EP3099983A1 - Wärmepumpe - Google Patents

Wärmepumpe

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EP3099983A1
EP3099983A1 EP15705178.0A EP15705178A EP3099983A1 EP 3099983 A1 EP3099983 A1 EP 3099983A1 EP 15705178 A EP15705178 A EP 15705178A EP 3099983 A1 EP3099983 A1 EP 3099983A1
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EP
European Patent Office
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heat pump
housing
ambient air
pump according
flow
Prior art date
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EP15705178.0A
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EP3099983B1 (de
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Markus IMMEL
Hans-Christian KOWALEWSKI
Willi Pauls
Andreas BÜHRING
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Viessmann Werke GmbH and Co KG
Original Assignee
Viessmann Werke GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP3099983B1 publication Critical patent/EP3099983B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/24—Means for preventing or suppressing noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12—Heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/07—Details of compressors or related parts
    • F25B2400/071—Compressor mounted in a housing in which a condenser is integrated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/12—Sound

Definitions

  • the invention relates to a heat pump, in particular a 5 air-water heat pump, according to the preamble of patent claim 1.
  • This heat pump consists of a housing through which the ambient air flows, a flow guide arranged in the housing for the ambient air, and a heat pump component which is associated with the ambient air and interacts with the flow of air and which is associated with the flow.
  • This heat pump serves, as the term air-water heat pump expresses, to transfer the heat present in the ambient air to a liquid heat transfer medium, in particular heating circuit water of a building. When used in reverse, the heat pump can also be used to cool the building.
  • ambient air is to be understood here and also in the inventive solution to be explained, the air surrounding the heat pump, so for example tempera- 25 tur divided weather-dependent fresh air outside a building.
  • heat pump component is quoted in the
  • heat pump component ultimately refers to all possible, but ultimately at least one sound-emitting component of a heat pump.
  • the ambient air flows through an inlet opening on the right side of the housing in the heat pump. It then flows upwards via a flow guide, there to a sound-emitting component (a fan associated with a heat exchanger) and from there again via a flow guide or down to one
  • a sound-emitting component a fan associated with a heat exchanger
  • the invention has for its object to improve a heat pump of the type mentioned. In particular, a 20 even quieter heat pump is to be created.
  • housing the heat pump component is formed on its vertical sides like a coat enclosing. 30
  • the housing in this solution is evidently cuboid, ie the flow guide for the ambient air or the inlet and outlet openings for the ambient air are provided only on two sides of the housing, in Figure 1 5 left and right. There is no flow guidance at the front and rear sides lying parallel to the plane of the drawing, ie emitted sound is transferred more easily to the outer walls of the housing on these sides than in the area of the
  • sheath current is borrowed from the engine technology, in which
  • Such a core stream is not necessarily present in the heat pump according to the invention, but it is essential that the
  • the sheath current can be based on a vertical axis of the
  • Housing be more or less exactly rotationally symmetric:
  • the housing has a cylindrical shape, the result is, in principle, a very well-balanced rotational symmetry. If, on the other hand, the housing is of three or polygonal cross-section, for example, give approximately three or more flow segments that are approximately symmetrical to each other (in the examples mentioned C 3 - or Cn-symmetric), which of course ultimately possible
  • this selectively extends from an inlet opening on the housing to the heat pump component or from the heat pump component to an outlet opening on the housing or even from said inlet opening to said outlet opening. If, for example, the inlet opening should be provided only at a peripheral location of the housing, then the flow guide will ultimately start at the point at which the inlet opening should be provided only at a peripheral location of the housing, then the flow guide will ultimately start at the point at which the inlet opening should be provided only at a peripheral location of the housing, then the flow guide will ultimately start at the point at which the
  • FIG. 3 is a side view of the heat pump according to FIG. 2; 10
  • FIG. 4 is a sectional view of the heat pump according to FIG.
  • FIG. 5 is a sectional view of the heat pump according to FIG.
  • FIG. 6 is a sectional view of the heat pump according to FIG. 15
  • FIG. 7 is a sectional view of the heat pump according to FIG.
  • the heat pump according to the invention which is provided for installation outdoors (ie outside a building) and formed, first on the basis of their representational
  • Flow guide 2 associated with the ambient air change sellibraryden, also arranged in the housing 1 and sound-emitting heat pump component 3 consist.
