DE102022213574A1

DE102022213574A1 - Wärmepumpe mit schwingungsbeeinflussungseinrichtung

Info

Publication number: DE102022213574A1
Application number: DE102022213574.1A
Authority: DE
Inventors: Florian HANSLIK
Original assignee: Vertiv SRL
Current assignee: Vertiv It Srl
Priority date: 2022-10-10
Filing date: 2022-12-13
Publication date: 2024-04-11

Abstract

Beschrieben ist eine Wärmepumpe (100) mit folgenden Merkmalen: einem Verdampfer (10) zum Verdampfen von Arbeitsflüssigkeit, um einen Arbeitsdampf zu erhalten; einem Verdichter (20) zum Verdichten des Arbeitsdampfs, um einen verdichteten Arbeitsdampf zu erhalten; einem Verflüssiger (30) zum Verflüssigen des verdichteten Arbeitsdampfs; einem Gestell (40), an dem der Verdampfer (10), der Verflüssiger (30) und/oder der Verdichter (20) befestigt ist; und einer Schwingungsbeeinflussungseinrichtung (50), die ausgebildet ist, um den Verdichter (20) von dem Verdampfer (10), von dem Verflüssiger (30) und/oder von dem Gestell (40) schwingungsmäßig zu entkoppeln, und/oder um eine Schwingung des Verdichters (20) aktiv oder passiv zu reduzieren. Außerdem sind ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe (100) und Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpe (100) beschrieben.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Wärmepumpe mit einer Schwingungsbeeinflussungseinrichtung, ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe und ein Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpe.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Wärmepumpen sind die einzelnen Komponenten der Wärmepumpe, wie beispielsweise der Verdampfer und ein zugehöriger Verdampferbehälter und/oder der Verdichter und ein zugehöriger Verdichterbehälter und/oder und der Verflüssiger und ein zugehöriger Verflüssigerbehälter, fest miteinander verbunden.
In der Veröffentlichung Tadayoshi et al.: Centrifugal turbo chiller using water as refrigerant and lubricant, The 11th International Conference on Compressors and their Systems, Journal of Process Mechanical Engineering, veröffentlicht am 1. Juli 2020, DOI: 10.1177/0954408920938197 ist ein Wasserkältemittel-Wärmepumpensystem mit einem Wasserdampfturbokompressor beschrieben, bei dem der Verdichter und das Spiralgehäuse direkt mit den Verdampfer- und Verdichter-Behältern fest verbunden sind.
Durch das feste Verbinden der einzelnen Komponenten werden während eines Betriebes der Wärmepumpe entstehende Schwingungen, insbesondere Resonanzen, von der einen Komponente auf eine andere Komponente übertragen. Solche Schwingungen werden üblicherweise in dem Antriebsmotor des Verdichters der Wärmepumpe erzeugt. In der Regel weisen der Verdampfer und der Verdichter Behälter mit großen Volumina bzw. mit großen Flächen auf, die Schallwellen reflektieren und abstrahlen, und damit eine Schwingungsübertragung zwischen den einzelnen Komponenten der Wärmepumpe begünstigen. Es können auch Spannungen und mechanische Dehnungen durch Temperaturunterschiede in den verschiedenen Regionen der Wärmepumpe entstehen, die durch die feste Verbindung der einzelnen Komponenten zwischen einer Komponente und einer anderen Komponente entstehenund die nicht sofort ausgeglichen werden können.. Dies kann zur Folge haben, dass die Wärmepumpe mechanisch und/oder thermodynamisch instabil arbeitet und die Komponenten mechanisch stärker belastet werden.
Durch das feste Verbinden der einzelnen Komponenten müssen die einzelnen Komponenten, wie beispielsweise das Spiralgehäuse, die Anschlussstutzen der Behälter und/oder die Bypassleitung, der Wärmepumpe sehr genau gefertigt werden, um eine Montage zu gewährleisten, die frei von Verzwängungen und damit frei von inneren Spannungen ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Wärmepumpenkonzept bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Wärmepumpe nach Patentanspruch 1, ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe nach Patentanspruch 15 oder ein Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpe nach Patentanspruch 16 gelöst.
Eine Kernidee der vorliegenden Erfindung liegt darin, Schwingungen, welche insbesondere durch einen Betrieb eines Antriebsmotors in einzelnen Komponenten der Wärmepumpe entstehen können und welche Resonanzfrequenzen bewirken können, derart von anderen Komponenten der Wärmepumpe zu entkoppeln, dass Schwingungen möglichst nicht von einer Komponenten auf eine andere Komponente der Wärmepumpe übertragen werden. Hierdurch wird die Lebensdauer der Wärmepumpe verlängert. Hierin ist eine Entkopplung des Antriebs von den anderen Komponenten der Wärmepumpe, wie beispielsweise den Behältern des Verdampfer und/oder des Verdichter, vorgeschlagen.
Die vorgeschlagene Wärmepumpe umfasst einen Verdampfer zum Verdampfen von Arbeitsflüssigkeit, um einen Arbeitsdampf zu erhalten; einen Verdichter zum Verdichten des Arbeitsdampfs, um einen verdichteten Arbeitsdampf zu erhalten; einen Verflüssiger zum Verflüssigen des verdichteten Arbeitsdampfs; und ein Gestell, an dem der Verdampfer, der Verflüssiger und/oder der Verdichter befestigt ist/sind. Zur Entkopplung von möglichen auftretenden Schwingungen um fasst die vorgeschlagene Wärmepumpe ferner eine Schwingungsbeeinflussungseinrichtung, die ausgebildet ist, um den Verdichter von dem Verdampfer, von dem Verflüssiger und/oder von dem Gestell schwingungsmäßig zu entkoppeln, und/oder um eine Schwingung des Verdichters aktiv oder passiv zu reduzieren. Die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung ist dazu ausgebildet, eine Komponente der Wärmepumpe, wie beispielsweise den Verdichter, von einer anderen Komponente der Wärmepumpe, wie beispielsweise den Verdampfer, zu entkoppeln, um eine Schwingungsübertragung von der einen Komponente, wie beispielsweise dem Verdichter, auf die andere Komponente, wie beispielsweise dem Verdampfer, zu reduzieren, insbesondere zu vermeiden. Die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung kann ein elastisches Verbindungselement oder mehrere elastische Verbindungselemente umfassen. Insbesondere können elastische Verbindungselemente zwischen den einzelnen Komponenten der Wärmepumpe eingesetzt werden, um eine Schwingungsentkopplung zu erzielen, d.h. um eine Schwingungsübertragung von der einen Komponente auf die andere Komponente zu reduzieren, insbesondere um diese zu vermeiden. Ein elastisches Verbindungselement kann insbesondere thermisch isolierend ausgebildet sein, wodurch durch Vorsehen der Schwingungsbeeinflussungseinrichtung auch eine thermische Entkopplung der einzelnen Komponenten der Wärmepumpe erfolgen kann. Mit anderen Worten, durch Bereitstellen der Schwingungsbeeinflussungseinrichtung kann eine Übertragung von Temperatur von der einen Komponente der Wärmepumpe auf die andere Komponente der Wärmepumpe reduziert, insbesondere vermieden, werden. Die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung umfasst bevorzugt als elastische Verbindungselemente Schläuche oder Schlauchmuffen, welche die einzelnen Komponenten der Wärmepumpe flexibel miteinander verbinden. Flexibel verbinden ist insoweit auszulegen, dass Toleranzen zwischen den einzelnen Komponenten durch die elastischen Verbindungselemente einfach ausgeglichen werden können. Eine passgenaue Montage der Wärmepumpe ist somit nicht mehr erforderlich. Die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung kann ferner bevorzugt elastische Dämpfer umfassen, um die Spiralgehäuse der Wärmepumpe elastisch an einem Gestell der Wärmepumpe anzubringen.
