EP3792571A1 - Verbindungsleitungen einer split-wärmepumpe - Google Patents

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EP3792571A1
EP3792571A1 EP20195623.2A EP20195623A EP3792571A1 EP 3792571 A1 EP3792571 A1 EP 3792571A1 EP 20195623 A EP20195623 A EP 20195623A EP 3792571 A1 EP3792571 A1 EP 3792571A1
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working fluid
carrying
unit
activated carbon
connecting lines
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Raimund Lis
Pascal Forner
Markus Hiegemann
Birgit Reckhaus
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Vaillant GmbH
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Vaillant GmbH
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    • 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
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/005—Arrangement or mounting of control or safety devices of safety devices
    • 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

Definitions

  • the invention relates to the connecting lines between an external unit of an air / water heat pump and its internal unit.
  • Such heat pumps are referred to as split heat pumps, with a distinction being made between three fundamentally different designs.
  • the refrigerant circuit with the working fluid can be arranged either in the external unit or in the internal unit or distributed between the external and internal unit, and the connecting lines can either carry the working fluid itself or a heat transfer fluid.
  • the energetically best and cheapest arrangement that can be built with the smallest number of devices and fittings is the distributed arrangement in which the working fluid is routed through the connecting lines. This arrangement is the subject of the invention.
  • Heat pumps extract heat from the ambient air when they are running in heating mode or transfer heat to them when they are running in air conditioning mode.
  • the term heat pump is used here extensively for devices in which a counterclockwise Rankine cycle is to run, with either useful heat or useful cooling or both being generated at the same time, such devices sometimes also being referred to as air conditioning systems.
  • Such a heat pump can also be designed in stages in order to provide heating at a low temperature level, for example at 28 degrees Celsius for underfloor heating, and service water at a higher temperature level, for example at 70 degrees Celsius.
  • the heat pump extracts heat from a colder medium and transforms it to a higher temperature level using electrical energy.
  • cold can also be generated in each case.
  • the cold can also be required at different temperatures, for example at 14 degrees Celsius for air conditioning and 4 degrees Celsius for food cooling or even lower for freezer applications. In some designs you can switch between heating and air conditioning, in others both operating modes can be operated in parallel.
  • Such heat pumps have at least one regulated compressor or compressor, at least one regulated electronic expansion valve, at least one condenser and at least one evaporator. If several temperature levels are to be served, staged compressors can also be used. These devices can also be accommodated in the outdoor unit, but they can also be set up inside a building or distributed between the outdoor and indoor units.
  • thermal energy to the outside air can take place in different ways, with a fan being used as a rule, which, like the compressor in newer designs, is usually speed-controlled. Ambient air flows through the evaporator in heating mode and the condenser in air conditioning mode.
  • fluorinated hydrocarbons so-called safety refrigerants, were used as working fluids, which are now replaced by R290, R1270, R600a, ammonia and other working fluids, which are dangerous because they are flammable or toxic or both.
  • the heat exchanger in the outdoor unit is used as an evaporator, since the heat pump runs in heating mode. So that the ambient air can also be used as a heat source at temperatures below 5 degrees Celsius or even at minus degrees, the refrigerant used must be significantly colder than the outside air, and the evaporator also has a temperature below freezing point. This has the consequence that the moisture contained in the air as crystalline ice on the The evaporator heat exchanger surface fails. Thick layers of ice are formed, which can lead to a considerable reduction in performance and even damage to the heat pump, if defrosting is not carried out using heated working fluid.
  • the object of the invention is therefore to design the connecting lines that carry working fluid between the internal unit and the external unit of a split heat pump, as well as the corresponding connections, in such a way that critical situations due to leaks can be excluded.
  • the suction fan can either be switched on constantly and ensure that the jacket pipe is always ventilated, or it can be switched on or controlled by a gas sensor.
  • an intermittent operation is provided in which switching on takes place at defined time intervals for a defined time segment. This ensures that a flushing flow is directed into the external unit, where it is mixed with a large amount of air and is safely released.
  • the internal unit is provided with an encapsulation, which contains all apparatus and fittings carrying the working fluid and separates them from the service water and heating circuit or cooling circuit. For this purpose, the jacket tube is guided into the capsule housing.
