DE3027356A1

DE3027356A1 - Kompakte waermepumpeneinheit

Info

Publication number: DE3027356A1
Application number: DE19803027356
Authority: DE
Inventors: Anders Daniel Backlund
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-07-20
Filing date: 1980-07-18
Publication date: 1981-02-12
Also published as: SE432477B; US4305260A; SE7906238L

Description

- 4 Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue kompakte Wärmepumpeneinheit bzw. -einrichtung zum Heizen, beispielsweise von Gebäuden, und sie ist dazu vorgesehen, außerhalb des in Frage stehenden Gebäudes, vorzugsweise im Erdboden, angeordnet zu werden, damit sie keinen Raum in dem Gebäude einnimmt.

Eine konventionelle Wärmepumpe, d.h. eine Einrichtung, in der Wärme von einer Wärmequelle niedriger Temperatur durch Hinzufügung bzw. Aufwendung von mechanischer Arbeit auf ein höheres Temperaturniveau "gepumpt" wird, besteht aus einem geschlossenem Kreislauf, in dem eine leicht verdampfbare Flüssigkeit als ein Wärmeträger umläuft. Der Umlaufkreislauf umfaßt einen Verdampferteil, einen Kompressor- und einen Kondensorteil sowie ein Entspannungs- oder Expansionsventil. Wärme von der Wärmequelle, wie beispielsweise einem See oder einem Teil des Erdbodens, wird durch Wärmeaustausch mit dem Verdampferteil dem Umlaufmedium zugeführt bzw. zum Umlaufmedium hinzugefügt, und das Medium wird dann verdampft. Der Dampf wird dann in einen Kompressor eingespeist, der den Dampf komprimiert, um die Sättigungstemperatur zu erhöhen. Der Dampf wird dann im Kondensorteil, in dem nutzbare Wärme durch Wärmeaustausch absorbiert werden kann, kondensiert. Bevor der Dampf wieder im Kreislauf in den Verdampferteil zurückgeführt wird, wird das Kondensat durch ein Entspannungsventil hindurchlaufen gelassen, damit ein für die Verdampfung geeigneter Druck erhalten wird.

Wenn man eine Wärmepumpe zum Heizen von Gebäuden verwendet, dann werden die Wärmepumpe und die Wärmeaustauscheinrichtungen üblicherweise in einem speziellen Raum in Inneren des Gebäudes angeordnet. Die Wärmepumpenanordnung nimmt wertvollen Raum in dem in Frage stehenden Gebäude

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ein, und darüberhinaus verursachen der Kompressor und die notwendigen Umlaufpumpen störende Geräusche.

Gemäß der Erfindung wird infolgedessen eine kompakte Wärmepumpen-/Wärmeaustauschereinheit zur Verfügung gestellt, die dazu vorgesehen ist, außer Haus bzw. im Freien, insbesondere im Erdboden, angeordnet zu werden, wodurch die oben erwähnten Nachteile ausgeschaltet werden.

In der kompakten Wärmepumpeneinrichtung gemäß der Erfindung sind der Kompressor und die notwendigen Pumpen- und Gebläseeinrichtungen innerhalb eines Gehäuses angeordnet, das den Verdampfer- und Kondensorteil sowie die entsprechenden Wärmeaustauscher umfaßt bzw. beherbergt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung wird ein Wärmeaustausch zwischen zugeführter sowie ggf. auch abgeführter Ventilationsluft mit der Wärmepumpeneinheit durchgeführt.

Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung seien nachfolgend anhand einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Wärmepumpeneinheit gemäß der Erfindung, wobei zum Zwecke der besseren Darstellung bestimmte Teile weggebrochen sind; und

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie A-A in Figur 1.

Die in den Figuren gezeigte Wärmepumpeneinrichtung ist als Behälter oder Gefäß ausgebildet, der bzw. das, wie man am besten aus Figur 2 ersieht, eine Wand oder einen Gehäuse-

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teil 1 mit einem darin im Inneren befindlichen Raum 2 hat. Das Gehäuse 1 umfaßt eine äußere Wand 3» die im gezeigten Fall achteckig ist, eine Zwischenwand 4, die in dem gezeigten Fall auch achteckig ist, und eine innere Wand 5.

Eine Verdampfereinheit mit einem entsprechenden Wärmeaustauschersystem 6 ist zwischen der äußeren Wand 3 und der Zwischenwand 4 angeordnet. Auf der anderen Seite der Zwischenwand 4 ist eine isolierende Schicht 7 aus irgendeinem geeigneten Material, beispielsweise "Frigolit", vorgesehen. Die innere Wand befindet sich im Abstand von der isolierenden Schicht 7. Im so gebildeten Raum ist eine Kondensoreinheit mit einem entsprechenden Wärmeaustauschersystem 8 angeordnet. Diejenigen Einrichtungen, die innerhalb des von der inneren Wand 5 des Behälters begrenzten Raums angeordnet sind, sind in Figur 2 nur schematisch in Umrissen angedeutet, wie beispielsweise ein Kompressor 9» eine Umwälzpumpe 10, Entspannungsventile 11 und ein Elektrikkasten 12. Dieser innere Raum ist von außen her durch einen Inspektionsteil 13 am pberen Ende der Außenseite des Behälters zugänglich, wozu dieser Inspektionsteil mit einem Deckel 14 versehen ist, der geöffnet werden kann. Am Bodenteil des Behälters sind zwei Einlaßverteiler bzw. -Sammelleitungen 15a, 15b und ein Auslaßverteiler· bzw. eine Auslaßsammelleitung 16 für Luft, die erhitzt worden ist, sowie ein Einlaßverteiler bzw. eine Einlaßsammelleitung 17 für abgeführte Ventilationsluft. Die Verdampfer-/ Wärmeaustauschereinheit 6 umfaßt ein inneres Rohr (nicht gezeigt) beispielsweise aus Kupfer, das konzentrisch im Inneren eines Rohr- oder Schlauchsystems angeordnet ist, welches spiralförmig (dieser Begriff wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung zusammenfassend für "spiral- bzw. schraubenförmig·¹ verwendet) in dem Raum zwischen der äusseren Wand 3 und der Zwischenwand 4 angeordnet ist. Das Schlauchsystem kann mittels Einlaß- und Auslaßverbindungen 18 bzw. 19 über Schläuche 20 und 21 mit einem Wärmeaustauschersystem verbunden sein, das in einer Wärmequel-

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le niedriger Temperatur vorgesehen ist. Die letztere kann geeigneterweise aus einem Erdbodenbereich bestehen, in welchem Falle das Wärmeaustauschersystem aus einem im Erdboden angeordneten Rohr- oder Schlauchsystem bestehen kann. Durch dieses Schlauchsystem und infolgedessen auch durch den Wärmeaustauscherteil 6 des Verdampfers wird ein geeignetes Wärmeträgermedium, wie beispielsweise eine Methanol-Wasser-Mischung, mittels einer Pumpeneinrichtung, z.B. mittels der oben erwähnten Umwälzpumpe 10, umgewälzt.

In dem dargestellten Fall ist der Verdampfer/Wärmeaustauscher 6 aus Kapazitätsgründen mit drei parallelen Schlauchsystemen 6a, 6b, 6c versehen, die sich spiralförmig längs der Außenseite der Zwischenwand 4 erstrecken. Eine quer verlaufende Wand 22, die sich spiralförmig in dem Raum zwischen der äußeren Wand 3 und der Zwischenwand 4 erstreckt, begrenzt einen spiralförmigen Kanal für die Schläuche 6a, 6b, 6c in diesem Raum. Die spiralförmige quer verlaufende Wand 22 ist mittels vertikaler Stützen 23 gehaltert. Eine Isolierschicht 4a ist vorzugsweise zwischen dem Wärmeaustauscherrohr bzw. -schlauch 6 und der Außenseite der Zwischenwand 4 vorgesehen. Natürlich können mehr oder weniger als drei parallele Schläuche 6a - c verwendet werden, beispielsweise einer, zwei oder vier Schläuche.

Aus unten genannten Gründen sind die parallelen Schläuche 6a - c weiterhin im Abstand voneinander angeordnet. In dem Bodenteil 24 des Behälters erstreckt sich der oben erwähnte Kanal für die Verdampfer-/ Wärmeaustauschereinheit 6 vorzugsweise spiralförmig nach einwärts (nicht gezeigt), wobei die drei parallelen Schläuche 6a, 6b, 6c noch übereinander angeordnet sind. Die Verdampferrohre des primären Umlaufsystems der Wärmepumpe, die im Inneren der Schläuche 6 angeordnet sind, sind an der Einlaßseite (in der Nähe der Schlauchverbindung 19) mit den Entspannungsventilen 11 verbunden, und sie sind an der Auslaßseite (an dem Bodenteil 24) mit der Saugseite des Kompressors 9 ver-

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bunden.

Die Einlaßsammelleitung 17 für abgeführte Ventilationsluft, die in Wärmeaustausch mit der Verdampfereinheit 6 gebracht werden soll, ist mittels einer öffnung, welche in dem Bodenteil des Behälters vorgesehen ist, mit dem oben genannten spiralförmigen Kanal an dem Bodenteil 24 des Behälters verbunden. Der spiralförmige Kanal bildet zusammen mit dem Kanal, der durch die quer verlaufende Wand 22 gebildet ist, einen kontinuierlichen Luftkanal vom Boden des Behälters zu dessen oberstem Teil, und es sind Auslaßöffnungen (nicht gezeigt) für die Luft in dem obersten Teil 22a der quer verlaufenden Wand 22 vorgesehen. Da die Schläuche 6a - c im Abstand voneinander angeordnet sind, sind auch Kanäle zwischen den parallelen Schläuchen 6a - c ausgebildet.

Die Kondensoreinheit 8 auf der Innenseite der Zwischenwand 4 ist in der gleichen Weise wie die Verdämpfereinheit 6 mit einem inneren Kondensorrohr versehen, das einen Teil des primären Umlaufkreislaufs der Wärmepumpe bildet, und mit einem äußeren Rohr- oder Schlauchsystem, das eine Einlaß- und Auslaßverbindung 26 bzw. 27 hat. Das Kondensorsystem 8 ist entsprechend wie das Verdampfersystem 6 -jedoch im dargestellten Fall unter Verwendung von einem einzigen Schlauch - spiralförmig in dem Raum angeordnet, der zwischen der Isolierung 7 und der inneren Wand 5 gebildet ist. Der Einlaßteil des Kondensors ist an dem oberen Ende des Behälters angeordnet, und er ist infolgedessen in konventioneller Weise mit der Druckseite des Kompressors 9 verbunden. Wegen der relativ hohen Temperatur, die im Kondensorrohr erzielt werden kann,besteht der oberste Teil des Wärmeaustauscherrohrs vorzugsweise aus einem Kupferrohr 28, das mit einer Einlaß- und Auslaßverbindung 29 bzw. 30 für heißes Leitungswasser verbunden werden kann. Der Rest des Wärme-

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austauscherrohrs 8 des Kondensors kann beispielsweise aus Plastik- bzw. Kunststoffschlauch bestehen. Mittels der oben erwähnten Verbindungen 26 und 27 kann der Kondensor, z.B. mit dem Heizkörpersystem eines Gebäudes, mittels Schläuchen 31 und 32 verbunden werden, und mittels einer Umwälzpumpe (nicht gezeigt), die in dem inneren Raum 2 angeordnet ist, kann heißes Wasser durch dieses Heizsystem und das Kondensorsystem in dem Behälter umgewälzt werden. In gewissen Fällen kann es wünsehenswert sein, eine in ihrem Gefrierpunkt herabgesetzte Wassermischung umzuwälzen; dann wird das Heißleitungswassersystem als ein gesonderter Teil der Kondensoreinheit 8 angeordnet bzw. ausgebildet.

Wie in dem Verdampfersystem 6 ist das Rohr- oder Schlauchsystem der Kondensoreinheit unter Zwischenraum zwischen den spiralförmigen Windungen angeordnet, so daß ein Kanal zwischen den Rohr- bzw. Schlauchwindungen in dem Raum zwischen der Isolierung 7 und der inneren" Wand 5 ausgebildet wird.

Die beiden Einlaßsammelleitungen 15a und 15b für zu erhitzende Luft sind mittels einer Anzahl von Schlauchverbindungen 25 (in dem dargestellten Fall ist es Je eine an jeder der acht Ecken des Behälters) mit dem untersten der Kanalräume verbunden, die mittels der Kondensor-/ Wärmeaustauschereinheit 8 ausgebildet sind. Da sich die letztere ebenso wie die innere Wand 5 nicht die ganze Strecke nach aufwärts bis zum obersten Teil 33 des Behälters erstreckt, befindet sich der Raum, der zwischen der Zwischenwand 4 mit der entsprechenden Isolierung 7 und der inneren Wand 5 ausgebildet ist, in Verbindung mit dem inneren Raum 2. Der letztere ist mittels einer mittigen Öffnung 34 mit der Auslaßsammelleitung 16 für erhitzte Luft verbunden.

Die oben beschriebene Einrichtung kann z.B. in der fol-

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genden Weise verwendet werden:

Die in den Figuren gezeigte Einrichtung wird im Erdboden außerhalb des zu heizenden Getiäudes eingegraben, und wenigstens ein Teil des Inspektionsteils 13 sollte sich über dem Erdbodenniveau befinden, damit die Inspektionstür 14 leicht zugänglich gemacht ist. Die erforderlichen Leitungen für Kühlmittel, Wasser und Luft werden in Verbindung mit dem Eingraben angeschlossen bzw. verbunden. Infolgedessen wird die Einlaß- und Auslaßverbindung 18 bzw. 19 der Verdampfereinheit mit irgendeiner geeigneten Wärmeenergiequelle niedriger Temperatur verbunden, beispielsweise mit einem Schlauchsystem, das sich im Erdboden befindet und durch die Schläuche 20 und 21 repräsentiert wird. Weiter wird das Wärmeaustauschersystem der Kondensoreinheit 8 mittels der Verbindungen 26 und 27 mit dem Heizkörpersystem des zu heizenden Gebäudes verbunden. Das Leitungssystem des Gebäudes für heißes Leitungswasser wird mit den Verbindungen 29 und 30 verbunden. Geeignete Einlaßleitungen für zu erhitzende Luft werden mit den jeweiligen Verbindungen 35 der Einlaßverteiler- bzw. -Sammelleitungen 15a und 15b verbunden. In entsprechender Weise werden Leitungen für erhitzte Luft bzw. vom Gebäude abgeführte Luft mit den Verbindungen 36 und 37 der Verteiler- bzw. Sammelleitungen 16 bzw. 17 verbunden. Schließlich werden die notwendigen elektrischen Verbindungen mit dem oben erwähnten Elektrokasten 12 hergestellt. Im Hinblick auf die oben erwähnten Auslaßöffnungen, die in dem obersten Teil 22a der quer verlaufenden Wand 22 vorgesehen sind, sollte die Bedeckung des obersten Teils des Behälters vorzugsweise unter Verwendung von Grobschotter oder dgl. hergestellt werden.

Im Betrieb funktioniert die oben beschriebene Einrichtung wie folgt:

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Ein geeignetes Wärmeträgerströmungsmittel, beispielsweise eine Methanol-Wasser-Mischung, wird in dem im Erdboden vorgesehenen Schlauchsystem und durch die Wärmeaustauscherschläuche 6 der Verdampfereinheit umgewälzt. Die Umwälzung geschieht mittels einer Umwälzpumpe, die im inneren Raum des Behälters vorgesehen ist, beispielsweise mittels der oben erwähnten Pumpe 10, und das geschieht in der Weise, daß das Strömungsmittel über die Verbindung 18 eintritt und auf die drei Schläuche 6a - c verteilt wird und den Behälter über die Verbindung 19 verläßt, nachdem es durch das spiralförmige Schlauchsystem von dem Bodenteil 24 des Behälters und aufwärts bzw. nach aufwärts geströmt ist. In entsprechender Weise wird das Heizkörperwasser durch das Wärmeaustauscherrohr bzw. den Wärmeaustauscherschlauch der Kondensoreinheit 8 mittels.einer Pumpe (nicht gezeigt), die sich im Inneren 2 des Behälters befindet, zum Gebäude hin und vom Gebäude her umgewälzt. Auch in diesem Falle wird die Umwälzung vorzugsweise so ausgeführt, daß das zu erhitzende Wasser in den unteren Teil der Kondensor-/Wärmeaustauschereinheit 8 eintritt und an dem obersten Ende derselben abgeführt wird. In dem Fall, in dem, wie oben angedeutet, ein gesonderter Kreislauf für heißes Leitungswasser vorgesehen ist, wird eine weitere Umwälzpumpe für diesen Kreislauf vorgesehen.

Das Strömungsmittel, beispielsweise ein Freon, im primären Leitungssystem der Wärmepumpe, d.h. dasjenige Strömungsmittel, das in den Verdampfer- und Kondensorrohrsystemen enthalten ist, die in den entsprechenden Wärme austauscherrohren bzw. -schläuchen 6 und 8 angeordnet sind, wird in konventioneller Weise durch den Kompressor 9 umgewälzt. Wenn das geschieht, absorbiert das Strömungsmittel Wärme von dem Wärmeträgermedium, das in dem Verdampferwärmeaustauscherkreislauf 6 umgewälzt wird, welches seinerseits beim Durchgang durch das Rohr- oder Schlauchsystem, das im Erdboden vorgesehen ist, erwärmt worden ist.

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Nach der Kompression im Kompressor 9 wird das erhitzte Strömungsmittel der Wärmepumpe zur Kondensoreinheit 8 geleitet, wo es kondensiert, und das heiße Leitungswasser bzw. das heiße Heizkörperwasser, das in dem Wärmeaustauscherrohr bzw. -schlauch umläuft wird, erhitzt.

Luft, die erhitzt werden soll, wird in die Einlaßsammelleitungen 15a, 15b gezogen und mittels der Rohr- oder Schlauchverbindungen 25 zu dem Raum zwischen der Zwischenwand 4 mit der entsprechenden Isolationsschicht 7 und der Innenwand 5 geleitet, in dem die Kondensor-/Wärmeaustauschereinheit 8 angeordnet ist. Die Luft strömt dann in dem Kanal, der zwischen dem Kondensor-Wärmeaustauscher-Schleifen 8 ausgebildet ist, nach aufwärts. Auf diese Weise tritt die kalte Luft in den kältesten Teil des Wärmeaustauscherschlauchs ein und verläßt diesen Kanal nach bzw. hinter der obersten und infolgedessen wärmsten Schleife. Die Luft wird dann mittels eines Gebläses (nicht gezeigt), das in dem inneren Raum vorgesehen ist, nach abwärts durch die öffnung 34 und über die Auslaßsammelleitung 17 gezogen und in das zu heizenden Gebäude mittels Leitungen, die damit verbunden sind, geleitet.

Die von dem Gebäude abgeführte Luft wird zur Wärmewiedergewinnung zum Wärmeaustausch mit den Wärmeaustauscherschläuchen der Verdampfereinheit gebracht. Das erfolgt dadurch, daß man die vom Gebäude abgeführte Luft mittels der Verbindungen 37 in die Einlaßleitung 17 führt. Von dort wird die Luft mittels eines in geeigneter Weise angeordneten Gebläses in den unteren Teil des spiralförmigen Kanals geblasen, der zwischen der äußeren Wand 3 und der inneren Wand 4 von der quer verlaufenden Wand 22 ausgebildet ist. Die abgeströmte Luft strömt dann spiralförmig längs der Wände zwischen den Schläuchen 6a - c nach aufwärts und tritt in Wärmeaustausch mit den selben. Die Luft tritt auf diese Weise an den wärmsten Teilen der

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Verdampfer-Wärmeaustauscherschläuche ein, und ihr wird während ihres Durchgangs in dem Kanalsystem Wärme entzogen, wonach sie dieses Kanalsystem über die Öffnungen (nicht gezeigt), die in der obersten Schleife 22a der quer verlaufenden Wand 22 vorgesehen sind, verläßt.

