DE2433897A1

DE2433897A1 - Heating device with heat pump - has evaporator and condenser sections mounted vertically within a rectangular body housing

Info

Publication number: DE2433897A1
Application number: DE2433897A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Pflueger; Klemens Waterkotte
Original assignee: Pflueger Apparatebau & Co GmbH
Current assignee: Pflueger Apparatebau & Co GmbH
Priority date: 1974-07-15
Filing date: 1974-07-15
Publication date: 1976-02-05
Also published as: DE2433897B2

Abstract

A heating device with a heat pump, mounted in a rectangular housing, counting of evaporator, condenser and compressor as well as pressure reduction valve by means of which the heat contained in an energy source e.g. underground water or soil, is transferred to the evaporator section, raised by the compressor to a higher temperature level and transferred to the hot water circulation and radiation system through the condenser section. Construction is such that one of the two smallest outer surfaces is the positioning or mounting surface for the rectangularly constructed body housing. The evaporator setion and condenser section are mounted vertically within the body housing. The mounting surface also acts as the heat input section for the heating device.

Description

''Gerät zur Beheizung mittels einer Wärmepumpe" Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Beheizung mit einer in einem quaderförmigen Gehäuse untergebrachten Wärmepumpe, die aus einem Verdampfer- und Kondensatorteil sowie aus einem Kompressor und einem Druckreduzierventil besteht, bei der Wärme von einer Wärmequelle, z.B. von Grundwasser oder aus dem Erdreich, an den Verdampferteil abzugeben, vom Kompressor auf ein höheres Temperaturniveau anzuheben und vom Kondensatorteil an den Heiz-Wasserkreislauf einer Strahlungsheizung zu übertragen ist. "Device for heating by means of a heat pump" The invention relates to a device for heating with a housed in a cuboid housing Heat pump consisting of an evaporator and condenser part as well as a compressor and a pressure reducing valve in which heat from a heat source, e.g. from groundwater or from the ground to be delivered to the evaporator part, from the compressor to be raised to a higher temperature level and from the condenser part to the heating water circuit a radiant heater is to be transferred.

Bekannte Geräte dieser Art erfordern stets eine relativ große Stellfläche, die z.B. in Kellerräumen nicht unbedingt zur Verfügung steht, und besitzen in der Regel tiefliegende Anschlußstutzen, die eine umfangreiche Rohrverlegung zu den gewöhnlich in der Nähe der Decke des betreffenden Raumes befindlichen Zuleitungsstutzen bedingen, Der Grund für die größere Stellfläche beruht insbesondere darin, daß der langgestreckte Verdampfer-und Kondensatorteil in den bekannten Geräten waagerecht angeordnet werden, wodurch die Projektionsfläche einer der größten Seitenflächen stets der Aufstellfläche entspricht. Die Ursache für die ausschließlich waagerechte Anordnung von Verdampfer- und Kondensatorteil rührt von der durchaus berechtigten Befürchtung des Fachmannes, daß bei einer senkrechten Anordnung dieser Teile ein Siedeverzug im Verdampfer und ein schlechterer Wärmeübergang im Kondensator durch das an den senkrechten Rohren herabfließende Kondensat und den dadurch im unteren Bereich bedingten dicken Kondensatfilm auftreten könnte. Zudem werden diese Geräte in aller Regel auf einem angeschraubten oder angeschweißten Gestell angeordnet, das nicht nur die Herstellung zusätzlich verteuert, sondern auch den Raumbedarf weiter ausdehnt.Known devices of this type always require a relatively large floor space, which is not necessarily available e.g. in basement rooms, and have in the Usually low-lying connection pieces, which require extensive pipe laying to the usual require supply pipe connections located near the ceiling of the room concerned, The reason for the larger footprint is based in particular on that the elongated evaporator and condenser part in the known devices horizontally be arranged, making the projection area one of the largest side surfaces always corresponds to the installation area. The cause of the exclusively horizontal The arrangement of the evaporator and condenser part stems from the entirely justified Fear of the person skilled in the art that with a vertical arrangement of these parts a Delay in boiling in the evaporator and poor heat transfer in the condenser the condensate flowing down the vertical pipes and the resulting condensate in the lower one A thick film of condensation could occur due to the area. In addition, these devices are usually arranged on a screwed or welded frame, that not only makes the production more expensive, but also the space required further expands.

