DE3823390C2 - Heizungs- und Brauchwassererhitzungsanlage für Wohnhäuser - Google Patents
Heizungs- und Brauchwassererhitzungsanlage für WohnhäuserInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Heizungs- und Brauchwassererhitzungsanlage für Wohnhäuser,
mit einer Wärmepumpe für die Beheizung des Heizkreislaufes
und des Brauchwasser, die einen Dieselmotor, einen
von dem Dieselmotor angetriebenen Kältemittelkompressor,
einen solebeheizten Verdampfer und einen Kältemittelkondensator
aufweisen, der sich in einem Wärmetauscher zur Erwärmung
des Heizkreislaufes befindet, wobei der Dieselmotor und
der Kältemittelkompressor in einem wärmeisolierten Gehäuse
angeordnet und körperschalldämmend gelagert sind.
Eine solche Heizungs- und Brauchwassererhitzungsanlage
für Wohnhäuser geht aus der DE 26 33 775 A1 hervor.
Hiernach ist eine Heizungs- und Brauchwassererhitzungsanlage
bekannt, mit einer
Wärmepumpe für die Beheizung des Heizkreislaufes und des
Brauchwassererhitzers, die einen Dieselmotor, einen von
dem Dieselmotor angetriebenen Kältemittelkompressor, einen
solebeheizten Verdampfer und einen Kältemittelkondensator
aufweist, der sich in einem Wärmetauscher zur Erwärmung des
Heizkreislaufs befindet, wobei der Dieselmotor und der
Kältemittelkompressor in einem wärmeisolierten Gehäuse angeordnet
und körperschalldämmend gelagert sind.
Bei der aus der DE 26 33 775 A1 bekannten Anlage erfolgt die
Wärmedämmung des Dieselmotors und des Kältemittelkompressors
durch Gehäuse aus Polyurethanschaum, welche in ihrer Form
den zu isolierenden Aggregaten angepaßt sind und als Halbschalen
ausgebildet sind, die für die Wartungs- und Reparaturarbeiten
abgenommen werden können. Diese Art der Wärmedämmung
bedeutet einerseits einen großen Herstellungs- und
Montageaufwand und hat darüber hinaus den Nachteil, daß die
Teile der Wärmedämmung für die Reparatur- und Wartungsarbeiten
erst mühsam abgenommen werden müssen und anschließend
wieder eingebaut werden müssen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Heizungs- und Brauchwassererhitzungsanlage
der eingangs genannten Art dahingehend
weiterzubilden, daß bei möglichst geringen Investitions-,
Montage- und Wartungskosten eine multivalente Betriebsweise
möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend
von der Anlage der eingangs genannten Art vor:
- a) ein kellergeschoßhohes, begehbares, als Gesamtheit LKW- transportfähiges Gehäuse aus Beton, dessen Wandungen innen mit einer schalldämpfenden, wärmeisolierenden Schicht verkleidet sind und dessen Innenraum in eine Maschinenkammer und eine Luftkammer aufgeteilt ist,
- b) wobei in der Maschinenkammer der vom Dieselmotor angetriebene Kältemittelkompressor, ein von einem Elektromotor angetriebener zweiter Kältemittelkompressor, der solebeheizte Verdampfer, der Kältemittel kondensator für die Beheizung des Heizkreislaufes des Hauses, ein zweiter Kältemittelkondensator für die Erhitzung des Brauchwassers, ein erstes Dämpfungs volumen mit vom außen kommendem Anschlußrohr für den Ansaugschalldämpfer sowie ein zweites Dämpfungsvolumen mit nach außen gehendem Anschlußrohr für den Auspuffschalldämpfer des Dieselmotors angeordnet sind,
- c) wobei die Luftkammer nach außen führende Ansaug- und Auslaßöffnungen und einen Luftströmungskanal aufweist, in welchem ein Ventilator und ein luftbeheizter Verdampfer für Kältemittel angeordnet sind,
- d) und wobei ein mit Sole betriebener Erdwärmekollektor zum Anschließen an den solebeheizten Verdampfer vorgesehen ist.
