaumstoff, bevorzugt umfassend einen Dämmschaum wie Polyurethan.
Auf einem Dach montierbare Wärmepumpe (3) oder Teile davon enthaltend eine Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.