Die vorliegende Erfindung hat sich nunmehr die Aufgabe gestellt, ein Gerät der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, das bei kompakter Bauweise eine optimal kleine Stellfläche, ein optimal geringes Bauvolumen sowie eine optimal geringe Verlegung von Anschlußrohren erfordert.The present invention has now set itself the task of a To improve the device of the type mentioned in that with a compact design an optimally small footprint, an optimally small construction volume and an optimal requires little installation of connecting pipes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine der beiden kleinsten Außenflächen als Stellfläche des quaderförmigen Gehäuses ausgebildet ist, in dem der Verdampfer- und der Kondensatorteil senkrecht stehend angeordnet sind0 Nach-einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind der Verdampfer- und der Kondensatorteil in dem Gehäuse - von dessen Vorderseite aus betrachtet - links und rechts in der Nähe der Gehäuserückwand, der Kompressor etwa zwischen beiden Teilen auf der Stellfläche und darüber ein Expansionsgefäß für den an den Kondensatorteil anzuschließenden Heiz-Wasserkreislauf der Strahlungsheizung angeordnet. Diese Anordnung zeichnet sich durch eine große Übersichtlichkeit und leichte Zugänglichkeit derart aus, daß sowohl der Einbau der vorgenannten Teile als auch eine eventuell notwendig werdende Reparatur erheblich erleichtert und verkürzt werden. Der Gebrauchszweck dieses Gerätes wird insbesondere dadurch gefördert, daß sich an der Vorderseite des Gehäuserahmens eine nahezu die gesamte Rahmenseite freigebende Drehtür sowie darüber ein Schubfach für die gesamten als Schubeinheit ausgebildeten Meß- und Regelarmaturen befinden. Dabei wird die Gehäuseoberseite des Gerätes hinter dem Schubfach in der Nähe der Rückwand von vier nebeneinander stehenden, mit Absperrschiebern versehenen, flexiblen Anschlußstutzen durchsetzt. Diese Anschlußstutzen sind von links nach rechts an den Wärmequellenauslaß und an den Wärmequelleneinlaß des Verdampferteils sowie an den Heiz-Wasserauslaß und den Heiz-Wassereinlaß des Kondensatorteils anschließbar. Da sowohl der Verdampferals auch der Kondensatorteil senkrecht stehend in dem Gerät angeordnet sind, können die Zu- und Abführungsleitungen parallel zum Verdgm«Er- und Kondensatorteil mit den oben herausragenden, übersichtlich nebeneinander stehenden Anschlußstutzen über sehr kurze Rohrstrecken verbunden werden. Darüberhinaus kann der Monteur auf einen Blick erkennen, daß die das jeweils warme Medium führenden Stutzen innen und die das jeweils kalte Medium führenden Stutzen außen liegen. Hierdurch ist der Monteur nicht wie bei den bekannten Geräten der eingangs genannten Art gezwungen nach weiteren, zum Teil recht versteckt angeordneten Anschlußstutzen des Gerätes zu suchen. Und schließlich kann das Gerät auf diese Weise über eine relativ kurze Rohrstreckeüber die in der Regel in die Decke eines Raumes einmündenden Anschlußleitungen sowohl mit der Wärmequelle als auch mit dem Heiz-Wasserkreislauf verbunden werden.According to the invention, this object is achieved in that one of the two smallest outer surface is designed as a footprint of the cuboid housing, in which the evaporator and condenser sections are arranged vertically After-one Advantageous features of the invention are the evaporator and the condenser part in the housing - viewed from its front - left and right in the Close to the rear wall of the housing, the compressor roughly between the two parts on the floor space and above it an expansion vessel for the one to be connected to the condenser part Heating water circuit of the radiant heating arranged. This arrangement draws are characterized by great clarity and easy accessibility in such a way that both the installation of the aforementioned parts and any that may become necessary Repairs can be made considerably easier and shortened. The purpose of this device is particularly promoted by the fact that on the front of the housing frame a revolving door that exposes almost the entire side of the frame and a drawer above it for the entire measuring and control fittings designed as a thrust unit. The top of the device housing is behind the drawer near the Rear wall of four flexible ones standing next to each other with gate valves Connection piece penetrated. These connecting pieces are from left to right the heat source outlet and to the heat source inlet of the evaporator part as well as the heating water outlet and the heating water inlet of the condenser part can be connected. Since both the evaporator and the condenser part stand vertically in the device are arranged, the supply and discharge lines can be parallel to the Verdgm «Er- and condenser part with the protruding clearly arranged next to each other standing connection pieces are connected via very short pipe sections. Furthermore the fitter can see at a glance that they are carrying the respective warm medium Nozzles on the inside and the nozzles carrying the cold medium on the outside. Through this the fitter is not forced as with the known devices of the type mentioned after further, partly quite hidden connection pieces of the device to search. And finally, the device can do this for a relatively short time Pipe section via the connection lines that usually open into the ceiling of a room be connected to both the heat source and the heating water circuit.

