DE202014002656U1

DE202014002656U1 - Wärmeenergiesystem mit einem Wärmeerzeuger und einem Behälter

Info

Publication number: DE202014002656U1
Application number: DE202014002656.4U
Authority: DE
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2015-06-30
Anticipated expiration: 2024-03-28
Also published as: DE102015001590A1

Abstract

Wärmeenergiesystem 100 welches zweiteilig aus einem Wärmeerzeuger 300 und einem Behälter 190 zusammenbaubar ist, mit einer im Wärmeerzeuger 300 angeordneten Wärmepumpe zur Beheizung eines im Behälter 190 angeordneten Wasserspeichers 200 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeerzeuger 300 am Behälter 190 über eine Konsole 192 befestigbar ist, wobei die Konsole 192 kraftübertragend in einer Wärmedämmung 191 eingebettet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmeenergiesystem, welches zweiteilig aus einem Wärmeerzeuger und einem Behälter zusammenbaubar ist. Im Wärmeerzeuger ist eine Wärmepumpe zur Beheizung eines im Behälter angeordneten Wasserspeichers angeordnet.
Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise Wärmepumpen zur Nutzung von Umweltenergie mit Energieabsorbern, wie Erdsonden oder Energieflächenabsorbern bekannt. Diese werden als kompakte Sole-Wasser-Wärmepumpen mit einem integrierten Warmwasserspeicher angeboten. Verschiedene Konzepte haben sich bereits am Markt durchgesetzt, zum Beispiel mit einem Kältemittelkreislauf, der unterhalb eines Warmwasserspeichers oder oberhalb eines Warmwasserspeichers angeordnet ist. Der Vorteil des auf dem Warmwasserspeicher aufgesetzten Kältekreises ist eine gute Zugänglichkeit, sowohl in der Fertigung als auch im Service. Zum Transport wird der Kältemittelkreis getrennt von dem Warmwasserspeicher hergestellt und zum Kunden geliefert. Vor Ort wird dann der Kältekreis als Einheit auf den Warmwasserspeicher aufgesetzt.
Aus EP 0 066 364 ist ein vertikal ausgebildetes Gehäuse für ein Raumluftklimagerät bekannt. Es besteht aus einer oberen Sektion und einer separaten unteren Sektion. Für eine Benutzung ist die obere Sektion auf die untere Sektion aufgesteckt. Über Schrauben sind die beiden Sektionen zusammengefügt. Das Gehäuse kann zum Transport durch Drehung ineinandergeschoben werden. Hierbei wird die obere Sektion in die untere Sektion eingeschoben.
Aus DE 20 2009 012 314 ist eine Wärmepumpe bekannt, bei der eine Basis insbesondere durch eine Bodenplatte gebildet ist. Hierauf sind die Grundplatte und der Verdichter mit Dämpfern angebracht.
Eine Wärmedämmung für eine Wärmepumpe ist aus DE 20 2004 002 881 U1 bekannt, die die Aggregate der Wärmepumpe umgibt. Durch Teile der Wärmedämmung sind einzelne Aggregate voneinander getrennt.
Aus EP 02 159 513 ist eine Wärmepumpenvorrichtung bekannt, bei der der Rahmen aus einer Vielzahl von Streben und Querstäben besteht und eine Vielzahl von Blechen vorgesehen ist, welche an dem Rahmen zur Abdeckung befestigt werden. Weiterhin ist aus dieser Veröffentlichung bekannt, dass Wärmepumpenvorrichtungen übereinander positioniert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem aus zwei Einheiten zusammengebauten Wärmeenergiesystem die Schallausbreitung zu vermindern, so dass das Gerät im Betrieb leise ist. Gleichzeitig sollen die beiden Einheiten leicht, ohne größeren Aufwand und zuverlässig montierbar sein.
Gelöst ist die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs eins.
Ein Wärmeenergiesystem ist zweiteilig aus einem Wärmeerzeuger und einem Behälter zusammenbaubar. Zur Beheizung eines im Behälter angeordneten Wasserspeichers ist im Wärmeerzeuger eine Wärmepumpe angeordnet. Der Wärmeerzeuger ist am Behälter über eine Konsole befestigbar, wobei die Konsole kraftübertragend in einer Wärmedämmung eingebettet ist. Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Konsole in der Wärmedämmung zunächst mit mindestens einem ersten Abstand zu einer Auflage verankert, wobei eine maximale Absenkung der Konsole durch die Auflage begrenzt ist.
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt beträgt der Abstand weniger als etwa 10 oder 5 mm. Die Absenkung der Konsole in der geschäumten Struktur ist vorteilhaft auf einen Wert von etwa 5 mm, vorteilhaft von 2 bis 4 mm und insbesondere auf ca. 1 mm begrenzt.
Die Wärmedämmung ist vorteilhaft aus einer geschäumten Struktur gebildet, die den Wasserbehälter zumindest teilweise umschließt. Die Konsole wird von der geschäumten Struktur getragen, wodurch insbesondere Schallwellen vom Wärmeerzeuger gedämmt werden und ein Wärmeverlust des Behälters reduziert ist.
