DE7715448U1

DE7715448U1 - Insulating cell for heat pumps, heat accumulators and hot water boilers in central heating systems

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Publication number: DE7715448U1
Application number: DE7715448U
Authority: DE
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Publication date: 1978-10-19

Description

Erich Gross 10.5.1977Erich Gross May 10, 1977

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2entralhelzungsanlage2 central heating system

Die Erfindung bezieht sich auf Zentralhelzungsanlagen wie sie in Wohnhäusern oder gewerblich genützten Häusern vorhanden sind. Derartige Heizungsanlagen bestehen aus einem Wärmeentwickler in Form einer Wärmepumpe oder eines mit festem, flüssigem oder gasförmigem Brennstoff betriebenen Heizkessels oder es wird Elektrizität meist in Zusammenhang mit einem Nachtspeicher als Energiequelle verwendet. In allen Fällen ist man bemüht, eine möglichst große Leistungsziffer zu erreichen und damit Energie zu sparen. The invention relates to central heating systems as in Residential or commercial houses are available. Such heating systems consist of a heat generator in the form a heat pump or a heating boiler operated with solid, liquid or gaseous fuel or it is usually electricity used in connection with a night storage system as an energy source. In all cases, efforts are made to achieve the highest possible performance figure and thus to save energy.

Hauptproblem hierbei sind die relativ großen Wärmeverluste. Genaue Messungen der Wärmeverluste bei Heizungsanlagen haben ergeben, daß nicht die Rauchgase oder schlechter Kesselwirkungsgrad den entscheidenden Faktor der Wärmeverluste darstellen, sondern vielmehr die innerhalb eines Heizraumes installierten und aus technischen Gründen nicht isolierbaren Umfangsflächen des Wärmeentwicklers, Rohrverbindungen, Armaturen, Regelorgane usw.The main problem here is the relatively large heat losses. Exact Measurements of the heat losses in heating systems have shown that it is not the flue gases or poor boiler efficiency that are decisive Represent the factor of heat losses, but rather those installed within a boiler room and from technical ones Reasons for circumferential surfaces of the heat generator that cannot be isolated, pipe connections, fittings, control elements, etc.

In der Praxis gesammelte Erfahrungswerte sowie eigens hierfür unternommene Messungen ergaben, daß innerhalb eines Heizraumes durch die Tatsache des unisolierten Zustandes der schon erwähnten Anlagenteile, die Energieverluste durch Abstrahlung und Konvektion z.T. 30 $> und mehr ausmachen.Experience gathered in practice as well as measurements taken specifically for this purpose have shown that the energy losses due to radiation and convection within a boiler room can sometimes amount to $ 30 and more due to the fact that the parts of the plant already mentioned are in a non-insulated state.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu treffen, bei der die Wärmeverluste auf ein Minimum reduziert werden.The object of the invention is to find an arrangement in which the heat losses are reduced to a minimum.

Erfindungsgemäß ist bei einer Zentralheizungsanlage für Wohnhäuser oder gewerblich benutzte Häuser der Wärmeent®iekler in Form einer Wärmepumpeoder eines Heizkessels für festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoff sowie vorhandene Wärmespeicher und Warmwasserboiler einschließlich der zugehörigen Armaturen in einem wärmeisolierten Raum untergebracht, der aus einer selbsttragendenAccording to the invention in a central heating system for residential houses or commercially used houses of the Wärmeent®iekler in the form of a Heat pump or a boiler for solid, liquid or gaseous Fuel as well as existing heat storage and hot water boiler including the associated fittings in a heat-insulated Room housed from a self-supporting

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Konstruktion aus Isolierstoff besteht. Es ist möglich sowohl ein Stahlskelett zu verwenden, an dem die Isolierung in Form von Steinwolle befestigt wird oder den Aufbau mit Betonplatten vorzunehmen, die Isolierschichten (Sandwichverfahren) enthalten.Construction consists of insulating material. It is possible to use both a steel frame, on which the insulation in the form of Rock wool is attached or the structure is made with concrete slabs that contain insulating layers (sandwich method).

