EP4291834A1 - Wärmepumpe - Google Patents

Wärmepumpe

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Publication number
EP4291834A1
EP4291834A1 EP22708733.5A EP22708733A EP4291834A1 EP 4291834 A1 EP4291834 A1 EP 4291834A1 EP 22708733 A EP22708733 A EP 22708733A EP 4291834 A1 EP4291834 A1 EP 4291834A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat pump
compressor
support element
speed range
operating speed
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.)
Pending
Application number
EP22708733.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thorsten Schmidt
Eduard LANG
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.)
Viessmann Holding International GmbH
Original Assignee
Viessmann Climate Solutions SE
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 Viessmann Climate Solutions SE filed Critical Viessmann Climate Solutions SE
Publication of EP4291834A1 publication Critical patent/EP4291834A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D23/00—General constructional features
    • F25D23/006—General constructional features for mounting refrigerating machinery components
    • 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
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/13—Vibrations

Definitions

  • the invention relates to a heat pump according to preamble 5 of patent claim 1.
  • a heat pump of the type mentioned above is known from patent document DE 10 2018 115 749 A1.
  • This heat pump consists of a compressor that operates within an operating speed range and causes at least one first-order interference frequency for compressing a refrigerant and other heat pump components that are arranged on a support element and through which the refrigerant also flows. 15
  • the object of the invention is to improve a heat pump of the type mentioned at the outset. In particular, an even quieter working heat pump is to be created.
  • a unit consisting of the support element and the heat pump components arranged thereon has a first natural frequency which is greater than the first-order interference frequency transmitted from the compressor working in the operating speed range to the unit acting as a rigid body.
  • the solution according to the invention is characterized in that the unit made up of the support element and the other heat pump components has a (particularly) high level of rigidity, so that it ultimately behaves (at least approximately) like a rigid body, at least within the operating speed range of the compressor and therefore - because it does not vibrate itself - is particularly quiet and does not cause any noise.
  • the compressor within its operating speed range (preferably between 700 and 7200 revolutions) causes vibrations of other orders (second, third, etc.) in addition to the interference frequency of the first order (i.e. between around 12 and 120 Hertz).
  • the natural frequency of the unit according to the invention it would also be desirable for the natural frequency of the unit according to the invention to be above the second-order interference frequency; but since the latter is significantly higher (than that of the first order), this would be technically very complex.
  • an additional benefit is that the amplitude of the interference frequency becomes smaller and smaller with increasing order, i. H. the stipulation according to the invention already brings a very considerable noise reduction.
  • FIG. 1 schematically shows the heat pump according to the invention with the unit, which is designed like a rigid body, and consists of the support element and the heat pump components;
  • FIG. 2 shows a perspective view of a heat pump with a support element for the heat pump components
  • FIG. 3 shows a side view of the compressor of the heat pump according to FIG. 2 positioned on a load transfer element
  • FIG. 4 shows a side view of the support element positioned on a load transfer element with the heat pump components of the heat pump according to FIG. 2;
  • FIG. 5 schematically shows a heat pump with a fluid line that is wound in all directions between the compressor and a heat pump component
  • FIG. 6 shows a section through the fluid line according to FIG. 5; 25 and
  • FIG. 7 shows a schematic of a heat pump with a decoupled compressor.
  • the heat pump shown in the figures consists, in a manner known per se, first of all of a working within an operating speed range and at least one Compressor 1 that causes interference frequency of the first order for compressing a refrigerant and other heat pump components 3 that are arranged on a support element 2 and through which the refrigerant also flows.
  • At least one heat exchanger 5 a valve device 6 (or valve switching device) and/or an expansion device 7 are optionally arranged on the support element 2.
  • a unit consisting of the support element 2 and the heat pump components 3 arranged thereon has a first natural frequency which is greater than the first-order interference frequency transmitted from the compressor 1 working in the operating speed range to the unit 15 acting like a rigid body.
  • the compressor 1 has an operating speed range from 700 to 7200 revolutions per minute, particularly preferably from 800 to 6900 revolutions per minute, very particularly preferably from 900 to 6600 revolutions per minute.
  • the unit consisting of the support element 2 and the heat pump components 3 arranged thereon has a first natural frequency of more than 100 Hz, particularly preferably of more than 120 Hz, very particularly preferably of more than 140 Hz.
  • the support element 2 In order to work towards the above-mentioned condition according to the invention, it is also particularly preferable for the support element 2 to have a first natural frequency. which is greater than the first-order interference frequency caused by the compressor 1 operating in the operating speed range.
  • each heat pump component 3 has a first natural frequency which is greater than the first-order interference frequency caused by the compressor 1 working in the operating speed range. 10
  • the unit including the piping 3.1 15 of the heat pump components 3 has a first natural frequency that is greater than that of the compressor working in the operating speed range 1 is the first order interference frequency transmitted to the rigid body acting unit.
