DE2208025C2

DE2208025C2 - Wärmepumpe zum wahlweisen Heizen oder Kühlen eines Raumes

Info

Publication number: DE2208025C2
Application number: DE19722208025
Authority: DE
Inventors: Erwin 7550 Rastatt Pilz
Original assignee: Stierlen Maquet AG
Current assignee: Stierlen Maquet AG
Priority date: 1972-02-21
Filing date: 1972-02-21
Publication date: 1984-11-08
Also published as: DE2208025A1

Description

Mittelabschnitt 24 des Gehäuses 2 liegt, in dem zwei Umsteuerklappen 23/4, 23B vorgesehen sind. Der Mittelabschnitt 24 umfaßt eine Bodenplatte 241, einen Zwischenboden 242 und eine Deckplatte 243 und hat insgesamt die Gestalt eines Prismas mit beim Ausführungsbeispiel quadratischer Grundfläche, dessen vier sich in Höhenrichtung erstreckende Seiten offen sind. Die Platten 241 bis 243 sind miteinander mittels diagonal verlaufender Stützwände 244 verbunden, die im Drehbereich der Umsteuerklappen 23/4, 23Ä unterbrochen sind. Im ideellen Schnittpunkt der Stützwände 244 verläuft die gemeinsame Mittelachse der Umsteuerklappen 23/4, 23 B, die beiderseits des den Mittelabschnitt 24 hälftig in Ober- und Unterteil unterteilenden Zwischenbodens 242 auf einer diesen durchsetzenden, gemeinsamen Welle 22 befestigt sind. Die Umsteuerklappen 23Λ, 235 im Ober- und Unterteil haben beim Ausführungsbeispiel stets untereinander gleiche Winkelstellungen, während bei gegenüber der Ausbildung der Klimaanlage K nach F i g. 1 unterschiedlicher Ausbildung hinsichtlich der Luftführung auch eine um 90° gegeneinander versetzte Ausrichtung erforderlich sein kann. Die gemeinsame Welle 22 ist in den Platten 241 bis 243 gelagert und beispielsweise mittels eines einen Kurbeltrieb und einen Motor umfassenden Stellantriebes 21 um 90° verdrehbar. An zwei einander gegenüberliegenden offenen Seiten des Mittelabschnittes 24 sind einerseits der Verdampfer 25 und andererseits der Kondensator 26 montiert und durch je einen Endabschnitt 27 des Gehäuses 2 umgrenzt Die Endabschnitte 27 sind jeweils als öffnungslose Umlenkkammern ausgebildet, die den Luftstrom um 180° umlenken. An den beiden anderen, einander gegenüberliegenden offenen Seiten des Mittelabschnittes 24 sind durch dessen Unterteilung durch den Zwischenboden 242 insgesamt vier Luftöffnungen 28,29 zum Anschluß von Luftführungskanälen gebildet, und zwar einerseits die Luftöffnungen 28 für Zu- und Abluft der Innenluftführung und andererseits die Luftöffnungen 29 für Außen- und Fortluft der Außenluftführung.

Bei Kühlbetrieb der Klimaanlage K stehen die Umsteuerklappen 23Λ, 23B in der in Fig.3 anhand der Umsteuerklappe 23/4 ersichtlichen, mit vollen Linien ausgezogenen Stellung. Die Innenluft strömt durch die obere Luftöffnung 28 hindurch zur oberen Hälfte des Verdampfers 25, wird dahinter im als Umlenkkammer ausgebildeten Endabschnitt 27 nach unten und dann zurück durch die untere Hälfte des Verdampfers 25 geführt und gelangt, vom Verdampfer 25 abgekühlt, zu dem an die untere Luftöffnung 28 angeschlossenen Zuluftkanal. Gleichzeitig strömt die für die Kühlung des Kondensators 26 erforderliche Außenluft in punktsymmetrisch entsprechender Führung von der unteren Luftöffnung 29 an der gegenüberliegenden Seite über die beiden Hälften des Kondensators 26 zur oberer Luftöffnung 29 und gelangt erwärmt zum Fortluftkanal.

Bei Heizbetrieb der Klimaanlage K (Fig. 1) werden die Umsteuerklappen 23Λ, 235 in die in F i g. 3 strichpunktiert angedeutete Stellung gedreht. Es strömt dann Innenluft über die beiden Hälften des Kondensators 26 und gelangt erwärmt in den Raum R. Die Außenluft wird hierbei über den Verdampfer 25 geführt und nach Wärmeabgabe (Abkühlung) wieder nach außen geblasen.

