DE19960390A1

DE19960390A1 - Frischluftheizungsanlage

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Publication number: DE19960390A1
Application number: DE19960390A
Authority: DE
Inventors: Margot Doepp; Dieter Knibbiche
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2000-08-31
Anticipated expiration: 2019-12-16
Also published as: DE19960390C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Frischluftheizungsanlage, welche auch zur Kühlung von Luft in Wohn-, Geschäfts- und Gesellschaftsräumen sowie zur Belüftung derselben geeignet ist. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, ein kompaktes Gerät zur rationellen Beheizung mittels Wärmepumpe und zur rationellen Kühlung mittels Kühlaggregat von Wohn-, Geschäfts- und Gesellschaftsräumen mit Luft als Wärmeträger und zur Belüftung derselben zu schaffen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie mit den Ansprüchen angegeben gelöst, indem unterschiedliche Funktionsbaugruppen, wie Wärmetauscherbaugruppen Wärmepumpenbaugruppe, Kühlaggregatbaugruppe, Ventilatorbaugruppe, als in ihrer Gestaltung und Bemessung kompatibel zueinander und miteinander beliebig kombinierbare Module in Baukastenbauweise zu einer Funktionseinheit zusammengestellt werden. Jede der Baugruppen ist auch separat funktionsfähig und verwendbar. Die Vorzüge der Erfindung bestehen darin, daß die einzelnen Funktionsbaugruppen als Module kompakt bemessen sind und sowohl in ihrer Gestaltung und Bemessung als auch funktionell kompatibel zueinander sind. Die erfindungsgemäße Zusammenstellung und Anordnung, auch in der Minimalvariante, oder auch die separate Verwendung derselben erlaubt eine spätere Komplettierung oder Erweiterung oder Anpassung ohne besonderen technischen Aufwand. DOLLAR A Die erfindungsgemäße konstruktive Gestaltung und die Anordnung der Module zueinander sowie die Steuerung bzw. die Schaltung derselben realisiert eine ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Frischluftheizungsanlage, welche auch zur Kühlung von Luft in Wohn-, Geschäfts- und Gesellschaftsräumen sowie zur Belüftung derselben geeignet ist.

Bekannt sind Geräte dieserart, auch Frischluftheizungen genannt, bei denen zunächst ein Frischluftstrom mittels Ventilator erzeugt wird und dieser Frischluftstrom mittels Kreuzwärmetauscher von dem Abluftstrom vorgewärmt und dann anschließend mittels Wärme tauscher, Wärmepumpe oder Nachheizfläche unterschiedlicher Art auf ein vorgewähltes Temperaturniveau aufgeheizt und so in die zu beheizenden Räume gelangt. Heizleistung und Frischluftmenge werden dabei in Abhängigkeit vom Wärmebedarf und vom Kohlendioxydgehalt in der Raumluft automatisch geregelt. Nachteilig ist daran, daß sich eine solches Gerät nur zum Lüften und zum Heizen eignet, nicht aber zum Kühlen der Frischluft.

Bekannt ist es auch, solche Frischluftheizungen derart mit einem Kälteaggregat zu kombinieren, daß im Frischluftstrom derselben das Kälteaggregat mit seinem Verdampfer angeordnet ist. Nachteilig ist daran, daß sich ein solches Kälteaggregat nur mit erheblichem konstruktiven Aufwand und auch kaum in kompakter Bauweise in eine Frischluftheizungsanlage einordnen läßt. Nachteilig ist daran auch, daß der Kältekompressor eines solchen Kälte aggregates aus konstruktiven Gründen im Frischluftstrom ange ordnet ist, was den Wirkungsgrad der Anlage durch die Betriebs wärme beeinträchtigt. Die so kombinierte Frischluftheizung- und Kühlung ist nicht für einen Umluftbetrieb z. B. zum schnellen Aufheizen oder Abkühlen und auch nicht für einen gemischten Betrieb mit Frischluft und Umluft z. B. zur Energieersparnis geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kompaktes Gerät zur rationellen Beheizung mittels Wärmepumpe und zur rationellen Kühlung mittels Kühlaggregat von Wohn-, Geschäfts- und Gesellschaftsräumen mit Luft als Wärmeträger und zur Belüftung derselben, zu schaffen. Wärmepumpebaugruppe und Kühlaggregatebaugruppe sollen einen hohen Standardisierungsgrad zum Zwecke einer rationellen Fertigung und der Montage an der Baustelle aufweisen.

