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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Heizungs- und Klimatisierungssystem
eines Raums und eine dieses System einsetzende Anlage.
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Genauer
gesagt betrifft die Erfindung ein System mit einer Zentralheizungs-Kühlvorrichtung, wobei
das genannte Netz außerhalb
der Heizperiode, das heißt,
hauptsächlich
im Sommer für
die Kühlung
von an das genannte Netz angeschlossenen Klimatisierungskondensatoren
genutzt wird.
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Diese
Systeme sind insbesondere zum Heizen und zur Klimatisierung von
privaten, öffentlichen oder
professionellen Wohnräumen
bestimmt.
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Zu
diesem Zweck ist wenigstens ein Klimagerät in einem außerhalb
der Heizperiode zu kühlenden
Raum vorgesehen, wobei der Wasserkondensator des genannten Klimageräts an das
zentrale Heizungsnetz angeschlossen ist.
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Auf
diese Weise wird die thermische Ladung des Kondensators auf das
Zentralheizungsnetz übertragen,
das für
eine Wasserkühlvorrichtung
bei einer akzeptablen Temperatur gehalten werden muss.
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Der
Patentantrag FR-A-2 776 053 schlägt
ein den Austrag der an das Zentralheizungsnetz übertragenen und aus der Kondensation
eines oder mehrerer Klimageräte
stammenden Wärme
erlaubenden Wasserkühlgerät vor.
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Derartige
Kühlmittel
sind jedoch im Rahmen eines Zentralheizungsnetzes nicht vollkommen
zufrieden stellend.
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Die
Betriebsbedingungen eines Zentralheizungsnetzes gemäß Beschreibung
in diesem Patentantrag FR-A-2 776 053 werfen nämlich Kompatibilitätsprobleme
mit den Produkten des Marktes auf.
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Das
genannte Zentralheizungsnetz ist nämlich im Winter in Betrieb,
um Heizkörper
zu versorgen und damit bei einer Ausgangstemperatur des Heizkessels
der Zentralheizung, die zum Beispiel auf 90°C steigen kann, während die
Ausgangstemperatur im Sommer bei abgeschalteter Heizung durch das Wasserkühlgerät bei zum
Beispiel 25°C
gehalten wird.
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Die üblichen
Kühlvorrichtungen
sind jedoch nicht gut geeignet, wenn warmes Wasser von zum Beispiel
80°C unerwünscht in
die Kühlvorrichtung
gerät,
denn dies führt
auf der Kühlseite
zu Drücken
in der Größenordnung
von 36 bar.
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Eine
derartige Vorrichtung umfasst typischerweise:
- – einen
ersten primären
Kühlungsumlaufschaltkreis
und einen zum Anschluss an das Zentralheizungsnetz bestimmten zweiten
sekundären
Wasserumlaufschaltkreis;
- – einen
Kompressor an der Primärseite;
- – einen
Kondensator an der Primärseite
und einen Kondensatorventilator;
- – einen
einen Wärmetauscher
bildenden Wasserverdampfer zum Austausch zwischen Primär- und Sekundärseite.
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In
Klimatisierungsvorrichtungen gemäß Beschreibung
im Patentantrag FR-A-2 776 053 kann ebenfalls ein unerwünschter
Warmwasserzulauf beim einen Wärmeaustauscher
des Klimageräts
bildenden Kondensator diese Klimavorrichtung beschädigen. Auch
können
Probleme im Zusammenhang mit dem Einfrieren der Kühlvorrichtung
außerhalb
der Heizperiode auftreten, wobei diese Kühlvorrichtung außerhalb
des Raumes platziert wird, sowie Kanalisations-Beeinträchtigungsprobleme
aufgrund einer übermäßigen Säuerung.
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Gegenstand
der Erfindung ist es, diese unterschiedlichen Nachteile des Standes
der Technik zu beheben, indem ein zuverlässiges Klimatisierungssystem
und eventuell an das Zentralheizungsnetz angeschlossene Heizungssystem
vorgeschlagen wird.
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Zu
diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein Heizungs-
und Klimatisierungssystem eines Raumes, wobei das System umfasst:
- – innerhalb
des außerhalb
der Heizperiode zu kühlenden
Raums eine Klimatisierungs- und Heizungsvorrichtung mit mindestens
einem Klimagerät,
wobei jedes Klimagerät
insbesondere einen Wasserkondensator in Form eines Wärmetauschers,
ein Druckminderventil, einen Verdampfer und einen Verdampferventilator,
einen Kompressor umfasst;
- – eine
Kühlvorrichtung
des in den Kondensatoren der Klimatisierungsvorrichtung umlaufenden Wassers,
mit insbesondere einem Verdampfer in Form eines Wärmetauschers,
einem Kompressor, einem Kondensator und einem Kondensatorventilator,
einem Druckminderventil;
- – ein
Zentralheizungsnetz, das im Wesentlichen während der Heizperiode funktioniert,
um die Heizelemente der Klimatisierungs- und Heizungsvorrichtung
mit Hilfe mindestens eines Heizkessels zu versorgen, wobei das Netz
für den
Wasserumlauf zwischen den Kondensatoren der Klimatisierungsvorrichtung
und der Kühlvorrichtung
während
der Kühlperiode
verwendet wird;
- – Anschlussmittel
der Kühlvorrichtung
und der Klimatisierungsvorrichtung an das Zentralheizungsnetz, mit
Absperrmitteln in normaler Situation im Heizmodus des Warmwasserzulaufs
in den Verdampfer der Kühlvorrichtung
und in den Kondensator der Klimatisierungsvorrichtung.
