EP3578895B1 - Device and method for safe and energy-saving flushing of a housing - Google Patents

Device and method for safe and energy-saving flushing of a housing Download PDF

Info

Publication number
EP3578895B1
EP3578895B1 EP19173263.5A EP19173263A EP3578895B1 EP 3578895 B1 EP3578895 B1 EP 3578895B1 EP 19173263 A EP19173263 A EP 19173263A EP 3578895 B1 EP3578895 B1 EP 3578895B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
air
working fluid
flushing air
flushing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP19173263.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3578895A3 (en
EP3578895C0 (en
EP3578895A2 (en
Inventor
Thomas Badenhop
Tobias Lingk
Christof Krampe-Zadler
Hans-Josef Spahn
Thomas-Friedrich Szuder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vaillant GmbH
Original Assignee
Vaillant GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vaillant GmbH filed Critical Vaillant GmbH
Publication of EP3578895A2 publication Critical patent/EP3578895A2/en
Publication of EP3578895A3 publication Critical patent/EP3578895A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3578895C0 publication Critical patent/EP3578895C0/en
Publication of EP3578895B1 publication Critical patent/EP3578895B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/32—Responding to malfunctions or emergencies
    • F24F11/36—Responding to malfunctions or emergencies to leakage of heat-exchange fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/12—Preventing or detecting fluid leakage
    • 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
    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
    • 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
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • 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
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers
    • 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
    • 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
    • F25B2400/12—Inflammable refrigerants

Definitions

  • the invention relates to irregular states in refrigeration circuits in which a working fluid acting as a refrigerant is circulated in a thermodynamic cycle, such as the Clausius-Rankine cycle.
  • thermodynamic cycle such as the Clausius-Rankine cycle.
  • These are mainly heat pumps, air conditioning systems and refrigerators, as they are common in residential buildings.
  • Residential buildings are private houses, apartment building complexes, hospitals, hotel complexes, gastronomy and combined residential and commercial buildings in which people live and work permanently, in contrast to mobile devices such as car air conditioning systems or transport boxes, or industrial systems or medical devices. What these cycle processes have in common is that they generate useful heat or cold using energy and form heat transfer systems.
  • thermodynamic cycle processes used have been known for a long time, as have the safety problems that can arise when using suitable working fluids. Aside from water, the most common working fluids of the time were flammable and toxic. In the last century they led to the development of safety refrigerants, which consisted of fluorinated hydrocarbons. However, it turned out that these safety refrigerants damage the ozone layer, lead to global warming, and that their safety-related harmlessness led to design carelessness. Up to 70% of the turnover was accounted for by the need to refill leaking systems and their leakage losses, which was accepted as long as this was felt to be economically justifiable in individual cases and promoted the need for replacement purchases.
  • Propane is also heavier than air, so it sinks to the ground in still air and collects there. If part of the propane collects in a low-flow zone of the closed room in which the malfunctioning unit is located, the local explosion limits can be reached much more quickly than would be expected from the quotient of the total volume of the room and the amount of propane that had escaped.
  • the WO 2015/032905 A1 seeks to solve this problem by a generator for electric power in the opening or locking this space is integrated and when it is actuated in a first step generates and provides the electrical energy with which the sensor is activated, and in the event of an alarm, the Locking then does not release, but causes the closed room to be ventilated, and only allows unlocking and opening in a second step.
  • the DE-PS 553 295 describes an encapsulated compression refrigeration machine in which the refrigerant compressor 1, its drive motor 2, evaporator 3, condenser 4 and control valve 5 are enclosed in a double-walled capsule 6 and 7, respectively.
  • a negative pressure is applied in the space between the double-walled capsule and leaks that could occur at the openings for cooling water and brine are sucked out. The suctioned working fluid can then be recovered if necessary. It should be noted that there is no ambient air within the encapsulated space and, due to the negative pressure in the double jacket, cannot penetrate into the encapsulated interior.
  • the DE 41 14 529 A1 describes a safety device for a refrigeration system filled with a hazardous medium, which consists of at least one complete refrigeration unit that includes a refrigerant circuit with an evaporator, compressor and condenser, and a drive motor.
  • the system is enclosed in a gas-tight manner, with the enclosure being designed according to the maximum pressure that is technically possible in the event of a fault, and the connections for the coolant, a coolant and electrical supply, monitoring and control lines are routed pressure-tight to the outside of the enclosure.
  • An expansion tank can be connected.
  • the DE 195 25 064 C1 describes a refrigeration machine with a gas-tight housing, which accommodates all refrigerant-carrying components of the machine, a space connecting the interior of the gas-tight housing with an outlet is provided, and the space is filled with a refrigerant-sorbing substance.
  • the amount of sorbing substance is dimensioned in such a way that the entire amount of refrigerant that may escape can be absorbed and kept away from the environment.
  • the space filled with the sorbing substance is open to the environment. For heavier-than-air refrigerants, the space is open at the bottom, for lighter-than-air ones, it is open at the top, so a conveying fan is not required.
  • the sorbent is introduced into the housing and completely encloses the refrigeration machine or the refrigerant-carrying equipment. Baffles are provided on its way out to prevent shunt flows and force escaping gas through the sorbent. A double-walled embodiment, in which the sorbent is arranged in the double jacket, is also possible.
  • a measuring device for refrigerant can be provided at the outlet of the space filled with the sorbing substance to the environment.
  • the DE 195 26 980 A1 describes a device and a method for cleaning the air of enclosed spaces containing gaseous contamination. After the contamination has been detected by a gas sensor, it controls a compressor, which directs the air through an absorber located in this room, whereby the contamination is absorbed. The cleaned air leaves the absorber in the closed room.
  • the DE 20 2016 10305 U1 relates to an explosion-proof heat pump for tempering heat transfer fluids that is operated with a flammable refrigerant. It has an enclosure that contains all the equipment of the refrigeration circuit, and inside which a fan is arranged, which is designed to be explosion-proof. As soon as a sensor detects a leak, the housing is sucked off by the fan and thus flushed, and the resulting dilution ensures that no explosive mixture can form. The extracted air is discharged through an air duct. However, since the housing is deliberately not designed to be sealed, so that heated air is kept inside the housing in exchange for cool air from the environment, such a breathing device is not suitable for installation indoors.
  • the object of the invention is therefore to provide a device and a method for safe and energy-saving flushing of a housing that is installed in a residential building, and inside which a left-handed thermodynamic Clausius-Rankine cycle in a closed, hermetically sealed working fluid circuit using a flammable working fluid which is heavier than air in the gaseous state under atmospheric conditions.
  • Configurations of the invention relate to the scavenging air inlet, which is made up of several components. These components are the inlet of the scavenging air from the outside, the forwarding of the scavenging air into the interior of the housing with equipment, and the entry of the scavenging air into the interior of the housing.
  • the entry of the scavenging air into the interior of the housing is arranged on the upper side of the housing and takes place by means of a dispersing nozzle. This ensures that there is a slow downward flow without streak formation over the housing cross-section and the formation of vortices is minimized.
  • the place where the scavenging air enters the interior of the housing is normally not the same as the place where the scavenging air enters the housing from the installation room, but takes place via a line with devices that can also provide air suction from the outside outside of the building.
  • one embodiment of the invention provides a large number of inlets, for example in the form of slots or via a perforated plate, the location of which is locally adapted to the conditions at the installation site, and which are combined in a collecting line which is also equipped with a non-return device and a throttle.
  • the multiplicity of inlets can also be placed at some distance from the housing.
  • the outlet of the scavenging air from the interior of the housing is normally not identical to the outlet of the scavenging air in the bottom of the housing, the lowest point in the housing, but takes place via a line with devices that can also run partially inside the housing.
  • the scavenging air outlet line can therefore be connected at any point in the housing wall, regardless of whether the conveying fan is inside or outside the housing and inside or outside the installation room or building is arranged.
  • a dispersing device should be installed at the outlet of the drain outside the building, and the drain from the housing should also be routed to a location outside the building where there are no depressions in the ground, such as basement gratings or the like.
  • the conveying fan can be arranged in the intake area or in the discharge area, in one case it generates a slight negative pressure, in the other case a slight overpressure in the housing.
  • Further configurations relate to the heat balance of the scavenging air. If flushing air is routed from a closed room to the outside of the building, the same amount of air must flow into the building from outside. If the temperatures inside and outside the building are different, the scavenging air will result in a flow of heat, whereby the room temperature at the installation site is irrelevant. In practice, this means that without appropriate further measures, an undesirable heat loss or heat input would take place, depending on the operating mode, depending on the temperature difference between the inside temperature and the outside temperature. For this reason, the scavenging air can be both cooled and heated using the facilities for operating the cycle process.
  • the scavenging air extracted from the bottom of the housing is routed to a switchable branch, the branches of which are routed to additional heat exchangers, which are located in the heat carrier supply lines to the two heat exchangers of the cycle process.
  • additional heat exchangers can be located inside or outside the housing.
  • the invention also includes the method according to claim 6, wherein a conveying fan draws in the scavenging air while the housing is under negative pressure sets, the withdrawn scavenging air is passed into at least one heat exchanger in which the scavenging air is either cooled or heated against a heat transfer fluid which is connected to the refrigeration circuit.
  • the purge air must be heated.
  • it is fed into a heat exchanger, which directs the heated heat transfer fluid to the outside area, where it gives off heat to the environment.
  • the scavenging air serves as an additional heat sink and helps with the desired cooling of the building.
  • the purge air must be cooled before it leaves the building. To do this, it is fed into a heat exchanger that returns heat transfer fluid from the outside area before it is fed into the evaporator heat exchanger of the cycle.
  • the scavenging air serves as an additional heat source and helps with the desired heating of the building.
  • heat transfer fluids ie air, water, brine, heat transfer oils or the like.
  • cycle process is not operated or executed as a heat pump that can be switched between cooling mode and heating mode, or if it is multi-stage, other flows of heat transfer fluids can also be used.
  • the scavenging air can advantageously be connected to a device for leak detection.
  • the scavenging air operation can normally be severely restricted or even stopped, while the amount of air is increased accordingly when a leak is detected.
  • the conveyor fan can be equipped with a backup battery in the event of a power failure, and a solar-powered connection that can also keep the backup battery charged at all times is advantageous. If the conveying fan is arranged outside of the building, an integrated design with a solar cell and a reserve battery is also useful.
  • the housing 6 is usually soundproofed and therefore airtight, it can be slightly negative pressure, for example 20 or 50 hPa , endure. Structurally, water reservoir and switching elements can be integrated.
  • the housing 6 has line connections for the heat source, the heat source connection 7 and the heat source flow 8, and the heating circuit with the heat sink flow 9 and the heat sink connection 10.
  • the refrigeration circuit shown here in simplified form can also contain several heat exchangers at different temperature levels, a graduated pressure reduction, switching devices for heating in winter and cooling in summer, as well as a large number of sensors, although the flushing devices are basically identical.
  • the evaporator 5 and condenser 3 are interchangeable in their mode of operation or switching devices (not shown) in the refrigeration circuit can produce this functionality according to the known prior art, so that the heating circuit becomes the refrigeration circuit of an air conditioning system and the heat source of the heating mode becomes a heat sink in air conditioning.
  • the scavenging air enters the housing 6 through the dispersing device 11 and is distributed over the entire surface of its upper side.
  • the scavenging air is sucked in from the inside of the building via an air inlet 12 with several air inlet slots and via an air line with throttling 13 which is equipped with a non-return safety device 14 .
  • throttling has the effect that there is always a corresponding negative pressure inside the housing, which is maintained even during an interruption in the flow of scavenging air due to the non-return safety device in order to prevent leakage-related working fluid from escaping into the building interior.
  • the scavenging air is drawn off at the lowest point 15 of the housing 6 by means of a trigger 16 .
  • the devices in the housing are arranged in such a way that no shells or sacks can form in which working fluid that has escaped due to leakage can collect could. Due to the slight, preferably turbulence-free downward flow of the scavenging air, heavier gaseous components are safely conveyed down to the vent 16 and drawn off.
  • the two three-way valves 17 and 20 which lead to the scavenging air heat exchangers 18 and 21 are located in the scavenging air line 19 behind the trigger 16, which is routed within the housing 6.
  • both the branches and the scavenging air line and the heat exchanger can be arranged outside of the housing 6 .
  • the scavenging air is directed into one of the scavenging air heat exchangers 18 or 21 depending on whether the heat pump system is in heating or cooling mode.
  • this is the scavenging air heat exchanger 21.
  • the scavenging air gives off heat to the heat source connection 7, which is colder than the warm scavenging air. If the house heat pump draws its heat from the outside air, the heat source connection would be around the outside temperature and the discharged purge air would have a temperature just above that before it is discharged to the outside area. The majority of the heat from the exhaust air would be recovered in this way, since it subsequently enters the cycle process.
  • this is the scavenging air heat exchanger 21.
  • the scavenging air absorbs heat from the heat sink connection 10, which is warmer than the scavenging air when the outside temperature is higher than the inside temperature of the building.
  • a scavenging air heat exchanger in the line of the heat sink feed 9 would also be conceivable, which would have the advantage of a higher temperature difference in cooling mode, but would have the disadvantage that a higher load would arise in the cycle process, so the energy recovery would be lower.
  • the specialist will select the most favorable integration here in each individual case, whereby a third scavenging air heat exchanger could of course also be used.
  • the scavenging air is then conveyed through the discharge line 22 via a non-return valve 23, which, like the non-return valve 14, ensures that the housing 6 is kept under pressure, by the scavenging air conveying fan 24 to the outside of the outer wall 25 of the building and distributed via a dispersing device 26. In the unlikely event of an accident in which overpressure could build up in the housing, this route also serves as an emergency lowering.
  • FIG. 2 shows the case where the conveying fan 24 is arranged at the location of the air intake 12 inside the building. This has the advantage that, in the event of a leak, no contaminated air-gas mixture is sucked in, and the ignitability is further reduced if there is a risk of explosion.
  • the housing 6 is thereby placed under slight overpressure.
  • the other facilities correspond to the representation of 1 .
  • FIG. 3 shows the case that the conveying fan 24, as in 1 shown, is placed in the drain line.
  • the air intake 12 is outside the building, which reduces energy losses. Nevertheless, when passing through the heat pump, a heat exchange takes place, which takes place in the same way as when the air is sucked in inside the building as in 1 described can be compensated.
  • the housing is operated at negative pressure.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Vending Machines For Individual Products (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft irreguläre Zustände in Kältekreisen, in denen ein als Kältemittel wirkendes Arbeitsfluid in einem thermodynamischen Kreisprozess, wie zum Beispiel dem Clausius-Rankine-Kreisprozess, geführt wird. Vorwiegend sind dies Wärmepumpen, Klimaanlagen und Kühlgeräte, wie sie in Wohngebäuden gebräuchlich sind. Unter Wohngebäuden werden dabei Privathäuser, Miethauskomplexe, Krankenhäuser, Hotelanlagen, Gastronomie und kombinierte Wohn- und Geschäftshäuser verstanden, in denen Menschen dauerhaft leben und arbeiten, im Unterschied zu mobilen Vorrichtungen wie KFZ-Klimaanlagen oder Transportboxen, oder auch Industrieanlagen oder medizintechnischen Geräten. Gemeinsam ist diesen Kreisprozessen, dass sie unter Einsatz von Energie Nutzwärme oder Nutzkälte erzeugen und Wärmeverschiebungssysteme bilden.The invention relates to irregular states in refrigeration circuits in which a working fluid acting as a refrigerant is circulated in a thermodynamic cycle, such as the Clausius-Rankine cycle. These are mainly heat pumps, air conditioning systems and refrigerators, as they are common in residential buildings. Residential buildings are private houses, apartment building complexes, hospitals, hotel complexes, gastronomy and combined residential and commercial buildings in which people live and work permanently, in contrast to mobile devices such as car air conditioning systems or transport boxes, or industrial systems or medical devices. What these cycle processes have in common is that they generate useful heat or cold using energy and form heat transfer systems.