Alle Gerätebaugruppen sollen optimal mit einander in beliebiger Zusammenstellung kombinierbar sein und sie sollen auch separat verwendbar sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie mit den Ansprüchen angegeben gelöst, indem unterschiedliche Funktionsbaugruppen, wie Wärmetauscherbaugruppe, Wärmepumpenbaugruppe, Kühlaggregatbaugruppe, Ventilatorbaugruppe, als in ihrer Gestaltung und Bemessung kompatibel zueinander und mit einander beliebig kombinierbare Module in Baukastenbauweise zu einer Funktionseinheit zusammen gestellt werden. Jede der Baugruppen ist auch separat funktionsfähig und verwendbar.

Die Vorzüge der Erfindung bestehen darin, daß die einzelnen Funktionsbaugruppen als Module kompakt bemessen sind und sowohl in ihrer Gestaltung und Bemessung als auch funktionell kompatibel zueinander sind. Die erfindungsgemäße Zusammen stellung und Anordnung, auch in der Minimalvariante, oder auch die separate Verwendung derselben erlaubt eine spätere Komplettierung oder Erweiterung oder Anpassung ohne beson deren technischen Aufwand.

Die erfindungsgemäße konstruktive Gestaltung und die Anordnung der Module zueinander sowie die Steuerung bzw. die Schaltung derselben realisiert eine Frischluft-Luftheizung oder -Kühlung, und eine Umluft-Luftheizung oder -Kühlung, sowie eine Frischluft-Umluft- Mischluft-Luftheizung.

Sie gewährleistet eine hohe Effektivität, insbesondere bei Heizbetrieb oder bei Kühlbetrieb mit Umluft.

Bei Heizbetrieb mit Frischluft oder Mischluft aus Frischluft und Umluft wird die Effektivität des Wärmepumpenbaugruppenmoduls da durch verbessert, daß sich der Wärmepumpenkompressor neben dem Kondensator im Heizluftstrom befindet und seine Eigenbe triebswärme direkt an die Heizluft abgibt sowie davon wärmeisoliert der Verdampfer im Abluftstrom angeordnet ist und aus diesem Wärme entzieht.

Bei Kühlbetrieb mit Frischluft oder Mischluft aus Frisch- und Umluft mit Kühlmodul hingegen befindet sich ausschließlich der Verdampfer des Kühlaggregates im Kühlluftstrom und der Verdampfer desselben gemeinsam mit dem Kältemittelkompressor im davon wärme isoliertem Abluftstrom, womit die Kühlleistung effektiv zum Kühlen der Raumluft genutzt wird und nicht zum Kühlen der Betriebs temperatur des Kältemittelkompressors.

Nachstehend wird die Erfindung an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In den dazugehörigen Zeichnungen ist mit

Fig. 1 eine Frischluftheiz-, Kühl- und Belüftungsanlage, bestehend aus den Modulbaugruppen Wärmetauscher, Ven tilatoren, Heizwärmepumpe und Kühlaggregat und mit

Fig. 2 eine Modulbaugruppe für Kreuzwärmetauscher und Ven tilation und mit

Fig. 3 eine Ventilatorenmodulbaugruppe und mit

Fig. 4 eine Wärmepumpenmodulbaugruppe und mit

Fig. 5 eine Kühlaggregatmodulbaugruppe schematisch dargestellt.

Beispiel 1

Zur Beheizung eines Niedrigenergiewohnhauses mit Luft als Wärme träger und/oder zur Belüftung desselben mit Frischluft FL wird der Wärmetauscherbaugruppenmodul und der Wärmepumpenbau gruppenmodul an geeigneter Stelle im Wohnhaus so installiert, daß der Abluft- und Umluftanschlußstutzen 9 mit der Abluftleitung des Wohnhauses,

- der Frischluft- und Umluftauslaßstutzen 13 mit dem Anschlußstutzen des Wärmepumpen- und Kondensatorteils 15 des nachgeordneten Wärmepumpenbaugruppenmoduls,
- der Abluftauslaßstutzen 7 mit dem Anschlußstutzen des Verdampferteils 14 des nachgeordneten Wärmepumpenbau gruppenmoduls und
- der Frischluftansaugstutzen 8 mit den Außenbereich des Wohn hauses schlüssig verbunden ist. Wärmepumpe, Ventilatoren und Luftabsperrvorrichtungen sind dabei nach vorgewählten Programmen elektrisch zusammen geschaltet und von zentraler Stelle steuerbar.