- – Zumindest
eine der genannten Kühlvorrichtungen
und der genannten Klimatisierungsvorrichtungen mit Entlastungsmitteln,
die sich im Heizmodus einschalten, wenn der Wärmetauscher der genannten Vorrichtung,
bzw. der Verdampfer für die
Kühlvorrichtung
und zumindest ein Kondensator für
die Klimatisierungs- und Heizungsvorrichtung, aus dem Netz unerwünscht ein
warmes Wasser erhalten, das einen hohen Druck erzeugt, insbesondere
bei einem Ausfall der Absperrmittel des Wasserzulaufs aus dem Netz
in den Wärmetauscher
der genannten Vorrichtung.
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Gemäß einer
Ausführung
wird die Wassertemperatur am Ausgang der Kühlvorrichtung im Klimatisierungsmodus
bei 25°C
gehalten, um den einwandfreien Betrieb der Klimatisierungs- und Heizungsvorrichtung
zu ermöglichen.
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Die
Entlastungsmittel der Kühlvorrichtung umfassen
ein Entlastungsventil des Kühlmediums des
Verdampfers zum Kondensator, so dass der Kompressor umgangen wird.
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Die
Entlastungsmittel für
jedes Klimagerät der
Klimatisierungsvorrichtung umfassen ein Entlastungsventil des Kühlmediums
des Kondensators zum Verdampfer, so dass das Druckminderventil umgangen
wird.
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Gemäß einer
Ausführung
umfassen die Absperrmittel ein Dreiwegeventil, das die Kühlvorrichtung
im Heizmodus vom Netz trennt und die Kühlvorrichtung im Klimatisierungsmodus
mit dem Netz verbindet und den Heizkessel trennt.
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Gemäß einer
Ausführung
umfasst das System ein Entlastungsventil, über das das unter Druck in
das Heizungsnetz eingeleitete Wasser zurückgestoßen wird, um einen Überdruck
im Netz zu vermeiden.
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Gemäß einer
Ausführung
umfasst das System erste Wärmeleitungs-Unterbrechungsmittel
zwischen der Klimatisierungsvorrichtung und dem Heizungsnetz und
zweite Wärmeleitungs-Unterbrechungsmittel
zwischen der Kühlvorrichtung
und dem Heizungsnetz.
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Gemäß einer
Ausführung
umfasst das Netz im Heizmodus eine Frostschutzvorrichtung des Verdampfers
der Kühlvorrichtung
mit elektrischen Anzeigen oder Warmwasser-Einspritzmitteln, die
entsprechend einer Frostrisiko-Temperatur von etwa 2°C gesteuert
werden.
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Gemäß einer
Ausführung
umfasst das System einen Regler für die Aufrechterhaltung des pH-Wertes,
der die vom Umlauf des Kondenswassers in dem Netz verursachte Säuerung des
Heizungsnetzes vermeiden soll.
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Das
System umfasst darüber
hinaus elektrische Anschlussmittel des Ventilators eines Kompressormotors,
Abschaltmittel des Betriebs des Kompressors im Heizmodus, eventuell
von Steuermitteln an eine Energiequelle wie das Stromnetz des Raums.
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Gemäß einer
Ausführung
umfasst das System ein Zweiwegeventil, das mit einem automatischen,
je nach Wassertemperatur des Netzes ausgelösten Umschaltmittel Sommer/Winter
ausgestattet ist, das den Betrieb nur einer dem Klimatisierungsmodus
gewidmeten Pumpe ermöglicht:
- – Wobei
das Zweiwegeventil im Heizmodus geschlossen wird, wobei die Kühlvorrichtung
dann ab einer den Betrieb des Heizkessels zeigenden Wassertemperatur
vom Netz getrennt wird, beispielsweise bei 35°C, wenn das Netz im Klimatisierungsmodus
auf 25°C
geschaltet ist;
- – Wobei
das Zweiwegeventil im Klimatisierungsmodus geöffnet wird, was zum Einschalten
der Pumpe führt,
wobei die Kühlvorrichtung
mit dem Netz verbunden wird, wobei eine Sicherheitsanordnung das Öffnen des
Ventils untersagt und die zwangsläufige Abschaltung des Kompressors
bewirkt, und zwar bei jeder beliebigen Wassertemperatur des Netzes 3,
wenn der Heizkessel in Betrieb ist.