Das hierbei verwendete Material weist einen KWert von 0,17 kcal/qm.h.°C auf. Die Zelle kommt zerlegt, vormontiert zur Baustelle und wird dort nach dem Baukastenprinzip aufgestellt. Je nach den örtlichen Voraussetzungen kann die Zelle fix und fertig im Werk montiert (als kompl. Heizzentrale) angeliefert werden.The material used here has a K value of 0.17 kcal / qm.h. ° C. The cell comes to the construction site dismantled, pre-assembled and is set up there according to the modular principle. Ever Depending on the local requirements, the cell can be delivered fully assembled in the factory (as a complete heating center).

Beim Einsatz einer Wärmepumpe für Heizung und Warmwasserbereitung in Mono- oder Bivalenter Ausführung, erübrigt sich das Abisolieren des Speicherbehälters sowie der Wärmepumpe. Dies ermöglicht bei der Wärmepumpe eine adiabatische Verdichtung.When using a heat pump for heating and hot water preparation in a mono- or bivalent version, there is no need to strip the insulation the storage tank and the heat pump. This enables adiabatic compression in the heat pump.

Die bisher erheblichen Wärme- und Leitungsverluste an der gesamten Anlage entfallen, da im Gegensatz der herkömmlichen Bauweise Wärmepumpe und Speicher zusammenliegen.The previously considerable heat and conduction losses on the entire There is no system because, in contrast to the conventional design, the heat pump and storage tank are located together.

Als weiterer entscheidender Vorteil gilt die Tatsache, daß künftig wieder "offene Maschinen" verwendet werden können. Ebenfalls erübrigt sich, wie bisher erforderlich, eine ölsumpfheizung, da die Heizzelle immer eine Temperatur von über 50⁰C aufweist, d.h. die Temperatur am Kompressor ist immer größer als die Außentemperatur bei dem Verdampfer. Eine Kondensierung des Kältemittels ist vollkommen ausgeschlossen, ebenso eine Zerstörung des Kompressors durch Flüssigkeitsschläge.Another decisive advantage is the fact that "open machines" can be used again in the future. Also unnecessary, as previously required, a sump heater because the heating cell always has a temperature of about 50 ⁰ C, the temperature that the compressor is always higher than the outdoor temperature at the evaporator. A condensation of the refrigerant is completely excluded, as is the destruction of the compressor by liquid hammer.

Durch diese KonstrejÖfeLon der Heizzelle ist es, wie sohon erwähnt, erstmals wieder möglich, Wärmepumpen offener Bauart einzusetzen. Bisher war es aus technischen Gründen nicht möglich, den Kompressor abzuisolieren. Somit ging das gesamte Energieäquivalent der elektrischen Antriebsenergie verloren. Dieser unvermeidliche Umstand ist natürlich bei der uns bekannten Energiesituation nicht zu vertreten. Bei der Wärmezelle jedoch wird dieser Energie-Because of this construction of the heating cell it is, as sohon mentioned, For the first time it is possible to use open-type heat pumps again. Up to now it was not possible to use the compressor for technical reasons stripping. Thus, the entire energy equivalent of the electrical drive energy was lost. This inevitable Of course, this cannot be justified in the energy situation we are familiar with. In the case of the heat cell, however, this energy

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anteil als Nutz- und nicht als Verlustenergie verbucht, da dieses Energiepotential direkt an die Umgebungsluft innerhalb der "Wärmezelle" abgegeben wird.share is booked as useful energy and not as lost energy, since this energy potential is directly transferred to the ambient air within the "Heat cell" is released.

Bei einer relativ großen Heizzentrale, die einen Wärmeaustauscher uwt mehrere wahlweise betriebenen Wärraeentwiekler enthält, kann der Raum begehbar gemacht werden. Bei kleineren Heizzentralen genügt es, einen isolierten Kasten über die Teile der Heizzentrale e&nschlleßlich ihrer Armaturen zu stülpen.With a relatively large heating center that has a heat exchanger uwt contains several optionally operated Wärraeentwiekler, can the room can be made accessible. In the case of smaller heating systems, it is sufficient to put an insulated box over the parts of the heating system including your fittings.