Der Wärmeerzeuger wird vorteilhaft auf der geschäumten Struktur des umschäumten Behälters über Konsolen montiert, die in den Schaum eingelassen sind bzw. eingebettet sind. Die Konsolen selbst haben, zumindestens im neuen Zustand, keine direkte Verbindung zum Wasserbehälter oder zu irgendwelchen Rahmen- oder Konstruktionsbauteilen des Behälters. Die Konsolen werden im Schaum mit genügend hoher Flächenpressung selbst getragen. Für den Fall, dass die Schaumstruktur selbst etwas altert und beispielsweise der Zellgasdruck nachlässt, könnte die Konsole einsinken und die Befestigungspunkte verändern. In diesem Fall wird durch Abstützung der „im Schaum schwebenden” Konsolen auf der Traverse, die selbst an den Seitenwänden abgestützt sind, ein maximales Einsinken um einen bestimmten festgelegten Wert begrenzt. Somit ist eine schallgedämmte und von der Fertigungstoleranz des Warmwasserspeichers oder Behälters unabhängige Befestigungslösung erreicht.
Vorteilhaft gilt die Lösung auch im umgekehrten Falle, mit einem oben liegenden Wasserspeicher. Im einem solchen Ausführungsbeispiel mit einem unten liegenden Kältemittelkreislauf bzw. einem unten liegenden Wärmeerzeuger mit einer Wärmepumpe, auf den der Behälter aufgesetzt wird, ist die Konsole vorteilhaft ebenfalls im Schaum des Behälters eingelassen. Nur wird sie dann vorteilhaft von oben auf den Wärmeerzeuger aufgesetzt.
Die Figuren zeigen wie folgt:
1 Zweiteiliges Wärmeenergiesystem.
2 Behälter mit schematisch dargestellten Konsolen
3 Detailaufnahme mit einer Konsole die schwebend im Behälter liegt. Der Schaum ist nicht dargestellt.
4 Eingeschaltete Konsole im Schnitt
1 zeigt ein zweiteiliges Wärmeenergiesystem 100 bestehend aus einem Wärmeerzeuger 300 und einen Behälter 190. Im Wärmeerzeuger 300 ist eine Wärmepumpe angeordnet. Weiterhin weist der Wärmeerzeuger 300 einen Warmwasserheizungvorlaufsanschluss 301, einen Warmwasserheizungsrücklaufanschluss 302, einen Warmwasserauslaufanschluss 303 und einen Kaltwasserzulaufanschluss 304 auf, die dafür vorgesehen sind, eine hydraulische Verbindung zwischen dem Behälter 190 und dem darauf zu montierenden Wärmeerzeuger 300 für Warmwasser und Heizungswasser herzustellen. Desweiteren weist der Wärmeerzeuger 300 einen Verflüssiger 330, eine Umwälzpumpenbaugruppe, einen Verdampfer 360 und zumindest einen Verdichter auf. Vorteilhaft ist weiterhin eine Multifunktionsbaugruppe 350 integriert.
Weiterhin sind ein Heizungsvorlaufrohr 315 und ein Heizungsrücklaufrohr 316 zum Anschluss des Wärmeenergiesystems 100 an ein Heizungssystem vorgesehen. Zum Anschluss an ein Wasserleitungsnetz eines Gebäudes ist ein Warmwasserauslaufrohr 313 und ein Kaltwasserzulaufrohr 314 vorgesehen. Vorteilhaft ist zusätzlich ein Soleeinlaufrohr 317 und ein Soleauslaufrohr 318 vorgesehen, mit dem das Wärmeenergiesystem an eine Wärmequelle angeschlossen werden kann.
Ein Träger 180 ist dafür vorgesehen, mit der Konsole 192 des Behälters 190 verbunden zu werden. Desweiteren weist der Wärmeerzeuger 300 einen Frontdeckel 110, eine Abwinklung 112 sowie ein Bedienfeld 116 zur Bedienung des Wärmeenergiesystems 100 auf. Der Behälter 190 ist, wie in 1 dargestellt, in einer Dämmung 191 eingeschalt. In diese Dämmung 191 ist erfindungsgemäß die Konsole 192 eingebettet, so dass sie fest im Behälter 190 liegt und die Gewichtskraft F und Erschütterungen bzw. Schwingungen des Wärmeerzeugers 300 sicher aufnehmen kann. Hierzu ist es vorteilhaft, einen Schaum mit einer Dichte von 20 bis 80 kg/m³, 30 bis 50 kg/m³ oder insbesondere 40 kg/m³ zu verwenden.
Die Konsolen 192 sind ausschließlich in der Dämmung 191 gehalten und liegen nicht auf einen anderen tragenden Teil des Wärmeenergiesystems 100 auf, vorteilhaft zumindest im Neuzustand nicht. Im Neuzustand des Wärmeenergiesystems 100 besteht somit zumindest kein tragender Kontakt der Konsole mit einem Teil des Gehäuses 199, 207. Die Konsole 192 ist insbesondere ausschließlich von der Dämmung 191 gehalten und im Schaum der Dämmung 191 befestigt. Der Schaum nimmt die Gewichtskräfte F sowie die Schwingungen und Bewegungen des Wärmeerzeugers im Neuzustand ausschließlich auf.
Eine Traverse 206 ist dafür vorgesehen, ein Absinken der Konsole über die Betriebszeit des Wärmeerzeugers bzw. des Wärmeenergiesystems zu begrenzen.