Die zum Einsatz kommenden thermodynamischen Kreisprozesse sind seit langem bekannt, ebenso die Sicherheitsprobleme, die bei der Verwendung geeigneter Arbeitsfluide entstehen können. Abgesehen von Wasser sind die bekanntesten damaligen Arbeitsfluide brennbar und giftig. Sie führten im vergangenen Jahrhundert zur Entwicklung der Sicherheitskältemittel, die aus fluorierten Kohlenwasserstoffen bestanden. Es zeigte sich jedoch, dass diese Sicherheitskältemittel die Ozonschicht schädigen, zur Klimaerwärmung führen, und dass ihre sicherheitstechnische Unbedenklichkeit zu konstruktiven Unachtsamkeiten führte. Bis zu 70 % des Umsatzes entfiel auf den Nachfüllbedarf undichter Anlagen und deren Leckageverluste, der hingenommen wurde, solange dies im Einzelfall als wirtschaftlich vertretbar empfunden wurde und Bedarf an Ersatzbeschaffung förderte.The thermodynamic cycle processes used have been known for a long time, as have the safety problems that can arise when using suitable working fluids. Aside from water, the most common working fluids of the time were flammable and toxic. In the last century they led to the development of safety refrigerants, which consisted of fluorinated hydrocarbons. However, it turned out that these safety refrigerants damage the ozone layer, lead to global warming, and that their safety-related harmlessness led to design carelessness. Up to 70% of the turnover was accounted for by the need to refill leaking systems and their leakage losses, which was accepted as long as this was felt to be economically justifiable in individual cases and promoted the need for replacement purchases.

Der Einsatz dieser Kältemittel wurde aus diesem Grund Restriktionen unterworfen, in der Europäischen Union beispielsweise durch die F-Gas-Verordnung (EU) 517/2014.For this reason, the use of these refrigerants has been subject to restrictions, in the European Union, for example, by the F-Gas Regulation (EU) 517/2014.

Es ist daher einerseits äußerst problematisch, die konstruktiven Prinzipien für Kältemittel-führende thermodynamische Prozesse zu übernehmen, die sich bei Sicherheitskältemitteln scheinbar gut bewährt haben, andererseits auf die Anlagenkonzepte aus der Zeit vor Einführung der Sicherheitskältemittel aufzusetzen. Dies liegt auch daran, dass inzwischen aus Einzelgeräten komplexe Anlagen geworden sind, was die Anzahl der Möglichkeiten für Störungen und deren Folgen vervielfältigt hat. Hierdurch ergeben sich beispielhaft die folgenden Anforderungen an das Sicherheitskonzept:

  • Im Normalbetrieb muss die Anlage absolut dicht sein.
  • Weder bei einer Leckage im Kondensator noch bei einer Leckage im Verflüssiger darf Arbeitsfluid in den gekoppelten Nutzwärme- oder Nutzkältekreislauf gelangen.
  • Es darf kein Arbeitsfluid aus dem Kältekreislauf unbemerkt entweichen können.
  • Im Verdichter darf das Arbeitsfluid nicht durch die Lagerung entweichen.
  • Im Entspannungssystem darf das Arbeitsfluid nicht durch den Ventilsitz diffundieren oder durch Kavitation zu Leckagen führen.
  • Gekapselte Teile müssen für Wartungs- und Kontrollzwecke zugänglich bleiben.
  • In Notfällen dürfen sich keine Gefahren einstellen.
  • Die Anlage soll in vorhandene Räumlichkeiten integrierbar sein
  • Das Kältemittel bzw. Arbeitsfluid soll abgelassen und eingefüllt werden können.
It is therefore extremely problematic, on the one hand, to adopt the design principles for refrigerant-carrying thermodynamic processes, which seem to have proven themselves well with safety refrigerants, and, on the other hand, to use the system concepts from the time before safety refrigerants were introduced. This is also due to the fact that individual devices have now become complex systems, which has multiplied the number of possibilities for faults and their consequences. This results in the following requirements for the security concept, for example:
  • In normal operation, the system must be absolutely tight.
  • Neither in the case of a leak in the condenser nor in the case of a leak in the liquefier may the working fluid get into the coupled useful heat or useful cooling circuit.
  • No working fluid must be able to escape unnoticed from the refrigeration cycle.
  • In the compressor, the working fluid must not escape through the bearing.
  • In the expansion system, the working fluid must not diffuse through the valve seat or cause leakage through cavitation.
  • Encapsulated parts must remain accessible for maintenance and inspection purposes.
  • In emergencies, there must be no danger.
  • The system should be able to be integrated into existing premises
  • The refrigerant or working fluid should be able to be drained and filled.

