DE3219450C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmepumpen-Einbauteil gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 30 22 522 ist bereits ein Fenster bekannt, das eine in einem Fensterrahmen im Abstand von einer ersten Scheibe angeordnete äußere zweite Scheibe besitzt. Am unteren Rand des Fensterrahmens ist eine Lufteintritts­ öffnung vorhanden, die in den einen Luftkanal bildenden Zwischenraum zwischen den beiden Scheiben mündet. Im oberen Rand des Fensterrahmens befindet sich eine Luft­ austrittsöffnung, in der ein Wärmetauscher angeordnet ist, der der den Luftkanal zwischen den beiden Scheiben durch­ strömenden Luft die in dieser aufgenommene Wärme entzieht. Mit diesem Fenster ist es möglich, die durch die Fenster­ fläche nach außen entweichende Raumwärme weitgehend für die Beheizung des Innenraums rückzugewinnen.

Bei einem anderen, aus der DE-OS 30 29 527 bekannten Fenster wird der mit einer Wärmepumpe gekoppelte Wärmetauscher mit zusätzlichen Wärme­ tauscherelementen ausgestattet, die in einem oberhalb des Luftkanals angeordneten Abluftkanal angebracht sind, so daß auch die in der Abluft enthaltene Wärme zur Auf­ heizung der Zuluft ausgenutzt werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Fenster der eingangs genannten Art zu schaffen, das nicht nur wärmeverlustfrei ist, sondern Wärme rückgewinnt und Wärme zur Beheizung abgibt und somit ein komplettes Heizsystem darstellt.

Diese Aufgabe wird bei einem Fenster nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine weitere Scheibe den Luftkanal auf der Seite des Innenraumes bis in den Bereich des unteren Fensterrahmens fortsetzt. Bei dieser Ausführungsform strömt dann die Zuluft zunächst zwischen der äußeren Scheibe und der mittleren Scheibe im Luft­ kanal nach oben zum Verdampfer und zum Querlüfter und wird anschließend von dort zwischen der mittleren Scheibe und der inneren Scheibe durch den Luftkanal wieder nach unten zum Kondensator geleitet.

Es ist aber auch möglich, diese weitere Scheibe wegzu­ lassen, so daß die Zuluft über den am oberen Blendrahmen vorgesehenen Kondensator an den Innenraum abgegeben wird. In jedem Fall wird also die Zuluft über einen Kondensator dem Innenraum zugeführt.

Die Erfindung ermöglicht einen extrem hohen Wirkungsgrad bei der Ausnutzung der über die Fensterfläche entweichen­ den Wärmeenergie. Diese Wärmeenergie wird nämlich von der durch den Luftkanal nach oben und ggfs. auch nach unten strömenden Zuluft aufgenommen, wodurch sich die Zuluft erwärmt. Die dadurch in der Zuluft enthaltene Wärmeenergie wird auf den Verdampfer übertragen, vom Verdichter auf ein höheres Niveau gebracht und vom Kondensator in den Innen­ raum abgegeben, wobei der Querlüfter sowohl die Luft durch den Verdampfer ansaugt als auch durch den Kondensator in den Innenraum drückt.

Alle für den Kältemittelkreislauf notwendigen Teile sind so entweder im Fensterrahmen und am bzw. im Blendrahmen untergebracht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Wärmepumpen-Einbauteil am Beispiel eines Fensters und

Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungs­ gemäßen Wärmepumpen-Einbauteiles in Form eines Fensters.

Fig. 1 zeigt zwischen einem Außenraum 1 und einem Innen­ raum 2 ein Fenster 3 aus einer äußeren Scheibe 4, einer mittleren Scheibe 5 und einer inneren Scheibe 6 und aus einem Fensterrahmen 7, in den die Scheiben 4, 5 und 6 eingesetzt sind. Zwischen den Scheiben 4 und 5 sowie zwischen den Scheiben 5 und 6 besteht ein Luftkanal 8 bzw. 9. Im unteren Teil des Fensterrahmens 7 ist eine Luftein­ trittsöffnung 10 vorgesehen, durch die Zuluft von der Außenatmo­ sphäre (Außenraum 1) in den Luftkanal 8 strömen kann. Der Fenster­ rahmen 7 ist in einen Blendrahmen 11 eingesetzt, wobei Dichtungsleisten 12, 13 einen luftdichten Abschluß zwischen dem Fensterrahmen 7 und dem Blendrahmen 11 gewähr­ leisten. Der untere Teil des Blendrahmens 11 ist mit einem Wärmedämmstoff 14 ausgestattet. Gegebenenfalls kann ein solcher Wärme­ dämmstoff auch am oberen Teil des Blendrahmens 11 vorge­ sehen werden.

Im oberen Teil des Blendrahmens 11 sind im Anschluß an den durch den Fensterrahmen 7 führenden Luftkanal 8 ein Verdampfer 15 und anschließend an diesen ein Querlüfter 16 vorgesehen. Die durch den Querlüfter 16 aus dem Luftkanal 8 angesaugte Luft wird in den Luftkanal 9 gedrückt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird auch der Abluft Wärme durch einen Verdampfer 17 entzogen, der im Kältemittel­ kreis des Wärmesatzes liegt.

