DE2627734A1 - Lueftungs- und klimageraet mit waermepumpe - Google Patents

Lueftungs- und klimageraet mit waermepumpe

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DE2627734A1 DE19762627734 DE2627734A DE2627734A1 DE 2627734 A1 DE2627734 A1 DE 2627734A1 DE 19762627734 DE19762627734 DE 19762627734 DE 2627734 A DE2627734 A DE 2627734A DE 2627734 A1 DE2627734 A1 DE 2627734A1
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Description

Dipl.-lng. G. SchliebS Ä 61 Darmstadt Claudiusweg 17A
Patentanwalt *" Telefon (06151) 46753
Postscheckkonto: Frankfurt a. M. 1111 57-606 Bankverbindung: Deutsche Bank AG., Darmstadt
Konto-Nr. 461434 Γ Patentanwalt Dipl.-lng. Schliebs, 61 Darmstadt, Claudiusweg 17A 1 Telegramme: inventron
An das
Deutsche Patentamt
Zweibrückenstraße 1 2
München 2
Ihr Zeichen IhrSchreiben Mein Zeichen W 1 25 hl Tag 16.6.
Betrifft: Patent- mti riTniinnnYinnmritnTtVnlfnanmeldung Anmelder: Pa. Karl Weiss-Giessen, Fabrik Elektro-Physikali-
scher Geräte, Werk Lindenstruth, D-6301 Lindenstruth
Lüftungs- und Klimagerät mit Wärmepumpe
Die Erfindung betrifft ein lüftungs- und Klimagerät mit Wärmepumpe, insbesondere zur Rückgewinnung von Portluftwärme, das in Verbindung mit konventionellen Heizungsund Kühlanlagen einsetzbar ist. Die Aufwärmung großer Luftmengen im Winter auch bei mittlerer Außenlufträte und ebenso die Kühlung dieser luftmengen im Sommer erfordert einen erheblichen apparativen und Energieaufwand»
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lüftungsund Klimagerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfach zu montieren und zu warten ist und zum einen durch Verringerung des Außenluftanteils an der Gesamtluftmenge im Winter und im Sommer, zum anderen durch Einsatz einer Kältemaschine in Wärmepumpenschaltung ermöglicht, Heizungsenergie zu sparen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß in einer Portluftkammer und in einer Zuluftkammer des Gerätes je ein Kältemittel-Luft-Wärmetauseher
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Für das Auftragsverhältnis gilt die Gebührenordnung der Deutschen Patentanwaltskammer · Gerichtsstand für Leistung und Zahlung: Darmstadt
Gespräche am Fernsprecher haben keine rechtsverbindliche Wirkungl
Brief vom WoW—Ü_ Dipl.-Ing. G. Sdiliebi
an das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt
angeordnet ist. Beide sind in bekannter Weise durch einen in seiner Ötrömungsrichtung umkehrbaren Kältemittel-Kreislauf mit einem Kompressor verbunden. Me Fortluftkammer und die Zuluftkammer sind mit dem Innenraum und der Außenluft über eine Kreuzklappe zur Verteilung der Außenluft und der Abluft auf fortluft und Zuluft verbunden*
Unter "Kammern" werden hier allgemein die zwischen den Aggregaten liegenden Teile der luftführung im Gerätegehause verstanden.
Erfindungsgemäß optimiert die Kreuzklappe über den Anteil der zugeführten Außenluft den Einsatzbereich der Wärmepumpe im Temperaturfeld. Die Investitionskosten des Gerätes sind niedrig, da für den Kühlbetrieb im Soaaer ohnehin eine Kältemaschine erforderlich ist und diese durch Umschaltung des Kältemittel-Kreislaufs in Wärmepumpenschaltung betrieben, und genützt werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, den der Portluft ihre Wärme entziehenden Wärmetauscher (Winterbetrieb) am Portluftstutzen anzuordnen, weil dann ein zusätzlicher luftgekühlter Kondensator mit zusätzlichem Ventilator im Freien (Sommerbetrieb) eingespart werden kann. Die ohnehin vorhandenen Außenluft- und Portluftkanale einschließlich der ggf. vorhandenen Schalldämpfer werden zur Führung der Kondensatorluft mitbenutzt, so daß weitere Investitions- und Energiekosten eingespart werden.
In Weiterbildung dieser Ausführung ist zwischen der Aussenluftkatmner und der Portluftkammer eine einstellbare Bypassklappe angeordnet, mit der im Sommerbetrieb eine zusätzliche Luftmenge aus der Außenluft unmittelbar über den als Kondensator geschalteten Wärmetauscher am
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Brief vom £laä 5— Dipl.-Ing. G. Sdilfebs
an das -deutsche Patentamt, München Patentanwalt
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Portluftstutζen geleitet werden kann, um dem Wärmetauscher die für eine optimale Kondensationsleistung und Kondensationstemperatur erforderliche Luftmenge zuzuführen.
Vorteilhaft kann in der Außenluftkammer eine Drosselklappe angeordnet sein, um das Gerät universell den verschiedenen Druckverlusten hei verschiedenen angeschlossenen Lüftungsanlagen anpassen zu können.
Schließlich kann in weiterer Ausgestaltung des Gerätes auch zusätzlich in der Zuluftkammer eine Dampf"befeuchtung angeordnet sein.
Im folgenden werden die Erfindung und ihre Vorteile anhand einer Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:
Pig. 1 in einem schematischen Längsschnitt einen möglichen Aufhau des erfindungsgemäßen Lüftungs- und Klimagerätes;
Pig. 2 in Schaubildern die möglichen Luftführungen an der Kreuzklappe des Gerätes zur Einstellung des Außenluftanteils an der Zuluft;
Pig. 3 ein Schaubild der Arbeitsweise des Gerätes im normalen Temperaturfeld zwischen -15° 0 und
+30° C.
In der schematischen Darstellung der Pig. 1 ist ein Gehäuse 10 in sechs Kammern unterteilt, die in zwei Reihen übereinander angeordnet sind. In der unteren Kammer 10.3 ist der Kompressor 1 einer Kältemaschine angeordnet, in deren in seiner Strömungsrichtung umkehrbaren Kreislauf in den oberen Kammern 10.6 und 10.4 je ein Wärmetauscher 3 und 5 liegen, die wahlweise als Kondensator oder Verdampfer arbeiten. In der mittleren Kammer 10.5 ist eine
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Brief vom I Dipl.-lng. G. Sdiliebs
