DE202009009479U1

DE202009009479U1 - Klimagerät

Info

Publication number: DE202009009479U1
Application number: DE200920009479
Authority: DE
Original assignee: Weiss Klimatechnik GmbH
Current assignee: Weiss Klimatechnik GmbH
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2009-10-01
Anticipated expiration: 2019-07-10

Abstract

Klimagerät (10), umfassend einen ersten Kühlmittelkreislauf (44) mit einem Warmetauscher (14) und einem Rückkühler (20), der einen Kondensator (24) beaufschlagt, der mit einem zweiten Kühlmittelkreislauf (42) verbunden ist, der zumindest einen Kompressor (22), einen Verdampfer (26) und ein Expansionsventil (40) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs (44) mittels des zweiten Kühlmittelkreislaufs (42) kühlbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Klimagerät umfassend einen ersten Kühlmittelkreislauf, über den das Klimagerät mit einem Rückkühler verbunden ist, sowie einem von dem Rückkühler beaufschlagbaren Wärmetauscher und einem von dem Rückkühler beaufschlagbaren Verflüssiger, der mit einem zweiten Kühlmittelkreislauf verbunden ist, der zumindest einen Kompressor, einen Verdampfer und ein Expansionsventil aufweist.
Ein entsprechendes Klimagerät ist der EP-B-1 149 242 zu entnehmen. Im Winterbetrieb wird das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufes durch den Rückkühler in einem Umfang abgekühlt, dass die erforderliche Kälteleistung durch den Wärmetauscher erbracht werden kann. Liegt demgegenüber z. B. im Sommerbetrieb die Temperatur des Kühlmittels oberhalb der gewünschten Raumtemperatur, wird dem Raum die Wärme durch den Verdampfer des zweiten Kühlmittelkreislaufs entzogen, der sich flächig entlang des Wärmetauschers erstreckt. Unabhängig davon, ob der erste und/oder zweite Kältemittelkreislauf in Betrieb ist, muss die zu kühlende Luft sowohl den Wärmetauscher als auch den Verflüssiger durchströmen, so dass hohe Druckverluste entstehen. Dies wiederum bedeutet, dass der die Luft durch das Klimagerät fördernde Ventilator energetisch ungünstig betrieben wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klimagerät der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die auftretenden Druckverluste gering gehalten werden und damit ein energetisch günstiger Betrieb möglich ist.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs mittels des zweiten Kühlmittelkreislaufs kühlbar ist. Dabei durchströmt das Kühlmittel bevorzugterweise einen als Plattenverdampfer ausgebildeten Verdampfer.
Abweichend vom vorbekannten Stand der Technik wird der Temperatur des den Wärmetauscher durchströmenden Kältemittels wie Wasser-Glykol-Gemisch auf die zum hinreichenden Kühlen des das Klimagerät durchströmenden Luft stets auf die hierfür benötigte Temperatur eingestellt, sei es dadurch, dass der zweite Kühlmittelkreislauf ausgeschaltet ist, nämlich dann, wenn das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs durch den Rückkühler in einem Umfang abgekühlt ist, dass die erforderliche Kälteleistung erbracht werden kann, sei es, dass zusätzlich eine Kühlung des Kühlmittels mittels des zweiten Kühlmittelkreislaufs erfolgt, nämlich dann, wenn eine gewünschte Temperaturregulierung durch Freikühlung nicht erreicht werden kann.
Hierzu ist es nicht erforderlich, dass zusätzlich parallel zu dem Wärmetauscher ein Direktverdampfer angeordnet wird, wodurch andernfalls Druckverluste der durchströmenden Luft auftreten würden, die zu einer energetisch ungünstigen Betriebsweise des Klimagerätes führen würden.
Der Kondensator des zweiten Kühlmittelkreislaufs ist parallel zum Wärmetauscher geschaltet und vorzugsweise als Plattenkondensator ausgebildet. Der Kondensator wird folglich in Abhängigkeit von der Stellung eines Regelventils von dem Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs durchströmt, sofern dieser zur Kühlung des Kältemittels benötigt wird.
Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass die die Zwangsumwälzung der Luft bewirkende Ventilatoreinrichtung unterhalb des Bodens in einem Hohlraum angeordnet ist, so dass eine optimale Raumausnutzung für die Wärmetauscherfläche im Gehäuse des Klimagerä tes möglich ist. Durch die Unterfluranordnung der Ventilatoreinrichtung kann eine große Wärmetauscherfläche und somit eine hohe Kühlleistung zur Verfügung gestellt werden. Gleichzeitig ist eine geringe Aufstellfläche erforderlich. Dadurch, dass allein ein Wärmetauscher zur Kühlung benötigt wird, sind die internen Druckverluste gering.
Zur Erzielung einer kompakten Einheit sind der Verdampfer, der Kompressor, der Kondensator und das Expansionsventil des zweiten Kühlmittelkreislaufs in dem Gerätegehäuse angeordnet, in dem sich der Wärmetauscher befindet.
Zum Fördern des Kältemittels in dem ersten Kühlmittelkreislauf ist eine Pumpe in der das Kältemittel von dem Rückkühler zu dem Wärmetauscher führenden ersten Leitung angeordnet. Dabei sollte die Pumpe außerhalb des Gerätegehäuses angeordnet sein. Der Rückkühler selbst befindet sich im Freien.