  • a coupled natural frequency of the entire unit is basically determined or designed on the basis of the local natural frequencies of the individual components so that it is above the first-order interference frequency of the compressor 1 25 .
  • the support element 2 is designed as a plate with a bevel 2.2 (see also FIG. 4) to increase its natural frequency.
  • the carrying element ment 2 is designed to be thicker than required for the actual load.
  • the compressor 1 is designed to be fastened to a housing 4 of the heat pump via one (typically—as also shown—several) spring element(s) 1.1.
  • the support element 2 is designed to be fastened to a housing 4 of the heat pump via one (or more) spring element(s) 2.1. 10
  • the spring element 1.1, 2.1 is formed at least partially from an elastomer, preferably from polyurethane foam.
  • the compressor 1 and the unit apart from a required fluid line 1.2 between the compressor 1 and the unit, are designed to be able to oscillate independently of one another.
  • a center of gravity of the unit--through a suitable arrangement of the heat pump components 3--is selected in such a way that a vertical introduction of weight force into ( or in the) 25 spring element (s) 2.1 results.
  • the heat pump shown in Figures 2 to 4 consists of 30 the housing 4, at least one load transfer element 8 arranged on an underside 4.1 of the housing 4, the in the housing 4 Compressor 1 arranged vertically above load transfer element 8 and further heat pump components 3 also arranged in housing 4, with an elastic insulating element (spring element 1.1) being arranged between compressor 1 and load transfer element 8. 5
  • heat pump it is preferable for several heat pump components 3 to be positioned on the common support element 2 arranged vertically above a load transfer element 8, with another elastic insulating element (spring element 2.1) being arranged between the support element 2 and the load transfer element 8.
  • spring element 2.1 another elastic insulating element
  • the underside 4.1 of the housing 4 is formed from a sheet metal arranged between the load transfer element 8 and the elastic 15 insulating element (or the elastic insulating elements), see Figures 3 and 4. It is also preferred that the elastic insulating element is formed at least partially from an elastomer, preferably from polyurethane foam. In addition, it is preferred that the compressor 1 is configured to be connected to the load transfer element 8 via at least three elastic insulating elements (preferably arranged at the corners of an imaginary triangle).
  • load transfer elements 8 are arranged on the underside 4.1 of the housing 4, preferably parallel to one another.
  • the load transfer element 8 is preferably at least three times, preferably six times, particularly preferably eight times longer than it is wide or tall 30 and/or the load transfer element 8 is preferably designed as a profile rail made of sheet metal.
  • the compressor 1 and the support element 2 are assigned to the same load transfer element 8, see Figure 2.
  • a heat exchanger 5, preferably a plate heat exchanger, 5, an expansion device 7, a valve device 6 and/or a refrigerant collector 9 are or is optionally arranged on the support element 2, see Figure 4.
  • the support element 2 plate-shaped, preferably made of sheet metal.
  • the plate-shaped support element 2 is provided with bevels 2.2 10 on the edge. This serves to stiffen the support element 2 and promotes the rigid-body vibration behavior of the heat pump.
  • the heat pump components 3 are fastened to the support element 2 .
  • the support element 2 is preferably, apart from the contact 15, designed to be connected to the load transfer element 8 without being fixed via the standing surfaces resulting from the arrangement above the load transfer element 8. Ultimately, this passive block simply stands on the load transfer element 8, with lateral displacement being excluded in particular solely by the piping to the compressor 1.
  • the heat pump shown in FIGS. 2 to 4 thus has a rigid-body behavior in its above-described embodiments, which leads to good insulation of the low-frequency vibrations generated by the heat pump components 3 and in particular the compressor 1. This significantly reduces noise pollution from the heat pump.
  • the heat pump shown schematically in FIG. 5 consists of a compressor 1, which has two refrigerant-carrying fluid lines 1.2 is connected to the heat pump component 3 through which refrigerant flows, with each fluid line 1.2 having a longitudinal axis 1.2.1 (see Figure 6 in this regard), with an imaginary direction vector 10.1 coinciding with the longitudinal axis 1.2.1 in the course between the compressors 1 and 5 of the Heat pump component 3 points at least once in a different direction than an imaginary initial direction vector 10.0 beginning at the compressor 1 and there also coinciding with the longitudinal axis 1.2.1, the longitudinal axis 1.2.1 being in a space with three imaginary 10 planes perpendicular to one another XY, XZ, YZ is designed to run.
  • the fluid line 1.2 In order to suppress vibration transmission from the compressor 1, which preferably comprises an electric motor, to the at least one heat pump component 3 as much as possible, it is now 15 preferred for the fluid line 1.2 to be shaped in such a way that the directional vector 10.1 runs between the compressor 1 and the heat pump component 3 and in relation to all three planes XY, XZ, YZ rotated at least once by an angle of 180° to the initial direction vector 10.0.
  • the fluid line 1.2 is preferably formed from a metallic material.
