DE2836039A1 - Vorrichtung zur waermerueckgewinnung - Google Patents
Vorrichtung zur waermerueckgewinnungInfo
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Description
HÖGER - STELLRECHT - GRIF.S5BACH - HAECKER
PATENTANWÄLTE IN STUTTGART
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A 42 999 m Anmelder: Fa. Societe Anonyme
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15. August 1978 67210 Obernai
Frankreich
Beschreibung Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung für Haushaltszwecke aus einem Abluftstrom.
Die Erfindung hat es mit einem kompletten Wärmerückgewinnungsapparat
zu tun, der in erster Linie für Haushaltszwecke und für Installationen mit geringem Volumenausstoß bestimmt ist,
wobei ein Wärmeaustausch Luft/Wasser unter Zwischenschaltung
einer Kältemaschine vorgesehen ist.
Die Kältemaschinen, welche in erster Linie zur Erzeugung von Kälte zu Konservierungszwecken oder zur Klimatisierung eingesetzt
werden, bedienen sich immer häufiger eines Übertragungsmittels, welches Wärmeenergie von einem Milieu in ein anderes
transportiert.
Die Gesetzgebung schreibt für Wohnräume einen Lufterneuerungskoeffizienten
vor, der wenigstens einer Erneuerung des Raumvolumens pro Stunde entspricht.
Dies setzt eine Belüftung der Räumlichkeiten voraus, die bei ungünstigen Räumlichkeiten auf dem Wege einer natürlichen Ventilation,
sonst aber vor allem maschinell erfolgt.
Man führt also in der Abzugsluft die Kalorien weg, die derjenigen Wärmeenergie entsprechen, die für die Erneuerung der
Luft erforderlich ist.
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Diese Kalorienmenge wird normalerweise ohne weitere Behandlung nach außen in die Atmosphäre ausgestoßen.
In bestimmten Ausrüstungen sind bereits Wärmetauscher vorgesehen, die beim Kontakt der abgezogenen Luft eine Vorerhitzung
der neuen Luft gewährleisten.
der neuen Luft gewährleisten.
Diese Austauscher erfordern, um wirksam zu werden, beträchtliche
Austauschflächen. Im Volumen beschränkt entwickelten die Konstrukteure dementsprechend die Flächen entlang den Luftwegen
in einem Raum, der durch wellenförmige Leitungsführung
mit starker Krümmung beschränkt war, wodurch ein nicht zu vernachlässigender Kapazitätsverlust verursacht wurde und dennoch die wiedergewonnene Energie tatsächlich nur gering war.
mit starker Krümmung beschränkt war, wodurch ein nicht zu vernachlässigender Kapazitätsverlust verursacht wurde und dennoch die wiedergewonnene Energie tatsächlich nur gering war.
Es gibt ferner in größerem, insbesondere industriellem Maßstab Luft-Luft-Übertragungseinrichtungen unter Ausnutzung des Kältemaschinenprinzips
mit einem Verdampfer in der Abluftleitung
und einem Kondensor in der Frischluftleitung, über welche neue Luft eingeblasen wird.
und einem Kondensor in der Frischluftleitung, über welche neue Luft eingeblasen wird.
Solche Anordnungen setzen jedoch eine hohe Investition voraus und haben bei nur mäßiger Värmerückgewinnung nur einen relativ
kleinen Wirkungsgrad.
Die Gestehungskosten solcher Einrichtungen und die Menge der
rückgewonnenen Wärmeenergie rechtfertigen ihren Einsatz für
Haushaltszwecke nicht.
rückgewonnenen Wärmeenergie rechtfertigen ihren Einsatz für
Haushaltszwecke nicht.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine für Haushaltszwecke geeignete
Wärmerückgewinnungsvorrichtung vorzuschlagen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst: durch verschiedenartig zusammensetzbare Moduln und
durch einen mit einer Kältemaschine verbundenen Übertragungsleitungskreis,
einen Restitutionsleitungskreis mit flüssigem Wärmeübertragungsmedium in Kombination mit Steuer-, Regel-
und Sicherheitsorganen für Druck und Temperatur verbunden mit zwei verschiedenen Heizkreisen zum Erwärmen von Sanitärwasser
bzw. Beheizen von Räumen. Bei der Wärmerückgewinnung wird dabei ein Wärmeübergang von Luft in Wasser ausgenutzt.
Mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, mit relativ hohem Wirkungsgrad normalerweise verlorengehende
Wärmeenergie rückzugewinnen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich darüber hinaus durch große Robustheit und Betriebssicherheit
aus. Mit ihrer Hilfe vermeidet man die Anti-Vereisungswiderstände, realisiert eine Wärmerückgewinnung mit
hoher Ausbeute, erhält eine große Betriebs- und Wartungsstabilität und gewinnt einen Teil der für die Zirkulation des Luftstroms
benutzten Energie zurück v wenn man das die Abluft absaugende
Gebläse vor die Wärmerückgewinnungsbatterie stellt.
Die Ausbeute läßt sich noch verbessern, wenn man die Vorrichtung mit Sonnenenergieplatten, mit einem Unterdach oder mit
einer beliebigen anderen erwärmten Luftmenge koppelt.
Folgende Anwendungsmöglichkeiten werden in Betracht gezogen: Die Wärmerückgewinnung in der Abluft von Wohnräumen, Büros,
Treibhäusern, Ställen, Wäschereien, und dergleichen. Die Wärmeübertragung erfolgt in Warmwasserleitungen zur Speisung des
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sanitären Netzes, einer Trocknungsanlage,/elektrischen Haushaltsgeräten,
eines Schwimmbades, einer Sauna und dergleichen.
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Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:
Fig. 1 eine schaubildliche, teilweise aufgebrochene Ansicht einer Wärmerückgewinnungsvorrichtung;
Fig. 2 eine Ansicht verschiedener Seiten einer vertikal
zusammengesetzten Vorrichtung;
Fig. 3 eine Ansicht der verschiedenen Seiten einer horizontal
zusammengesetzten Vorrichtung;
Fig. 4 ein elektrisches Schaltschema der Wärmerückgewinnungsvorrichtung;
Fig. 5 ein Prinzipschema der Wärmerückgewinnungsvorrichtung und
Fig. 6 eine Längsschnittansicht eines einzelnen Wohnhauses zur Darstellung einer Anwendung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
Fig. 1 zeigt die Hauptteile und Organe einer erfindungsgemäßen
Wärmerückgewinnungsvorrichtung.
Die Vorrichtung setzt sich in Modulbauweise aus zwei Moduln zusammen: einem Abzugsmodul 1 und einem Doppelmodul, der einen
Übertragungsmodul 2 sowie einen dem technischen Anschluß dienenden Modul 3 umfaßt.
Jeder Modul oder Baustein bildet eine kompakte Maschinenein-
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heit, die mit dem benachbarten Baustein durch technisch bedingte Verbindungen und mechanische Zusammenbauverbindungen
verbunden ist.
Eine solche Bauweise der Vorrichtung ist sowohl im Hinblick auf Wartung und Reparatur als auch im Hinblick auf die eigentliche
Installation vorteilhaft.
Weiterhin lassen sich die Moduln wenigstens in zwei verschiedenen Weisen zusammensetzen, die in Fig. 2 und 3 dargestellt
sind, nämlich horizontal oder vertikal.
Je nach dem zur Verfügung stehenden Raum wird die eine oder die andere Bauweise bevorzugt.
Mechanisch können die Moduln 2 und 3 ineinander integriert sein.
Der Abzugsmodul 1 hat die Gestalt eines Gehäuses mit oberem Deckel 4 und einer Vorderseite 5, die mit einer Anschlußtafel
6 versehen ist. Diese Anschlußtafel weist mehrere Manschetten auf, die der Verbindung mit Abzugskanälen dienen.
Das Modulgehäuse umfaßt ferner eine Rückseite mit einer Ausstoßöffnung
8, die an die Außenseite über eine aerolische Verbindung angeschlossen ist.
Das Gehäuse umschließt in seinem Innern eine Mehrzahl von Organen,
insbesondere - aufgezählt in Richtung des Abluftstromes ein
auswechselbares Filter 9, eine Abzugsgruppe 10 in Gestalt eines Sauggebläses oder einer Saugturbine und einer Schnecke,
die in eine Ausstoßleitung mündet. Diese Leitung ist an einer Trennwand des Gehäuses befestigt, welche das Gehäuse in eine
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Saug- und eine Blas- oder Druckkammer unterteilt.