Ein weiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben der soeben beschriebenen Wärmepumpe und ein Verfahren zum Herstellen der soeben beschriebenen Wärmepumpe.
Das Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe mit einem Verdampfer zum Verdampfen von Arbeitsflüssigkeit, um einen Arbeitsdampf zu erhalten; einem Verdichter zum Verdichten des Arbeitsdampfs, um einen verdichteten Arbeitsdampf zu erhalten; einem Verflüssiger zum Verflüssigen des verdichteten Arbeitsdampfs; und einem Gestell, an dem der Verdampfer, der Verflüssiger und/oder der Verdichter befestigt ist, umfasst folgenden Schritt: schwingungsmäßiges Entkoppeln des Verdichters von dem Verdampfer, von dem Verflüssiger und/oder von dem Gestell, und/oder aktives oder passives Reduzieren einer Schwingung des Verdichters.
Das Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpe mit einem Verdampfer zum Verdampfen von Arbeitsflüssigkeit, um einen Arbeitsdampf zu erhalten; einem Verdichter zum Verdichten des Arbeitsdampfs, um einen verdichteten Arbeitsdampf zu erhalten; einem Verflüssiger zum Verflüssigen des verdichteten Arbeitsdampfs; und einem Gestell, an dem der Verdampfer, der Verflüssiger und/oder der Verdichter befestigt ist, umfasst folgenden Schritt: Ausbilden einer Schwingungsbeeinflussungseinrichtung, um den Verdichter von dem Verdampfer, von dem Verflüssiger und/oder von dem Gestell schwingungsmäßig zu entkoppeln und/oder um eine Schwingung des Verdichters aktiv oder passiv zu reduzieren.
Das erfindungsgemäße Wärmepumpenkonzept ist dahingehend vorteilhaft, dass es während eines Betriebes der Wärmepumpe mechanisch und oder thermodynamisch stabil arbeitet, wobei ferner während eines Betriebes der Wärmepumpe keine Schwingungen und oder Temperaturen von einer Komponente auf eine andere Komponenten übertragen werden.
Es versteht sich, dass einzelne Aspekte, welche in Bezug auf die Wärmepumpe beschrieben sind, auch als Verfahrensschritt umgesetzt werden können und umgekehrt. Weitere Details werden im Rahmen der nachfolgenden Bildbeschreibung erörtert.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigen:

1 ein Hydraulikschema einer Wärmepumpe;
2 einen perspektivischen Ausschnitt aus einer Wärmepumpe;
3 einen perspektivischer Ausschnitt aus einer Wärmepumpe zur Entkopplung des Spiralgehäuses;
4 einen perspektivischen Ausschnitt aus einer Wärmepumpe zur elastischen Aufhängung der Spiralgehäuseverdichter;
5 eine perspektivische Ansicht eines Verbindungsschlauches;
6a-c eine perspektivisches Ansicht eines Schwingmetall ® Puffers (a) und zweidimensionale Seitenansicht eines Schwingmetall ® Puffers (b), sowie tabellarisch zusammengefasste Eigenschaften des Schwingmetall ® Puffers (c);
7 eine Darstellung eines elastisches Verbindungselements;
8 eine Darstellung eines Stop-Chock - Metalldämpfers;
9 eine passive Schwingungsminderung durch Tilger;
10 eine aktive Schwingungsminderung durch aktive Tilger mit Aktoren;
11 eine Anordnung von Tilgern in der Wärmepumpe zur Schwingungsisolation;
12 eine Anordnung von Tilgern in der Wärmepumpe zur Schwingungsisolation;
13 eine Darstellung eines Wellschlauches;
14 eine perspektivische Ansicht einer Wärmepumpe mit Berstschutz;
15 eine Darstellung eines geräuschdämpfendes Materials;
16 eine perspektivische Ansicht einer Wärmepumpe zur Entkopplung einer Fremdgasabsaugung und eines Freikühlungsmodul;
17 ein Spiralgehäuse mit Fangvorrichtung;
18 ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe; und
19 ein Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpe.

Einzelne Aspekte der hierin beschriebenen Erfindung sind nachfolgend in den 1 bis 19 beschrieben. In der vorliegenden Anmeldung betreffen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichwirkende Elemente, wobei nicht alle Bezugszeichen in allen Zeichnungen, sofern sie sich wiederholen, erneut dargelegt sein müssen.
