EP4336119A1 - Moisture management and condensate drain for a heat pump housing - Google Patents

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EP4336119A1
EP4336119A1 EP23195407.4A EP23195407A EP4336119A1 EP 4336119 A1 EP4336119 A1 EP 4336119A1 EP 23195407 A EP23195407 A EP 23195407A EP 4336119 A1 EP4336119 A1 EP 4336119A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
adsorbent
collecting
drain
container
housing
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
EP23195407.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Josef Spahn
Tobias Lingk
Jürgen vom Stein
Christof Krampe-Zadler
Thomas Badenhop
Harald Riecke
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
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102022122985.8A external-priority patent/DE102022122985A1/en
Priority claimed from DE102022130478.7A external-priority patent/DE102022130478A1/en
Application filed by Vaillant GmbH filed Critical Vaillant GmbH
Publication of EP4336119A1 publication Critical patent/EP4336119A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • 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
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/02—Casings; Cover lids; Ornamental panels
    • 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
    • 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
    • F25B2500/22—Preventing, detecting or repairing leaks of refrigeration fluids

Definitions

  • the invention relates to moisture management and condensate drainage from a heat pump housing of a heat pump installed inside a building, which is equipped with an encapsulated refrigeration circuit.
  • An encapsulated refrigeration circuit is an inner housing that contains the refrigerant-carrying devices.
  • a housing When using a flammable refrigerant, such as R290, R32, R1270, R600a or R454C, a housing must be used to ensure that no flammable refrigerant can leak into the installation room.
  • heat pump housings are not designed to be pressure-tight, but rather breathe in the sense that air pressure fluctuations are compensated for.
  • air exchange takes place through a filter, for example through an adsorber, which serves as a filter. This filter is permeable to ambient air in both directions, including humidity, and is intended to prevent flammable refrigerants from escaping into the installation room.
  • a pressure-tight inner housing is provided in the housing of a heat pump. From this pressure-tight inner housing, a ventilation opening is connected to a sorption bed; the ventilation opening can be connected to the sorption bed directly or via a line.
  • the sorption bed can be provided either in the heat pump housing, which surrounds the pressure-tight inner housing, or outside the heat pump housing as a separate sorption bed.
  • the connecting line if provided, should be closable and equipped with a pressure reduction.
  • One or more safety valves are provided within the pressure-tight inner housing, which respond to overpressure.
  • the use of heat transfer fluids entails the risk that the refrigerant could get into the heat transfer fluids via the corresponding heat exchangers under appropriate pressure conditions in the event of leaks.
  • the heat transfer fluid at the location of the leak has a lower pressure than the coolant and this means that pressure can build up in the heat transfer fluid.
  • the air moisture can also condense out in the cold places within the heat pump housing, and it can also reach the inside of the pressure-tight inner housing via the sorbent filter.
  • the moisture will precipitate on the adsorbent and could impair the adsorption capacity for refrigerant that has escaped due to a leak.
  • condensates can also escape through air separators or through other safety valves.
  • Such condensate drainage takes place via an opening or via a hose.
  • a condensate drain is used, for example, for an air conditioning system in the KR 10 2007 0053 835 A described, but no capsule housing is used, but rather the room air flows directly through the refrigerant Heat exchanger is passed through, ignoring the problem with flammable refrigerant.
  • Another condensate drain for an air conditioning system is in the JP 2012 184 861 A described, in which a collecting container with a connected condensate pump ensures that odors caused by condensate formation are prevented.
  • the DE 10 2020 100 806 A1 describes an air-water heat pump with an evaporator chamber into which the outlet of a safety valve leads and in this evaporator chamber any refrigerant that has escaped due to a leak is also collected.
  • the condensate is pumped out via a condensate pump and any contaminated air is ventilated outside via a duct.
  • the condensate is then either discharged into the wastewater or it evaporates and the hydraulic seal is formed by a siphon.
  • This type of thing can be found in practically all refrigerators and all air conditioning systems. In the event that a leak of flammable refrigerant could occur within a sealed heat pump housing, such a simple drainage of the condensate is not permitted. Using a standard siphon is also not safe because it can dry out or stick together.
  • the object of the invention is therefore to provide a space-saving, safe and economical device in which condensate and refrigerant that has escaped due to leaks are removed from an encapsulated inner housing of a heat pump.
  • the dilemma described above is solved by first redesigning the base plate, on which all important components are usually mounted in the pressure-tight inner housing. It is now designed as a funnel and has at least one drain and the function of a condensate collector. It also closes off a collecting volume at the top, which is arranged underneath and which also contains devices for gas separation and a siphon that is protected against drying out.
  • the base plate thus becomes a complex component.
  • the siphon is usually followed by a shut-off valve outside the housing.
  • the collecting volume can also be arranged externally and connected to the collecting mold below it via a pressure-tight connection. It then has the same effect as within the encapsulated inner housing, but can make better use of free installation space if necessary.
  • the average inclination of the intermediate plate should have at least 1 degree of funnel inclination, although inclination can vary.
  • the adsorbent in each downcomer shaft in conjunction with the top and bottom openings and the retaining means for adsorbent, has a higher flow resistance than the container with adsorbent in Connection with its top and bottom openings and its adsorbent retaining means at its bottom.
  • the difference in flow resistance in the adsorption bed of the adsorbent container and in each downcomer filled with adsorbent is crucial. If the flow resistance in each downcomer shaft for escaping gaseous refrigerant is greater than that of the path through the adsorption bed, it is ensured that in the event of a leak, the majority of the refrigerant reaches the adsorption bed and is adsorbed there. Only a relatively small part reaches the drain shafts, where it is adsorbed by the adsorbent introduced there, while the condensate can pass through unhindered.
  • the path length of the shaft is crucial compared to the path that a refrigerant-air mixture has to take through the adsorbent in the container.
  • the filling height of the adsorbent in the downcomer shaft is then at least the same height.
  • Refinements concern the adsorbents with which the effect is achieved.
  • the adsorbents in both the adsorption bed of the container and in each downcomer shaft are a bed of shaped bodies made of adsorbents.
  • a finer grain size is introduced into the downcomer shaft than in the adsorption bed of the container.
  • open-pored tiles or foams coated with adsorbents can also be used.
  • Such open-pored tiles or covered polyurethane foams in the form of surface elements can also close each downcomer as well as the adsorption bed of the container at the top and/or bottom and fix the bed, if present. They are also suitable for adjusting the respective flow resistance by selecting the pore size.
  • Such surface elements are readily available commercially, for example with a thickness of 21 millimeters, a weight per unit area of 1.3 kg/m 3 with an activated carbon layer of 0.55 kg/m 3 .
  • they can also be manufactured as molded parts suitable for the adsorber.
  • Activated carbon and carbon molecular sieve adsorber compositions based on vinylidene chloride polymer, such as those described, for example, are suitable as adsorption materials for both beds and covered tiles and foams EP 3 160 639 B1 are described.
  • the shaft is open at the top, as is the entire adsorption bed. So that the condensate dripping from the refrigeration circuit cannot drip directly into the adsorption bed in the container filled with adsorbent, it must be collected over the entire surface with a collecting device. This task is carried out by the one- or multi-part intermediate plate.
  • the individual parts are inclined so that dripping liquid is guided into the drainage channels following gravity. They can have grooves and upstands as further guiding elements for liquid.
  • the individual parts cover the entire area with the exception of the drain shafts.
  • the individual intermediate plate parts overlap and preferably have upstands on the edges so that the draining condensate does not form films on the undersides of the intermediate plate parts can form.
  • the intermediate plate parts can also be designed as funnels, the openings of which point into the drain shafts.
  • the downcomer shafts have an inlet area, an intermediate part that is filled with adsorbent, and an end piece with a condensate outlet.
  • the inlet area is preferably protected by a retaining grille, which prevents adsorbent from falling out of the shaft or being flushed out during transport or in the event of a sudden heavy build-up of condensate.
  • the end piece is also preferably protected by a retaining grille, which prevents adsorbent from falling out of the shaft or being flushed out during transport or in the event of a sudden heavy build-up of condensate. Below the retaining grille, the end piece can be slotted so that condensate can escape to the side and the drainage shafts can also be used as feet to support the heat pump housing. There is adsorbent in the intermediate part.
  • a retaining means is arranged and fixed on the top.
  • This can be a retention screen or a mesh net and a fleece or an open-cell foam.
  • a honeycomb structure can be created using open-pored foam or non-woven elements, which encloses bulk particles and directs the flow along predeterminable flow paths.
  • a float and a collecting sieve are used, they can also be structurally connected to each other. This has the advantage that coarse impurities cannot block the float mechanism if the collecting sieve is a filter insert and the float can float freely as a ring or toroidal structure outside the filter insert.
  • the sieve can form one electrode and the collecting volume can form the other electrode.
  • a measurement of the heat formation can also be measured.
  • zeolite heats up by up to 60 degrees when water is adsorbed, although the heating can take a longer period of time depending on the refrigerant concentration and flow conditions.
  • the inner housing of the heat pump includes all housing parts in which devices are arranged that carry refrigerant or could lead in the event of a leak.
  • the heat exchangers can have separate housings, as can the control electronics with their cooling, the entire refrigeration circuit can also be located in one housing, housings can be separate from ventilation devices or housings that are connected to outdoor units or housings that are nested inside one another. Be heat pump housing in the sense of this invention.
  • the inner housing of the heat pump is regularly located inside the heat pump housing, which also contains other units such as the electronics, water storage, additional heater, switches for summer air conditioning operation and an adsorber for refrigerants.
  • the siphon can be equipped as an open labyrinth with a pressure-increasing system during flow.
  • the pressure-increasing system can be a particle bed or consist of open-cell foam or contain both.
  • the desired flow resistance depends on how tight the encapsulated heat pump housing should be overall. If it is open to the outside via an adsorber for refrigerant leaks or closed by it, the pressure-increasing system in the siphon must have a correspondingly higher pressure resistance. If the encapsulation is to be completely tight, a pressure relief valve must be provided on the siphon, which is coordinated with the pressure design of the encapsulation.
  • the siphon should be designed so that it cannot be blown empty even in the event of overpressure development and also that it cannot become clogged with particles. It is therefore provided that the siphon is designed as a drain valve.
  • a cone-shaped float ensures that the valve only opens when the float cone floats upwards.
  • a sensor in the outlet of the drain valve checks whether liquid is present or flows during opening. This check serves to protect against particles that could get stuck in the gap between the float cone and the cone and prevent closing.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a heat pump housing with the condensate separation according to the invention.
  • the refrigeration circuit housing 1 here is an encapsulated inner housing and contains the refrigeration circuit 2, in which condensate occurs and refrigerant can escape in the event of a leak.
  • the condensate is collected on the funnel-shaped intermediate plate 3 and runs via the drain hole 5 into the drain shaft 6. From the drain shaft 6 it drains downwards over the floor, preferably into the open or via a siphon into a drainage system.
  • a refrigerant-air mixture results, with the internal pressure in the refrigeration circuit housing 1 increasing.
  • the refrigerant-air mixture enters via the side edges of the intermediate plate 3 into the container 4, which is open at the top and is formed by the housing base and its side walls.
  • adsorbent 7 Both in the container 4 and in the downcomer 6 there is adsorbent 7, which adsorbs the refrigerant from the refrigerant-air mixture.
  • the air freed from refrigerant exits downwards through the grid 8, preferably also into the open.
  • Fig. 2 shows the container 4 for adsorbent and the five drain shafts 6.
  • the grid 8 closes the container 4 at the bottom against escaping adsorbent, but keeps it open for escaping air.
  • the downcomers 6 are also filled with adsorbent and have a higher flow resistance in order to prevent the refrigerant-air mixture from primarily escaping via the downcomers 6 and overwhelming the loading capacity of the adsorbent introduced into the downcomers 6.
  • the device feet 9 ensure a free volume below the container 4 so that both air can escape unhindered through the grid 8 and condensate through the drain shaft 6.
  • Fig. 3 shows an overview sketch with a heat pump housing 10, an encapsulated inner housing 11, a hot water tank 12, an electronic control 13, an adsorber 14 and a refrigeration circuit 15.
  • the refrigeration circuit 15 has at least one compressor 16, an expansion valve 17, a condenser 18 and an evaporator 19 on.
  • the connections for heating and heat sources as well as gas separators and safety valves are not shown, but are also located in the encapsulated inner housing 11.
  • liquid drips down in the encapsulated inner housing 11 it is collected by the collecting mold 20 and runs along the funnel inclination into the drain opening 21 and from there through the collecting sieve 22 into the collecting volume 23. There the amount of liquid is measured by the liquid detection device 24. If the liquid detection device 24 signals that the check valve 25 should be opened, the liquid can drain to the outside via the siphon 26, where it is collected. In order to allow the liquid to drain more easily, the collecting mold is briefly stimulated to vibrate at regular intervals by the vibration device 27.
  • Fig. 4 shows an encapsulated inner housing 11 with an external adsorber 14 and siphon 26.
  • the safety valves 37, 41 and 42 of the heat transfer fluids 34 and 38 are shown here.
  • the heat transfer fluids are passed as heating circuit return 38 from the heating circuit pump 39 via the condenser heat exchanger 18 to the heating circuit flow 40, where they are protected against overpressure by the safety valve 41, and as brine return 34 from the brine pump 35 via the evaporator heat exchanger 19 to the brine flow 36, where they be protected against overpressure by the safety valve 37. While the separation principle is fundamentally similar, the significantly larger possible amount of liquid must be taken into account when dimensioning.
  • Fig. 5 differs from Fig. 4 through a drain valve 43, with which a larger amount of condensate can be managed.
  • This drain valve 43 consists of an inlet system 45, in which possible particles are filtered, and a receptacle for the float body 44, which releases a conical annular gap during an accumulation of liquid.
  • a moisture sensor 46 then checks whether liquid is actually draining while the shut-off valve 25 is open. In this way, blowing through and drying out are reliably prevented.
  • Fig. 6 differs from Fig. 5 in that the inner collecting volume 23 is replaced by an external, separate collecting volume 47.
  • the interior of the encapsulated inner housing is connected to the spare collecting volume 47 by a pressure-tight connection 48. Otherwise, the devices correspond, which also concerns the devices of the collecting volume 47 shown below in analogy to the collecting volume 23.
  • Fig. 7 shows an embodiment variant of collecting mold 20 with collecting volume 23 and liquid detection device 24, in which a float 28 and a collecting sieve 22 are used in combination.
  • the float 28 is placed as a torus around the collecting sieve 22. When it reaches the upper edge of the collecting sieve 22, contact is triggered.
  • Fig. 8 shows a further embodiment variant of collecting mold 20 with collecting volume 23 and liquid detection device 24, in which a divided collecting sieve 22 is used, in which two electrodes 29 and 30 are integrated.
  • the electrodes can be supplied with either direct current or alternating current; the change in resistance determines whether liquid accumulates between the electrodes.
  • Fig. 9 shows a further embodiment variant of collecting mold 20 with collecting volume 23 and liquid detection device 24, in which the collecting volume 23 and the siphon 26 are equipped with elements for increasing the flow resistance 31.
  • the elements 31 are positioned in an open labyrinth, the check valve 25 remains open. Between the elements 31, a moisture sensor 32 and a temperature sensor 33, which is coated with zeolite, are used to detect moisture.
  • the elements 31 for increasing the flow resistance also replace the collecting sieve 22 if they are made of open-cell foam.
  • Fig. 10 shows a drain valve 43 acting as a siphon.
  • a conical float body 44 causes the valve to only open when the float cone floats upwards.
  • An annular gap then opens through which liquid can flow, indicated by arrows, with the liquid flowing into the drain valve 43 through a grid 45 on the top side.
  • the grid 45 serves as a particle filter.
  • a sensor 46 in the drain valve drain checks whether liquid is present or flows during opening. This control serves to protect against particles that could form and settle in the gap between the float cone and the cone due to agglomeration and prevent closing.

