DE4421204C2 - Air conditioning for living rooms - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Wohnräume mit einem Zentralgerät, das ein Wärmeträgermedium wahlweise wärmt oder kühlt, und mit in den Räumen zu installierenden Konvektoren, denen das Wärmeträgermedium über Leitungen zugeführt ist, wobei die Konvektoren einen Wärmetauscher und einen Lüfter aufweisen.The invention relates to an air conditioning system for living rooms with a Central unit that either heats or cools a heat transfer medium and with convectors to be installed in the rooms, to which the Heat transfer medium is supplied via lines, the Convectors have a heat exchanger and a fan.
Eine derartige Klimaanlage ist in der US 2 434 847 beschrieben. Bei dieser Klimaanlage ist das Wärmeträgermedium Luft, die vom Zentralgerät erwärmt oder gekühlt den Konvektoren zugeführt wird. In den Konvektoren wird die Luft der Raumluft beigemischt. Wärmetauscher der Konvektoren sind von einem weiteren Wärmeträgermedium durchflossen. Dies macht die Klimaanlage aufwendig.Such an air conditioning system is described in US 2,434,847. At This air conditioning system is the heat transfer medium air, which from Central unit is heated or cooled is fed to the convectors. In the air is mixed into the convectors. Heat exchangers of the convectors are from another Flows through heat transfer medium. This makes the air conditioner complex.
In der DE-OS 22 19 863 ist eine Klima-Zentralheizung beschrieben, bei der das Wärmeträgermedium Luft ist. Außer Außenluft wird dem dortigen Zentralgerät auch Abluft aus dem Raum zugeführt.A climate central heating is described in DE-OS 22 19 863, at which is the heat transfer medium air. In addition to outside air, the local one Central unit also supplied exhaust air from the room.
In der US 3 035 760 ist ein Konvektor mit einem Lüfter und einem Wärmetauscher beschrieben. Der Wärmetauscher ist von Heizungswasser durchflossen. Der Konvektor weist auch einen Frischluftanschluß auf. Eine Kühlung ist hier nicht vorgesehen.In US 3 035 760 is a convector with a fan and one Heat exchanger described. The heat exchanger is from Heating water flows through. The convector also has one Fresh air connection on. Cooling is not provided here.
In dem DE-Buch Recknagel, Sprenger, Hönmann "Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik", R. Oldenbourg Verlag München/Wien, 65. Aufl. 1990/91, S. 477-488 ist die Nutzung der Fortluft aus raumtechnischen Anlagen an einer Wärmepumpe erwähnt. Nicht angegeben ist jedoch, daß diese Fortluft durch den Lüftungsbetrieb dezentraler Konvektoren entsteht.In the DE book Recknagel, Sprenger, Hönmann "paperback for Heating and Air Conditioning Technology ", R. Oldenbourg Verlag Munich / Vienna, 65. Ed. 1990/91, pp. 477-488 the use of the exhaust air is off room systems on a heat pump mentioned. Not it is stated, however, that this exhaust air by the ventilation company decentralized convectors.
In der DE-Z.: IKZ Heft 8, 1970, S. 56-68 ist ein Gebläsekonvektor beschrieben, der einen Frischluftanschluß aufweist. Diese Veröffentlichung beschreibt nicht die Verwendung der Abluft aus den Räumen zur Beaufschlagung einer Wärmepumpe. Von einer solchen Möglichkeit lenkt diese Veröffentlichung ab, denn es ist angegeben, daß, da dem Raum mehr Luft zugeführt als abgeführt wird, in diesem ein leichter Überdruck herrscht, der durch Undichtigkeiten entweichen kann oder Abströmmöglichkeiten geschaffen werden müssen. Eine Nutzung der Abluftwärme ist somit nicht vorgesehen.In DE-Z .: IKZ issue 8, 1970, pp. 56-68 is a fan coil described, which has a fresh air connection. This The publication does not describe the use of the exhaust air from the Rooms for the application of a heat pump. From one Possibility distracts this publication because it is stated that, since more air is supplied to the room than is removed, one in it there is a slight overpressure that can escape through leaks or drainage options must be created. One use the exhaust air heat is therefore not provided.
