DE202004014211U1 - Heat recovery device for ventilation plant has heat pump with flow channels connected to outgoing air channel - Google Patents

Heat recovery device for ventilation plant has heat pump with flow channels connected to outgoing air channel Download PDF

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Abstract

The heat recovery device includes a heat pump (1) with at least one flow channel (5), the inlet and outlet ends of which are connected to an outgoing air channel (2). There is at least one blocking element (3) between these two ends, by which the amount of air in the outgoing air channel can be regulated. The heat exchanger (7) is in the outgoing air flow region in the flow channel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Wärmerückgewinnung, insbesondere bei Lüftungsanlagen auch in öffentlichen Hallenbädern, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to a device for heat recovery, in particular ventilation systems even in public Indoor swimming pools, according to the preamble of claim 1.

In öffentlichen Hallenbädern wird die Fortluft der Lüftungsanlage ins Freie geblasen. Diese Fortluft hat im Jahresmittel eine Temperatur, die zwischen etwa 12°C und etwa 22°C liegt. Die in dieser Fortluft enthaltene Energie geht verloren.In public indoor swimming pools the exhaust air from the ventilation system blown outside. This exhaust air has an annual temperature between about 12 ° C and about 22 ° C lies. The energy contained in this exhaust air is lost.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Einrichtung so auszubilden, daß die Wärmeenergie in der Fortluft ausgenutzt werden kann.The The invention is based on the object of the generic device to train so that the Thermal energy can be exploited in the exhaust air.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Einrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This Task is in the generic establishment according to the invention with the characterizing features of claim 1 solved.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die Wärmepumpe mit dem Wärmetauscher an den Fortluftkanal angeschlossen, in dem die Fortluft strömt. Die Wärmepumpe ist hierbei so an den Fortluftkanal angeschlossen, daß das Sperrelement zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßende des Strömungskanales liegt. Es ist dadurch möglich, mit dem Sperrelement den Strömungsdurchlaß durch den Fortluftkanal vollständig zu schließen. Die Fortluft strömt dann aus dem Fortluftkanal in das Einlaßende des Strömungskanales. Am Wärmetauscher, der im Strömungsbereich der durch den Strömungskanal strömenden Fortluft liegt, erfolgt die Wärmeübertragung. Die abgekühlte Fortluft wird dann unter Umgehung des Sperrelementes am Auslaßende in den Fortluftkanal zurückgeführt. Auf diese Weise kann die in der Fortluft enthaltene Wärmeenergie optimal rückgewonnen werden. Je nach Wärmeinhalt der Fortluft ist es auch möglich, das Sperrelement nur teilweise zu schließen, so daß nur ein Teil der Fortluft durch den Strömungskanal der Wärmepumpe strömt. Auf diese Weise kann die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung jederzeit an die jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden. Die erfindungsgemäße Einrichtung wird bevorzugt in öffentlichen Hallenbädern eingesetzt, in denen die Fortluft durch Lüftungsanlagen ständig aus dem Hallenbad ausgeblasen wird. Diese Fortluft wird durch den Fortluftkanal zur Wärmepumpe geleitet, in der die in dieser Fortluft befindliche Wärmeenergie mittels des Wärmetauschers zurückgewonnen wird.at the device according to the invention is the heat pump with the heat exchanger connected to the exhaust air duct in which the exhaust air flows. The heat pump is connected to the exhaust air duct so that the locking element between the inlet and the outlet end of the flow channel lies. This makes it possible with the blocking element through the flow passage the exhaust air duct completely close. The exhaust air flows then from the exhaust air duct into the inlet end of the flow duct. On the heat exchanger, the one in the flow area the exhaust air flowing through the flow channel heat transfer takes place. The cooled one Exhaust air is then in bypassing the blocking element at the outlet end the exhaust air duct returned. On this way the thermal energy contained in the exhaust air optimally recovered become. Depending on the heat content the exhaust air it is also possible to close the blocking element only partially, so that only part of the exhaust air passes through the flow channel the heat pump flows. On in this way, the operation of the device according to the invention can be adapted to the respective circumstances at any time. The device according to the invention is preferred in public indoor swimming pools used in which the exhaust air from ventilation systems constantly out is blown out of the indoor pool. This exhaust air is through the exhaust air duct to the heat pump conducted in which the thermal energy in this exhaust air by means of the heat exchanger recovered becomes.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Further Features of the invention result from the further claims that Description and the drawing.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Wärmepumpe mit Regelklappe für die optimale Leistung der Wärmepumpe hoher Kapazität.The Invention is based on an embodiment shown in the drawing explained in more detail. The Drawing shows a schematic representation of a heat pump according to the invention Control flap for the optimal performance of the heat pump high capacity.