Eine weitere Einsparung an Wärmeverlusten wird erreicht, wenn der Kondensator der Wärmepumpe aus den Heizkörpern gebildet wird. ,A further saving in heat losses is achieved if the condenser of the heat pump is formed from the radiators. ,

Bislang wurde die mit Hilfe einer Wärmepumpe gewonnene Energie ;So far, the energy obtained with the help of a heat pump;

über einen Kondensator an das Gebrauchswarmwasser oder Heizungs- !via a condenser to the domestic hot water or heating!

wasser indirekt abgegeben. Ea war somit eine zweite Austausch- ; fläche zur Energieübertagung erforderlich· Bei dem neuen Systemwater released indirectly. Ea was thus a second exchange; area required for energy transmission · With the new system

übernimmt nun der Radiator die Punktion der sog. AustSBsohfläche, jthe radiator now takes over the puncture of the so-called AustSB sole surface, j

d.h. der Aufbauradiator wird zum Kondensator. Im Prinzip gilt ji.e. the body radiator becomes a condenser. In principle, j

dies auch bei Verwendung von Rohrschlangen im Fußboden als Heizfläche. This also applies to the use of pipe coils in the floor as a heating surface.

Der Effekt ist der - Einsparung der "zweiten Austauschfläche". Erreicht wird eine erhöhte Leistung der Wärmepumpe·The effect is that - saving the "second exchange surface". An increased output of the heat pump is achieved

Um dabei eine höhere Viassertemperatur als die Kondensationstemperatur zu erreichen, wird die Heizgastemperatur über einen Doppelmantel an das Heizwasser abgeführt.In order to achieve a higher viasser temperature than the condensation temperature To achieve this, the heating gas temperature is dissipated to the heating water via a double jacket.

Die Erfindung wird mehr in Einzelheiten anhand der Figuren 1 bis 5 beschrieben, von denen Figur 1 und 2 Ausführungsbeispiele für den Gegenstand der Erfindung und Figur 3 die Lage des erfindungsgemäßen wärmeisolierten Raumes innerhalb des Hauses zeigen.The invention is described in more detail with reference to Figures 1 to 5, of which Figures 1 and 2 are exemplary embodiments the subject matter of the invention and Figure 3 the location of the invention show thermally insulated space within the house.

Die iit Figur 1 schematisch dargestellte Zentralheizungsanlage wird von einer Wärmepumpe 1 betrieben. Ihr Kompressor 2 ist in einem begehbaren aus einer wärmeisolierenden Schicht 5 gebildetenThe central heating system shown schematically in FIG is operated by a heat pump 1. Your compressor 2 is formed in a walk-in from a heat-insulating layer 5

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Raum 4 untergebracht. Dieser Raum enthält ferner den Doppelmantelboiler 5_f der zur Erzeugung von Gebrauohswasser dient. In ihm kann das von dem außerhalb des wärmeisolierten Raumes in der Luft oder im Wasser untergebrachten Verdampfern über die Saugleitung 6 vom Kompressor angesaugte Sauggas überhitzt werden. Das überhitzte Druckgas gibt dann im Wärmeaustauscher eine Wärmeenergie an das Gebrauchswasser ab, die etwa der im Kompressor gesteckten elektrischen Energie entspricht. Die Leitungsführung ist dann so, daß die Heizkörper in Form von Radiatoren oder Fußbodenheizschlangen als Kondensator wirken. Auf diese Weise x^erden Verluste in einem zusätzlichen Wärmeaustauscher vermieden. Die Verteilerarmaturenlfür den Vorlauf und 8 für den Rücklauf befinden sich auch in dem wärmeisolierten Raum 4. Die Leitungsführung zu den Radiatoren erfolgt vorzugsweise im Fußboden, um Wärmeverluste wieder der Raumheizung zugute kommen zu lassen.Room 4 housed. This room also contains the double jacket boiler 5 _f which is used to generate used water. The suction gas drawn in by the compressor via the suction line 6 from the evaporators housed outside the heat-insulated space in the air or in the water can be overheated in it. In the heat exchanger, the overheated pressurized gas then gives off thermal energy to the service water that roughly corresponds to the electrical energy in the compressor. The wiring is then such that the radiators in the form of radiators or underfloor heating coils act as condensers. In this way, losses in an additional heat exchanger are avoided. The distribution fittings for the flow and 8 for the return are also located in the heat-insulated room 4. The cables to the radiators are preferably routed in the floor in order to allow the heating of the room to benefit from heat losses.