1 zeigt schematisch in Form eines Hydraulikschemas einen Aufbau einer Wärmepumpe 100 mit einem Verdampfer 10 zum Verdampfen von Arbeitsflüssigkeit, um einen Arbeitsdampf zu erhalten; einem Verdichter 20 zum Verdichten des Arbeitsdampfs, um einen verdichteten Arbeitsdampf zu erhalten; und einem Verflüssiger 30 zum Verflüssigen des verdichteten Arbeitsdampfs. Gemäß dem Hydraulikschema nach 1 sind das erste und zweite Spiralgehäuse 78 liegend, insbesondere in einer x-y Ebene, angeordnet. Die erste Verdichterstufe 70-1 ist über einen Zwischenkühler 42 mit der zweiten Vedichterstufe 70-n verbunden. Der Zwischenkühler 42 hat einen Zwischenkühlungsraum 43, welchen das verdichte Arbeitsfluid passiert und innerhalb des Zwischenkühlungsraums 43 abgekühlt wird. Der Zwischenkühlungsraum 43 weist einen Eingang 47 zum Zwischenkühlungsraum 43 und einen Ausgang 46 aus dem Zwischenkühlungsraum 43 zur zweiten Verdichterstufe 70-n auf. Von dem Ausgang 46 aus dem Zwischenkühlungsraum 43 zur zweiten Verdichterstufe 70-n erstreckt sich ein Bypass-Rohr 84. Falls nur die erste Verdichterstufe 70-1 betrieben werden soll, so passiert das verdichtete Arbeitsfluid den Zwischenkühler 42 nicht, sondern ein Rohr 45, welches direkt in den Verflüssiger 30 mündet. Das Zwischenkühleraustrittsrohr 45 weist eine Klappe 83 auf, welche geschlossen ist, wenn das Arbeitsfluid auch die zweite Verdichterstufe 70-2 passieren soll, oder welche geöffnet ist, wenn das Arbeitsfluid aus der ersten Verdichterstufe 70-1 direkt in den Verflüssiger 30 geführt werden soll. Die Klappe 83 kann ansteuerbar oder als Thermoelement ausgebildet sein. Der Zwischenkühler 42 weist einen Zwischenkühlungssammelbehälter 44 auf. Zwischen dem Verflüssiger 30 und dem Verdampfer 10 ist ein Bypass-Rohr bzw. Bypass-Strang 85 angeordnet, welcher ebenfalls eine Klappe 83 aufweist. Die Klappe 83 in dem Bypass-Strang 85 kann ansteuerbar oder als Thermoelement ausgebildet sein.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Wärmepumpe 100 mit den soeben beschriebenen Komponenten. Außerdem ist der 2 zu entnehmen, dass die Wärmepumpe 100 ein Gestell 40, an dem der Verdampfer 10, der Verflüssiger 30 und/oder der Verdichter 20 befestigt ist/sind. Wie der 2 weiter zu entnehmen ist, umfasst die Wärmepumpe 100 eine Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50, die ausgebildet ist, um den Verdichter 20 von dem Verdampfer 10, von dem Verflüssiger 30 und/oder von dem Gestell 40 schwingungsmäßig zu entkoppeln, und/oder um eine Schwingung des Verdichters 20 aktiv oder passiv zu reduzieren. Insbesondere sind die einzelnen Komponenten der Wärmepumpe, wie beispielsweise der Verdampfer 10, der Verdichter 20, der Verflüssiger 30 und/oder das Gestell 40 über die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50, untereinander voneinander entkoppelt, um eine Schwingungsübertragung und/oder eine thermische Übertragung zu reduzieren, insbesondere zu vermeiden. Ferner umfasst der Verdampfer 10 einen Verdampferbehälter 11, der Verdichter 20 einen Verdichterbehälter 21, und der Verflüssiger 30 einen Verflüssigerbehälter 31.
Bevorzugt weist die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50 ein elastisches Verbindungselement 60 zwischen dem Verdichter 20 und dem Gestell 40, zwischen dem Verdampfer 10 und dem Gestell 40 und/oder zwischen dem Verflüssiger 30 und dem Gestell 40 auf. Insbesondere weist die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50 mehrere elastische Verbindungselemente 60 auf, um die einzelnen Komponenten der Wärmepumpe 100, wie beispielsweise den Verdampfer 10, den Verdichter 20, den Verflüssiger 30 und/oder das Gestell 40 über die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50, untereinander voneinander zu entkoppeln. Hierdurch kann eine direkte Schwingungsübertragung zwischen den einzelnen Komponenten der Wärmepumpe 100 reduziert, insbesondere verhindert, werden.
Wie beispielsweise jeweils allein und in Zusammenschau der 2, 3, 4, 11, 12, 14, 16 und17 zu sehen ist, weist der Verdichter 20 ein Verdichter-Eingangsrohr 22 und ein Verdichter-Ausgangsrohr 24 aufweist. Ferner weist der Verdampfer 10 ein Verdampfer-Ausgangsrohr 14 auf. Ferner weist der Verflüssiger 30 ein Verflüssiger-Eingangsrohr 32 auf. Die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50 weist jeweils ein elastisches Verbindungselement 60 zwischen dem Verdichter-Ausgangsrohr 24 und dem Verflüssiger-Eingangsrohr 32 und/oder zwischen dem Verdampfer-Ausgangsrohr 14 und dem Verdichter-Eingangsrohr 22 auf. Insbesondere kann mindestens ein elastisches Verbindungselement 60 zwischen verschiedenen Komponenten der Wärmepumpe 100 angeordnet sein, um jede Komponente der Wärmepumpe 100 von den anderen Komponenten der Wärmepumpe 100 mechanisch und/oder thermisch zu entkoppeln.
Bevorzugt weist der Verdichter 20 zwei oder mehr Verdichterstufen 70 auf, wobei das Verdichter-Eingangsrohr 22 an einer ersten Verdichterstufe 70-1 angeordnet ist und das Verdichter-Ausgangsrohr 24 an einer zweiten oder letzten Verdichterstufe 70-n angeordnet ist, und wobei ein Zwischenkühlerbehälter zwischen der ersten Verdichterstufe 70-1 und der zweiten oder der letzten Verdichterstufe 70-n angeordnet ist. Vorliegend beziffert das Bezugszeichen n eine natürliche Zahl größer oder gleich zwei. Ferner weist die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50, insbesondere jeweils, ein elastisches Verbindungselement 60 zwischen dem Zwischenkühlerbehälter und der ersten Verdichterstufe 70-1 und/oder zwischen dem Zwischenkühlerbehälter und der zweiten oder letzten Verdichterstufe 70-n aufweist. Insbesondere ist die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50 durch eine Mehrzahl an ein elastischen Verbindungselementen 60 definiert. Die Mehrzahl an elastischen Verbindungselementen 60 können elastische Verbindungselemente 60 mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften, wie beispielsweise Temperaturleitfähigkeit, Shore-Stärke etc. sein (siehe beispielsweise die Tabelle in 6c, wobei die physikalischen Werte in der Tabelle zu 6c nicht abschließend zu verstehen ist) .
Bevorzugt ist das elastische Verbindungselement 60, das mit dem Gestell 40 verbunden ist, als elastisches Entkopplungselement, als Schwingmetall®-Puffer, als Gummi-ummantelte Schrauben-/Mutterverbindung oder als Metalldämpfer ausgebildet ist. 6a und 6b zeigen beispielsweise Schwingmetall®-Puffer. 7 zeigt eine Gummi-ummantelte Schrauben-/Mutterverbindung. Insbesondere ist das Spiralgehäuse 78 oder sind die Spiralgehäuse 78 mit einem oder mehreren elastischen Verbindungelementen 60 and dem Gestell 40 dämpfend aufgehängt. Beispielsweise können drei oder vier Dämpfer 94, d.h. drei oder vier elastische Verbindungselemente 60 genutzt werden, um ein Spiralgehäuse 78 an dem Gestell 40 aufzuhängen, oder anzuordnen. Bevorzugt wird ein Schwingmetall®-Puffer mit folgenden Eigenschaften eingesetzt, Durchmesser d=20mm, Höhe h=15mm, Lange I=19mm (vgl. 6c und 6b). Weitere Eigenschaften des bevorzugten Schwingmetall®-Puffers sind der Tabelle in 6c zu entnehmen, welche mit dem Bezugszeichen 105 bezeichnet sind. Eine Gummi-ummantelte Schrauben-/Mutterverbindung, wie in 7 gezeigt ist, kann beispielsweise zur Anbindung des oder der Spiralgehäuse(s) 78 an die weiteren Komponenten des Verdichters 20 verwendet werden. Durch Verwendung der Gummi-ummantelte Schrauben-/Mutterverbindung kann eine Führung der miteinander angebundenen Komponenten (wie beispielsweise Spiralgehäuse 78 und weitere Komponente des Verdichters 20) in einer Querrichtung erfolgen. Die Querrichtung bezeichnet eine Richtung entlang der angebundenen Komponente. Die Gummi-ummantelte Schrauben-/Mutterverbindung umfasst einen Führungsstift 106, an welche eine Komponente der Wärmepumpe angebunden sein kann. Die Querrichtung zeigt entlang einer Länge des Führungsstiftes 106 (siehe 7).
