EP3473947B1 - Gerät - Google Patents

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EP3473947B1
EP3473947B1 EP18192179.2A EP18192179A EP3473947B1 EP 3473947 B1 EP3473947 B1 EP 3473947B1 EP 18192179 A EP18192179 A EP 18192179A EP 3473947 B1 EP3473947 B1 EP 3473947B1
Authority
EP
European Patent Office
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intake
designed
area
inlet
fan
Prior art date
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EP18192179.2A
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English (en)
French (fr)
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EP3473947A1 (de
Inventor
Norbert Kowalewski
Jörg Bätzel
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Viessmann Climate Solutions SE
Original Assignee
Viessmann Climate Solutions SE
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Publication date
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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
    • F24F13/20—Casings or covers
    • 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
    • F24F13/20—Casings or covers
    • F24F2013/205—Mounting a ventilator fan therein

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of patent claim 1.
  • a device of the type mentioned above is known from the patent document DE 20 2013 104 930 U1
  • This device which is designed both in the prior art and in the inventive solution explained below, in particular (but not only) as an air/water heat pump installed outdoors, consists, among other things, of a housing wall that has an inlet designed as an opening to a fan arranged behind the housing wall, the inlet being free of horizontal areas at its lower end in the operating position to avoid water deposits.
  • the inlet is optimized in terms of flow technology so that the largest possible air volume flow can be fed to the fan with the lowest possible noise.
  • the invention is based on the object of improving a device of the type mentioned at the beginning.
  • a device is to be improved with regard to its operational reliability at low outside temperatures.
  • the inlet at its lower end is designed to slope exclusively downwards starting from its fan-side edge and that the inlet at its upper end is designed to slope initially downwards starting from its fan-side edge and then to slope upwards.
  • the device according to the invention is characterized in that the inlet at the point where water could collect during operation is designed in such a way that this immediately flows away due to the correspondingly inclined or radiated surfaces. This measure prevents undesirable ice formation and thus improves the operational reliability of the device.
  • the rotationally symmetrical inlet in the solution according to the state of the art mentioned at the beginning has a completely horizontal area, ie with this solution, water can at least collect at the lower end (see in particular Figure 3 the DE 20 2013 104 930 U1 ) and freeze there.
  • the inlet of the device according to the invention is not rotationally symmetrical.
  • the housing wall 1 shown in the figures is part of the device according to the invention, which (see the document mentioned at the beginning DE 20 2013 104 930 U1 ) is preferably designed as a heat pump, in particular as an air/water heat pump.
  • this housing wall 1 has an inlet 1.1 designed as an opening to a fan arranged behind the housing wall 1, the inlet being designed free of horizontal areas in the operating position to avoid water deposits at its lower end.
  • the housing wall 1 and the inlet 1.1 can be designed as one piece, as shown. However, it is also possible (not shown separately) for the inlet 1.1 to be attached to the housing wall 1 as a separate component.
  • the housing wall 1 is arranged vertically in or on the device in the operating position. Furthermore, in a manner known per se, it is preferably provided that the housing wall 1 is optionally made of plastic and/or the housing wall 1 is designed as a substantially rectangular plate apart from the inlet 1.1.
  • the housing wall 1 is initially curved in one direction starting from its edge, wherein the inlet 1.1 extends from the housing wall 1 in a direction opposite to the curvature.
  • the inlet 1.1 which is preferably rounded in the main flow direction and which is preferably round in cross-section, i.e. perpendicular to the main flow direction, is designed to be free of horizontal areas at its lower end in the operating position in order to avoid water deposits.
  • this requirement ensures that no water can collect at the lower end of the inlet and freeze at correspondingly low temperatures.
  • the inlet 1.1 at its lower end starting from its fan-side edge is designed to slope downwards exclusively. Furthermore, the invention provides that the inlet 1.1 is designed to slope downwards at its upper end, starting from its fan-side edge, and then to slope upwards.
  • the inlet 1.1 has at least one upper, flow-optimized inlet area 1.1.1 and at least one lower, operational safety-optimized inlet area 1.1.2. It is also preferably provided that the upper inlet area 1.1.1 has more and the lower inlet area 1.1.2 has less than 180° of the total circumference of the inlet 1.1.