  • plastic is also preferably considered.
  • the fluid line 1 , 2 is formed at least partially in the course between the compressor 1 and the heat pump component 3 optionally around the compressor 1 15 and/or the heat pump component 3 .
  • This requirement which further contributes to reducing vibration transmission, applies to the fluid line 1.2 leading from the heat pump component 3 to the compressor 1 (as the corresponding arrows illustrate).
  • the deflection of the fluid line 1.2 takes place not only by at least 180°, but preferably by at least 270°. It is particularly preferred that the fluid line 1.2 is shaped in such a way that the direction vector 10.1 makes a complete 360° turn between the compressor 1 and the heat pump component 3 and in relation to one of the three planes XY, XZ, YZ to the initial direction vector 10.0. In FIG. 5, both fluid lines 1.2 shown fulfill exactly this requirement.
  • the heat pump shown in Figure 7 consists preferably of the compressor 1 for compressing a refrigerant and the heat pump components 3 through which the refrigerant flows, with the compressor 1 being connected to one of the other heat pump components 3 via fluid lines 1.2 for guiding the refrigerant and with the compressor 1 and the further heat pump component 3 are designed to reduce the transmission of structure-borne noise via spring elements connected to a housing 4 of the heat pump. 10
  • the spring elements are formed at least partially from an elastomer, in particular polyurethane foam, ie as elastic insulating elements (spring elements 1.1, 2.1).
  • the fluid lines 1.2 are optionally formed from a material with a rigidity such as a metallic material and/or from a metallic material 25.
  • the compressor 1 and the further heat pump component 3 are firmly connected to one another exclusively on the one hand via the fluid lines 1.2 connecting them and on the other hand 30 via the elastic insulating elements connected to the housing 4 of the heat pump. This leads to a particularly good decoupling of the compressor from the other heat pump components and thus to a very quiet heat pump.
  • the further heat pump component 3 is designed as a valve device 6, in particular as a multi-way valve.
  • the further heat pump component 3 is positioned 10 on a support element 2 .
  • the support element 2 is designed to be connected to the housing 4 of the heat pump via the spring elements 2.1.
  • additional, passive heat pump components 3 advantageously form, as can be seen, an integrated assembly on the support element 2, which is ultimately only excited to vibrate via the fluid lines 1.2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe, umfassend einen innerhalb eines Betriebsdrehzahlbereichs arbeitenden und dabei mindestens eine Störfrequenz erster Ordnung verursachenden Verdichter (1) zum Verdichten eines Kältemittels und weitere, auf einem Tragelement (2) angeordnete und ebenfalls vom Kältemittel durchströmte Wärmepumpenkomponenten (3). Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Einheit aus dem Tragelement (2) und den darauf angeordneten Wärmepumpenkomponenten (3) eine erste Eigenfrequenz aufweist, die größer als die vom im Betriebsdrehzahlbereich arbeitenden Verdichter (1) an die starrkörperartig wirkende Einheit übertragene Störfrequenz erster Ordnung ist.

Description

Wärmepumpe
Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe gemäß dem Oberbegriff 5 des Patentanspruchs 1.
Eine Wärmepumpe der eingangs genannten Art ist aus dem Patentdokument DE 10 2018 115 749 Al bekannt. Diese Wärmepumpe besteht aus einem innerhalb eines Betriebsdrehzahlbereichs ar10 beitenden und dabei mindestens eine Störfrequenz erster Ordnung verursachenden Verdichter zum Verdichten eines Kältemittels und weiteren, auf einem Tragelement angeordneten und ebenfalls vom Kältemittel durchströmten Wärmepumpenkomponenten. 15
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmepumpe der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll eine noch leiser arbeitende Wärmepumpe geschaffen werden.
20
Diese Aufgabe ist mit einer Wärmepumpe der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass eine Einheit aus 25 dem Tragelement und den darauf angeordneten Wärmepumpenkomponenten eine erste Eigenfrequenz aufweist, die größer ist als die vom im Betriebsdrehzahlbereich arbeitenden Verdichter an die starrkörperartig wirkende Einheit übertragene Störfrequenz erster Ordnung. 30 Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung somit dadurch aus, dass die Einheit aus dem Tragelement und den weiteren Wärmepumpenkomponenten eine (besonders) hohe Steifigkeit aufweist, so dass sich diese jedenfalls innerhalb des Betriebsdrehzahlbereichs des Verdichters letztlich (jeden5 falls angenähert) wie ein Starrkörper verhält und somit - weil sie selbst nicht mitschwingt - besonders leise ist bzw. keine Geräusche verursacht.