Als besonders vorteilhaft hat sich ein Gerät herausgestellt, das für Kälteleistungen von 10.000 kcal/h - 50.000 kcal/h ausgelegt worden ist und eine Stellfläche von etwa 790 mm x 790 mm sowie eine Höhe von etwa 1.500 mm aufweist. Ein solches Gerät entspricht in seinen Abmessungen etwa denen eines herkömmlichen Heizkessels und ist darüberhinaus durch jede Tür zu transportieren, da die lichte Weite einer Norm-Tür mindestens 800 mm beträgt.A device has proven to be particularly advantageous that for Cooling capacities of 10,000 kcal / h - 50,000 kcal / h has been designed and one Has a footprint of approximately 790 mm x 790 mm and a height of approximately 1,500 mm. The dimensions of such a device correspond roughly to those of a conventional one Boiler and can also be transported through every door, as the clear one Width of a standard door is at least 800 mm.

Für Kälte leistungen von 50.000 kcal/h - 75.000 kcal/h wird unter Beibehaltung der vorgenannten Höhe des Gerätes die Stellfläche lediglich auf 790 mm x 1c000 mm erweitert.For cooling capacities of 50,000 kcal / h - 75,000 kcal / h, below Maintaining the aforementioned height of the device, the footprint is only 790 mm x 1c000 mm extended.

Die Seitenwände des Gerätes bestehen vorteilhaft aus Blech und sind an ihrer Innenseite mit einer schall- und wärmedämmenden Schicht gefüttert. Der Kondensator- und der Verdampferteil sowie sämtliche Verbindungsleitungen sind mit einem wärmedämmenden Material ummantelt, wodurch einerseits die Strahlungsverluste des Kondensators erheblich herabgesetzt und eine Vereisung des Verdampferteils vermieden werden kann.The side walls of the device are advantageously made of sheet metal and are Lined on the inside with a sound and heat insulating layer. Of the The condenser and evaporator parts as well as all connecting lines are included encased in a heat insulating material, which on the one hand reduces radiation losses of the condenser is considerably reduced and the evaporator part is prevented from icing up can be.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in der beigefügten Zeichnung in schiefer Axonometrie dargestellt.An advantageous embodiment of the innovation is attached Drawing shown in oblique axonometry.