Somit wird ein Klimagerät zur Verfügung gestellt, das aus drei Komponenten besteht, von denen die erste Komponente das in einem Raum aufstellbare Gehäuse mit dem Wärmetauscher, dem Verdampfer, dem Kompressor, dem Kondensator und dem Expansionsventil, die zweite Komponente die bauseitig anzuordnende Pumpe und die dritte Komponente der im Freien anzuordnende Rückkühler sind.
Weitere Einzelheiten, Vorteil und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Klimagerätes und
2 ein Fließschema des Klimagerätes gemäß 1.
In 1 ist rein prinzipiell ein erfindungsgemäßes Klimagerät 10 dargestellt. Dieses umfasst ein in einem Raum aufgestelltes Gehäuse 12, in dem ein Wärmetauscher 14 sowie ein dessen Eintrittsfläche abdeckendes Filterelement 16 angeordnet sind. Der Wärmetauscher 14, der ein Kaltwasserkühler ist, ist zulaufseitig über eine erste Leitung 18 mit einem im Freien angeordneten Rückkühler 20 verbunden. In der ersten Leitung ist eine Pumpe 21 angeordnet, mittels der das von dem Rückkühler 20 stammende Kühlmittel dem Wärmetauscher 14 zugeführt wird. In dem Gehäuse 12 ist des Weiteren ein Kompressor 22, ein Kondensator 24, ein Expansionsventil sowie ein Verdampfer 26 angeordnet, die Bestandteil eines zweiten Kühlmittelkreislaufes sind. Weitere üblicherweise vorhandene Komponenten wie Sammler oder Filtertrockner sind gleichfalls vorhanden.
In einem unterhalb des Bodens, auf dem das Gerätegehäuse 12 angeordnet ist, vorhandenen Hohlraum ist ein Ventilator 28 angeordnet, über den die zu kühlende Luft durch das Filter 16 und den Wärmetauscher 14 angesaugt und radial zur Ventilatorachse in den Zwischenboden abgegeben wird. Insoweit ist eine Konstruktion gewählt, wie diese der DE-U-200 23 882 zu entnehmen ist, auf deren Offenbarung verwiesen wird.
Die von dem Wärmetauscher 14 erwärmtes Kühlmittel abführende und dem Rückkühler 20 zuleitende Leitung ist als zweite Leitung mit dem Bezugszeichen 30 versehen.
Wie sich rein prinzipiell aus der 1 ergibt, durchströmt die erste Leitung den Verdampfer 26, um in Abhängigkeit von der erforderlichen Kälteleistung das von dem Rückkühler 20 stammende Kühlmittel abzukühlen.
Bevorzugterweise ist der Verdampfer 26 als Plattenverdampfer und der Kondensator 24 als Plattenkondensator ausgebildet. In Abhängigkeit von der zu erbringenden Kühlleistung des zweiten Kältemittelkreislaufs können mehrere Kompressoren 22 in dem zweiten Kältemittelkreislauf angeordnet sein.
Die Funktionsweise der Kältemittelkreisläufe ergibt sich aus der 2, in dem für die der 1 entsprechende Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet sind.
So ist erkennbar, dass die das erste Kühlmittel fördernde Pumpe 21 in der zu dem Wärmetauscher 14 in Form eines Kaltwasserkühlers führenden ersten Leitung 18 angeordnet ist, von der eine Leitung 31 abgeht, die über ein Zweiwegeventil 32 absperrbar ist. Hinter der Abzweigung 34 ist in Strömungsrichtung ein zweites Zweiwegeventil 36 angeordnet.
Die Leitung 31 wird durch den Plattenkondensator 24 geführt, um über eine Leitung 38 in die zum Rückkühler 20 führende zweite Leitung 30 zu münden.
Die erste Leitung 18 wird durch den Plattenverdampfer 26 des zweiten Kühlmittelkreislaufs geführt, der den Verdampfer 26, den Kompressor 22, den Kondensator 24 und das Expansionsventil 40 umfasst.
Mittels des zweiten mit dem Bezugszeichen 42 gekennzeichneten Kältemittelkreislauf wird das in dem ersten und mit dem Bezugszeichen 44 versehenen Kältemittelkreislaufs strömende erste Kühlmittel wie Wasser-Glykol-Gemisch in Abhängigkeit von der in dem Raum einzustellenden Temperatur zusätzlich zu der Kühlung durch den Rückkühler 20 gekühlt. Dabei wird der zweite Kühlmittelkreislauf 42 dann in Betrieb gesetzt, wenn die Temperatur des ersten Kühlmittels, das den Wärmetauscher 14 durchströmt, auch nach dem Abkühlen im Rückkühler 20 oberhalb der gewünschten Zulufttemperatur liegt. In diesem Fall wird der zweite Kühlmittelkreislauf 42 in Betrieb gesetzt. Gleichzeitig werden die Zweiwegeventile 32, 34 derart eingestellt, dass im erforderlichen Umfang das von dem Rückkühler 20 über die Leitungen 18, 31 strömende Kühlmittel durch den Kondensator 22 strömt, um das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufs 42 abzukühlen und zu verflüssigen.
Wärme wird dem durch die Leitung 18 strömenden ersten Kühlmittel durch den Plattenverdampfer 26 entnommen, so dass dem Wärmetauscher 14 Kühlmittel gewünschter Temperatur zuführbar ist.
Das Klimagerät 10 besteht aus drei Baugruppen, wie dies in der 2 durch die Trennlinien 46, 48 angedeutet ist. Die erste Baugruppe 50 bildet der Rückkühler 20, der im Freien aufgestellt ist. Die zweite Baugruppe 52 ist die Pumpe 20, die bauseitig angeordnet wird.
Die dritte Baugruppe 54 umfasst den zweiten Kühlmittelkreislauf 42 und den Kaltwasserkühler bzw. den Wärmetauscher 14 mit Filterelement 16, die in dem Gehäuse 12 angeordnet sind. Zu der dritten Komponente gehört auch die Ventilatoreinrichtung 28, die unterflur angeordnet ist.
Auch wenn bevorzugterweise die Ventilatoreinrichtung 28 sich unterflur befindet, so kann diese gegebenenfalls auch in dem Gehäuse 12 positioniert werden, gleichwenn hierdurch die Wärmetauscherfläche bei gleicher Größe des Gehäuses 12 verkleinert werden würde.
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 Patentliteratur