Bei alledem ist selbstverständlich, dass der Verdichter inner10 halb seines Betriebsdrehzahlbereichs (vorzugsweise zwischen 700 und 7200 Umdrehungen) neben der Störfrequenz erster Ordnung (also zwischen etwa 12 und 120 Hertz) auch noch Schwingungen weiterer Ordnungen (zweiter, dritter usw.) verursacht. Grundsätzlich wäre es dabei auch wünschenswert, dass die Ei15 genfrequenz der erfindungsgemäßen Einheit insbesondere auch noch oberhalb der Störfrequenz zweiter Ordnung liegt; da letztere aber deutlich höher (als die der ersten Ordnung) liegt, wäre dies technisch sehr aufwändig. Begünstigend kommt dabei allerdings hinzu, dass die Amplitude der Störfrequenz mit zu20 nehmender Ordnung immer kleiner wird, d. h. die erfindungsgemäße Maßgabe bringt bereits eine ganz erhebliche Geräuschreduktion.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Wär25 mepumpe ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Der Vollständigkeit halber wird noch auf das Patentdokument US 2018/0339716 Al hingewiesen. Bei dieser Lösung weist allerdings nur das Tragelement (dort "base" genannt) und nicht eine 30 Einheit aus Tragelement und den darauf angeordneten Wärmepumpenkomponenten (dort "accumulator" genannt) eine größere Ei- genfrequenz als die vom Verdichter übertragene Störfrequenz auf.
Die erfindungsgemäße Wärmepumpe einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche 5 wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt
10
Figur 1 schematisch die erfindungsgemäße Wärmepumpe mit der wie ein Starrkörper ausgebildeten Einheit aus Tragelement und Wärmepumpenkomponenten;
Figur 2 perspektivisch eine Wärmepumpe mit einem Tragelement für die Wärmepumpenkomponenten; 15
Figur 3 in Seitenansicht den auf einem Lastabtragelement positionierten Verdichter der Wärmepumpe gemäß Figur 2;
Figur 4 in Seitenansicht das auf einem Lastabtragelement positionierte Tragelement mit den Wärmepumpenkompo- 20 nenten der Wärmepumpe gemäß Figur 2;
Figur 5 schematisch eine Wärmepumpe mit einer in alle Richtungen gewundenen Fluidleitung zwischen dem Verdichter und einer Wärmepumpenkomponente;
Figur 6 einen Schnitt durch die Fluidleitung gemäß Figur 5; 25 und
Figur 7 schematisch eine Wärmepumpe mit einem entkoppelten Verdichter.
Die in den Figuren dargestellte Wärmepumpe besteht in an sich 30 bekannter Weise zunächst einmal aus einem innerhalb eines Betriebsdrehzahlbereichs arbeitenden und dabei mindestens eine Störfrequenz erster Ordnung verursachenden Verdichter 1 zum Verdichten eines Kältemittels und weiteren, auf einem Tragelement 2 angeordneten und ebenfalls vom Kältemittel durchströmten Wärmepumpenkomponenten 3.
5
Etwas genauer betrachtet, ist bevorzugt vorgesehen, dass auf dem Tragelement 2 wahlweise mindestens ein Wärmeübertrager 5, eine Ventileinrichtung 6 (bzw. Ventilumschalteinrichtung ) und/oder eine Expansionseinrichtung 7 angeordnet sind.
10
Wesentlich für die erfindungsgemäße Wärmepumpe ist nun, dass eine Einheit aus dem Tragelement 2 und den darauf angeordneten Wärmepumpenkomponenten 3 eine erste Eigenfrequenz aufweist, die größer ist als die vom im Betriebsdrehzahlbereich arbeitenden Verdichter 1 an die starrkörperartig wirkende Einheit 15 übertragene Störfrequenz erster Ordnung.
Dabei ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Verdichter 1 einen Betriebsdrehzahlbereich von 700 bis 7200 Umdrehungen pro Minute, besonders bevorzugt von 800 bis 6900 Umdrehungen 20 pro Minute, ganz besonders bevorzugt von 900 bis 6600 Umdrehungen pro Minute aufweist.
Außerdem ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Einheit aus dem Tragelement 2 und den darauf angeordneten Wärmepumpen25 komponenten 3 eine erste Eigenfrequenz von mehr als 100 Hz, besonders bevorzugt von mehr als 120 Hz, ganz besonders bevorzugt von mehr als 140 Hz aufweist.
Um auf die oben genannte, erfindungsgemäße Bedingung hinzuar30 beiten, ist darüber hinaus besonders bevorzugt vorgesehen, dass (schon!) das Tragelement 2 eine erste Eigenfrequenz auf- weist, die größer ist als die vom im Betriebsdrehzahlbereich arbeitenden Verdichter 1 verursachte Störfrequenz erster Ordnung.