Der Begriff des Notfalls muss weit gesehen werden. Denkbar sind externe Ursachen wie Stromausfälle, Erdbeben, Erdrutsche, Überschwemmungen, Brände und klimatische Extrembedingungen sowie interne Ursachen wie technische Fehler oder Bedienungsfehler. Sofern die Anlagen in einem Netzwerk betrieben werden, ist auch ein Netzausfall oder eine Netzstörung als Notfall anzusehen. Gegenüber solchen Gefahren oder Störungen soll die Vorrichtung inhärent sicher sein. Aber auch ein Ausfall der verfügbaren Primärenergie kann einen Notfall begründen und darf keine Gefahrentwicklung zur Folge haben. Alle diese Notfälle können auch kombiniert auftreten; zu unterscheiden ist ferner, ob der Notfall nur ein Bedrohungsszenario darstellt oder ob bereits eine Havarie eingetreten ist.The concept of emergency has to be seen broadly. External causes such as power failures, earthquakes, landslides, floods, fires and extreme climatic conditions are conceivable, as well as internal causes such as technical errors or operating errors. If the systems are operated in a network, a power failure or a power failure is also to be regarded as an emergency. The device should be inherently safe from such dangers or disturbances. But a failure of the available primary energy can also Justify an emergency and must not result in any risk development. All of these emergencies can also occur in combination; A distinction must also be made as to whether the emergency only represents a threat scenario or whether an accident has already occurred.

Hierbei sind die verschiedenen Bauformen und Anwendungsfälle für derartige thermodynamische Kreisprozesse gesondert zu berücksichtigen, bei ortsfesten Anlagen für Wohngebäude, die innerhalb der Wohngebäude aufgestellt werden, beispielsweise folgende:

  • Haushaltskühlschränke,
  • Haushaltsgefrierschränke,
  • Haushaltstrockner,
  • Haushaltskühl-Gefrierkombinationen,
  • Kühlkammern für Hotel- und Gastronomie,
  • Gefrierkammern für Hotel- und Gastronomie,
  • Klimaanlage für Haus, Hotel- und Gastronomie,
  • Warmwassererzeugung für Haus, Hotel- und Gastronomie,
  • Beheizung für Haus, Hotel- und Gastronomie,
  • Sauna-Schwimmbadanlagen für Haus, Hotel- und Gastronomie,
  • Kombinierte Anlagen für die oben genannten Anwendungen,
wobei diese Aufzählung nicht vollständig ist.The various types of construction and applications for such thermodynamic cycle processes must be taken into account separately, for example the following in the case of stationary systems for residential buildings that are set up within the residential building:
  • domestic refrigerators,
  • domestic freezers,
  • household dryer,
  • household fridge-freezers,
  • Cold chambers for hotel and gastronomy,
  • freezing chambers for hotels and restaurants,
  • Air conditioning for home, hotel and gastronomy,
  • Hot water generation for house, hotel and gastronomy,
  • Heating for house, hotel and gastronomy,
  • Sauna swimming pool facilities for home, hotel and gastronomy,
  • Combined systems for the above applications,
where this list is not complete.

Die Energie für den Betrieb der Anlagen einschließlich der zu verschiebenden Wärmeenergie kann aus verschiedenen Quellen stammen:

  • Erdwärme aus Erdwärmespeichern,
  • Geothermische Wärme,
  • Fernwärme,
  • Elektrische Energie aus allgemeiner Stromversorgung,
  • Elektrische Solarenergie,
  • Solarwärme,
  • Abwärme,
  • Warmwasserspeicher,
  • Eisspeicher,
  • Latentwärmespeicher,
  • Fossile Energieträger wie Erdgas, Erdöl, Kohle,
  • Nachwachsende Rohstoffe wie Holz, Pellets, Biogas,
  • Kombinationen aus den oben genannten Energiequellen,
wobei auch diese Aufzählung nicht vollständig ist.The energy for operating the systems, including the thermal energy to be shifted, can come from various sources:
  • geothermal heat from geothermal storage tanks,
  • geothermal heat,
  • district heating,
  • Electrical energy from general power supply,
  • electric solar energy,
  • solar heat,
  • waste heat,
  • hot water tank,
  • ice storage,
  • latent heat storage,
  • Fossil fuels such as natural gas, oil, coal,
  • Renewable raw materials such as wood, pellets, biogas,
  • combinations of the above energy sources,
this list is not complete either.

Die auftretenden Probleme bei der Sicherheitsauslegung solcher Anlagen werden in der WO 2015/032905 A1 anschaulich beschrieben. So liegt die untere Zündgrenze von Propan als Arbeitsfluid etwa bei 1,7 Volumenprozent in Luft, was 38 g/m3 in Luft entspricht. Sofern der Kälteprozess in einem ihn umgebenden, hermetisch abgeschlossenen, ansonsten aber luftgefüllten Raum mit dem Arbeitsfluid Propan durchgeführt wird, stellt sich das Problem der Erkennung einer kritischen, explosiven Situation nach einer Störung, bei der das Arbeitsfluid in diesen hermetisch abgeschlossenen Raum austritt. Elektrische Sensoren zur Erkennung kritischer Konzentrationen sind nur schwierig explosionsgeschützt auszuführen, weswegen gerade die Propan-Erkennung durch die Sensoren selbst das Explosionsrisiko erheblich verschärft, ausgenommen hiervon sind Infrarotsensoren. Propan ist auch giftig, bei Inhalation oberhalb einer Konzentration von ca. 2 g/m3 stellen sich narkotische Effekte, Kopfschmerzen und Übelkeit ein. Dies betrifft Personen, die ein erkanntes Problem vor Ort lösen sollen, noch bevor Explosionsgefahr entsteht.The problems encountered in the safety design of such systems are in the WO 2015/032905 A1 vividly described. The lower ignition limit of propane as a working fluid is around 1.7 percent by volume in air, which corresponds to 38 g/m 3 in air. If the refrigeration process is carried out in a surrounding, hermetically sealed, but otherwise air-filled space with the working fluid propane, the problem of detecting a critical, explosive situation arises after a fault in which the working fluid escapes into this hermetically sealed space. Electrical sensors for detecting critical concentrations are difficult to design in an explosion-proof manner, which is why the propane detection by the sensors themselves significantly increases the risk of explosion, with the exception of infrared sensors. Propane is also toxic. Inhalation of concentrations above approx. 2 g/m 3 causes narcotic effects, headaches and nausea. This concerns people who have to solve a recognized problem on site before there is a risk of explosion.

Propan ist auch schwerer als Luft, sinkt also in ruhender Luft auf den Boden und sammelt sich dort an. Sollte sich also ein Teil des Propans in einer strömungsarmen Zone des abgeschlossenen Raums, in dem sich das gestörte Aggregat befindet, sammeln, können die lokalen Explosionsgrenzen wesentlich schneller erreicht werden, als es der Quotient aus Gesamtraumvolumen zu ausgetretener Propanmenge erwarten lässt. Die WO 2015/032905 A1 sucht dieses Problem zu lösen, indem ein Generator für elektrischen Strom in die Öffnung bzw. deren Verriegelung dieses Raums integriert wird und bei deren Betätigung in einem ersten Schritt die elektrische Energie erzeugt und bereitstellt, mit der der Sensor aktiviert wird, und der im Alarmfall die Verriegelung dann nicht freigibt, sondern eine Lüftung des abgeschlossenen Raums veranlasst, und erst in einem zweiten Schritt eine Entriegelung und Öffnung zulässt.Propane is also heavier than air, so it sinks to the ground in still air and collects there. If part of the propane collects in a low-flow zone of the closed room in which the malfunctioning unit is located, the local explosion limits can be reached much more quickly than would be expected from the quotient of the total volume of the room and the amount of propane that had escaped. The WO 2015/032905 A1 seeks to solve this problem by a generator for electric power in the opening or locking this space is integrated and when it is actuated in a first step generates and provides the electrical energy with which the sensor is activated, and in the event of an alarm, the Locking then does not release, but causes the closed room to be ventilated, and only allows unlocking and opening in a second step.

Schon zu Beginn der Technologie der Kompressionskältemaschinen wurde der Versuch unternommen, einen abgeschlossenen Raum zu bilden, in dem die apparativen Ausrüstungen alle sicher untergebracht werden konnten und der diese vollständig umhüllt. Die DE-PS 553 295 beschreibt eine gekapselte Kompressionskältemaschine, bei der der Kältemittelverdichter 1, sein Antriebsmotor 2, Verdampfer 3, Verflüssiger 4 und Regelventil 5 in einer doppelwandigen Kapsel 6 bzw. 7 eingeschlossen sind. Im Zwischenraum der doppelwandigen Kapsel wird ein Unterdruck angelegt und Leckagen, die an den Durchbrüchen für Kühlwasser und Sole auftreten könnten, abgesaugt. Das abgesaugte Arbeitsfluid kann im Anschluss daran ggf. zurückgewonnen werden. Zu bemerken ist dabei, dass sich innerhalb des gekapselten Raums keine Umgebungsluft befindet und aufgrund des Unterdrucks im Doppelmantel auch nicht in den gekapselten Innenraum eindringen kann.Already at the beginning of the technology of compression refrigeration machines, attempts were made to form a closed space in which all the equipment could be safely accommodated and which completely encloses it. The DE-PS 553 295 describes an encapsulated compression refrigeration machine in which the refrigerant compressor 1, its drive motor 2, evaporator 3, condenser 4 and control valve 5 are enclosed in a double-walled capsule 6 and 7, respectively. A negative pressure is applied in the space between the double-walled capsule and leaks that could occur at the openings for cooling water and brine are sucked out. The suctioned working fluid can then be recovered if necessary. It should be noted that there is no ambient air within the encapsulated space and, due to the negative pressure in the double jacket, cannot penetrate into the encapsulated interior.