Die Umsteuerung zwischen Heiz- und Kühlbetrieb kann beispielsweise durch zwei Thermostate im Raum /?(Fig. 1) erfolgen, von welchen der eine als Kältethermostat die Klimaanlage K bei Kältebedarf einschaltet und zugleich dt-n Steuerstromkreis zum Motor des Stellantriebes 21 (F i g. 2) schließt der bei Erreichen der gewünschten Endstellung der Umstenerklappen 23/4, 23B mittels eines nicht dargestellten Endschalters wieder unterbrochen wird. Der zweite Thermostat schaltet als Wärffiethermostat die Klimaanlage K bei Wärmebedarf ein und ist zugleicn im Steuerstromkreis des Motors des Stellantriebes 21 so geschaltet, daß der Motor gegenüber der Einschaltung durch den Kältethermostaten mit umgekehrter Drehrichtung anläuft und bei Erreichen der entgegengesetzten Endstellung der Umsteuerklappen 23/4,23B durch einen Endschalter stillgesetzt wird. Befinden sich beim Einschalten der Klimaanlage K die Umsteuerklappen 23/4, 23B bereits in der richtigen Stellung, so hat der zugehörige Endschalter den Steuerstromkreis bereits unterbrochen, und der Motor des Stellantriebes 21 läuft nicht an.

Im Heizbetrieb wird die beschriebene Umsteuerung für das in gewissen Zeitabständen erforderliche Abtauen des Verdampfers 25 genutzt wobei beispielsweise eine Kurzzeitschaltuhr nach Ablauf des genannten Zeitabstandes während einer kurzen Abtauzeit die Wärmepumpe W abschaltet und den Motor des Stellantriebes 21 zur Umsteuerung der Umsteuerklappen 23Λ, 23£? einschaltet, um bei laufendem Innenluftgebläse 5 während der Abtauzeit die warme Innenluft über den Verdampfer 25 strömen zu lassen und diesen abzutauen. Zur Vermeidung einer unerwünschten Absenkung der Temperatur im Raum R kann dabei das Heizregister 6 eingeschaltet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Wärmepumpe zum wahlweisen Heizen oder Kahlen eines Raumes, mit einem Verdichter in einem Kältemittelkreislauf, mit in einem Gehäuse in gegenseitigem Abstand angeordnetem Verdampfer und Kondensator, die den Innenraum des eine Bodenplatte und eine Deckplatte aufweisenden Gehäuses in zwei Endabschnitte und einen Mittelabschnitt unterteilen, mit an gegenüberliegenden Seiten des Mittelabschnittes vorgesehenen Luftöffnungen und mit jeweils um eine Mittelachse verdrehbaren Umsteuerklappen, die in einer ersten Stellung Innenluft zur Kühlung über den Verdampfer und Außenluft über den Kondensator und in einer gegenüber der ersten Stellung verdrehten zweiten Stellung Innenluft zur Erwärmung über den Kondensator und Außenluft über den Verdampfer leiten, wobei eine dieser LJmsteuerkiappen im Mittelabschnitt des Gehäuses angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt (24) des Gehäuses (2) zwischen Boden- und Deckplatte (241 bzw. 243) von einem Zwischenboden (242) unterteilt ist, der sich in die sich einander gegenüberliegenden Luftöffnungen (28, 29) hinein als Trennwand fortsetzt, daß im Mittelabschnitt (24) neben der einen Umsteuerklappe (23A) auf der gleichen Achse (22) noch eine zweite Umsteuerklappe (23B) sitzt, die von der ersten Umsteuerklappe (23A) durch den Zwischenboden (242) getrennt ist, und daß die den Verdampfer (25) und den Kondensator (26) aufnehmenden Endabschnitte (27) des Gehäuses (2) als nach außen geschlossene Umlenkkammern für die das Gehäuse (2) durchströmende Innen- und Außenluft ausgebildet sind.

Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe zum wahlweisen Heizen oder Kühlen eines Raumes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Eine derartige Wärmepumpe ist bekannt aus der US-PS 31 43 864. Hierbei ist im Mittelabschnitt des Gehäuses eine einzige Umsteuerklappe vorgesehen, und in den Endabschnitten, die ebenso wie der Mittelabschnitt auf gegenüberliegenden Seiten jeweils Luftöffnungen aufweisen, ist jeweils eine weitere Umsteuerklappe angeordnet. Zur Umstellung von Heizbetrieb auf Kühlbetrieb und umgekehrt müssen die beiden in den Endabschnitten vorgesehenen Umsteuerklappen in entgegengesetztem Drehsinn gegenüber der im Mittelabschnitt vorgesehenen Umsteuerklappe verdreht werden. Insgesamt ergibt sich so ein großer baulicher Aufwand hinsichtlich der Umsteuerklappen und hinsichtlich eines deren Verdrehung bewirkenden Gestänges oder sonstigen Getriebes. Zudem tritt auf beiden Seiten des Gehäuses die zu kühlende bzw. die zu erwärmende Luft je nach Heiz- und Kühlbetrieb und demgemäß bei unterschiedlichen Stellungen der Umsteuerklappen entweder in den einen Endabschnitt oder in den anderen Endabschnitt des Gehäuse ein bzw. aus, weshalb gegebenenfalls an das Gehäuse angeschlossene Luftführungskanäle für durch einen Raum hindurchgeführte Innenluft einerseits und für aus der Umgebung entnommene Außenluft andererseits jeweils verzweigt und damit aufwendig ausgebildet sein müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmepumpe der eingangs genannten Art hinsichtlich der Anzahl und der Antriebserfordernisse der Umsteuerklappen sowie ggf. hinsichtlich des konstruktiven Aufwandes angeschlossener Luftführungskanäle mit verringertem Aufwand auszubilden.

Dit Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Wärmepumpe mit den im Kennzeichen des Patentanspruches angegebenen Merkmalen ausgebildet

ίο ist

Bei der Wärmepumpe gemäß der Erfindung sind für die Umstellung zwischen Heizbetrieb und Kühlbetrieb nur zwei Umsteuerklappen erforderlich, die zudem auf einer gemeinsamen Welle sitzen und daher leicht, beispielsweise mittels eines einzigen motorischen Stellantriebes, verstellbar sind. Von den insgesamt vier vorgesehenen Luftöffnungen dienen zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses liegende Luftöffnungen bei allen Betriebsbedingungen zur Zuführung von Innenluft

bzw. Außenluft und die beiden übrigen öffnungen zur Abführung von Inneniuft bzw. Außenluft, so daß ggf.

angeschlossene Luftführungskanäle nicht verzweigt ausgebildet sein müssen.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen lotrechten Schnitt durch ein Gebäude sowie eine darin vorgesehene, eine Wärmepumpe umfassende Klimaanlage;
F i g. 2 einen lotrechten Schnitt durch die Wärmetauscheranordnung der Wärmepumpe gemäß F i g. 1 entlang der Linie A-A in F i g. 3;

F i g. 3 einen waagerechten Schnitt durch die Wärmetauscheranordnung nach der Linie B-B in F i g. 2.
In dem in F i g. 1 teilweise dargestellten Gebäude wird ein der Datenverarbeitung dienender Raum R mittels einer Klimaanlage K klimatisiert, die eine Wärmepumpe IV umfaßt. Durch den Raum R hindurchgeführte Innenluft wird als Abluft aus dem Raum R durch eine gelochte Lüftungsdecke 1 hindurch abgeführt, in einer Wärmetauscheranordnung T der Wärmepumpe W wahlweise zum Kühlen über deren Verdampfer 25 oder zum Erwärmen über deren Kondensator 26 (F i g. 2, 3) geführt und gelangt durch einen Innenluftfilter 3 hindurch in eine Luftansaugkammer L, in der eine Befeuchtungseinrichtung 4 und das die Inneniuft umwälzende Innenluftgebläse 5 untergebracht sind. Für eine Lufttrockung, eine zusätzliche Heizung und für eine ggf. beim Abtauen der Wärmepumpe W erforderliche Luftanwärmung ist nach dem Druckstutzen des Innenluftgebiases 5 ein Heizregister 6 angeordnet. Durch dieses hindurch gelangt die Inneniuft als Zuluft in einen Doppelboden 7 und wird von hier dem Raum R und den darin vorgesehenen Datenverarbeitungsmaschinen 8 zugeführt.

Außenluft strömt durch einen Außenluftfilter 9 hindurch in die Wärmetauscheranordnung T und je nach deren Einstellung entweder über den Kondensator 26 oder über den Verdampfer 25 (F i g. 2, 3) und wird von einem Außenluftgebläse 10 als Fortluft wieder ins Freie geblasen.

Die Wärmepumpe W umfaßt außer dem Verdampfer 25 und dem Kondensator 26 (F i g. 2,3) einen Verdichter 11 und einen Flüssigkeitssammler 12, die durch einen Kältemittelkreislauf verbunden sind.

Wie F i g. 2 und 3 zeigen, sind in dem wärmeisolierten Gehäuse 2 der Wärmetauscheranordnung T der Verdampfer 25 und der Kondensator 26 in gegenseitigem Abstand derart untergebracht, daß zwischen ihnen ein