Das Gehäuse weist außerdem eine Wärmerückgewinnungsbatterie 11
auf, die in Schräglage auf einem Träger 12 angeordnet ist. Der Träger bildet an seiner Basis einen Auffangbehälter 13 für
Kondensat.
Die Wärmerückgewinnungsbatterie 11 ist im Niederdruckleitungsteil
für das kälteerzeugende Medium angeordnet. Die Batterie umfaßt eine Leitung und Austauschflächen, die so konstruiert
sind, daß sie eine beträchtliche Wärmerückgewinnung gestatten, und dennoch nur eine minimale Beschickung erfordern.
Die schräge Stellung der Batterie erhöht den thermischen Austausch
und verbessert das Abströmen des Kondensats.
Die Batterie 11 nimmt ebenso wie das Filter 9 und die erwähnte
Trennwand die gesamte Querschnittsfläche des Gehäuses ein.
Das Gehäuse setzt sich hinter der Trennwand in die eigentliche
Druckkammer fort, die in der Ausstoßöffnung 8 ausmündet. Diese öffnung ist über eine Manschette 14 mit einer Auslaßleitung
verbunden.
Der Modul, der auf der Zeichnung als Zwischenteil erscheint, ist der Übertragungsmodul 2. Er bildet zusammen mit dem technischen
Anschlußmodul 3 einen gemeinsamen Raum 15, der von einem elektrischen Schaltkasten 16 abgetrennt ist.
Er hat bei der dargestellten Ausführungsform die Gestalt eines
an Ober- und Unterseite offenen Parallelepipeds.
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Bei einer Anordnung in horizontaler Bauweise besitzt das Gehäuse eine geschlossene, obere Seite.
Der Ubertragungs- und Anschlußmodul umschließt alle Ubertragungsorgane
und den Kern einer Kältemaschine, nämlich einen Kompressor 17. Ein Kondensor 18 ist in der Hochdruckleitung 19
zwischen dem Kompressor und einer Entspannungs- oder Druckmin-•derungseinrichtung
20 im Abzugsgehäuse angeordnet. Die Leitung 19 schließt sich über die Batterie 9 an eine Niederdruckleitung
21 an, die zum Kompressor zurückführt. Auf diese Weise ist der Kreis geschlossen.
Der Kondensor liefert Wärmeenergie, die an zwei Leitungssysteme oder -kreise 22 und 23 übertragen wird. Diese Leitungen dienen
einerseits der Erwärmung von Sanitärwasser und andererseits der Raumbeheizung oder anderen Zwecken. Jeder Leitungskreis
22, 23 enthält eine der Beschleunigung der Strömung dienende Pumpe 24 bzw. 25.
Der untere oder Anschlußmodul weist alle technischen Verbindungseinrichtungen auf, die einen Anschluß an die betreffenden Nutzleitungen
ermöglichen, beispielsweise an eine Erwärmungsleitung
für Sanitärwasser oder dergleichen. Bei den Verbindungsmitteln kann es sich um Gewindemanschetten 26 aber auch um Anschlüsse
für Entleerungsleitungen handeln, wie beispielsweise einen Sicherheitsauslaß 27 und einen Auslaß 27a für Kondensat.
Die verschiedenen, oben erwähnten Organe finden sich im Prinzipschema
der Fig. 5.
Die Pumpen 24 und 25 sind durch Rückschlagventile 28 bzw. 29
geschützt. Die Aufheizung des Sanitärwassers vollzieht sich
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mit Hilfe eines Sekundärleitungskreises, beispielsweise in
Form eines Heizmantels 30 oder einer Sekundärschlange, die
im unteren Teil des Apparates angeordnet ist.
Fig. 6 zeigt ein Einzelhaus, in dem eine erfindungsgemäße
Vorrichtung installiert ist. Diese Installation läßt verschiedene, vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung erkennen.
Ausgehend von Abzugskanälen 31, welche die Lufterneuerung in
den Wohnräumen und obligatorisch in den technischen Räumlichkeiten
gewährleisten, wird ein erhebliches Luftvolumen mit Umgebungstemperatur durch das Abzugsgehäuse hindurchgeführt,
um anschließend nach vollzogener Wärmerückgewinnung durch die Batterie 11 über einen Ausstoßkanal 32 in die äußere Atmosphäre abgeführt zu werden.