Die DE 41 14 529 A1 beschreibt eine Sicherheitseinrichtung für eine mit einem gefährlichen Medium gefüllte kältetechnische Anlage, die aus mindestens einem kompletten Kälteaggregat besteht, das einen Kältemittelkreislauf mit Verdampfer, Verdichter und Verflüssiger, sowie einen Antriebsmotor umfasst. Die Anlage ist gasdicht eingeschlossen, wobei die Umschließung nach dem im Störfall technisch möglichen Höchstdruck ausgelegt ist, und aus der Umschließung die Anschlüsse für den Kälteträger, ein Kühlmittel sowie elektrische Versorgungs-, Überwachungs- und Steuerleitungen druckdicht nach außen geführt sind. Es kann ein Ausgleichsbehälter angeschlossen sein.The DE 41 14 529 A1 describes a safety device for a refrigeration system filled with a hazardous medium, which consists of at least one complete refrigeration unit that includes a refrigerant circuit with an evaporator, compressor and condenser, and a drive motor. The system is enclosed in a gas-tight manner, with the enclosure being designed according to the maximum pressure that is technically possible in the event of a fault, and the connections for the coolant, a coolant and electrical supply, monitoring and control lines are routed pressure-tight to the outside of the enclosure. An expansion tank can be connected.

Die DE 195 25 064 C1 beschreibt eine Kältemaschine mit einem gasdicht ausgebildeten Gehäuse, welches alle kältemittelführenden Komponenten der Maschine aufnimmt, ein das Innere des gasdichten Gehäuses mit einem Auslass verbindender Raum vorgesehen ist, und der Raum mit einem das Kältemittel sorbierenden Stoff gefüllt ist. Die Menge des sorbierenden Stoffes wird dabei so dimensioniert, dass die gesamte Menge an eventuell austretendem Kältemittel aufgenommen und von der Umwelt ferngehalten werden kann. Der mit dem sorbierenden Stoff gefüllte Raum ist zur Umgebung hin offen. Bei Kältemitteln, die schwerer als Luft sind, ist der Raum nach unten hin offen, bei solchen, die leichter sind, ist er nach oben hin offen, so dass ein Fördergebläse nicht erforderlich ist. Das Sorptionsmittel wird in das Gehäuse eingebracht und umschließt die Kältemaschine bzw. die kältemittelführenden Einrichtungen vollständig. Auf seinem Weg nach außen sind Schikanen vorgesehen, die Kurzschlussströmungen verhindern und entweichendes Gas durch das Sorptionsmittel zwingen. Auch eine doppelwandige Ausführungsform, bei der das Sorptionsmittel im Doppelmantel angeordnet ist, ist möglich. Am Ausgang des mit dem sorbierenden Stoffes gefüllten Raumes zur Umgebung hin kann eine Messeinrichtung für Kältemittel vorgesehen werden.The DE 195 25 064 C1 describes a refrigeration machine with a gas-tight housing, which accommodates all refrigerant-carrying components of the machine, a space connecting the interior of the gas-tight housing with an outlet is provided, and the space is filled with a refrigerant-sorbing substance. The amount of sorbing substance is dimensioned in such a way that the entire amount of refrigerant that may escape can be absorbed and kept away from the environment. The space filled with the sorbing substance is open to the environment. For heavier-than-air refrigerants, the space is open at the bottom, for lighter-than-air ones, it is open at the top, so a conveying fan is not required. The sorbent is introduced into the housing and completely encloses the refrigeration machine or the refrigerant-carrying equipment. Baffles are provided on its way out to prevent shunt flows and force escaping gas through the sorbent. A double-walled embodiment, in which the sorbent is arranged in the double jacket, is also possible. A measuring device for refrigerant can be provided at the outlet of the space filled with the sorbing substance to the environment.

Die DE 195 26 980 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reinigung von Luft geschlossener Räume, die eine gasförmige Verunreinigung aufweisen. Nachdem die Verunreinigung von einem Gassensor erkannt wurde, steuert dieser einen Verdichter an, der die Luft durch einen in diesem Raum befindlichen Absorber leitet, wodurch die Verunreinigung absorbiert wird. Die gereinigte Luft verlässt den Absorber in den geschlossenen Raum.The DE 195 26 980 A1 describes a device and a method for cleaning the air of enclosed spaces containing gaseous contamination. After the contamination has been detected by a gas sensor, it controls a compressor, which directs the air through an absorber located in this room, whereby the contamination is absorbed. The cleaned air leaves the absorber in the closed room.

Die vorgestellten Systeme sind aufwendig, sie hatten am Markt bislang nur wenig Erfolg. Dies kann auf die folgenden Gründe zurückgeführt werden:

  • Montagefreundlichkeit: Im Falle von Modernisierungen von alten Heizungsanlagen müssen die neu zu installierenden Vorrichtungen zerlegbar und transportabel sein. Beispielsweise müssen sie über Kellertreppen und in verwinkelte und niedrige Kellerräume verbracht werden können. Zusammenbau, Inbetriebnahme und Wartung müssen ohne gro-βen Aufwand vor Ort möglich sein. Dies schließt große und schwere Druckbehälter weitgehend aus, ferner Systeme, die nach einer Havarie nicht mehr demontierbar sind.
  • Diagnosefreundlichkeit: Die Betriebszustände sollten von außen gut erkennbar sein, dies betrifft die Sichtbarkeit und Prüfbarkeit bezüglich möglicher Leckagen und schließt den Füllstand des Arbeitsfluids sowie den Befüllungsgrad ggf. eingebrachter Sorbentien ein.
  • Wartungsfreundlichkeit: Systemdiagnosen sollten ohne großen zusätzlichen Aufwand erfolgen können. Sicherheitsrelevante Systeme sollten regelmäßig getestet bzw. auf ihre Zuverlässigkeit geprüft werden können. Sofern Systemdiagnosen nicht einfach durchführbar sind, sollten möglicherweise belastete Teile leicht durch Neuteile austauschbar sein.
  • Ausfallsicherheit: Die System sollen einerseits gegen Störungen gesichert sein, gleichzeitig aber zuverlässig laufen können, wenigstens im Notbetrieb. Im Falle einer vorübergehenden externen Störung sollten die Systeme entweder selbstständig wieder anfahren oder ohne großen Aufwand wiederangefahren werden können.
  • Energieeffizienz: Die Anlagen sollen energetisch günstig betrieben werden können, ein hoher Eigenverbrauch an Energie für Sicherheitsmaßnahmen wirkt dem entgegen.
  • Robustheit: Im Falle größerer Störungen, seien sie extern oder systemintern aufgeprägt, muss die Beherschbarkeit gewährleistet sein, dies betrifft z.B. Lüftungssysteme, die verstopfen können oder Druckbehälter, die unter Druck stehen oder heiß werden, etwa bei einem Brand.
  • Kosten: Die Sicherheitsmaßnahmen sollen weder bei den Anschaffungskosten noch bei den laufenden Kosten bedeutend sein und die Einsparungen bei den Energiekosten gegenüber herkömmlichen Systemen übersteigen. Sie sollen günstig sein.
The systems presented are complex and have so far had little success on the market. This can be attributed to the following reasons:
  • Ease of installation: In the case of modernization of old heating systems, the new devices to be installed must be dismountable and transportable. For example, they have to be taken down basement stairs and into crooked and low basement rooms can become. Assembly, commissioning and maintenance must be possible on site without great effort. This largely excludes large and heavy pressure vessels, as well as systems that can no longer be dismantled after an accident.
  • Ease of diagnosis: The operating conditions should be easily recognizable from the outside. This affects the visibility and verifiability with regard to possible leaks and includes the filling level of the working fluid and the filling level of any sorbents that may have been introduced.
  • Ease of maintenance: System diagnostics should be possible without much additional effort. Safety-relevant systems should be tested regularly or checked for their reliability. If system diagnostics cannot be carried out easily, possibly stressed parts should be easily replaceable with new parts.
  • Fail-safety: The system should be secured against faults on the one hand, but at the same time be able to run reliably, at least in emergency operation. In the event of a temporary external disruption, the systems should either restart automatically or be able to be restarted without great effort.
  • Energy efficiency: The systems should be able to be operated in an energy-efficient manner; high self-consumption of energy for security measures counteracts this.
  • Robustness: In the event of major disruptions, whether they are external or internal to the system, controllability must be guaranteed. This applies, for example, to ventilation systems that can become blocked or pressure vessels that are pressurized or get hot, for example in the event of a fire.
  • Costs: The security measures should not be significant in terms of acquisition costs or running costs and should exceed the savings in energy costs compared to conventional systems. They should be cheap.

Die Anforderungen schließen sich zumeist gegenseitig aus und erzeugen außerdem Zielkonflikte in großer Zahl.The requirements are mostly mutually exclusive and also create a large number of conflicting goals.

Es ist auch bekannt, entzündliche und explosive Arbeitsfluide im Falle von Leckagen einfach ins Freie abzulassen. So erklärt die "Bundesfachschule Kälte Klima Technik" im Mai 2012, der Einfluss auf die globale Erderwärmung bei R290 sei sehr gering, daher sei das Ablassen in die Atmosphäre die bisher übliche Vorgehensweise, um dieses Kältemittel zu entsorgen. Es seien aber gewisse Sicherheitsvorkehrungen zu treffen, die das Auftreten einer explosionsfähigen Atmosphäre weitestgehend minimierten.It is also known to simply discharge flammable and explosive working fluids to the outside in the event of leakage. In May 2012, for example, the "Federal School for Refrigeration and Air Conditioning Technology" explained that the impact of R290 on global warming is very small, so venting it into the atmosphere has been the usual procedure to date for disposing of this refrigerant. However, certain safety precautions must be taken to minimize the occurrence of an explosive atmosphere as far as possible.

Die DE 20 2016 10305 U1 betrifft eine explosionsgeschützte Wärmepumpe zum Temperieren von Wärmeträgerfluiden, die mit einem brennbaren Kältemittel betrieben wird. Sie weist eine Umhausung auf, die alle Einrichtungen des Kältekreislaufs enthält, und innerhalb derer ein Lüfter angeordnet ist, welcher explosionsgeschützt ausgeführt ist. Sobald ein Sensor eine Leckage entdeckt, wird die Umhausung durch den Lüfter abgesaugt und dadurch gespült und die eintretende Verdünnung bewirkt, dass sich kein explosives Gemisch bilden kann. Die abgesaugte Luft wird durch einen Luftkanal abgeführt. Da die Umhausung aber bewusst nicht dichtend ausgeführt ist, damit innerhalb der Umhausung erwärmte Luft im Austausch mit kühler Luft aus der Umgebung gehalten wird, ist eine solche atmende Vorrichtung für eine Aufstellung in Innenräumen nicht geeignet.The DE 20 2016 10305 U1 relates to an explosion-proof heat pump for tempering heat transfer fluids that is operated with a flammable refrigerant. It has an enclosure that contains all the equipment of the refrigeration circuit, and inside which a fan is arranged, which is designed to be explosion-proof. As soon as a sensor detects a leak, the housing is sucked off by the fan and thus flushed, and the resulting dilution ensures that no explosive mixture can form. The extracted air is discharged through an air duct. However, since the housing is deliberately not designed to be sealed, so that heated air is kept inside the housing in exchange for cool air from the environment, such a breathing device is not suitable for installation indoors.