  • an inlet and / or outlet opening 2.1, 2.2 connected to the flow guide 2 is provided for removing the ambient air.
  • the inlet and / or the outlet opening 2.1, 2.2 is or are designed to be closed with an air-permeable sieve element 12.
  • Heat pump is now that the flow guide 2 for forming a sheath flow of the ambient air in the housing 1, the heat pump component 15 is formed on its vertical sides like a jacket enclosing.
  • Heat exchanger 4 comprises, coming back, it is provided that this heat exchanger 4 enclosed by the sheath flow of ambient air and preferably as a hand on the ambient 5 air and on the other hand is formed by a louvered lamella heat exchanger.
  • the heat pump component 3 comprises in a known per se a preferably electric motor operated fan 10, which in contrast to the solution according to Figure 1 in the inventive solution has a vertically oriented axis of rotation and is flowed through from top to bottom.
  • the housing 1 seen in horizontal cross-section optionally triangular, square, five or more than pentagonal or round, particularly preferably - see the embodiment of Figure 2 to 7 - circular 20 round, is formed.
  • Flow guide 2 optionally from the inlet port 2.1 on the housing 1 to the heat pump component 3, from the heat pump 25 component 3 to the outlet port 2.2 on the housing 1 or (at least in sections) from the inlet port 2.1 to
  • Outlet opening 2.2 extends is formed.
  • inlet and / or outlet opening 2.1, 2.2 is / are arranged distributed over one or the circumference of the housing 1.
  • inlet and / or outlet opening 2.1, 2.2 is / are arranged distributed over one or the circumference of the housing 1.
  • the openings are therefore in principle in the area of a
  • Cylinder ring In the case of a cross-sectionally polygonal housing 1, corresponding edges are produced in the surfaces for the openings, whereby webs or the like between the openings can in principle also be provided.
  • the housing is particularly preferred that the housing
  • the first housing section 1 has an upper and a lower housing section 1.1, 1.2.
  • an upper jacket channel 2.3 (with a vertically oriented main axis) for supplying the ambient air
  • a lower jacket channel 2.4 also with a vertically oriented main axis provided for discharging the ambient air.
  • the inlet opening 15 2.1 at the upper housing section 1.1 and the outlet opening 2.2 is arranged around the lower housing section 1.2.
  • the heat exchanger 4 is arranged in the upper housing section 1.1, which is particularly preferably designed as annular cylinder with 20 vertically oriented main axis or in the horizontal cross-section annular.
  • the heat exchanger 4 is furthermore delimiting a first inner space 9 and preferably for, in particular, horizontal guidance of the ambient air from the jacket flow into this first
  • the already mentioned fan 5 is associated with the first interior 9 of the heat exchanger 4, and particularly preferably as shown, at the housing bottom end of the annular cylinder. Furthermore, it is provided that the fan 5 downstream either a preferably on the lower jacket channel 2.4 ausmündende, preferably formed of a sound-insulating material, in particular polystyrene, formed conical or pyramid-shaped 5 flow deflection 6. Their tip is particularly preferably formed with an axis of rotation of the fan 5 in alignment.
  • a support frame 7 for the heat pump components such as compressors, heat exchangers, etc. are arranged on the particular housing outer shells 8 are fixed and preferably seen in the horizontal cross-section (see in particular Figure 4 to 7) rectangular, in particular square, 20 is formed.
  • the flow deflection 2.5, 2.6 optionally (ie depending on the flow direction, which will be explained in more detail) for deflecting the ambient air from horizontal to vertical or vice versa.
  • the material used for the flow deflection 2.5, 2.6 is particularly preferably a sound-insulating material, in particular polystyrene.
  • the heat pump according to the invention works as follows:
  • the ambient air located in the jacket channel 2.3 and surrounding both the heat exchanger 4 and the fan 5 flows next after another deflection horizontally through the heat exchanger 4 in the (first) interior
  • the intended transfer of heat takes place, either from the ambient air to a heat exchanger 4 flowing through the refrigerant (so-called heating) or from this to 25, the air flowing through (so-called cooling operation).