Um noch weiter auf die oben genannte, erfindungsgemäße Bedin5 gung hinzuarbeiten, ist darüber hinaus besonders bevorzugt vorgesehen, dass jede Wärmepumpenkomponente 3 eine erste Eigenfrequenz aufweist, die größer ist als die vom im Betriebs- drehzahlbereich arbeitenden Verdichter 1 verursachte Störfrequenz erster Ordnung. 10
Für den Fall, dass aufgrund einer entsprechenden Materialauswahl der Verrohrung 3.1 der Wärmepumpenkomponenten 3 ebenfalls Handlungsbedarf besteht, ist weiterhin besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Einheit einschließlich der Verrohrung 3.1 15 der Wärmepumpenkomponenten 3 eine erste Eigenfrequenz aufweist, die größer als die vom im Betriebsdrehzahlbereich arbeitenden Verdichter 1 an die starrkörperartig wirkende Einheit übertragene Störfrequenz erster Ordnung ist.
20
Mit anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß also vorgesehen, dass im Grunde auf Basis der lokalen Eigenfrequenzen der einzelnen Komponenten eine gekoppelte Eigenfrequenz der gesamten Einheit bestimmt bzw. so ausgelegt wird, dass diese oberhalb der Störfrequenz erster Ordnung des Verdichters 1 25 liegt.
So ist zum Beispiel zur Erhöhung der lokalen Eigenfrequenz, wie in Figur 1 dargestellt, auch vorgesehen, dass das Tragelement 2 zur Vergrößerung seiner Eigenfrequenz als Platte mit 30 einer Abkantung 2.2 (siehe auch Figur 4) ausgebildet ist. Darüber hinaus kann bevorzugt vorgesehen sein, dass das Tragele- ment 2 dicker als für die eigentliche Belastung erforderlich ausgebildet ist.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass der Verdichter 1 über ein (typischer Weise - wie 5 auch dargestellt - mehrere) Federelement(e) 1.1 an einem Gehäuse 4 der Wärmepumpe befestigt ausgebildet ist. In vergleichbarer Weise ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass das Tragelement 2 über ein (bzw. mehrere) Federelement(e) 2.1 an einem Gehäuse 4 der Wärmepumpe befestigt ausgebildet ist. 10
Dabei ist weiterhin besonders bevorzugt vorgesehen, dass das Federelement 1.1, 2.1 mindestens teilweise aus einem Elastomer, vorzugsweise aus Polyurethanschaum, gebildet ist.
15
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Verdichter 1 und die Einheit abgesehen von einer erforderlichen Fluidleitung 1.2 zwischen dem Verdichter 1 und der Einheit unabhängig voneinander schwingfähig ausgebildet sind.
20
Schließlich ist, um für eine gleichmäßige Belastung des (bzw. der) Federelement(e) 2.1 zu sorgen, besonders bevorzugt vorgesehen, dass ein Schwerpunkt der Einheit - durch geeignete Anordnung der Wärmepumpenkomponenten 3 - so gewählt ist, dass sich eine senkrechte Gewichtskrafteinleitung ins (bzw. in die) 25 Federelement(e) 2.1 ergibt.
Ferner ist weiterhin bevorzugt vorgesehen:
Die in den Figuren 2 bis 4 dargestellte Wärmepumpe besteht aus 30 dem Gehäuse 4, mindestens einem an einer Unterseite 4.1 des Gehäuses 4 angeordneten Lastabtragelement 8, dem im Gehäuse 4 senkrecht oberhalb des Lastabtragelements 8 angeordneten Verdichter 1 und weiteren, ebenfalls im Gehäuse 4 angeordneten Wärmepumpenkomponenten 3, wobei zwischen dem Verdichter 1 und dem Lastabtragelement 8 ein elastisches Isolierelement (Federelement 1.1) angeordnet ist. 5
Bei dieser Wärmepumpe ist bevorzugt, dass mehrere Wärmepumpenkomponenten 3 auf dem gemeinsamen, senkrecht oberhalb eines Lastabtragelements 8 angeordneten Tragelement 2 positioniert sind, wobei zwischen dem Tragelement 2 und dem Lastabtragele10 ment 8 ein weiteres elastisches Isolierelement (Federelement 2.1) angeordnet ist.
Es ist dabei bevorzugt, dass die Unterseite 4.1 des Gehäuses 4 aus einem zwischen dem Lastabtragelement 8 und dem elastischen 15 Isolierelement (bzw. den elastischen Isolierelementen) angeordneten Blech gebildet ist, siehe Figuren 3 und 4. Des Weiteren ist bevorzugt, dass das elastische Isolierelement mindestens teilweise aus einem Elastomer, vorzugsweise aus Polyurethanschaum, gebildet ist. Außerdem ist bevorzugt, dass der 20 Verdichter 1 über mindestens drei (vorzugsweise auf den Ecken eines gedachten Dreiecks angeordnete) elastische Isolierelemente mit dem Lastabtragelement 8 verbunden ausgebildet ist.