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Gemäß einer
Ausführung
umfasst das System ein Kühlelement
des Typs belüftete
Batterie mit Eigenkühlung,
das in die Kühlvorrichtung
integriert und in Bezug auf den Kondensator in Serie angeordnet
ist, wobei ein Umschaltmittel im Klimatisierungsmodus die Versorgung
der Batterie ermöglicht,
wenn die Temperatur außerhalb
des Raums niedriger ist als die Wassertemperatur des Netzes von
etwa 25°C.
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Gemäß einer
Realisierung umfasst das System vor dem Zulauf in den Verdampfer
ein Dreiwegeventil, das mit einem Umschaltmittel ausgestattet ist, das
den Medienumlauf zum Verdampfer in normaler Situation unter der
normalen Temperatur dieses Mediums von etwa 45°C gestattet und bei höheren Temperaturen
ein Umgehen des Verdampfers ermöglicht.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt ist Gegenstand der Erfindung mindestens ein Kühl- und
Klimatisierungssystem wie zuvor beschrieben.
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Gemäß einem
dritten Aspekt ist Gegenstand der Erfindung ein Installationsverfahren
eines Heizungs- und Klimatisierungssystems wie zuvor beschrieben,
das mindestens die folgende Schritte umfasst:
- – die Klimatisierungsvorrichtung
innerhalb des Raums installieren;
- – die
Kühlvorrichtung
des Wassers der internen Klimatisierungsvorrichtung außerhalb
des Raums installieren;
- – hydraulische
Mittel wie Dreiwegeventil innerhalb und/oder außerhalb des Raums installieren,
die geeignet sind, den Umlauf in der Kühlvorrichtung zu ermöglichen
oder ihn in einem Klimatisierungsmodus abzuschalten;
- – die
Kühlvorrichtung
und die Klimatisierungsvorrichtung über ein eventuell im Raum vorhandenes Zentralheizungs-Wasserumlaufnetz
anschließen, das
darüber
hinaus geeignet ist, mindestens ein Heizelement zu versorgen, so
dass dieses Netz im Klimatisierungsmodus, wenn der Heizkessel abgeschaltet
ist, den Wasserumlauf zwischen den Kondensatoren der Klimatisierungsvorrichtung und
der Kühlvorrichtung
und im Heizmodus einen Versorgungsbetrieb des Heizelements ermöglicht.
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Man
installiert innerhalb eines zu kühlenden Raums
mehrere Klimatisierungsvorrichtungen und außerhalb des Raums mindestens
eine gemeinsame Kühlvorrichtung
für mindestens
zwei interne Klimatisierungsvorrichtungen.
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Für eine Installation
in einem zuvor mit einer Zentralheizung versehenen Raum kann das
Verfahren eine Ersatzstufe von mindestens einer äußeren Kühlvorrichtung und/oder wenigstens
einer Klimatisierungsvorrichtung umfassen, die keine Entlastungsmittel
wie zuvor beschrieben umfassen, durch jeweils wenigstens ein äußeres Kühlelement und/oder
wenigstens eine Klimatisierungsvorrichtung, die Entlastungsmittel
umfassen.
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Weitere
Gegenstände
und Vorteile der Erfindung werden im Verlauf der Beschreibung unter
Bezugnahme auf die beigefügte
Figuren deutlich, in denen:
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1 ein Prinzipschema einer
herkömmlichen
Zentralheizungsanlage ist;
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1a eine schematische, das
Funktionsprinzip einer Installation mit einer erfindungsgemäßen, an
das Zentralheizungsnetz angeschlossenen Klimatisierungs- und Heizungsvorrichtung
mit in der dargestellten Variante getrennten Heizkörpern und Klimatisierungsgeräten darstellenden
Ansicht ist.
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2 eine schematische Ansicht
gemäß einem
Ausführungsmodus
eines erfindungsgemäßen, mit
der Installation der 1 zusammenwirkenden und
eine Wasserkühl-
oder Kühlvorrichtung
umsetzenden, mit einer ihren zuverlässigen Betrieb auf einer Zentralheizungsinstallation
erlaubenden Vorrichtungsstruktur versehenen Klimatisierungs- und
Heizungssystems ist;
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3 einen anderen Ausführungsmodus
der Erfindung darstellt, eine Installation mit einer Pumpe und einer
automatischen, dem Betrieb des Kühlgerätes gewidmeten
Betriebsvorrichtung;
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4 einen anderen Ausführungsmodus
der Erfindung darstellt, wobei die Installation der 2 darüber
hinaus ein belüftetes,
in die mechanische Kühlvorrichtung
integriertes und im Verhältnis
zu diesem in Serie angeordnetes Kühlelement umfasst;
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5 gemäß einem anderen Ausführungsmodus
der Erfindung die Installation der 3 mit
einem belüfteten,
in die mechanischen Kühlvorrichtungen
integrierten und im Verhältnis
zu diesem in Serie angeordnetem Kühlelement darstellt;
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6 gemäß einem anderen Ausführungsmodus
der Erfindung die Installation der 2 mit
einem belüfteten,
in die mechanische Kühlvorrichtung integrierten
und im Verhältnis
zu diesem parallel angeordneten Kühlelement darstellt;
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7 gemäß einem anderen Ausführungsmodus
der Erfindung die Anlage der 3 mit
einem belüfteten,
in die mechanische Kühlvorrichtung
integrierten und im Verhältnis
zu diesem parallel angeordneten Kühlelement darstellt;
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Die 8 und 9 zwei weitere Ausführungsmodi der Erfindung darstellen.