Die Erfindung ermöglicht es erstmals, die sehr komplexe
multivalente Heizungs- und Brauchwassererhitzungsanlage
zu einer Lkw-transportfähigen Einheit zusammenzufassen,
wodurch es möglich ist, die Gesamtanlage fabrikmäßig vorzufertigen,
so daß erheblich weniger Investitions- und
Montagekosten anfallen. Dadurch, daß alle zu isolierenden
Anlageteile gemeinsam in einem begehbaren, wärme- und schallisolierten
Raum angeordnet sind, erübrigt sich eine Isolierung
der Einzelaggregate und die Abnahme und Anbringung
der Isolierungen bei Reparatur- und Wartungsarbeiten. Zugleich
ist mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anlage ein
mit Rücksicht auf die Energiekosten optimaler Betrieb
möglich, bei der bis
zu einer Außentemperatur von etwa 5°C die Heizwärme
mit elektrischer Antriebsenergie aus der Luft gewonnen
wird, bei einer Außentemperatur von etwa +5°C bis
-5°C die Heizwärme mitttels Dieselantrieb aus der Luft
gewonnen wird und bei Temperaturen von weniger als
etwa -5°C die Heizwärme mit Dieselantrieb aus dem
Erdreich gewonnen wird. Diese Umschaltetemperaturen
sind in weiten Grenzen veränderlich und werden entscheidend
von der Bodenbeschaffenheit (Preis und Qualität
des Erdwärmekollektors), den Energiepreisen (Relation
zwischen elektrischer Energie und Heizöl EL)
und der Schadstoffemission (jeweiliger Stand der medizinisch-
biologischen Erkenntnisse und der Stand der
Technik) bestimmt.
Die Anlage gemäß der Erfindung kann mit
Ausnahme des Erdwärmekollektors und des Auspuffrohres
einschließlich aller Verrohrungen, Meß- und Regelein
richtungen, Schall- und Wärmedämmungen fabrikmäßig
komplett vorgefertigt werden, als kompakte Baueinheit
per LKW an die Baustelle transportiert werden und
dort mittels Kran in das Kellergeschoß eingesetzt
werden. Danach brauchen nur noch der Erdwärmekollek
tor, die elektrische Energieversorgung, der Heizkreis
lauf, die Brauchwasserleitungen und das Auspuffrohr
an die dafür vorgesehenen Anschlüsse an
geschlossen zu werden. Eine solche vorgefertigte Anlage
erfordert weniger Investitionskosten,
als eine herkömmliche, mit Heizöl oder Gas betriebene
Heizungsanlage gleicher Leistung.
Der Dieselmotor ist zweckmäßig mit Luft gekühlt. Bei Ein
familienwohnhäusern ist eine Leistung von etwa 6 kW
ausreichend, bei Mehrfamilienhäusern entsprechend
mehr. Je nach den Bedingungen der jeweiligen Elektri
zitätsversorgungsunternehmen ist bei Einfamilienwohn
häusern für den elektrisch angetriebenen Kompressor
eine Leistung von etwa 2 kW am wirtschaftlichsten, bei
Mehrfamilienwohnhäusern entsprechend mehr. Die beiden
Antriebsaggregate mit den angegebenen Antriebsleistun
gen ermöglichen eine optimale Anpassung der multiva
lenten Anlage an den von der jeweiligen
Witterung abhängigen Wärmebedarf eines Wohnhauses.
Luftgekühlte Industrie-Dieselmotoren sind besonders
einfach im Aufbau und billig in der Anschaffung.
Dieselmotore dieser Bauart sind besonders gut für den
Dauerbetrieb geeignet und werden von den einschlägi
gen Herstellern serienmäßig angeboten. Die bei diesen
Motoren besonders starke Geräuschentwicklung kann bei
der Anlage gemäß der Erfindung durch in dem Gehäuse
vorgesehene schalldämmende Maßnahmen auf ein akzepta
bles Maß reduziert werden. Die durch die Luftkühlung
erwärmte Luft wird bei der Anlage gemäß
der Erfindung auf besondere Art und Weise genutzt,
wie im einzelnen noch erläutert wird.