Das dargestellte Gerät besteht im wesentlichen aus einem quaderförmigen, starren Metallrahmen 1 mit mindestens fünf mit Blech verkleideten Seiten 2, 3, 4, 5, 6, in dem eine Wärmepumpe angeordnet ist. Die Wärmepumpe besteht aus dem Verdampferteil 7, dem Kompressor 8, dem Kondensatorteil 9 und dem Druckreduzierventil 10. Der Verdampferteil 7 und der Kondensatorteil 9 sind in dem Gerät stehend angeordnet. Eine der beiden kleinsten Außenflächen, im vorliegenden Fall die der Seite 2 gegenüberliegende Seite 11, ist als Stellfläche des quaderförmigen Gehäuses ausgebildet. Die Seite 11 ist unten offen, während die Rückwand 4 nur teilweise mit Blech verkleidet ist. Auf diese Weise wird eine ausreichende Belüftung des Geräteinnenraumes 12 sichergestellt.The device shown consists essentially of a cuboid, rigid metal frame 1 with at least five sides 2, 3, 4 clad with sheet metal, 5, 6, in which a heat pump is arranged. The heat pump consists of the evaporator part 7, the compressor 8, the condenser part 9 and the pressure reducing valve 10. The evaporator part 7 and the capacitor part 9 are arranged upright in the device. One of the two smallest outer surface, in the present case the side opposite side 2 11, is designed as a footprint of the cuboid housing. Page 11 is open at the bottom, while the rear wall 4 is only partially covered with sheet metal. on In this way, adequate ventilation of the device interior 12 is ensured.

An der Vorderseite 5 des Gehäuserahmens 1 ist eine nahezu die gesamte Rahmenseite 5 freigebende Drehtür sowie darüber ein Schubfach 13 für die gesamten als Schubeinheit 14 ausgebildeten Meß- und Regelarmaturen 15 angebracht. Von der Vorderseite 5 des Gerätes aus betrachtet befinden sich der Verdampferteil 7 links und der Kondensatorteil 9 rechts in der Nähe der Gehäuserückwand 4, während der Kompressor 8 etwa zwischen beiden Teilen 7, 9 auf der Stellfläche 11 und darüber ein Expansionsgefäß 16 für den an den Kondensatorteil 9 anzuschließenden Heiz-Wasserkreislauf 17, 17' einer nichtdargestellten Strahlungsheizung angeordnet sind. In der Vorlaufleitung 17 des Heiz-Wasserkreislaufes befindet sich eine Umwälzpumpe 18, die im unteren Teil des Gerätes angeordnet ist.At the front 5 of the housing frame 1 is almost the entire Frame side 5 revealing revolving door and above a drawer 13 for the entire trained as a thrust unit 14 Measuring and control fittings 15 attached. Viewed from the front 5 of the device, the evaporator part is located 7 on the left and the capacitor part 9 on the right near the rear wall 4 of the housing, while the compressor 8 approximately between the two parts 7, 9 on the floor space 11 and above an expansion vessel 16 for the heating-water circuit to be connected to the condenser part 9 17, 17 'of a radiant heater, not shown, are arranged. In the supply line 17 of the heating water circuit is a circulation pump 18, which is in the lower Part of the device is arranged.

Die Gehäuseoberseite 2 ist hinter dem Schubfach 13 in der Nähe der Rückwand 4 von vier nebeneinanderstehenden, mit Absperrschiebern 19, 20, 21, 22 versehenen flexiblen Anschlußstutzen 19', 20', 21', 22' durchsetzt. Die Anschlußstutzen 19', 20', 21', 22' sind von links nach rechts an den Wärmequellenauslaß 19", an den Wärmequelleneinlaß 20" des Verdampfers 7 sowie an den Heiz-Wasserauslaß 21" und den Heiz-Wassereinlaß 22" des Kondensatorteils 9 anschließbar.The housing top 2 is behind the drawer 13 in the vicinity of the Rear wall 4 of four side by side, with gate valves 19, 20, 21, 22 provided flexible connection pieces 19 ', 20', 21 ', 22' penetrated. The connecting pieces 19 ', 20', 21 ', 22' are from left to right at the heat source outlet 19 " the heat source inlet 20 "of the evaporator 7 and the heating water outlet 21" and the heating water inlet 22 ″ of the condenser part 9 can be connected.