Die Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine sichere und energiesparende Spülung eines Gehäuses bereitzustellen, der in einem Wohngebäude aufgestellt ist, und in dessen Inneren ein linksdrehender thermodynamischer Clausius-Rankine-Kreisprozesses in einem geschlossenen, hermetisch dichten Arbeitsfluidumlauf mittels eines entzündlichen Arbeitsfluids durchgeführt wird, welches im gasförmigen Zustand unter Atmosphärenbedingungen schwerer als Luft ist.The object of the invention is therefore to provide a device and a method for safe and energy-saving flushing of a housing that is installed in a residential building, and inside which a left-handed thermodynamic Clausius-Rankine cycle in a closed, hermetically sealed working fluid circuit using a flammable working fluid which is heavier than air in the gaseous state under atmospheric conditions.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Diese Vorrichtung ermöglicht eine sichere Durchführung eines linksdrehenden thermodynamischen Clausius-Rankine-Kreisprozesses mittels eines entzündlichen Arbeitsfluids, welches im gasförmigen Zustand unter Atmosphärenbedingungen schwerer als Luft ist und in einem geschlossenen, hermetisch dichten Arbeitsfluidumlauf geführt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist folgende Merkmale auf:

  • mindestens einen Verdichter für Arbeitsfluid,
  • mindestens eine Entspannungseinrichtung für Arbeitsfluid,
  • mindestens zwei Wärmeübertrager für Arbeitsfluid mit jeweils mindestens zwei Anschlüssen für Wärmeüberträgerfluide,
  • ein geschlossenes Gehäuse, welches alle am geschlossenen Arbeitsfluidumlauf angeschlossenen Einrichtungen umfasst,
  • wobei das Gehäuse beim Anlegen von Unter- oder Überdruck dicht ist,
  • es einen Spülluftzulauf aufweist, welcher an einen Lufteinlass, eine Drosselungseinrichtung und eine Rückschlagsicherung angeschlossen ist,
  • es einen Spülluftauslass aufweist, der an einen Ablass angeschlossen ist,
  • zwischen dem Lufteinlass und dem Spülluftauslass druckseitig oder saugseitig zum Gehäuse ein Fördergebläse angeschlossen ist,
  • innerhalb des Gehäuses der Zulauf für den Spülluftabzug an der tiefsten Stelle angeordnet ist,
  • alle Einrichtungen des Gehäuses so konstruiert und angeordnet sind, dass von jedem beliebigen Ort im Freiraum des Gehäuses immer ein absteigender Strömungsweg für Luft existiert.
The invention solves this problem by a device according to claim 1. This device enables a left-handed thermodynamic Clausius-Rankine cycle to be carried out safely using an inflammable working fluid which is in the gaseous state under atmospheric conditions is heavier than air and is guided in a closed, hermetically sealed working fluid circuit. The device according to the invention has the following features:
  • at least one compressor for working fluid,
  • at least one expansion device for working fluid,
  • at least two heat exchangers for working fluid, each with at least two connections for heat transfer fluids,
  • a closed housing, which includes all devices connected to the closed working fluid circuit,
  • the housing is tight when negative or positive pressure is applied,
  • it has a scavenging air inlet, which is connected to an air inlet, a throttling device and a non-return device,
  • it has a purge air outlet connected to a drain,
  • a conveying fan is connected between the air inlet and the scavenging air outlet on the pressure side or on the suction side of the housing,
  • the inlet for the scavenging air outlet is located at the lowest point within the housing,
  • all equipment of the housing is designed and arranged in such a way that there is always a descending flow path for air from any point in the free space of the housing.

Dadurch, dass alle Einrichtungen des Gehäuses so konstruiert und angeordnet sind, dass von jedem beliebigen Ort im Freiraum des Gehäuses immer ein absteigender Strömungsweg für Luft existiert, kann im Falle einer Leckage sichergestellt werden, dass das austretende Arbeitsfluid, welches schwerer als Luft ist, nach unten sinkt, ohne dass es sich zuvor in Hohlräumen oder in nach oben konkaven Flächen sammeln, anreichern und dabei explosive Gemische bilden kann. Es gelangt dadurch von jeder Stelle des Gehäuseinnenraums immer auf direktem Weg zum Spülluftauslass an der tiefsten Stelle des Gehäuses, von wo es aus dem Gehäuse abgezogen werden kann.Due to the fact that all devices of the housing are designed and arranged in such a way that there is always a descending flow path for air from any location in the free space of the housing, it can be ensured in the event of a leak that the escaping working fluid, which is heavier than air, sinks below without being able to collect in cavities or in upwardly concave surfaces, accumulate and form explosive mixtures. As a result, it always comes up from any point in the interior of the housing direct route to the purge air outlet at the lowest point of the housing, from where it can be pulled out of the housing.

Ausgestaltungen der Erfindung betreffen den Spülluftzulauf, der sich aus mehreren Komponenten zusammensetzt. Diese Komponenten sind der Einlass der Spülluft aus dem Außenraum, die Weiterleitung der Spülluft in den Gehäuserinnenraum mit Ausstattungen, und der Eintritt der Spülluft in den Gehäuseinnenraum. Hierbei wird vorgesehen, dass der Eintritt der Spülluft in den Innenraum des Gehäuses an der Oberseite des Gehäuses angeordnet ist und mittels einer Dispergierdüse erfolgt. Hierdurch wird erreicht, dass sich eine langsame Abwärtsströmung ohne Strähnenbildung über den Gehäusequerschnitt ergibt und die Wirbelbildung minimiert wird.Configurations of the invention relate to the scavenging air inlet, which is made up of several components. These components are the inlet of the scavenging air from the outside, the forwarding of the scavenging air into the interior of the housing with equipment, and the entry of the scavenging air into the interior of the housing. Here it is provided that the entry of the scavenging air into the interior of the housing is arranged on the upper side of the housing and takes place by means of a dispersing nozzle. This ensures that there is a slow downward flow without streak formation over the housing cross-section and the formation of vortices is minimized.

Der Ort des Eintritts der Spülluft in den Gehäuseinnenraum ist normalerweise nicht identisch mit dem Eintritt der Spülluft in das Gehäuse aus dem Aufstellungsraum, sondern erfolgt über eine Leitung mit Einrichtungen, die auch eine Ansaugung von Luft aus dem Freien außerhalb des Gebäudes vorsehen kann. Um ein mögliches Verstopfen der Einströmleitung zu verhindern, wird in einer Ausgestaltung der Erfindung eine Vielzahl von Einlässen, etwa in Schlitzform oder über ein Lochblech, vorgesehen, deren Ort lokal an die Gegebenheiten des Aufstellungsortes angepasst wird, und die in einer Sammelleitung zusammengefasst werden, welche auch mit einer Rückschlagsicherung und einer Drosselung ausgestattet ist. Die Vielzahl von Einlässen kann auch in einiger Entfernung zum Gehäuse platziert werden.The place where the scavenging air enters the interior of the housing is normally not the same as the place where the scavenging air enters the housing from the installation room, but takes place via a line with devices that can also provide air suction from the outside outside of the building. In order to prevent the inflow line from clogging, one embodiment of the invention provides a large number of inlets, for example in the form of slots or via a perforated plate, the location of which is locally adapted to the conditions at the installation site, and which are combined in a collecting line which is also equipped with a non-return device and a throttle. The multiplicity of inlets can also be placed at some distance from the housing.

Der Austritt der Spülluft aus dem Gehäuseinnenraum ist normalerweise nicht identisch mit dem Auslass der Spülluft im Gehäuseboden, der tiefsten Stelle im Gehäuse, sondern erfolgt über eine Leitung mit Einrichtungen, die auch teilweise im Gehäuseinneren verlaufen kann. Der Anschluss der Spülluftauslassleitung kann somit an einer beliebigen Stelle in der Gehäusewand erfolgen, wobei es keine Rolle spielt, ob das Fördergebläse innerhalb oder außerhalb des Gehäuses und innerhalb oder außerhalb des Aufstellraums oder des Gebäudes angeordnet wird. Am Austritt des Ablasses außerhalb des Gebäudes sollte eine Vorrichtung zum Dispergieren angeordnet sein, der Ablass aus dem Gehäuse sollte außerdem an einen Ort außerhalb des Gebäudes geführt werden, an dem sich keine Bodensenken befinden, etwa Keller-Gitterroste oder dergleichen.The outlet of the scavenging air from the interior of the housing is normally not identical to the outlet of the scavenging air in the bottom of the housing, the lowest point in the housing, but takes place via a line with devices that can also run partially inside the housing. The scavenging air outlet line can therefore be connected at any point in the housing wall, regardless of whether the conveying fan is inside or outside the housing and inside or outside the installation room or building is arranged. A dispersing device should be installed at the outlet of the drain outside the building, and the drain from the housing should also be routed to a location outside the building where there are no depressions in the ground, such as basement gratings or the like.

Das Fördergebläse kann im Ansaugbereich oder im Ablassbereich angeordnet sein, im einen Fall erzeugt es einen leichten Unterdruck, im anderen Fall einen leichten Überdruck im Gehäuse.The conveying fan can be arranged in the intake area or in the discharge area, in one case it generates a slight negative pressure, in the other case a slight overpressure in the housing.