an das Deutsche Patentamt, Hünchen Patentanwalt
Kreuzklappe 6 angeordnet, die aus vier üblichen Lamellenklappen, Kupplungsgestänge und Antriebsmotor besteht.
Me Kammer 10.5 hat Verbindungen zu den Kammern 10.4 und 10.6 und über die untere mittlere Kammer 10.2 zu der Außenluft kamm er 10.1 <, Zwischen dieser und der Kammer 10.4 ist eine einstellbare Bypassklappe 8 angeordnet.
Um eine Anpassung des Gerätes an vorhandene lüftungsanlagen vornehmen zu können, ist in der Außenluftkammer 10.1 eine Drosselklappe 9 angeordnet.
An der Kammer 10.1 sitzt der Außenluftstutzen, an der Kammer 10.4 der Portluftstutzen, an der Kammer 10.5 der Abluftstutzen und an der Kammer 10.6 der Zuluftstutzen. Zuluft- und Fortluftstutzen können auch um 90° gedreht angeordnet werden, wie in Pig. 1 gestrichelt eingezeichnet ist.
In der Kammer 10.4 sind ein Gebläse 7 und der Wärmetauscher 5 angeordnet. In der Kammer 10.6 ist am Zuluftstutzen ein weiteres Gebläse 2 angeordnet und vor der Öffnung zur Kreuzklappen-Kammer 10.5 der Wärmetauscher 3 angebracht. In Reihe mit diesem Wärmetauscher 3 ist in dieser Kammer noch ein Warmwasser-Wärmetauseher 4 angeordnet, der an eine vorhandene Warmwasser-Zentralheizung anschließbar ist. Ersatzweise kann der Wärmetauscher 4 ein Elektro-Heizregister sein.
Die Kreuzklappe dient zur kreuzweisen Umschaltung der Außenluft- und Abluftströme in ihren Extremsteilungen bzw. zur Beimischung dieser Ströme zur Portluft und Zuluft in ihren Zwischenstellungen, wie dies in Pig. 2 für den Anteil der Außenluft an der Zuluft sinnbildlich dargestellt ist.
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Brief vom ßUö—§>— Dipl.-Ing. G. Schlicht
an das deutsche Patentamt, München Patentanwalt
Die Arbeitsweise des Gerätes in Abhängigkeit von der Außentemperatur läßt sich anhand des Schaubildes der Pig. 3 in folgende stufen unterteilen:
1. Bei tiefen Außentemperaturen heizt der Warmwasser -Wärmetauscher (W¥) die Außenluft vor«, Dies geschieht nur in wenigen Betriebsstunden des Jahreso Gleichzeitig arbeitet die eingebaute Kältemaschine als Wärmepumpe (WP) mit der optimalen Leistungsziffer, die bei Hischtemperaturen zwischen O und +10 G (zwischen Außenluft und Abluft) liegt (Bereich WW +
2. Bei Außentemperaturen zwischen etwa +2 G und der Temperatur t., arbeitet die Wärmepumpe zum Teil in Regelbetrieb und deckt die volle Heizleistung, wiederum mit optimaler Leistungsziffer. Dies ist mit einer Kältemaschine zu erreichen, deren Größe auf die bei Kühlbetrieb erforderlichen Dimensionen abgestimmt ist (Bereich WP).
3. Wenn keine Heizung mehr erforderlich ist, ab t^, wird die Wärmepumpe (Kompressor 1) abgeschaltet.
In einem gewissen Übergangs bereich (t-- bis t2) über nimmt die Kreuzklappe 6 allein die Temperaturregelung durch Zumischung von Außenluft.
4. Reichen auch die über die Kreuzklappe 6 eingestellten 100 a/0 Außenluft nicht mehr zur Kühlung des Raumes aus, so wird die Kältemaschine (Kompressor 1) eingeschaltet (Bereich KM). Steigt die Außenlufttemperatur über die gewünschte Raumtemperatur an, wird die Kreuzklappe 6 auf den Mindestaußenluftbedarf verstellt. Die Einstellung der minimalen
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Brief vom DlOII ü - Dipl.-Ing. G. Schlichs
an das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt
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Außenluftrate reduziert die zur Abkühlung hoher, warmer Außenluftmengen erforderliche Kälteleistung. Die der Raumluft entzogene Wärme wird über den luftgekühlten Wärmetauscher 5 (als Kondensator) unmittelbar mit der Portluft abgeführt.
5. Die Bypassklappe 8 zwischen Außenluftkammer 10.1 und Portluftventilator 7 läßt im Sommerbetrieb eine zusätzliche Luftmenge von ca. 30 °/o der liennluft menge
durch, um dem Kondensator 5 die zur Erzielung optimaler Kondensationsleistungen erforderlichen Luftmengen und Temperaturen zu geben.
6. Die Verstellung der Bypassklappe 8 wird automatisch vorgenommen, wenn der Hochdruckwächter des Kompressors 1 einen einstellbaren Sollwert überschreitet.
Gleichzeitig wird das Portluftgebläse auf schnellere Drehzahl geschaltet. Bei Unterschreitung des
eingestellten Sollwertes am Hochdruckwächter wird
die Bypassklappe 8 wieder geschlossen und das Portluftgebläse auf Normaldrehzahl geschaltet.
Bei Außenlufttemperaturen von -20° C bis zur Temperatur t* wird die Kreuzklappe so eingestellt, daß nur der Mindest außenluft bedarf des angeschlossenen Raumes gedeckt
wird. Der variable Außenluftanteil, der mit der Kreuzklappe 6 eingestellt werden kann, vergrößert den Bereich des Temperaturfeldes, in welchem der Kompressor 1 abgeschaltet werden kann, t- bis t^ von etwa +17° 0 bis
+20° C bei herkömmlichen Geräten auf etwa +13 G bis
+20° G, also etwa auf das Zweifache. Mit der Kreuzklappe 6 in Verbindung mit der Luft-Luft-Wärmepumpe 1, 3, 5 läßt sich in jedem Betriebspunkt die bezüglich des Energieaufwandes sparsamste Betriebsweise einstellen.
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Brief vom BIuil 7 Dipl.-fag. G. Sdiliebs
απ das Deutsche Patentamt, München Paientanwaft
Die einstellbaren Erstellungen der Kreuzklappe bei den Außenluftteiuperaturen t1 und t2 sind von verschiedenen Bedingungen (Gebäudeart, Transmission, Wärmelast, Belegung usw.) abhängig. Ein Regelsignal vom Raum verstellt die Kreuzklappe so, daß zwischen t- und tp weder die Heizung noch die Kühlung anspricht.
jJie kompakte Bauweise mit allen Punktionen in einem Gerät führt zu erheblichen Montageeinsparungen und zu erhöhter Betriebssicherheit durch werkstattgeprüfte Geräte.
- Patentansprüche -
7098S1/06Ö3
Le e rs e
ite