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In 1 wird eine Struktur A mit
einer herkömmlichen
Zentralheizungsanlage dargestellt.
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Diese
Zentralheizungsinstallation umfasst ein Warmwasserproduktionsmittel,
zum Beispiel einen Heizkessel, eine in das Produktionsmittel integrierte
oder nicht integrierte Warmwasserumlaufvorrichtung, zum Beispiel
eine Pumpe 2, ein Rohrleitungsnetz 3 und Wärmenutzungselemente 4,
wie zum Beispiel Heizkörper,
Konvektor, usw.
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In 2 ist die Struktur A der 1 mit einer Klimatisierungs-
und Heizungsvorrichtung 5 ausgerüstet, umfassend wenigstens
ein Klimatisierungs- und Heizungsgerät 5a, das je nach
Betriebsmodus Wärme
erzeugen oder nutzen kann.
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Jedes
Klimatisierungs- und Heizungsgerät 5a umfasst
einen vom Heizkörper 4 getrennten
oder nicht getrennten Heizkörper 5b.
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1a stellt sie getrennt dar,
um das Funktionsschema des Klimagerätes 5b richtig zu
verstehen. Die anderen Figuren stellen sie in einem Block 5a dar,
um die Figuren nicht zu überladen.
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Der
Heizkessel 1, die Pumpe 2, das Netz 3 und
die Geräte 5a behalten
zum Beispiel im Winter ihre Funktionen bei.
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Das
Heizungsnetz 3 umfasst eine Wasserkühlvorrichtung 6 des
Zentralheizungssystems 3.
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Nun
wird die Funktion der Anlage im Heizmodus beschrieben. Ein mit einem
Umschaltmittel Sommer/Winter versehenes Dreiwegeventil 7,
wie zum Beispiel ein auf der Position Winter platzierter Kontakt,
ist auf einem Weg 8 offen und auf einem Weg 9 geschlossen,
wobei es somit die Kühlvorrichtung 6 des
Wassers des Netzes 3, die nicht in Betrieb ist, vom Warmwassernetz
isoliert.
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Die
Heizanlage arbeitet somit auf herkömmliche Weise.
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Im
Heizungsraum ist der Heizkessel 1 ebenso wie die Pumpe 2 in
Betrieb.
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Trotz
der für
die Klimatisierung im Sommer notwendigen Ausrüstungen ist somit der Betrieb
der Heizung im Winter genau identisch mit dem, was er vorher ohne
diese Ausrüstungen
war.
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Das
Ventil 7 gehört
zu hydraulischen Absperrmitteln des Betriebs der im Folgenden als
Kühlgerät bezeichneten
Kühlvorrichtung 6.
Wärmeleitungs-Unterbrechungsmittel 10,
wie zum Beispiel ein kurzer Rohrleitungsabschnitt aus wärmeleitendem Material,
sind zur Isolierung des Kühlgeräts 6 vorgesehen.
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Zur
Vermeidung der Einfriergefahr des Verdampfers 12 des Kühlgerätes 6 ist
ein Warmwassereinspritzmittel 11 des Netzes 3 vorgesehen.
Dieses Einspritzmittel 11, wie zum Beispiel ein Elektroventil, wird
in Abhängigkeit
einer die Einfriergefahr des Verdampfers 12 darstellenden
Temperatur gesteuert.
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Das
Einspritzen erfolgt mit Unterbrechungen bis zum Erhalt einer korrekten
Temperatur außerhalb des
Einfrierens des Kühlgerätes 6,
wie zum Beispiel +2°C.
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Zur
Verhinderung der Gefahr eines Einspritzens von zuviel Warmwasser
für den
Verdampfer 12, sind die Durchmesser des Einspritzmittels 11 und
seiner Rohrleitung sehr gering. Im Falle des einen kontinuierlichen
unkontrollierten Durchsatz ermöglichen Ausfalls
des Einspritzmittels 11 verhindert man damit die mit dem
Aufheizen des Verdampfers 12 verbundenen Folgen.
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Gemäß weiteren
Ausführungen
kann der Schutz gegen das Einfrieren des Verdampfers durch andere
Mittel erreicht werden, wie zum Beispiel elektrische Anzeigen.
