DE3226804A1

DE3226804A1 - Einrichtung zur beheizung von einzelraeumen

Info

Publication number: DE3226804A1
Application number: DE19823226804
Authority: DE
Inventors: Walter 7032 Sindelfingen Daniel; Alfred Dipl.-Ing. 7312 Kirchheim Hornung; Willi 7016 Gerlingen Kragl; Friedrich Dipl.-Phys. Dr. 7000 Stuttgart Scharf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Hoedtke & Boes 2080 Pinneberg De GmbH
Priority date: 1982-07-17
Filing date: 1982-07-17
Publication date: 1984-01-19
Also published as: IT1170166B; FR2530322A1; IT8322032A0

Description

R. ^ ^ 3 2 3

9.6.1982 Ki/Le

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Einrichtung zum Heizen von Einzelräumen Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Einrichtungen dieser Gattung bieten eine interessante Alternative zu größeren zentralen Anlagen, wie Zentralheizungen bzw. Zentralheizungs-Wärmepumpen. Sie können beispielsweise den Wärmebedarf von unbedingt zu beheizenden Räumen in der Übergangszeit decken, so daß die heizöl- oder gasbefeuerte Zentralheizung erst bei tiefen Außentemperaturen in Betrieb genommen werden muß. Durch die werksseitige Fertigstellung und Füllung des Kältemittelkreislaufes ist sichergestellt, daß die für diese Anlagen geltenden Vorschriften eingehalten werden. Durch den starren Hohlkörper sind außerdem kältetechnische und elektrische Leitungen beim Transport und bei der Montage der Einrichtung vor Beschädigungen geschützt.

Beim Ausführungsbeispiel des Hauptpatents sind der Kondensator und der Verdampfer mit je einem Ventilator versehen, welcher eine Zwangsströmung der Raum- bzw. Außenluft in dem entsprechenden Einzelgerät hervorruft und so für eine ausreichende Wärmeübertragung sorgt. Die Ventilatoren verteuern jedoch die Heizein-

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richtung und verursachen selbst bei erhöhtem Aufwand zur Schallisolierung ein hörbares Geräusch, welches in manchen Fällen als störend empfunden wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Wärmeübertrager im Kondensator und/oder Verdampfer große Berührungsflächen und einen niedrigen Strömungswiderstand für die durchströmende Luft haben, so daß sich allein durch den ν_'■ thermischen Auf- bzw. Abtrieb eine starke freie Luftströmung ausbilden kann. Dieser Vorteil kann erfindungsgemäß dadurch genutzt werden, daß der Kondensator und gegebenenfalls auch der Verdampfer ohne eigenen Ventilator ausgeführt wird, so daß die Wärmeübertragung weitgehend geräuschlos erfolgt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens ein Teil der Wärmeübertragungselemente mit einer Oberfläche versehen ist, die eine hohe Strahlungszahl aufweist. Dadurch wird der Wärmeaustausch mit der Umgebung durch erhöhte Strahlungsemission am Kondensator und erhöhte Absorption am Verdampfer unterstützt und intensiviert.

Zu dem gleichen Zweck wird ferner vorgeschlagen, daß die an der einen Seite einer Rohrschlange befestigen Wärmeübertragungselemente auf Lücke zu den an der anderen Seite der Rohrschlange befestigen Wärmeübertragungselementen ange-

ordnet sind. Dadurch wird eine nach außen geschlossene Strahlungsfläche der Wärmeübertragungselemente gebildet.

Die Wärmeübertragungselemente selbst können verschiedene Querschnittsformen haben. Mit Rücksicht auf eine nach außen möglichst geschlossene Übertragungsfläche erscheint eine streifenförmige Ausbildung der Wärmeübertragungselemente zweckmäßig, die zur Versteifung und Vergrößerung der «. Wärmeübertragungsfläche ein U-förmiges Profil haben können.

Für eine möglichst gleichmäßige und vollständige Verflüssigung bzw. Verdampfung des Kältemittels in den einzelnen Rohrschlangen des Kondensators bzw. Verdampfers wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die einzelnen Rohrschlangen entsprechend unterschiedliche Durchgangswiderstände haben und/oder daß die Rohrschlangen gegen die Kondensator- bzw. Verdampfermitte hin einen zunehmend größeren Abstand zueinander haben. Zum Erzielen von unterschiedlich großen Durchgangswiderständen können den einzelnen Rohrschlangen Drosselstellen bzw. Kapillaren vorgeschaltet werden oder es können die Rohrschlangen selbst mit unterschiedlichem Durchmesser aus-¹^ geführt sein.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen senkrechten Schnitt durch das Ausführungsbeispiel der Heizeinrichtung, Figur 2 den Kältekreis der Einrichtung nach Figur 1, Figur 3 eine Ansicht und Figur Ij- eine Draufsicht auf einen Wärmeübertrager • . der Einrichtung nach Figur 1, jeweils mit unterschiedlich ausgebildeten Wärmeübertragungselementen.