  • a connecting line for connecting the indoor and outdoor units of a split air conditioning system which accommodates pipes made of different materials and purposes in a profile pipe, these are power cables, control cables, copper pipes, air circulation pipes and a condensate drain pipe.
  • the device is not suitable for transporting possibly combustible, inflammable gas mixtures from the indoor unit to the outdoor unit in a harmless manner and mixing them with ambient air there to such an extent that dangers can be safely excluded.
  • the CN 101236040 A describes a connecting line for connecting the indoor and outdoor units of a split air-conditioning system, the jacket pipe of which enables ventilation of the interior spaces by extracting air from the interior spaces and conveying fresh air through the jacket pipe into the interior spaces.
  • An application for flammable refrigerants is ruled out because the extracted air could be conveyed into the interior, depending on the location of the leak, and would increase the risk of fire there.
  • the capsule housing can be completely ventilated, which enables safe maintenance or repair in the installation room.
  • Refinements of the invention relate to the way in which the activated carbon is arranged in the jacket tube.
  • the jacket pipe around the lines carrying the working fluid is filled with a bed of activated carbon.
  • a bed of activated carbon Such a section can, for example, be separated by sieves which have recesses for the lines carrying the working fluid. While air is flowing through, the activated carbon absorbs any working fluid present in the air.
  • the jacket tube is lined with an activated carbon bed attached to its inside or an activated carbon foam or a fleece equipped with activated carbon.
  • an activated charcoal bed an inner tube is drawn into the jacket tube, which has a sieve shape and is gas-permeable. Free space is provided between the connecting lines carrying the working fluid and the inner tube, through which there is flow.
  • a fleece equipped with activated carbon designs can be used that are used in automobile construction with conventional air filters.
  • the lines carrying the working fluid are provided with insulation which is impregnated with activated carbon. In this way, installation space can be saved, since the insulation has to be provided anyway, but in this embodiment also contributes to the safety function of the activated carbon.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a split heat pump in a building 1 with an internal unit 2, in which a counterclockwise cycle 3 is carried out within a capsule housing 4.
  • the connecting lines 5 and 6 carrying the working fluid are guided in a jacket tube 7 to the outer part 8.
  • An air flow is drawn through the free volume of the jacket pipe 7 and separated from the connecting lines 5 and 6 in the jacket pipe suction device 9 within the external unit.
  • the suction fan 10 mixes the air flow with the exhaust air 14, whereby it does not matter whether the air flow is connected before or after the heat exchanger 11.
  • the connecting lines 5 and 6 are routed via the heat exchanger 11, to which outside air 12 is supplied on the opposite side by the conveyor fan 13.
  • the heat exchanger 11 acts here as an evaporator or as a condenser.
  • Fig. 2a shows a section through a first variant of a round jacket pipe 7.
  • the connecting lines 5 and 6 are partially filled with an activated charcoal fill 15, which at the same time acts as insulation or insulation. Due to the porosity of the activated charcoal bed, air can flow along the jacket tube 7. In this case, the entire casing tube 7 does not have to be filled with activated carbon over its entire length;
  • Figure 2b shows the same arrangement for a rectangular jacket pipe 7.
  • Fig. 3a shows a section through a second variant of a round jacket pipe 7.
  • the connecting lines 5 and 6 are provided with an insulation 16 and the activated carbon fill 15 is provided outside the insulation 16.
  • the activated carbon fill 15 is provided outside the insulation 16.
  • Figure 3b shows the same arrangement for a rectangular jacket pipe 7.
  • Figure 4a shows a section through a third variant of a round jacket tube 7.
  • the connecting lines 5 and 6 are provided with an insulation 16, but a free volume 17 adjoins and, in contrast to the first and second variant, the activated carbon layer 15 is attached to Jacketed pipe 7 attached and does not have to be longitudinally flowable. Hard foam with activated carbon impregnation can also be used. In this case, the air flowing through the free volume 17 emits adsorbable portions of the working fluid that has escaped to the activated carbon layer.
  • Figure 4b shows the same arrangement for a rectangular jacket pipe 7.