25
Weiterhin ist bevorzugt, dass an der Unterseite 4.1 des Gehäuses 4 zwei Lastabtragelemente 8, vorzugsweise parallel zueinander, angeordnet sind. Ebenso ist das Lastabtragelement 8 vorzugsweise mindestens dreimal, vorzugsweise sechsmal, besonders bevorzugt achtmal, länger als breit bzw. hoch ausgebildet 30 und/oder ist das Lastabtragelement 8 vorzugsweise als aus Blech gebildete Profilschiene ausgebildet. Zusätzlich ist be- vorzugt, dass der Verdichter 1 und das Tragelement 2 dem gleichen Lastabtragelement 8 zugeordnet sind, siehe Figur 2.
Zudem ist bevorzugt, dass auf dem Tragelement 2 wahlweise ein Wärmeübertrager 5, vorzugsweise ein Plattenwärmeübertrager, 5 eine Expansionseinrichtung 7, eine Ventileinrichtung 6 und/ oder ein Kältemittelsammler 9 angeordnet sind bzw. ist, siehe Figur 4. Ebenso ist bevorzugt, dass das Tragelement 2 plattenförmig, vorzugsweise aus Blech, ausgebildet ist. Dabei ist das plattenförmige Tragelement 2 randseitig mit Abkantungen 2.2 10 versehen ausgebildet. Dies dient der Versteifung des Tragelements 2 und fördert das Starrkörper-Schwingungsverhalten der Wärmepumpe. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Wärmepumpenkomponenten 3 am Tragelement 2 befestigt angeordnet sind. Ferner ist das Tragelement 2 vorzugsweise und abgesehen vom Kontakt 15 über die sich aus der Anordnung oberhalb des Lastabtragelements 8 ergebenden Standflächen im übrigen fixierungsfrei mit dem Lastabtragelement 8 verbunden ausgebildet. Dieser passive Block steht also letztlich einfach auf dem Lastabtragelement 8, wobei insbesondere allein durch die Verrohrung zum Verdich20 ter 1 eine seitliche Verschiebung ausgeschlossen ist.
Die in den Figuren 2 bis 4 dargestellte Wärmepumpe weist somit in ihren oben beschriebenen Ausführungsformen ein Starrkörperverhalten auf, welches zu einer guten Dämmung der durch die 25 Wärmepumpenkomponenten 3 und insbesondere den Verdichter 1 erzeugten tieffrequenten Schwingungen führt. Hierdurch wird die Lärmbelastung durch die Wärmepumpe wesentlich reduziert.
30
Die in Figur 5 schematisch dargestellte Wärmepumpe besteht aus einem Verdichter 1, der über zwei kältemittelführende Fluid- leitungen 1.2 mit der kältemitteldurchströmten Wärmepumpenkomponente 3 verbunden ausgebildet ist, wobei jede Fluidleitung 1.2 eine Längsachse 1.2.1 aufweist (siehe hierzu Figur 6), wobei ein gedachter, mit der Längsachse 1.2.1 zusammenfallender Richtungsvektor 10.1 im Verlauf zwischen dem Verdichter 1 und 5 der Wärmepumpenkomponente 3 mindestens einmal in eine andere Richtung als ein gedachter, am Verdichter 1 beginnender und dort ebenfalls mit der Längsachse 1.2.1 zusammenfallender Anfangsrichtungsvektor 10.0 weist, wobei die Längsachse 1.2.1 in einem Raum mit drei gedachten, senkrecht zueinander stehenden 10 Ebenen XY, XZ, YZ verlaufend ausgebildet ist.
Um eine Schwingungsübertragung vom Verdichter 1, der vorzugsweise einen Elektromotor umfasst, auf die mindestens eine Wärmepumpenkomponente 3 so gut es geht zu unterdrücken, ist nun 15 bevorzugt vorgesehen, dass die Fluidleitung 1.2 so geformt ist, dass der Richtungsvektor 10.1 im Verlauf zwischen dem Verdichter 1 und der Wärmepumpenkomponente 3 und in Bezug auf alle drei Ebenen XY, XZ, YZ mindestens einmal um einen Winkel von 180° gedreht zum Anfangsrichtungsvektor 10.0 verlaufend 20 ausgebildet ist.
Diese Maßgabe führt insgesamt betrachtet zu einer Vergrößerung der Elastizität bzw. Verringerung der Steifigkeit der Fluidleitung zwischen dem Verdichter und der Wärmepumpenkomponente 25 und damit zu einer reduzierten Schwingungsübertragung.
Weiterhin ist die Fluidleitung 1.2 vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet. Gegebenenfalls kommt vorzugsweise auch noch Kunststoff in Betracht. Je elastischer das 30 tatsächlich verwendete Material der Fluidleitung aber an sich ist, desto weniger bedarf es logischer Weise des in den Figuren 5 und 6 gezeigten Ansatzes.