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Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Das die Kleinwärmepumpe enthaltende Heizgerät besteht aus zwei Einzelgeräten 10 und 12, von denen d^as eine, 10, einen Verdichter Ik und einen Verdampfer 16 samt Expansionsventil 17 oder Kapillare und das andere, 12, einen Kondensator 18 enthält. Das Einzelgerät 10 ist unterhalb eines Fensters 20 an der dem Freien zugekehrten Außenseite 22 einer Wand 2U mit Hilfe von Abstandshaltern 26 angeordnet und wird im folgenden auch als Außengerät 10 bezeichnet. Das andere Einzelgerät 12 ist an der Innenseite 28 der Wand 2k an einer dem Außengerät 10 gegenüberliegenden Stelle in dem zu beheizenden Raum 30 mit Hilfe von Abstandshaltern 32 angeordnet und wird im folgenden auch als Innengerät 12 bezeichnet.

Die beiden Einzelgeräte 10 und 12 sind in Sattelbauweise über ein im Querschnitt rechteckiges Rohr 50 miteinander verbunden, welches mit beiden Enden in das Innere der Einzelgeräte 10, 12 verschiebbar hineinragt, so daß verschiedenen Wanddicken und Fensterbankbreiten Rechnung getragen werden kann. Durch das Rohr 50 sind die in der Zeichnung schematisch mit einer Linie 52 angedeuteten Leitungen des Kältemittelkreislaufs und der elektrischen Zuführungen zu dem Verdichter 1k und zu sonstigen, im Außengerät 10 gegebenenfalls untergebrachten elektrischen Einrichtungen hindurchgeführt. Im Inneren jedes Einzelgerätes 10, 12 ist eine Leitungsreserve 5^ bzw. 56 zum Ausgleich unterschiedlicher Wandstärken und Fensterbankbreiten vorgesehen. Das Rohr 50 ist durch eine Öffnung in dem unteren Rahmenschenkel 62 des Fensters 20 hindurchgeführt. Diese Öffnung ist durch eine nach oben randoffene Ausklinkung im Rahmenschenkel gebildet, welche nach Einlegen des Rohrs 50 durch ein eingefügtes Paßsstück geschlossen ist. Zur Abdichtung der Rohrdurchführung durch den Fensterrahmen 62 können gegebenenfalls auch noch irgenwelche für diesen Zweck allgemein bekannte Maßnahmen zusätzlich vorgesehen werden.

Das dargestellte Heizgerät kann als vollständig vorgefertigte Baueinheit im Handel vertrieben und im do it yourself-Verfahren an Ort und Stelle eingebaut werden. Dabei braucht in den bereits gefüllten und geschlossenen Kältekreislauf nicht mehr eingegriffen zu werden. Das Rohr 50 dient in jedem Stadium als Schutz für die hindurchgeführten Leitungen und beim Transport des Heizgerätes außerdem zum Zusammenhalten der beiden Einzelgeräte und zur gegenseitigen Lagesicherung dieser Geräte. Die Wärmepumpe des eingebauten Heizgerätes nimmt wie bekannt über ihren Verdampfer 16 Wärme aus der Umgebungsluft auf und gibt diese, auf ein höheres Temperaturniveau angehoben, über den Kondensator 18 an die Raumluft ab.

Der Verdampfer 16 und der Kondensator 18 sind - wie nachstehend naher beschrieben - so ausgebildet, daß allein der thermische Ab- bzw. Auftrieb ausreicht, um eine genügend große Luftströmung an den Wärmeübertragern zu erzeugen. Der Verdampfer 16 und der Kondesator 18 sind daher ohne eigenen Ventilator ausgeführt, so daß sie weitgehend geräuschlos arbeiten.

Der durch den Verdampfer 16 hindurchführende Abschnitt der

Kältemittelleitung ist in mehrere Rohrschlangen 60 und der

durch den Kondensator 18 hindurchführende Abschnitt in mehrere

Rohrschlangen 63 aufgeteilt. Die Rohrschlangen 60 bzw. 63 sind in parallel zueinander angeordneten senkrechten Ebenen

jeweils so angeordnet, daß ihre gestreckten Abschnitte 6k waagrecht verlaufen (Fig. 3).