  • the heat exchanger 4 is connected to the refrigerant side via a non-illustrated cooling circuit with the other typical components of a heat pump, so for example 30 game with a compressor, a throttle element and another heat exchanger for heat transfer, for example to a heating circuit of a building.
  • the components mentioned are preferably arranged in the second interior 10 and also, as already explained, enclosed by one or the jacket channel 2.4 for the ambient air to be discharged.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe, umfassend ein von Umgebungsluft durchstromtes Gehäuse (1), eine im Gehäuse (1) angeordnete Strömungsführung (2) für die Umgebungsluft und eine der Strömungsführung (2) zugeordnete, mit der Umgebungsluft wechselwirkende und schallemittierende Wärmepumpenkomponente (3). Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die Strömungsführung (2) zur Ausbildung eines Mantelstroms der Umgebungsluft im Gehäuse (1) die Wärmepumpenkomponente (3) an ihren Vertikalseiten mantelartig umschließend ausgebildet ist.

Description

ärmepumpe
Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe, insbesondere eine 5 Luft-Wasser-Wärmepumpe, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Wärmepumpe der eingangs genannten Art ist auf der Internetseite http://www.laermorama.ch/m5_krachmacher/energiean- 10 lagen_w.html offenbart und in Figur 1 nochmals dargestellt.
Diese Wärmepumpe besteht aus einem von Umgebungsluft durchströmten Gehäuse, einer im Gehäuse angeordnete Strömungsführung für die Umgebungsluft und einer der Strömungsführung zugeordneten, mit der Umgebungsluft wechselwirkenden und schall- 15 emittierenden Wärmepumpenkomponente. Diese Wärmepumpe dient, wie auch die Bezeichnung Luft-Wasser-Wärmepumpe zum Ausdruck bringt, dazu, die in der Umgebungsluft vorhandene Wärme auf ein flüssiges Wärmeträgermedium, insbesondere Heizkreiswasser eines Gebäudes, zu übertragen. Umgekehrt eingesetzt, kann die 20 Wärmepumpe auch zum Kühlen des Gebäudes verwendet werden.
Unter dem Begriff "Umgebungsluft" ist dabei und auch bei der noch zu erläuternden erfindungsgemäßen Lösung die Luft zu verstehen, die die Wärmepumpe umgibt, also zum Beispiel tempera- 25 turmäßig wetterabhängige Frischluft außerhalb eines Gebäudes.
Unter dem Begriff "Wärmepumpenkomponente" ist beim zitierten
Stand der Technik und auch bei der noch zu erläuternden erfindungsgemäßen Lösung insbesondere ein einem Wärmeübertrager zu- 30 geordneter Ventilator zu verstehen. Dieser emittiert einerseits aufgrund seines elektromotorischen Antriebs, anderer- seits aber auch beim Zusammentreffen der Umgebungsluft mit den
Ventilatorschaufelblättern Schall. Als Wärmepumpenkomponente kommt beim zitierten Stand der Technik und auch bei der noch zu erläuternden erfindungsgemäßen Lösung aber auch der Kompressor bzw. der Verdichter, der Verdampfer oder auch Ventile 5 der Wärmepumpe in Betracht, d. h. der Begriff "Wärmepumpenkomponente" bezieht sich letztlich auf alle möglichen, letztlich aber mindestens eine schallemittierende Komponente einer Wärmepumpe .
10
Bei der eingangs genannten Wärmepumpe strömt die Umgebungsluft über eine Einlassöffnung auf der rechten Seite des Gehäuses in die Wärmepumpe. Sie strömt dann über eine Strömungsführung nach oben, dort zu einer schallemittierenden Komponente (einem einem Wärmeübertrager zugeordneten Ventilator) und von dort 15 wieder über eine bzw. die Strömungsführung nach unten zu einer
Auslassöffnung am Gehäuse.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmepumpe der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll eine 20 noch leisere Wärmepumpe geschaffen werden.
