EP4682446A1 - Verschaltungsvorrichtung für einen wärmetauschblock einer wärmepumpe, wärmepumpe, trocknungsgerät und verfahren zum betreiben einer verschaltungsvorrichtung - Google Patents

Verschaltungsvorrichtung für einen wärmetauschblock einer wärmepumpe, wärmepumpe, trocknungsgerät und verfahren zum betreiben einer verschaltungsvorrichtung

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EP4682446A1
EP4682446A1 EP25182535.2A EP25182535A EP4682446A1 EP 4682446 A1 EP4682446 A1 EP 4682446A1 EP 25182535 A EP25182535 A EP 25182535A EP 4682446 A1 EP4682446 A1 EP 4682446A1
Authority
EP
European Patent Office
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temperature control
control circuit
interconnection device
sections
refrigerant
Prior art date
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Pending
Application number
EP25182535.2A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Vartmann
Patrick Schimke
Ingrid Zunker
Selcuk Karagöz
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.)
Miele und Cie KG
Original Assignee
Miele und Cie KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Miele und Cie KG filed Critical Miele und Cie KG
Publication of EP4682446A1 publication Critical patent/EP4682446A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/04—Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/0408—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0417—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with particular circuits for the same heat exchange medium, e.g. with the heat exchange medium flowing through sections having different heat exchange capacities or for heating/cooling the heat exchange medium at different temperatures
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    • F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0477—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F9/0275—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple branch pipes
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    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements

Definitions

  • the invention relates to a connecting device for a heat exchanger block of a heat pump, a heat pump, a drying device and a method for operating a connecting device.
  • the DE 10 2017 118 433 A1 describes a heat exchanger for a refrigerant circuit of a heat pump unit for a household appliance, pipe connection element and heat pump unit for a household appliance.
  • the approach presented here aims to improve
  • connection device for a heat exchanger block of a heat pump, a heat pump, a drying device, and a method for operating a connection device with the features of the main claims.
  • the presented approach offers a way to reduce manufacturing costs while simultaneously increasing efficiency. Furthermore, the described approach can simplify the assembly of the device and/or its individual components.
  • connection device for a heat exchanger block of a heat pump
  • the connection device comprises an inlet pipe for introducing a coolant and additionally or alternatively a refrigerant into the connection device, a tripod element for dividing the coolant and additionally or alternatively the refrigerant into a first temperature control circuit and at least one further temperature control circuit, the tripod element being fluidically connected to the inlet pipe.
  • the connection device has at least one further tripod element for combining the divided coolant and additionally or alternatively refrigerant from the first temperature control circuit and the further temperature control circuit, as well as an outlet pipe for discharging the coolant and additionally or alternatively refrigerant from the connection device, the outlet pipe being fluidly connected to the further tripod element.
  • the manifold can, for example, be designed as a multi-section piping system suitable for use with a heat pump.
  • the inlet pipe allows the refrigerant or cooling medium to flow directly into the manifold at a single point.
  • the tripod elements can advantageously create a branch for the refrigerant or cooling medium.
  • the tripod elements can be T-shaped and/or Y-shaped. Using the tripod elements, the two temperature control circuits can be created or connected, allowing the refrigerant and/or cooling medium to flow through them simultaneously.
  • the manifold can be manufactured cost-effectively by using tripod elements. Furthermore, only a small amount of refrigerant or cooling medium is required for distribution, resulting in additional cost savings.
  • the inlet and outlet pipes along with the late branching of the temperature control circuits within the manifold, improve the manifold's efficiency by enabling a subcooling section with a high mass flow rate.
  • the refrigerant can be divided between the two temperature control circuits and then recombined by using the tripod elements within the heat exchanger block.
  • the inlet pipe and, additionally or alternatively, the outlet pipe can be arranged in a meandering shape, at least partially, within a wall of the heat exchanger block.
  • a meandering shape saves installation space, as the inlet and outlet pipes run through the wall.
  • the meandering shape thus reduces the space required for connecting pipes.