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Abstract

Vorrichtung zur Verbindung von Arbeitsfluid führenden Verbindungsleitungen (5, 6) zwischen Inneneinheit (2) und Außeneinheit (8) einer Split-Wärmepumpe, wobei alle Arbeitsfluid führenden Verbindungsleitungen (5, 6) zwischen Inneneinheit (2) und Außeneinheit (8) der Wärmepumpe in einem gemeinsamen Mantelrohr (7) verlegt werden, dieses Mantelrohr (7) einen Freiraum um die Arbeitsfluid führenden Verbindungsleitungen aufweist, das Mantelrohr (7) mit der Inneneinheit (2) dicht verbunden wird, das Mantelrohr (7) mit dem Inneren der Außeneinheit (8, 9) dicht verbunden wird, wobei der Freiraum im Mantelrohr (7) sowohl zur Inneneinheit (2) als auch zur Außeneinheit (8) hin offen ist, ein Sauggebläse (10) vorgesehen ist, welches im Inneren der Außeneinheit (8) angeordnet ist, die Inneneinheit (2) mit einer Kapselung (4) versehen, welche alle Arbeitsfluid führenden Apparate und Armaturen enthält und im Mantelrohr (7) Aktivkohle (15) zur Adsorption zum Einsatz kommt.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Verbindungsleitungen zwischen einer Außeneinheit einer Luft/Wasser-Wärmepumpe und ihrer Inneneinheit. Solche Wärmepumpen werden als Split-Wärmepumpen bezeichnet, wobei drei grundsätzlich verschiedene Bauformen zu unterscheiden sind. So kann der Kältemittelkreis mit dem Arbeitsfluid entweder in der Außeneinheit oder in der Inneneinheit oder verteilt auf Außen- und Inneneinheit angeordnet werden und die Verbindungsleitungen können entweder das Arbeitsfluid selbst oder ein Wärmeträgerfluid führen. Die energetisch beste und auch preisgünstigste Anordnung, die mit der geringsten Anzahl von Apparaten und Armaturen gebaut werden kann, ist die verteilte Anordnung, bei der das Arbeitsfluid durch die Verbindungsleitungen geführt wird. Diese Anordnung ist Gegenstand der Erfindung.
  • Wärmepumpen entnehmen der Umgebungsluft Wärme, wenn sie im Heizbetrieb laufen oder geben Wärme an sie ab, wenn sie im Klimatisierungsbetrieb laufen. Der Begriff der Wärmepumpe wird hierbei umfassend für Geräte verwendet, in denen ein linksdrehender Clausius-Rankine-Kreisprozess ablaufen soll, wobei entweder Nutzwärme oder Nutzkälte oder beides gleichzeitig erzeugt wird, wobei solche Geräte gelegentlich auch als Klimaanlagen bezeichnet werden. Auch kann eine solche Wärmepumpe gestuft ausgeführt sein, um Heizwärme bei einem niedrigen Temperaturniveau, z.B. bei 28 Grad Celsius für eine Fußbodenheizung, und Brauchwasser bei einem höheren Temperaturniveau, z.B. bei 70 Grad Celsius bereitzustellen. Hierbei entzieht die Wärmepumpe einem kälteren Medium Wärme und transformiert sie mittels elektrischer Energie auf ein höheres Temperaturniveau.
  • Beim Entzug dieser Wärme kann jeweils auch Kälte erzeugt werden. Auch die Kälte kann bei verschiedenen Temperaturen benötigt werden, für die Klimatisierung beispielsweise bei 14 Grad Celsius und für die Lebensmittelkühlung auch 4 Grad Celsius oder für Gefrieranwendungen noch tiefer. In manchen Bauarten kann zwischen Heizbetrieb und Klimatisierung umgeschaltet, in anderen können beide Betriebsarten parallel betrieben werden.
  • Derartige Wärmepumpen besitzen mindestens einen geregelten Kompressor bzw. Verdichter, mindestens ein geregeltes elektronisches Expansionsventil, mindestens einen Kondensator und mindestens einen Verdampfer. Sofern mehrere Temperaturstufen bedient werden sollen, können auch gestufte Kompressoren zum Einsatz kommen. Diese Einrichtungen können ebenfalls in der Außeneinheit untergebracht sein, sie können aber auch im Innenbereich eines Gebäudes aufgestellt oder verteilt auf Außen- und Inneneinheit sein.