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Abstract

Vorrichtung zum Feuchtemanagement im gekapselten Innengehäuse (1, 11) einer Wärmepumpe, in dem ein geschlosse¬ner, hermetisch dichter Arbeitsfluidumlauf geführt wird, deren Kältekreis (15) mit einem brennbaren Kältemittel betrieben wird und der mindestens einen Verdichter umfasst, und wobei die Wärmepumpe zur Aufstellung in einem Innenraum eines Gebäudes vorgesehen ist, und ein Gehäuse (10) umfasst, welches zwar geschlossen, aber durch einen Sorptionsfilter (14) hindurch luftdurchlässig ist, wobei zur Abführung von Flüssigkeit und Kältemitteldampf aus dem Gehäuse (10) der Wärmepumpe, in welchem das gekapselte Innengehäuse (11) angeordnet ist, eine Auffangform (3, 20), die das gekapselte Innengehäuse (11) nach unten abschließt, vorgesehen wird, die Auffangform (20) über eine Öffnung (5, 21) in ein Auffangvolumen (23) mündet, in diesem Auffangvolumen (23) eine Detektionseinrichtung für Flüssigkeit eingerichtet ist, und am Auffangvolumen (23) ein Siphon (26, 43) mit einem Auslassventil (25) vorgesehen ist.Device for moisture management in the encapsulated inner housing (1, 11) of a heat pump, in which a closed, hermetically sealed working fluid circulation is carried out, the refrigeration circuit (15) of which is operated with a flammable refrigerant and which comprises at least one compressor, and wherein the heat pump is used for Installation is provided in an interior of a building, and comprises a housing (10), which is closed but is permeable to air through a sorption filter (14), for the removal of liquid and refrigerant vapor from the housing (10) of the heat pump, in which the encapsulated inner housing (11) is arranged, a collecting mold (3, 20), which closes off the encapsulated inner housing (11) at the bottom, is provided, the collecting mold (20) is inserted into a collecting volume (23) via an opening (5, 21) opens, a detection device for liquid is set up in this collecting volume (23), and a siphon (26, 43) with an outlet valve (25) is provided on the collecting volume (23).

Description

Die Erfindung betrifft das Feuchtemanagement und die Kondensatableitung aus einem Wärmepumpengehäuse einer im Inneren eines Gebäudes aufgestellten Wärmepumpe, die mit einem gekapselten Kältekreis ausgestattet ist. Als gekapselter Kältekreis wird ein Innengehäuse bezeichnet, welches die kältemittelführenden Vorrichtungen enthält.The invention relates to moisture management and condensate drainage from a heat pump housing of a heat pump installed inside a building, which is equipped with an encapsulated refrigeration circuit. An encapsulated refrigeration circuit is an inner housing that contains the refrigerant-carrying devices.

Bei der Nutzung eines brennbaren Kältemittels, wie beispielsweise R290, R32, R1270, R600a oder R454C, muss ein Gehäuse genutzt werden, mit dem sicherzustellen ist, dass kein brennbares Kältemittel in den Aufstellungsraum austreten kann. Üblicherweise sind solche Wärmepumpengehäuse nicht druckdicht ausgeführt, sondern atmen in dem Sinne, dass Luftdruckschwankungen ausgeglichen werden. In vielen Fällen findet ein solcher Luftaustausch durch einen Filter statt, beispielsweise durch einen Adsorber, der als Filter dient. Dieser Filter ist in beide Richtungen für Umgebungsluft durchgängig, auch für Luftfeuchte, und er soll verhindern, dass brennbare Kältemittel in den Aufstellungsraum austreten.When using a flammable refrigerant, such as R290, R32, R1270, R600a or R454C, a housing must be used to ensure that no flammable refrigerant can leak into the installation room. Typically, such heat pump housings are not designed to be pressure-tight, but rather breathe in the sense that air pressure fluctuations are compensated for. In many cases, such air exchange takes place through a filter, for example through an adsorber, which serves as a filter. This filter is permeable to ambient air in both directions, including humidity, and is intended to prevent flammable refrigerants from escaping into the installation room.

Allerdings gibt es für diese adsorptiven Filterungen Grenzen, was damit zusammenhängt, dass während einer Adsorption Wärme entsteht, welche die Kapazität des Adsorptionsmittels vorübergehend verringert. Würde man die Adsorption so dimensionieren, dass alle denkbaren Leckagefälle damit trotz Erwärmung adsorptiv abgefangen werden können, wäre eine sehr große Menge an Adsorptionsmittel vorzusehen. Dies gilt umso mehr, als eintretende Feuchtigkeit die Kapazität des Adsorptionsmittels ebenfalls verringert.However, there are limits to this adsorptive filtering, which is related to the fact that heat is generated during adsorption, which temporarily reduces the capacity of the adsorbent. If the adsorption were to be dimensioned in such a way that all conceivable leakage cases could be intercepted adsorptively despite heating, a very large amount of adsorbent would have to be provided. This is all the more true as incoming moisture also reduces the capacity of the adsorbent.