Diese Aufgabe ist mit einer Wärmepumpe der eingangs genannten
Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. 25
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass die Strömungsführung zur Ausbildung eines Mantelstroms der Umgebungsluft im
Gehäuse die Wärmepumpenkomponente an ihren Vertikalseiten mantelartig umschließend ausgebildet ist. 30 Wie der Fachmann beim zitierten Stand der Technik erkennen kann, ist das Gehäuse bei dieser Lösung offenbar quaderförmig ausgebildet, d. h. die Strömungsführung für die Umgebungsluft ist bzw. die Ein- und Auslassöffnungen für die Umgebungsluft sind nur auf zwei Seiten des Gehäuses vorgesehen, in Figur 1 5 links und rechts. An den parallel zur Zeichnungsebene liegenden Vorder- und Rückseiten ist keine Strömungsführung vorhanden, d. h. an diesen Seiten wird emittierter Schall leichter auf die Außenwände des Gehäuses übertragen als im Bereich der
Strömungsführung . 10
Nach der Erfindung ist nun - mit anderen Worten ausgedrückt - vorgesehen, dass die Strömungsführung die Wärmepumpenkomponente mantelartig umhüllt, d. h. mindestens von allen vertikalen
Seiten des Gehäuses. Noch etwas genauer betrachtet, ist bezüg- 15 lieh der Strömungsführung vorgesehen, dass diese derart ausgebildet ist, dass sie die Umgebungsluft in Form eines Mantelstroms um die Wärmepumpenkomponente leitet. Der Begriff Mantelstrom ist dabei der Triebswerkstechnik entlehnt, bei der in
Bezug auf ein Strahltriebwerk zwischen einem Kernstrom und ei- 20 nem Mantelstrom unterschieden wird (siehe hierzu http://de.wi- kipedia.org/w/index.php?title=Mantelstrom&oldid=100220384 ) .
Ein solcher Kernstrom ist bei der erfindungsgemäßen Wärmepumpe dabei nicht zwingend vorhanden, wesentlich ist aber, dass der
Mantelstrom bei der erfindungsgemäßen Lösung den Kernstrom 25 oder eben eine entsprechende Komponente mantelartig umhüllt.
Der Mantelstrom kann dabei bezogen auf eine Vertikalachse des
Gehäuses mehr oder weniger genau rotationssymmetrisch sein:
Ist zum Beispiel, was bevorzugt ist, das Gehäuse zylinderförmig ausgebildet, so ergibt sich im Prinzip eine sehr gut aus- 30 geprägte Rotationssymmetrie. Ist das Gehäuse dagegen im Querschnitt zum Beispiel drei- oder mehreckig ausgebildet, so er- geben sich angenähert drei oder mehr Strömungssegmente, die zueinander etwa symmetrisch (in den genannten Beispielen C3- bzw. Cn-symmetrisch ) sind, wobei natürlich letztlich mögliche
Einbauten bzw. Umfangssingularitäten in der Strömungsführung zwar vorhanden sein können, die grundsätzliche Dreh- bzw. Ro- 5 tationssymmetrie der Strömung bzw. der Strömungssegmente aber nicht beeinflussen.
Bezüglich der Strömungsführung ist weiterhin vorzugsweise vorgesehen, dass diese wahlweise von einer Einlassöffnung am Ge- 10 häuse bis zur Wärmepumpenkomponente oder von der Wärmepumpenkomponente bis zu einer Auslassöffnung am Gehäuse oder sogar von der genannten Einlassöffnung bis zur genannten Auslassöffnung reicht. Sollte dabei zum Beispiel die Einlassöffnung nur an einer Umfangsstelle des Gehäuses vorgesehen sein, so be- 15 ginnt die Strömungsführung letztlich an der Stelle, an der die
Strömung der Umgebungsluft zum ersten Mal tatsächlich als Mantelstrom bzw. mindestens grob rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Für das Ende der Strömungsführung gilt analog das Gleiche. 20
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Wärmepumpe ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Der Vollständigkeit halber wird noch auf folgende Patentdoku- 25 mente hingewiesen: EP 0 079 834 AI, DE 40 16 563 AI, DD 0152
847 AI und DE 22 09 885 A, die aber im Unterschied zur erfindungsgemäßen Lösung durchweg gerade keine mantelartige Strömungsführung im Sinne des Patentanspruchs 1 aufweisen.