  • Die Entnahme oder Abgabe von Wärmeenergie an die Außenluft kann dabei auf unterschiedliche Weise erfolgen, wobei in der Regel ein Lüfter zum Einsatz kommt, der ebenso wie der Kompressor in neueren Bauformen meist drehzahlgeregelt ist. Im Heizbetrieb wird dabei der Verdampfer von Umgebungsluft durchströmt, im Klimatisierungsbetrieb der Kondensator. Als Arbeitsfluide wurden in der Vergangenheit fluorierte Kohlenwasserstoffe, sogenannte Sicherheitskältemittel verwendet, die inzwischen durch R290, R1270, R600a, Ammoniak und andere Arbeitsfluide ersetzt werden, die jedoch gefährlich sind, weil sie entzündlich oder giftig oder beides sind.
  • Bei winterlichen Temperaturen wird der Wärmetauscher in der Außeneinheit als Verdampfer genutzt, da die Wärmepumpe im Heizbetrieb läuft. Damit die Umgebungsluft auch bei Temperaturen unter 5 Grad Celsius oder sogar bei Minusgraden als Wärmequelle genutzt werden kann, muss das verwendete Kältemittel deutlich kälter sein als die Außenluft, und der Verdampfer weist entsprechend auch eine Temperatur unter dem Gefrierpunkt auf. Das hat zur Folge, dass die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit als kristallines Eis auf der Wärmetauscheroberfläche des Verdampfers ausfällt. Es bilden sich dicke Eispanzerschichten, was zu einer beträchtlichen Leistungsminderung bis hin zur Beschädigung der Wärmepumpe führen kann, wenn nicht mittels erwärmtem Arbeitsfluid abgetaut wird.
  • Durch diese mechanische Wechselbeanspruchung aufgrund von Temperaturwechseln können in den verlegten Leitungen und an den Anschlüssen Probleme mit Undichtigkeiten bzw. Leckagen entstehen, die nicht immer sofort erkannt werden. Bei der Verwendung von gefährlichen Arbeitsfluiden können hier kritische Situationen entstehen, zumal solche Leitungen gerne an Außenwänden verlegt werden und Brände an Außenfassaden, vor allem an gedämmten Außenwänden, schwerwiegende Folgen haben können.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist daher, die Verbindungsleitungen, welche Arbeitsfluid zwischen Inneneinheit und Außeneinheit einer Split-Wärmepumpe führen, sowie die entsprechenden Anschlüsse so sicher zu gestalten, dass kritische Situationen aufgrund von Undichtigkeiten bzw. Leckagen ausgeschlossen werden können.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass
    • alle Arbeitsfluid führenden Verbindungsleitungen zwischen Inneneinheit und Außeneinheit der Wärmepumpe in einem gemeinsamen Mantelrohr verlegt werden,
    • dieses Mantelrohr einen Freiraum um die Arbeitsfluid führenden Verbindungsleitungen aufweist,
    • das Mantelrohr mit der Inneneinheit dicht verbunden wird,
    • das Mantelrohr mit dem Inneren der Außeneinheit dicht verbunden wird,
    • wobei der Freiraum im Mantelrohr sowohl zur Inneneinheit als auch zur Außeneinheit hin offen ist,
    • ein Sauggebläse vorgesehen ist, welches im Inneren der Außeneinheit angeordnet ist,
    • die Inneneinheit mit einer Kapselung versehen, welche alle Arbeitsfluid führenden Apparate und Armaturen enthält, und wobei
    • im Mantelrohr Aktivkohle zur Adsorption zum Einsatz kommt.
  • Das Sauggebläse kann entweder ständig eingeschaltet sein und dafür sorgen, dass immer eine Belüftung des Mantelrohrs erfolgt, oder es kann durch einen Gassensor eingeschaltet oder gesteuert werden. In einer weiteren Ausgestaltung wird ein Intervallbetrieb vorgesehen, bei dem in definierten Zeitabständen für einen definierten Zeitabschnitt eine Einschaltung erfolgt. Dadurch wird erreicht, dass ein Spülstrom in die Außeneinheit geleitet wird, wo es mit einer großen Menge Luft vermischt wird und gefahrlos abgegeben wird. Die Inneneinheit ist mit einer Kapselung versehen, welche alle Arbeitsfluid führenden Apparate und Armaturen enthält und diese von Brauchwasser und Heizkreis bzw. Kühlkreis separiert. Das Mantelrohr wird dazu in das Kapselgehäuse geführt.