Daher ist die Verwendung eines druckdichten Gehäuses aus Sicherheitsgründen sinnvoll. Für den seltenen Fall, dass aus dem geschlossenen Wärmepumpenkreislauf Kältemittel in das druckdichte Gehäuse austritt, würde sich in diesem druckdichten Gehäuse Druck aufbauen, und das brennbare Kältemittel könnte portionsweise so abgelassen werden, dass es entweder langsam einer sorptiven Abscheidung zugeführt wird oder ins Freie außerhalb des Gebäudes geleitet werden kann.Therefore, using a pressure-tight enclosure makes sense for safety reasons. In the rare event that refrigerant escapes from the closed heat pump circuit into the pressure-tight housing, pressure would build up in this pressure-tight housing and the flammable refrigerant could be drained in portions in such a way that it is either slowly fed to a sorptive separation or to the outside outside the Building can be managed.

Daher ist ein druckdichtes Innengehäuse im Gehäuse einer Wärmepumpe vorgesehen. Von diesem druckdichten Innengehäuse wird eine Lüftungsöffnung mit einem Sorptionsbett verbunden, die Verbindung der Lüftungsöffnung mit dem Sorptionsbett kann direkt oder über eine Leitung erfolgen. Das Sorptionsbett kann dabei entweder im Wärmepumpengehäuse, welches das druckdichte Innengehäuse umgibt, vorgesehen werden, oder außerhalb des Wärmepumpengehäuses als separates Sorptionsbett. Die Verbindungsleitung, sofern vorgesehen, sollte verschließbar und mit einer Druckminderung ausgestattet sein.Therefore, a pressure-tight inner housing is provided in the housing of a heat pump. From this pressure-tight inner housing, a ventilation opening is connected to a sorption bed; the ventilation opening can be connected to the sorption bed directly or via a line. The sorption bed can be provided either in the heat pump housing, which surrounds the pressure-tight inner housing, or outside the heat pump housing as a separate sorption bed. The connecting line, if provided, should be closable and equipped with a pressure reduction.

Innerhalb des druckdichten Innengehäuses werden ein oder mehrere Sicherheitsventile vorgesehen, die bei Überdruck ansprechen. Die Verwendung von Wärmeträgerfluiden birgt das Risiko, dass das Kältemittel bei entsprechenden Druckverhältnissen bei Leckagen über die entsprechenden Wärmeübertrager in die Wärmeträgerfluide gelangen könnte. Ein solcher Fall ist dann möglich, wenn das Wärmeträgerfluid am Ort der Leckage einen niedrigeren Druck aufweist als das Kältemittel und das hat zur Folge, dass sich im Wärmeträgerfluid Druck aufbauen kann. Dies betrifft vor allem die warme Seite des Kältekreises, da der Verdichter des Kältekreises den Druck erzeugt und dieser Druck anschließend im Kondensatorwärmetauscher ansteht. Vor dort aus kann bei einer Leckage Kältemittel unter Druck in den Wärmeträger gelangen. Diese Druckerhöhung im Wärmeträgerkreislauf führt dann zum Öffnen der Sicherheitsventile im druckdichten Innengehäuse, was weiter zur Folge haben kann, dass neben dem Kältemittel auch große Mengen warmes Wärmeträgerfluid in das druckdichte Innengehäuse eingetragen werden. Je nach Druck und Temperatur kann es dann zu einer Flashverdampfung kommen. Als Wärmeträgerfluide kommen hierbei üblicherweise Wasser und Sole in Betracht.One or more safety valves are provided within the pressure-tight inner housing, which respond to overpressure. The use of heat transfer fluids entails the risk that the refrigerant could get into the heat transfer fluids via the corresponding heat exchangers under appropriate pressure conditions in the event of leaks. Such a case is possible if the heat transfer fluid at the location of the leak has a lower pressure than the coolant and this means that pressure can build up in the heat transfer fluid. This particularly affects the warm side of the refrigeration circuit, as the compressor of the refrigeration circuit generates the pressure and this pressure is then present in the condenser heat exchanger. In the event of a leak, refrigerant under pressure can get into the heat transfer medium from there. This increase in pressure in the heat transfer circuit then leads to the opening of the safety valves in the pressure-tight inner housing, which can further result in large quantities of warm heat transfer fluid being introduced into the pressure-tight inner housing in addition to the refrigerant. Depending on the pressure and temperature it can then flash evaporation occurs. Water and brine are usually considered as heat transfer fluids.

Hierbei entsteht das Problem, dass die Wärmeträgerfluide nicht in den sorptiven Filter gelangen sollen, denn das würde die Abscheidekapazität des sorptiven Filters für das Kältemittel verringern, es muss also eine Gas-Flüssig-Trennung erfolgen. Andererseits sollen in Wärmeträgerfluid gelöste Kältemittelbestandteile, die über Sicherheitsventile in das druckdichte Innengehäuse gelangt sind, nicht in der flüssigen Phase als gelöste Bestandteile entkommen und an ungünstiger Stelle unkontrolliert ausgasen können.This creates the problem that the heat transfer fluids should not get into the sorptive filter, because that would reduce the separation capacity of the sorptive filter for the refrigerant, so a gas-liquid separation must take place. On the other hand, refrigerant components dissolved in heat transfer fluid, which have entered the pressure-tight inner housing via safety valves, should not escape in the liquid phase as dissolved components and be able to outgas in an uncontrolled manner in an unfavorable location.

Auch die Luftfeuchte kann an den kalten Stellen innerhalb des Wärmepumpengehäuses auskondensieren, und über den Sorptiven Filter kann sie auch in das Innere des druckdichten Innengehäuses gelangen. Im Falle üblicher Adsorptionsmittel besteht auch dabei die Gefahr, dass die Feuchte sich auf dem Adsorptionsmittel niederschlägt und die Adsorptionsfähigkeit für leckagebedingt ausgetretenes Kältemittel beeinträchtigen könnte. Weiterhin können Kondensate auch durch Luftabscheider oder durch weitere Sicherheitsventile austreten.The air moisture can also condense out in the cold places within the heat pump housing, and it can also reach the inside of the pressure-tight inner housing via the sorbent filter. In the case of conventional adsorbents, there is also the risk that the moisture will precipitate on the adsorbent and could impair the adsorption capacity for refrigerant that has escaped due to a leak. Furthermore, condensates can also escape through air separators or through other safety valves.

Dem steht gegenüber die Forderung einer sicheren Kondensatableitung, bei der zwar Kondensat, welches im Betrieb typischerweise anfällt, sicher aus dem Wärmepumpengehäuse und dem druckdichten Innengehäuse abgeführt werden muss, gleichzeitig aber im Falle einer Leckage kein Kältemittel entweichen darf. Auch soll das Kondensat nicht mit dem Adsorptionsmittel in Kontakt kommen.This is offset by the requirement for safe condensate drainage, in which condensate that typically occurs during operation must be safely drained from the heat pump housing and the pressure-tight inner housing, but at the same time no refrigerant is allowed to escape in the event of a leak. The condensate should also not come into contact with the adsorbent.

Nach herkömmlichem Stand der Technik findet eine solche Kondensatableitung mittels einer Öffnung oder über einen Schlauch statt. Eine solche Kondensatableitung wird beispielsweise für eine Klimaanlage in der KR 10 2007 0053 835 A beschrieben, wobei jedoch kein Kapselgehäuse verwendet wird, sondern die Raumluft direkt durch den kältemittelführenden Wärmeübertrager hindurchgeführt wird, wobei das Problem mit brennbarem Kältemittel ignoriert wird. Eine weitere Kondensatableitung für eine Klimaanlage wird in der JP 2012 184 861 A beschrieben, bei der ein Sammelbehälter mit einer angeschlossenen Kondensatpumpe dafür sorgt, dass Gerüche durch Kondensatbildung verhindert werden. Die DE 10 2020 100 806 A1 beschreibt eine Luft-Wasserwärmepumpe mit einem Verdampferraum, in welchen der Ablass eines Sicherheitsventils führt und in diesem Verdampferraum wird auch leckagebedingt ausgetretenes Kältemittel gesammelt. Das Kondensat wird über eine Kondensatpumpe nach außen gefördert, eventuell kontaminierte Luft über einen Kanal ins Freie weggelüftet.According to the conventional state of the art, such condensate drainage takes place via an opening or via a hose. Such a condensate drain is used, for example, for an air conditioning system in the KR 10 2007 0053 835 A described, but no capsule housing is used, but rather the room air flows directly through the refrigerant Heat exchanger is passed through, ignoring the problem with flammable refrigerant. Another condensate drain for an air conditioning system is in the JP 2012 184 861 A described, in which a collecting container with a connected condensate pump ensures that odors caused by condensate formation are prevented. The DE 10 2020 100 806 A1 describes an air-water heat pump with an evaporator chamber into which the outlet of a safety valve leads and in this evaporator chamber any refrigerant that has escaped due to a leak is also collected. The condensate is pumped out via a condensate pump and any contaminated air is ventilated outside via a duct.

Das Kondensat wird dann entweder ins Abwasser geleitet oder es verdunstet und der hydraulische Abschluss wird durch einen Siphon gebildet. Derartiges findet sich in praktisch allen Kühlschränken und allen Klimaanlagen. In dem Fall, dass innerhalb eines dichten Wärmepumpengehäuses eine Leckage eines brennbaren Kältemittels auftreten könnte, ist ein derartiges einfaches Ableiten des Kondensats unzulässig. Auch der Einsatz eines üblichen Siphons ist nicht sicher, weil dieser austrocknen oder verkleben kann.The condensate is then either discharged into the wastewater or it evaporates and the hydraulic seal is formed by a siphon. This type of thing can be found in practically all refrigerators and all air conditioning systems. In the event that a leak of flammable refrigerant could occur within a sealed heat pump housing, such a simple drainage of the condensate is not permitted. Using a standard siphon is also not safe because it can dry out or stick together.

Die Aufgabe der Erfindung ist daher, eine raumsparende, sichere und wirtschaftliche Vorrichtung bereitzustellen, bei der Kondensat und leckagebedingt ausgetretenes Kältemittel aus einem gekapselten Innengehäuse einer Wärmepumpe abgeführt wird.The object of the invention is therefore to provide a space-saving, safe and economical device in which condensate and refrigerant that has escaped due to leaks are removed from an encapsulated inner housing of a heat pump.

Das oben beschriebene Dilemma wird gelöst, indem zunächst die Basisplatte, auf der im druckdichten Innengehäuse alle wichtigen Komponenten üblicherweise montiert sind, umgestaltet wird. Sie wird nunmehr als Trichter ausgebildet, erhält mindestens einen Ablauf und die Funktion eines Kondensatsammlers. Außerdem schließt sie ein Sammelvolumen nach oben ab, welches darunter angeordnet wird und welches auch Einrichtungen zur Gasabscheidung sowie einen gegen Austrocknung gesicherten Siphon enthält. Die Bodenplatte wird damit zu einem komplexen Bauteil.The dilemma described above is solved by first redesigning the base plate, on which all important components are usually mounted in the pressure-tight inner housing. It is now designed as a funnel and has at least one drain and the function of a condensate collector. It also closes off a collecting volume at the top, which is arranged underneath and which also contains devices for gas separation and a siphon that is protected against drying out. The base plate thus becomes a complex component.