Die erfindungsgemäße Wärmepumpe einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt
5
Figur 1 im Schnitt eine Wärmepumpe nach dem Stand der Technik;
Figur 2 im Schnitt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmepumpe;
Figur 3 in Seitenansicht die Wärmepumpe gemäß Figur 2; 10
Figur 4 eine Schnittdarstellung der Wärmepumpe gemäß Figur
3 entlang der Schnittebene A-A;
Figur 5 eine Schnittdarstellung der Wärmepumpe gemäß Figur
3 entlang der Schnittebene B-B;
Figur 6 eine Schnittdarstellung der Wärmepumpe gemäß Figur 15
3 entlang der Schnittebene C-C;
Figur 7 eine Schnittdarstellung der Wärmepumpe gemäß Figur
3 entlang der Schnittebene D-D; und
Figur 8 perspektivisch und geschnitten die Wärmepumpe gemäß
Figur 2. 20
Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Wärmepumpe, die zur Aufstellung im Freien (also außerhalb eines Gebäudes) vorgesehen und ausgebildet ist, zunächst anhand ihrer gegenständlichen
Merkmale genauer erläutert. Abschließend folgt eine funktiona- 25 le Beschreibung.
Der Vergleich der Figuren 1 und 2 zeigt, dass beide Wärmepumpen zunächst in an sich bekannter Weise aus einem von Umgebungsluft durchströmten Gehäuse 1, einer im Gehäuse 1 angeord- 30 neten Strömungsführung 2 für die Umgebungsluft und einer der
Strömungsführung 2 zugeordneten, mit der Umgebungsluft wech- selwirkenden, ebenfalls im Gehäuse 1 angeordneten und schallemittierenden Wärmepumpenkomponente 3 bestehen.
Weiterhin ist bei beiden Wärmepumpen am Gehäuse 1 zur Zu- und
Abführung der Umgebungsluft wahlweise eine mit der Strömungs- 5 führung 2 verbundene Einlass- und/oder Auslassöffnung 2.1, 2.2 vorgesehen. Bei der erfindungsgemäßen Wärmepumpe ist darüber hinaus zur Vermeidung einer inneren Verschmutzung vorteilhaft vorgesehen, dass wahlweise die Einlass- und/oder die Auslassöffnung 2.1, 2.2 mit einem luftdurchlässigen Siebelement 12 10 verschlossen ausgebildet ist bzw. sind.
Wesentlich für alle Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Wärmepumpe ist nun, dass die Strömungsführung 2 zur Ausbildung eines Mantelstroms der Umgebungsluft im Gehäuse 1 die Wärme- 15 pumpenkomponente 3 an ihren Vertikalseiten mantelartig umschließend ausgebildet ist.
Wie eingangs erläutert, kann auf diese Weise der emittierte
Schallpegel der Wärmepumpe erheblich reduziert werden. Während 20 bekannte Wärmepumpen (also zum Beispiel die gemäß Figur 1) typischer Weise einen Schallleistungspegel von über 60 dB(A) aufweisen, hat die erfindungsgemäße Wärmepumpe - wie Versuche ergeben haben - nur noch einen Schallleistungspegel von 54 dB(A) . Mit Blick auf eine Faustformel (siehe http: //de.wikipe- 25 dia.org/w/index.php?title=Schalldruckpegel&oldid=126520072 ) ,
gemäß der 10 dB(A) Reduktion des Schallleistungspegels etwa als halbe Lautstärke wahrgenommen werden, stellt die genannte
Senkung um mehr als 6 dB(A) dabei ersichtlich eine erhebliche
Reduktion dar. 30 Zu den gegenständlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Wärmepumpe, deren Wärmepumpenkomponente 3 in bekannter Weise einen
Wärmeübertrager 4 umfasst, zurückkommend, ist vorgesehen, dass dieser Wärmeübertrager 4 vom Mantelstrom der Umgebungsluft umschlossen und vorzugsweise als einerseits von der Umgebungs- 5 luft und andererseits von einem Kältemittel durchströmter Lamellenwärmeübertrager ausgebildet ist.
Weiterhin umfasst die Wärmepumpenkomponente 3 in an sich bekannte Weise einen vorzugsweise elektromotorisch betriebenen 10 Ventilator 5, wobei dieser im Unterschied zur Lösung gemäß Figur 1 bei der erfindungsgemäßen Lösung eine vertikal ausgerichtete Drehachse aufweist und von oben nach unten durchströmt wird.