Die DE 41 00 674 C2 beschreibt ein zentrales Lüftungsgerät, welches eine von Raumheizkonvektoren getrennte Einheit bildet. Eine Integration der Funktion "Lüftung" mit den Raumheizkonvektoren ergibt sich aus diesem Dokument nicht.DE 41 00 674 C2 describes a central ventilation device which forms a separate unit from space heating convectors. An integration the "ventilation" function with the room convectors results from this document.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Klimaanlage der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der bei einfacher Bauweise ein wirtschaftlicher Betrieb möglich ist.The object of the invention is an air conditioning system to propose the type mentioned at the beginning simple construction, economical operation possible is.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Klimaanlage der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, the above object is in an air conditioning system of the type mentioned by the characteristics of characterizing part of claim 1 solved.
Ein besonders wirtschaftlicher Betrieb ist dadurch erreicht, daß eine Luft-Wasser-Wärmepumpe vorgesehen ist und dieser Abluft aus den Räumen zugeführt ist.This makes it a particularly economical operation achieved that an air-water heat pump is provided and this exhaust air is supplied from the rooms.
Weil das Wärmeträgermedium Wasser ist, läßt es sich mit üblichen Wasserleitungen von der Wärmepumpe zu den Konvektoren in den Räumen fördern. Luft aus der Umgebung der Wärmepumpe muß nicht zu den Konvektoren gefördert werden. Die Konvektoren und damit die Räume sind dezentral im Bedarfsfall mit Frischluft versorgbar.Because the heat transfer medium is water, it can be used with usual water pipes from the heat pump to the Promote convectors in the rooms. Air from the environment the heat pump does not have to be conveyed to the convectors become. The convectors and therefore the rooms are Can be supplied decentrally with fresh air if necessary.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:Advantageous refinements of the invention result from the subclaims and the following description of an embodiment. The drawing shows:
Fig. 1 schematisch die Installation einer Klimaanlage in einem Gebäude, Fig. 1 shows schematically the installation of an air conditioner in a building,
Fig. 2 eine Ansicht eines Konvektors schematisch, Fig. 2 is a view of a convector schematically
Fig. 3 eine Schnittansicht des Konvektors, Fig. 3 is a sectional view of the convector,
Fig. 4 einen Schaltplan der Luft-Wasser-Wärmepumpe im Heizbetrieb und Fig. 4 is a circuit diagram of the air-water heat pump in heating mode and
Fig. 5 einen Schaltplan der Wärmepumpe im Kühlbetrieb. Fig. 5 is a circuit diagram of the heat pump in cooling mode.
Eine Wohnung weist Zimmer (1, 2, 3), eine Küche (4), ein Bad (5) und einen Flur (6) auf. In einem über ein Treppenhaus (7) oder Gang mit der Wohnung in Verbindung stehenden Versorgungs- oder Kellerraum (8) ist eine Luft-Wasser- Wärmepumpe (9) installiert.An apartment has rooms ( 1 , 2 , 3 ), a kitchen ( 4 ), a bathroom ( 5 ) and a hallway ( 6 ). An air-water heat pump ( 9 ) is installed in a supply or cellar room ( 8 ) connected to the apartment via a staircase ( 7 ) or a hallway.
In den Räumen (1, 2, 3, 4, 5) sind Konvektoren (10) angeordnet. Diese sind über nicht näher dargestellte Wasserleitungen mit der Wärmepumpe (9) verbunden.Convectors ( 10 ) are arranged in the rooms ( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ). These are connected to the heat pump ( 9 ) via water pipes, not shown.