Weil der Kraftstoffverbrauch (Heizöl EL) der multiva
lenten Anlage gemäß der Erfindung verhält
nismäßig gering ist, ist es gemäß einer besonders
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch mög
lich, in dem Gehäuse zusätzlich einen ausreichenden
Heizöltank zu installieren. Hierdurch werden in dem
zu beheizenden Haus zusätzliche Investitionskosten
und Raumbedarf vermieden.
Die multivalente Anlage gemäß der Erfin
dung ermöglicht es in besonders vorteilhafter Weise,
mit einem Erdwärmekollektor auszukommen, dessen Flä
chenbedarf erheblich kleiner ist, als nach dem Stande
der Technik üblich. So reicht ein
Erdwärmekollektor, der sich über eine Fläche erstreckt,
die kleiner als die halbe Wohnfläche des zu beheizen
den Wohnhauses ist, wobei die Rohre des Erdwärmekol
lektors einen Durchmesser von 20 bis 30 mm und einen
Abstand von 0,2 bis 0,3 m haben. Dieser Erdwärmekollek
tor ist also so gestaltet, daß er gegenüber herkömm
lichen Erdwärmekollektoren kürzere, aber erheblich
stärkere Wärmeströme erzeugt. Wegen der multivalenten
Betriebsweise der Anlage gemäß der Erfin
dung werden diese stärkeren Wärmeströme allerdings
nur für verhältnismäßig kurze Zeit benötigt. Aus Theo
rie und Praxis ist es bekannt, daß beim Betrieb von
Erdwärmekollektoren, die 1 bis 2 m unter der Erdober
fläche verlegt sind, während einer Betriebszeit von
etwa einem Monat die Wärme fast zu gleichen Teilen
aus den Bereichen oberhalb und unterhalb des Kollek
tors bezogen wird. Länger dauert aber erfahrungsgemäß
eine Kälteperiode mit Temperaturen, die ständig weit
unterhalb von -5°C liegen, in mitteleuropäischen Brei
ten niemals an. Deshalb unterschreiten die Erdreich
temperaturen bei der Verwendung des beschriebenen Erdwärmekollek
tors jene des herkömmlichen Erd
wärmekollektors nicht oder nur unwesentlich. Der bei
der Anlage gemäß der Erfindung verwendete,
besonders kleine Erdwärmekollektor spart erhebliche
Investitionskosten und erfordert insbesondere nur ver
hältnismäßig kleine Flächen außerhalb des Hauses, so
daß die Anlage gemäß der Erfindung beispielsweise oh
ne weiteres auch in Reihenhäusern verwendet werden
kann, die in der Regel nur ein kleines Gartengrund
stück haben.
Um bei der Anlage gemäß der Erfindung die
von den in der Maschinenkammer installierten Einrich
tungen erzeugte Wärme zurückzugewinnen und außerdem
den luftbeheizten Verdampfer oft genug abzutauen,
schlägt die Erfindung weiterhin vor, daß die Luftkam
mer mit der Maschinenkam
mer über Durchlaßöffnungen verbunden ist, und daß diesen Durchlaßöffnungen
sowie den Einlaß- und Auslaßöffnungen der Luftkammer
steuerbare Lüftungsklappen zugeordnet sind, die der
art steuerbar sind, daß in Abhängigkeit von der Lufttemperatur
in der Maschi
nenkammer der Außenluftstrom abgesperrt und die in der Maschinenkammer
erwärmte Luft durch den in der Luftkammer
befindlichen luftbeheizten Verdampfer geführt wird.
Die Umsteuerung erfolgt jeweils dann, wenn sich die
Luft in der Maschinenkammer auf die höchste, gerade
noch zulässige Temperatur erwärmt hat. Auf diese Wei
se wird nicht nur der Verdampfer in extrem kurzer
Zeit abgetaut, sondern es wird zugleich die gesamte
Verlustwärme aller Maschinen der Maschinenkammer auf
verhältnismäßig hohem Temperaturniveau, d.h. mit ex
trem hoher Leistungszahl für den Heizkreislauf des
Hauses oder die Brauchwassererwärmung zurückgewonnen.