Weitere Ausgestaltungen betreffen den Wärmehaushalt der Spülluft. Sofern Spülluft aus einem geschlossenen Raum nach außerhalb des Gebäudes geführt wird, muss Luft in der gleichen Menge von außerhalb in das Gebäude nachströmen. Sind die Temperaturen innerhalb und außerhalb des Gebäudes verschieden, ergibt sich durch die Spülluft ein Wärmestrom, wobei es auf die Raumtemperatur des Aufstellungsortes nicht ankommt. Praktisch bedeutet dies, dass ohne entsprechende weitere Maßnahmen ein unerwünschter Wärmeverlust oder Wärmeeintrag, je nach Betriebsart, entsprechend der Temperaturdifferenz zwischen Innentemperatur und Außentemperatur stattfinden würde. Aus diesem Grund kann die Spülluft sowohl gekühlt als auch erwärmt werden, wobei die Einrichtungen zum Betrieb des Kreisprozesses genutzt werden.Further configurations relate to the heat balance of the scavenging air. If flushing air is routed from a closed room to the outside of the building, the same amount of air must flow into the building from outside. If the temperatures inside and outside the building are different, the scavenging air will result in a flow of heat, whereby the room temperature at the installation site is irrelevant. In practice, this means that without appropriate further measures, an undesirable heat loss or heat input would take place, depending on the operating mode, depending on the temperature difference between the inside temperature and the outside temperature. For this reason, the scavenging air can be both cooled and heated using the facilities for operating the cycle process.

In einer Ausgestaltung ist daher vorgesehen, dass die vom Gehäuseboden abgezogene Spülluft zu einer umschaltbaren Verzweigung geführt wird, deren Abzweige zu Zusatzwärmetauschern geführt werden, die sich jeweils in den Wärmeträgerzuleitungen zu den beiden Wärmetauschern des Kreisprozesses befinden. Diese Zusatzwärmetauscher können sich innerhalb oder außerhalb des Gehäuses befinden.In one embodiment, it is therefore provided that the scavenging air extracted from the bottom of the housing is routed to a switchable branch, the branches of which are routed to additional heat exchangers, which are located in the heat carrier supply lines to the two heat exchangers of the cycle process. These additional heat exchangers can be located inside or outside the housing.

Die Erfindung umfasst auch das Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei ein Fördergebläse die Spülluft ansaugt und dabei das Gehäuse unter Unterdruck setzt, die abgezogene Spülluft in mindestens einen Wärmetauscher geleitet wird, in dem die Spülluft gegen ein Wärmeüberträgerfluid, welches an den Kältekreis angeschlossen ist, entweder gekühlt oder erwärmt wird.The invention also includes the method according to claim 6, wherein a conveying fan draws in the scavenging air while the housing is under negative pressure sets, the withdrawn scavenging air is passed into at least one heat exchanger in which the scavenging air is either cooled or heated against a heat transfer fluid which is connected to the refrigeration circuit.

Liegt die Außentemperatur über der Innentemperatur des Gebäudes, ist Kühlbetrieb und die Spülluft muss erwärmt werden. Hierzu wird sie in einen Wärmetauscher geleitet, der erwärmtes Wärmeträgerfluid zum Außenbereich leitet, wo dieses Wärme an die Umgebung abgibt. Die Spülluft dient in diesem Fall als weitere Wärmesenke und hilft bei der erwünschten Gebäudekühlung mit.If the outside temperature is higher than the inside temperature of the building, cooling is in operation and the purge air must be heated. For this purpose, it is fed into a heat exchanger, which directs the heated heat transfer fluid to the outside area, where it gives off heat to the environment. In this case, the scavenging air serves as an additional heat sink and helps with the desired cooling of the building.

Liegt die Außentemperatur unter der Innentemperatur des Gebäudes, ist Heizbetrieb und die Spülluft muss gekühlt werden, bevor sie das Gebäude verlässt. Hierzu wird sie in einen Wärmetauscher geleitet, der Wärmeträgerfluid vom Außenbereich zurückleitet, bevor dieses in den Verdampferwärmetauscher des Kreisprozesses geführt wird. Die Spülluft dient in diesem Fall als weitere Wärmequelle und hilft bei der erwünschten Gebäudeheizung mit.If the outside temperature is below the inside temperature of the building, heating is in operation and the purge air must be cooled before it leaves the building. To do this, it is fed into a heat exchanger that returns heat transfer fluid from the outside area before it is fed into the evaporator heat exchanger of the cycle. In this case, the scavenging air serves as an additional heat source and helps with the desired heating of the building.

Wird die Spülluft außerhalb des Gebäudes angesaugt, ergibt sich kein Wärmeverlust durch die Ansaugung und Abgabe von Luft unterschiedlicher Temperatur, das oben beschriebene Verfahren lässt sich aber nutzen, um die Wärmeübergänge im Behälterinneren zu kompensieren.If the scavenging air is drawn in outside the building, there is no heat loss due to the intake and discharge of air at different temperatures, but the process described above can be used to compensate for the heat transfer inside the container.

Als Wärmeübertragerfluide sind hier alle gasförmigen oder flüssigen Medien zu verstehen, mit denen Wärme übertragen wird, also etwa Luft, Wasser, Sole, Wärmeträgeröle oder dergleichen. Insofern der Kreisprozess nicht als zwischen Kühlbetrieb und Heizbetrieb umschaltbare Wärmepumpe betrieben oder ausgeführt wird, oder wenn er mehrstufig ist, können auch andere Ströme von Wärmeüberträgerfluiden eingesetzt werden.All gaseous or liquid media with which heat is transferred are to be understood here as heat transfer fluids, ie air, water, brine, heat transfer oils or the like. Insofar as the cycle process is not operated or executed as a heat pump that can be switched between cooling mode and heating mode, or if it is multi-stage, other flows of heat transfer fluids can also be used.

Die Spülluft kann vorteilhaft mit einer Einrichtung zur Leckagedetektion verbunden werden. In diesem Fall kann der Spülluftbetrieb im Normalfall stark eingeschränkt oder sogar eingestellt werden, während bei der Erkennung einer Leckage die Luftmenge entsprechend erhöht wird.The scavenging air can advantageously be connected to a device for leak detection. In this case, the scavenging air operation can normally be severely restricted or even stopped, while the amount of air is increased accordingly when a leak is detected.

Das Fördergebläse kann für den Fall eines Stromausfalls mit einem Reserveakku ausgestattet werden, ferner ist ein solarbetriebener Anschluss, der auch den Reserveakku stets geladen halten kann, vorteilhaft. Sofern das Fördergebläse außerhalb des Gebäudes angeordnet wird, ist auch eine integrierte Bauweise mit einer Solarzelle und einem Reserveakku sinnvoll .The conveyor fan can be equipped with a backup battery in the event of a power failure, and a solar-powered connection that can also keep the backup battery charged at all times is advantageous. If the conveying fan is arranged outside of the building, an integrated design with a solar cell and a reserve battery is also useful.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von vier Beispielen näher erläutert. Dabei zeigen die Fig. 1 bis Fig. 4 schematisch einen Kältekreislauf mit dem Kältemittel Propan und der vorgesehenen Spülvorrichtung am Beispiel einer Hauswärmepumpe, im Falle von

  • Fig. 1: mit einer Ansaugung von Luft im Gebäude und einem Unterdruck im Gehäuse,
  • Fig. 2: mit einer Ansaugung von Luft im Gebäude und einem Überdruck im Gehäuse,
  • Fig. 3: mit einer Ansaugung von Luft außerhalb des Gebäudes und einem Unterdruck im Gehäuse,
  • Fig. 4: mit einer Ansaugung von Luft außerhalb des Gebäudes und einem Überdruck im Gehäuse.
The invention is explained in more detail below using four examples. The show Figures 1 to 4 schematically a refrigeration circuit with the refrigerant propane and the intended flushing device using the example of a house heat pump, in the case of
  • 1 : with an intake of air in the building and a negative pressure in the housing,
  • 2 : with an intake of air in the building and an overpressure in the housing,
  • 3 : with an intake of air outside the building and a negative pressure in the housing,
  • 4 : with an intake of air outside the building and an overpressure in the housing.

Fig. 1 zeigt einen üblichen Kältekreis 1 mit einem Verdichter 2, einem Kondensator 3, einer Druckreduzierung 4 und einem Verdampfer 5 in einem geschlossenen Gehäuse 6. Das Gehäuse 6 ist dabei üblicherweise schallisoliert und schon deshalb luftdicht ausgeführt, es kann leichten Unterdruck, beispielsweise 20 oder 50 hPa, aushalten. Baulich können Wasserspeicher und Schaltelemente integriert sein. Das Gehäuse 6 verfügt neben einem hier nicht gezeigten Stromanschluss über Leitungsanschlüsse für die Wärmequelle, den Wärmequellen-Anschluss 7 und den Wärmequellen-Vorlauf 8, und den Heizungskreislauf mit dem Wärmesenken-Vorlauf 9 und dem Wärmesenken-Anschluss 10. 1 shows a conventional refrigeration circuit 1 with a compressor 2, a condenser 3, a pressure reduction 4 and an evaporator 5 in a closed housing 6. The housing 6 is usually soundproofed and therefore airtight, it can be slightly negative pressure, for example 20 or 50 hPa , endure. Structurally, water reservoir and switching elements can be integrated. In addition to a power connection (not shown here), the housing 6 has line connections for the heat source, the heat source connection 7 and the heat source flow 8, and the heating circuit with the heat sink flow 9 and the heat sink connection 10.

Natürlich kann der hier vereinfacht dargestellte Kältekreislauf auch mehrere Wärmetauscher auf unterschiedlichen Temperaturniveaus, eine gestufte Druckreduzierung, Umschaltvorrichtungen für Heizbetrieb im Winter und Kühlung im Sommer, sowie eine Vielzahl von Sensoren enthalten, wobei die Spüleinrichtungen aber grundsätzlich identisch sind. Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass Verdampfer 5 und Kondensator 3 in ihrer Betriebsweise austauschbar sind bzw. nicht gezeigte Umschaltvorrichtungen im Kältekreis diese Funktionalität nach bekanntem Stand der Technik herstellen können, so dass der Heizungskreislauf zum Kältekreislauf einer Klimaanlage wird und die Wärmequelle des Heizungsbetriebs zur Wärmesenke bei der Klimatisierung.Of course, the refrigeration circuit shown here in simplified form can also contain several heat exchangers at different temperature levels, a graduated pressure reduction, switching devices for heating in winter and cooling in summer, as well as a large number of sensors, although the flushing devices are basically identical. In the following, it is assumed that the evaporator 5 and condenser 3 are interchangeable in their mode of operation or switching devices (not shown) in the refrigeration circuit can produce this functionality according to the known prior art, so that the heating circuit becomes the refrigeration circuit of an air conditioning system and the heat source of the heating mode becomes a heat sink in air conditioning.

