DE202011052044U1 - air conditioning - Google Patents
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Abstract
Klimagerät (10), insbesondere Zeltklimagerät, umfassend ein Kondensatorteil (34) enthaltend zumindest einen Kondensator (40, 42), einen Verdichter (50) und einen ersten Ventilator (44) sowie ein Verdampferteil (36) enthaltend zumindest einen Verdampfer (70), einen Zuluftventilator (74), wobei das Kondensatorteil von dem Verdampferteil durch eine Trennwand (38) getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kondensatorteil (34) eine von einem Wärmeträger durchströmte Brennstoffheizung (52) angeordnet ist und dass in dem Verdampferteil (36) ein von dem Wärmeträger durchströmter erster Wärmetauscher (72) angeordnet ist.Air conditioning unit (10), in particular tent air conditioning unit, comprising a condenser part (34) containing at least one condenser (40, 42), a compressor (50) and a first fan (44) and an evaporator part (36) containing at least one evaporator (70), a supply air fan (74), the condenser part being separated from the evaporator part by a partition (38), characterized in that a fuel heater (52) through which a heat transfer medium flows is arranged in the condenser part (34) and that in the evaporator part (36) a first heat exchanger (72) through which the heat transfer medium flows is arranged.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Klimagerät, insbesondere Zeltklimagerät, umfassend ein Kondensatorteil enthaltend zumindest einen Kondensator, einen Verdichter und einen ersten Ventilator sowie ein Verdampferteil enthaltend zumindest einen Verdampfer und einen Zuluftventilator, wobei das Kondensatorteil von dem Verdampferteil durch eine Trennwand getrennt ist.The invention relates to an air conditioner, in particular a tent air conditioner, comprising a condenser part containing at least one condenser, a compressor and a first fan and an evaporator part containing at least one evaporator and a supply air fan, wherein the condenser part is separated from the evaporator part by a partition wall.
Grundbestandteile der meisten Klimageräte sind der Kühlkreislauf mit Kompressor, Kältemittel, Verdampfer, Verflüssiger, Expansionsventil und Ventilator. Klimageräte können als Komplettgeräte, d. h. einteilig ausgebildet sein, wobei Kondensatormodul oder -teil und Verdampfermodul oder -teil eine Einheit bilden. Bei mobilen Klimageräten, wie diese zur Klimatisierung von Zelten benutzt werden, sind entsprechende Klimageräte in dem Kondensatorteil und dem von diesem durch eine Trennwand abgeteilten Verdampferteil unterteilt. Das Verdampferteil weist einen Ventilator auf, mittels dessen über einen Lufteintritt Luft durch den Verdampfer gesaugt und sodann als Zuluft dem zu klimatisierenden Raum zugeführt wird. Entsprechende Klimageräte sind kompakt aufgebaut.The basic components of most air conditioning units are the cooling circuit with compressor, refrigerant, evaporator, condenser, expansion valve and fan. Air conditioners can be used as complete units, ie. H. be formed in one piece, wherein the capacitor module or part and evaporator module or part form a unit. In mobile air conditioners, such as these are used for the air conditioning of tents, corresponding air conditioners in the condenser part and divided by this partitioned by a partition evaporator part are divided. The evaporator part has a fan, by means of which air is drawn through an air inlet through the evaporator and then supplied as supply air to the room to be conditioned. Corresponding air conditioning units are compact.
Um bei extremen klimatischen Verhältnissen den durch das Klimagerät zu klimatisierenden Raum zu erwärmen, wird nach dem Stand der Technik eine elektrisch betriebene Zusatzheizung benutzt.In order to heat under extreme climatic conditions by the air conditioner to be air conditioned space, an electrically operated auxiliary heater is used in the prior art.
Der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klimagerät der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass dieses auch extreme klimatische Verhältnisse beherrscht, insbesondere geeignet sein kann, z. B. Umgebungstemperaturen zwischen –32°C und +60°C abzudecken.The present invention has the object, an air conditioner of the type mentioned in such a way that this mastered extreme climatic conditions, in particular may be suitable, for. B. Ambient temperatures between -32 ° C and + 60 ° C cover.