Der Verdampfer 17 ist unterhalb eines Fenstersturzes 19 angeordnet, während zur Vereinfachung der Zeichnung die untere Fensterbank nicht dargestellt ist. Am unteren Ende des Luftkanals 9 ist ein durch den Verdichter 28 erhitzter Kondensator 20 vorgesehen, durch den die Zuluft vom Quer­ lüfter 16 gepreßt wird, damit diese erwärmt in den Innen­ raum 2 abgegeben wird.

Die Scheibe 6 kann ggfs. auch weggelassen werden. Dann wird ein Kondensator 21 am oberen Ende des Rahmens 11 angebracht; dieser Kondensator 21 arbeitet in gleicher Weise wie der Kondensator 20: d. h. der Querlüfter 16 preßt die Luft durch den erhitzten Kondensator 21 in den Innenraum 2. Diese Aus­ führungsform ist besonders für Türen geeignet.

Mit dem erfindungsgemäßen Wärmepumpen-Einbauteil wird die aus dem Innen­ raum 2 durch die Scheiben 4, 5 und ggfs. 6 in die Außenatmosphä­ re 1 austretende Wärme wie folgt ausgenutzt. Durch die Lufteinlaßöffnung 10 strömt Zuluft über den hohl ausge­ bildeten unteren Teil des Fensterrahmens 7 in den Kanal 8 zwischen den Scheiben 4 und 5 und nimmt so die über die Scheibe 5 austretende Wärme auf.

Die von der Zuluft aufgenommene Wärme wird von dem Ver­ dampfer 15 wieder entzogen, von dem Verdichter 28 auf ein höheres Niveau gebracht, um anschließend von dem Kondensa­ tor (20; 21) an die vom den Querlüfter 16 zugeführte Zuluft abgegeben zu werden und gelangt so in den zu beheizenden Raum.

Wie bereits näher erläutert wurde, kann ein Kondensator auch direkt dem Querlüfter 16 nachgeschaltet werden, wie dies durch den Kondensator 21 in Strichlinien angedeutet ist.

Fig. 2 zeigt, wie der Verdampfer 15 und 17, der Ver­ dichter 28, das Expansionsventil 27 und der Kondensator 20 und 21 in einem Fenster unter­ gebracht sind. Der Kältemittelkreis führt vom Verdampfer 15 bzw. vom Verdampfer 17 über Leitungen 25, 26 zu einem Verdichter (oder Kompressor) 28, in dem das Kältemittel komprimiert und dadurch erwärmt wird. Eine Leitung 29 führt das erwärmte Kältemittel zum Kondensator 20 (bzw. 21), damit die Zuluft in erwärmtem Zustand an den Innenraum 2 abgegeben wird.

In der Leitung 29 folgt ein Entspannungsventil 27, das das Kältemittel entspannt und abkühlt, bevor das Kältemittel wieder in die Leitungen 25, 26 gelangt, um mittels der Verdampfer 15, 17 erneut verdampft zu werden.

Die Erfindung ermöglicht so ein Wärmepumpen-Einbauteil für Fenster, mit dessen Hilfe praktisch die gesamte, über die Scheiben des Fensters oder einer Tür abgegebene Wärme aus­ genutzt werden kann. Dabei ist das Fenster nicht auf eine bestimmte Art beschränkt. Es kann vielmehr z. B. ein Dreh­ fenster, ein Kippfenster, ein Klappfenster, ein Schwing­ fenster, ein Wendefenster, ein Schiebefenster, ein Falt­ fenster und sogar ein Drehkippfenster sein. Bei Anwendung der Erfindung für eine Tür können statt der Scheiben auch einfache Platten den Luftkanal begrenzen.

Claims (6)

1. Wärmepumpen-Einbauteil für Fenster auch von Fahrzeugen oder dergl., wobei bei dem Fenster wenigstens zwei Scheiben vorgesehen sind, die voneinander im Abstand angeordnet sind und zwischen sich einen Luftkanal bilden, der an einem Ende mindestens eine Lufteinlaßöffnung zur Außenatmosphäre hat und am anderen Ende eine Luftauslaßöffnung zur Innenraumatmosphäre besitzt, in der ein mit einer Wärmepumpe gekoppelter Wärmetauscher angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher ein Verdampfer (15) der Wärmepumpe ist, der mit einem Kondensator (21; 20), einem Verdichter (28) und einem Ent­ spannungsventil (27) in einem Kältemittelkreis angeordnet ist, der in jeweils einem Fenster zu einem vollständigen Wärmefenster-Bausatz integriert ist.

2. Wärmepumpen-Einbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlaßöffnung (10) bodenseitig angeordnet ist, und daß am anderen Ende des Luftkanals außerdem ein Quer­ lüfter (16) zur Zwangsumwälzung der Zuluft vorgesehen ist.

3. Wärmepumpen-Einbauteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Scheibe (6) den Luftkanal (8, 9) auf der Seite des Innenraums (2) fortsetzt.

4. Wärmepumpen-Einbauteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluft über den an einem oberen Teil des Blend­ rahmens (11) angebrachten Kondensator (21) an den Innen­ raum (2) abgegeben wird.

5. Wärmepumpen-Einbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft (18) aus dem Innenraum (2) über einen weiteren Verdampfer (17) an die Außenatmosphäre abgeführt wird.

6. Wärmepumpen-Einbauteil nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querlüfter (16) die Zuluft über einen Verdampfer (15) ansaugt und sogleich durch einen Kondensator (21) drückt.