Für Kälteleistungen von 10.000 kcal/h bis 50.000 kcal/h weist das Gerät eine quadratische Stellfläche 11 von etwa 790 mm x 790 mm sowie eine Gesamthöhe h von etwa 1.500 mm auf. Für Kälteleistungen von 50.000 kcal/h bis 75.000 kcal/h vergrößert sich die Stellfläche 11 auf 790 mm x 1.000 mm unter Beibehaltung der Höhe h von 1.500 mm. Die Seitenwände 3, 4, 5 und 6 des Gerätes bestehen wie die Oberseite 2 aus Blech und sind an ihrer Innenseite mit einer schall- und wäsmedämmenden, wegen der besseren Übersicht nichtdargestellten Schicht gefüttert. Der Verdampferteil 7 und der Kondensatorteil 9 sowie sämtliche im Innenraum 12 befindlichen Verbindungsleitungen 23, 24 und 25 sind mit einem wärmedämmenden Material ummantelt.This shows for cooling capacities of 10,000 kcal / h to 50,000 kcal / h Device has a square footprint 11 of approximately 790 mm x 790 mm and a total height h of about 1,500 mm. For cooling capacities from 50,000 kcal / h to 75,000 kcal / h the footprint 11 increases to 790 mm x 1,000 mm while maintaining the height h of 1,500 mm. The side walls 3, 4, 5 and 6 of the device are made like the top 2 made of sheet metal and are on their inside with a sound and water-insulating, because lined layer, not shown, for a better overview. The vaporizer part 7 and the capacitor part 9 as well as all connecting lines located in the interior 12 23, 24 and 25 are coated with a heat insulating material.

Das Gerät arbeitet folgendermaßen: Über den Wärmequelleneinlaß 20" tritt z.B. Grundwasser von oben in den Verdampfer 7 ein, gibt einen Teil seines Wärmeinhaltes an das in dem Verdampfer befindliche Kältemittel ab und verläßt den Verdampfer 7 an seiner Unterseite über den Wärmequellenauslaß 19". Das im Verdampfer 7 verdampfte Kältemittel wird von dem Kompressor 8 über die Leitung 23 angesaugt und durch Kompression auf ein höheres Druck- und Temperaturniveau gehoben. Aus dem Kompressor 8 gelangt das Kältemittel über die Verbindungsleitung 24 in den Kondensator 9. Im Kondensator 9 gibt das Kältemittel durch Verflüssigung einen großen Teil seines Wärmeinhaltes an das den Kondensator 9 überflutende Heizwasser ab. Das Kältemittelkondensat verläßt den Kondensator 9 über die Verbindungsleitung 25 zum Druckreduzierventil 10, an dem es expandiert und über die Verbindungsleitung 26 erneut dem Verdampfer 7 zugeführt wird.The device works as follows: Via the heat source inlet 20 " For example, if groundwater enters the evaporator 7 from above, it releases part of it Heat content to the refrigerant located in the evaporator and leaves the Evaporator 7 on its underside via the heat source outlet 19 ". That in the evaporator 7 evaporated refrigerant is sucked in by the compressor 8 via the line 23 and raised to a higher pressure and temperature level by compression. From the The refrigerant reaches the compressor 8 via the connecting line 24 into the condenser 9. In the condenser 9, the refrigerant is a large part of its liquefaction Heat content to the heating water flooding the condenser 9. The refrigerant condensate leaves the condenser 9 via the connecting line 25 to the pressure reducing valve 10, at which it expands and via the connecting line 26 again to the evaporator 7 is fed.

Das kalte von der Strahlungsheizung hergeleitete Rücklaufwasser tritt über den Heiz-Wassereinlaß 22" ein, wird von der Umwälzpumpe 18 von unten in den Kondensator 9 gedrückt, den es an dessen Oberseite über den Heiz-Wasserauslaß 21" wieder verläßt. Dabei ist der Heiz-Wassereinlaß 22" gleichbedeutend mit der Rücklaufleitung und der Heiz-Wasserauslaß 21" gleichbedeutend mit der Vorlaufleitung der nichtdargestellten Strahlungsheizung. Das Expansionsgefäß 16 ist an den Heiz-Wassereinlaß 22" angeschlossen und hat eventuellen Überdruck flexibel aufzunehmen.The cold return water derived from the radiant heater enters via the heating water inlet 22 ″, is from the Circulation pump 18 pressed from below into the condenser 9, which is on its top over the heating water outlet 21 "leaves again. The heating water inlet 22" is synonymous with the Return line and the heating water outlet 21 "synonymous with the flow line the radiant heating, not shown. The expansion vessel 16 is at the heating water inlet 22 "and has to flexibly absorb any overpressure.