In den Türen (11) der Räume (1, 2, 3, 4, 5) sind Lüftungsschlitze vorgesehen. Die Küche (4) und das Bad (5) sind über eine Verrohrung (12), die dem Absaugen von Raumluft aus der Wohnung dient, mit der Wärmepumpe (9) verbunden. Die Verrohrung (12) ist im Treppenhaus (7) verlegt. Zum Absaugen der Wohnungsluft (Abluft) ist bei der Wärmepumpe (9) ein Gebläse (13) angeordnet.Ventilation slots are provided in the doors ( 11 ) of the rooms ( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ). The kitchen ( 4 ) and the bathroom ( 5 ) are connected to the heat pump ( 9 ) via piping ( 12 ), which is used to extract room air from the apartment. The piping ( 12 ) is laid in the stairwell ( 7 ). A fan ( 13 ) is arranged in the heat pump ( 9 ) to extract the air from the house (exhaust air).
Der Konvektor (10) (vgl. Fig. 2 und 3) trägt in einem Gehäuse (14) einen Wärmetauscher (15). Dessen Wasseranschlüsse (16, 17) sind über die genannten Wasserleitungen mit der Wärmepumpe (9) verbunden. Unten im Gehäuse (14) ist bei Luftauslaßschlitzen (18) ein Lüfter (19) angeordnet. Das Gehäuse (14) weist rückseitig Lufteinlaßschlitze (20) und einen Frischluftanschluß (21) auf, der durch eine Mauer (22) des Gebäudes im Freien mündet.The convector ( 10 ) (see FIGS. 2 and 3) carries a heat exchanger ( 15 ) in a housing ( 14 ). Whose water connections ( 16 , 17 ) are connected to the heat pump ( 9 ) via the water pipes mentioned. A fan ( 19 ) is arranged at the bottom of the housing ( 14 ) in the case of air outlet slots ( 18 ). The housing ( 14 ) has air inlet slots ( 20 ) on the back and a fresh air connection ( 21 ) which opens into the open through a wall ( 22 ) of the building.
Dem Frischluftanschluß (21) und den Lufteinlaßschlitzen (20) ist ein Schieber (23) zugeordnet. Mit diesem lassen sich die Lufteinlaßschlitze (20) und der Frischluftanschluß (21) ganz oder teilweise schließen bzw. öffnen.A slider ( 23 ) is assigned to the fresh air connection ( 21 ) and the air inlet slots ( 20 ). With this, the air inlet slots ( 20 ) and the fresh air connection ( 21 ) can be closed or opened completely or partially.
Durch den Lüfter (19) angesaugte Frischluft und Raumluft strömt über den Wärmetauscher (15), wird von diesem je nach der Temperatur des den Wärmetauscher (15) durchströmenden Wassers erwärmt oder gekühlt und in den betreffenden Raum geleitet.Fresh air and room air drawn in by the fan ( 19 ) flows over the heat exchanger ( 15 ), is heated or cooled by the latter depending on the temperature of the water flowing through the heat exchanger ( 15 ) and conducted into the relevant room.
Die Luft-Wasser-Wärmepumpe (9) (vgl. Fig. 4 und 5) weist einen Verdichter (24), einen ersten Kondensator (25), einen zweiten Kondensator (26), ein Expansionsventil (27) und einen Verdampfer (28) auf. Zur Umschaltung von Heizbetrieb (vgl. Fig. 4) auf Kühlbetrieb (vgl. Fig. 5) sind Umkehrventile (U1, U2) und Magnetventile (M1, M2, M3, M4) vorgesehen. Im Kühlbetrieb arbeitet der Verdampfer (28) als Kondensator und der erste Kondensator (25) als Verdampfer.The air-water heat pump ( 9 ) (see FIGS. 4 and 5) has a compressor ( 24 ), a first condenser ( 25 ), a second condenser ( 26 ), an expansion valve ( 27 ) and an evaporator ( 28 ) on. Reversing valves (U1, U2) and solenoid valves (M1, M2, M3, M4) are provided for switching from heating mode (see FIG. 4) to cooling mode (see FIG. 5). In cooling mode, the evaporator ( 28 ) works as a condenser and the first condenser ( 25 ) as an evaporator.