  • Derartige Mantelrohre zur Verbindung von Inneneinheit und Außeneinheit sind bekannter Stand der Technik und bei Klimaanlagen häufig anzutreffen. Meistens führen die Leitungen das Kältemittel selbst und werden oft mit Sicherheitskältemitteln betrieben, bei denen die oben beschriebenen Sicherheitsaspekte keine Rolle spielen.
  • So beschreibt die CN 200952801 Y Eine Verbindungsleitung zum Verbinden von Innen- und Außeneinheit einer geteilten Klimaanlage, welche Rohrleitungen aus verschiedenen Materialien und Zwecken in einem Profilrohr aufnimmt, dies sind Netzkabel, Steuerleitungen, Kupferleitungen, Luftzirkulationsleitungen und ein Kondensatablaufrohr. Allerdings ist die Vorrichtung nicht geeignet, möglicherweise brennbare, entzündliche Gasgemische aus der Inneneinheit in ungefährlicher Weise zur Außeneinheit zu verbringen und dort mit Umgebungsluft soweit zu vermischen, dass Gefahren sicher ausgeschlossen werden können.
  • Die CN 101236040 A beschreibt eine Verbindungsleitung zum Verbinden von Innen- und Außeneinheit einer geteilten Klimaanlage, über deren Mantelrohr die Belüftung der Innenräume ermöglicht wird, indem Luft aus den Innenräumen abgezogen und frische Luft durch das Mantelrohr in die Innenräume gefördert wird. Eine Anwendung für brennbare Kältemittel scheidet schon von daher aus, dass die abgezogene Luft je nach Ort der Leckage in die Innenräume hineingefördert werden könnte und das Brandrisiko dort erhöhen würde.
  • Problematisch ist beim Weglüften von kontaminierter Luft, dass je nachdem, wie fett das abzuführende Luftgemisch mit der brennbaren Substanz angereichert ist, die Explosionsgefahr an unterschiedlichen Stellen beim Ablüften oder dem weiteren Verdünnen auftreten könnte. Aus diesem Grund wird Aktivkohle im Mantelrohr eingesetzt. Sollte also ein sehr fettes Gemisch bei einer großen Leckage aus dem Kapselgehäuse ins Mantelrohr eintreten, wird dem Partialdruck entsprechend viel Kältemittel adsorbiert und das Luftgemisch wird soweit entfettet, dass es immer unterhalb der Zündgrenze bleibt.
  • Bei weiterer Belüftung mit magerem Luftgemisch durch das Mantelrohr, beispielsweise nach einer Sicherheitsabschaltung der Wärmepumpe, wird das von der Aktivkohle adsorbierte Kältemittel langsam wieder desorbiert und über die Außeneinheit langsam abgeführt, ohne jemals zündfähig zu werden. Auf diese Weise kann das Kapselgehäuse vollständig gelüftet werden, was eine gefahrlose Wartung oder Reparatur im Aufstellungsraum ermöglicht.
  • Ausgestaltungen der Erfindung betreffen die Art, wie die Aktivkohle im Mantelrohr angeordnet wird. In einer ersten Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass im Bereich der Anschlüsse das Mantelrohr um die arbeitsfluidführenden Leitungen herum mit einer Schüttung aus Aktivkohle gefüllt ist. Ein solcher Abschnitt kann beispielsweise durch Siebe abgetrennt werden, die Aussparungen für die Arbeitsfluid führenden Leitungen aufweisen. Während der Durchströmung mit Luft nimmt die Aktivkohle eventuell vorhandenes Arbeitsfluid in der Luft auf.