15
Ferner ist im Unterschied zur viereckigen Variante gemäß Figur
1 erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gehäuse 1 im Horizontalquerschnitt gesehen wahlweise dreieckig, viereckig, fünf- oder mehr als fünfeckig oder rundlich, besonders bevorzugt - siehe hierzu die Ausführungsform gemäß Figur 2 bis 7 - kreis- 20 rund, ausgebildet ist.
Außerdem ist, wie oben bereits erwähnt, vorgesehen, dass die
Strömungsführung 2 wahlweise von der Einlassöffnung 2.1 am Gehäuse 1 bis zur Wärmepumpenkomponente 3, von der Wärmepumpen- 25 komponente 3 bis zur Auslassöffnung 2.2 am Gehäuse 1 oder (jedenfalls abschnittsweise) von der Einlassöffnung 2.1 bis zur
Auslassöffnung 2.2 erstreckt ausgebildet ist.
Ferner ist vorgesehen, dass wahlweise die Einlass- und/oder 30 Auslassöffnung 2.1, 2.2 über einen bzw. den Umfang des Gehäuses 1 verteilt angeordnet ist/sind. Bei einem wie in den Figu- ren 2 bis 7 dargestellten, im Querschnitt kreisrunden Gehäuse
1 liegen die Öffnungen somit im Prinzip in der Fläche eines
Zylinderringes. Bei einem im Querschnitt mehreckigen Gehäuse 1 ergeben sich entsprechende Kanten in den Flächen für die Öffnungen, wobei grundsätzlich auch Stege oder dergleichen zwi- 5 sehen den Öffnungen vorgesehen sein können.
Weiterhin ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das Gehäuse
1 einen oberen und einen unteren Gehäuseabschnitt 1.1, 1.2 aufweist. Dabei ist im oberen Gehäuseabschnitt 1.1 ein oberer 10 Mantelkanal 2.3 (mit einer vertikal orientierten Hauptachse) zur Zuführung der Umgebungsluft und im unteren Gehäuseabschnitt 1.2 ein unterer Mantelkanal 2.4 (ebenfalls mit einer vertikal orientierten Hauptachse ) zur Abführung der Umgebungsluft vorgesehen. Außerdem ist entsprechend die Einlassöffnung 15 2.1 am oberen Gehäuseabschnitt 1.1 und die Auslassöffnung 2.2 um unteren Gehäuseabschnitt 1.2 angeordnet.
Weiterhin ist im oberen Gehäuseabschnitt 1.1 der Wärmeübertrager 4 angeordnet, der besonders bevorzugt als Ringzylinder mit 20 vertikal orientierter Hauptachse bzw. im Horizontalquerschnitt gesehen ringförmig ausgebildet ist.
Dabei ist der Wärmeübertrager 4 weiterhin einen ersten Innenraum 9 begrenzend und vorzugsweise zur insbesondere horizonta- 25 len Führung der Umgebungsluft vom Mantelstrom in diesen ersten
Innenraum 9 ausgebildet.
Der bereits genannte Ventilator 5 ist dem ersten Innenraum 9 des Wärmeübertragers 4 zugeordnet, und zwar besonders bevor- 30 zugt, wie dargestellt, am gehäusebodenseitigen Ende des Ringzylinders . Weiterhin ist vorgesehen, dass dem Ventilator 5 abströmseitig wahlweise eine vorzugsweise am unteren Mantelkanal 2.4 ausmündende, vorzugsweise aus einem schalldämmenden Material, insbesondere Polystyrol, gebildete kegel- oder pyramidenförmige 5 Strömungsumlenkung 6 zugeordnet ist. Deren Spitze ist dabei besonderes bevorzugt mit einer Drehachse des Ventilators 5 fluchtend ausgebildet. Außerdem ist der genannte untere Mantelkanal 2.4 einen zweiten Innenraum 10 begrenzend ausgebildet, wobei in diesem bzw. im unteren Gehäuseabschnitt 1.2 min- 10 destens der Verdichter der Wärmepumpe, vorzugsweise auch ein weiterer Wärmeübertrager, insbesondere ein Plattenwärmeübertrager, ein Drosselelement und Teile eines Kältekreislaufes der Wärmepumpe angeordnet sind (nicht extra dargestellt).