Claims (5)

  1. Brief vom BIaH Dipl.-lng. G. Sdiliebs
    an das Deutsche Patentamt, München. Patentanwalt
    Pa b ent ans prüche
    Lüftungs- und Klimagerät mit Wärmepumpe, insbesondere zur Rückgewinnung von Fortluftwärme, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Portluftkammer (10.4) und in einer Zuluftkammer (10.6) je ein Kältemittel-Luft-Wärmetauscher (5»3) angeordnet ist, die durch einen in seiner Btrömungsrichtung umkehrbaren Kältemittel-Kreislauf mit einem Kompressor (1) verbunden sind, und daß die Portluftkammer und die Zuluftkammer mit dem Innenraum und der Außenluft über eine Kreuzklappe (6) zur Verteilung der Außenluft und der Abluft auf Portluft und Zuluft verbunden sind.
  2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärinet aus eher (5) in der Porfcluftkammer angeordnet ist.
  3. 3· Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Außenluftkammer (10.1) und der Portluftkammer (10.4) eine einstellbare Bypas3klappe (8) angeordnet ist.
  4. 4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Wärmetauscher (3) in der Zuluftkammer (10.6) ein an eine Warmwasserheizung anschließbarer Warmwasser-Wärmetauscher (4) angeordnet ist.
  5. 5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Außenluftkammer (10.1) eine Drosselklappe (9) zur Anpassung der Druckverluste angeordnet ist.
    709851 /06Π3
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