Bei üblichen Anschlussleistungen von maximal 9 kVA können Heizleistungen von über 7.200 W erreicht werden. Höhere Leistungen sind aufgrund der Anschlussleistungen nicht möglich. Aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre sollen insbesondere Heizleistungen erreicht werden, die üblicherweise nicht erzielt werden können, ohne dass eine merkliche Vergrößerung des Bauvolumens des Klimagerätes erforderlich ist. Es soll ein kompaktes Klimagerät zur Verfügung gestellt werden, das im erforderlichen Umfang kühlen und heizen kann.With usual connection capacities of a maximum of 9 kVA heating capacities of more than 7,200 W can be achieved. Higher performance is not possible due to the connection performance. Due to the teaching of the invention, in particular heating powers are to be achieved, which can not usually be achieved without a significant increase in the overall volume of the air conditioner is required. A compact air conditioning unit is to be provided which can cool and heat to the required extent.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung im Wesentlichen vor, dass in dem Kondensatorteil eine von einem Wärmeträger durchströmte Brennstoffheizung angeordnet ist und dass in dem Verdampferteil ein von dem Wärmeträger durchströmter erster Wärmetauscher angeordnet ist.In order to achieve the object, the invention essentially provides that a fuel heater through which a heat transfer medium flows is arranged in the condenser part and that a first heat exchanger through which the heat transfer medium flows is arranged in the evaporator part.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Wärmeträger einen vorzugsweise flachquaderförmigen Pufferspeicher durchströmt, der mit einem ersten Abschnitt im Kondensatorteil oder unterhalb von diesem und mit einem zweiten Abschnitt im Verdampferteil und unterhalb von diesem angeordnet ist.In this case, provision is made in particular for the heat carrier to flow through a preferably flat-quadrilateral buffer store which is arranged with a first section in the condenser part or below it and with a second section in the evaporator part and below it.
Erfindungsgemäß wird in dem Kondensatorteil eine Brennstoffheizung integriert, die Heizleistungen ermöglicht, die die von elektrischen Heizungen bei üblichen Anschlussleistungen um ein Mehrfaches übersteigen kann. Leistungen von z. B. 30 kW sind ohne Weiteres möglich, ohne dass das Kondensatorteil volumenmäßig vergrößert wird. Durch die Trennung der Brennstoffheizung von dem ersten Wärmetauscher und dessen Anordnung im Verdampferteil kann die über dem Ventilator angesaugte Luft sowohl den Verdampfer als auch den Wärmetauscher durchströmen, um so im erforderlichen Umfang einen Raum wie insbesondere ein Zelt über einen großen Temperaturbereich klimatisieren zu können, insbesondere über einen Bereich zwischen –32°C und +60°C Umgebungstemperatur.According to the invention, a fuel heater is integrated in the condenser part, which enables heating capacities which can exceed that of electric heaters by a common factor at conventional connection powers. Services of z. B. 30 kW are readily possible without the capacitor part is increased in volume. By separating the fuel heater from the first heat exchanger and its arrangement in the evaporator section, the air drawn in via the fan can flow through both the evaporator and the heat exchanger so as to be able to condition a space, in particular a tent, over a wide temperature range to the required extent, in particular over a range between -32 ° C and + 60 ° C ambient temperature.
Um ein Takten der Brennstoffheizung zu verhindern, ist ein Pufferspeicher vorgesehen, der von dem Wärmeüberträger durchströmt wird – und zwar im Rücklauf von dem ersten Wärmetauscher. Ungeachtet dessen wird die Kompaktheit des Gerätes gewahrt, da der Pufferspeicher abschnittsweise im Bodenbereich sowohl des Kondensatorteils als auch des Verdampferteils angeordnet ist, und zwar vorzugsweise unterhalb des das Kondensatorteil und das Verdampferteil umgebenden Gehäuses. Durch die abschnittsweise Anordnung sowohl im Bereich des Kondensatorteils als auch des Verdampferteils ist eine einfache Verrohrung möglich, die die gewünschte Kompaktheit sicherstellt. Insbesondere sollte der Pufferspeicher ein Volumen von 30 dm3 aufweisen.In order to prevent a clocking of the fuel heater, a buffer memory is provided, which is flowed through by the heat exchanger - in the return from the first heat exchanger. Regardless, the compactness of the device is maintained, since the buffer memory is arranged in sections in the bottom region of both the condenser part and the evaporator part, preferably below the housing surrounding the condenser part and the evaporator part. The sectional arrangement both in the region of the condenser part and the evaporator part, a simple piping is possible, which ensures the desired compactness. In particular, the buffer memory should have a volume of 30 dm 3 .