Die Wärmeübertragung vollzieht sich ausgehend vom Kältestromkreis über die Sekundärkreise 33 und 34 in den Erwärmungsoder Beheizungsanordnungen, welche verschiedenen Zwecken dienen
können: warmes Sanitärwasser bei 35, Bodenheizung bei mit Hilfe von in Wärmeplatten eingeschlossenen Rohren, Konvektionsbeheizung
bei 37 mit Hilfe von Ventilatoren, Erwärmung
des Wassers eines Schwimmbeckens bei 3 8 und dergleichen. Ferner kommen andere Anwendungsmöglichkeiten für Warmwasser in Betracht,
beispielsweise elektrische Haushaltsgeräte.
Fig. 4 zeigt schematisch eine elektrische Schaltskizze für eine erfindungsgemäße Wärmerückgewinnungsvorrichtung. Ein
Elektromotor 39 der Gruppe wird mit einphasigem Strom über einen dem Ein- und Ausschalten dienenden Hauptschalter 40, ein
Steuerrelais und drei in Serie geschaltete Sicherheitseinrich-
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tungen, die an ein Startrelais 41 angeschlossen sind, gespeist.
Die Sicherheitseinrichtungen umfassen einen Hochdruck-Pressostat 42, einen Niederdruck-Pressostat 43 und einen Sicherheitsthermostat
44, der in der Rücklaufleitung des Heizwasserkreises angeordnet ist.
Die Speisung eines Motors 45 für die Abzugsturbine 10 erfolgt
ausgehend von dem Hauptschalter 40. Die Steuerung 46 eines Betriebsrelais 47 wird über einen Regulierthermostaten 48 gespeist,
der im Warmwasserbehälter angeordnet ist.
Das Relais 47 wirkt auf Kontakte 49, über die eine Pumpe 50
für das warme Sanitärwasser gespeist wird. Weiterhin wirkt das Relais 47 über die Kontakte 49 auf eine Speiseleitung 51
des Motors 39 der kälteerzeugenden Gruppe vor den Sicherheitseinrichtungen sowie auf eine Speiseleitung 52 über einen
Sommer-Winter-Schalter 53 für eine Pumpe 54 der Heizung und für die Steuerung 55 eines Relais 56, wobei noch eine Umgebungsregulierung
57 zwischengeschaltet ist.
Die Kontakte des Relais 56 wirken zum Zwecke einer Verriegelung auf äußere Stromkreise 58 einer Ergänzungsheizung 59, und
zv/ar über einen Thermostat 60, der eine ungelegene Inbetriebnahme dieser äußeren Stromkreise vermeidet ausgehend von den
Gegebenheiten der Umgebungsregulierung.
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Claims (9)
1. Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung für Haushaltszwecke aus
einem Abluftstrom, gekennzeichnet durch verschiedenartig zusammensetzbare Moduln (1, 2, 3) und
durch einen zu einer Kältemaschine (17, 18) gehörenden
Übertragungsleitungskreis, einen Restitutionsleitungskreis mit flüssigem Wärmeübertragungsmedium in Kombination mit
Steuer-, Regel- und Sicherheitsorganen für Druck und Temperatur verbunden mit zwei verschiedenen Heizkreisen (22,
23) zum Erwärmen von Sanitärwasser bzw. Beheizen von Räumen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei verschiedene
Moduln, welche drei funktioneile Einheiten darstellen und in horizontaler oder vertikaler Anordnung aufstellbar
sind, wobei ein Modul einen Abzugsmodul (1) und ein Doppelmodul einen Übertragungs- und Anschlußmodul (2,
3) bilden und jeder Modul als kompakte Maschineneinheit ausgebildet
ist, welche mit der benachbarten Einheit durch technische Verbindungen und mechanische Zusammenbauverbindungen verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet 1
daß der mit einem Gehäuse versehene Abzugsmodul (1) einen oberen Deckel (4), eine Vorderseite (5) in Form einer Anschlußtafel
mit Verbindungsmanschetten (7) für Abzugskanäle (31) sowie eine Rückseite mit Ausstoßöffnung (8) und Manschette
(14) umfaßt und in seinem Innern mehrere hintereinander
im Luftstrom angeordnete Organe enthält, insbesondere
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ein auswechselbares Filter (9), eine Abzugseinrichtung (10), deren Auslaß mit einer Trennwand verbunden ist, sowie eine