Ferner bevorzugt ist das elastische Verbindungselement 60 als elastische Verbindungsmuffe, als faserverstärkte Schlauchmuffe oder als Gummimuffe ausgebildet. 5 zeigt beispielsweise das elastische Verbindungselement 60 als Silikonschlauch, welcher beispielsweise vier-lagig ausgebildet sein kann. Beispielsweise ist ein vier-lagig ausgebildeter Silikonschlauch sehr widerstandsfähig und weist eine Betriebstemperatur von -50°C bis 250°C auf. Insbesondere können Spiralgehäuse 78 der Wärmepumpe 100 mit Hilfe von Elastodämpfern an dem Gestell 40 angebracht werden.
Weiter bevorzugt ist das elastische Verbindungselement 60 sogenannter Stop-Chock-Metalldämpfer (stop chock ist englisch für Stopp-Einbaustück) ausgebildet, wie ein solcher beispielsweise 8 zu entnehmen ist. Der Stop-Chock-Metalldämpfer ist alterungsbeständig, da die Dämpfung durch verdrilltes Drahtgeflecht erreicht wird. Der Gebrauch von gummielastischen Material ist bei dem Stop-Chock-Metalldämpfer nicht notwendig. In 8 sind unterschiedliche Ausführungsformen des Stop-Chock-Metalldämpfers zu sehen, auf welche im Detail nicht eingegangen wird, da der Stop-Chock-Metalldämpfer dem Fachmann bekannt ist.
Bevorzugt umfasst die Wärmepumpe 100 mehrere Entkopplungen, wie beispielsweise mindestens vier Entkopplungen. Hierbei könnte eine erste Entkopplung zwischen einem Ansaugstutzen des Verdichters 20 und einem ersten Spiralgehäuse 78 des Verdichters 20 angeordnet sein. Eine zweite Entkopplung könnte zwischen dem Spiralgehäuse 78 des Verdichters 20 und einem Zwischenkühler angeordnet sein. Eine dritte Entkopplung könnte zwischen dem Zwischenkühler und einem zweiten Spiralgehäuse 78 des Verflüssigers 30 oder einer zweiten oder letzten Verdichterstufe (70-n) angeordnet sein. Eine vierte Entkopplung könnte zwischen dem Spiralgehäuse 78 und dem Verflüssiger 30 angeordnet sein. Im Sinne der vorliegenden Erfindung können weniger oder mehr Entkopplungen zwischen den einzelnen Komponenten der Wärmepumpe 100 vorgesehen sein.
Vor Allem aber müssen die Spiralgehäuse 78 der Wärmepumpe 100 vollständig von den anderen Komponenten der Wärmepumpe 100 entkoppelt sein, um die Übertragung von Schwingungen zu den anderen Komponenten, insbesondere zu den Behältern und in das Gestell 40, zu vermeiden.
Bevorzugt ist das elastische Verbindungselement 60 so ausgebildet ist, das eine freie Länge des elastischen Verbindungselements 60 zwischen den festen Rohrenden kleiner oder gleich 20 mm ist. Bei Verwendung eines Silikonschlauches oder eine Silikonmuffe, wie in 5 gezeigt, umfasst eine freie Länge zwischen den Bauteilen 20mm oder 15mm oder weniger. Bei einer freien Länge des Silikonschlauches oder der Silikonmuffe von maximal 20mm oder 15mm oder weniger zwischen den Stutzen kann ein übermäßiges Einsaugen aufgrund des Unterdrucks verhindert werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein aramidfaserverstärkter Schlauch oder Muffe verwendet werden. Ein aramidfaserverstärker Schlauch oder Muffe kann insbesondere an Stellen eingesetzt werden, wo eine erhöhte Temperatur und/oder ein Unterdruck in der Wärmepumpe 100 entsteht. An Stellen, wo keine erhöhte oder erniedrigte Temperatur oder ein Unterdruck oder ein Überdruck entsteht, können auch eine Schläuche bzw. Muffen statt eines aramidfaserverstärken Schlauches bzw. Muffe verwendet werden. Wie soeben beschrieben, können statt eines Schlauches oder zusätzlich zu einem Schlauch auch elastische Muffen eingesetzt werden. Auch der Einsatz einer oder mehrerer Polyestereinlage(n). Bevorzugt haben die Schläuche, welche insbesondere als Kühlschlauche ausgebildet sind, ab LW 20 haben eine Rayon-Cordeinlage. Bevorzugt sind die Schläuche aus EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) gefertigt, insbesondere umfassen die Schläuche eine Gewebeeinlage.
Bevorzugt weist der Verdichter 20 ein Spiralgehäuse 78 und einen Antriebsmotor 80 auf, der mit dem Spiralgehäuse 78 verbunden ist, wobei die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50 ausgebildet ist, um das Spiralgehäuse 78 elastisch mit dem Verdampfer 10, dem Verflüssiger 30 und/oder dem Gestell 40 zu koppeln. Das elastische Koppeln umfasst das Entkoppeln von Schwingungen, welche insbesondere durch den Betrieb des Antriebsmotors 80 entstehen können. Das Spiralgehäuse 78 ist beispielsweise in 2 zu sehen, wobei der Antriebsmotor 80 unter einem Berst-Eimer 90 angeordnet ist.
Bevorzugt weist die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50 einen Schwingungstilger 82 auf, der an dem Verdichter 20 angeordnet ist und ausgebildet ist, um die Schwingung des Verdichters 20 durch einen Betrieb des Verdichters 20 passiv oder aktiv zu reduzieren. Das englische Wort „tilger“ bezeichnet eine Kippvorrichtung, wobei das englische Wort „tilger“ im deutsch Sprachfachjargon Einzug gefunden hat und vorliegend genutzt wird. 9 zeigt beispielsweise einen Schwingungstilger 82, welcher passiv arbeitet, während 10 einen Schwingungstilger 82 zweigt, welcher aktiv arbeitet. Wie 9 zu entnehmen ist, ist ein passiver Schwingungstilger 82 ein System 101 bestehend aus Feder 102, Dämpfer 103 und Masse 104. Schwingungstilger 82 sind kostengünstige und zuverlässige Lösungen für Schwingungsprobleme, denn sie arbeiten sehr effektiv in ihrem Zielfrequenzbereich und zeichnen sich durch eine hohe Robustheit aus. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass kein Widerlager benötigt wird. So kann die Anbringung von Schwingungstilgern 82 nahezu an jedem beliebigen Ort - ausschließlich nach Wirkungskriterien optimiert - erfolgen. Aktive Schwingungstilger 82, wie in 10 gezeigt, weisen zusätzlich noch ein aktives System 107 auf. Das aktive System 107 kann Aktoren, Sensoren, Regler und/oder eine Hilfsenergiequelle umfassen. Das aktive System 107 kann das System 101 des passiven Schwingungstilger 82 mit Energie und/oder einem Befehl beaufschlagen, um einer Schwingung aktive entgegenzuwirken. Der aktive Schwingungstilger 82 kann durch seine Aktoren, Sensoren, Regler als die Funktion des Schwingungstilgers 82 zur Schwingungsisolation regeln.