Damit ist sichergestellt, dass eine Schallübertragung auf den Behälter 200 oder insbesondere metallische tragende Teile des Wärmeenergiesystems vermieden ist. Vielmehr werden Schwingungen des Wärmeerzeugers 300 in der Wärmedämmung 191 gedämmt. Ein weiterer Vorteil ist, dass keine Wärmeleitung über die Konsole auf den Wärmeerzeuger erfolgt. Schließlich soll im Behälter 190 bzw. im Wasserspeicher 200 warmes Wasser gespeichert werden. Daher ist die Vermeidung von Kontakt zwischen metallischen Teilen vorteilhaft, um eine Wärmeableitung zu vermeiden.
Zusätzlich ist eine Traverse 206 vorgesehen, die im Falle eines Absinkens der Konsole 192 das Absinken der Konsole 192 auf einen maximalen Wert „H” begrenzt. Somit können auch Toleranzen des Wärmeenergiesystems aufgenommen werden und es wird eine stabile Fixierung der Konsole 192 über die gesamte Betriebszeit des Gerätes sichergestellt. Der Behälter 190 weist weiterhin einen Heizungsvorlaufanschluss 201, einen Heizungsrücklaufanschluss 202 sowie einen Warmwasserablauf 203 und einem Kaltwasserzulauf 204 auf, die insbesondere dafür vorgesehen sind, mit den Anschlüssen des Wärmeerzeugers verbunden zu werden. Vorteilhaft sind die Anschlüsse, wie der Heizungsvorlaufanschluss 201, der Heizungsrücklaufanschluss 202, der Warmwasserablauf 203 und der Kaltwasserzulauf 204 ebenfalls in den Schaum bzw. in der Dämmung 191 eingebettet und somit werden möglicherweise vom Wärmeerzeuger 300 auf die Anschlüsse übertragene Schwingungen im Schaum gedämmt.
Der Behälter 190 steht vorzugsweise auf Verstellfüßen 198, um ihn insbesondere waagerecht bzw. senkrecht ausrichten zu können.
In 2 ist der Behälter 190 schematisch ohne die Dämmung 191 gezeigt. Zeichnerisch sind die Traverse 206 sowie die Konsolen 192 an ihrer Position dargestellt, wie sie im Schaum eingebettet sind. Der Schaum wäre von dem Frontblech 193 sowie anderen Seitenteilen 199 des Behälters 190 eingefasst. Die Traverse 206 ist zwischen zwei Seitenwänden 199 aufgenommen. Die Traverse 206 ist daher mit tragenden Teilen des Behälters 190 verbunden. Die Konsole 192 hingegen ist frei schwebend in der Dämmung 191 (Dämmung 191 ist in 2 und 3 nicht gezeigt) gehalten. Am Wasserspeicher 200 sind noch Ösen 205 vorgesehen, um den Behälter 190 zu bewegen. Diese Ösen 205 werden ebenfalls eingeschäumt.
In 3 ist der „schwebende” in die Dämmung 191 eingebaute Zustand der Konsole 192 gezeigt. Die Konsole 192 weist ein Abstand H zwischen einer Anlage 210, der Konsole 192 und einer Auflage 207 der Traverse 206 auf. Somit ist die Konsole 192 schwebend in den 2 und 3 im nicht dargestellten Schaum bzw. der nicht dargestellten Dämmung 191 dargestellt. Die Konsole ist in die Dämmung 191 eingebettet und hat keinen Kontakt zu einem tragenden Teil des Behälters 190.
Weiterhin weist die Konsole 192 einen Ausleger 211 auf, der weiterhin stützend eine Abwinklung 194 aufweist. Die Konsole ist vorteilhaft mit verschiedenen Gewinden 212, Öffnungen für ein Gewinde, Niete oder Rastungen ausgestattet, mit denen der Wärmeerzeuger 300 auf dem Behälter 190 fest angeschraubt werden kann. Somit besteht eine feste Verbindung von tragenden Teilen vom Wärmeerzeuger 300 auf die Konsole 192. Die Traverse 206 hingegen ist konstruktiv so in die Dämmung 191 des Behälters 190 eingebettet, dass sie zumindest im Neuzustand mit wenigstens einem Abstand von H von den tragenden Teilen des Behälters 190 entfernt ist. Als tragendes Teil dient die Dämmung 191. In der Dämmung 191 werden Schwingungen des Wärmeerzeugers nicht oder weitgehend nicht weitergeleitet und somit ist ein leiser Betrieb des Gerätes ermöglicht.
Schematisch ist in 4 gezeigt, welchen Abstand H die Anlage 210 der Konsole 192 von der Auflage 207 der Traverse 206 hat. Weiterhin ist zum einen die Konsole 192 in der Dämmung 191 tragend eingebettet und auch die Traverse 206 liegt fest in der Dämmung 191. Die Traverse 206 ist aber zusätzlich mit einem tragenden Teil 199 des Behälters 190 verbunden. Hier im Ausführungsbeispiel ist die Traverse 206 mit der Seitenwand 199 verbunden. Somit würde die Traverse 206 dann Kräfte von der Konsole 192 auf die Seitenwand 199 übertragen, wenn die Konsole 192, insbesondere in einem Fehlerfall über die Betriebszeit, im laufenden Betrieb des Wärmeenergiesystems 100 auf die Traverse 206 absinken 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 0066364 [0003]
DE 202009012314 [0004]
DE 202004002881 U1 [0005]
EP 02159513 [0006]