Der zweite Wärmetauscher, über den die Wärme der Brennstoffheizung aus dem Wärmeträger wie Wasser-Glykol-Gemisch übertragen wird, wird über eine erste Leitung mit der Einlassöffnung des ersten Wärmetauschers verbunden, wobei ein erster Leitungsabschnitt entlang des ersten Abschnitts und ein zweiter Leitungsabschnitt entlang des zweiten Abschnitts des Pufferspeichers verläuft, wobei von der Auslassöffnung des ersten Wärmetauschers eine zweite Leitung ausgeht, die mit im zweiten Abschnitt des Pufferspeichers angeordneten Einlassöffnung verbunden ist, dessen über eine dritte Leitung mit dem zweiten Wärmetauscher verbundene Auslassöffnung von dem ersten Abschnitt des Pufferspeichers ausgeht.The second heat exchanger, via which the heat of the fuel heater is transferred from the heat carrier such as water-glycol mixture is connected via a first line to the inlet opening of the first heat exchanger, wherein a first line section along the first section and a second line section along the second Section of the buffer memory runs, wherein from the outlet opening of the first heat exchanger, a second line is connected, which is connected to the second portion of the buffer inlet opening arranged, whose connected via a third line to the second heat exchanger outlet opening from the first portion of the buffer memory.
Durch die diesbezügliche Anordnung und Verbindungsart wird die gewünschte Kompaktheit sichergestellt. The arrangement and type of connection in this way ensures the desired compactness.
Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass das Klimagerät ein Gerätegehäuse mit einer Quaderform aufweist, das sich entlang zwei aneinandergrenzender Seitenflächen des Gerätegehäuses jeweils ein eine Quaderform aufweisender Abschnitt des Kondensators erstreckt, dass benachbart zu einem der Abschnitte der Verdichter und benachbart zu dem anderen Abschnitt ein Ausdehnungsbehälter der Brennstoffheizung angeordnet ist und dass das Gehäuse der Brennstoffheizung zwischen dem Verdichter und dem Ausdehnungsbehälter und mit seiner Längsachse geneigt zu von den Abschnitten des Kondensators aufgespannten Ebenen angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann eine optimale Raumausnutzung im Kondensatorteil erfolgen, ohne dass gegenüber Klimageräten, die eine entsprechende Brennstoffheizung nicht aufweisen, eine volumenmäßige Vergrößerung erfolgen muss.Furthermore, the invention is characterized in that the air conditioner comprises a device housing having a parallelepiped shape extending along two adjacent side surfaces of the device housing each having a cuboid portion of the capacitor that adjacent to one of the sections of the compressor and adjacent to the other Section is arranged an expansion tank of the fuel heater and that the housing of the fuel heater between the compressor and the expansion tank and is arranged with its longitudinal axis inclined to the sections of the capacitor spanned planes. As a result of this arrangement, optimal space utilization in the condenser part can be achieved without an increase in volume being required compared to air conditioning units which do not have a corresponding fuel heater.
Das Gerätegehäuse sollte schwingend auf einer Transportplatte gelagert und mit dieser verbunden sein, wobei die Transportpalette bevorzugterweise Stapeltaschen aufweist.The device housing should be mounted swinging on a transport plate and connected thereto, wherein the transport pallet preferably has stacking pockets.
Das Gerätegehäuse selbst weist bevorzugterweise einen Rahmen mit kopfseitigen Stegen auf, die Ausschnitte zur Aufnahme von Stapeltaschen einer weiteren Transportpalette aufweisen, wobei die Ausschnitte von Normalen der Stapeltaschen der Transportpaletten geschnitten werden. Somit können mehrere Klimageräte gestapelt werden. Folglich ist ein raumsparender Transport möglich.The device housing itself preferably has a frame with head-side webs, which have cutouts for receiving stacking pockets of a further transport pallet, wherein the cut-outs are cut by normals of the stacking pockets of the transport pallets. Thus, several air conditioners can be stacked. Consequently, a space-saving transport is possible.
Das Ausdehnungsgefäß sollte zwischen einem von dem zweiten Wärmetauscher ausgehenden und in den ersten Leitungsabschnitt übergehenden Abschnitt der den Wärmeträger führenden Leitung und/oder eine den Wärmeträger fördernden Pumpe in einem von dem Pufferbehälter zu dem zweiten Wärmetauscher führenden Leitungsabschnitt angeordnet sein.The expansion vessel should be disposed between a leading from the second heat exchanger and merging into the first line section portion of the heat transfer line leading and / or a heat transfer pump in a leading from the buffer tank to the second heat exchanger line section.
Durch all diese Maßnahmen wird die Kompaktheit sichergestellt.All these measures ensure compactness.