Die Wärmepumpe 1 wird so an einen Fortluftkanal 2 angeschlossen, daß die darin strömende Fortluft nach Art eines Bypasses durch die Wärmepumpe 1 strömt. In den Fortluftkanal 2 ist eine Bypassklappe 3 eingebaut, mit der der Strömungsquerschnitt des Fortluftkanals 2 geschlossen werden kann. Die Fortluft strömt bei geschlossener Bypassklappe 3 in einen Abzweigkanal 4, der an einen beispielhaft U-förmigen Strömungskanal 5 in der Wärmepumpe 1 angeschlossen ist. In Strömungsrichtung hinter der Bypassklappe 3 ist der Strömungskanal 5 über einen Abzweigkanal 6 an den Fortluftkanal 2 angeschlossen.The heat pump 1 is connected to an exhaust air duct 2 connected that the exhaust air flowing in it in the manner of a bypass through the heat pump 1 flows. In the exhaust air duct 2 is a bypass valve 3 installed with which the flow cross section of the exhaust air duct 2 can be closed. The exhaust air flows when the bypass flap is closed 3 into a branch duct 4 attached to an exemplary U-shaped flow channel 5 in the heat pump 1 connected. In the flow direction behind the bypass valve 3 is the flow channel 5 via a branch duct 6 to the exhaust air duct 2 connected.

Im Strömungsweg der Fortluft innerhalb des Strömungskanals 5 befindet sich mindestens ein Luftkühler 7, der in bekannter Weise ausgebildet ist und darum nicht näher beschrieben wird.In the flow path of the exhaust air within the flow channel 5 there is at least one air cooler 7 , which is designed in a known manner and is therefore not described in detail.

Die Wärmepumpe 1 wird vorteilhaft in Hallenbädern eingesetzt. Allgemein kann die Wärmepumpe zur Entwärmung der Fortluft bei Lüftungsanlagen verwendet werden.The heat pump 1 is used advantageously in indoor swimming pools. In general, the heat pump can be used to cool the exhaust air in ventilation systems.

In Hallenbädern ist bei Badebetrieb eine Frischluftrate von mindestens 30 % vorgeschrieben. Die ins Freie geblasene Fortluft hat im Jahresmittel eine Temperatur zwischen etwa 12°C und etwa 22°C. Dieser Fortluft wird mit der Wärmepumpe 1 die maximal mögliche Wärme unter Berücksichtigung der dafür einzusetzenden Antriebsenergie und Erreichen der höchst möglichen Effizienz entzogen. Die Leistung der Wärmepumpe 1 wird projektbezogen der jeweiligen Luftmenge angepaßt. Die Leistung kann aber auch den Erfordernissen bzw. den Wünschen des Benutzers angepaßt werden.In indoor swimming pools, a fresh air rate of at least 30% is mandatory. The exhaust air blown into the open air has an annual average temperature of between about 12 ° C and about 22 ° C. This exhaust air is generated with the heat pump 1 the maximum possible heat, taking into account the drive energy to be used and achieving the highest possible efficiency. The performance of the heat pump 1 is adapted to the respective air volume on a project basis. The performance can also be adapted to the needs or desires of the user.

Bei geschlossener Bypassklappe 3 strömt die Fortluft durch den Strömungskanal 5 des Wärmetauschers 1. Die durch den Luftkühler 7 strömende Luft nimmt die in der Fortluft enthaltene Wärme auf. Zur Regelung des Luftdurchsatzes durch den Luftkühler 7 wird die Bypassklappe 3 geregelt. Dadurch kann der Luftdurchsatz in Abhängigkeit von der Verdampfungstemperatur und dem Luftzustand zur Optimierung der Verdampferleistung bei unterschiedlichen Lufteintrittstemperaturen, Luftmengen und Luftfeuchte optimal geregelt werden. Der Luftkühler 7 wird stets mit der Luftmenge beaufschlagt, die eine höchst mögliche Leistungsziffer gewährleistet. Die Wärmepumpe 1 arbeitet daher mit höchster Effizienz.With the bypass flap closed 3 the exhaust air flows through the flow channel 5 of the heat exchanger 1 , That through the air cooler 7 flowing air absorbs the heat contained in the exhaust air. To control the air flow through the air cooler 7 becomes the bypass valve 3 regulated. As a result, the air throughput can be optimally controlled depending on the evaporation temperature and the air condition to optimize the evaporator performance at different air inlet temperatures, air volumes and air humidity. The air cooler 7 is always charged with the amount of air that ensures the highest possible performance figure. The heat pump 1 therefore works with maximum efficiency.