  • In einer zweiten Ausgestaltung ist das Mantelrohr mit einer auf seiner Innenseite angebrachten Aktivkohleschüttung oder einem Aktivkohleschaum oder einem mit Aktivkohle bestückten Vlies ausgekleidet. Im Falle einer Aktivkohleschüttung ist ein Innenrohr in das Mantelrohr eingezogen, welches Siebform aufweist und gasdurchlässig ist. Zwischen den Arbeitsfluid führenden Verbindungsleitungen und dem Innenrohr ist Freiraum vorgesehen, der durchströmt wird. Im Falle eines mit Aktivkohle bestückten Vlieses können Ausführungen eingesetzt werden, die im Automobilbau bei üblichen Luftfiltern genutzt werden.
  • In einer dritten Ausgestaltung sind die Arbeitsfluid führenden Leitungen mit einer Isolierung versehen, die mit Aktivkohle imprägniert ist. Auf diese Weise kann Bauraum gespart werden, da die Isolierungen ohnehin vorgesehen werden müssen, in dieser Ausgestaltung aber zusätzlich die Sicherheitsfunktion der Aktivkohle mitbewirken.
  • Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Fig. 1:
    eine schematische Aufstellung einer Split-Wärmepumpe,
    Fig. 2a:
    einen Schnitt durch eine erste Variante eines runden Mantelrohrs,
    Fig. 2b:
    einen Schnitt durch eine erste Variante eines rechteckigen Mantelrohrs,
    Fig. 3a:
    einen Schnitt durch eine zweite Variante eines runden Mantelrohrs,
    Fig. 3b:
    einen Schnitt durch eine zweite Variante eines rechteckigen Mantelrohrs,
    Fig. 4a:
    einen Schnitt durch eine dritte Variante eines runden Mantelrohrs,
    Fig. 4b:
    einen Schnitt durch eine dritte Variante eines rechteckigen Mantelrohrs.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Split-Wärmepumpe in einem Gebäude 1 mit einer Inneneinheit 2, in welcher ein linksdrehender Kreisprozess 3 innerhalb eines Kapselgehäuses 4 geführt wird. Die Arbeitsfluid führenden Verbindungsleitungen 5 und 6 werden in einem Mantelrohr 7 zum Außenteil 8 geführt. Durch das freie Volumen des Mantelrohrs 7 wird ein Luftstrom gezogen und in der Mantelrohrabsaugung 9 innerhalb der Außeneinheit von den Verbindungsleitungen 5 und 6 getrennt. Vom Sauggebläse 10 wird der Luftstrom der Fortluft 14 zugemischt, wobei es nicht darauf ankommt, ob der Luftstrom vor oder nach dem Wärmetauscher 11 angeschlossen wird. Die Verbindungsleitungen 5 und 6 werden über den Wärmetauscher 11 geführt, dem auf der Gegenseite durch das Fördergebläse 13 Außenluft 12 zugeführt wird. Je nachdem, ob die Split-Wärmepumpe gerade im Heizbetrieb oder im Kühlbetrieb läuft, wirkt der Wärmetauscher 11 hierbei als Verdampfer oder als Kondensator.
  • Fig. 2a zeigt einen Schnitt durch eine erste Variante eines runden Mantelrohrs 7. Hierbei sind die Verbindungsleitungen 5 und 6 abschnittsweise mit einer Aktivkohleschüttung 15 gefüllt, die gleichzeitig als Isolierung bzw. als Dämmung wirkt. Aufgrund der Porosität der Aktivkohleschüttung kann Luft längs des Mantelrohrs 7 strömen. Hierbei muss nicht das ganze Mantelrohr 7 über seine gesamte Länge mit Aktivkohle gefüllt sein, vorzugsweise werden nur die jeweiligen Anschlüsse, an denen potenziell undichte Armaturen vorhanden sind, derart geschützt. Fig. 2b zeigt dieselbe Anordnung für ein rechteckiges Mantelrohr 7.
  • Fig. 3a zeigt einen Schnitt durch eine zweite Variante eines runden Mantelrohrs 7. Im Unterschied zur ersten Variante sind die Verbindungsleitungen 5 und 6 mit einer Isolierung 16 versehen und die Aktivkohleschüttung 15 wird außerhalb der Isolierung 16 vorgesehen. Auch hierbei kann Luft aufgrund der Porosität der Aktivkohleschüttung längs des Mantelrohrs 7 strömen, wobei nicht das ganze Mantelrohr 7 über seine gesamte Länge mit Aktivkohle gefüllt sein muss, vorzugsweise werden auch hier nur die jeweiligen Anschlüsse, an denen potenziell undichte Armaturen vorhanden sind, derart geschützt. Fig. 3b zeigt dieselbe Anordnung für ein rechteckiges Mantelrohr 7.