Wärmerückgewinnungsbatterie (11).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der der Übertragung dienende Teil (3) des Doppelmoduls
(2, 3) die Kältemaschine (17, 18) mit ihren Leitungen
(19) und Funktionselementen, insbesondere Kompressor (17),
Kondensor (18) und Druckminderer (20), ausgenommen jedoch die im Abzugsmodul (1) gelegene Verdampfereinrichtung (11),
sowie einen dem Kondensor (18) zugeordneten Wärmetauscher
und die Abzweigungen der Nutzleitungen (22, 23) mit Pumpe (24, 25) und Rückschlagventil (28, 29) umschließt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der dem technischen Anschluß dienende Teil (2) des Doppelmoduls (2, 3) den Übergang zwischen dem
übertragungsteil (3) und dem Ausgang gewährleistet und verschiedene
Nutzauslässe in Form von Manschetten (26) sowie Entleerungsleitungen wie Sicherheitsauslaß (27) und Kondensatauslaß
(27a) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine elektrische Schaltung hinter einem Hauptschalter (40) eine erste und eine zweite Speise-
und Steuerleitung für die Kältemaschine bzw. für das Heizwasser
und äußere Stromkreise (58) umfaßt, daß die erste Leitung der Speisung des Motors (45) der Abzugseinrichtung
(10) und der Speisung einer Steuerungseinrichtung und eines Betriebsrelais (47) über einen Regulierthermostaten und
eine Verbindung mit dem Kontakt des Betriebsrelais dient, wobei die letzteren einerseits an eine Pumpe (50) für das
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warme Sanitärwasser und andererseits an die Speiseleitung
für die Kältemaschine angeschlossen sind, und daß der Hauptschalter (40) über seine zweiten Kontakte mit einem
Sommer-Winter-Schalter (53) durch eine Doppelleitung verbunden ist, welche in Reihenschaltung zwei entsprechende
Kontakte des Betriebsrelais aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Elektromotor (39) der Kältemaschine
über drei in Reihe geschaltete Sicherheitseinrichtungen (42, 43, 44), nämlich einen Hochdruck-Pressostat,
einen Niederdruck-Pressostat und einen Thermostat sowie ein Startrelais (41) gespeist ist.
8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sommer-Winter-Schaltex (53)
einerseits mit einer Pumpe (54) für Heizungswasser und andererseits
mit zwei Leitungen verbunden ist, von denen eine die Steuerung (55) eines Relais (56) für einen äußeren
Stromkreis (58} über einen Umgebungsthermostat (60) und die
andere die Kontakte des mit den äußeren Ergänzungsstromkreisen (50) über einen äußeren Thermostat verbundenen Relais
einschließt.
9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch die Verwendung einer Kältemaschine (17, 18) bei der Wärmerückgewinnung aus einem Luftstrom und bei
der übertragung der Wärme auf zwei getrennte Warmwasserleitungen (22, 23) zur Erwärmung von Sanitärwasser, Beheizung
von Räumen und/oder zur Aufheizung eines anderen wärmeübertragenden Mediums.
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| EP0027147A1 (de) * | 1979-10-10 | 1981-04-22 | Jenbacher Werke AG | Wärmesammelanlage |
| EP0159379A1 (de) * | 1984-04-25 | 1985-10-30 | Albert Rosenow | Wärmepumpenheizvorrichtung mit Rauch- oder Abgaskühler |
| WO1991005977A1 (en) * | 1989-10-13 | 1991-05-02 | Ivt Industrier Ab | A heat pump system having a refrigerant circuit in the form of an exchangeable unit, and means for effecting such an exchange |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT7826981A0 (it) | 1978-08-24 |
| FR2401386B1 (de) | 1982-01-29 |
| IT1098139B (it) | 1985-09-07 |
| ES472846A1 (es) | 1979-03-16 |
| FR2401386A1 (fr) | 1979-03-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |