DE3210215A1 - Heat-pump/external absorber/evaporator system for facades, house roofs, fences or the like - Google Patents
Heat-pump/external absorber/evaporator system for facades, house roofs, fences or the likeInfo
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Abstract
Description
Wärmepumpen - Außenabsorber - Verdampfersystem für Fassaden, Hausdächer, Zäune oder dergleichenHeat pumps - external absorbers - evaporator systems for facades, house roofs, fences or the like
Die Erfindung betrifft Wärmepumpen - Außenabsorber - Verdampfersysteme zur direkten Arbeitsstoff (Kältemittel) - Einspritzung in Verbindung mit Wärmepumpen.The invention relates to heat pump external absorber evaporator systems for direct agent (refrigerant) injection in connection with heat pumps.
Bisher bekannt sind Außenabsorbersysteme aus Metall oder Kunststoff, die von einer Kühlsole durchflossen werden. Nachteil derartiger Systeme ist, daß ein zusätzlicher Wärmeübergang von der Sole auf den Arbeitsstoff der Wärmepumpe erfolgen muß. Bei bisher bestehenden Anlagen zeigt sich, bei einer normalen Dimensionierung des Wärmepumpenverdarr.pfers, daß ein erheblicher Exergieverlust, besonders bei glykolreichen Solegemischen auftritt, was zu einer Verschlechterung der Leistungszahl des Gesamtsystems führt.So far, external absorber systems made of metal or plastic are known, which are traversed by a cooling brine. The disadvantage of such systems is that an additional heat transfer from the Brine must take place on the working material of the heat pump. In the case of existing systems, it is shown in a normal one Dimensioning of the heat pump evaporator so that a considerable loss of exergy occurs, especially with glycol-rich brine mixtures, which leads to a deterioration in the coefficient of performance of the overall system.
Vorteile bieten sich gegenüber dem bisher bekannten, artverwandten Luft - Wasserwärmepumpensystem dadurch, daß kein Gebläse benötigt wird, somit keine Geräuschentwicklung entsteht, Sonneneinstrahlung direkt genutzt wird, die Wärmetauscherflächen vereisen können, ohne daß Abtauenergie benötigt wird und Latentenergie besser ausgenutzt werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Anlagenkonstellation besteht darin, daß sie im Vergleich zu bisherigen Soleanlagen bei um soviel niedrigeren Außentemperaturen noch wirtschaftlich arbeiten kann, wie durch den Wegfall des obengenannten Exergieverlustes gewonnen werden.There are advantages over the previously known, related one Air - water heat pump system in that no fan is required, so there is no development of noise, solar radiation is used directly, the heat exchanger surfaces can freeze without the need for defrosting energy and latent energy can be better exploited. Another advantage of this system constellation is that compared to previous Brine systems can still work economically at so much lower outside temperatures, as by eliminating the above Exergy loss can be obtained.
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Auch das Verfahren, mit dem Arbeitsstoff und Sole gleichzeitig parallel die Kühlkanäle eines Außenabsorbersystems durchströmen, ist noch nicht bekannt. Es bietet die Vorteile, daß normale Split - Luft - Wasserwärmepumpen eingesetzt werden können, und daß bei Erreichen der für die betreffende Wärmepumpe höchstzulässigen Verdampfertemperatur der Wärmepumpenbetrieb eingestellt werden kann und der Solekreislauf direkt die Energie über einen Wärmetauscher ins Heizsystem transportiert. Die im Absorber entstehenden hohen Soletemperaturen können ohne Wärmepumpe und nur mit dem Energieverbrauch einer Soleumwälzpumpe, ähnlich wie, bei Solarkollektoren, nutzbar gemacht werden. Außerdem wird eine Verringerung der Kosten für die Gesamtanlage erreicht, weil die Konstanttemperaturregelung der Sole (Rücklaufbeimischung) entfallen kann, und für die Wärmepumpe kein zusätzlicher Verdampfer benötigt wird.Also the process with which the working substance and brine simultaneously flow through the cooling channels of an external absorber system in parallel, is yet unknown. It offers the advantages that normal split air water heat pumps can be used, and that with Reaching the maximum permissible evaporator temperature for the heat pump in question the heat pump operation can be set and the brine circuit directly supplies the energy via a heat exchanger transported into the heating system. The high brine temperatures that arise in the absorber can be achieved without a heat pump and only with energy consumption a brine circulating pump, similar to solar collectors, can be made usable. In addition, a reduction in the costs for the entire system is achieved because the constant temperature control the brine (return admixture) can be omitted, and for the heat pump no additional evaporator is required.
Eine weitere Variante besteht aus einem Doppelrohrsystem, beide Kreisläufe befinden sich durch ein Rohr getrennt in einem Kühlkanal. Another variant consists of a double pipe system, both circuits are separated by a pipe in a cooling channel.
Um zu vermeiden, daß unzulässige Überdrücke und übertemperaturen des Wärmepumpenarbeitsstoffes im Absorbersystem entstehen, wird bei Erreichen der höchstzulässigen Verdampfertemperatur die Einspritzung des Arbeitsstoffes eingestellt, und dieser mittels des Wärmepumpenverdichters in einen Vorratsbehälter abgepumpt. Man erreicht dadurch außerdem, daß die Wärmepumpe bei Wiederinbetriebnahme unter Anlaufentlastung anfahren kann.In order to avoid that inadmissible overpressures and excess temperatures of the heat pump working material in the absorber system arise When the maximum permissible evaporator temperature is reached, the injection of the working substance is stopped, and this is done by means of the The heat pump compressor is pumped into a storage tank. This also ensures that the heat pump when it is started up again can start up with start-up relief.
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Einige Ausführungsmöglichkeiten des Außenabsorbersystems werden im Folgenden dargestellt:Some design options for the external absorber system are shown in Shown as follows:
1. Plattenbauform, die geeignet ist, um auf Dächern, Fassaden oder ähnlichen Außenflächen installiert zu werden. Hierbei sind zwei Varianten zu unterscheiden.1. Panel construction that is suitable for on roofs, facades or similar outside surfaces to be installed. A distinction must be made between two variants.
a) Montage direkt auf der zu bedeckenden Fläche, z. B. einem Dach. Als Untergrund können Mauern, Betonwände, Dachlattungen oder ähnliche ebene Flächen dienen. Um Bauschäden zu vermeiden, ist es erforderlich, auf der.Innenseite der Absorberplatten eine Isolierung, in unserem Fall PU - Hartschaum, sowie eine Dampfdiffusionssperre, bestehend aus Aluminium- oder Kunststoffolie anzubringen. Der PU - Hartschaum kann entweder direkt auf die Absorberplatten aufgeschäumt werden, oder in formvorgefertigten Isolierplatten aufgeklebt werden. Um das Eindringen von Feuchtigkeit in das Dachinnere zu verhindern, wird zwischen die einzelnen Absorberplatten zusätzlich eine Dichtschnur eingebracht.a) Installation directly on the surface to be covered, e.g. B. a roof. Walls, concrete walls, roof battens or similar flat surfaces can serve as the subsurface. To avoid structural damage, it is required insulation on the inside of the absorber panels, in our case PU - rigid foam, as well as a vapor diffusion barrier, consisting of aluminum or plastic foil. The PU rigid foam can either be placed directly on the absorber panels be foamed, or glued in prefabricated insulating panels. To prevent moisture from penetrating the interior of the roof To prevent this, a sealing cord is also inserted between the individual absorber plates.
Die Befestigung der Absorberplatten am Untergrund erfolgt durch Anschrauben oder Annageln an einem unter dem Dichtprofil der Absorberplatten befindlichen Befestigungslappen. Zur Vermeidung von Kältebrücken wird zwischen Schraube bzw. Nagel und Befestigungslappen eine Isolierscheibe eingelegt. Die erforderliche Hausisolierung kann durch dieses System komplett ersetzt werden, b) Montage über z. B. Dachflächen mittels einer Haltekonstruktion. Auch hier können als Untergund Mauern, Betonwände, bereits eingedeckte Dächer oder ähnliche ebene Flächen dienen. Die Unterkonstruktion der Absorberplatten wird von in z. B. Dachsparren geschraubten Schraubbolzen gehalten. Mittels eines Spannbügels und einer Schraube mit Mutter werden an den Schraubbolzen Querschienen festgeklemmt. Dieses Klemmsystem gewährleistet, daßThe absorber plates are attached to the subsurface by screwing or nailing to one of the absorber plates below the sealing profile located fastening tabs. To avoid cold bridges, an insulating washer is inserted between the screw or nail and the fastening tab. The required house insulation can be completely replaced by this system, b) assembly via e.g. B. Roof surfaces by means of a support structure. Here, too, walls, concrete walls, roofs that have already been covered or similar flat surfaces can serve as the subsurface. The substructure of the absorber panels is in z. B. held rafters screwed bolts. By means of a clamp and a screw with nut are clamped to the bolt cross rails. This clamping system ensures that
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Schwankungen in den Abständen und Höhen der einzelnen Dachsparren zu keinen Montageproblemen führen. Zur Vermeidung von Kältebrücken zwischen Absorberplatten und Unterkonstruktion wird auf die Querschiene ein Isoliermatarial aufgebracht. Die Befestigung der Absorberplatten an den Querschienen erfolgt durch in Längsnuten der Absorberplatten geführte Nutmuttern, die mit einer Schraube mit der Querschien0 verschraubt sind.Zweckmäßigerweise sind die Absorberplatten an einer Querschiene festgeklemmt, und an allen anderen Querschienen zum Ausgleich der Wärmedehnung der Absorberplatten in deren Längsrichtung frei gelagert. Das Isoliermaterial zwischen Absorberplatte und Querschiene verhindert außerdem eine Reibung von Metall auf Metall. Die Längsnut in den Absorberplatten ermöglicht, daß diese in jedem beliebigen Abstand der Querschienen leicht montiert werden können.Fluctuations in the distances and heights of the individual rafters do not lead to installation problems. To avoid cold bridges between the absorber plates and the substructure, an insulating material is applied to the cross rail. The attachment of the absorber plates to the cross rails is carried out by in longitudinal grooves of the absorber plates guided locknuts, which is screwed to a screw by the cross rail 0 sind.Zweckmäßigerweise the absorber plates are clamped to a cross bar, and at all other cross bars to compensate for the thermal expansion of the absorber plates in the longitudinal direction thereof stored freely. The insulating material between the absorber plate and the cross rail also prevents metal-to-metal friction. The longitudinal groove in the absorber plates enables them to be easily installed at any distance between the cross rails.
Die Absorberplatten bestehen aus Aluminium in Strangpreßausführung. Die Oberfläche kann in sämtlichen Farben beschichtet, eloxiert oder lackiert werden. Durch die breite, verrippte Form wird eine große Oberfläche und damit sehr hohe Energieaufnahme erreicht. In die Absorberplatten sind Kühlkanäle mit innenliegenden Rippen eingearbeitet, die gleichzeitig als Schraubkanäle zu Befestigung der Sammelschienen dienen. Diese aus einem Stück gefertigten Bauteile gewährleisten einen optimalen Wärmeübergang von der Absorberfläche auf das Kühlmedium. Zur Verbesserung der Wärmeübergänge von Luft auf die Absorberfläche und von der Kanaloberfläche auf das Kühlmedium sind alle Oberflächen strukturiert. Die Längsrippen gewährleisten eine hohe mechanische Festigkeit, dadurch sind wenige Auflagepunkte der Absorberplatte auf der Haltekonstruktion vonnöten, bei gleichzeitiger Schneesicherheit und Begehbarkeit der Absorberfläche. Durch die Längsrippen wird eine turbulente Luft-The absorber plates are made of extruded aluminum. The surface can be coated, anodized or painted in all colors. The wide, ribbed shape creates a large surface and thus very high energy absorption achieved. Cooling channels with internal ribs are incorporated into the absorber plates, which also serve as screw channels for fastening the busbars. These components made from one piece ensure optimal heat transfer from the absorber surface to the cooling medium. To improve the heat transfer from Air on the absorber surface and from the duct surface on the Cooling medium, all surfaces are structured. The longitudinal ribs ensure high mechanical strength, so there are few Support points of the absorber plate on the support structure are required, with simultaneous snow security and accessibility of the absorber surface. The longitudinal ribs create a turbulent air flow
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strömung und damit verbesserter Wärmeübergang von Luft auf die Absorberfläche erreicht. Zur Befestigung der Absorberplatten an der Unterkonstruktion ist eine Längsnut zur Aufnahme von Nutmuttern an der Unterseite der Absorberplatten eingearbeitet. Um die einzelnen Absorberplattenstränge zu einer einheitlichen und feuchtigkeitsundurchlässigen Fläche zu verbinden, befindet sich an deren Außenkontur ein labyrinthförmiges Nut - Federsystem welches z. B. Regenwasser ableitet, ohne daß dieses in das Dachinnere eindringen kann. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, eine Profildichtung innerhalb des Labyrinths in einer schwalbenschwanzförmigen Nut anzubringen.flow and thus improved heat transfer from air to the absorber surface. For attaching the absorber plates to The substructure has a longitudinal groove for receiving locknuts on the underside of the absorber panels. In order to connect the individual strands of absorber panels to form a uniform and moisture-impermeable surface a labyrinth-shaped tongue and groove system which z. B. drains rainwater without this being able to penetrate the interior of the roof. There is also the option of a Profile seal inside the labyrinth in a dovetail shape To attach groove.
Das KühlVerteilsystem, die sogenannte Sammelschiene, besteht aus einem oder mehreren Vierkant- oder Rundrohren, die im Abstand der Absorberkühlkanäle zentrisch durch beide Wandungen verlaufende Bohrungen aufweisen. Zweck dieser Bohrungen ist es..einmal, Befestigungsschrauben durch die Rohrwandungen in die Schraubkanäle der Absorberplatten einschrauben zu können, und zum anderen, das Kühlmedium von der Sammelschiene in die Kühlkanäle zu leiten. Um dies zu ermöglichen, sind die Bohrungen so ausgeführt, daß die Befestigungsschrauben durchgeführt werden können und die den Kühlkanälen zugewandte Bohrung so groß ist, daß zusätzlich das Kühlmedium von der Sammelschiene in die Kühlkanäle fließen kann. Um die Verbindungsstellen abzudichten, werden zwischen.Sammelschiene und Absorberplatte, sowie zwischen Sammelschiene und Befestigungsschraubenköpfe hochwertige Dichtungen aus geeignetem, witterungsbeständigem Material eingelegt. Zur Verbindung der Sammelschienen mit dem Rohrleitungssystem werden diese an ihren Enden mit Gewinden ausgestattet.Beim Parallelbetrieb Sole - Arbeitsstoff wird eine zweite Sammelschiene an jeder Seite der Kühlkanäle benö-The cooling distribution system, the so-called busbar, consists of one or more square or round tubes that run centrally through both walls at a distance from the absorber cooling ducts Have holes. The purpose of these holes is ... once, fastening screws to be able to screw through the pipe walls into the screw channels of the absorber plates, and on the other hand, that To guide the cooling medium from the busbar into the cooling channels. To make this possible, the holes are designed so that the Fastening screws can be carried out and the bore facing the cooling channels is so large that, in addition, the cooling medium can flow from the busbar into the cooling channels. In order to seal the connection points, there are busbars between and absorber plate, as well as high-quality seals made of suitable, weatherproof material inserted. To connect the busbars to the pipeline system, these are at their ends Equipped with threads. When operating brine - working material in parallel a second busbar is required on each side of the cooling ducts
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tigt. Un beide Sammelschienen an den Kühlkanälen befestigen zu können, wird beispielsweise jeder zweite Kühlkanal so weit abgebogen, daß die Sammelschienen übereinander installiert werden können. Uu bei längeren Sammelschienen deren Wärmedehnung ausgleichen zu können, werden diese in Einzelstücke unterteilt und mittels einem in Längsrichtung beweglichen Stecksystem miteinander verbunden. does. Un attach both busbars to the cooling ducts can, for example, every second cooling channel is bent so far that the busbars are installed one above the other can. If necessary, compensate for the thermal expansion of longer busbars to be able to, these are divided into individual pieces and connected to one another by means of a longitudinally movable connector system.
2. Lamellenbauform, die geeignet ist, als Zaun, Geländer, Sichtschutz oder dergleichen installiert zu werden. Die einzelnen Absorberlamellen können in beliebiger Anzahl und in verschiedenen Abständen übereinander angeordnet werden. Un eine höhere Luftgeschwindigkeit zwischen den einzelnen Lamellen zu erreichen, und damit diese gleichzeitig als Sichtschutz dienen können, sind sie S - förmig ausgebildet und um ihre Längsachse schräg angeordnet. Die Lamellen weisen Rippen auf, um an deren Oberfläche eine turbulente Luftströmung zu erzeugen und gleichzeitig die Absorberfläche zu vergrößern, und damit die Leistung zu verbessern.2. Slat design that is suitable as a fence, railing, privacy screen or the like to be installed. The individual absorber lamellas can be used in any number and in can be arranged one above the other at different distances. Un one to achieve a higher air speed between the individual slats, and so that they also serve as a privacy screen can, they are S-shaped and arranged obliquely about their longitudinal axis. The slats have ribs to other Surface to generate a turbulent air flow and at the same time to enlarge the absorber surface, and thus the performance to enhance.
Im Inneren der Absorberlamellen befinden sich Kühlkanäle zur Aufnahme des Kühlmediums und Schraubkanäle zur Befestigung der einzelnen Lamellen an den Sammelschienen.Inside the absorber lamellas there are cooling channels for receiving of the cooling medium and screw channels for fastening the individual fins to the busbars.
Die übereinander angeordneten Lamellen werden an ihren beiden Ehden mit Sammelschienen verschraubt, die rechteckig ausgebildet sind und in ihrem Inneren einen Rohrquerschnitt für die Aufnahme des Kühlmediums aufweisen. Im entsprechenden Lamellenabstand werden Bohrungen für die Befestigungsschrauben und im Zentrum für den Durchlaß des Kühlmediums in die Sammelschienen eingearbeitet. Zur Abdichtung zwischen Lamellen und Sammelschienen werden witterungs-The lamellae, which are arranged one above the other, are on their two ends screwed to busbars, which are rectangular and in their interior a pipe cross-section for receiving the Have cooling medium. In the corresponding lamellae spacing, holes are made for the fastening screws and in the center for the Passage of the cooling medium incorporated into the busbars. Weatherproof
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und alterungsbeständige Dichtungen verwendet.and age-resistant seals are used.
Die auf diese Weise montierten Lamellen und Sammelschienen bilden ein Zaunfeld, das an Zaunpfosten aufgehängt wird. Die Aufhängung erfolgt mittels in Längsrichtung beweglicher Steckkupplungen, damit die Wärmedehnung der Zaunfelder ausgeglichen werden kann. Die Steckkupplungen erfüllen außerdem die Funktion das Kühlmedium von der Sammelschiene ins Innere der Zaunpfosten zu führen. Zur Abdichtung und um eine Reibung von Metall auf Metall zu vermeiden, wird das Gewicht des Zaunfeldes auf einem Kunststoffring, der den Zapfen der Steckkupplung umgibt, gelagert.The lamellas and busbars assembled in this way form a fence field that is hung on fence posts. The suspension takes place by means of plug-in couplings that can be moved in the longitudinal direction, so that the thermal expansion of the fence panels can be compensated for. the Plug-in couplings also fulfill the function of guiding the cooling medium from the busbar into the interior of the fence post. For sealing and in order to avoid friction between metal and metal, the weight of the fence panel is placed on a plastic ring that supports the Spigot of the plug-in coupling surrounds, stored.
Die Zaunpfosten sind wie bei herkömmlichen Zäunen ins Erdreich eingelassen. Der Anschluß des durch die Zaunpfosten geleiteten Kühlmediums an die Leitungen zur Wärmepumpe erfolgt unterirdisch. Die gesamte Konstruktion, bestehend aus Lamellen, Sammelschienen und Zaunpfosten, kann farblich einheitlich, in jeder beliebigen Farbe kunststoffbeschichtet, lackiert oder eloxiert werden.As with conventional fences, the fence posts are set into the ground. The connection of the cooling medium conducted through the fence posts to the pipes to the heat pump takes place underground. The entire construction, consisting of slats, busbars and fence posts, can be of a uniform color, in any desired color Color can be plastic-coated, painted or anodized.
Claims (23)
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DE19823210215 DE3210215A1 (en) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | Heat-pump/external absorber/evaporator system for facades, house roofs, fences or the like |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19823210215 DE3210215A1 (en) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | Heat-pump/external absorber/evaporator system for facades, house roofs, fences or the like |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3210215A1 true DE3210215A1 (en) | 1983-09-29 |
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ID=6158790
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DE19823210215 Withdrawn DE3210215A1 (en) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | Heat-pump/external absorber/evaporator system for facades, house roofs, fences or the like |
Country Status (1)
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