Vorteilhaft ist, daß die Wärmepumpe 1 keinen eigenen Ventilator benötigt. Dadurch erhöht sich die Leistungszahl der Wärmepumpe 1 nicht unerheblich.It is advantageous that the heat pump 1 no fan needed. This increases the heat pump's coefficient of performance 1 not insignificant Lich.

Die Wärmepumpe 1 kann als Wassererwärmer 8 einen Titanwärmetauscher und/oder einen Edelstahlwärmetauscher aufweisen. Der Titanwärmetauscher übernimmt dabei die Beckenwasserbeheizung, während der Edelstahlwärmetauscher, der vorteilhaft aus V4A-Stahl besteht, die Brauchwasserbeheizung, Hausheizversorgung bzw. Luftvorheizung übernimmt.The heat pump 1 can be used as a water heater 8th have a titanium heat exchanger and / or a stainless steel heat exchanger. The titanium heat exchanger takes over the pool water heating, while the stainless steel heat exchanger, which is advantageously made of V4A steel, takes over the hot water heating, domestic heating supply and air preheating.

Damit der Luftkühler 7 nicht durch aggressive Fortluft beschädigt wird, ist er vorteilhaft mit einem gegen aggressive Fortluft beständigen Material beschichtet. Diese Beschichtung ist insbesondere bei Einsatz im Hallenbad notwendig, da die Fortluft chlorhaltig ist. Im übrigen bestehen die Komponenten der Wärmepumpe 1 aus korrosionsbeständigen Materialien, wie Aluminium, Edelstahl oder entsprechend hochwertige Kunststoffe.So that the air cooler 7 is not damaged by aggressive exhaust air, it is advantageously coated with a material that is resistant to aggressive exhaust air. This coating is particularly necessary when used in an indoor pool because the exhaust air contains chlorine. Otherwise, the components of the heat pump exist 1 made of corrosion-resistant materials such as aluminum, stainless steel or corresponding high-quality plastics.

Mit der beschriebenen Wärmepumpe ist ein weitgehender Rückgewinn der Energie möglich, die durch Verdunstung aus dem Wasser in die Raumluft übergegangen ist. Diese Energie wird in der beschriebenen Weise in der Wärmepumpe 1 durch Wärmetausch am Luftkühler 7 zurückgewonnen.With the described heat pump, it is possible to largely recover the energy that has been transferred to the room air through evaporation from the water. This energy is used in the manner described in the heat pump 1 through heat exchange on the air cooler 7 recovered.

Auch die Bypassklappe 3 besteht aus gegen die Fortluft beständigem Material, so daß eine lange Einsatzdauer der Bypassklappe gewährleistet ist. Sie ist in geeigneter Weise im Fortluftkanal 2 gelagert. Die Regelung der Bypassklappe 3 ermöglicht eine optimale Energierückgewinnung. Zur Bestimmung der Temperatur der Fortluft wird ein entsprechender Temperaturfühler eingesetzt, der an eine spezielle Regelung (MC 2000) angeschlossen ist. Mit ihr kann der Antrieb der Bypassklappe 3 entsprechend der gemessenen Fortlufttemperatur gesteuert werden. Entsprechend den Temperaturen der Fortluft wird die Bypassklappe 3 in ihre Schließstellung verstellt, so daß die erforderliche Luftmenge über den Strömungskanal 5 durch die Wärmepumpe 1 strömt und somit eine optimale Wärmerückgewinnung am Luftkühler 7 erreicht wird. Bei entsprechend geringer Luftmenge kann die Bypassklappe 3 nur teilweise oder auch vollständig geschlossen werden, so daß die gesamte Fortluft durch den Strömungskanal 5 strömt. Auf diese Weise ist eine optimale Wärmegewinnung in Abhängigkeit von der jeweiligen Temperatur und Luftmenge gewährleistet.The bypass flap too 3 consists of material resistant to the exhaust air, so that a long service life of the bypass valve is guaranteed. It is suitably in the exhaust air duct 2 stored. The regulation of the bypass valve 3 enables optimal energy recovery. An appropriate temperature sensor is used to determine the temperature of the exhaust air, which is connected to a special control (MC 2000). It can be used to drive the bypass valve 3 can be controlled according to the measured exhaust air temperature. The bypass flap is adjusted according to the temperature of the exhaust air 3 adjusted to its closed position so that the required amount of air via the flow channel 5 through the heat pump 1 flows and thus optimal heat recovery at the air cooler 7 is achieved. With a correspondingly low air volume, the bypass valve can 3 only partially or completely closed, so that the entire exhaust air through the flow channel 5 flows. In this way, optimal heat recovery is guaranteed depending on the respective temperature and air volume.