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Da
die Drücke,
die im Falle einer Befeuchtung des Verdampfers 12 mit Warmwasser
erreicht werden können,
sehr hoch sind, wie zum Beispiel 36 bar mit 80°C warmem Wasser und dem Kühlmedium R22,
ist ein Entlastungsmittel 13 des Kühlmediums des Verdampfers 12 zum
Kondensator 14 hin vorgesehen. Dieses Entlastungsmittel 13 erlaubt
die Umgehung oder den „By-Pass" des Kompressors 16.
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Dieses
Entlastungsmittel 13, wie zum Beispiel ein durch eine beim
Niedrigdruck-Druckregler 15 festgestellte Erhöhung des
Drucks gesteuertes Elektroventil ermöglicht einen umso schnelleren Übergang
als der Verdampfer 12 ein im Verhältnis zum Kondensator 14 verringertes
Volumen aufweist.
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Dieses
Entlastungsmittel 13 spielt bei einem Ausfall des Ventils 7,
das eine vollständige
oder teilweise Öffnung
des Wegs 9 im Heizmodus erlauben würde und das einen unerwünschten
Zulauf von unter Druck stehendem Warmwasser zum Verdampfer 12 implizieren
würde,
eine vorrangige Rolle.
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Nun
wird der Betrieb der Anlage im Klimatisierungsmodus beschrieben.
Der Heizkessel 1 ist im Stillstand, während die Pumpe 2 in
Betrieb bleibt.
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Die
Klimatisierungs- und Heizungsvorrichtung 5 ist im Klimatisierungsmodus,
wobei die Klimageräte 5a das
Wasser des Netzes 3 heizen.
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Das
zum Beispiel durch einen auf der Sommerposition platzierten Kontakt
gesteuerte und durch einen somit den Heizkessel 1 für das Netz 3 schließenden Weg 8 geschlossene
Dreiwegeventil 7 ist auf einem Weg 9 offen und
ermöglicht
den Wasserumlauf des Netzes 3 im Kühlgerät 6.
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Das
Dreiwegeventil 7 ist mit einer Sicherheitsvorrichtung ausgerüstet, die
die Öffnung
auf dem Weg 9 sperrt, wenn wenigstens ein Heizkesselbrenner 1 in
Betrieb ist.
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Das
beim Durchgang der Klimatisierungs- und Heizungsvorrichtung 5 geheizte
Wasser läuft
im Netz 3 bis zum Kühlgerät 6 um,
das es in der gewünschten
Temperatur für
den einwandfreien Betrieb der Vorrichtung 5 hält.
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Der
Kühlzyklus
des Kühlgeräts 6 umfasst eine
Kompression oder Primärseite
mithilfe eines Kompressors 16, eine Kondensation beim in
Abhängigkeit
des hohen Drucks 19 durch den Ventilator 17 ventilierten
Kondensator 14, einen niedrigen Druck mithilfe eines Entlastungsgeräts 18 und
ein Verdampfen bei der Primärseite
des durch den Verdampfer 12 gebildeten Wärmetauschers.
Es ist anzumerken, dass das Kühlgerät 6 bei
einem eventuellen Einsatz eines Zentrifugalventilators außen durch
einen Luftkanal verbunden sein kann und sich im Innern des Raums
A befinden.
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Die
Wassertemperatur am Ausgang der Sekundärseite des Verdampfers 12 muss
auf einem Niveau gehalten werden, das den einwandfreien Betrieb
der Klimatisierungs- und Heizungsvorrichtung 5 gewährleistet
und dabei gleichzeitig weder ein Abkühlen noch ein Aufheizen der
die Wärme
nutzenden, im Netz 3 verbliebenen Elemente 3 hervorruft.
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Dieses
Ergebnis wird mit einem Wasser von zum Beispiel 25°C oder variablem
und von der Raumtemperatur des Gebäudes gesteuertem Wasser erreicht.
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Da
die Klimageräte 5a der
Klimatisierungs- und Heizungsvorrichtung 5 mit die Einführung ihres Kondensationswassers
in das Heizungsnetz 3 ermöglichenden Mitteln ausgerüstet werden
können, wird
eine die Behandlung dieses Wassers erlaubende Vorrichtung in das
Kühlgerät 6 integriert.
Da die Flüssigkeiten
nicht komprimierbar sind, wird das unter Druck in das Heizungsnetz 3 eingeführte Kondenswasser
bei einem sekundären
Wasserumlaufkreislauf des Kühlgeräts 6 integriertes
Entlastungsventil 19 zurückgestoßen.
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Dieses
Entlastungsventil 19, dessen Steuerung zum Beispiel druckregulierend
ist, ermöglicht die
Vermeidung von Überdrücken im
Netz 3. In demselben Ausführungstyp kann, da das Einführen von Kondenswasser
in das Heizungsnetz 3 eine spürbare Abweichung seines pH-Wertes
hervorrufen kann, ein Regler 20 für die Aufrechterhaltung des
ph-Wertes in das Kühlgerät 6 eingebaut
werden.
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Zwecks
Vermeidung jeglichen Säuerungsrisikos
des Netzes signalisiert ein Alarm einen eventuellen Ausfall des
Reglers 20 für
die Aufrechterhaltung des ph-Wertes oder die Notwendigkeit der Wiederaufladung
von basischen Elementen, wenn das Niveau erreicht ist.