- EP 1149242 B [0002]
- DE 20023882 [0017]

Claims

Klimagerät (10), umfassend einen ersten Kühlmittelkreislauf (44) mit einem Warmetauscher (14) und einem Rückkühler (20), der einen Kondensator (24) beaufschlagt, der mit einem zweiten Kühlmittelkreislauf (42) verbunden ist, der zumindest einen Kompressor (22), einen Verdampfer (26) und ein Expansionsventil (40) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs (44) mittels des zweiten Kühlmittelkreislaufs (42) kühlbar ist.
Klimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs (44) den Verdampfer (26) des zweiten Kühlmittelkreislaufs (42) durchströmt.
Klimagerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (26) ein Plattenverdampfer ist.
Klimagerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (24) des zweiten Kühlmittelkreislaufs (42) parallel zum Wärmetauscher (14) des ersten Kühlmittelkreislaufs (44) geschaltet ist.
Klimagerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (24) ein Plattenkondensator ist.
Klimagerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (26), der Kompressor (22), der Kondensator (24) und das Expansionsventil (40) des zweiten Kühlmittelkreislaufs (42) und der Wärmetauscher (14) in einem gemeinsamen Gehäuse (12) angeordnet sind.
Klimagerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer das Kältemittel von dem Rückkühler (20) zu dem Wärmetauscher (14) führenden ersten Leitung (18) eine das Kühlmittel fördernde Pumpe (21) angeordnet ist.
Klimagerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (21) außerhalb des Gehäuses (12) angeordnet ist.
Klimagerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkühler (20) vorzugsweise im Freien angeordnet ist.
Klimagerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zu kühlende Luft durch den Wärmetauscher (14) zwangsführende Ventilatoreinrichtung (28) in einem Hohlraum eines Bodens angeordnet ist, auf dem das Gehäuse (12) aufgestellt ist.
Klimagerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatoreinrichtung (28) ein Ventilatorrad aufweist, über das die abgekühlte Luft radial zur Ventilatorachse austritt.
Klimagerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klimagerät (10) aus drei Gruppen (50, 52, 54) besteht, dass die erste Baugruppe (54) das in einem Raum aufstellbare Gehäuse (12) mit dem Wärmetauscher (14), dem Verdampfer (26), dem Kompressor (22), dem Kondensator (24) und dem Expansionsventil (40) des zweiten Kühlmittelkreislaufs (42), die zweite Baugruppe (52) die außerhalb des Gehäuses bauseitig anzuordnende Pumpe (21) und die dritte Baugruppe (50) den vorzugsweise im Freien anzuordnenden Rückkühler (20) umfassen.