  • the inlet 1.1 optionally has a horizontal area at its upper end.
  • a transition region 1.1.3 creating as smooth a transition as possible to the upper inlet region 1.1.1 is arranged on both sides of the lower inlet region 1.1.2.
  • an opening area on a side of the inlet 1.1 facing away from the fan is larger than an opening area on a side of the inlet 1.1 facing the fan.
  • the device according to the invention works as follows: As already mentioned, the fan of the device is located on the right side of the housing wall 1 in Figure 2 When this fan is in operation, it sucks air from the left side of the housing wall 1 via the inlet 1.1 and conveys it to the right side of the housing wall 1.
  • the invention excludes the presence of a horizontal spot there, meaning that no condensate or water can collect there, ice formation that would interfere with the operation of the device cannot occur at this point.
  • the lower inlet area 1.1.2 is designed in such a way that the air flows over the wall of the inlet 1.1 with as little turbulence as possible and in this way entrains or carries away any condensate droplets located there.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Gerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ein Gerät der eingangs genannten Art ist aus dem Schutzrechtsdokument DE 20 2013 104 930 U1 bekannt. Dieses Gerät, das sowohl beim Stand der Technik als auch bei der nachfolgend erläuterten erfindungsgemäßen Lösung insbesondere (aber nicht nur) als im Freien aufgestellte Luft/Wasser-Wärmepumpe ausgebildet ist, besteht unter anderem aus einer Gehäusewand, die einen als Öffnung zu einem hinter der Gehäusewand angeordneten Ventilator ausgebildeten Einlauf aufweist, wobei der Einlauf in Betriebsposition zur Vermeidung von Wasserablagerungen an seinem unteren Ende frei von waagerechten Bereichen ausgebildet ist. Der Einlauf ist dabei strömungstechnisch so optimiert, dass ein möglichst großer Luftvolumenstrom bei möglichst kleiner Geräuschentwicklung dem Ventilator zugeführt werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll ein derartiges Gerät hinsichtlich seiner Betriebssicherheit bei niedrigen Außentemperaturen verbessert werden.
  • Diese Aufgabe ist mit einem Gerät der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
  • Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass der Einlauf an seinem unteren Ende ausgehend von seinem ventilatorseitigen Rand ausschließlich nach unten abfallend ausgebildet ist und dass der Einlauf an seinem oberen Ende ausgehend von seinem ventilatorseitigen Rand zunächst nach unten abfallend und anschließend ansteigend ausgebildet ist.
  • Mit anderen Worten zeichnet sich das erfindungsgemäße Gerät somit dadurch aus, dass der Einlauf an der Stelle, wo sich Wasser während des Betriebs sammeln könnte, so ausgebildet ist, dass dieses aufgrund der entsprechend schräg ausgebildeten bzw. Radien aufweisenden Flächen sofort abfließt. Diese Maßgabe verhindert dabei eine unerwünschte Eisbildung und verbessert somit die Betriebssicherheit des Geräts.
  • Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass der rotationssymmetrisch ausgebildete Einlauf bei der Lösung gemäß dem eingangs genannten Stand der Technik vollumfänglich einen waagerechten Bereich aufweist, d. h. bei dieser Lösung kann sich Wasser jedenfalls am unteren Ende (siehe hierzu insbesondere Figur 3 der DE 20 2013 104 930 U1 ) ansammeln und dort vereisen. Der Einlauf beim erfindungsgemäßen Gerät ist dagegen nicht rotationssymmetrisch ausgebildet.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Das erfindungsgemäße Gerät einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Es zeigt
    • Figur 1
    eine perspektivische Gesamtansicht der Gehäusewand mit dem erfindungsgemäßen Einlauf;
    Figur 2
    die Gehäusewand gemäß Figur 1 im Schnitt;
    Figur 3
    eine vergrößerte Darstellung des oberen Einlaufbereichs gemäß Figur 2; und
    Figur 4
    eine vergrößerte Darstellung des unteren Einlaufbereichs gemäß Figur 2.