Das Abtauen des luftbeheizten Verdampfers erfolgt be
sonders schnell und intensiv, weil das gebildete Eis
von außen her mit warmer Luft beaufschlagt wird. Viel
langwieriger wäre der Abtauvorgang demgegenüber, wenn
der Verdampfer von innen her erwärmt würde, wie dies
beispielsweise zum Abtauen von Verdampfern in Kühl
schränken üblich ist.
Ein anderes Problem bei der Anlage gemäß der Erfin
dung ist die Schallisolierung. Es muß unterschieden
werden zwischen Luft- und Körperschall. Luftschall
tritt als Auspuff- und Ansauggeräusch im Frequenzbe
reich von 15 bis 100 Hz auf, je nach Drehzahl und Zy
linderzahl des Dieselmotors. Die inneren Motorgeräu
sche, welche zum Beispiel durch das Ticken der Venti
le, durch Schwingungen der Kühlrippen usw. entstehen,
sind Luftschall von hauptsächlich 500 bis 20 000 Hz
und höher. - Körperschall liegt vor, wenn Bauteile
hochfrequent schwingen. Diese Schwingungen können
sich dann in großer Entfernung an die Luft übertragen
und sind dann wieder Luftschall.
Zur Dämpfung der hochfrequenten inneren Motorgeräu
sche ist das Gehäuse aus Beton und, wie bereits oben erwähnt,
innen mit einer etwa 5 bis 15 cm dicken Schicht aus
Steinwolle oder einem ähnlichen Material versehen,
welches außerdem wärmeisolierend wirkt. Weil das Be
tongehäuse diese Geräusche nach außen ausreichend
dämmt, sind die Schalldämpfungswirkungen der Schicht
nur für die wenigen Sekunden erforderlich, während
derer die Lüftungsklappen umgesteuert werden.
Beim Lauf des Dieselmotors entstehen im Inneren der
Maschine heftige Erschütterungen, insbesondere beim
nagelnden bzw. klopfenden Zündvorgang. Diese Erschüt
terungen haben zwar kleine Wegamplituden, aber so gro
ße Beschleunigungsamplituden, daß diese durch die üb
lichen Dämpfungsmaßnahmen nur unzureichend beseitigt
werden können. Die Erfindung schlägt deshalb vor, daß
der Dieselmotor und die Kältemittelkompressoren auf einer
Stahlplatte mit Abstand zu deren Rändern montiert
sind, wobei die Stahlplatte an ihren äußeren Rändern
durch einen an der Unterseite befestigten Profilrah
men hoher Trägheit verstärkt ist, welcher unter Zwi
schenschaltung einer 2 bis 3 cm dicken Gummiplatte auf
dem Boden der Maschinenkammer aufliegt. Die Stahlplat
te hat beispielsweise eine Stärke von 10 bis 20 mm.
Der Profilrahmen hat eine Kantenlänge von beispiels
weise 700 bis 2000 mm. Die heftigen Beschleunigungen
des Dieselmotors werden zwar an der Anspannstelle des
Motors auf die Stahlplatte übertragen, pflanzen sich
aber nicht bis zur Gummiplatte fort, weil die Träg
heit des Profilrahmens sie daran hindert. Sie werden
durch die Elastizität der am Rande eingespannten
Stahlplatte abgefangen. Motor- und Kompressorbewegun
gen von geringer Beschleunigung werden von der Gummi
platte daran gehindert, sich im Beton fortzupflanzen.
Die Ansaug- und Auspuffgeräusche sind bei Einzylin
der-Viertaktmotoren besonders schwierig zu dämpfen,
weil ihre Frequenzen im Bereich von 15 bis 25 Hz lie
gen. Herkömmliche Schalldämpfer sind hier weitgehend
ungeeignet.
Das Ansauggeräusch wird bei der Anlage ge
mäß der Erfindung mit einem Reihenfilter gedämpft.