Der besondere Vorteil dieses Gerätes beruht in seiner kompakten Bauweise, seiner optimal geringen Stellfläche 11 sowie in der optimal tiefen Anordnung des Kompressors 8, wodurch neben der obligaten Anbringung von schwingungsdämpfenden Gummimetallteilen der Schallpegel dieser Erregerquelle gegenüber den bisher bekannten Geräten erheblich herabgesetzt werden kann0 Die vorteilhafte Anordnung dieses Gerätes läßt zudem bei höheren Kälteleistungen auf der kleinen Stellfläche 11 auch die Anordnung von zwei Kompressoren 8 nebeneinander zu.The particular advantage of this device is its compact design, its optimally small footprint 11 and in the optimally deep arrangement of the Compressor 8, which in addition to the obligatory attachment of vibration damping Rubber-metal parts of the sound level of this excitation source compared to the previously known Devices can be significantly reduced0 The advantageous arrangement of this device also leaves the arrangement on the small footprint 11 at higher cooling capacities of two compressors 8 side by side too.

Patentansprüche Claims

Claims

Claims: Device for heating with one in a cuboid Housing housed heat pump consisting of an evaporator and condenser part as well as a compressor and a pressure reducing valve, in the case of heat from a heat source, e.g. from groundwater or from the ground, to the evaporator part to be raised by the compressor to a higher temperature level and by the condenser part is to be transferred to the heating water circuit of a radiant heater, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that one of the two smallest outer surfaces (2, 11) is designed as a footprint (11) of the cuboid housing in which the The evaporator part (7) and the condenser part (9) are arranged vertically.

2. Device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t that the evaporator part (7) and the condenser part (9) in the housing of the Front (5) viewed from the left and right near the rear wall of the housing (4), the compressor (8) roughly between the two parts (7, 9) on the footprint (11) and above it an expansion vessel (16) for the to be connected to the condenser part (9) Heating water circuit (17, 17 ') of the radiant heater are arranged.

3. Apparatus according to claims 1 and 2, d adurch gek e n n z e i c h n e t that on the front (5) of the housing frame (1) is almost the entire Revolving door exposing the frame side (5) and above it a drawer (13) for the whole measuring and regulating fittings (15) designed as a thrust unit (14) are located.

4. Apparatus according to claims 1 to 3, d adurch ge -k e n n z e i c h n e t that the top of the housing (2) behind the drawer (13) near the Rear wall of four side by side with gate valves (19, 20, 21, 22) provided, flexible connection piece (19 ', 20', 21 ', 22') is penetrated.

5. Apparatus according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t that the connecting pieces (19 ', 20', 21 ', 22') from left to right to the heat source outlet (19 ") and the heat source inlet (20") of the evaporator part (7) as well as to the heating water outlet (21 ") and the heating water inlet (22") of the condenser part (9) can be connected.

6. Apparatus according to claims 1 to 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h e t that there is a cooling capacity of 10,000 kcal / h - 50,000 kcal / h Footprint (11) of about 790 mm x 790 mm and a height (h) of about 1,500 mm having.

7. Apparatus according to claims 1 to 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h e t that there is a cooling capacity of 50,000 kcal / h - 75,000 kcal / h Has a footprint of 790 mm x 1,000 mm and a height of 1,500 mm,

8. Device after claims 1 to 7, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that its side walls (2, 3, 4, 5, 6) consist of sheet metal and on the inside with a sound and heat insulating Layer are lined.

9. Apparatus according to one or more of claims 1 to 8, d a -d u It is noted that the evaporator part (7) and the condenser part (9) and all connecting lines (23, 24, 25, 26) with a heat-dimming Material are sheathed,