15
Ferner ist im Gehäuse 1 ein Traggestell 7 für die Wärmepumpenkomponenten wie Verdichter, Wärmeübertrager etc. angeordnet, an dem insbesondere Gehäuseaussenschalen 8 befestigt sind und das vorzugsweise im Horizontalquerschnitt gesehen (siehe insbesondere Figur 4 bis 7) rechteckig, insbesondere quadratisch, 20 ausgebildet ist.
Zur Verbesserung der Strömungsführung ist weiterhin und wie aus den Figuren ersichtlich im Gehäuse 1 im Bereich der Einlassöffnung 2.1 eine erste Strömungsumlenkung 2.5 und im Be- 25 reich der Auslassöffnung 2.2 eine zweite Strömungsumlenkung
2.6 vorgesehen. Dabei ist die Strömungsumlenkung 2.5, 2.6 wahlweise (also je nach Strömungsrichtung, was noch genauer erläutert wird) zur Umlenkung der Umgebungsluft von horizontal nach vertikal oder umgekehrt ausgebildet. Als Material für die 30 Strömungsumlenkung 2.5, 2.6 wird besonders bevorzugt ein schalldämmendes Material, insbesondere Polystyrol, verwendet. Schließlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen dem
Mantelkanal 2.3, 2.4 und einer Außenwandung des Gehäuses 1, insbesondere der bereits genannten Gehäuseaussenschale 8, eine
Schallisolation 11 angeordnet ist. 5
Die erfindungsgemäße Wärmepumpe funktioniert wie folgt:
Umgebungsluft strömt über die über den gesamten Umfang des oberen Gehäuseabschnitts 1.1 des Gehäuses 1 verteilte Einlass- 10 Öffnung 2.1 in den oberen Mantelkanal 2.3, wobei sie gleich zu
Beginn von der ebenfalls vollumfänglichen Strömungsumlenkung
2.5 von horizontal nach vertikal (nach oben) umgelenkt wird.
Weiter durch den vom Ventilator 5 erzeugten Unterdruck angezogen, strömt die im Mantelkanal 2.3 befindliche und sowohl den 15 Wärmeübertrager 4 als auch den Ventilator 5 umschließende Umgebungsluft als nächstes nach einer weiteren Umlenkung horizontal durch den Wärmeübertrager 4 in den (ersten) Innenraum
9. Dort wird die Umgebungsluft ein weiteres Mal umgelenkt, diesmal nach unten in Richtung Ventilator 5. 20
Beim Durchtritt durch den Wärmeübertrager 4 findet die beabsichtigte Übertragung von Wärme statt, und zwar entweder von der Umgebungsluft auf ein den Wärmeübertrager 4 durchströmendes Kältemittel (so genannter Heizbetrieb) oder von diesem auf 25 die durchströmende Luft (so genannter Kühlbetrieb).
Der Wärmeübertrager 4 ist dabei kältemittelseitig über einen nicht extra dargestellten Kältekreis mit den weiteren typischen Komponenten einer Wärmepumpe verbunden, also zum Bei- 30 spiel mit einem Verdichter, einem Drosselelement und einem weiteren Wärmeübertrager zu Übertragung von Wärme zum Beispiel an einen Heizkreis eines Gebäudes. Die genannten Komponenten sind dabei vorzugsweise im zweiten Innenraum 10 angeordnet und ebenfalls, wie bereits erläutert, von einem bzw. dem Mantelkanal 2.4 für die abzuführende Umgebungsluft umschlossen.
5
Zurück zur Strömungsführung kommend, gelangt die Luft nach dem
Ventilator 5 zu der genannten kegel- bzw. pyramidenförmigen
Strömungsumlenkung 6 und nach dieser in den Mantelkanal 2.4 im unteren Gehäuseabschnitt 1.2. Dort strömt die Luft vertikal von oben nach unten bis sie zu einer weiteren Strömungsumlen- 10 kung 2.6 und vor dort zur ebenfalls über den Umfang verteilt angeordneten Austrittsöffnung 2.2 gelangt.