Hierzu ist vorgesehen, daß der unter der Stahlplatte
gebildete Hohlraum in den Ansaugkanal des Dieselmo
tors eingeschaltet ist und auf diese Weise das Däm
pfungsvolumen eines schalldämpfenden Reihenfilters
bildet. Das Anschlußrohr leitet die Verbren
nungsluft des Dieselmotors von der Luftkammer oder Umgebung unter
die aus der Stahlplatte, dem Profilrahmen und der Gum
miplatte gebildete Schwingkonsole und bekommt auf die
se Weise die Länge von einigen Metern. Der Hohlraum
unterhalb der Schwingkonsole reicht als Dämpfungsvolu
men für die Dämpfung der Ansauggeräusche aus. Ein wei
terer Vorteil besteht darin, daß beim Start des Die
selmotors zunächst vorgewärmte Luft zur Verfügung
steht, was den Startvorgang erleichtert. Erst nach
dem Verbrauch dieser unter der Schwingkonsole befind
lichen Luft strömt kalte Luft nach, was für den Dauer
betrieb des Dieselmotors besser ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgen
den anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 Eine Anlage gemäß der Erfindung
schematisch im Grundriß ohne
die wärmetechnische Verschal
tung;
Fig. 2 ein Wohnhaus mit einer Anlage
gemäß der Erfindung schematisch
im Schnitt;
Fig. 3 das zu Fig. 1 gehörende Schalt
bild mit der wärmetechnischen
Verschaltung der einzelnen An
lageteile;
Fig. 4 schematisch die Verlagerung des
Dieselmotors und der Kältemittelkom
pressoren;
In Fig. 1 ist ein die wesentlichen Anlageteile aufneh
mendes, etwa quaderförmiges Gehäuse mit dem Bezugs
zeichen 1 bezeichnet. Dieses Gehäuse 1, welches aus
Beton besteht, ist etwa
kellergeschoßhoch ausgebildet und so lang und so
breit, daß es noch per LKW über die Straße transpor
tiert werden kann und mit einem geeigneten Kran in
eine Baugrube abgesenkt werden kann.
Das Gehäuse 1 ist mit einer Tür 2 versehen, ist also
begehbar ausgebildet. Die Wände, der Fußboden und die
Decke sind innen mit einer schalldämpfenden und wärme
isolierenden Schicht 3 verkleidet, die beispielsweise
aus geeigneten Steinwollplatten bestehen kann. Der
Innenraum des Gehäuses 1 ist durch eine Zwischenwand un
terteilt in eine Maschinenkammer 4 und eine Luftkam
mer 5. Die Luftkammer 5 ist an ihren gegenüberliegen
den Enden mit einer nach außen führenden Auslaßöff
nung 6 einerseits und einer ebenfalls nach außen
führenden Ansaugöffnung 7 andererseits versehen. In
dem zwischen der Einlaßöffnung 6 und der Auslaßöff
nung 7 befindlichen Strömungskanal 8 befindet
sich ein Ventilator 9, der eine in Längsrichtung des
Strömungskanales 8 gerichtete Strömung erzeugt.
In diesem Strömungskanal 8 ist weiterhin ein luft
beheizter Verdampfer 10 für Kältemittel angeordnet,
der den Strömungsquerschnitt des Strömungskanals
8 weitestgehend abdeckt und dessen Funktion weiter
unten näher erläutert wird.
In der neben der Luftkammer 5 angeordneten Maschinen
kammer 4 befinden sich die nachfolgend aufgeführten
Aggregate:
- - Ein Dieselmotor 11, der mit Luft gekühlt wird;
- - ein von dem Dieselmotor 11 angetriebe ner Kältemittelkompressor 12 für Kältemittel;
- - ein von einem Elektromotor angetriebe ner Kältemittelkompressor 13 für Kältemit tel;
- - ein solebeheizter Verdampfer 14;
- - ein Kältemittelkondensa tor 15 für die Beheizung des Heizkreis laufes des Wohnhauses;
- - ein Kältemittel kondensator 16 zum Erhitzen des Brauchwassers;
- - ein Dämpfungsvolumen 17, für die Dämpfung des Ansauggeräusches des Die selmotors 11 im Hohlraum der Schwingkonsole gemäß Fig. 4;
- - und ein Dämpfungsvolumen 18 für die Dämpfung der Auspuffgeräusche des Diesel motors 11.