Konkret löst die Erfindung die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Feuchtemanagement im gekapselten Innengehäuse einer Wärmepumpe,

  • in dem ein geschlossener, hermetisch dichter Arbeitsfluidumlauf geführt wird,
  • deren Kältekreis mit einem brennbaren Kältemittel betrieben wird und der mindestens einen Verdichter umfasst,
  • und wobei die Wärmepumpe zur Aufstellung in einem Innenraum eines Gebäudes vorgesehen ist, und ein Gehäuse umfasst, welches zwar geschlossen, aber durch einen Sorptionsfilter hindurch luftdurchlässig ist,
  • wobei zur Abführung von Flüssigkeit und Kältemitteldampf aus dem Gehäuse der Wärmepumpe, in welchem das gekapselte Innengehäuse angeordnet ist, eine Auffangform, die das gekapselte Innengehäuse nach unten abschließt, vorgesehen wird,
  • die Auffangform über eine Öffnung in ein Auffangvolumen mündet,
  • in diesem Auffangvolumen eine Detektionseinrichtung für Flüssigkeit eingerichtet ist,
  • und am Auffangvolumen ein Siphon vorgesehen ist.
Specifically, the invention solves the problem through a device for moisture management in the encapsulated inner housing of a heat pump,
  • in which a closed, hermetically sealed working fluid circulation is carried out,
  • whose refrigeration circuit is operated with a flammable refrigerant and which includes at least one compressor,
  • and wherein the heat pump is intended for installation in an interior of a building, and comprises a housing which is closed but is permeable to air through a sorption filter,
  • in order to remove liquid and refrigerant vapor from the housing of the heat pump, in which the encapsulated inner housing is arranged, a collecting mold which closes off the encapsulated inner housing at the bottom is provided,
  • the collecting mold opens into a collecting volume via an opening,
  • A detection device for liquid is set up in this collecting volume,
  • and a siphon is provided on the collecting volume.

Dem Siphon folgt üblicherweise ein Absperrventil außerhalb des Gehäuses. Das Auffangvolumen kann auch extern angeordnet und über eine druckdichte Verbindung mit der Auffangform unterhalb davon verbunden sein. Es hat dann dieselbe Wirkung wie innerhalb des gekapselten Innengehäuses, kann aber gegebenenfalls freien Bauraum besser ausnutzen.The siphon is usually followed by a shut-off valve outside the housing. The collecting volume can also be arranged externally and connected to the collecting mold below it via a pressure-tight connection. It then has the same effect as within the encapsulated inner housing, but can make better use of free installation space if necessary.

Ausgestaltungen betreffen die Oberseite der Auffangform. Hierfür wird vorgesehen, dass im unteren Teil unterhalb der Installationen des Kältekreises

  • die Auffangform als eine ein- oder mehrteilige Zwischenplatte trichterförmig gestaltet ist, die die gesamte Grundfläche des gekapselten Innengehäuses abdeckt,
  • diese Zwischenplatte mindestens eine Neigung und mindestens eine Ablaufvorrichtung am unteren Ende der Neigung aufweist,
  • die Zwischenplatte an seinen Seiten oder über die Fläche wenigstens anteilig gasdurchlässig, aber außerhalb der Ablaufvorrichtungen nicht flüssigkeitsdurchlässig ausgeführt ist
Refinements concern the top of the collecting mold. For this purpose it is provided that in the lower part below the installations of the refrigeration circuit
  • the collecting mold is designed as a one-part or multi-part intermediate plate funnel-shaped, which covers the entire base area of the encapsulated inner housing,
  • this intermediate plate has at least one slope and at least one drainage device at the lower end of the slope,
  • the intermediate plate is at least partially gas-permeable on its sides or over the surface, but is not designed to be liquid-permeable outside the drainage devices

Die durchschnittliche Neigung der Zwischenplatte sollte mindestens 1 Grad Trichterneigung aufweisen, wobei Neigung unterschiedlich sein kann.The average inclination of the intermediate plate should have at least 1 degree of funnel inclination, although inclination can vary.

Weitere Ausgestaltungen betreffen das Auffangvolumen und dessen Einrichtungen. Hierbei wird vorgesehen, dass

  • jede der Ablaufvorrichtungen in je einen mit Adsorptionsmittel gefüllten Ablaufschacht führt,
  • unterhalb der Zwischenplatte oben im Auffangvolumen ein nach oben offener Behälter mit Adsorptionsmittel angeordnet ist, der hydraulisch mit dem Gehäuseinneren verbunden ist, aber keine hydraulische Verbindung ins Innere der Ablaufschächte aufweist,
  • der Behälter mit Adsorptionsmittel an seiner Unterseite eine luftdurchlässige Öffnung aufweist, die das Adsorptionsmittel zurückhält,
  • jeder Ablauflaufschacht an seiner Unterseite eine flüssigkeitsdurchlässige Öffnung aufweist, die das Adsorptionsmittel zurückhält,
  • unterhalb des Behälters mit Adsorptionsmittel und unterhalb der Ablaufschächte ein Freiraum im Auffangvolumen vorgesehen ist, in welchen Luft und Kondensat abgeleitet werden können.
Further refinements concern the collection volume and its facilities. It is provided here that
  • each of the drain devices leads into a drain shaft filled with adsorbent,
  • An upwardly open container with adsorbent is arranged below the intermediate plate at the top of the collecting volume, which is hydraulically connected to the interior of the housing, but has no hydraulic connection to the interior of the drain shafts,
  • the container with adsorbent has an air-permeable opening on its underside which retains the adsorbent,
  • each drain shaft has a liquid-permeable opening on its underside that retains the adsorbent,
  • A free space is provided in the collecting volume below the container with adsorbent and below the drain shafts, into which air and condensate can be drained.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn das Adsorptionsmittel in jedem Ablaufschacht in Verbindung mit den ober- und unterseitigen Öffnungen und dem Rückhaltemittel für Adsorptionsmittel einen höheren Strömungswiderstand aufweist, als der Behälter mit Adsorptionsmittel in Verbindung mit seinen ober- und unterseitigen Öffnungen und seinem Rückhaltemittel für Adsorptionsmittel an seiner Unterseite.It is advantageous if the adsorbent in each downcomer shaft, in conjunction with the top and bottom openings and the retaining means for adsorbent, has a higher flow resistance than the container with adsorbent in Connection with its top and bottom openings and its adsorbent retaining means at its bottom.

Hierbei ist der Unterschied der Strömungswiderstände im Adsorptionsbett des Adsorptionsmittelbehälters und in jedem mit Adsorptionsmittel gefüllten Ablaufschacht entscheidend. Wenn der Strömungswiderstand in jedem Ablaufschacht für austretendes gasförmiges Kältemittel größer ist als der des Weges durch das Adsorptionsbett, ist sichergestellt, dass im Falle einer Leckage der größte Teil des Kältemittels in das Adsorptionsbett gelangt und dort adsorbiert wird. Nur ein relativ kleiner Teil gelangt in die Ablaufschächte, wo er vom dort eingebrachten Adsorptionsmittel adsorbiert wird, während das Kondensat ungehindert durchtreten kann.The difference in flow resistance in the adsorption bed of the adsorbent container and in each downcomer filled with adsorbent is crucial. If the flow resistance in each downcomer shaft for escaping gaseous refrigerant is greater than that of the path through the adsorption bed, it is ensured that in the event of a leak, the majority of the refrigerant reaches the adsorption bed and is adsorbed there. Only a relatively small part reaches the drain shafts, where it is adsorbed by the adsorbent introduced there, while the condensate can pass through unhindered.

Die Weglänge des Schachtes ist ausschlaggebend im Vergleich zur Weglänge, den ein Kältemittel-Luftgemisch durch das Adsorptionsmittel im Behälter nehmen muss. Im Falle von gleichartigen Adsorptionsmitteln im Ablaufschacht und im Adsorptionsbett bedeutet dies, dass der Schacht mindestens so lang oder so hoch sein muss, wie der normale Adsorptionsmittelbereich. Die Schütthöhe des Adsorptionsmittels im Ablaufschacht ist dann mindestens gleich hoch.The path length of the shaft is crucial compared to the path that a refrigerant-air mixture has to take through the adsorbent in the container. In the case of similar adsorbents in the downcomer shaft and in the adsorption bed, this means that the shaft must be at least as long or as high as the normal adsorbent area. The filling height of the adsorbent in the downcomer shaft is then at least the same height.

Ausgestaltungen betreffen die Adsorptionsmittel, mit denen der Effekt erreicht wird. So wird in einer Variante vorgesehen, dass es sich bei den Adsorptionsmitteln sowohl im Adsorptionsbett des Behälters als auch in jedem Ablaufschacht um eine Schüttung mit Formkörpern aus Adsorptionsmitteln handelt. Zur Erhöhung des Strömungswiderstandes kann dabei vorgesehen werden, dass im Ablaufschacht eine feinere Körnung als im Adsorptionsbett des Behälters eingebracht wird.Refinements concern the adsorbents with which the effect is achieved. In one variant, it is provided that the adsorbents in both the adsorption bed of the container and in each downcomer shaft are a bed of shaped bodies made of adsorbents. To increase the flow resistance, it can be provided that a finer grain size is introduced into the downcomer shaft than in the adsorption bed of the container.

Anstelle von oder zusätzlich zu Schüttungen mit Formkörpern können auch offenporige Fliese oder Schaustoffe benutzt werden, welche mit Adsorptionsmitteln belegt sind. Solche offenporigen Fliese oder belegte Polyurethanschaumstoffe in Form von Flächenelementen können auch sowohl jeden Ablaufschacht als auch das Adsorptionsbett des Behälters nach oben und/oder unten abschließen und die Schüttung, sofern vorhanden, fixieren. Sie eignen sich ebenfalls zur Einstellung des jeweiligen Strömungswiderstandes über die Wahl der Porengröße.Instead of or in addition to fillings with shaped bodies, open-pored tiles or foams coated with adsorbents can also be used. Such open-pored tiles or covered polyurethane foams in the form of surface elements can also close each downcomer as well as the adsorption bed of the container at the top and/or bottom and fix the bed, if present. They are also suitable for adjusting the respective flow resistance by selecting the pore size.