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Ganz
allgemein umfasst die Vorrichtung 6 Steuermittel 21 und
elektrische Anschlussmittel 22 des Ventilators 17 des
Kondensators 14, des Kompressormotors 16 und hier
der Anschlussmittel 21 an eine Energiequelle S. Diese Quelle
S ist hier das Stromnetz des Raums A.
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Die
Vorrichtung 6 umfasst darüber hinaus in ihren Steuermitteln
eine Sicherheitsanordnung 23. Diese Sicherheitsanordnung 23 sperrt
den Betrieb der Wasserkühlung 6 mittels
die zwingende Abschaltung des Kompressors 16 hervorrufenden
Mitteln, wenn das Dreiwegeventil 7 auf dem Weg 8 offen
ist und/oder wenn wenigstens ein Brenner des Heizkessels 1 im
Betrieb ist.
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3 stellt einen zweiten Ausführungsmodus
betreffend die Verbindung des Kühlgeräts 6 mit dem
Zentralheizungssystem 3 dar. Die verwendete Vorrichtung
erlaubt den Betrieb einer vollständig
dem Betrieb im Klimatisierungsmodus gewidmeten und angepassten Pumpe 24 und
ermöglicht
ein automatisches Umschalten eines Zweiwegeventils 25 Sommer/Winter.
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Das
mit einem Umschaltmittel Sommer/Winter versehene Zweiwegeventil 25,
das im Heizmodus manuell oder automatisch sein kann, wie zum Beispiel
thermostatisch in Abhängigkeit
von der Temperatur des im Netz 3 umlaufenden Wassers, ist
geschlossen, was die Abschaltung der Pumpe 24 hervorruft.
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Diese
Isolierung des Kältegeräts 6 im
Verhältnis
zum Netz 3 wird bei einer Wassertemperatur mit einem Wert
von zum Beispiel über
35°C durchgeführt, was
den Betrieb des Heizkessels 1 anzeigt, wobei das Netz im
Klimatisierungsmodus bei 25°C
gehalten wird. Im Heizungsraum ist das Produktionsmittel 1 in
Betrieb, ebenso wie die einen normalen Betrieb der Heizung im Winter
erlaubende Pumpe 2. Ebenso wie in 2 beschrieben sind Wärmeleitungs-Unterbrechungsmittel 10 vorgesehen,
ein Einspritzmittel 11 erlaubt die Begegnung einer eventuellen
Einfriergefahr des Verdampfers 12, während es ein Entlastungsmittel 13 erlaubt, den
Folgen eines eventuellen Warmwasserzulaufs beim Verdampfer 12 zu
begegnen.
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Im
Klimatisierungsmodus ist das Zweiwegeventil 25 offen, was
das Einschalten der Pumpe 24 hervorruft. Der Heizkessel 1 und
die Pumpe 2 sind abgeschaltet und die Klimatisierungs- und Heizungsvorrichtung 5 ist
im Klimatisierungsmodus.
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Der
Betrieb im Klimatisierungsmodus ist dann absolut identisch mit dem,
der in 2 beschrieben
wird und integriert, falls notwendig, Druckaufrechterhaltungsmittel 19' und Mittel 20 zur
Aufrechterhaltung des ph-Wertes. Eine Sicherheitsanordnung 23 verhindert
die Öffnung
des Ventils 25 und ruft die zwangsläufige Abschaltung des Kompressors 16 unabhängig von
der Wassertemperatur des Niveaus 3 hervorruft, wenn wenigstens
ein Brenner des Heizkessels 1 in Betrieb ist.
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4 stellt einen mit der Anlage
der 2 zusammenwirkenden
Ausführungsmodus
mit einem ventilierten, in die mechanische Kühlvorrichtung integrierten
und im Verhältnis
zu diesem in Serie angeordneten Kühlelement dar.
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Im
Heizungsmodus ist das Dreiwegeventil 7 auf einem Weg 8 offen
und erlaubt einen identischen Betrieb wie den in 2.
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Im
Klimatisierungsmodus ist das Dreiwegeventil 7 auf einem
Weg 9 offen und erlaubt den Umlauf des Mediums des Netzes 3 bis
zu einem Dreiwegeventil 26. Dieses mit einem Umschaltmittel,
wie zum Beispiel einem von der Außentemperatur abhängenden
Thermostat ausgerüstete
Dreiwegeventil 26 erlaubt die Versorgung oder den „By-Pass" einer Batterie 32 mit
Eigenkühlung.
Da das Wasser des Netzes im Klimatisierungsmodus 3 bei
zum Beispiel 25°C
gehalten wird, ist das Dreiwegeventil 26 auf einem Weg 27 offen
und ermöglicht
die Versorgung einer Batterie 32 mit Eigenkühlung bei
Außentemperaturen
von zum Beispiel 25°C.