Keines der in dem wärmeisolierten Raum befindlichen Bauteile ist zusätzlich wärmeisoliert. Alle von ihnen abgegebene Wärme bleibt zunächst in dem wärmeisolierten Baum. Dessen Temperatur steigt geringfügig über die Kondensationstemperatur. Wärmeverluste, die auch bei bester Isolierung auftreten können, kommen der Heizung des Hauses zugute, wenn der wärmeisolierte Raum an zentraler Stelle des Hauses untergebracht ist, wie dies in Abbildung j5 schematisch dargestellt ist.None of the components located in the thermally insulated room is additionally thermally insulated. All the heat given off by them remains first in the thermally insulated tree. Its temperature rises slightly above the condensation temperature. Heat losses that Even with the best insulation, the heating of the house benefits if the thermally insulated room is more central Place of the house is housed, as shown schematically in Figure j5.

Alle Bauteile, die zur Heizzentrale gehören einschließlich aller Armaturen sind für Reparaturen leicht zugänglich. Das mühsame Entfernen von Rohrisolierungen zur Durchführung von Reparaturen und nachträgliche Wiederanbringen der Isolierungen entfällt. Bei den Kompressoren der Wärmepumpen entfällt überdies die sonst meist erforderliche Heizung für den ölsumpf.All components that belong to the heating system, including all fittings, are easily accessible for repairs. The tedious Removal of pipe insulation to carry out repairs and subsequent reapplication of the insulation is not necessary. at In addition, the compressors of the heat pumps do not have the heating that is usually required for the oil sump.

Eine dem Aufbau nach Figur 1 ähnliche Anordnung zeigt Figur 2, bei der in dem wärmeisolierten Raum 4 zusätzlich zu der Wärmepumpe 1 noch ein Heizkessel 9 untergebracht ist, der mit Gas oder flüssigen Brennstoff betrieben wird. Dieser Heizkessel wirdAn arrangement similar to the structure according to FIG. 1 is shown in FIG. 2, in which in the heat-insulated space 4 in addition to the heat pump 1 still a boiler 9 is housed, which is operated with gas or liquid fuel. This boiler will

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dann zusätzlich in Betrieb genommen, wenn die Wärmeleistung der Wärmepumpe einmal nicht ausreicht. Der wärmeisolierte Raum 4 muß dann eine zusätzliche öffnung zur Durchführung des Kaminrohres haben.then also put into operation if the heat output of the heat pump is not sufficient. The thermally insulated room 4 an additional opening must then be made to pass through the chimney pipe to have.

Wenn die Heizzentrale im wesentlichen nur aus dem Kompressor der Wärmepumpe mit den zugehörigen Armaturen besteht, so ist es mitunter nicht erforderlich, einen begehbaren wärmeisolierten Raum vorzusehen, sondern es genügt, wenn der Raum die Größe der Wärmepumpe hat und aus einem wärmeisolierten Kasten besteht, der über den Kompressor gestülpt wird.If the heating system consists essentially only of the compressor of the heat pump with the associated fittings, so it is Sometimes it is not necessary to provide a walk-in, thermally insulated room, but it is sufficient if the room is the size of the Has a heat pump and consists of a thermally insulated box that is placed over the compressor.

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Claims

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Gi 77 15 448.4 June 25, 1978

Claim to protection

Insulating cell for heat pumps, heat accumulators and hot water boilers of central heating systems ^> characterized in that it is accessible and from one self-supporting construction with insulating material.

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