  • the inlet pipe, the outlet pipe, the first temperature control circuit, and additionally or alternatively the second temperature control circuit can have sections in different planes of the wall of the heat exchanger block, with through-hole sections for connecting the sections located in different planes being arranged in each of a row of pipes from a plurality of pipe rows.
  • the two planes can be aligned parallel to each other.
  • the connection device can advantageously have connecting pipes, which can also be aligned parallel to each other and perpendicular to the planes.
  • the sections can be arranged in different rows of pipes in the connection device.
  • the inlet pipe and additionally or alternatively the tripod element can be arranged in a second row of pipes.
  • the further tripod element can, for example, be arranged in a third-to-last row of pipes from a plurality of pipe rows.
  • first temperature control circuit can be arranged in a first section of the interconnection device.
  • the second temperature control circuit can be arranged in a second section of the interconnection device adjacent to the first section.
  • the outlet pipe can be arranged in a third section of the interconnection device adjacent to both the first and second sections.
  • the sections can be arranged in the same plane.
  • an overlap of the temperature control circuits can be prevented by the adjacent arrangement of the sections.
  • the temperature control circuits can be combined in the third section.
  • the first and second temperature control circuits can have at least approximately the same length.
  • this improves the temperature control effect on the coolant and, additionally or alternatively, on the refrigerant.
  • thermal stress can be distributed uniformly.
  • the diameter of the inlet pipe, the tripod elements, and additionally or alternatively the outlet pipe can be 3.5 mm to 4.5 mm, preferably 3.9 mm to 4.2 mm, and particularly 4 mm.
  • the diameter prevents an increase in pressure loss.
  • the pipe diameter is typically around 5 mm. Due to the reduced pipe diameters, including those for the pipes within the heat exchanger, a longer pipe system can be provided with the same internal volume of the piping system, or a reduced internal volume of the piping system. This allows the heat exchanger to provide improved heat transfer from the piping system to the process air.
  • the heat pump can be operated with a smaller quantity of refrigerant compared to a conventional heat pump with a piping system with a pipe diameter of approximately 5 mm within the heat exchanger.
  • the aforementioned pipe diameter is particularly well-suited for, or intended for, the heat pump used in a clothes dryer.
  • the reduced pipe diameter mentioned above, ranging from approximately 3.5 mm to 4.5 mm, preferably 3.9 mm to approximately 4.2 mm, is specifically designed for the evaporator's heat exchanger.
  • the condenser's heat exchanger and the downstream piping system can have a conventional pipe diameter of approximately 5 mm.
  • the entire piping system, including the evaporator and condenser can be constructed with the reduced pipe diameter.
  • the tripod element and additionally or alternatively the second tripod element, can be Y-shaped.
  • the temperature control circuits can be defined by the tripod elements. This also advantageously allows for a more uniform temperature control effect.
  • the interconnection device can have first temperature control circuit pipe sections that can be connected between the tripod element and the next tripod element in the first temperature control circuit. Additionally or alternatively, the interconnection device can have second temperature control circuit pipe sections that can be connected between the tripod element and the next tripod element in the second temperature control circuit. In particular, different sections of the first temperature control circuit pipe sections and, additionally or alternatively, different sections of the second temperature control circuit pipe sections can be arranged in different planes of a wall of the heat exchanger block.
  • the temperature control circuit sections can, for example, each be implemented as a part of the aforementioned sections and be arranged, for example, in the first and second regions of the interconnection device.
  • the first temperature control circuit pipe sections and additionally or alternatively the second temperature control circuit pipe sections, can be arranged in a meandering pattern, at least partially within the wall.
  • this allows for a compact design of the connection device.
  • the connecting device can comprise a plurality of pipe sections, which can be arranged between the further tripod element and the outlet pipe in different planes of a wall of the heat exchanger block.
  • the plurality of pipe sections can be arranged in a meandering pattern, at least partially within the wall of the heat exchanger block.
  • the pipe sections can, for example, be implemented as part of the previously mentioned sections and be arranged, for example, in the third area of the connecting device. This could, for example, be a third temperature control circuit resulting from the merging of the other two temperature control circuits.