Mögliche Befestigungspunkte 108 der Tilger 82 am Spiralgehäuse 78 oder am Motorgehäuse des Antriebsmotors 80 können der 11 entnommen werden. An der Wärmepumpe 100 können mehrere passive Tilger 82 bzw. aktive Tilger 82 am Verdichter 20 oder am Spiralgehäuse 78 der Verdichters 20 angebracht sein, um Schwingungen während des Hoch- und Runterfahrens des Verdichters 20 und während des Betriebes der Wärmepumpe 100 bzw. des Verdichters 20 zu dämpfen.
Bevorzugt weist der Verdichter 20 ein Spiralgehäuse 78 und einen Antriebsmotor 80 auf, der mit dem Spiralgehäuse 78 verbunden ist, wobei der Schwingungstilger 82 an dem Spiralgehäuse 78 oder an dem Antriebsmotor 80 angeordnet ist. Der Schwingungstilger 82 kann dabei ein aktiver oder ein passiver Schwingungstilger 82 sein. In den 2, 11 ist der Antriebsmotor 80 von einem Berst-Eimer 90 überdeckt dargestellt, d.h. nicht sichtbar. Der Antriebsmotor 80 ist in 1 sichtbar.
Bevorzugt weist die Wärmepumpe 100 ein Bypass-Rohr 85 zwischen dem Verdampfer 10 und dem Verflüssiger 30 auf, wobei die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50 mindestens ein elastisches Verbindungselement 60 zwischen dem Bypass-Rohr 85 und dem Verdampfer 10 oder zwischen dem Bypass-Rohr 85 und dem Verflüssiger 30 aufweist, und/oder wobei das Bypass-Rohr 85 als Flex-Rohr ausgebildet ist. Ein Flex-Rohr ist ein flexibles Rohr, welches insbesondere entlang seiner Länge gestreckt oder gestaucht werden kann. Bei einer Montage oder während eines Betriebes der Wärmepumpe 100 kann dies von Vorteil sein, wenn das Bypass-Rohr 85 streckbar oder stauchbar ist, um Toleranzen auszugleichen. Beispielsweise ist in 12 das Bypass-Rohr 85 zwischen dem Verflüssiger 30 und dem Verdampfer 10 zu sehen. Außerdem können Gummimuffen 109 an einem Bypass-Eingang und an einem Bypass-Ausgang angeordnet sein (siehe 12).
Das Bypass-Rohr 85 kann beispielsweise als ein Wellschlauch ausgebildet sein. 13 zeigt Ausführungsformen unterschiedlicher Wellschläuche. Wellschläuche werden aus verschiedenen Werkstoffen mit gewelltem Profil hergestellt. Standardmaße eines bekannten Wellschlauches reichen von DN 6 bis DN 300. Wellschläuche sin bei Temperaturen von - 270 °C bis max. 600 °C einsetzbar. Wellschläuche sind druckfest und dicht und können eine PTFE Auskleidung für besonders aggressive Medien aufweisen. Außerdem können Wellschläuche mit unterschiedlichen Anschlussarmaturen ausgebildet sein. Ringwellschläuche werden aus stumpfgeschweißten Rohren, welche mechanisch gewellt sind, gefertigt.
Bevorzugt weist die Wärmepumpe 100 ferner ein Freikühlungsmodul 92 auf (siehe 2 und 16, das an dem Gestell 40 angeordnet ist, wobei die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50 einen elastischen Dämpfer 94 zwischen dem Freikühlungsmodul 92 und dem Gestell 40 aufweist. Zusätzlich oder alternativ weist die Wärmepumpe 100 ferner eine Fremdgasabsaugungsanordnung 96 auf, wobei die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50 ausgebildet ist, um die Fremdgasabsaugungsanordnung 96 von dem Gestell 40 und/oder dem Verflüssiger 30 schwingungsmäßig zu entkoppeln. Die Fremdgasabsaugungsanordnung 96 und das Freikühlungsmodul 92 sind beispielsweise in 16 zu sehen. Das Freikühlungsmodul 92 kann durch elastische Verbindungselemente wie den elastischen Dämpfern 94 von dem Gestell 40 entkoppelt sein. Das Freikühlungsmodul 92 erzeugt zwar keine Schwingungen, es stellt jedoch eine große Masse dar, die zu Schwingungen angeregt werden kann. Hinsichtlich der Entkopplung der Fremdgasabsaugung ist zu bemerken, dass die Fremdgasabsaugungsanordnung 96 zwar selbst nicht erregt wird. Diese stellt jedoch ein schwingendes Element dar, die Schwingungen bzw. Vibrationen ausbreiten kann.
Bevorzugt weist der Verdichter 20 einen Berst-Schutz auf, der ausgebildet ist, um im Fall eines Berstens des Verdichters 20 eines oder mehrere Teile des Verdichters 20 vorzugweise innerhalb des Gestells 40 zu halten. Insbesondere weist der Antriebsmotor 80 oder jeder der Antriebmotoren 80 einen Berst-Schutz auf, der ausgebildet ist, um im Fall eines Berstens des Antriebsmotors 80 eines oder mehrere Teile des Antriebsmotors 80 im Wesentlichen an Ort und Stelle zuhalten, d.h. innerhalb der Berst-Schutz zu halten.
Bevorzugt weist der Verdichter 20 einen Antriebsmotor 80 und ein Spiralgehäuse 78, das an dem Gestell angeordnet ist, auf, wobei der Berst-Schutz einen Berst-Eimer 90 über dem Antriebsmotor 80 und/oder eine Fangvorrichtung 98 an dem Spiralgehäuse 78 und dem Gestell 40 aufweist. Alternativ oder zusätzlich weist der Berst-Schutz einen Berst-Eimer 90 über dem Antriebsmotor 80 auf, wobei der Zwischenraum zwischen dem Berst-Eimer 90 und dem Antriebsmotor 80 mit geräuschdämmendem Material 76 ausgefüllt ist. Der Berstschutz kann den Berst-Eimer 90 und/oder die Fangvorrichtung 98 umfassen. Im Falle des Berst-Eimers 90 bedeckt der Berst-Eimer 90 den Antriebsmotor 80. Bei mehreren Antriebsmotoren 80 ist jeder Antriebsmotor 80 von seinem eigenen Berst-Eimer bedeckt. Ferner kann jedes Spiralgehäuse 78 seine eigene Fangvorrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, das entsprechende Spiralgehäuse 78 vor Bauteilen des entsprechenden Antriebsmotors 80 im Falle eines Berstens des Antriebsmotors 80 zu schützen.