Die Wände des Gehäuses 1 sind mit Anschlüssen 14a für
einen mit Sole betriebenen Erdwärmekollektor 19 ver
sehen, welcher den solebeheizten Verdampfer 14 mit im
Erdreich aufgewärmter Sole versorgt. Weiterhin sind
an den Wänden des Gehäuses 1 Anschlüsse 15a vor
gesehen, welche den Kältemittelkondensa
tor 15 mit dem nicht dargestellten Heizkreislauf des
Wohnhauses verbinden. Weiterhin sind die Wände des
Gehäuses 1 mit Anschlüssen 13a versehen, über welche
der elektrische Antrieb des Kältemittelkompressors 13 mit elek
trischer Energie versorgt wird. Ferner sind weitere Anschlüsse für die in Fig. 3 dargestellten
Ventile vorgesehen. Zur Verbindung des
Kältemittelkondensators 16 für die Brauchwassererhitzung mit
der in der Zeichnung nicht dargestellten Brauchwasser
versorgung des Wohnhauses sind die Wände des Gehäuses
1 mit Anschlüssen 16a versehen. Schließlich weisen
die Wände des Gehäuses 1 noch einen Anschluß 18a für
die Verbindung eines über Dach ausmündenden Auspuff
rohres 20 mit dem Dämpfungsvolumen 18
auf. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, erstreckt sich
das Auspuffrohr 20 über eine Länge von ca. 7 m,
und stößt das Abgas oberhalb des Daches des Wohnhau
ses aus. Der Durchmesser des Auspuffrohres 20 beträgt
30 bis 60 mm. Wie aus Fig. 2 weiterhin ersichtlich
ist, ist der Erdwärmekollektor 19 etwa 1 bis 2 m tief
im Erdreich eingegraben. Er erfaßt in besonders vor
teilhafter Weise lediglich einen Flächenbereich, der
etwa der halben Wohnfläche des Wohnhauses entspricht
(vgl. Fig. 1). Die Rohre des Erdwärmekollektors haben
einen Durchmesser von 20 bis 30 mm und sind in einem
Abstand von 0,2 bis 0,3 m verlegt.
Für die Versorgung des Dieselmotors 11 mit Heizöl EL
ist in der Maschinenkammer 4 des Ge
häuses 1 noch ein Heizöltank 21 installiert,
dessen Volumen etwa so bemessen ist, daß das darin
gebunkerte Heizöl EL etwa für ein Jahr ausreicht.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, steht die Maschinen
kammer 4 mit der Luftkammer 5 durch zwei Öffnungen in
Verbindung, die in Strömungsrichtung vor und hinter
dem luftbeheizten Verdampfer 10 mit Ventilator 9 ange
ordnet sind. Diese Öffnungen sind bei Normalbetrieb
durch Lüftungsklappen 22 und 23 verschlossen. Die
Klappen 22 und 23 können jedoch - wie in Fig. 1 durch
Doppelpfeile angedeutet - mittels geeigneter Antriebe
derart verschwenkt werden, daß der Strömungskanal
8 der Luftkammer 5 mit der Maschinenkammer 4 verbun
den ist und die nach außen führenden
Auslaßöffnungen 6 und 7 abgesperrt sind. In diesem
Fall wird der in dem Strömungskanal 8 befindliche
luftbeheizte Verdampfer 10 nicht mit Außenluft, son
dern mit in der Maschinenkammer 4 erwärmter Luft
beheizt, so daß etwa an dem Verdampfer befindliche
Eisschichten schnell und wirkungsvoll abgetaut wer
den. Zugleich wird auf diese Weise die gesamte Abwär
me, welche in der Maschinenkammer anfällt, mit Ausnah
me der Abgaswärme, mit hoher Temperatur dem Heizkreis
zugeführt, damit möglichst hohe Leistungszahlen er
reicht werden. Dieser Vorgang wird immer dann wieder
holt, wenn die Lufttemperatur in der Maschinenkammer
ihren zulässigen Höchstwert erreicht hat.