Zur Realisierung einer möglichst ungestörten Strömung des Kältemittels durch die Fluidleitung 1.2 ist ferner bevorzugt vor5 gesehen, dass diese an allen ihren gekrümmten Bereichen stetig gekrümmt ausgebildet ist. Der Begriff "stetig" ist hierbei mathematisch gemeint. Anders ausgedrückt, soll also vorgesehen sein, dass die Fluidleitung 1.2 keine scharfkantigen Knicke aufweist. In Figur 5 sind die Richtungsänderungen der Fluid10 leitung 1.2 entsprechend abgerundet dargestellt.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Fluidleitung 1,2 im Verlauf zwischen dem Verdichter 1 und der Wärmepumpenkomponente 3 mindestens teilweise wahlweise um den Verdichter 1 15 und/oder die Wärmepumpenkomponente 3 herumgeführt ausgebildet ist. Diese Maßgabe, die weiter zur Reduktion einer Schwingungsübertragung beiträgt, gilt für die (wie die entsprechenden Pfeile verdeutlichen) von der Wärmepumpenkomponente 3 zum Verdichter 1 führende Fluidleitung 1.2. 20
Wie eingangs erwähnt, ist schließlich besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Umlenkung der Fluidleitung 1.2 nicht nur um mindestens 180°, sondern vorzugsweise um mindesten 270° erfolgt. Ganz besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Flu25 idleitung 1.2 so geformt ist, dass der Richtungsvektor 10.1 im Verlauf zwischen dem Verdichter 1 und der Wärmepumpenkomponente 3 und in Bezug auf eine der drei Ebenen XY, XZ, YZ eine vollständige 360°-Wendung im Vergleich zum Anfangsrichtungsvektor 10.0 vollziehend ausgebildet ist. In Figur 5 erfüllen 30 beide dargestellten Fluidleitungen 1.2 genau diese Maßgabe. Die in Figur 7 dargestellte Wärmepumpe besteht bevorzugt aus dem Verdichter 1 zum Verdichten eines Kältemittels und den, vom Kältemittel durchströmten Wärmepumpenkomponenten 3, wobei der Verdichter 1 zur Führung des Kältemittels über Fluidlei5 tungen 1.2 mit einer der weiteren Wärmepumpenkomponenten 3 verbunden ausgebildet ist und wobei der Verdichter 1 und die weitere Wärmepumpenkomponente 3 zur Reduktion einer Übertragung von Körperschall über Federelemente mit einem Gehäuse 4 der Wärmepumpe verbunden ausgebildet sind. 10
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die in Figur 7 nur schematisch dargestellten Federelemente (tatsächlich) mindestens teilweise aus einem Elastomer, insbesondere Polyurethanschaum, also als elastische Isolierelemente (Federelemente 1.1, 2.1) 15 gebildet sind.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass eine erste Fluidleitung 1.2 als Kältemittelzufuhrleitung zum Verdichter 1 und eine zweite Fluidleitung 1.2 als Kältemittelabfuhrleitung vom Ver20 dichter 1 ausgebildet ist.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Fluidleitungen 1.2 wahlweise aus einem Material mit einer Steifigkeit wie ein metallisches Material und/oder aus einem metallischen Material 25 gebildet sind.
Weiterhin ist bevorzugt, dass der Verdichter 1 und die weitere Wärmepumpenkomponente 3 miteinander ausschließlich einerseits über die sie verbindenden Fluidleitungen 1.2 und andererseits 30 über die mit dem Gehäuse 4 der Wärmepumpe verbundenen elastischen Isolierelemente fest verbunden ausgebildet sind. Diese Maßgabe führt zu einer besonders guten Entkopplung des Verdichters von den anderen Wärmepumpenkomponenten und damit zu einer sehr geräuscharmen Wärmepumpe.
Noch etwas genauer betrachtet, ist besonders bevorzugt vorge5 sehen, dass die weitere Wärmepumpenkomponente 3 als Ventileinrichtung 6, insbesondere als Mehrwegeventil, ausgebildet ist.
Weiterhin ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die weitere Wärmepumpenkomponente 3 auf einem Tragelement 2 positioniert 10 ist. Dabei ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass das Tragelement 2 über die Federelemente 2.1 mit dem Gehäuse 4 der Wärmepumpe verbunden ausgebildet ist. Ferner ist noch bevorzugt vorgesehen, dass noch weitere Wärmepumpenkomponenten der Wärmepumpe, wie ein Wärmeübertrager 5, eine Expansionseinrich15 tung 7 und/oder ein Kältemittelsammler 9, auf dem Tragelement 2 positioniert sind. Diese weiteren, passiven (weil nicht selbst Schwingungen produzierenden) Wärmepumpenkomponenten 3 bilden dabei vorteilhaft, wie ersichtlich, auf dem Tragelement 2 eine integrierte Baugruppe, die letztlich nur über die Flu20 idleitungen 1.2 zum Schwingen angeregt wird.