14 zeigt einen Antriebsmotor 80 der Wärmepumpe ohne Berstschutz und einen Antriebsmotor 80 der Wärmepumpe, über welchem ein Berst-Eimer 90 gestülpt ist. Um Geräusche zu dämpfen kann zwischen dem Antriebsmotor 80 und dem Berst-Eimer 90 geräuschdämpfendes Material, wie beispielsweise Schaumstoff, angeordnet sein. Ein geräuschdämpfendes Material in Form von Schaumstoff ist beispielsweise in 15 gezeigt. In 15 ist ein Pyramidenschaumstoff aus Basotect G+ gezeigt, welches ein Boden-Pyramidenverhältnis von 1:2 aufweist. Das geräuschdämpfende Material gemäß 15 weist eine filigrane, offenzellige Struktur auf. Außerdem ist das Brandverhalten des geräuschdämpfenden Materials nach DIN 4102 B1 schwer entflammbar, es gilt FMVSS 302 und UL 94 V0 + HF1. Die Wärmeleitfähigkeit des geräuschdämpfenden Material beträgt im Wesentlichen 0,035 W/mK. Das geräuschdämpfende Material kann in einem Temperaturbereich von - 40 °C bis + 150°C eingesetzt werden und weist ein Raumgewicht von im Wesentlichen 9 kg / m³.
17 zeigt ein Ausschnitt aus einer Wärmepumpe 100. In dem Ausschnitt ist ein Spiralgehäuse 78 zu sehen, über welchem die Fangvorrichtung 98 angeordnet ist. Die Fangvorrichtung 98 ist zwischen dem Spiralgehäuse 78 und dem Boden 79, der mit dem Gestell 40 verbunden ist, angebracht. Die Fangvorrichtung 98 kann von dem elastischen Dämpfer 94 umfasst sein, vorzugsweise als ein Stahlseil, welches lose in den elastischen Dämpfer 94 eingebunden. Im Falle des Berstens des Impellers, d.h. im Falle eines Versagens während des Betriebs, würde sich der Impeller mit dem Spiralgehäuse 78 verkanten bzw. ein Drehmoment auf das Spiralgehäuse 78 übertragen. Dieses würde dazu führen, dass die elastischen Verbindungselemente 60, bevorzugt die elastischen Dämpfer 94, reißen und das Spiralgehäuse 78 in seiner Aufnahme hin und her schlägt bzw. austrudelt, welches eine Gefahr für umstehende Personen darstellen kann. Um dieses verhindern, wird die Fangvorrichtung 98 vorgesehen. Die Fangvorrichtung 98 kann beispielsweise ein Stahlseil sein, welches mit dem Spiralgehäuse oder dem Gestell verbunden ist und welches vorzugweise lose in die elastischen Dämpfer 94 eingebunden ist. Wie in 17 dargestellt, kann die Fangvorrichtung 98 auch als eine Art Schublade ausgebildet sein, welche mit ihrem Boden 79 an dem Spiralgehäuse 78 mittels der elastischen Dämpfer 94 angebunden ist. Im Berstfall wird das Drehmoment, welches auf das Spiralgehäuse 78 wirkt, aufgefangen und in das Gestell 40 eingeleitet. Es kommt daher nicht zu einem unkontrollierten Umherschlagen des Spiralgehäuses 78 in seiner Aufnahme. Die Fangvorrichtung 98 kann auch als eine „lose Schraube“ zwischen dem Spiralgehäuse 78 und dem Boden 79 angebunden sein.
18 zeigt einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, welcher ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe 100 betrifft. Das Verfahren 180 zum Betreiben einer Wärmepumpe 100 umfasst in Schritt 180 ein Bereitstellen einer Wärmepumpe 100 mit einem Verdampfer 10 zum Verdampfen von Arbeitsflüssigkeit, um einen Arbeitsdampf zu erhalten; mit einem Verdichter 20 zum Verdichten des Arbeitsdampfs, um einen verdichteten Arbeitsdampf zu erhalten; mit einem Verflüssiger 30 zum Verflüssigen des verdichteten Arbeitsdampfs; und mit einem Gestell 40, an dem der Verdampfer 10, der Verflüssiger 30 und/oder der Verdichter 20 befestigt ist/sind. Das Verfahren umfasst den Schritt 181: schwingungsmäßiges Entkoppeln des Verdichters 20 von dem Verdampfer 10, von dem Verflüssiger 30 und/oder von dem Gestell 40, und/oder aktives oder passives Reduzieren einer Schwingung des Verdichters 20. Zum Entkoppeln von Schwingungen nutzt das Verfahren in Schritt 182 ein Anordnen und Verwenden von einem oder mehreren elastisches Verbindungselementen 60, welches/welche von einer Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50 umfasst ist/sind, wie dies bereits in Verbindung mit der Wärmepumpe 100 hierin beschrieben worden ist. Zur Verbesserung des Schutzes der Wärmepumpe während eines Betriebes umfasst das Verfahren ein Anordnen eine Berst-Schutzes, wie dies bereits in Verbindung mit der Wärmepumpe 100 hierin beschrieben worden ist. Mit anderen Worten, die Merkmale, welche im Zusammenhang mit der Wärmepumpe 100 beschrieben sind, können auch als Verfahrensschritt zum Anordnen und Betreiben der Wärmepumpe 100 verstanden werden.
19 zeigt einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, welcher ein Verfahren 190 zum Herstellen einer Wärmepumpe 100 betrifft. Das Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpe 100 umfasst in Schritt 190 ein Bereitstellen einer Wärmepumpe 100 mit einem Verdampfer 10 zum Verdampfen von Arbeitsflüssigkeit, um einen Arbeitsdampf zu erhalten; mit einem Verdichter 20 zum Verdichten des Arbeitsdampfs, um einen verdichteten Arbeitsdampf zu erhalten; mit einem Verflüssiger 30 zum Verflüssigen des verdichteten Arbeitsdampfs; und mit einem Gestell 40, an dem der Verdampfer 10, der Verflüssiger 30 und/oder der Verdichter 20 befestigt ist. Das Verfahren umfasst den Schritt 192: Ausbilden einer Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50, um den Verdichter 20 von dem Verdampfer 10, von dem Verflüssiger 30 und/oder von dem Gestell 40 schwingungsmäßig zu entkoppeln und/oder um eine Schwingung des Verdichters 20 aktiv oder passiv zu reduzieren. Zum Entkoppeln von Schwingungen nutzt das Verfahren ein Anordnen von einem oder mehreren elastisches Verbindungselementen 60, welches/welche von einer Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50 umfasst ist/sind, wie dies bereits in Verbindung mit der Wärmepumpe 100 hierin beschrieben worden ist. Zur Verbesserung des Schutzes der Wärmepumpe während eines Betriebes umfasst das Verfahren ein Anordnen eine Berst-Schutzes, wie dies bereits in Verbindung mit der Wärmepumpe 100 hierin beschrieben worden ist. Mit anderen Worten, die Merkmale, welche im Zusammenhang mit der Wärmepumpe 100 beschrieben sind, können auch als Verfahrensschritt zum Anordnen und Betreiben der Wärmepumpe 100 verstanden werden.