Die Spülluft tritt durch die Dispergiervorrichtung 11 in das Gehäuse 6 ein und wird flächig an seiner Oberseite verteilt. Die Spülluft wird hierbei über einen Lufteinlass 12 mit mehreren Lufteintrittsschlitzen aus dem Gebäudeinneren eingesaugt und über eine Luftleitung mit Drosselung 13, die mit einer Rückschlagsicherung 14 ausgestattet ist. versorgt. Selbstverständlich können sich in dieser Leitung auch weitere Ausstattungen wie Sensoren für Temperatur-, Druck- und Mengenmessung befinden und es können auch mehrere Lufteinlässe an verschiedenen Stellen vorgesehen werden. Die Drosselung bewirkt hierbei, dass sich im Gehäuseinneren immer ein entsprechender Unterdruck befindet, der aufgrund der Rückschlagsicherung auch während einer Unterbrechung der Spülluftdurchströmung aufrechterhalten wird, um einen Austritt von leckagebedingtem Arbeitsfluid in das Gebäudeinnere zu verhindern.The scavenging air enters the housing 6 through the dispersing device 11 and is distributed over the entire surface of its upper side. The scavenging air is sucked in from the inside of the building via an air inlet 12 with several air inlet slots and via an air line with throttling 13 which is equipped with a non-return safety device 14 . provided. Of course, other equipment such as sensors for temperature, pressure and volume measurement can also be located in this line, and several air inlets can also be provided at different points. The throttling has the effect that there is always a corresponding negative pressure inside the housing, which is maintained even during an interruption in the flow of scavenging air due to the non-return safety device in order to prevent leakage-related working fluid from escaping into the building interior.

Die Spülluft wird an der tiefsten Stelle 15 des Gehäuses 6 mittels eines Abzuges 16 abgezogen. Die Einrichtungen im Gehäuse sind dabei so angeordnet, dass sich keine Schalen oder Sackungen bilden können, in denen sich leckagebedingt ausgetretenes Arbeitsfluid sammeln könnte. Durch die leichte, vorzugsweise verwirbelungsfreie Abwärtsströmung der Spülluft werden schwerere gasförmige Komponenten sicher nach unten zum Abzug 16 gefördert und abgezogen.The scavenging air is drawn off at the lowest point 15 of the housing 6 by means of a trigger 16 . The devices in the housing are arranged in such a way that no shells or sacks can form in which working fluid that has escaped due to leakage can collect could. Due to the slight, preferably turbulence-free downward flow of the scavenging air, heavier gaseous components are safely conveyed down to the vent 16 and drawn off.

In der Spülluftleitung 19 hinter dem Abzug 16, die innerhalb des Gehäuses 6 geführt wird, befinden sich die beiden Drei-Wege-Ventile 17 und 20 die zu den Spülluft-Wärmetauschern 18 und 21 führen. Hierbei handelt es sich nur um eines von vielen möglichen Anordnungsbeispielen, sowohl die Abzweigungen als auch die Spülluftleitung und die Wärmetauscher können außerhalb des Gehäuses 6 angeordnet werden. Die Spülluft wird je nachdem, ob sich die Wärmepumpenanlage im Heizbetrieb oder im Kühlbetrieb befindet, in jeweils einen der Spülluftwärmetauscher 18 oder 21 geleitet.The two three-way valves 17 and 20 which lead to the scavenging air heat exchangers 18 and 21 are located in the scavenging air line 19 behind the trigger 16, which is routed within the housing 6. This is just one of many possible arrangement examples, both the branches and the scavenging air line and the heat exchanger can be arranged outside of the housing 6 . The scavenging air is directed into one of the scavenging air heat exchangers 18 or 21 depending on whether the heat pump system is in heating or cooling mode.

Im Heizbetrieb ist dies der Spülluftwärmetauscher 21. Hierbei gibt die Spülluft Wärme an den Wärmequellen-Anschluss 7 ab, der kälter als die warme Spülluft ist. Sofern die Hauswärmepumpe ihre Wärme aus der Außenluft bezieht, hätte der Wärmequellen-Anschluss dabei etwa Außentemperatur und die abgeführte Spülluft würde eine Temperatur knapp darüber erhalten, bevor sie in den Außenbereich abgeführt wird. Der überwiegende Teil der Abluftwärme wäre auf diese Weise zurückgewonnen, da er nachfolgend in den Kreisprozess gelangt.In heating mode, this is the scavenging air heat exchanger 21. Here, the scavenging air gives off heat to the heat source connection 7, which is colder than the warm scavenging air. If the house heat pump draws its heat from the outside air, the heat source connection would be around the outside temperature and the discharged purge air would have a temperature just above that before it is discharged to the outside area. The majority of the heat from the exhaust air would be recovered in this way, since it subsequently enters the cycle process.

Im Kühlbetrieb ist dies der Spülluftwärmetauscher 21. Hierbei nimmt die Spülluft Wärme vom Wärmesenken-Anschluss 10 auf, der wärmer ist als die Spülluft, wenn die Außentemperatur höher als die Gebäudeinnentemperatur ist. Denkbar wäre auch ein Spülluftwärmetauscher in der Leitung des Wärmesenken-Vorlaufs 9, was im Kühlbetrieb den Vorteil einer höheren Temperaturdifferenz hätte, aber mit dem Nachteil verbunden wäre, dass eine höhere Last im Kreisprozess entstünde, die Energierückgewinnung also geringer ausfiele. Vorteilhaft wäre das aber in dem Fall, wenn im Kühlbetrieb die Wärmesenken für die Warmwasserbereitung genutzt würde. Der Fachmann wird hier im Einzelfall die günstigste Einbindung wählen, wobei natürlich auch ein dritter Spüllluftwärmetauscher eingesetzt werden könnte.In cooling mode, this is the scavenging air heat exchanger 21. Here, the scavenging air absorbs heat from the heat sink connection 10, which is warmer than the scavenging air when the outside temperature is higher than the inside temperature of the building. A scavenging air heat exchanger in the line of the heat sink feed 9 would also be conceivable, which would have the advantage of a higher temperature difference in cooling mode, but would have the disadvantage that a higher load would arise in the cycle process, so the energy recovery would be lower. Advantageous but that would be the case if the heat sinks were used for hot water preparation in cooling mode. The specialist will select the most favorable integration here in each individual case, whereby a third scavenging air heat exchanger could of course also be used.

Die Spülluft wird im Anschluss daran durch die Ablassleitung 22 über eine Rückschlagsicherung 23, die wie die Rückschlagsicherung 14 die Unterdruckhaltung des Gehäuses 6 sicherstellt, vom Spülluft-Fördergebläse 24 nach außerhalb der Außenmauer 25 des Gebäudes gefördert und über eine Dispergiervorrichtung 26 verteilt. Dieser Weg dient im unwahrscheinlichen Fall einer Havarie, bei der sich ein Überdruck im Gehäuse aufbauen könnte, auch als Notablass.The scavenging air is then conveyed through the discharge line 22 via a non-return valve 23, which, like the non-return valve 14, ensures that the housing 6 is kept under pressure, by the scavenging air conveying fan 24 to the outside of the outer wall 25 of the building and distributed via a dispersing device 26. In the unlikely event of an accident in which overpressure could build up in the housing, this route also serves as an emergency lowering.

Fig. 2 zeigt den Fall, dass das Fördergebläse 24 am Ort der Luftansaugung 12 innerhalb des Gebäudes angeordnet wird. Dies hat den Vorteil, dass im Fall einer Leckage kein kontaminiertes Luft-Gas-Gemisch angesaugt wird, und die Zündfähigkeit bei einer möglichen Explosionsgefahr weiter verringert wird. Das Gehäuse 6 wird dabei unter leichten Überdruck gesetzt. Die übrigen Einrichtungen entsprechen der Darstellung von Fig. 1. 2 shows the case where the conveying fan 24 is arranged at the location of the air intake 12 inside the building. This has the advantage that, in the event of a leak, no contaminated air-gas mixture is sucked in, and the ignitability is further reduced if there is a risk of explosion. The housing 6 is thereby placed under slight overpressure. The other facilities correspond to the representation of 1 .

Fig. 3 zeigt den Fall, dass das Fördergebläse 24, wie in Fig. 1 dargestellt, in der Ablassleitung angeordnet wird. Die Luftansaugung 12 erfolgt jedoch außerhalb des Gebäudes, was die Energieverluste verringert. Trotzdem findet beim Durchleiten durch die Wärmepumpe ein Wärmeausgleich statt, der in der gleichen Weise wie bei der Ansaugung der Luft innerhalb des Gebäudes wie in Fig. 1 beschrieben kompensiert werden kann. Das Gehäuse wird dabei bei Unterdruck betrieben. 3 shows the case that the conveying fan 24, as in 1 shown, is placed in the drain line. However, the air intake 12 is outside the building, which reduces energy losses. Nevertheless, when passing through the heat pump, a heat exchange takes place, which takes place in the same way as when the air is sucked in inside the building as in 1 described can be compensated. The housing is operated at negative pressure.

Fig. 4 zeigt den Fall, dass das Fördergebläse 24 am Ort der Luftansaugung 12 außerhalb des Gebäudes angeordnet wird. Hierfür gilt das gleiche bezüglich Zündfähigkeit, wie es bei Fig. 2 beschrieben ist, und die Möglichkeit des Wärmeausgleichs, wie es in Fig. 3 beschrieben ist. 4 shows the case where the conveying fan 24 is arranged at the location of the air intake 12 outside the building. The same applies to this with regard to ignitability, as is the case with 2 is described, and the possibility of heat equalization, as it is in 3 is described.