  • a heat pump for a drying device comprising a heat exchanger block, a connecting device in a previously mentioned variant, which is at least partially arranged in a wall of the heat exchanger block, and a fluid system which is fluidically coupled to the connecting device.
  • the heat exchanger block can advantageously be designed to incorporate a condenser and, additionally or alternatively, an evaporator for the heat pump.
  • the connection device can, for example, also be described as a piping system through which the refrigerant can be routed.
  • the fluid system can advantageously be designed to introduce the refrigerant into the connection device and, additionally or alternatively, to discharge the refrigerant from the connection device.
  • the method comprises a step of introducing a coolant and, additionally or alternatively, refrigerant into the circuit device through the inlet pipe, and a step of expelling the coolant and, additionally or alternatively, refrigerant from the circuit device through the outlet pipe.
  • the process can advantageously be controlled or carried out within a drying device, which can be used, for example, as a household appliance.
  • the approach presented here further creates a control unit designed to execute, control, and implement the steps of a variant of the method presented here in appropriate devices.
  • This embodiment of the invention in the form of a device, also allows the underlying problem to be solved quickly and efficiently.
  • a computer program product or computer program with program code that can be stored on a machine-readable medium such as semiconductor memory, hard disk storage, or optical storage is also advantageous. If the program product or program is executed on a computer or control unit, it can be used to perform, Implementation and/or control of the steps of the procedure according to one of the embodiments described here may be used.
  • drying unit with a control unit and a heat pump as mentioned above, and additionally or alternatively with a switching device in a previously mentioned variant, is presented.
  • the drying device can advantageously be a standard household dryer or a washer-dryer. Furthermore, the drying device can generally be any appliance that has a drying function. Although the described approach is based on a household appliance, it can be applied analogously to commercial or professional equipment, such as medical devices, cleaning or disinfection equipment, small sterilizers, large-capacity disinfectors, or container washing systems.
  • Figure 1 shows a schematic representation of an embodiment of a drying device 100.
  • the drying device 100 is, for example, a standard household dryer or washer-dryer for drying textiles, such as laundry.
  • the drying device 100 has a drum 105 for holding the textiles to be dried, which are dried using process air.
  • the process air is dried and heated, for example, using a heat pump 110, and then directed into the drum 105.
  • the drying unit 100 has a connection device 115 and a control unit 120.
  • the connection device 115 is designed or can be designed as a component of the heat pump 110.
  • a process air blower is used to convey the process air.
  • the heat pump 110 comprises an evaporator 125, a condenser 130 (also referred to as a condenser), and a fluid system 135, with the connecting device 115 being located in the region of the condenser 130.
  • the fluid system 135 comprises an expansion valve 140 and a compressor 145, with the expansion valve 140 and/or the compressor 145 being located between the evaporator 125 and the condenser 130. Superheating the refrigerant at the outlet of the evaporator 125 ensures that the refrigerant is drawn into the compressor 145 in a gaseous state.
  • the heat pump will be installed in a total of 110 units.
  • the control unit 120 is designed to control and/or execute a method for operating a switching device 115 within the drying unit.
  • the control unit 120 is designed to control and/or execute device programs of the drying unit.
  • FIG 2 shows a schematic representation of an embodiment of a heat pump 110, as it is used in Figure 1 as part of a drying unit.
  • the heat pump 110 has a heat exchanger block 200, which is configured to implement the condenser 130 and/or the evaporator 125.
  • the evaporator 125 is configured to cause the process air to condense, thereby heating the refrigerant and/or coolant, which then evaporates.
  • the heat pump 110 has a connecting device 115, as described in Figure 1 as mentioned at least, and which is at least partially arranged in a wall 205 of the heat exchanger block 200.
  • the heat pump 110 has the fluid system 135, which is fluidically coupled to the connection device 115.
  • the throttle 140 of the fluid system is shown.
  • the fluid system 135 is configured, for example, to introduce into and/or discharge the coolant and/or a refrigerant from the connection device 115.