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Während dieser
Versorgung wird das Wasser des Netzes 3 vollständig oder
teilweise bei der vom Ventilator in Abhängigkeit der Temperatur des Wasserausgangs
derselben ventilierten Batterie 32 mit Eigenkühlung gekühlt.
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Anschließend geht
der mit einer Steuervorrichtung, die zum Beispiel in Abhängigkeit
von der Wasserausgangstemperatur der Batterie 32 thermostatisch
sein kann, ausgerüstete
Kompressor 16 in Betrieb oder nicht. Es ist anzumerken,
dass der Ventilator 17 sich beim Einschalten in Abhängigkeit
von dem beim Kondensator 14 und nicht mehr in Abhängigkeit
der Wasserausgangstemperatur der Batterie 32 aufrechtzuerhaltenden
hohen Druck gesteuert wird, da letztere nur noch eine vorkühlende Rolle spielt.
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Bei
höheren
Außentemperaturen,
zum Beispiel bei 25°C,
wird das Dreiwegeventil auf einem Weg 28 geöffnet und
auf einem Weg 27 geschlossen, was den By-Pass der Batterie 32 mit
Eigenkühlung erlaubt,
die bei diesen Außentemperaturen
ein Aufheizen des Mediums hervorrufen würde, wenn sie in Betrieb bleiben
würde.
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In
diesem Fall wird die Aufrechterhaltung der Temperatur des Mediums
des Netzes 3 ausschließlich
durch den Kompressor 16 gewährleistet, der den Ventilator 17 in
Abhängigkeit
von der Kondensationstemperatur steuert. Anschließend ist
der Betrieb im Klimatisierungsmodus vollkommen identisch mit dem in
der Beschreibung der 2 vorgestellten
Betrieb. Anzumerken ist in diesem Ausführungsmodus das Vorhandensein
eines das eventuelle unbeschadete Einführen von Warmwasser bei der
Kühlung 6 erlaubende
Dreiwegeventils 29, was durch eine Öffnung oder ein Leck des Wegs 29 des
Dreiwegeventils 7 im Heizungsmodus erfolgen kann. Dieses
Dreiwegeventil 29 ist mit einem Umschaltmittel, wie zum
Beispiel einer oberstromig angebrachten thermostatischen Blase versehen,
die sich auf dem Weg 31 öffnen kann, wenn die Temperatur
des Mediums zum Beispiel über
45°C steigt.
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Somit
wird, da die Öffnung
des Weges 31 den By-Pass des Verdampfers 12 erlaubt,
keine zu große
Druckerhöhung
beim Kühlkreislauf
des Kühlgerätes 6 hervorgerufen,
wobei eine Wassertemperatur von 45°C zum Beispiel 17 bar am R22
entspricht.
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Da
die Temperatur des Mediums im Normalbetrieb unter 45°C liegt,
ist das Dreiwegeventil 29 auf einem Weg 30 offen
und erlaubt den Durchgang des Mediums im Verdampfer 12.
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Die
durch das Dreiwegeventil 29 dargestellte Vorrichtung weist
denselben Zweck auf wie das Entlastungsventil 13 und kann
im Verhältnis
zu diesem in Verbindung mit oder unabhängig von ihm eingesetzt werden.
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Das
Dreiwegeventil 29 kann insbesondere auf dieselbe Weise
wie in den 2 und 3 verwendet werden.
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5 stellt einen mit der Anlage
der 3 zusammenwirkenden
Ausführungsmodus
mit einer belüfteten,
in die mechanische Kühlvorrichtung
integrierten und im Verhältnis
zu dieser in Serie angeordneten Kühlvorrichtung dar.
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Im
Heizmodus ist der Betrieb identisch mit dem in 3 beschriebenen Betrieb.
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Im
Klimatisierungsmodus ist der Betrieb identisch mit dem in 3 beschriebenen Betrieb, was
den Einsatz des Verdampfers 12 anbelangt. Der Verdampfer
der Batterie 32 mit ein vollständiges oder teilweises Abkühlen des
Mediums des Netzes 3 in Zusammenwirken mit dem Verdampfer 12 erlaubender
Eigenkühlung
entspricht der Beschreibung der 4. Dasselbe
gilt hinsichtlich des By-Pass-Dreiwegeventils 29 des Wärmetauschers 12.
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Gemäß 8, die den Fall darstellt,
in dem eine Kältequelle
verfügbar
ist, kann das Kühlsystem 6 durch
einen mit dem Heizungsnetz durch ein Dreiwegeventil 7 verbundenen
Wärmetauscher 49 gemäß demselben
Modus wie in 2 ersetzt
werden. Ein Dreiwegemischventil 50 erlaubt die Aufrechterhaltung
des Heizungsnetzes bei 25°C
durch Verteilung seines Eingangsdurchsatzes auf die Ausgänge 51 und 52.
Ebenso sind ein Entlastungsventil 19 und ein Regler 20 für die Aufrechterhaltung
des ph-Wertes vorgesehen.