Um den Grad der Wärmeausnutzung weiter zu verbessern, kann die zu erhitzende Frischluft teilweise mit dem Erdboden und teilweise durch Wärme mit der abgeführten Luft, die das Gebäude verläßt, vorerwärmt werden. Das kann dadurch geschehen, daß man die Frischluft, bevor sie in die Einlaßsammelleitungen 15a, 15b eingespeist wird, einen Schlauchteil durchströmen läßt, der in der bzw. einer Erdbodenschicht angeordnet ist, und daß man sie dann durch einen Schlauch oder ein Rohr strömen läßt, der bzw. das konzentrisch im Inneren der Leitung für abgeführte Luft, die sich von dem in Frage stehenden Gebäude zu der Einlaßsammelleiturigen 17 erstreckt, angeordnet ist. Indem man das äußere Rohr oder den äusseren Schlauch wenigstens teilweise perforiert ausführt, kann Wasserdampf direkt im Erdboden kondensiert werden.

Die oben beschriebene Einrichtung hat mehrere Vorteile. So ergibt sich eine kompakte Heizeinheit, die einfach installierbar ist und keine Geräusche von Kompressoren, Pumpen und Gebläsen in dem zu heizenden Gebäude verursacht. Trotz der Tatsache, daß sie im Erdboden eingegraben ist, ist sie wegen des Inspektionsdeckels 14 zur Kontrolle, zum Service und zu Reparaturen leicht zugänglieh. Dadurch, daß die Frischluft durch die Einrichtung durchgeleitet wird, wird auch Wärme von dem Kompressor, den Pumpen etc. gesammelt bzw. ausgenutzt. Weiter sind die Abmessungen flexibel, und es ist auch möglich, mehrere solcher Wärmepumpeneinrichtungen parallel zu schalten bzw. zu verbinden, wenn das notwendig ist. Für größere Wärmeverbraucher, wie beispielsweise Appartmenthäuser, etc., können mehrere solcher Wärmepumpeneinheiten wäh-

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rend der Winterzeit erforderlich sein, wohingegen während der warmen Jahreszeit eine einzige Einrichtung zum Erhitzen von heißem Leitungswasser ausreichend sein kann.

Während der warmen Jahreszeit, wenn der Wärmebedarf niedrig ist, wird der Kompressor während längerer Zeitdauern nicht benutzt. Dadurch, daß die Pumpe für das relativ kalte Strömungsmittel, das durch die Verdampfer-Wärmeaustauscherleitungen 6a - c umläuft, kontinuierlich arbeitet, wird das Innere des Gehäuses bei Nichtvorhandensein von Kondensorwärme gekühlt, und infolgedessen wird die dadurch hindurchgehende Frischluft gekühlt. Man kann auch kühle Luft dadurch erhalten, daß man die Strömungsrichtung des Gebläses, das von dem Gebäude abgeführte Luft an den Verdampfer-Wärmeaustauschkanälen 6a - c vorbeiführt, umkehrt. Im letzteren Falle wird infolgedessen Frischluft in das obere Ende des Gehäuses aufgenommen, durch die Kanäle zwischen den Wärmeäustauschschläuchen 6a - c geführt und durch die Sammelleitung 17 an das Gebäude abgeführt. Die oben beschriebenen Methoden bzw. Verfahren können gesondert oder in Kombination angewandt werden. Es ist auch möglich, die Frischluft dauernd in der. kombinierten Weise zuzuführen, z.B.

in den Fällen, in.denen die vom Gebäude abgeführte Luft nicht dazu geeignet ist, durch die Heizeinrichtung nach der Erfindung durchgeführt zu werden, z.B. dann, wenn sie für die Heizung von Kuhställen und dgl. verwendet wird.

Die Heizeinrichtung oder die Heizeinrichtungen gemäß der Erfindung kann bzw. können als einzige Wärmequelle für das Heizen eines Gebäudes etc. oder als zusätzliche Wärmequelle verwendet werden. In gewissen Fällen, beispielsweise in einem alten Haus, das verhältnismäßig kleine Heizkörperoberflächen hat, kann die Wärmepumpeneinrich-

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tung dazu benutzt werden, den Anteil der durch Luft zugeführten Wärme zu erhöhen. In diesem Falle wird das Kondensor-Wärmeaustauscherrohr (d.h. das äußere Rohr) vorzugsweise aus Kupfer gemacht, damit sich eine verbesserte Wärmeübertragung zwischen dem umlaufenden Heißwasser und der Frischluft, die längs des Rohres strömt, ergibt, Alternativ kann das Heißwasser durch einen Flüssigkeits-/Luftkühler (einen sogenannten Aerotemper) hindurchgeführt werden, der außerhalb des Behälters vorgesehen ist. Die oben erwähnten Kupferschleifen bzw. -rohre können wahlweise mit Kühlflanschen versehen sein. In den Fällen, in denan es nicht notwendig ist, die Einrichtung zum Erhitzen von Wasser zu verwenden, kann der gesamte Kondensorteil zum Erhitzen von Luft benutzt werden, so daß infolgedessen die äußeren Wärmeaustauschrohre oder -schläuche durch geeignete Luftkanäle ersetzt werden bzw. sind. Alternativ kann nur ein kleiner Teil, des Kondensorteils zum Wärmeaustausch mit heißem Wasser bzw. für die Erzeugung von heißem Wasser benutzt werden.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Kondensorteil soausgebildet, das er einen einzigen Wärmeaustauscherschlauch oder ein einziges Wärmeaustauscherrohr von Spiralform hat. Es ist natürlich auch in diesem Zusammenhang möglich, wie das beim Verdampferteil der Fall ist, zwei (ggf. mehr) Schläuche bzw. Rohre zu verwenden, die parallel geschaltet bzw. verbunden sind, und es ist außerdem möglich, ein abgegrenzteres Kanalsystem durch Anwendung einer spiralförmigen quer verlaufenden Wand anzuwenden. Jedoch ist es natürlich nicht notwendig, die angedeuteten Kanalsysteme weder im Verdampfer noch im Kondensorteil anzuwenden.

Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellten und oben im einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sondern läßt sich

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im Rahmen des Gegenstandes der Erfindung und des allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfältiger Weise mit Erfolg abwandeln.

Kurz gesagt betrifft die Erfindung eine kompakte Heizanordnung vom Wännepumpentyp, die einen Wärmepumpenkreislauf umfaßt, welcher einen Kompressor 9, einen."Verdampfer und einen Kondensor hat, worin der Verdampfer- und Kondensorteil zusammen mit einer Einrichtung zum Wärmeaustausch von Wärmeträgerströmungsmitteln mit denselben in einem Gehäuse 1, 4, 5 angeordnet sind. Der Verdampfer und seine Wärmeaustauschereinrichtung 6 sowie der Kondensor und dessen Wärmeaustausehereinrichtung 8 bilden im wesentlichen ein im wesentlichen vertikales spiralförmiges Leitungssystem, das einen inneren Raum 2 einschließt, in dem der Kompressor 9, ggf. vorgesehene Umwälzpumpen etc., angeordnet sind. Die Einrichtung kann im Erdboden eingegraben werden, und der innere Raum 2 ist über einen Inspektionsdeckel 14, der am oberen Ende angeordnet ist, zugänglich.