An jeder Rohrschlange 60 bzw. 63 sind beidseitig eine Reihe von senkrecht stehenden Wärmeübertragungselementen befestigt, welche jedes geeignete Querschnittsprofil haben können. In den Figuren 3 und k sind drei verschiedene Ausführungen von Wärmeübertragungselemten beispielhaft dargestellt, nämlich als im Querschnitt U-förmige Blechstreifen 66 , als Rundstäbe 68 und als

ebene Blechstreifen 70. Die Wärmeübertragungselemente 66, 68, 70 der einen Seite sind versetzt zu den Wärmeübertragungselementen der anderen Seite der Rohrschlange 60, 63 angeordnet, so daß nach außen praktisch eine geschlossene Fläche gebildet ist. Die Wärmeübertragungselemente 66, 68, 70 sind mit einem Strahlungslack überzogen, so daß sich im Fall des Verdampfers 16 eine zusätzliche Wärmeabsorption aus der Umgebung und im Fall des Kondensators 18 eine zusätzliche Wärmeabgabe durch Strahlung an die Raumluft ergibt.

Um eine möglichst gleichmäßige und vollständige Verflüssigung des Kältemittels in den Rohrschlangen 63 des Kondensators 18 und eine möglichst vollständige Verdampfung in den Rohrschlangen 60 des Verdampfers 16 zu erreichen, haben die über die weiter innen liegenden Rohrschlangen 60, 63 führenden Kältemittel-Leitungszweige einen höheren Durchgangswiderstand als die über die weiter außen liegenden Rohrschlangen führenden Leitungszweige. Beim Ausführungsbeispiel wird dies durch die Anordnung von unterschiedlich bemessenen Drosseln bzw. Kapillaren 72 am Eingang einer jeden Rohrschlange 60, 63 bewirkt.

Durch die große Wärmeübertragungsfläche und den geringen Strömungswiderstand, welche die über ihre ganze Lange mit einem gleichbleibenden Querschnittsprofil versehenen Wärmeübertragungselemente 66, 68, 70 der durchströmenden Luft entgegensetzen, wird die geforderte Wärmeübertragungsleistung allein durch den thermischen Ab- bzw. Auftrieb im Verdampfer bzw. im Kondensator erreicht, so daß auf die Anordnung von Ventilatoren in den Einzelgeräten 10, 12 verzichtet werden kann.

Die mechanische Halterung der einzelnen Rohrschlangen 60, 63 samt ihren Wärmeübertragungselementen 66, 68, 70 kann auf der Oberseite der Wärmeübertrager vorteilhaft gleich mit den Befestigungselementen erfolgen, die zur Aufnahme der im Querschnitt

rechteckigen Rohre 50 dienen..Auf der Unterseite lassen sich für den gleichen Zweck die Abstandshalter 2ö, 32 zur Wand verwenden.

Claims

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9.6,1982 Ki/Le

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Ansprüche

[ 1 .1 Einrichtung zum Beheizen von Einzelräumen, mit einer Nfarmepumpe, deren Aggregate, wie Verdichter, Kondensator, Expansionsventil und Verdampfer, in zwei Einzelgeräten untergebracht sind, von denen das den Kondensator enthaltende Gerät an der Innenwand und das den Verdampfer enthaltende Gerät an der Außenwand des zu beheizenden Raumes, vorzugsweise unter einem Fenster bzw. neben einer Tür, befestigbar ist, und beide Einzelgeräte bereits werksseitig durch die kältetechnischen und elektrischen Leitungen gekoppelt sind und der Kältekreis bereits werksseitig gefüllt und geschlossen ist, nach Patent ... (Patentanmeldung P 31 k2 280.2), dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Kondensator (18) und/oder Verdampfer (16) hindurchführende Abschnitt der Kältemittelleitung in mehrere parallel zueinander angeordnete, in senkrechten Ebenen verlaufende Rohrschlangen (63, 6Ό) aufgeteilt ist, und daß an jeder Rohrschlange (63, 6o), vorzugsweise beidseitig, senkrecht stehende leistenförmige Wärmeübertragungselemente (66, 68, 70) befestigt sind, welche über ihre gesamte Länge ein mindestens annähernd gleichbleibendes Querschnittsprofil haben.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (18) und/oder Verdampfer (16) ohne eigenen Ventilator ausgeführt ist.

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3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Wärmeübertragungselemente (66, 68, TO) mit einer Oberfläche versehen ist, die eine hohe Strahlungszahl aufweist.
h. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an der einen Seite einer Rohrschlange (63j 60) befestigten Wärmeübertragungselemente (66^ 68, TO) auf Lücke zu den an der anderen Seite der Rohrschlange befestigten Wärmeübertragungselementen angeordnet sind.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Rohrschlangen (63, 60) des Kondensators (.18) und/oder Verdampfers (16) derart unterschiedliche Durchgangswiderstände haben, daß auch in den innenliegenden Rohrschlangen (63, 60) eine vollständige Kältemittel-Verflüssigung bzw. ausreichende Kältemittel-Verdampfung eintritt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Rohrschlangen (63, 6o) eingangs- bzw. ausgangsseitig eine

"'s—· Kapillare (T2) vor- bzw. nachgeschaltet ist.

T. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlangen (63, 60) gegen die Kondensator- bzw. Verdampfermitte hin einen zunehmend größeren Abstand voneinander haben.