Solche Flächenelemente sind im Handel gut erhältlich, beispielsweise mit 21 Millimeter Dicke, einem Flächengewicht von 1,3 kg/m3 bei einer Aktivkohleauflage von 0,55 kg/m3. Sie können aber auch als Formteile passend für den Adsorber hergestellt werden. Als Adsorptionsmaterialien sowohl für Schüttungen als auch für belegte Fliese und Schaumstoffe eignen sich Aktivkohle und auf Vinylidenchloridpolymer basierende Kohlenstoffmolekularsieb-Adsorber-Zusammensetzungen, wie sie beispielsweise in der EP 3 160 639 B1 beschrieben sind.Such surface elements are readily available commercially, for example with a thickness of 21 millimeters, a weight per unit area of 1.3 kg/m 3 with an activated carbon layer of 0.55 kg/m 3 . However, they can also be manufactured as molded parts suitable for the adsorber. Activated carbon and carbon molecular sieve adsorber compositions based on vinylidene chloride polymer, such as those described, for example, are suitable as adsorption materials for both beds and covered tiles and foams EP 3 160 639 B1 are described.

Weitere Ausgestaltungen betreffen die ein- oder mehrteilige Zwischenplatte. Der Schacht ist oben offen, ebenso das gesamte Adsorptionsbett. Damit das vom Kältekreis abtropfende Kondensat nicht direkt in das mit Adsorptionsmittel gefüllte Adsorptionsbett im Behälter tropfen kann, muss es über die gesamte Fläche mit einer Auffangvorrichtung aufgefangen werden. Diese Aufgabe übernimmt die ein- oder mehrteilige Zwischenplatte. Deren einzelne Teile sind so geneigt, das auftropfende Flüssigkeit der Schwerkraft folgend in die Ablaufrinnen geleitet werden. Sie können als weitere Leitelemente für Flüssigkeit Rinnen und Aufkantungen aufweisen. Die einzelnen Teile überdecken dabei die gesamte Fläche mit Ausnahme der Ablaufschächte. Im Falle von mehrteiligen Zwischenplatten überlappen sich die einzelnen Zwischenplattenteile und weisen vorzugsweise Aufkantungen an den Rändern auf, damit das ablaufende Kondensat keine Filme an den Unterseiten der Zwischenplattenteile bilden kann. Die Zwischenplattenteile können dabei auch als Trichter ausgebildet sein, deren Öffnungen in die Ablaufschächte weisen.Further refinements relate to the one-part or multi-part intermediate plate. The shaft is open at the top, as is the entire adsorption bed. So that the condensate dripping from the refrigeration circuit cannot drip directly into the adsorption bed in the container filled with adsorbent, it must be collected over the entire surface with a collecting device. This task is carried out by the one- or multi-part intermediate plate. The individual parts are inclined so that dripping liquid is guided into the drainage channels following gravity. They can have grooves and upstands as further guiding elements for liquid. The individual parts cover the entire area with the exception of the drain shafts. In the case of multi-part intermediate plates, the individual intermediate plate parts overlap and preferably have upstands on the edges so that the draining condensate does not form films on the undersides of the intermediate plate parts can form. The intermediate plate parts can also be designed as funnels, the openings of which point into the drain shafts.

Weitere Ausgestaltungen betreffen die Ablaufschächte. Diese weisen einen Einlaufbereich auf, ein Zwischenteil, das mit Adsorptionsmittel gefüllt ist, und ein Endstück mit einem Kondensatauslauf. Der Einlaufbereich ist dabei vorzugsweise von einem Rückhaltegitter geschützt, welches verhindert, dass beim Transport oder bei plötzlichem starken Kondensatanfall Adsorptionsmittel aus dem Schacht herausfallen oder herausgespült wird. Auch das Endstück ist dabei vorzugsweise von einem Rückhaltegitter geschützt, welches verhindert, dass beim Transport oder bei plötzlichem starken Kondensatanfall Adsorptionsmittel aus dem Schacht herausfallen oder herausgespült wird. Unterhalb des Rückhaltegitters kann das Endstück geschlitzt ausgeführt sein, damit Kondensat seitlich austreten kann und die Ablaufschächte auch als Standfüße zum Abstützen des Wärmepumpengehäuses mitgenutzt werden können. Im Zwischenteil befindet sich Adsorptionsmittel.Further refinements concern the downcomer shafts. These have an inlet area, an intermediate part that is filled with adsorbent, and an end piece with a condensate outlet. The inlet area is preferably protected by a retaining grille, which prevents adsorbent from falling out of the shaft or being flushed out during transport or in the event of a sudden heavy build-up of condensate. The end piece is also preferably protected by a retaining grille, which prevents adsorbent from falling out of the shaft or being flushed out during transport or in the event of a sudden heavy build-up of condensate. Below the retaining grille, the end piece can be slotted so that condensate can escape to the side and the drainage shafts can also be used as feet to support the heat pump housing. There is adsorbent in the intermediate part.

Weitere Ausgestaltungen betreffen den Behälter mit Adsorptionsmittel im Auffangvolumen. Um beim zu verhindern, dass beim Transport Adsorptionsmittel wie beispielsweise Schüttungspartikel herausfallen oder verrutschen und in der Folge ungleiche Strömungsverhältnisse erzeugen können, kann vorgesehen werden, dass auf der Oberseite ein Rückhaltemittel angeordnet und fixiert ist. Dies kann ein Rückhaltesieb oder ein Maschennetz und ein Flies oder ein offenporiger Schaumstoff sein. Innerhalb des Behälters kann aus offenporigem Schaumstoff oder Flieselementen eine Wabenstruktur vorgegeben werden, die Schüttungspartikel einschließt und die Strömung entlang vorgebbarer Strömungspfade lenkt. Vorzugsweise unterhalb des Behälters befindet sich als luftdurchlässige Öffnung mindestens ein Gitternetz, damit die von Kältemittel befreite Luft aus dem Behälter austreten kann.Further refinements relate to the container with adsorbent in the collecting volume. In order to prevent adsorbents such as bulk particles from falling out or slipping during transport and subsequently creating unequal flow conditions, it can be provided that a retaining means is arranged and fixed on the top. This can be a retention screen or a mesh net and a fleece or an open-cell foam. Within the container, a honeycomb structure can be created using open-pored foam or non-woven elements, which encloses bulk particles and directs the flow along predeterminable flow paths. Preferably below the container there is at least one grid as an air-permeable opening so that the air freed from refrigerant can escape from the container.

Weitere Ausgestaltungen betreffen die Detektionseinrichtung für Flüssigkeit im Auffangvolumen. Alternativ oder in Kombination ist diese ausgebildet als

  • Schwimmer, der einen Kontakt schließt und so einen entsprechenden Wasserstand signalisiert,
  • Wechselspannungselektroden, deren Impedanz gemessen wird,
  • Gleichspannungselektroden, deren ohmscher Widerstand gemessen wird,
  • Feuchtesensoren in einer Sorptionsmittelschüttung,
  • Feuchtesensoren im Gehäuse,
  • Vibrationsdetektor,
  • optischer Sensor,
  • Reflexsensor,
  • Ultraschallsensor,
  • Pegelstandssensor,
  • Radarsensor.
Further refinements relate to the detection device for liquid in the collecting volume. Alternatively or in combination, this is designed as
  • Swimmer that closes a contact and thus signals a corresponding water level,
  • AC voltage electrodes whose impedance is measured,
  • DC electrodes whose ohmic resistance is measured,
  • Moisture sensors in a sorbent bed,
  • humidity sensors in the housing,
  • vibration detector,
  • optical sensor,
  • reflex sensor,
  • ultrasonic sensor,
  • water level sensor,
  • Radar sensor.

Falls ein Schwimmer und ein Auffangsieb zum Einsatz kommen, können diese auch baulich miteinander verbunden werden. Das hat den Vorteil, dass grobe Verunreinigungen den Schwimmermechanismus nicht blockieren können, wenn es sich bei dem Auffangsieb um einen Filtereinsatz handelt und der Schwimmer als Ring oder Toroidalstruktur außerhalb des Filtereinsatzes frei aufschwimmen kann.If a float and a collecting sieve are used, they can also be structurally connected to each other. This has the advantage that coarse impurities cannot block the float mechanism if the collecting sieve is a filter insert and the float can float freely as a ring or toroidal structure outside the filter insert.

Falls Elektroden in Verbindung mit einem Auffangsieb zum Einsatz kommen, kann das Sieb die eine Elektrode und das Auffangvolumen die andere Elektrode bilden.If electrodes are used in conjunction with a collecting sieve, the sieve can form one electrode and the collecting volume can form the other electrode.

Falls eine Sorptionsmittelschüttung zum Einsatz kommt, kann auch eine Messung der Wärmebildung gemessen werden, beispielsweise erwärmt sich Zeolith um bis zu 60 Grad, wenn Wasser adsorbiert wird, wobei die Erwärmung je nach Kältemittelkonzentration und Durchströmungsverhältnissen auch einen längeren Zeitraum beanspruchen kann.If a sorbent bed is used, a measurement of the heat formation can also be measured. For example, zeolite heats up by up to 60 degrees when water is adsorbed, although the heating can take a longer period of time depending on the refrigerant concentration and flow conditions.

Falls ein Vibrationsdetektor zum Einsatz kommt und auch die trichterförmige Auffangform vibriert wird, bewirkt flüssiges Wasser eine erhebliche Dämpfung der Vibration, die gut messbar ist. Sofern ein Auffangsieb zum Einsatz kommt, nimmt auch dessen Vibration deutlich ab, sobald seine Unterseite in Wasser eintaucht.If a vibration detector is used and the funnel-shaped collecting mold is also vibrated, liquid water causes a significant dampening of the vibration, which can be easily measured. If a collecting sieve is used, its vibration also decreases significantly as soon as its underside is immersed in water.

Als Innengehäuse der Wärmepumpe sind dabei alle Gehäuseteile anzusehen, in denen Vorrichtungen angeordnet sind, die Kältemittel führen oder im Leckagefall führen könnten. So können die Wärmeübertrager separate Gehäuse haben, ebenso die Steuerungselektronik mit ihrer Kühlung, ebenso kann sich der gesamte Kältekreis in einem Gehäuse befinden, es können Gehäuse getrennt von Belüftungsvorrichtungen oder auch Gehäuse, die mit Außeneinheiten verbunden sind, oder Gehäuse, die ineinander verschachtelt sind, Wärmepumpengehäuse im Sinne dieser Erfindung sein.The inner housing of the heat pump includes all housing parts in which devices are arranged that carry refrigerant or could lead in the event of a leak. The heat exchangers can have separate housings, as can the control electronics with their cooling, the entire refrigeration circuit can also be located in one housing, housings can be separate from ventilation devices or housings that are connected to outdoor units or housings that are nested inside one another. Be heat pump housing in the sense of this invention.