Claims

Wärmeenergiesystem 100 welches zweiteilig aus einem Wärmeerzeuger 300 und einem Behälter 190 zusammenbaubar ist, mit einer im Wärmeerzeuger 300 angeordneten Wärmepumpe zur Beheizung eines im Behälter 190 angeordneten Wasserspeichers 200 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeerzeuger 300 am Behälter 190 über eine Konsole 192 befestigbar ist, wobei die Konsole 192 kraftübertragend in einer Wärmedämmung 191 eingebettet ist.
Wärmeenergiesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole 192 in der Wärmedämmung zunächst mit mindestens einem ersten Abstand H zu einer Auflage 207 verankert ist, wobei eine maximale Absenkung der Konsole 192 durch die Auflage 207 begrenzt ist.
Wärmeenergiesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand H weniger als etwa ca. 10 oder ca 5 mm beträgt, die Absenkung der Konsole in der geschäumten Struktur auf einen Wert von etwa ca. 5 mm, vorteilhaft von 2 bis 4 mm und insbesondere auf ca. 1 mm begrenzt ist.
Wärmeenergiesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmung 191 aus einer geschäumten Struktur gebildet ist, die den Wasserbehälter 200 zumindest teilweise umschließt, die Konsole 192 von der geschäumten Struktur getragen ist, wodurch insbesondere Schallwellen vom Wärmeerzeuger 300 gedämmt werden und ein Wärmeverlust des Behälters 190 reduziert ist.