Ein Gebläse (29) fördert Abluft (30) aus den Räumen durch die Verrohrung (12) und Außenluft (31) über den Verdampfer (28). Die geförderte Luft wird als Fortluft (32) in die Umgebung abgegeben.A fan ( 29 ) conveys exhaust air ( 30 ) from the rooms through the piping ( 12 ) and outside air ( 31 ) via the evaporator ( 28 ). The conveyed air is released into the environment as exhaust air ( 32 ).
Der erste Kondensator (25) ist über die genannten Wasserleitungen an die Wärmetauscher (15) der Konvektoren (10) angeschlossen. Der zweite Kondensator (26) dient der Brauchwassererwärmung und ist über Leitungen (33) mit einem Warmwasserspeicher verbunden, an den nicht näher dargestellte Zapfstellen angeschlossen sind.The first condenser ( 25 ) is connected to the heat exchangers ( 15 ) of the convectors ( 10 ) via the water pipes mentioned. The second condenser ( 26 ) is used for domestic water heating and is connected via lines ( 33 ) to a hot water tank, to which tap points, not shown, are connected.
Die Funktionsweise der beschriebenen Anlage ist im wesentlichen folgende:The operation of the system described is in essentially the following:
Im Heizbetrieb wird die den Räumen (1 bis 5) zugeführte Frischluft über die Wärmetauscher (15) der Konvektoren (10) geführt und an diesen vorgewärmt, so daß keine unangenehmen Zugerscheinungen auftreten. Aus den Räumen (1 bis 5) wird Raumluft und damit auch die Frischluft durch Türschlitze und durch die Verrohrung (12) zentral abgesaugt und dem Verdampfer (28) zugeführt. Dadurch, daß die Verrohrung (12) an das Bad (5) und die Küche (4) angeschlossen ist, ist erreicht, daß aus dem Bad (5) und der Küche (4) keine unangenehmen Gerüche in die anderen Räume eintreten. Sind mehrere Wohnungen zu klimatisieren, dann sind diese weiteren Wohnungen in der genannten Weise an die Verrohrung (12) angeschlossen.In heating mode, the fresh air supplied to the rooms ( 1 to 5 ) is passed through the heat exchangers ( 15 ) of the convectors ( 10 ) and preheated on them, so that no unpleasant drafts occur. From the rooms ( 1 to 5 ), room air and thus also the fresh air are sucked out centrally through door slots and through the piping ( 12 ) and fed to the evaporator ( 28 ). The fact that the piping ( 12 ) is connected to the bathroom ( 5 ) and the kitchen ( 4 ) ensures that no unpleasant smells enter the other rooms from the bathroom ( 5 ) and the kitchen ( 4 ). If several apartments are to be air-conditioned, then these additional apartments are connected to the piping ( 12 ) in the manner mentioned.
Im Verdampfer (28) wird der Abluft (30) Energie entzogen, also Wärme zurückgewonnen. Wenn diese Energie zur Versorgung der Wärmepumpe (9) nicht ausreicht, wird dem Verdampfer (28) zusätzlich Außenluft (31) zugeführt. In den Kondensatoren (25, 26) der Wärmepumpe (9) wird das Wasser für die Brauchwassererwärmung und das Speisewasser für die Konvektoren (10) erwärmt. Es wird also die Wärmeenergie der Abluft (30) zur Warmwasserbereitung und zur Raumheizung genutzt.Energy is extracted from the exhaust air ( 30 ) in the evaporator ( 28 ), ie heat is recovered. If this energy is not sufficient to supply the heat pump ( 9 ), the evaporator ( 28 ) is additionally supplied with outside air ( 31 ). In the condensers ( 25 , 26 ) of the heat pump ( 9 ), the water for domestic water heating and the feed water for the convectors ( 10 ) are heated. The thermal energy of the exhaust air ( 30 ) is therefore used for water heating and space heating.