Das Innengehäuse der Wärmepumpe befindet sich regelmäßig innerhalb des Wärmepumpengehäuses, welches auch andere Aggregate wie die Elektronik, Wasserspeicher, Zusatzheizer, Umschaltungen für sommerlichen Klimabetrieb und einen Adsorber für Kältemittel enthält.The inner housing of the heat pump is regularly located inside the heat pump housing, which also contains other units such as the electronics, water storage, additional heater, switches for summer air conditioning operation and an adsorber for refrigerants.

Weitere Ausgestaltungen betreffen den Siphon. Dieser kann als offenes Labyrinth mit einem druckerhöhenden System bei Durchströmung ausgestattet sein. Das druckerhöhende System kann eine Partikelschüttung sein oder aus offenporigem Schaumstoff bestehen oder beides beinhalten. Der gewünschte Strömungswiderstand hängt davon ab, wie dicht das gekapselte Wärmepumpengehäuse insgesamt sein soll. Sofern es über einen Adsorber für Kältemittelleckagen nach außen offen bzw. durch diesen abgeschlossen ist, muss das druckerhöhende System im Siphon einen entsprechend höheren Druckwiderstand aufweisen. Soll die Kapselung vollständig dicht sein, ist ein Überdruckventil am Siphon vorzusehen, das mit der Druckauslegung der Kapselung abgestimmt ist.Further refinements concern the siphon. This can be equipped as an open labyrinth with a pressure-increasing system during flow. The pressure-increasing system can be a particle bed or consist of open-cell foam or contain both. The desired flow resistance depends on how tight the encapsulated heat pump housing should be overall. If it is open to the outside via an adsorber for refrigerant leaks or closed by it, the pressure-increasing system in the siphon must have a correspondingly higher pressure resistance. If the encapsulation is to be completely tight, a pressure relief valve must be provided on the siphon, which is coordinated with the pressure design of the encapsulation.

In einer Ausgestaltung soll der Siphon so gestaltet sein, dass er auch im Fall einer Überdruckentwicklung nicht leergeblasen und außerdem, dass er nicht von Partikeln verstopft werden kann. Daher ist vorgesehen, dass der Siphon als Ablassventil ausgestaltet ist. Hierbei bewirkt ein kegelförmiger Schwimmer, dass das Ventil nur öffnet, wenn der Schwimmerkegel nach oben aufschwimmt. Zur Kontrolle prüft ein Sensor im Ablauf des Ablassventils, ob Flüssigkeit vorliegt bzw. während des Öffnens strömt. Diese Kontrolle dient der Absicherung gegen Partikel, die sich im Spalt zwischen Schwimmerkegel und Konus festsetzen könnten und das Schließen verhindern.In one embodiment, the siphon should be designed so that it cannot be blown empty even in the event of overpressure development and also that it cannot become clogged with particles. It is therefore provided that the siphon is designed as a drain valve. A cone-shaped float ensures that the valve only opens when the float cone floats upwards. To check, a sensor in the outlet of the drain valve checks whether liquid is present or flows during opening. This check serves to protect against particles that could get stuck in the gap between the float cone and the cone and prevent closing.

Die Erfindung wird anhand der Figuren Fig. 1 bis Fig. 9 näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
eine schematische Darstellung eines gekapselten Innengehäuses einer Wärmepumpe mit Kondensatabscheidung,
Fig. 2
den Behälter mit Adsorptionsmittel und die Ablaufschächte.
Fig. 3
eine Übersichtsskizze für ein Wärmepumpengehäuse mit gekapseltem Innengehäuse,
Fig. 4
ein gekapseltes Innengehäuse mit äußerem Adsorber und Siphon,
Fig. 5
ein gekapseltes Innengehäuse mit äußerem Adsorber und Ablassventil,
Fig. 6
ein gekapseltes Innengehäuse mit externerem, druckdichten Aufangvolumen,
Fig. 7
eine Ausführungsvariante von Auffangform mit Auffangvolumen und Flüssigkeitsdetektionseinrichtung,
Fig. 8
eine alternative Ausführungsvariante von Auffangform mit Auffangvolumen und Flüssigkeitsdetektionseinrichtung,
Fig. 9
eine weitere Ausführungsvariante von Auffangform mit Auffangvolumen und Flüssigkeitsdetektionseinrichtung,
Fig. 10
ein als Siphon wirkendes Ablassventil.
The invention is illustrated by the figures Fig. 1 to Fig. 9 explained in more detail. Show it:
Fig. 1
a schematic representation of an encapsulated inner housing of a heat pump with condensate separation,
Fig. 2
the container with adsorbent and the drain shafts.
Fig. 3
an overview sketch for a heat pump housing with an encapsulated inner housing,
Fig. 4
an encapsulated inner housing with external adsorber and siphon,
Fig. 5
an encapsulated inner housing with external adsorber and drain valve,
Fig. 6
an encapsulated inner housing with an external, pressure-tight collection volume,
Fig. 7
an embodiment variant of a collecting mold with a collecting volume and liquid detection device,
Fig. 8
an alternative embodiment of a collecting mold with a collecting volume and liquid detection device,
Fig. 9
a further embodiment variant of a collecting mold with a collecting volume and liquid detection device,
Fig. 10
a drain valve that acts as a siphon.

Die Figuren sind dabei nicht maßstabsgerecht, sondern einige Darstellungen wie die Höhe des Auffangvolumens oder die Trichterneigung sind zur besseren Übersichtlichkeit vergrößert bzw. verzerrt dargestellt.The figures are not to scale, but some representations such as the height of the collecting volume or the funnel inclination are enlarged or distorted for better clarity.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Wärmepumpengehäuses mit der erfindungsgemäßen Kondensatabscheidung. Das Kältekreisgehäuse 1 ist hier ein gekapseltes Innengehäuse und enthält den Kältekreis 2, bei dem Kondensat anfällt und im Falle einer Leckage Kältemittel austreten kann. Das Kondensat wird dabei auf der trichterförmigen Zwischenplatte 3 aufgefangen und läuft über das Ablaufloch 5 in den Ablaufschacht 6. Aus dem Ablaufschacht 6 läuft es über den Boden nach unten ab, vorzugsweise ins Freie oder über einen Siphon in ein Entwässerungssystem. Fig. 1 shows a schematic representation of a heat pump housing with the condensate separation according to the invention. The refrigeration circuit housing 1 here is an encapsulated inner housing and contains the refrigeration circuit 2, in which condensate occurs and refrigerant can escape in the event of a leak. The condensate is collected on the funnel-shaped intermediate plate 3 and runs via the drain hole 5 into the drain shaft 6. From the drain shaft 6 it drains downwards over the floor, preferably into the open or via a siphon into a drainage system.

Im Falle einer Leckage im Kältekreis 2 ergibt sich ein Kältemittel-Luftgemisch, wobei der Innendruck im Kältekreisgehäuse 1 ansteigt. Das Kältemittel-Luftgemisch tritt über die Seitenränder der Zwischenplatte 3 in den nach oben offenen Behälter 4, der durch den Gehäuseboden und seine Seitenwände gebildet wird ein. Sowohl in dem Behälter 4 als auch im Ablaufschacht 6 befindet sich Adsorptionsmittel 7, welches das Kältemittel aus dem Kältemittel-Luft-Gemisch adsorbiert. Die von Kältemittel befreite Luft tritt durch das Gitternetz 8 nach unten aus, vorzugsweise ebenfalls ins Freie.In the event of a leak in the refrigeration circuit 2, a refrigerant-air mixture results, with the internal pressure in the refrigeration circuit housing 1 increasing. The refrigerant-air mixture enters via the side edges of the intermediate plate 3 into the container 4, which is open at the top and is formed by the housing base and its side walls. Both in the container 4 and in the downcomer 6 there is adsorbent 7, which adsorbs the refrigerant from the refrigerant-air mixture. The air freed from refrigerant exits downwards through the grid 8, preferably also into the open.

Fig. 2 zeigt den Behälter 4 für Adsorptionsmittel und die fünf Ablaufschächte 6. Das Gitternetz 8 schließt den Behälter 4 nach unten gegen Austritt von Adsorptionsmittel ab, hält ihn jedoch für austretende Luft offen. Die Ablaufschächte 6 sind ebenfalls mit Adsorptionsmittel gefüllt und weisen einen höheren Strömungswiderstand auf, um zu verhindern, dass Kältemittel-Luft-Gemisch über die Ablaufschächte 6 primär austritt und die Beladungskapazität des in den Ablaufschächten 6 eingebrachten Adsorptionsmittels überfordert. Die Gerätefüße 9 sorgen für ein Freivolumen unterhalb des Behälters 4, damit sowohl Luft durch das Gitternetz 8 als auch Kondensat durch den Ablaufschacht 6 ungehindert austreten kann. Fig. 2 shows the container 4 for adsorbent and the five drain shafts 6. The grid 8 closes the container 4 at the bottom against escaping adsorbent, but keeps it open for escaping air. The downcomers 6 are also filled with adsorbent and have a higher flow resistance in order to prevent the refrigerant-air mixture from primarily escaping via the downcomers 6 and overwhelming the loading capacity of the adsorbent introduced into the downcomers 6. The device feet 9 ensure a free volume below the container 4 so that both air can escape unhindered through the grid 8 and condensate through the drain shaft 6.

Fig. 3 zeigt eine Übersichtsskizze mit einem Wärmepumpengehäuse 10, einem gekapselten Innengehäuse 11, einem Warmwasserbehälter 12, einer elektronischen Steuerung 13, einem Adsorber 14 und einem Kältekreis 15. Der Kältekreis 15 weist mindestens einen Verdichter 16, ein Entspannungsventil 17, einen Kondensator 18 und einen Verdampfer 19 auf. Die Anschlüsse für Heizung und Wärmequellen sowie Gasabscheider und Sicherheitsventile sind nicht gezeigt, befinden sich aber ebenfalls im gekapselten Innengehäuse 11. Fig. 3 shows an overview sketch with a heat pump housing 10, an encapsulated inner housing 11, a hot water tank 12, an electronic control 13, an adsorber 14 and a refrigeration circuit 15. The refrigeration circuit 15 has at least one compressor 16, an expansion valve 17, a condenser 18 and an evaporator 19 on. The connections for heating and heat sources as well as gas separators and safety valves are not shown, but are also located in the encapsulated inner housing 11.