Die Fig. 3 zeigt, wie die Verdampfer, die Kompresso
ren und die Kondensatoren der multivalenten Elek
tro-Diesel-Wärmepumpe wärmetechnisch miteinander ver
schaltet sind. Das gasförmige Kältemittel wird von
dem dieselgetriebenen Kältemittelkompressor 12 und/oder
von dem elektromotorisch angetriebenen Kältemittelkompres
sor 13 verdichtet und hierdurch auf einen hohen Druck
und eine hohe Temperatur gebracht. In dem sich an
schließenden Kältemittelkondensator 15 für die Behei
zung des Heizkreislaufes des Hauses und/oder dem Käl
temittelkondensator 16 für die Brauchwassererhitzung
wird der Kältemitteldampf kondensiert. Die dabei an
fallende und ausgetauschte Kondensationswärme wird
über die Anschlüsse 15a an den Heizungskreislauf des
Wohnhauses oder die Anschlüsse 16a an das Brauch
wasser abgegeben. Dabei ist dem Kältemittelkondensa
tor 16 für die Brauchwassererhitzung ein Druckhalte
ventil 16b zugeordnet, welches den Druck - und damit
die Temperatur des kondensierenden Kältemittels - auf
einem höheren Niveau hält, als im Kältemittelkondensa
tor 15. Das unter hohem Druck stehende flüssige Kälte
mittel wird sodann, je nach Witterungsverhältnissen,
dem luftbeheizten Verdampfer 10 oder dem solebeheiz
ten Verdampfer 14 zugeführt. In diesen Verdampfern
wird das Kältemittel entspannt und verdampft. Die für
diese Verdampfung erforderliche Verdampfungswärme
wird der den Verdampfer 10 durchströmenden Luft oder
der den Verdampfer 14 durchströmenden, im Erdreich
aufgewärmten Sole entzogen, die über die Anschlüsse
14a zu- und abfließt. Anschließend wird das verdampf
te Kältemittel wieder von den Kältemittelkompressoren 12
und/oder 13 angesaugt und verdichtet.
In Fig. 3 ist zusätzlich durch Pfeile angedeutet, wie
die vom mit Luft gekühlten Dieselmotor 11 erwärmte Kühl
luft dem luftbeheizten Verdampfer 10 zugeführt werden
kann, um diesen abzutauen. Dieser Vorgang ist oben
bereits anhand von Fig. 1 ausführlich erläutert wor
den.
In Fig. 4 ist die Lagerung des Dieselmotors 11
und des Kältemittelkompressors 13 auf dem Boden der
Maschinenkammer 4 veranschaulicht. Der Dieselmotor
und die Kältemittelkompressoren sind auf einer etwa 10 bis
20 mm starken Stahlplatte 24 montiert, und zwar der
art, daß sie einen Abstand zu den Rändern der Stahl
platte 24 haben. Die Stahlplatte 24 ist an ihren
äußeren Rändern durch an der Unterseite befestigten
Profilrahmen 25 großer Masse verstärkt. Der Profilrah
men großer Masse liegt unter Zwischenschaltung
einer 1 bis 3 cm dicken Gummiplatte 26 am Boden der
Maschinenkammer 4 auf.
Bei dieser Ausbildung der Lagerung wird die Stahl
platte 24 in ihrem Flächenbereich vom Körperschall
der auf ihr montierten Aggregate zu hochfrequenten
Schwingungen angeregt. Diese hochfrequenten Schwingun
gen übertragen sich wegen des elastischen Verhaltens
der Stahlplatte 24 und der Trägheit des Profilrahmens
25 nicht auf die von dem Profilrahmen 25 verstärkten
Randbereiche der Stahlplatte 24 und den Boden der
Maschinenkammer 4. Die unvermeidlichen Schwingungen
niedriger Frequenz, die sich vor allem aus dem unruhi
gen Lauf der Kolbenmaschinen ergeben, werden zuverläs
sig von der federnden Gummischicht 26 absorbiert.