Im Betriebszustand "Belüften" gelangt Frischluft FL durch den Frischluftansaugstutzen 8 über den Wärmetauscher 4, die für Frischluft FL geöffnete Luftabsperrvorrichtung 10 und den Frischluft- und Umluftventilator 11 sowie den Wärmepumpen- und Kondensatorteil 15 in das Luft-Rohrleitungsnetz des Wohnhauses. Der Wärmepumpenbaugruppenmodul ist dabei ausgeschaltet. Die Luftabsperrvorrichtung 10 ist für den Umluftstrom UL geschlossen. Die Abluft AL aus dem Luftleitungsnetz gelangt über den Abluft- und Umluftanschlußstutzen 9, den Wärmetauscher 4, die Luftabsperr vorrichtung 5, den Ventilator 7 und den Abluftausgangsstutzen 7 in den Verdampferteil 14 des Wärmepumpenbaugruppenmodul und von dort ins Freie.

Im Betriebszustand "Heizen mit Frischluft" wird zu dem vorbeschrie benem Vorgang der Wärmepumpenmodul hinzu geschaltet.

Im Betriebszustand "Heizen mit Umluft" wird zum vorbeschriebenem Vorgang die Luftabsperrvorrichtung 10 für den Frischluftstrom FL geschlossen, damit für den Umluftstrom UL geöffnet und die Luftab sperrvorrichtung 5 geschlossen, so daß Umluft im Heizungssystem zirkuliert.

Im Betriebszustand "Heizen mit Mischluft aus Umluft und Frischluft" werden zum vorbeschriebenen Zustand die Luftabsperrvorrichtung 5 am Abluftventilator 6 und auch die Luftabsperrvorrichtung 10 am Wärmetauscher 4 ganz oder teilweise geöffnet, womit ein Gemisch aus Umluft UL und Frischluft FL in den Heizkreislauf, sowie ein Teil von Abluft AL in das Freie gelangt.

Beispiel 2

Zur Erweiterung der vorbeschriebenen Frischluft-Luftheizungsanlage auf Kühlbetrieb ist dem Wärmepumpenbaugruppenmodul ein etwa gleichartiger Kühlaggregatebaugruppenmodul derart nachge ordnet, daß dessen Kühlaggregate- und Kondensatorfeil 17 dem Verdampferteil 14 des Wärmepumpenbaugruppenmoduls zuge ordnet ist. Der Kühlbetrieb mit Frischluft FL, Umluft UL oder Mischluft erfolgt nach vorbeschriebener Weise, wobei der Wärmepumpen baugruppenmodul ausgeschaltet ist. Bei Heizbetrieb oder Lüftungsbetrieb der Anlage ist der Kühlaggregatebaugruppen modul ausgeschaltet.

Beispiel 3

Eine Frischluft-Luftheizungsanlage gemäß der Beispiele 2 und 3 ist an Stelle des Wärmetauscherbaugruppenmoduls mit einem Ventilatorbaugruppenmodul 18 kombiniert. Letztgenannter ist kostengünstiger bei der Investition. Bei Heizbetrieb gelangt bei dieser Baugruppenkombination Abluft AL mit einem höherem Temperaturniveau in den Verdampferteil 14 des Wärmepumpen baugruppenmoduls, wodurch sich die Effektivität der Wärmepumpe verbessert.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1

erste Baugruppe (Wärmetauscher oder Ventilatorbaugruppenmodul)

2

zweite Baugruppe (Wärmepumpenbaugruppenmodul)

3

dritte Baugruppe (Kühlaggregatebaugruppenmodul)

4

Wärmetauscher (Kreuzwärmetauscher)