Bezugszeichenliste
1 Verdichter
1.1 Federelement
1.2 Fluidleitung
1.2.1 Längsachse
2 Tragelement
2.1 Federelement 2.2 Abkantung
3 Wärmepumpenkomponente
3.1 Verrohrung
4 Gehäuse
4.1 Unterseite
5 Wärmeübertrager
6 Ventileinrichtung 7 Expansionseinrichtung
8 Lastabtragelement
9 Kältemittelsammler
10.0 Anfangsrichtungsvektor
10.1 Richtungsvektor

Claims

Patentansprüche
1. Wärmepumpe, umfassend einen innerhalb eines Betriebsdrehzahlbereichs arbeitenden und dabei mindestens eine Störfrequenz erster Ordnung verursachenden Verdichter (1) zum Verdichten eines Kältemittels und weitere, auf einem Tragelement (2) angeordnete und ebenfalls vom Kältemittel durchströmte Wärmepumpenkomponenten (3), dadurch gekennzeichnet, dass eine Einheit aus dem Tragelement (2) und den darauf angeordneten Wärmepumpenkomponenten (3) eine erste Eigenfrequenz aufweist, die größer als die vom im Betriebsdrehzahlbereich arbeitenden Verdichter (1) an die starrkörperartig wirkende Einheit übertragene Störfrequenz erster Ordnung ist.
2. Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (2) eine erste Eigenfrequenz aufweist, die größer als die vom im Betriebsdrehzahlbereich arbeitenden Verdichter (1) verursachte Störfrequenz erster Ordnung ist.
3. Wärmepumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Wärmepumpenkomponente (3) eine erste Eigenfrequenz aufweist, die größer als die vom im Betriebsdrehzahlbereich arbeitenden Verdichter (1) verursachte Störfrequenz erster Ordnung ist.
4. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit einschließlich einer Verrohrung (3.1) der Wärmepumpenkomponenten (3) eine erste Eigenfrequenz auf- weist, die größer als die vom im Betriebsdrehzahlbereich arbeitenden Verdichter (1) an die starrkörperartig wirkende Einheit übertragene Störfrequenz erster Ordnung ist.
5. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (1) über ein Federelement (1.1) an einem Gehäuse (4) der Wärmepumpe befestigt ausgebildet ist.
6. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (2) über ein Federelement (2.1) an einem Gehäuse (4) der Wärmepumpe befestigt ausgebildet ist.
7. Wärmepumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (1.1, 2.1) mindestens teilweise aus einem Elastomer gebildet ist.
8. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwerpunkt der Einheit so gewählt ist, dass sich eine senkrechte Gewichtskrafteinleitung ins Federelement (2.1) ergibt.
9. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (1) einen Betriebsdrehzahlbereich von 700 bis 7200 Umdrehungen pro Minute, besonders bevorzugt von 800 bis 6900 Umdrehungen pro Minute, ganz besonders bevorzugt von 900 bis 6600 Umdrehungen pro Minute aufweist.
10. Wärmepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit aus dem Tragelement (2) und den darauf angeordneten Wärmepumpenkomponenten (3) eine erste Eigenfrequenz von mehr als 100 Hz, besonders bevorzugt von mehr als 120 Hz, ganz besonders bevorzugt von mehr als 140 Hz auf- weist.
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Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2914251A1 (de) 1979-04-09 1980-10-23 Bbc Brown Boveri & Cie Fundament fuer eine schwingungserzeugende maschine
US5596879A (en) * 1994-10-04 1997-01-28 Carrier Corporation Method for determining optimum placement of refrigerant line muffler
JP3737894B2 (ja) 1998-11-10 2006-01-25 三菱電機株式会社 機械室底板部の防振構造
US20020088237A1 (en) * 1999-10-05 2002-07-11 Rudick Arthur G. Apparatus using vibrationally isolating stirling cooler system
US6260373B1 (en) 2000-02-16 2001-07-17 American Standard International Inc. Heat exchanger with double vibration isolation
US7150604B2 (en) 2004-03-15 2006-12-19 Carrier Corporation Electric box for compressor assembly
JP2006090560A (ja) * 2004-09-21 2006-04-06 Kimura Kohki Co Ltd 天埋形水熱源ヒートポンプ式空調機
KR101408775B1 (ko) * 2008-01-03 2014-06-17 동부대우전자 주식회사 냉장고의 진동 저감형 콤프 베이스
DE102012205061A1 (de) * 2012-03-29 2013-10-02 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Kühlkreislauf für ein Kühlgerät
US10780900B2 (en) 2015-11-25 2020-09-22 Mitsubishi Electric Corporation Compressor module, air conditioning device for vehicle and compressor module manufacturing method
CN106247731B (zh) * 2016-09-28 2020-07-28 青岛海尔股份有限公司 冷藏冷冻装置
CN206290404U (zh) * 2016-12-02 2017-06-30 青岛海尔股份有限公司 抽气泵组件和冷藏冷冻装置
CN112074695B (zh) * 2018-05-01 2022-04-26 三菱电机株式会社 地热热泵系统
DE102018115749B4 (de) 2018-06-29 2021-08-12 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Kältemodul

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