  • Fig. 4a zeigt einen Schnitt durch eine dritte Variante eines runden Mantelrohrs 7. Wie in der zweiten Variante sind die Verbindungsleitungen 5 und 6 mit einer Isolierung 16 versehen, aber es schließt sich ein Freivolumen 17 an und im Unterschied zur ersten und zweiten Variante wird die Aktivkohleschicht 15 am Mantelrohr 7 befestigt und muss auch nicht längs durchströmbar sein. Es kann auch Hartschaum mit Aktivkohleimprägnierung zum Einsatz kommen. Die durch das Freivolumen 17 strömende Luft gibt in diesem Fall adsorbierbare Anteile von ausgetretendem Arbeitsfluid an die Aktivkohleschicht ab. Fig. 4b zeigt dieselbe Anordnung für ein rechteckiges Mantelrohr 7.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsvarianten beschränkt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gebäude
    2
    Inneneinheit
    3
    Kältekreis
    4
    Kapselgehäuse
    5
    Verbindungsleitung
    6
    Verbindungsleitung
    7
    Mantelrohr
    8
    Außeneinheit
    9
    Mantelrohrabsaugung
    10
    Sauggebläse
    11
    Wärmetauscher
    12
    Außenluft
    13
    Fördergebläse
    14
    Fortluft
    15
    Aktivkohle
    16
    Isolierung
    17
    Freivolumen

Claims (5)

  1. Vorrichtung zur Verbindung von Arbeitsfluid führenden Verbindungsleitungen (5, 6) zwischen Inneneinheit (2) und Außeneinheit (8) einer Split-Wärmepumpe, wobei
    - alle Arbeitsfluid führenden Verbindungsleitungen (5, 6) zwischen Inneneinheit (2) und Außeneinheit (8) der Wärmepumpe in einem gemeinsamen Mantelrohr (7) verlegt werden,
    - dieses Mantelrohr (7) einen Freiraum um die Arbeitsfluid führenden Verbindungsleitungen aufweist,
    - das Mantelrohr (7) mit der Inneneinheit (2) dicht verbunden wird,
    - das Mantelrohr (7) mit dem Inneren der Außeneinheit (8, 9) dicht verbunden wird,
    - wobei der Freiraum im Mantelrohr (7) sowohl zur Inneneinheit (2) als auch zur Außeneinheit (8) hin offen ist,
    - ein Sauggebläse (10) vorgesehen ist, welches im Inneren der Außeneinheit (8) angeordnet ist,
    - die Inneneinheit (2) mit einer Kapselung (4) versehen, welche alle Arbeitsfluid führenden Apparate und Armaturen enthält,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - im Mantelrohr (7) Aktivkohle (15) zur Adsorption zum Einsatz kommt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Anschlüsse das Mantelrohr (7) um die arbeitsfluidführenden Leitungen (5, 6) herum mit einer Schüttung aus Aktivkohle (15) gefüllt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr (7) mit einer auf seiner Innenseite angebrachten Aktivkohleschüttung (15) oder einem Aktivkohleschaum (15) ausgekleidet.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsfluid führenden Leitungen (5, 6) mit einer Isolierung (16) versehen sind, die mit Aktivkohle imprägniert ist.
  5. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Intervallbetrieb vorgesehen wird, bei dem in definierten Zeitabständen für einen definierten Zeitabschnitt eine Einschaltung des Sauggebläses (10) erfolgt.
EP20195623.2A 2019-09-11 2020-09-11 Verbindungsleitungen einer split-wärmepumpe Active EP3792571B1 (de)

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Publication Number Publication Date
EP3792571A1 true EP3792571A1 (de) 2021-03-17
EP3792571B1 EP3792571B1 (de) 2026-04-29

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EP (1) EP3792571B1 (de)
DE (1) DE102019124393A1 (de)

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