Ein Vorteil der hierin beschriebenen Erfindung besteht darin, dass die Spiralgehäuse 78 inklusive der Antriebsmotoren 80 von den Behältern des Verdampfer und der Verdichters und des Verflüssiger entkoppelt werden, so dass Schwingungen, welche im Betrieb der Wärmepumpe 100 durch die Antriebsmotoren entstehen, nicht oder nur in reduzierter Form auf die anderen Komponenten der Wärmepumpe übertragen werden. Denn insbesondere die Spiralgehäuse 78 können Resonanzen erzeugen, während beispielsweise die Behälter des Verdampfers oder des Verdichters Resonanzkörper darstellen. Durch die erfindungsgemäße Schwingungsbeeinflussungseinrichtung 50 kann eine Schwingungsübertragung reduziert bis verhindert werden.
Ein weiterer Vorteil der hierin beschriebenen Erfindung besteht darin, dass durch faserverstärkte Schläuche/ Gummimuffen der Verdichter 20 von seinem Behälter entkoppelt werden kann und eine Entkopplung des Verdichters 30 von dem Gestell 40 der Wärmepumpe erfolgen kann. Die Gummimuffen können ferner Fertigungstoleranzen ausgleichen, wodurch die Fertigung der Wärmepumpe 100 erleichtert wird. Außerdem kann durch ein zusätzliches Anbringen eines zusätzlichen Tilgers, eine Schwingungsübertragung des Antriebsmotors 80 reduziert, insbesondere verhindert, werden.
Insbesondere wird durch die hierin beschriebene Erfindung eine Schwingungs- und Geräuschentkopplung des Verdichters vom Behälter (Resonanzkörper) und gleichzeitig eine Temperaturentkopplung der einzelnen Komponenten der Wärmepumpe 100 erzielt.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung bzw. einem System beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung eines entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung bzw. eines Systems auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Auf eine Darstellung der vorliegenden Erfindung in Form von Verfahrensschritten wird vorliegend aus Redundanzgründen abgesehen.
In der vorhergehenden detaillierten Beschreibung wurden teilweise verschiedene Merkmale in Beispielen zusammen gruppiert, um die Offenbarung zu rationalisieren. Diese Art der Offenbarung soll nicht als die Absicht interpretiert werden, dass die beanspruchten Beispiele mehr Merkmale aufweisen als ausdrücklich in jedem Anspruch angegeben sind. Vielmehr kann, wie die folgenden Ansprüche wiedergeben, der Gegenstand in weniger als allen Merkmalen eines einzelnen offenbarten Beispiels liegen. Folglich werden die folgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch als ein eigenes separates Beispiel stehen kann. Während jeder Anspruch als ein eigenes separates Beispiel stehen kann, sei angemerkt, dass, obwohl sich abhängige Ansprüche in den Ansprüchen auf eine spezifische Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen zurückbeziehen, andere Beispiele auch eine Kombination von abhängigen Ansprüchen mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen Anspruchs oder einer Kombination jedes Merkmals mit anderen abhängigen oder unabhängigen Ansprüchen umfassen. Solche Kombinationen seien umfasst, es sei denn es ist ausgeführt, dass eine spezifische Kombination nicht beabsichtigt ist. Ferner ist beabsichtigt, dass auch eine Kombination von Merkmalen eines Anspruchs mit jedem anderen unabhängigen Anspruch umfasst ist, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch ist.
Bezugszeichenliste

10: Verdampfer
11: Verdampferbehälter
14: Verdampfer-Ausgangsrohr
20: Verdichter
21: Verdichterbehälter
22: Verdichter-Eingangsrohr
24: Verdichter-Ausgangsrohr
30: Verflüssiger
31: Verflüssigerbehälter
32: Verflüssiger-Eingangsrohr
40: Gestell
42: Zwischenkühler
43: Zwischenkühlungsraum
44: Zwischenkühlungssammelbehälter
50: Schwingungsbeeinflussungseinrichtung
60: elastisches Verbindungselement
70: Verdichterstufe
70-1: erste Verdichterstufe
70-n: letzte Verdichterstufe
76: geräuschdämmendem Material
78: Spiralgehäuse
79: Boden
80: Antriebsmotor
82: Schwingungstilger
83: Klappe
84: Bypass-Rohr
85: Bypass-Rohr/ Bypass-Strang
90: Berst-Eimer
92: Freikühlungsmodul
94: elastischen Dämpfer
96: Fremdgasabsaugungsanordnung
98: Fangvorrichtung
100: Wärmepumpe
101: System
102: Feder
103: Dämpfer
104: Masse
105: Bezugszeichen in der Tabelle zu 6c
106: Führungsstift
107: aktives System
108: Befestigungspunkt
180: Verfahren
182: Schritt
190: Verfahren
192: Schritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Tadayoshi et al.: Centrifugal turbo chiller using water as refrigerant and lubricant, The 11th International Conference on Compressors and their Systems, Journal of Process Mechanical Engineering, veröffentlicht am 1. Juli 2020, DOI: 10.1177/0954408920938197 [0003]

Claims

Wärmepumpe (100) mit folgenden Merkmalen: einem Verdampfer (10) zum Verdampfen von Arbeitsflüssigkeit, um einen Arbeitsdampf zu erhalten; einem Verdichter (20) zum Verdichten des Arbeitsdampfs, um einen verdichteten Arbeitsdampf zu erhalten; einem Verflüssiger (30) zum Verflüssigen des verdichteten Arbeitsdampfs; einem Gestell (40), an dem der Verdampfer (10), der Verflüssiger (30) und/oder der Verdichter (20) befestigt ist; und einer Schwingungsbeeinflussungseinrichtung (50), die ausgebildet ist, um den Verdichter (20) von dem Verdampfer (10), von dem Verflüssiger (30) und/oder von dem Gestell (40) schwingungsmäßig zu entkoppeln, und/oder um eine Schwingung des Verdichters (20) aktiv oder passiv zu reduzieren.
Wärmepumpe (100) nach Anspruch 1, wobei die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung (50) ein elastisches Verbindungselement (60) zwischen dem Verdichter (20) und dem Gestell (40), zwischen dem Verdampfer (10) und dem Gestell (40) und/oder zwischen dem Verflüssiger (30) und dem Gestell (40) aufweist.