  • the connecting device 115 has an inlet pipe 210 for introducing the coolant and/or refrigerant into the connecting device 115, so that the refrigerant enters the connecting device 115 via a single access point. Furthermore, the connecting device 115 has a tripod element 215 for dividing the coolant in parallel. and/or refrigerant into a first temperature control circuit 220 and at least one further temperature control circuit 225, wherein the tripod element 215 is fluidically connected to the inlet pipe 210.
  • the connecting device 115 has at least one further tripod element 230 for combining the divided coolant and/or refrigerant from the first temperature control circuit 220 and the further temperature control circuit 225, as well as an outlet pipe 235 for releasing the coolant and/or refrigerant from the connecting device 115, wherein the outlet pipe 235 is fluidically connected to the further tripod element 230.
  • the tripod elements 215, 230 are configured in a Y-shape or T-shape, so that the refrigerant can be divided into the two temperature control circuits 220, 225 and subsequently combined from the temperature control circuits 220, 225.
  • first temperature control circuit 220 is arranged in a first section 240 of the interconnection device 115
  • second temperature control circuit 225 is arranged in a second section 245 of the interconnection device, which is adjacent to the first section 240.
  • the outlet pipe 235 is consequently arranged in a third section 250 of the interconnection device 115, which is adjacent to both the first section 240 and the second section 245. More precisely, sections 240, 245, and 250 are arranged in the same plane, so that there is no overlap between sections 240, 245, and 250 and the temperature control circuits 220 and 225.
  • the two temperature control circuits 220 and 225 have at least approximately the same length.
  • the diameter of the inlet tube 210, the tripod elements 215, 230 and/or the outlet tube 235 is, for example, 3.5 mm to 4.5 mm, preferably 3.9 mm to 4.2 mm, preferably 4 mm.
  • FIG 3 shows a schematic enlarged representation of an embodiment of a circuit device 115, as used, for example, in at least one of the Figures 1 to 2 described or at least mentioned.
  • the inlet pipe 210 and/or the outlet pipe 235 are arranged in a meandering pattern, at least partially, within the wall 205 of the heat exchanger block.
  • the temperature control device 115 has a plurality of sections 300, 305 arranged in different planes. However, according to this embodiment, only the sections 300 on one side of the wall 205 are shown. The sections 305 are arranged on a far side of the wall 205, which is why the sections 305 are shown in Figure 3 not shown.
  • sections 300 and 305, and thus the different planes are connected to each other by means of vias 310, which are oriented transversely to sections 300 and 305.
  • Figure 4 Figure 1 shows a schematic representation of sections 300 and 305 of a circuit device 115 according to an exemplary embodiment, which is, for example, the one in at least one of the Figures 1 to 3
  • the described wiring device corresponds to or at least resembles it. More precisely, this embodiment shows a pipe system of the interconnection device 115 with its meandering shape.
  • the sections 300 are located in a different plane than the sections 305. Furthermore, the sections 300, 305, and thus the different planes, are connected to each other by means of a plurality of via sections 310.
  • the inlet pipe 210, the outlet pipe 235, the first temperature control circuit 220, and/or the second temperature control circuit 225 have sections 300, 305 in different planes of the wall 205, which are arranged in different planes.
  • the via sections 310 are arranged in a tube row 400, consisting of a plurality of tube rows, to connect the sections 300, 305 located in different planes.
  • the via sections 305 are designed as connecting tubes between sections 300 and 305 and are arranged transversely to sections 300 and 305.
  • the inlet tube 210 and the tripod element 215 are arranged in a second of the tube rows 315.
  • the further tripod element 230 is, only by way of example, arranged in a third-to-last of the tube rows 315. According to this embodiment, the tripod elements 215 and 230 are arranged in the same plane as the sections 300 and are thus designed as part of the sections 300.
  • Sections 300 which are connected between tripod element 215 and the further tripod element 230 in the first temperature control circuit 220, are also implemented, for example, as first temperature control circuit pipe sections 402, 405.
  • Sections 300, 305 which are connected between tripod element 215 and the further tripod element 230 in the second temperature control circuit 225, are consequently implemented as second temperature control circuit pipe sections 410, 415.