5

Luftabsperrvorrichtung

6

Abluftventilator

7

Abluftauslaßstutzen

8

Frischluftansaugstutzen

9

Umluft- und Abluftanschlußstutzen

10

Luftabsperrvorrichtung für Frisch- und Umluft

11

Frischluft- und Umfuftventilator

12

elektrisches Steuergerät

13

Frischluft- und Umluftauslaßsfutzen

14

Verdampferteil

15

Wärmepumpen- und Kondensatorfeil

16

Verdampferteil

17

Wärmepumpen- und Kondensatorteil

18

Ventilatorbaugruppenmodul

19

Frischlufteinlaßstutzen

20

Abluft- und Umlufteinlaßstutzen

21

Abluftauslaßstutzen

22

Frischluft- und Umluftauslaßstutzen

23

Kammer

24

Kammer

25

Kammer

26

Kammer

27

Ventilator

28

Ventilator

29

Kanalisationsklappe

30

Kanalisationsklappe

31

Kanalisationsklappe
AL Abluft
FL Frischluft
UL Umluft

Claims

1. Frischluftheiz-, Kühl- und Belüftungsanlage, insbesondere zum temperieren von Luft in Wohn-, Geschäfts- und Gesellschafts räumen mittels Wärmepumpe, Kühlaggregat, Ventilatoren sowie mit oder ohne Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet,

- daß dieselbe aus, in Modulbauweise hintereinander angeordneten Baugruppen (1, 2, 3) wie Wärmetauscher baugruppenmodul oder Ventilatorbaugruppenmodul, Wärmepumpembaugruppenmodul und Kühlaggregatemodul besteht,
- wobei die erste Baugruppe (1) aus einem Gehäuse mit darin befindlichem Wärmetauscher (4), einem Frischluft anschlußstutzen (8), einem Umluft und Abluftanschluß stutzen (9), einem Abluftventilator (6), einem Abluftstutzen (7), einem Frischluft- und Umluftventilator (11), einem Frischluft- und Umluftauslaßstutzen (13) sowie einer Luftabsperrvorrichtung (10) am Wärmetauscher (4) in Form einer Klappe für den Umluftstrom (UL) und für den Frischluftstrom (FL) sowie einer Luftabsperrvorrichtung (5) für den Abluftstrom (AL) in Form einer Klappe, besteht und das Gehäuse mit dem darin befindlichem Kreuzwärmetauscher (4), dem Umluft- und Abluftanschluß stutzen (9), dem Frischluftansaugstutzen (8), dem Abluftventila tor (6), dem Frischluft- und Umluftventilator (11) und den Luftabsperrvorrichtungen (5, 10), so kanalisierbar ist,
- daß einerseits der Frischluftstrom (FL) über den Frischluftansaug stutzen (8), den Kreuzwärmetauscher (4), die Luftabsperrvor richtung (10), den Frischluft und Umluftventilator (11) und den Frisch- und Umluftauslaßstutzen (13) in einen Wärmepumpen- und Kondensatorteil (15) der zweiten Baugruppe (2) gelangt und andererseits der Abluftstrom (AL) über den Umluft- und Abluftanschlußstutzen (9), den Wärmetauscher (4), den Abluftventilator (6), die Luftabsperrvorrichtung (5) und den Abluftstutzen (7) in einen Verdampferteil (14) der zweiten Baugruppe (2) gelangt oder
- daß die erste Baugruppe eine Ventilatorbaugruppe (18) mit im Gehäuse derselben befindlichem Frischlufteinlaßstutzen (19), Abluft- und Umlufteinlaßstutzen (20), Abluftauslaßstutzen (21), Frischluft- und Umluftauslaßstutzen (22), Kammern (23, 24, 25, 26), Ventilatoren (27, 28), und elektromechanisch steuerbaren Kanalisationsklappen (29, 30,31) ist
- wobei die zweite Baugruppe (2) eine im Gehäuse befindliche Wärmepumpenbaugruppe ist die der ersten Baugruppe (1) nachgeordnet ist und innerhalb derselben der Wärmepumpen kompressoren- und Kondensatorteil (15) von dem Verdampfer teil (14) wärmeisolierend getrennt angeordnet ist und
- wobei die dritte Baugruppe (3) ein Kühlaggregat mit wärmeisolierend getrennt voneinander angeordnetem Kältemittelkompressor- und Kondensatorteil (17) und einem Verdampferteil (16) ist und diese Baugruppe (3) mit ihrem Verdampferteil (16) dem Wärmepumpenkompressoren- und Kondensatorteil (15) der zweiten Baugruppe (2) zugeordnet ist und der Wärmepumpen- und Kondensatorteil (17) der dritten Baugruppe (3) dem Verdampferteil (14) zweiten Baugruppe (2) zugeordnet ist.