  • Die in den Figuren dargestellte Gehäusewand 1 ist Bestandteil des erfindungsgemäßen Geräts, das (vergleiche hierzu das eingangs genannte Dokument DE 20 2013 104 930 U1 ) vorzugsweise als Wärmepumpe, insbesondere als Luft/Wasser-Wärmepumpe, ausgebildet ist. Diese Gehäusewand 1 weist dabei, wie bisher auch schon, einen als Öffnung zu einem hinter der Gehäusewand 1 angeordneten Ventilator ausgebildeten Einlauf 1.1 auf, wobei der Einlauf in Betriebsposition zur Vermeidung von Wasserablagerungen an seinem unteren Ende frei von waagerechten Bereichen ausgebildet ist. Die Gehäusewand 1 und der Einlauf 1.1 können dabei, wie dargestellt, einstückig ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich (nicht extra dargestellt), dass der Einlauf 1.1 als separates Bauteil an der Gehäusewand 1 befestigt wird.
  • Ferner ist in an sich bekannter Weise bevorzugt vorgesehen, dass die Gehäusewand 1 in Betriebsposition vertikal im bzw. am Gerät angeordnet ist. Außerdem ist in bekannter Weise bevorzugt vorgesehen, dass wahlweise die Gehäusewand 1 aus Kunststoff und/oder die Gehäusewand 1 abgesehen vom Einlauf 1.1 als eine im wesentlichen rechteckige Platte ausgebildet ist.
  • Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass die Gehäusewand 1 von ihrem Rand beginnend zunächst in eine Richtung ausgewölbt ausgebildet ist, wobei sich der Einlauf 1.1 von der Gehäusewand 1 ausgehend in eine der Auswölbung entgegengesetzte Richtung erstreckt.
  • Nochmals genauer betrachtet ist vorgesehen, dass der in Hauptströmungsrichtung vorzugsweise abgerundete Einlauf 1.1, der im Querschnitt, also senkrecht zur Hauptströmungsrichtung, vorzugsweise rund ausgebildet ist, in Betriebsposition zur Vermeidung von Wasserablagerungen an seinem unteren Ende frei von waagerechten Bereichen ausgebildet ist.
  • Wie eingangs erläutert, gewährleistet diese Maßgabe, dass sich am unteren Ende des Einlaufs kein Wasser ansammeln und bei entsprechend niedrigen Temperaturen vereisen kann.
  • Erfindungsgemäß ist mit Verweis auf Figur 4 vorgesehen, dass der Einlauf 1.1 an seinem unteren Ende ausgehend von seinem ventilatorseitigen Rand (ganz rechts in Figur 4) ausschließlich nach unten abfallend ausgebildet ist. Außerdem ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Einlauf 1.1 an seinem oberen Ende ausgehend von seinem ventilatorseitigen Rand zunächst nach unten abfallend und anschließend ansteigend ausgebildet ist.
  • Weiterhin ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Einlauf 1.1 mindestens einen oberen, strömungstechnisch optimierten Einlaufbereich 1.1.1 und mindestens einen unteren, betriebssicherheitstechnisch optimierten Einlaufbereich 1.1.2 aufweist. Dabei ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass der obere Einlaufbereich 1.1.1 mehr und der unteren Einlaufbereich 1.1.2 weniger als 180° vom Gesamtumfang des Einlaufs 1.1 einnehmend ausgebildet ist.
  • Genauer betrachtet ist dabei weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass wahlweise der Einlauf 1.1 an seinem oberen Ende einen waagerechten Bereich aufweist.
  • Ferner ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass beidseitig des unteren Einlaufbereichs 1.1.2 ein einen möglichst fließenden Übergang schaffender Übergangsbereich 1.1.3 zum oberen Einlaufbereich 1.1.1 angeordnet ist.
  • Schließlich ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Öffnungsbereich auf einer ventilatorabgewandten Seite des Einlaufs 1.1 größer als ein Öffnungsbereich auf einer ventilatorzugewandten Seite des Einlaufs 1.1 ausgebildet ist.