Wie ersichtlich, wird, was ebenfalls zur Reduzierung des emittierten Schalldruckpegels beiträgt, die über die Einlassöff- 15 nung 2.1 angesaugte und über die Auslassöffnung 2.2 abgeblasene Luft innerhalb der Wärmepumpe mehrfach umgelenkt. Außerdem sind erfindungsgemäß, wie erläutert, alle schallemittierenden
Komponenten entweder vom oberen oder unteren Mantelkanal 2.3, 2.4 rundherum vollständig umschlossen, d. h. im Innern des Ge- 20 häuses 1 entstehender Schall kann das Gehäuse 1 praktisch nur auf Umwegen verlassen.
Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
1. 1 oberer Gehäuseabschnitt
1. 2 unterer Gehäuseabschnitt
2 Strömungsführung
2. 1 Einlassöffnung
2. 2 Auslassöffnung
2. 3 oberer Mantelkanal
2. 4 unterer Mantelkanal
2. 5 Strömungsumlenkung
2. 6 Strömungsumlenkung
3 Wärmepumpenkomponente
4 Wärmeübertrager
5 Ventilator
6 Strömungsumlenkung
7 Traggestell
8 Gehäuseschale
9 erster Innenraum
10 zweiter Innenraum
11 Schallisolation
12 Siebelement

Claims

Patentansprüche
1. Wärmepumpe, umfassend ein von Umgebungsluft durchströmtes Gehäuse (1), eine im Gehäuse (1) angeordnete Strömungsführung (2) für die Umgebungsluft und eine der Strömungsführung (2) zugeordnete, mit der Umgebungsluft wechselwirkende und schallemittierende Wärmepumpenkomponente (3), dadurch gekennzeichnet,
dass die Strömungsführung (2) zur Ausbildung eines Mantelstroms der Umgebungsluft im Gehäuse (1) die Wärmepumpenkomponente (3) an ihren Vertikalseiten mantelartig umschließend ausgebildet ist.
2. Wärmepumpe nach Anspruch 1 , wobei die Wärmepumpenkomponente (3) einen Wärmeübertrager (4) umfasst,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmeübertrager (4) vom Mantelstrom umschlossen ausgebildet ist.
3. Wärmepumpe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wärmepumpenkomponente (3) einen Ventilator (5) umfasst,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ventilator (5) eine vertikal ausgerichtete Drehachse aufweist.
4. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (1) im Horizontalquerschnitt gesehen wahlweise mindestens dreieckig oder rundlich, besonders bevorzugt kreisrund, ausgebildet ist.
5. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei am Gehäuse (1) wahlweise eine mit der Strömungsführung (2) verbundene Einlass- und/oder Auslassöffnung (2.1, 2.2) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet ,
dass wahlweise die Einlass- und/oder Auslassöffnung (2.1, 2.2) über einen Umfang des Gehäuses (1) verteilt angeordnet ist/sind.
6. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet ,
dass das Gehäuse (1) einen oberen und einen unteren Gehäuseabschnitt (1.1, 1.2) aufweist.
7. Wärmepumpe nach Anspruch 6 ,
dadurch gekennzeichnet ,
dass im oberen Gehäuseabschnitt (1.1) ein oberer Mantelkanal (2.3) zur Zuführung der Umgebungsluft vorgesehen ist.
8. Wärmepumpe nach Anspruch 6 oder 7 ,
dadurch gekennzeichnet ,
dass im unteren Gehäuseabschnitt (1.2) ein unterer Mantelkanal (2.4) zur Abführung der Umgebungsluft vorgesehen ist .
9. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
dadurch gekennzeichnet ,
dass dem Ventilator (5) abströmseitig wahlweise eine vorzugsweise am unteren Mantelkanal (2.4) ausmündende kegel- oder pyramidenförmige Strömungsumlenkung ( 6 ) zugeordnet ist .
10. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Gehäuse (1) ein Traggestell (7) angeordnet ist und an diesem Gehäuseaussenschalen (8) befestigt sind, wobei das Traggestell (7) vorzugsweise im Horizontalquerschnitt gesehen rechteckig, insbesondere quadratisch, ausgebildet
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