Claims (12)

Einrichtung zur Wärmerückgewinnung, insbesondere bei Lüftungsanlagen in öffentlichen Hallenbädern, mit mindestens einer Wärmepumpe, die wenigstens einen Wärmetauscher aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmepumpe (1) wenigstens einen Strömungskanal (5) aufweist, dessen Einlaß- und dessen Auslaßende an einen Fortluftkanal (2) angeschlossen sind, der im Bereich zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßende des Strömungskanales (5) mit wenigstens einem Sperrelement (3) versehen ist, mit dem die Luftmenge im Fortluftkanal (2) regelbar ist, und daß der Wärmetauscher (7) im Strömungsbereich der Fortluft im Strömungskanal (5) liegt.Device for heat recovery, especially in ventilation systems in public indoor swimming pools, with at least one heat pump, which has at least one heat exchanger, characterized in that the heat pump ( 1 ) at least one flow channel ( 5 ), the inlet and outlet ends of which are connected to an exhaust air duct ( 2 ) are connected, which in the area between the inlet and the outlet end of the flow channel ( 5 ) with at least one locking element ( 3 ) with which the air volume in the exhaust air duct ( 2 ) is adjustable, and that the heat exchanger ( 7 ) in the flow area of the exhaust air in the flow channel ( 5 ) lies. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (3) eine Bypassklappe ist.Device according to claim 1, characterized in that the locking element ( 3 ) is a bypass valve. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sperrstellung des Sperrelementes (3) der Strömungskanal (5) ein Bypass für die Fortluft ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that in the blocking position of the blocking element ( 3 ) the flow channel ( 5 ) is a bypass for the exhaust air. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmepumpe (1) einen Wassererwärmer (8) aufweist, der an ein Beheizungssystem angeschlossen ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heat pump ( 1 ) a water heater ( 8th ) which is connected to a heating system. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmepumpe (1) einen Wasser erwärmer (8) aufweist, der an ein Beheizungssystem für Brauchwasser angeschlossen ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heat pump ( 1 ) a water heater ( 8th ), which is connected to a heating system for domestic water. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmepumpe (1) einen Wassererwärmer (8) aufweist, der an eine Luftvorheizung oder eine Hausheizung angeschlossen ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heat pump ( 1 ) a water heater ( 8th ) which is connected to an air preheater or a house heater. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmepumpe (1) zwei Wassererwärmer (8) aufweist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the heat pump ( 1 ) two water heaters ( 8th ) having. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassererwärmer (8) für das Beckenwasser des Schwimmbades aus Titan ist.Device according to claim 4 or 7, characterized in that the water heater ( 8th ) for the pool water of the swimming pool is made of titanium. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassererwärmer (8) für das Brauchwasser bzw. die Luftvorheizung ein Gehäuse aus V4A-Stahl ist.Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the water heater ( 8th ) A housing made of V4A steel is used for the process water or air preheating. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (3) an eine Regelung angeschlossen ist.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the locking element ( 3 ) is connected to a control system. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Wärmepumpe (1) aus korrosionsbeständigem Material, wie Aluminium, Edelstahl oder hochwertiger Kunststoff, besteht.Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the housing of the heat pump ( 1 ) made of corrosion-resistant material such as aluminum, stainless steel or high-quality plastic. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (7) mit einer gegen aggressive Fortluft beständigen Beschichtung versehen ist.Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the heat rope shear ( 7 ) is provided with a coating that is resistant to aggressive exhaust air.
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