Wenn Flüssigkeit im gekapselten Innengehäuse 11 nach unten tropft, wird sie von der Auffangform 20 aufgefangen und läuft entlang der Trichterneigung in die Ablauföffnung 21 und von dort durch das Auffangsieb 22 in das Auffangvolumen 23. Dort wird der Flüssigkeitsanfall durch die Flüssigkeitsdetektionseinrichtung 24 gemessen. Sofern die Flüssigkeitsdetektionseinrichtung 24 signalisiert, dass das Sperrventil 25 geöffnet werden soll, kann die Flüssigkeit über den Siphon 26 nach außen ablaufen, wo sie aufgefangen wird. Um die Flüssigkeit besser ablaufen zu lassen, wird die Auffangform in regelmäßigen Abständen von der Vibrationseinrichtung 27 kurz zu Vibrationen angeregt.If liquid drips down in the encapsulated inner housing 11, it is collected by the collecting mold 20 and runs along the funnel inclination into the drain opening 21 and from there through the collecting sieve 22 into the collecting volume 23. There the amount of liquid is measured by the liquid detection device 24. If the liquid detection device 24 signals that the check valve 25 should be opened, the liquid can drain to the outside via the siphon 26, where it is collected. In order to allow the liquid to drain more easily, the collecting mold is briefly stimulated to vibrate at regular intervals by the vibration device 27.

Fig. 4 zeigt ein gekapseltes Innengehäuse 11 mit äußerem Adsorber 14 und Siphon 26. Gegenüber dem in Fig. 3 gezeigten Innengehäuse werden hier die Sicherheitsventile 37, 41 und 42 der Wärmeträgerfluide 34 und 38 dargestellt. Die Wärmeträgerfluide werden dabei als Heizkreisrücklauf 38 von der Heizkreispumpe 39 über den Kondensatorwärmeübertrager 18 zum Heizkreisvorlauf 40 geleitet, wo sie gegen Überdruck durch das Sicherheitsventil 41 geschützt werden, und als Solerücklauf 34 von der Solepumpe 35 über den Verdampferwärmeübertrager 19 zum Solevorlauf 36 geleitet, wo sie gegen Überdruck durch das Sicherheitsventil 37 geschützt werden Während das Abscheideprinzip grundsätzlich ähnlich ist, muss bei der Dimensionierung der erheblich größere mögliche Anfall von Flüssigkeit berücksichtigt werden. Hinzu kommt noch ein Sicherheitsventil 42, welches den Kältekreis 15 sichert. Fig. 4 shows an encapsulated inner housing 11 with an external adsorber 14 and siphon 26. Compared to the one in Fig. 3 In the inner housing shown, the safety valves 37, 41 and 42 of the heat transfer fluids 34 and 38 are shown here. The heat transfer fluids are passed as heating circuit return 38 from the heating circuit pump 39 via the condenser heat exchanger 18 to the heating circuit flow 40, where they are protected against overpressure by the safety valve 41, and as brine return 34 from the brine pump 35 via the evaporator heat exchanger 19 to the brine flow 36, where they be protected against overpressure by the safety valve 37. While the separation principle is fundamentally similar, the significantly larger possible amount of liquid must be taken into account when dimensioning. There is also a safety valve 42, which secures the refrigeration circuit 15.

Fig. 5 unterscheidet sich von Fig. 4 durch ein Ablassventil 43, mit dem ein größerer Kondensatanfall bewältigt werden kann. Dieses Ablassventil 43 besteht aus einem Einlaufsystem 45, bei dem mögliche Partikel gefiltert werden und einer Aufnahme für den Schwimmerkörper 44, der während eines Flüssigkeitsanfalls einen konischen Ringspalt freigibt. Im Anschluss daran erfolgt eine Kontrolle durch einen Feuchtesensor 46, ob tatsächlich Flüssigkeit abläuft, während das Absperrventil 25 geöffnet ist. Ein Durchblasen und ein Austrocknen wird auf diese Weise sicher unterbunden. Fig. 5 differs from Fig. 4 through a drain valve 43, with which a larger amount of condensate can be managed. This drain valve 43 consists of an inlet system 45, in which possible particles are filtered, and a receptacle for the float body 44, which releases a conical annular gap during an accumulation of liquid. A moisture sensor 46 then checks whether liquid is actually draining while the shut-off valve 25 is open. In this way, blowing through and drying out are reliably prevented.

Fig. 6 unterscheidet sich von Fig. 5 dadurch, dass das innere Auffangvolumen 23 durch ein externes, separates Auffangvolumen 47 ersetzt wird. Der Innenraum zum gekapselten Innengehäuse wird durch eine druckdichte Verbindung 48 an das sparate Auffangvorlumen 47 angeschlossen. Ansonsten entsprechen sich die Vorrichtungen, was ebenfalls die nachfolgend dargestellten Einrichtungen des Auffangvolumens 47 in Analogie zum Auffangvolumen 23 betrifft. Fig. 6 differs from Fig. 5 in that the inner collecting volume 23 is replaced by an external, separate collecting volume 47. The interior of the encapsulated inner housing is connected to the spare collecting volume 47 by a pressure-tight connection 48. Otherwise, the devices correspond, which also concerns the devices of the collecting volume 47 shown below in analogy to the collecting volume 23.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsvariante von Auffangform 20 mit Auffangvolumen 23 und Flüssigkeitsdetektionseinrichtung 24, bei der ein Schwimmer 28 und ein Auffangsieb 22 kombiniert genutzt werden. Der Schwimmer 28 ist dabei als Torus um das Auffangsieb 22 gelegt, wenn er den oberen Rand des Auffangsiebs 22 erreicht, wird ein Kontakt ausgelöst. Fig. 7 shows an embodiment variant of collecting mold 20 with collecting volume 23 and liquid detection device 24, in which a float 28 and a collecting sieve 22 are used in combination. The float 28 is placed as a torus around the collecting sieve 22. When it reaches the upper edge of the collecting sieve 22, contact is triggered.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsvariante von Auffangform 20 mit Auffangvolumen 23 und Flüssigkeitsdetektionseinrichtung 24, bei der ein geteiltes Auffangsieb 22 verwendet wird, in welches zwei Elektroden 29 und 30 integriert sind. Die Elektroden können entweder mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom beaufschlagt werden, aus der Änderung des Widerstands ergibt sich, ob sich zwischen den Elektroden Flüssigkeit ansammelt. Fig. 8 shows a further embodiment variant of collecting mold 20 with collecting volume 23 and liquid detection device 24, in which a divided collecting sieve 22 is used, in which two electrodes 29 and 30 are integrated. The electrodes can be supplied with either direct current or alternating current; the change in resistance determines whether liquid accumulates between the electrodes.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsvariante von Auffangform 20 mit Auffangvolumen 23 und Flüssigkeitsdetektionseinrichtung 24, bei das Auffangvolumen 23 und der Siphon 26 mittels Elementen zur Erhöhung des Strömungswiderstands 31 ausgestattet ist. Die Elemente 31 sind dabei in einem offenen Labyrinth positioniert, das Sperrventil 25 bleibt offen. Zwischen den Elementen 31 dienen ein Feuchtesensor 32 und ein Temperatursensor 33, der mit Zeolith umhüllt ist, zur Erkennung von Feuchte. Die Elemente 31 zur Erhöhung des Strömungswiderstands ersetzen auch das Auffangsieb 22, wenn sie aus offenporigem Schaumstoff gebildet sind. Fig. 9 shows a further embodiment variant of collecting mold 20 with collecting volume 23 and liquid detection device 24, in which the collecting volume 23 and the siphon 26 are equipped with elements for increasing the flow resistance 31. The elements 31 are positioned in an open labyrinth, the check valve 25 remains open. Between the elements 31, a moisture sensor 32 and a temperature sensor 33, which is coated with zeolite, are used to detect moisture. The elements 31 for increasing the flow resistance also replace the collecting sieve 22 if they are made of open-cell foam.

Fig. 10 zeigt ein als Siphon wirkendes Ablassventil 43. Hierbei bewirkt ein kegelförmiger Schwimmerkörper 44, dass das Ventil nur öffnet, wenn der Schwimmerkegel nach oben aufschwimmt. Dann öffnet sich ein Ringspalt, durch den Flüssigkeit durchfließen kann, angedeutet durch Pfeile, wobei die Flüssigkeit oberseitig durch ein Gitter 45 in das Ablassventil 43 einströmt. Das Gitter 45 dient dabei als Partikelfilter. Zur Kontrolle prüft ein Sensor 46 im Ablauf des Ablassventils, ob Flüssigkeit vorliegt bzw. während des Öffnens strömt. Diese Kontrolle dient der Absicherung gegen Partikel, die sich im Spalt zwischen Schwimmerkegel und Konus durch Agglomeration bilden und festsetzen könnten und das Schließen verhindern. Fig. 10 shows a drain valve 43 acting as a siphon. Here, a conical float body 44 causes the valve to only open when the float cone floats upwards. An annular gap then opens through which liquid can flow, indicated by arrows, with the liquid flowing into the drain valve 43 through a grid 45 on the top side. The grid 45 serves as a particle filter. As a check, a sensor 46 in the drain valve drain checks whether liquid is present or flows during opening. This control serves to protect against particles that could form and settle in the gap between the float cone and the cone due to agglomeration and prevent closing.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
KältekreisgehäuseRefrigeration circuit housing
22
Kältekreisrefrigeration circuit
33
Zwischenplatteintermediate plate
44
Behältercontainer
55
Ablauflochdrain hole
66
Ablaufschachtdrain shaft
77
AdsorptionsmittelAdsorbents
88th
Gitternetzgrid
99
GerätefußDevice base
1010
WärmepumpengehäuseHeat pump housing
1111
gekapseltes InnengehäuseEncapsulated inner housing
1212
WarmwasserbehälterHot water tank
1313
elektronische Steuerungelectronic control
1414
AdsorberAdsorber
1515
Kältekreisrefrigeration circuit
1616
Verdichtercompressor
1717
Entspannungsventilrelaxation valve
1818
Kondensatorcapacitor
1919
VerdampferEvaporator
2020
Auffangformcollecting form
2121
AblauföffnungDrain opening
2222
Auffangsiebcollecting sieve
2323
AuffangvolumenCollection volume
2424
FlüssigkeitsdetektionseinrichtungLiquid detection device
2525
SperrventilCheck valve
2626
Siphonsiphon
2727
VibrationseinrichtungVibration device
2828
Schwimmerswimmer
2929
Elektrodeelectrode
3030
Elektrodeelectrode
3131
Elemente zur Erhöhung des StrömungswiderstandsElements to increase flow resistance
3232
FeuchtesensorHumidity sensor
3333
TemperatursensorTemperature sensor
3434
SolerücklaufBrine return
3535
SolepumpeBrine pump
3636
SolevorlaufBrine flow
3737
SicherheitsventilSafety valve
3838
HeizkreisrücklaufHeating circuit return
3939
HeizkreispumpeHeating circuit pump
4040
HeizkreisvorlaufHeating circuit flow
4141
SicherheitsventilSafety valve
4242
Sicherheitsventil KältekreisSafety valve refrigeration circuit
4343
Ablassventildrain valve
4444
SchwimmerkörperSwimmer body
4545
EinlaufsystemInlet system
4646
FlüssigkeitssensorLiquid sensor
4747
separates Auffangvolumenseparate collection volume
4848
druckdichte Verbindungpressure-tight connection