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9 stellt einen anderen Ausführungsmodus
hinsichtlich der Verbindung des Wärmetauschers 49 mit
dem Heizungsnetz dar. Die verwendete Vorrichtung erlaubt auf dieselbe
weise wie in 3 den Einsatz
einer vollständig
dem Betrieb im Klimatisierungsmodus gewidmeten und angepassten Pumpe 24 und
den Erhalt des automatischen Umschaltens eines Zweiwegeventils 25 Sommer/Winter.
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Der
Betrieb des Kältegerätes 6 wurde
beschrieben. Nunmehr wird der der Klimageräte 5a und des By-Pass-Systems
beschrieben, das integriert werden kann.
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Im
Heizungsmodus ist der Ausgang des Heizkörpers 4 zu einem Weg 33 ausgerichtet,
während
ein Weg 34 eines Dreiwegeventils 35 geschlossen
ist.
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Eine
Position des Ventils 35 ermöglicht es, dass der Ausgang
des Elements 4 durch die Kanalisation 36 in das
Netz 3 zurückkehrt,
wobei das Klimagerät 5b nicht
in Betrieb ist.
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Wärmeleitungs-Unterbrechungsmittel 37 ermöglichen
die Isolation eines Kondensators 38 im Klimagerät 5b vom
Warmwassernetz 3.
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Dieser
Kondensator 38 umfasst eine Primärseite 39 und eine
mit dem Netz 3 verbundene Sekundärseite 40.
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Die
Wärmeleitungs-Unterbrechungsmittel 37 können hier
sehr einfach sein, zum Beispiel ein kurzer Rohrleitungsabschnitt
aus wenig wärmeleitfähigem Material,
denn in diesem Betriebsmodus läuft das
Wasser nicht im Kondensator 38 um.
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Die
Heizungsanlage arbeitet auf herkömmliche
Weise. Im Heizungsraum ist der Heizkessel 1 ebenso in Betrieb
wie die Pumpe 2.
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Das
Dreiwegeventil 7 ist auf dem Weg 8 geöffnet und
auf dem Weg 9 geschlossen, wobei somit das Kühlgerät 6 des
Wassers des Netzes 3, das nicht in Betrieb ist, vom Warmwassernetz
isoliert wird.
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Im
Klimatisierungsmodus ist der Heizkesser 1 abgeschaltet.
Das Klimagerät 5b ist
in Betrieb.
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Ein
Verdampfer 41 im Klimagerät 5b kühlt die durch
einen Ventilator 42 ventilierte Raumluft des Raums A ab.
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Der
Kühlzyklus
ist mit einer Druckerhöhung der
Primärseite
mithilfe eines Kompressors 43, einer Kondensation der Primärseite 39 des
durch den Kondensator 38 gebildeten Wärmetauschers, einer Drucksenkung
mithilfe eines Druckmindererventils, wie zum Beispiel einer Kapillare 44 und
erneuter Verdampfung im Verdampfer 41 herkömmlich.
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Das
an der Sekundärseite 40 umlaufende Wasser
des Kondensators 38 wird durch das Zentralheizungsnetz 3 vehikuliert.
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Dieses
wie im Heizungsmodus aus dem Ausgang des Heizkörpers 4 stammende
Wasser wird durch das auf dem Weg 33 geschlossene und auf dem
Weg 34 geöffnete
Dreiwegeventil 35 zum Kondensator 38 geleitet.
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Das
Wasser am Ausgang des Klimagerätes 5b fließt die Kanalisation 36 zum äußeren Kühlgerät 6 durch
das Dreiwegeventil 7 entlang, dessen Weg 8 geschlossen
ist und dessen Weg 9 geöffnet
ist, wobei die Pumpe 2 in Betrieb ist.
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Da
sich das Wasser beim Durchgang im Kondensator 38 aufheizt,
erlaubt das Kühlgerät 8 die Beibehaltung
des Wassers des Netzes 3 bei der für die Kondensatoren 38 gewünschten
Temperatur.
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Das
Abkühlen
der Raumluft beim Durchgang auf dem Verdampfer 41 ruft
die Kondensation hervor, und das somit durch einen Sammler 45 aufgefangene
Wasser muss ausgetragen werden. Das kann auf klassische Weise per
Schwerkraft, durch Abfließen
in kleinen elastischen oder steifen, leicht in der Fußbodenleiste
zu verlegenden Rohrleitungen erfolgen. Dieses Kondenswasser kann
durch Einführen
unter Druck in das Heizungsnetz 3 mittels einer Pumpe 46 und
einem Rückschlagventil 47 ausgetragen
werden.
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Ein „By-Pass"-System kann realisiert
werden, um die Folgen des Warmwasserzulaufs unter Druck in die Kondensatoren 38 der
Klimageräte 5a zu vermeiden.
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Ein
Entlastungsventil 48 des Mediums des Kondensators 38 zum
Verdampfer 41 ist für
jedes Klimagerät 5b unter
Umgehung des Druckminderventils 44 vorgesehen.