Der Kondensator (26) für die Warmwasserbereitung ist dem Kondensator (25) für die Raumheizung vorgeschaltet. Die Wärmeenergie des Kältemittels der Wärmepumpe (9) wird an das Brauchwasser abgegeben, solange dieses kalt ist. Ein Teil der Unterkühlungswärme wird an das Heizungswasser abgegeben. Je wärmer das Brauchwasser wird, desto weniger Energie wird an dieses und umso mehr Energie wird an das Heizungswasser abgegeben. Dadurch wird die Erwärmung des Heizungswassers bei der vorrangigen Erwärmung des Brauchwassers nicht unterbrochen, sondern nur verringert.The condenser ( 26 ) for hot water preparation is connected upstream of the condenser ( 25 ) for space heating. The thermal energy of the refrigerant of the heat pump ( 9 ) is released to the process water as long as it is cold. Part of the supercooling heat is given off to the heating water. The warmer the hot water becomes, the less energy is given to it and the more energy is given off to the heating water. As a result, the heating of the heating water is not interrupted when the domestic water is primarily heated, but only reduced.
Wenn die Innentemperatur der Räume und die Außentemperatur gewisse Werte, beispielsweise 25°C, überschreiten, dann kann die Wärmepumpe (9) automatisch auf Kühlbetrieb umschalten. Diese Umschaltung kann auch manuell vorgenommen werden.If the inside temperature of the rooms and the outside temperature exceed certain values, for example 25 ° C, then the heat pump ( 9 ) can automatically switch to cooling mode. This switchover can also be done manually.
Wenn die Außentemperatur unter der Innentemperatur der Räume liegt, dann bleibt der Schieber (23) der Konvektoren (10) so gestellt, daß kühle Frischluft in den betreffenden Raum strömt. Die Abluft wird weiter über die Verrohrung (12) abgesaugt. Deren Abwärme kann bei im Heizbetrieb weiterlaufender Wärmepumpe (9) zur Warmwasserbereitung genutzt werden.If the outside temperature is below the inside temperature of the rooms, then the slide ( 23 ) of the convectors ( 10 ) remains set so that cool fresh air flows into the room in question. The exhaust air is further drawn off via the piping ( 12 ). The waste heat can be used to heat water when the heat pump ( 9 ) continues to run in heating mode.
Ist die Außentemperatur höher als die Innentemperatur in den Räumen und ist deren Kühlung gewünscht, dann schließt der Schieber (23) den Frischluftanschluß (21) ab. Der Konvektor (10) ist also auf Umluftbetrieb geschaltet. Die Wärmepumpe (9) wird durch Umschalten der Umkehrventile (U1, U2) und der Magnetventile (M1 bis M4) auf Kühlbetrieb (vgl. Fig. 5) geschaltet. Dabei arbeitet nun der Kondensator (25) als Verdampfer und der Verdampfer (28) als Kondensator. Das die Konvektoren (10) durchströmende Wasser wird nun im Verdampfer (Kondensator 25) gekühlt. Das gekühlte Kreislaufwasser nimmt in den Wärmetauschern (15) der Konvektoren (10) Wärmeenergie aus der mittels des Lüfters (19) durch die Lufteinlaßschlitze (20) und die Luftauslaßschlitze (18) geförderten Raumluft. Die Raumluft wird dadurch abgekühlt.If the outside temperature is higher than the inside temperature in the rooms and cooling is required, the slide ( 23 ) closes the fresh air connection ( 21 ). The convector ( 10 ) is therefore switched to recirculation mode. The heat pump ( 9 ) is switched to cooling mode (see FIG. 5) by switching the reversing valves (U1, U2) and the solenoid valves (M1 to M4). The condenser ( 25 ) now works as an evaporator and the evaporator ( 28 ) as a condenser. The water flowing through the convectors ( 10 ) is now cooled in the evaporator (condenser 25 ). The cooled circulation water takes in the heat exchangers ( 15 ) of the convectors ( 10 ) thermal energy from the room air conveyed by means of the fan ( 19 ) through the air inlet slots ( 20 ) and the air outlet slots ( 18 ). This cools the room air.