2. Klimagerät nach Merkmal 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Baugruppe (1), die zweite Baugruppe (2) und die dritte Baugruppe (3) über eine Regeleinrichtung und ein Steuerge rät (12) automatisch elektrisch und der Frischluft und Umluftventilator (11) und der Abluftventilator (6) sowie die Luftabsperrvorrichtungen (5, 10) innerhalb der ersten Baugrup pe (1) elektrisch und elektromechanisch so zusammen geschaltet sind, daß

A) bei Frischluftbetrieb zur Belüftung die Luftabsperr vorrichtung (10) des Kreuzwärmetauschers (4) für den Frischluftstrom (FL) geöffnet und diese für den Umluftstrom (UL) geschlossen ist und gleichzeitig der Abluftventilator (6) mit geöffneter Luftabsperrvorrichtung (5) allein oder gemeinsam mit dem Frischluft und Umluftventilator (11) oder der Frischluft und Umluftventilator (11) allein eingeschaltet ist sowie
- - für den Frischluftheizbetrieb die Wärmepumpe der zweiten Baugruppe (2) eingeschaltet ist und die Wärmepumpe der dritten Baugruppe (3) ausgeschaltet ist und
- - daß für den Frischluftkühlbetrieb das Kühlaggregat der dritten Baugruppe (3) eingeschaltet und die der zweiten Baugruppe (2) ausgeschaltet ist und daß
B) bei Umluftbetrieb der Anlage die Frischluftabsperrvor richtung (10) des Wärmetauschers (4) geschlossen und dieselbe gleichzeitig für den Umluftstrom (UL) im Umluftbetrieb geöffnet ist, der Frischluft und Umluftventilator (11) eingeschaltet ist und der Abluftventilator (6) ausgeschaltet ist und dessen Luftabsperrvorrichtung (5) geschlossen ist sowie
- - für den Umluftheizbetrieb die Wärmepumpe der zweiten Baugruppe (2) eingeschaltet und das Kühlaggregat der dritten Baugruppe (3) ausgeschaltet ist und daß
- - für den Umluftkühlbetrieb das Kühlaggredat der dritten Baugruppe (3) eingeschaltet und die Wärmepumpe der zweiten Baugruppe ausgeschaltet ist und daß
C) bei Frischluft- Umluft-Mischbetrieb zum Heizen, Kühlen und Belüften die Klappe (10) in einer Zwischenstellung den Umluftstrom und den Frischluftstrom gleichzeitig freigibt.

3. Frischluftheiz-, Kühl- und Belüftungsanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Wärmepumpe der zweiten Baugruppe(2) und das Kühlaggregat der dritten Baugruppe (3) baugleich sind und deren Reihenfolge der Anordnung beliebig ist, wobei die elektrische Schaltung derselben in an sich bekannter Weise dem Frischluft- oder Umluft- oder Mischluftstrom sowie dem Heiz- oder Kühl- oder Lüftungsbetrieb angepaßt ist.

4. Frischluftheiz-, Kühl- und Belüftungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Wärmetaucher (4) einschließlich seiner Luftka nalisierungsklappe (10) als separate Wärmetauscherbau gruppe in einem, mit den übrigen Baugruppen kompatiblen, Gehäuse als Modul ausgebildet ist.

5. Frischluftheiz-, Kühl- und Belüftungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Frischluft- und Umluftventilator (11) sowie der Abluft ventilator (6) einschließlich seiner Luftstromkanalisationsklappen als separate, mit den übrigen Baugruppen in Modulbauweise kompatiblen, Ventilatorenbaugruppenmodul in einem separatem Gehäuse befindlich ist.