Wie aus Fig. 4 weiterhin ersichtlich ist, saugt der
Dieselmotor 11 seine Verbrennungsluft aus dem Hohl
raum unterhalb der Stahlplatte 24 an. Der Hohlraum
ist deshalb mit dem Bezugszeichen 17 bezeichnet, d.h.
dem Bezugszeichen, welches dem Dämpfungsvolumen des
Ansaugschalldämpfers des Dieselmotors 11 zugeordnet
ist. Dieses Dämpfungsvolumen 17 wirkt als
Reihenfilter im Ansaugkanal des Dieselmotors 11 und
wird über ein Anschlußrohr 17a
mit Luft versorgt.
Claims (5)
1. Heizungs- und Brauchwassererhitzungsanlage für Wohnhäuser,
mit einer Wärmepumpe für die Beheizung des Heizkreislaufes
und des Brauchwassers, die einen Dieselmotor, einen
von dem Dieselmotor angetriebenen Kältemittelkompressor,
einen solebeheizten Verdampfer und einen Kältemittelkondensator
aufweisen, der sich in einem Wärmetauscher zur Erwärmung
des Heizkreislaufs befindet, wobei der Dieselmotor und
der Kältemittelkompressor in einem wärmeisolierten Gehäuse
angeordnet und körperschalldämmend gelagert sind,
gekennzeichnet durch
- a) ein kellergeschoßhohes, begehbares, als Gesamtheit Lkw-transportfähiges Gehäuse (1) aus Beton dessen Wandungen innen mit einer schalldämpfenden, wärmeisolierenden Schicht (3) verkleidet sind und dessen Innenraum in eine Maschinenkammer (4) und eine Luftkammer (5) aufgeteilt ist,
- b) wobei in der Maschinenkammer (4) der vom Dieselmotor (11) angetriebene Kältemittelkompressor (12), ein von einem Elektromotor angetriebener, zweiter Kältemittelkompressor (13), der solebeheizte Verdampfer (14), der Kältemittelkondensator (15) für die Beheizung des Heizkreislaufes des Hauses, ein zweiter Kältemittelkondensator (16) für die Erhitzung des Brauchwassers, ein erstes Dämpfungsvolumen (17) mit vom außen kommendem Anschlußrohr für den Ansaugschalldämpfer sowie ein zweites Dämpfungsvolumen (18) mit nach außen gehendem Anschlußrohr (20) für den Auspuffschalldämpfer des Dieselmotors (11) angeordnet sind,
- c) wobei die Luftkammer (5) nach außen führende Ansaug- und Auslaßöffnungen (7, 6) und einen Strömungskanal (8) aufweist, in welchem ein Ventilator (9) und ein luftbeheizter Verdampfer (10) für Kältemittel angeordnet sind,
- d) und wobei ein mit Sole betriebener Erdwärmekollektor (19) zum Anschließen an den solebeheizten Verdampfer (14) vorgesehen ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dieselmotor (11) mit Luft gekühlt ist und daß die
Luftkammer (5) mit der Maschinenkammer (4) über Durchlaßöffnungen
verbunden ist und diesem Durchlaßöffnungen
sowie den Ansaug- und Auslaßöffnungen (7, 6) der Luftkammer
(5) steuerbare Lüftungsklappen zugeordnet sind,
die derart steuerbar sind, daß in Abhängigkeit von der
Lufttemperatur in der Maschinenkammer der Außenluftstrom
abgesperrt und die in der Maschinenkammmer (4) erwärmte
Luft durch den in der Luftkammer (5) befindlichen luftbeheizten
Verdampfer (10) geführt wird.
3. Anlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zusätzlich Heizöltanks
(21) aufweist.
4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dieselmotor (11) und die Kältemittelkompressoren
(12, 13) auf einer Stahlplatte (24) mit Abstand zu deren
Rändern montiert sind, wobei die Stahlplatte (24)
an ihren äußeren Rändern durch einen an der Unterseite
befestigten Profilrahmen (25) hoher Trägheit verstärkt
ist, welcher unter Zwischenschaltung einer 1 bis 3 cm
dicken Gummiplatte (26) auf dem Boden der Maschinenkammer
(4) aufliegt.
5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der unter der Stahlplatte (24) befindliche Hohlraum
in den Ansaugkanal des Dieselmotors (11) eingeschaltet
ist und auf diese Weise das Dämpfungsvolumen (17) eines
schalldämpfenden Reihenfilters bildet.
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1988
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