Die im Verdampfer (Kondensator 25) vom Kältemittel des Wärmepumpenkreislaufes aufgenommene Energie wird an das Brauchwasser über den Kondensator (26) abgegeben, wenn eine Warmwasserbereitung gefordert ist. Ist keine Warmwasserbereitung gefordert, dann schaltet das Gebläse (29) des Kondensators (Verdampfer 28) ein und die Wärmeenergie des Kältemittels wird an angesaugte Außenluft (31) abgegeben, welche als erwärmte Fortluft (32) in die Umgebung abströmt. In diesem Betriebsfall wird keine Abluft (30) aus den Räumen (1 bis 6) abgesaugt.The energy absorbed by the refrigerant of the heat pump circuit in the evaporator (condenser 25 ) is released to the process water via the condenser ( 26 ) when hot water preparation is required. If no hot water preparation is required, the fan ( 29 ) of the condenser (evaporator 28 ) switches on and the thermal energy of the refrigerant is released to the outside air ( 31 ) which is drawn in and which flows out into the environment as heated exhaust air ( 32 ). In this operating case, no exhaust air ( 30 ) is extracted from the rooms ( 1 to 6 ).
Dadurch ist eine energiesparende Kühlung erreicht. Solange die Außenluft kälter ist als die Innenluft, wird die Außenluft zur Raumkühlung verwendet. Es erfolgt eine Wärmeenergieübertragung auf das Brauchwasser.In this way, energy-saving cooling is achieved. As long as the outside air is colder than the inside air uses the outside air to cool the room. There is one Transfer of thermal energy to the domestic water.
Im Kühlbetrieb in den Konvektoren (10) entstehendes Kondenswasser kann durch eine im Frischluftanschluß (21) angeordnete Düse über eine Pumpe in die Umgebung vernebelt werden. Bei zu niedriger Luftfeuchtigkeit im Raum kann jedoch auch das Kondenswasser in einen Behälter des Konvektors (10) gepumpt werden, aus diesem elektrisch verdampft werden und mit der gekühlten Luft dem betreffenden Raum zugeführt werden.Condensation water arising in cooling mode in the convectors ( 10 ) can be atomized into the environment by a nozzle arranged in the fresh air connection ( 21 ) by means of a pump. If the air humidity in the room is too low, however, the condensed water can also be pumped into a container of the convector ( 10 ), can be electrically evaporated from this and be fed to the relevant room with the cooled air.
Zur Regelung der beschriebenen Anlage kann ein Regelgerät vorgesehen sein, das im Automatikbetrieb die Anlage so steuert, daß bedarfsabhängig jeweils nur so viel Wärmeenergie geliefert oder entzogen wird, wie momentan zum Erreichen der Sollwerte notwendig. Hierfür können beispielsweise der Verdichter (24) der Wärmepumpe (9) und/ oder die Lüfter (19) der Konvektoren (10) drehzahlgeregelt sein.To regulate the system described, a control device can be provided which controls the system in automatic mode in such a way that, depending on requirements, only as much thermal energy is supplied or withdrawn as is currently necessary to reach the setpoints. For this purpose, the compressor ( 24 ) of the heat pump ( 9 ) and / or the fans ( 19 ) of the convectors ( 10 ) can be speed-controlled, for example.
Die Lüfterdrehzahl der Konvektoren und/oder die Steuerung des Schiebers (23) können über eine Infrarot-Fernsteuerung oder eine andere Fernsteuerung erfolgen. Dadurch ist die Wärme- bzw. Kälteleistung und/oder die Frischluftzufuhr regelbar. Außerdem können besondere Betriebszustände manuell oder zeitgesteuert eingestellt werden. Beispielsweise kann aus Geräuschgründen nachts der Lüfter (19) abgeschaltet werden.The fan speed of the convectors and / or the control of the slide ( 23 ) can take place via an infrared remote control or another remote control. As a result, the heating or cooling capacity and / or the fresh air supply can be regulated. In addition, special operating states can be set manually or time-controlled. For example, the fan ( 19 ) can be switched off at night for reasons of noise.
Claims (5)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4421204A1 (en) | 1995-12-21 |
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