Claims (15)

Vorrichtung zum Feuchtemanagement im gekapselten Innengehäuse (1, 11) einer Wärmepumpe, - in dem ein geschlosse¬ner, hermetisch dichter Arbeitsfluidumlauf geführt wird, - deren Kältekreis (15) mit einem brennbaren Kältemittel betrieben wird und der mindestens einen Verdichter umfasst, - und wobei die Wärmepumpe zur Aufstellung in einem Innenraum eines Gebäudes vorgesehen ist, und ein Gehäuse (10) umfasst, welches zwar geschlossen, aber durch einen Sorptionsfilter (14) hindurch luftdurchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, dass - zur Abführung von Flüssigkeit und Kältemitteldampf aus dem Gehäuse (10) der Wärmepumpe, in welchem das gekapselte Innengehäuse (11) angeordnet ist, eine Auffangform (3, 20), die das gekapselte Innengehäuse (11) nach unten abschließt, vorgesehen wird, - die Auffangform (20) über eine Öffnung (5, 21) in ein Auffangvolumen (23) mündet, - in diesem Auffangvolumen (23) eine Detektionseinrichtung für Flüssigkeit eingerichtet ist, - und am Auffangvolumen (23) ein Siphon (26, 43) vorgesehen ist. Device for moisture management in the encapsulated inner housing (1, 11) of a heat pump, - in which a closed, hermetically sealed working fluid circulation is carried out, - whose refrigeration circuit (15) is operated with a flammable refrigerant and which includes at least one compressor, - and wherein the heat pump is intended to be installed in the interior of a building, and comprises a housing (10) which is closed but is permeable to air through a sorption filter (14), characterized in that - to remove liquid and refrigerant vapor from the housing (10) of the heat pump, in which the encapsulated inner housing (11) is arranged, a collecting mold (3, 20), which closes off the encapsulated inner housing (11) at the bottom, is provided, - the collecting mold (20) opens into a collecting volume (23) via an opening (5, 21), - a detection device for liquid is set up in this collecting volume (23), - And a siphon (26, 43) is provided on the collecting volume (23). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangform (3, 20) als eine ein- oder mehrteilige Zwischenplatte trichterförmig gestaltet ist, die die gesamte Grundfläche des gekapselten Innengehäuses (11) abdeckt, an seinen Seiten oder über die Fläche wenigstens anteilig gasdurchlässig, aber außerhalb der Ablaufvorrichtungen (5, 21) nicht flüssigkeitsdurchlässig ausgeführt ist.Device according to claim 1, characterized in that the collecting mold (3, 20) is designed as a funnel-shaped one-part or multi-part intermediate plate which covers the entire base area of the encapsulated inner housing (11) on its sides or is at least partially gas-permeable over the surface, but not liquid-permeable outside the drainage devices (5, 21). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - jede der Ablaufvorrichtungen (5,21) in je einen mit Adsorptionsmittel (7) gefüllten Ablaufschacht (6) führt, - unterhalb der Zwischenplatte (3) oben im Auffangvolumen ein nach oben offener Behälter (4) mit Adsorptionsmittel (7) angeordnet ist, der hydraulisch mit dem Gehäuseinneren verbunden ist, aber keine hydraulische Verbindung ins Innere der Ablaufschächte (6) aufweist, - der Behälter (4) mit Adsorptionsmittel an seiner Unterseite eine luftdurchlässige Öffnung (8) aufweist, die das Adsorptionsmittel (7) zurückhält, - jeder Ablauflaufschacht an seiner Unterseite eine flüssigkeitsdurchlässige Öffnung aufweist, die das Adsorptionsmittel (7) zurückhält, - unterhalb des Behälters (4) mit Adsorptionsmittel (7) und unterhalb der Ablaufschächte (6) ein Freiraum im Auffangvolumen (23) vorgesehen ist, in welchen Luft und Kondensat abgeleitet werden können, Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that - each of the drain devices (5, 21) leads into a drain shaft (6) filled with adsorbent (7), - Below the intermediate plate (3) at the top of the collecting volume, an upwardly open container (4) with adsorbent (7) is arranged, which is hydraulically connected to the interior of the housing, but has no hydraulic connection to the interior of the drain shafts (6), - the container (4) with adsorbent has an air-permeable opening (8) on its underside, which retains the adsorbent (7), - each drain shaft has a liquid-permeable opening on its underside which retains the adsorbent (7), - a free space is provided in the collecting volume (23) below the container (4) with adsorbent (7) and below the drain shafts (6), into which air and condensate can be drained, Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Adsorptionsmitteln sowohl im Adsorptionsbett des Behälters (4) als auch in jedem Ablaufschacht (6) eine Schüttung mit Formkörpern aus Adsorptionsmitteln vorgesehen ist, wobei im Ablaufschacht (6) eine feinere Körnung als im Adsorptionsbett des Behälters (4) eingebracht wird.Device according to claim 3, characterized in that a bed of shaped bodies made of adsorbents is provided for the adsorbents both in the adsorption bed of the container (4) and in each downcomer shaft (6), with a finer grain size in the downcomer shaft (6) than in the adsorption bed of the Container (4) is introduced. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Adsorptionsmitteln offenporige Fliese oder offenporige Polyurethanschaumstoffe in Form von Flächenelementen benutzt werden, welche mit Adsorptionsmitteln belegt sind.Device according to claim 3, characterized in that the adsorbents use open-pored tiles or open-pored polyurethane foams in the form of surface elements which are covered with adsorbents. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehrteiligen Zwischenplatten (3) die Zwischenplattenteile (3) als Leitelemente für Flüssigkeit Rinnen und Aufkantungen aufweisen und sich dabei überlappen können.Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that in the case of multi-part intermediate plates (3), the intermediate plate parts (3) have grooves and upstands as guide elements for liquid and can thereby overlap. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Zwischenplattenteile (3) als Trichter ausgebildet sind, deren Öffnungen (5) in die Ablaufschächte (6) weisen.Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the individual intermediate plate parts (3) are designed as funnels, the openings (5) of which point into the drain shafts (6). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufschächte (6) jeder einen Einlaufbereich, ein Zwischenteil und ein Endstück aufweisen, wobei der Einlaufbereich und das Endstück von je einem Rückhaltegitter geschützt und das Zwischenteil mit Adsorptionsmittel gefüllt ist.Device according to one of claims 3 to 7, characterized in that the drain shafts (6) each have an inlet area, an intermediate part and an end piece, the inlet area and the end piece each being protected by a retaining grille and the intermediate part being filled with adsorbent. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Endstücke der Ablaufschächte (6) jeder unterhalb des Rückhaltegitters geschlitzt ausgeführt sind und ein seitliches Austreten von Kondensat ermöglichen.Device according to one of claims 3 to 8, characterized in that the end pieces of the drain shafts (6) are each slotted below the retaining grille and enable condensate to escape to the side. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberseite des Behälters (4) mit Adsorptionsmittel (7) ein gasdurchlässiges Rückhaltemittel fixiert ist, welches als Rückhaltesieb oder Maschennetz oder Flies oder offenporiger Schaumstoff ausgebildet istDevice according to one of claims 3 to 9, characterized in that a gas-permeable retaining agent is fixed on the top of the container (4) with adsorbent (7), which is designed as a retaining sieve or mesh net or fleece or open-pored foam Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Behälter (4) mit Adsorptionsmittel (7) eine Wabenstruktur aus offenporigem Schaumstoff oder Flieselementen vorgesehen ist, die Schüttungspartikel einschließt.Device according to one of claims 3 to 10, characterized in that a honeycomb structure made of open-pored foam or non-woven elements is provided in the container (4) with adsorbent (7), which encloses bed particles. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Behälter (4) mit Adsorptionsmittel (7) an seiner Unterseite als luftdurchlässige Öffnung ein Gitternetz (8) vorgesehen ist.Device according to one of claims 3 to 11, characterized in that in the container (4) with adsorbent (7) a grid (8) is provided on its underside as an air-permeable opening. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung für Flüssigkeit im Auffangvolumen (14) alternativ ausgebildet ist als - Schwimmer (28), der einen Kontakt schließt und so einen entsprechenden Wasserstand signalisiert, - Wechselspannungselektroden, deren Impedanz gemessen wird, - Gleichspannungselektroden, deren ohmscher Widerstand gemessen wird, - Feuchtesensoren (32) in einer Sorptionsmittelschüttung, - Feuchtesensoren (32) im Gehäuse, - Vibrationsdetektor, - optischer Sensor, - Reflexsensor, - Ultraschallsensor, - Pegelstandssensor, - Radarsensor, - Elektroden (29, 30) in Verbindung mit einem Auffangsieb (22), wobei das Sieb die eine Elektrode und das Auffangvolumen (23) die andere Elektrode bildet, - oder als Kombination davon. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the detection device for liquid in the collecting volume (14) is alternatively designed as - float (28), which closes a contact and thus signals a corresponding water level, - AC voltage electrodes whose impedance is measured, - DC voltage electrodes whose ohmic resistance is measured, - Moisture sensors (32) in a sorbent bed, - Humidity sensors (32) in the housing, - vibration detector, - optical sensor, - reflex sensor, - ultrasonic sensor, - water level sensor, - radar sensor, - Electrodes (29, 30) in connection with a collecting sieve (22), the sieve forming one electrode and the collecting volume (23) forming the other electrode, - or a combination thereof. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Siphon ein offenes Labyrinth mit einem druckerhöhenden System (31) bei Durchströmung vorgesehen ist.Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that an open labyrinth with a pressure-increasing system (31) is provided as a siphon when the flow passes through. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Siphon ein Ablassventil (43) mit Schwimmerkörper (44) und einem Flüssigkeitssensor (46) im Ablauf vorgesehen ist.Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that a drain valve (43) with a float body (44) and a liquid sensor (46) is provided in the drain as a siphon.
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