  • Das erfindungsgemäße Gerät funktioniert wie folgt:
    Wie bereits erwähnt, ist der Ventilator des Geräts auf der rechten Seite der Gehäusewand 1 in Figur 2 angeordnet. Ist dieser Ventilator in Betrieb, saugt er Luft von der linken Seite der Gehäusewand 1 über den Einlauf 1.1 an und fördert diese auf die rechte Seite der Gehäusewand 1.
  • Diese Luft ist mehr oder weniger feucht. Bei entsprechenden Bedingungen kann es somit vorkommen, dass sich am Einlauf 1.1 Kondensat bildet. Schwerkraftbedingt strömt dieses automatisch an der Wandung des Einlaufs 1.1 entlang zum unteren Einlaufbereich 1.1.2 bzw. zum unteren Ende des Einlaufs 1.1.
  • Da dort nun aber erfindungsgemäß das Vorhandensein einer waagerechten Stelle ausgeschlossen ist, sich mithin dort kein Kondensat bzw. Wasser ansammeln, kann es an dieser Stelle auch nicht zu einer den Betrieb des Geräts störenden Eisbildung kommen.
  • Bei dieser Lösung wird dabei ganz bewusst in Kauf genommen, dass der untere Einlaufbereich 1.1.2 strömungstechnisch weniger günstig als der obere Einlaufbereich 1.1.1 ausgebildet ist. Vielmehr ist die Gestaltung des unteren Einlaufbereichs 1.1.2 an der Vermeidung einer Eisbildung ausgerichtet.
  • Schließlich wird noch darauf hingewiesen, dass der untere Einlaufbereich 1.1.2 so gestaltet ist, dass die Luft möglichst wirbelfrei über die Wandung des Einlaufs 1.1 strömt und auf diese Weise dort befindliche Kondensattröpfchen mitreißt bzw. abtransportiert.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gehäusewand
    1.1
    Einlauf
    1.1.1
    Oberer Einlaufbereich
    1.1.2
    Unterer Einlaufbereich
    1.1.3
    Übergangsbereich

Claims (7)

  1. Gerät, umfassend eine Gehäusewand (1), die einen als Öffnung zu einem hinter der Gehäusewand (1) angeordneten Ventilator ausgebildeten Einlauf (1.1) aufweist, wobei der Einlauf (1.1) in Betriebsposition zur Vermeidung von Wasserablagerungen an seinem unteren Ende frei von waagerechten Bereichen ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Einlauf (1.1) an seinem unteren Ende ausgehend von seinem ventilatorseitigen Rand ausschließlich nach unten abfallend ausgebildet ist und
    dass der Einlauf (1.1) an seinem oberen Ende ausgehend von seinem ventilatorseitigen Rand zunächst nach unten abfallend und anschließend ansteigend ausgebildet ist.
  2. Gerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Einlauf (1.1) mindestens einen oberen, strömungstechnisch optimierten Einlaufbereich (1.1.1) und mindestens einen unteren, betriebssicherheitstechnisch optimierten Einlaufbereich (1.1.2) aufweist.
  3. Gerät nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass beidseitig des unteren Einlaufbereichs (1.1.2) ein einen möglichst fließenden Übergang schaffender Übergangsbereich (1.1.3) zum oberen Einlaufbereich (1.1.1) angeordnet ist.
  4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der obere Einlaufbereich (1.1.1) mehr und der unteren Einlaufbereich (1.1.2) weniger als 180° vom Gesamtumfang des Einlaufs (1.1) einnehmend ausgebildet ist.
  5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Öffnungsbereich auf einer ventilatorabgewandten Seite des Einlaufs (1.1) größer als ein Öffnungsbereich auf einer ventilatorzugewandten Seite des Einlaufs (1.1) ausgebildet ist.
  6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Einlauf (1.1) an seinem oberen Ende einen waagerechten Bereich aufweist.
  7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gerät als Wärmepumpe, insbesondere als Luft/Wasser-Wärmepumpe, ausgebildet ist.
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