Der die zu klimatisierende Luft ansaugende Ventilator sollte ein Radialventilator sein und zwischen der Trennwand und dem ersten Wärmetauscher angeordnet sein.The fan sucking the air to be conditioned should be a radial fan and should be located between the partition wall and the first heat exchanger.
Die das Verdampferteil begrenzende Stirnwandung des Gerätegehäuses weist zumindest eine Öffnung oder einen Anschluss für anzusaugende Luft auf. Entlang einer gegenüberliegenden, das Kondensatorteil stirnseitig begrenzender Wandung geht eine mit der Brennstoffheizung verbundene Abgasleitung auf, die zum Transport abnehmbar ist.The evaporator part bounding end wall of the device housing has at least one opening or a connection for air to be sucked. Along an opposite, the condenser part end wall bounding a connected to the fuel heater exhaust pipe is on, which is removable for transport.
Das Klimagerät selbst kann als Umluftgerät, als Außenluftgerät und/oder im Mischbetrieb betreibbar sein.The air conditioner itself can be operated as a recirculation unit, as an outside air unit and / or in mixed operation.
Typische Abmessungen des Gerätes können sein: Breite ca. 1.800 mm, Tiefe ca. 980 mm, Höhe ca. 885 mm.Typical dimensions of the device can be: width approx. 1,800 mm, depth approx. 980 mm, height approx. 885 mm.
Zusammenfassend ist das erfindungsgemäße Klimagerät wie folgt zu beschreiben. Das Klimagerät bietet einen universellen Einsatz und kann insbesondere beim Katastrophenschutz zum Einsatz gelangen. Das Klimagerät kann sowohl als Umluftgerät mit definiertem Frischluftanteil, als reines Außenluftgerät (100% Frischluft) oder als reines Umluftgerät (100%) betrieben werden. Die Anbindung an einen zu klimatisierenden Raum wie ein Zelt erfolgt über ein Schlauchsystem. Das Klimagerät ist technisch derart ausgelegt, dass bei einer Umgebungstemperatur zwischen –32°C und +60°C ein Einsatz möglich ist. Das typischerweise Abmessungen von 1.800 mm × 885 mm × 980 mm aufweisende Klimagerät besteht aus einem Kondensatorteil und einem Verdampferteil und ist auf einer Transportpalette einschließlich Staplertasche schwingend gelagert. Eine Stapelbarkeit ist gegeben. Kondensator- und Verdampferteil sind durch eine isolierende Trennwand thermisch voneinander getrennt und nur durch die Kälte- und Wärmeträgerkreisverrohrung miteinander verbunden.In summary, the air conditioner according to the invention is described as follows. The air conditioner offers a universal application and can be used in particular for civil protection. The air conditioner can be operated both as recirculation unit with defined fresh air proportion, as pure outdoor air unit (100% fresh air) or as pure recirculation unit (100%). The connection to a room to be air-conditioned, such as a tent, takes place via a hose system. The air conditioner is technically designed so that it can be used at ambient temperatures between -32 ° C and + 60 ° C. The air conditioner, which typically has dimensions of 1,800 mm × 885 mm × 980 mm, consists of a condenser part and an evaporator part and is oscillatably mounted on a transport pallet including a stacker pocket. A stackability is given. Capacitor and evaporator part are thermally separated from each other by an insulating partition and connected only by the refrigeration and Wärmeträgerkreisverrohrung.
Im Kondensatorteil befindet sich sowohl die Kältetechnik (wie Kondensatorlüfter, Wärmetauscher, Sammler, Trockner, Kälteverrohrung, Ventile und Sicherheitsorgane) als auch die notwendige Heiztechnik (Brennstoffheizung, Ausdehnungsgefäß, Heizpumpe, Elektronik, Verrohrung und Abgasleitung). Im Verdampferteil befinden sich das E-Teil, der Umlüfter (Ventilator), der Verdampfer (zur Kühlung) sowie der Wärmeträgertauscher (Brennstoffheizung), Regelorgane und Rohrleitungen für den Kühl- und Heizkreislauf. Unterhalb des Gehäuses des Klimagerätes ist ein Pufferspeicher angebracht, der ein Takten der Brennstoffheizung verhindert. Der Pufferspeicher, der eine Quadergeometrie aufweist, sollte ein Volumen von ca. 30 dm3 aufweisen.The condenser section contains both the refrigeration technology (such as condenser fans, heat exchangers, collectors, dryers, refrigeration piping, valves and safety equipment) and the necessary heating technology (fuel heater, expansion tank, heating pump, electronics, piping and exhaust pipe). In the evaporator section are the E-part, the fan (fan), the evaporator (for cooling) and the heat transfer (fuel heating), control elements and piping for the cooling and heating circuit. Below the housing of the air conditioner, a buffer memory is mounted, which prevents a clocking of the fuel heater. The buffer memory, which has a cuboid geometry, should have a volume of approximately 30 dm 3 .