Wärmepumpe (100) nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Verdichter (20) ein Verdichter-Eingangsrohr (22) und ein Verdichter-Ausgangsrohr (24) aufweist, bei der der Verdampfer (10) ein Verdampfer-Ausgangsrohr (14) aufweist und der Verflüssiger (30) ein Verflüssiger-Eingangsrohr (32) aufweist, wobei die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung (50) ein elastisches Verbindungselement (60) zwischen dem Verdichter-Ausgangsrohr (24) und dem Verflüssiger-Eingangsrohr (32) und/oder zwischen dem Verdampfer-Ausgangsrohr (14) und dem Verdichter-Eingangsrohr (22) aufweist.
Wärmepumpe (100) nach Anspruch 3, bei der der Verdichter (20) zwei oder mehr Verdichterstufen (70) aufweist, wobei das Verdichter-Eingangsrohr (22) an einer ersten Verdichterstufe (70-1) angeordnet ist und das Verdichter-Ausgangsrohr (24) an einer zweiten oder letzten Verdichterstufe (70-n) angeordnet ist, und wobei ein Zwischenkühlerbehälter zwischen der ersten Verdichterstufe (70-1) und der zweiten oder der letzten Verdichterstufe (70-n) angeordnet ist, wobei die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung (50) ein elastisches Verbindungselement (60) zwischen dem Zwischenkühlerbehälter und der ersten Verdichterstufe (70-1) und/oder zwischen dem Zwischenkühlerbehälter und der zweiten oder letzten Verdichterstufe (70-n) aufweist.
Wärmepumpe (100) nach Anspruch 2, bei der das elastische Verbindungselement (60), das mit dem Gestell (40) verbunden ist, als elastisches Entkopplungselement, als Schwingmetall-Puffer, als Gummi-ummantelte Schrauben-/Mutterverbindung oder als Metalldämpfer ausgebildet ist.
Wärmepumpe (100) nach Anspruch 2, 3 oder 4, bei der das elastische Verbindungselement (60) als elastische Verbindungsmuffe, als faserverstärkte Schlauchmuffe oder als Gummimuffe ausgebildet ist.
Wärmepumpe (100) nach Anspruch 6, bei der das elastische Verbindungselement (60) so ausgebildet ist, das eine freie Länge des elastischen Verbindungselements (60) zwischen den festen Rohrenden kleiner oder gleich 20 mm ist.
Wärmepumpe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Verdichter (20) ein Spiralgehäuse (78) und einen Antriebsmotor (80) aufweist, der mit dem Spiralgehäuse (78) verbunden ist, wobei die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung (50) ausgebildet ist, um das Spiralgehäuse (78) elastisch mit dem Verdampfer (10), dem Verflüssiger (30) und/oder dem Gestell (40) zu koppeln.
Wärmepumpe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung (50) einen Schwingungstilger (82) aufweist, der an dem Verdichter (20) angeordnet ist und ausgebildet ist, um die Schwingung des Verdichters (20) durch einen Betrieb des Verdichters (20) passiv oder aktiv zu reduzieren.
Wärmepumpe (100) nach Anspruch 9, bei der der Verdichter (20) ein Spiralgehäuse (78) und einen Antriebsmotor (80) aufweist, der mit dem Spiralgehäuse (78) verbunden ist, wobei der Schwingungstilger (82) an dem Spiralgehäuse (78) oder an dem Antriebsmotor (80) angeordnet ist.
Wärmepumpe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ein Bypass-Rohr (85) zwischen dem Verdampfer (10) und dem Verflüssiger (30) aufweist, wobei die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung (50) mindestens ein elastisches Verbindungselement (60) zwischen dem Bypass-Rohr (85) und dem Verdampfer (10) oder zwischen dem Bypass-Rohr (85) und dem Verflüssiger (30) aufweist, und/oder wobei das Bypass-Rohr (85) als Flex-Rohr ausgebildet ist.
Wärmepumpe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner ein Freikühlungsmodul (92) aufweist, das an dem Gestell (40) angeordnet ist, wobei die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung (50) einen elastischen Dämpfer (94) zwischen dem Freikühlungsmodul (92) und dem Gestell (40) aufweist, und/oder die ferner eine Fremdgasabsaugungsanordnung (96) aufweist, wobei die Schwingungsbeeinflussungseinrichtung (50) ausgebildet ist, um die Fremdgasabsaugungsanordnung (96) von dem Gestell (40) und/oder dem Verflüssiger (30) schwingungsmäßig zu entkoppeln.
Wärmepumpe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Verdichter (20) einen Berst-Schutz aufweist, der ausgebildet ist, um im Fall eines Berstens des Verdichters (20) eines oder mehrere Teile des Verdichters (20) vorzugweise innerhalb des Gestells (40) zu halten
Wärmepumpe (100) nach Anspruch 13, bei der der Verdichter (20) einen Antriebsmotor (80) und ein Spiralgehäuse (78), das an dem Gestell (40) angeordnet ist, aufweist, wobei der Berst-Schutz einen Berst-Eimer (90) über dem Antriebsmotor (80) und/oder eine Fangvorrichtung (98) an dem Spiralgehäuse (78) und dem Gestell (40) aufweist, oder wobei der Berst-Schutz einen Berst-Eimer (90) über dem Antriebsmotor (80) aufweist, wobei der Zwischenraum zwischen dem Berst-Eimer (90) und dem Antriebsmotor (80) mit geräuschdämmendem Material (76) ausgefüllt ist.
Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe (100) mit einem Verdampfer (10) zum Verdampfen von Arbeitsflüssigkeit, um einen Arbeitsdampf zu erhalten; einem Verdichter (20) zum Verdichten des Arbeitsdampfs, um einen verdichteten Arbeitsdampf zu erhalten; einem Verflüssiger (30) zum Verflüssigen des verdichteten Arbeitsdampfs; und einem Gestell (40), an dem der Verdampfer (10), der Verflüssiger (30) und/oder der Verdichter (20) befestigt ist, mit folgendem Schritt: schwingungsmäßiges Entkoppeln des Verdichters (20) von dem Verdampfer (10), von dem Verflüssiger (30) und/oder von dem Gestell (40), und/oder aktives oder passives Reduzieren einer Schwingung des Verdichters (20).
Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpe (100) mit einem Verdampfer (10) zum Verdampfen von Arbeitsflüssigkeit, um einen Arbeitsdampf zu erhalten; einem Verdichter (20) zum Verdichten des Arbeitsdampfs, um einen verdichteten Arbeitsdampf zu erhalten; einem Verflüssiger (30) zum Verflüssigen des verdichteten Arbeitsdampfs; und einem Gestell (40), an dem der Verdampfer (10), der Verflüssiger (30) und/oder der Verdichter (20) befestigt ist, mit folgendem Schritt: Ausbilden einer Schwingungsbeeinflussungseinrichtung (50), um den Verdichter (20) von dem Verdampfer (10), von dem Verflüssiger (30) und/oder von dem Gestell (40) schwingungsmäßig zu entkoppeln und/oder um eine Schwingung des Verdichters (20) aktiv oder passiv zu reduzieren.