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η·

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Claims

PATENTANWÄLTE DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-ING. ANNEKATE WEISERT DIPL.-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 ■ D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON O89/797O 77-797O78 · TELEX 05-212156 kpatd TELEGRAMM KRAUSPATENT 2643/44 JS/br ANDERS ' BACKLUND Ytterhogdal / Schweden Kompakte Wärmepumpeneinheit Patentansprüche

1.) Kompakte Wärmepumpeneinheit für Heizsysteme, die <—<

dazu vorgesehen ist, außerhalb eines zu heizenden Raums angeordnet zu werden und einen Wärmepumpenkreislauf umfaßt, der eine Kompressoreinrichtung (9)_f einen Verdampfer- und einen Kondensorteil und ein in diesem Kreislauf umzuwälzendes Wärmeträgermedium umfaßt, sowie eine erste Wärmeaustauscheinrichtung (6) zum Wärmeaustausch eines ersten Wärmeträgerströmungsmittels mit dem Verdampferteil und eine zweite Wärmeaustauscheinrichtung (8) zum Wärmeaustausch von wenigstens einem zweiten Wärmeträgerströmungsmittel mit dem Kondensorteil, gekennzeichnet durch:

ein Gehäuse (1), das den Wärmepumpenkreislauf sowie die erste (6) und zweite (8) Wärmeaustauscheinrichtung aufnimmt und an seinem oberen Ende eine Zugangseinrichtung (14) hat, wobei der Verdampferteil zusammen mit der er-

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sten Wärmeaustauscheinrichtung (6) ein erstes, im wesentlichen vertikales spiral- bzw. schraubenförmiges Leitungssystem bildet, und wobei ferner der Kondensorteil zusammen mit der zweiten Wärmeaustauscheinrichtung (8) ein zweites, im wesentliehen vertikales spiral- bzw. schraubenförmiges Leitungssystem bildet;

wobei außerdem das erste und zweite spiral- bzw. schraubenförmige Leitungssystem peripher in dem Gehäuse (1) angeordnet sind, so daß sie einen inneren, mittigen Raum (2) zur
Aufnahme der Kompressoreinrichtung (9) begrenzen, der durch die Zugangseinrichtung (14) zugänglich ist.

2. Kompakte Wärmepumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sowohl das erste als

auch das zweite spiral- bzw. schraubenförmige Leitungssystem eine innere Leitung und eine äußere, die innere Leitung umschließende Leitung umfaßt, wobei die äußeren Leitungen die erste (6) bzw. zweite (8) Wärmeaustauscheinrichtung bilden, während die inneren Leitungen den Verdampfer- bzw. Kondensorteil bilden.

3. Kompakte Wärmepumpeneinheit nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet , daß das erste und zweite spiral- bzw. schraubenförmige Leitungssystem im wesentlichen konzentrisch in dem Gehäuse (1) angeordnet sind, wobei das zweite spiral- bzw. schraubenförmige Leitungssystem im Inneren bzw. auf der Innenseite des ersten spiral-
bzw. schraubenförmigen Leitungssystems angeordnet ist.

4. Kompakte Wärmepumpeneinheit nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß sie weiter ein Kanalsystem zum Wärmeaustausch von frischer Ventilationsluft mit der zweiten Wärmeaustauscheinrichtung (8) umfaßt.

5. Kompakte Wärmepumpeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß sie

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außerdem ein Kanalsystem zum Wärmeaustausch von Ventilationsluft mit der ersten Wärmeaustauscheinrichtung (6) umfaßt.

6. Kompakte Wärmepumpeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (1) eine äußere Wand (3)» eine innere Wand (4) und eine quer verlaufende Zwischenwand (22) umfaßt, die sich spiral- bzw. schraubenförmig zwischen denselben in der Vertikalrichtung erstreckt und einen spiral- bzw. schraubenförmigen Kanal zwischen der äußeren und der inneren Wand begrenzt, in welchem das erste spiral- bzw. schraubenförmige Leitungssystem angeordnet ist.

7. Kompakte Wärmepumpeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das erste spiral- bzw. schraubenförmige Leitungssystem wenigstens zwei parallel geschaltete bzw. verbundene Leitungen (6a, 6b, 6c) umfaßt.

8. Kompakte Wärmepumpeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß das erste und zweite spiral- bzw. schraubenförmige Leitungssystem durch wärmeisolierendes Material (7) voneinander getrennt sind.

9. Kompakte Wärmepumpeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß sie so angeordnet bzw. ausgebildet ist, daß sie im Erdboden eingegraben werden kann.

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