  • different sections of the first temperature control circuit pipe sections 402, 405 and/or different sections of the second temperature control circuit pipe sections 410, 415 are arranged in different planes of the wall of the heat exchanger block. More precisely, they are arranged in a meandering pattern, at least partially within the wall.
  • Sections 300, 305 which are connected between the further tripod element 230 and the outlet pipe 235 at different levels of the wall and meander through the wall, are realized, for example, as pipe sections 420, 425.
  • this embodiment describes a condenser circuit with preferably 4 mm tubes.
  • Key features include the refrigerant entering the circuit assembly 115 through only one tube, referred to here as the inlet tube 210, and entering the second of the tube rows 315. This results in a so-called 1-2-1 circuit.
  • the refrigerant is divided into at least two parallel temperature control circuits 220, 225 before being combined into a common third circuit with a subsequent subcooling section using the additional tripod element 230, and exiting via a single outlet pipe 235.
  • the parallel temperature control circuits 220, 225 have, for example, at least approximately the same pipe length.
  • the refrigerant is combined and further cooled over, for example, 33% of the total pipe length of the connecting device 115.
  • Figure 5 shows a flowchart of an embodiment of a method 500 for operating a switching device, as used in at least one of the Figures 1 to 4 described or mentioned.
  • Method 500 comprises a step 505 of introducing a coolant and/or refrigerant into the interconnection device through the inlet pipe and a step 510 of discharging the coolant and/or refrigerant from the interconnection device through the outlet pipe.
  • FIG 6 shows a block diagram of a control unit 120 according to an exemplary embodiment, which is, for example, the one described in Figure 1
  • the control unit described corresponds to the one described and is therefore used for a drying device.
  • the control unit 120 is designed to control and/or execute a method for operating a switching device, as is the case, for example, in Figure 5
  • the control unit 120 has an inlet unit 600, which is configured to allow a coolant and/or refrigerant to enter the interconnection device through the inlet pipe.
  • the control unit 120 has an outlet unit, which is configured to allow the coolant and/or refrigerant to exit the interconnection device through the outlet pipe.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verschaltungsvorrichtung (115) für einen Wärmetauschblock (200) einer Wärmepumpe (110), wobei die Verschaltungsvorrichtung (115) ein Eintrittsrohr (210) zum Einlassen eines Kühlmittels und/oder Kältemittels in die Verschaltungsvorrichtung (115), ein Tripodelement (215) zum parallelen Aufteilen des Kühlmittels und/oder Kältemittels in einen ersten Temperierkreis (220) und mindestens einen weiteren Temperierkreis (225), wobei das Tripodelement (215) fluidisch mit dem Eintrittsrohr (210) verbunden ist, mindestens ein weiteres Tripodelement (230) zum Zusammenführen des aufgeteilten Kühlmittels und/oder Kältemittels aus dem ersten Temperierkreis (220) und dem weiteren Temperierkreis (225) und ein Austrittsrohr (235) zum Auslassen des Kühlmittels und/oder Kältemittels aus der Verschaltungsvorrichtung (115) aufweist, wobei das Austrittsrohr (235) mit dem weiteren Tripodelement (230) fluidisch verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verschaltungsvorrichtung für einen Wärmetauschblock einer Wärmepumpe, eine Wärmepumpe, ein Trocknungsgerät und ein Verfahren zum Betreiben einer Verschaltungsvorrichtung.
  • Die DE 10 2017 118 433 A1 beschreibt einen Wärmetauscher für einen Kältemittelkreis einer Wärmepumpeneinrichtung für ein Haushaltsgerät, Rohrverbindungselement und Wärmepumpeneinrichtung für ein Haushaltsgerät.