BezugszeichenlisteReference List

11
Kältekreisrefrigeration cycle
22
Verdichtercompressor
33
Kondensatorcapacitor
44
Druckreduzierungpressure reduction
55
VerdampferEvaporator
66
GehäuseHousing
77
Wärmequellen-Anschlussheat source connection
88th
Wärmequellen-VorlaufHeat source flow
99
Wärmesenken-Vorlaufheat sink flow
1010
Wärmesenken-Anschlussheat sink connector
1111
Dispergiervorrichtungdispersing device
1212
Lufteinlassair intake
1313
Luftleitung mit DrosselungAir line with throttling
1414
Rückschlagsicherungkickback protection
1515
tiefste Stellelowest point
1616
Spülluftabzugpurge air vent
1717
Drei-Wege-VentilThree-way valve
1818
Spülluftwärmetauscherpurge air heat exchanger
1919
Spülluftleitungpurge air line
2020
Drei-Wege-VentilThree-way valve
2121
Spülluftwärmetauscherpurge air heat exchanger
2222
Ablassleitungdrain line
2323
Rückschlagsicherungkickback protection
2424
Spülluft-Fördergebläsepurge air conveying fan
2525
Außenmauerouter wall
2626
Dispergiervorrichtungdispersing device

Claims (8)

  1. Device for safe and energy-saving flushing of a housing (6), which is intended for deployment in a residential building and in the interior of which a left-handed thermodynamic Clausius-Rankine cycle is carried out in a closed, hermetically sealed working fluid circuit (1) by means of a flammable working fluid, which in the gaseous state is heavier than air under atmospheric conditions, having
    - at least one compressor (2) for working fluid,
    - at least one expansion device (4) for working fluid,
    - at least two heat exchangers (3, 5) for working fluid, each with at least two connections (7, 8, 9, 10) for heat transfer fluids,
    - a closed housing (6) comprising all the devices connected to the closed working fluid circuit (1), wherein
    - the housing (6) is airtight when negative or positive pressure is applied,
    - it has a flushing air intake (13) connected to an air inlet (12), a throttling device and a non-return device (14),
    - it has a flushing air outlet (26) connected to a drain (22),
    - a conveyor fan (24) is connected to the housing (6) on the pressure side or suction side between the air inlet (12) and the flushing air outlet (26),
    - within the housing (6), the intake for the flushing air outlet (16) is arranged at the lowest point (15),
    - all devices of the housing (6) are constructed and arranged in such a way that there is always a descending flow path for air from any location in the free space of the housing (6).
  2. Device according to claim 1, characterised in that the entry (11) for the flushing air into the interior of the housing (6) is arranged on the upper side of the housing and is effected by means of a dispersing nozzle.
  3. Device according to any one of claims 1 or 2, characterised in that a plurality of flushing air inlets (12) for flushing air from the external region of the housing (6) is provided, which are combined in a manifold that is also equipped with a non-return device and a throttle.
  4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterised in that at least one heat exchanger (18, 21) for heat transfer fluid and flushing air is provided, which is connected to the flushing air flow from the flushing air outlet (16) and to one of the heat transfer fluids (7, 8, 9, 10).
  5. Device according to any one of claims 1 to 4, characterised in that the flushing stream drawn off from the flushing air outlet (16) is connected to a switchable bifurcation (17, 20), the branches of which are connected to heat exchangers (18, 21) located respectively in the heat transfer medium supply lines (7, 10) to the two heat exchangers (3, 5) of the cycle (1).
  6. Method for energy-saving flushing of a housing, comprising at least
    - at least one closed refrigeration circuit (1) with a working fluid,
    - at least one compressor (2) for working fluid,
    - at least one expansion device (4) for working fluid,
    - at least two heat exchangers (3, 5) for working fluid, each with at least two connections (7, 8, 9, 10) for heat transfer fluids,
    - a closed housing (6) comprising all the devices connected to the closed working fluid circuit (1) and through which air flows,
    - the housing (6) has a flushing air intake (13) which has a throttling device and a non-return device (14),
    - the housing has a flushing air outlet to which a conveyor fan (24) is connected, which is connected to a drain (22),
    - and the drain (22) is led to a location external to a building, and
    - wherein within the housing (6), the intake for the flushing air outlet (16) is arranged at the lowest point (15), wherein
    - a conveyor fan (24) sucks in the flushing air and thereby pressurises the housing,
    - the extracted flushing air is conducted into at least one flushing air heat exchanger (18, 21),
    - in which the flushing air is either cooled or heated against a heat transfer fluid (7, 10) connected to the refrigeration circuit (1).
  7. Method according to claim 6, characterised in that the extracted flushing air is cooled when the external temperature is lower than the internal building temperature.
  8. Method according to claim 6, characterised in that the extracted flushing air is heated when the external temperature is higher than the internal building temperature.
EP19173263.5A 2018-06-05 2019-05-08 Device and method for safe and energy-saving flushing of a housing Active EP3578895B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018113332.4A DE102018113332A1 (en) 2018-06-05 2018-06-05 Safety flushing device for a refrigeration circuit housing

Publications (4)

Publication Number Publication Date
EP3578895A2 EP3578895A2 (en) 2019-12-11
EP3578895A3 EP3578895A3 (en) 2020-02-26
EP3578895C0 EP3578895C0 (en) 2023-06-14
EP3578895B1 true EP3578895B1 (en) 2023-06-14

Family

ID=66476396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19173263.5A Active EP3578895B1 (en) 2018-06-05 2019-05-08 Device and method for safe and energy-saving flushing of a housing

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3578895B1 (en)
DE (1) DE102018113332A1 (en)
ES (1) ES2950030T3 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019101427A1 (en) * 2019-01-21 2020-07-23 Viessmann Werke Gmbh & Co. Kg Thermal device
EP3875862A1 (en) * 2020-03-06 2021-09-08 Stiebel Eltron GmbH & Co. KG Heat pump
CN111720950A (en) * 2020-05-19 2020-09-29 青岛海尔空调器有限总公司 Control method for reducing indoor side refrigerant leakage of air conditioner and air conditioner
DE102021201712A1 (en) 2021-02-23 2022-08-25 Glen Dimplex Deutschland Gmbh Heat pump system and method for operating a heat pump system
DE102021104682A1 (en) 2021-02-26 2022-09-01 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg heat pump
EP4194769A1 (en) 2021-12-07 2023-06-14 Glen Dimplex Deutschland GmbH Refrigerant system and refrigerant module
EP4336119A1 (en) * 2022-09-09 2024-03-13 Vaillant GmbH Moisture management and condensate drain for a heat pump housing

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE553295C (en) 1931-02-03 1932-06-23 Bbc Brown Boveri & Cie Encapsulated compression refrigeration machine
DE4114529A1 (en) 1991-05-03 1993-02-11 Aero Tech Klima Kaelte Safety arrangement esp. for ammonia-filled refrigeration plate - provides gas-tight container for take=up of material leaking from either of two interconnected pressure vessels
DE29510024U1 (en) * 1995-06-21 1995-11-09 Ilka Mafa Kaeltetechnik Gmbh Safety device for machine rooms with ammonia refrigeration units
DE19525064C1 (en) 1995-07-10 1996-08-01 Joachim Dr Ing Paul Refrigeration machine with housing for containing coolant
DE19526980A1 (en) 1995-07-25 1997-01-30 York Int Gmbh Removing gaseous impurities from air in room - by monitoring air for impurities, and passing air in compressed form, through liq., when impurities are found
WO2015032905A1 (en) 2013-09-05 2015-03-12 Holger König Method for preventing leakage from a container and a container having leakage safeguard
DE102014112545B4 (en) * 2014-09-01 2022-06-02 Denso Automotive Deutschland Gmbh Compact unit for a motor vehicle and method for emergency treatment of a motor vehicle air conditioning system
EP3106780B1 (en) * 2015-06-17 2017-11-22 Vaillant GmbH Heat pump assembly
DE202016103305U1 (en) * 2016-06-22 2016-07-07 Futron GmbH Explosion-proof device for tempering heat transfer fluids

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018113332A1 (en) 2019-12-05
EP3578895A3 (en) 2020-02-26
EP3578895C0 (en) 2023-06-14
EP3578895A2 (en) 2019-12-11
ES2950030T3 (en) 2023-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3578895B1 (en) Device and method for safe and energy-saving flushing of a housing
EP3486582B1 (en) Device for leakage detection using absorber
EP3581861B1 (en) Fluid absorption
EP3486564B1 (en) DEVICE FOR SAFE IMPLEMENTATION OF A LEFT-SWITCHING THERMODYNAMIC CLAUSIUS RANKINE PROCESS
BASED ON WORK FLUID ADSORPTION WITH INERTGAS DISPLACEMENT
DE102019124531A1 (en) Safety flushing device for a heat pump
EP3543629B1 (en) No leak housing for a cycle process
EP3693687B1 (en) Adsorption cooling
EP3486575B1 (en) Device and method for a security drain of working fluid
EP3647684B1 (en) Safety zone of the condenser
EP3705823B1 (en) Device for a safe service intervention for an enclosure and method for opening the enclosure.
EP3748257B1 (en) Device for the safe performance of a left-rotating thermodynamic circular process by means of a flammable working fluid with the use of fluidadsoption
EP3492846B1 (en) Device for safely carrying out a left-turning thermodynamic rankine cycle and its safe emptying and filling by means of an inflammable working fluid and a method for safely emptying an inflammable working fluid
DE102019121496A1 (en) Safety flushing device for a heat pump
EP4008979A1 (en) Device for safely carrying out a left-turning thermodynamic cycle
EP3719416B1 (en) Device for the safe performance of a left-turning thermodynamic clausius-rankine cycle with r290 as the working fluid
EP3647685B1 (en) Device
EP3657104A1 (en) Moulded parts for heat pumps
DE102019114738A1 (en) Fluid adsorption
EP3940314B1 (en) Safety coil device for a heat pump
EP3712531A1 (en) Safety ventilation device for a heat pump
DE19919740C2 (en) Lifesaving system for enclosed spaces, especially tunnels
EP3657102A1 (en) Operating fluid management

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: F25B 49/00 20060101ALI20200121BHEP

Ipc: F24F 11/36 20180101AFI20200121BHEP

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20200826

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20230103

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502019008157

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1579478

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20230715

U01 Request for unitary effect filed

Effective date: 20230711

U07 Unitary effect registered

Designated state(s): AT BE BG DE DK EE FI FR IT LT LU LV MT NL PT SE SI

Effective date: 20230720

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2950030

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

Effective date: 20231004

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230914

REG Reference to a national code

Ref country code: SK

Ref legal event code: T3

Ref document number: E 42271

Country of ref document: SK

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230614

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230614

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230915

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231014

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230614

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230614

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231014

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230614

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502019008157

Country of ref document: DE

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20240315

U20 Renewal fee paid [unitary effect]

Year of fee payment: 6

Effective date: 20240423