Das Klimagerät kann über ein steckbares Bedienteil mit Thermostat angesteuert werden. Über das Bedienteil können alle Funktionen der Anlage vorgegeben werden. Durch die vorwählbare Solltemperatur wird das Klimagerät dementsprechend automatisch Heizen oder Kühlen. Fehlermeldungen bei einer Störung können als Sammelstörung an das Bedienteil signalisiert werden.The air conditioner can be controlled via a pluggable control panel with thermostat. All functions of the system can be specified via the control panel. Due to the preselectable setpoint temperature, the air conditioner will automatically heat or cool accordingly. Error messages in the event of a fault can be signaled to the keypad as a group fault.
Die entstehenden Abgase beim Brennstoffheizen werden über ein an der das Kondensatorteil stirnseitig begrenzenden Außenwand des Gehäuses befestigtes Abgasrohr an die Umgebung abgegeben. Das Abgasrohr ist abnehmbar. Die Abgase können nicht in den luftführenden Teil des Verdampfers gelangen, so dass die bei der Verbrennung des Kraftstoffes entstehende Wärme der Brennstoffheizung über einen Wärmetauscher auf ein Wärmeträgermedium übertragen wird und dieses wiederum über einen Wärmetauscher auf der Verdampferseite an die Zuluft abgegeben wird. Es erfolgt ein indirektes Heizen.The resulting exhaust gases during fuel heating are connected to the capacitor part The exhaust pipe attached to the outer side of the housing, which is bounded on the end face, is emitted to the environment. The exhaust pipe is removable. The exhaust gases can not get into the air-conducting part of the evaporator, so that the heat of the fuel heating resulting from the combustion of the fuel is transferred via a heat exchanger to a heat transfer medium and this in turn is discharged via a heat exchanger on the evaporator side to the supply air. There is an indirect heating.
Die Spannungsversorgung der Anlage erfolgt über ein Netzkabel. Dabei kann ein Betrieb über ein herkömmliches Stromnetz oder einen Generator erfolgen.The system is supplied with power via a mains cable. In this case, operation via a conventional power grid or a generator can take place.
Zum Versorgen der Brennstoffheizung wird ein Tank benutzt, der außerhalb des Gerätes aufgestellt wird und mit der Heizung über einen Schnellverschluss verbunden ist. Als Brennstoffe kommen Diesel und Heizöl in Frage. Ein Anschluss z. B. eines 20 l Kanisters oder eines 200 l Fasses ist möglich.To supply the fuel heater, a tank is used, which is placed outside the unit and connected to the heater via a quick release. The fuels used are diesel and heating oil. A connection z. B. a 20 l canister or a 200 l drum is possible.
Weitere Einzelheiten, Vorteile 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 eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.Further details, advantages and features of the invention will become apparent not only from the claims, the features to be taken these features - alone and / or in combination - but also from the following description of a drawing to be taken preferred embodiment.
Es zeigen:Show it:
Den Figuren ist ein Klimagerät
Das erfindungsgemäße Klimagerät besteht aus einem Kondensatorteil
Als wesentliche Bestandteile befinden sich in dem Kondensatorteil
Die Brennstoffheizung
Von der Brennstoffheizung
In dem Verdampferteil
Über die Lufteintrittsöffnung kann – je nach Betrieb des Klimagerätes
Unterhalb des Gehäuses
Der Pufferbehälter
Wie sich aus der
Durch die Positionierung des Gehäuses
Von der Brennstoffheizung
Der Ausdehnungsbehälter
Durch die diesbezügliche Anordnung ergibt sich ein überaus kompakter Aufbau, so dass das erfindungsgemäße Klimagerät im Vergleich zu solchen, die eine Brennstoffheizung nicht aufweisen, dem Grunde nach volumenmäßig nicht oder nur im geringen Umfang vergrößert werden muss.The arrangement in question results in a very compact design, so that the air conditioner according to the invention compared to those that do not have a fuel heater, the volume must not be increased or only to a small extent.
Die Steuerung
Die Spanungsversorgung des Klimageräts erfolgt über ein Netzkabel, wobei ein herkömmliches Stromnetz oder ein Generator zum Einsatz gelangen können.The power supply of the air conditioner via a power cord, a conventional power grid or a generator can be used.
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