    • Der hier vorgestellte Ansatz stellt sich die Aufgabe, eine verbesserte
  • Verschaltungsvorrichtung für einen Wärmetauschblock einer Wärmepumpe, eine verbesserte Wärmepumpe, ein verbessertes Trocknungsgerät und ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Verschaltungsvorrichtung zu schaffen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Verschaltungsvorrichtung für einen Wärmetauschblock einer Wärmepumpe, eine Wärmepumpe, ein Trocknungsgerät und ein Verfahren zum Betreiben einer Verschaltungsvorrichtung mit den Merkmalen der Hauptansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
  • Durch den vorgestellten Ansatz kann eine Möglichkeit geschaffen werden, um Fertigungskosten zu reduzieren und gleichzeitig eine Effizienz zu erhöhen. Weiterhin kann eine Montage des Gerätes und/oder einzelner Teile dessen durch den beschriebenen Ansatz vereinfacht werden.
  • Es wird eine Verschaltungsvorrichtung für einen Wärmetauschblock einer Wärmepumpe vorgestellt, wobei die Verschaltungsvorrichtung ein Eintrittsrohr zum Einlassen eines Kühlmittels und zusätzlich oder alternativ eines Kältemittels in die Verschaltungsvorrichtung, ein Tripodelement zum parallelen Aufteilen des Kühlmittels und zusätzlich oder alternativ des Kältemittels in einen ersten Temperierkreis und mindestens einen weiteren Temperierkreis, wobei das Tripodelement fluidisch mit dem Eintrittsrohr verbunden ist. Weiterhin weist die Verschaltungsvorrichtung mindestens ein weiteres Tripodelement zum Zusammenführen des aufgeteilten Kühlmittels und zusätzlich oder alternativ Kältemittels aus dem ersten Temperierkreis und dem weiteren Temperierkreis auf sowie ein Austrittsrohr zum Auslassen des Kühlmittels und zusätzlich oder alternativ Kältemittels aus der Verschaltungsvorrichtung, wobei das Austrittsrohr mit dem weiteren Tripodelement fluidisch verbunden ist.
  • Die Verschaltungsvorrichtung kann beispielsweise als eine mehrteilige Rohrleitung ausgeführt sein, die für eine Wärmepumpe eingesetzt werden kann. Durch das Eintrittsrohr kann das Kühl- bzw. das Kältemittel direkt an einer einzigen Stelle in die Verschaltungsvorrichtung einfließen. Die Tripodelemente können vorteilhafterweise eine Gabelung für das Kühl- bzw. das Kältemittel realisieren. Beispielsweise können die Tripodelemente T- und/oder Y-förmig realisiert sein. Durch die Verwendung der Tripodelemente können die beiden Temperierkreise realisiert oder miteinander verbunden werden, durch die das Kühl- und/oder das Kältemittel jedoch gleichzeitig strömen kann. Vorteilhafterweise kann die Verschaltungsvorrichtung durch die Verwendung der Tripodelemente kostengünstig hergestellt werden. Weiterhin wird nur eine geringe Füllmenge zur Verteilung des Kältemittels oder Kühlmittels benötigt, sodass auch dadurch Kosten eingespart werden können. Durch das Eintrittsrohr und das Austrittsrohr sowie durch die späte Teilung der Temperierkreise innerhalb der Verschaltungsvorrichtung kann eine Effizienz der Verschaltungsvorrichtung verbessert werden, da eine Unterkühlungsstrecke mit einem hohen Massenstrom erfolgen kann. Vorteilhafterweise kann das Kältemittel durch die Verwendung der Tripodelemente innerhalb des Wärmetauschblocks auf die beiden Temperierkreise aufgeteilt und wieder zusammengeführt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann oder können das Eintrittsrohr und zusätzlich oder alternativ das Austrittsrohr mäanderförmig mindestens teilweise in einer Wand des Wärmetauschblocks angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann dadurch Bauraum eingespart werden, dass das Eintritts- bzw. das Austrittsrohr durch die Wand führt. Durch die Mäanderform kann also der Platzbedarf für Anschlussrohre verringert werden.
  • Das Eintrittsrohr, das Austrittsrohr, der erste Temperierkreis und zusätzlich oder alternativ der zweite Temperierkreis kann oder können Abschnitte in unterschiedlichen Ebenen der Wand des Wärmetauschblocks aufweisen, wobei Durchkontaktierungsabschnitte zur Verbindung der in unterschiedlichen Ebenen liegenden Abschnitte in je einer Rohrreihe aus einer Mehrzahl von Rohrreihen angeordnet sein können. Die beiden Ebenen können dabei parallel zueinander ausgerichtet sein. Zum Verbinden der in den unterschiedlichen Ebenen angeordneten Abschnitte kann die Verschaltungsvorrichtung vorteilhafterweise Verbindungsrohre aufweisen, die ebenfalls parallel zueinander und quer zu den Ebenen ausgerichtet sein können. Die Abschnitte können dabei in unterschiedlichen Rohrreihen der Verschaltungsvorrichtung angeordnet sein. Lediglich beispielhaft kann oder können das Eintrittsrohr und zusätzlich oder alternativ das Tripodelement in einer zweiten Rohrreihe angeordnet sein. Das weitere Tripodelement kann beispielsweise in einer drittletzten Rohrreihe aus der Mehrzahl von Rohrreihen angeordnet sein.
  • Weiterhin kann der erste Temperierkreis in einem ersten Bereich der Verschaltungsvorrichtung angeordnet sein. Der zweite Temperierkreis kann in einem zu dem ersten Bereich benachbart angeordneten zweiten Bereich der Verschaltungsvorrichtung angeordnet sein kann. Ferner kann das Austrittsrohr in einem dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich benachbart angeordneten dritten Bereich der Verschaltungsvorrichtung angeordnet sein. Insbesondere können die Bereiche in derselben Ebene angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann ein Überlappen der Temperierkreise durch die benachbarte Anordnung der Bereiche verhindert werden. Vorteilhafterweise können die Temperierkreise im dritten Bereich zusammengeführt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform können der erste Temperierkreis und der zweite Temperierkreis mindestens annähernd die gleiche Länge aufweisen. Vorteilhafterweise kann eine Temperierwirkung auf das Kühlmittel und zusätzlich oder alternativ das Kältemittel verbessert werden. Gleichzeitig kann eine thermische Belastung gleichmäßig erfolgen.
  • Ferner kann ein Durchmesser des Eintrittsrohres, der Tripodelemente und zusätzlich oder alternativ des Austrittsrohres 3,5 mm bis 4,5, bevorzugt 3,9 mm bis 4,2 mm betragen, insbesondere 4 mm. Vorteilhafterweise kann durch den Durchmesser ein Anstieg eines Druckverlusts verhindert werden. Bei heutigen Wärmetauschern beträgt der Rohrdurchmesser üblicherweise ca. 5 mm. Aufgrund der reduzierten Rohrdurchmesser, auch für die Rohre innerhalb des Wärmetauschers, kann ein längeres Rohrsystem bei gleichem Innenvolumen des Leitungssystems oder ein vermindertes Innenvolumen des Leitungssystems bereitgestellt werden. Dadurch kann der Wärmetauscher einen verbesserten Wärmeübergang aus dem Leitungssystem zur Prozessluft bereitstellen. Wenn das Leitungssystem mit dem oben genannten Rohrdurchmesser von 3,5 mm bis 4,5, bevorzugt 3,9 bis 4,2 mm derart aufgebaut ist, dass sich ein vermindertes Innenvolumen des Leitungssystems ergibt, kann die Wärmepumpe mit einer geringeren Menge an Kältemittel betrieben werden, gegenüber einer herkömmlichen Wärmepumpe mit einem Leitungssystem mit einem Rohrdurchmesser von ca. 5 mm innerhalb des Wärmetauschers. Die Dimensionierung des oben genannten Rohrdurchmessers ist für die Wärmepumpe für einen Wäschetrockner besonders gut geeignet bzw. vorgesehen. Der oben genannte verminderte Rohrdurchmesser im Bereich von ca. 3,5 mm bis 4,5, bevorzugt 3,9 mm bis ca. 4,2 mm ist insbesondere für den Wärmetauscher des Verdampfers vorgesehen. Der Wärmetauscher des Verflüssigers und das nachgeschaltete Leitungssystem kann dabei einen herkömmlichen Rohrdurchmesser von ca. 5 mm aufweisen. Es kann auch das gesamte Leitungssystem inklusive Verdampfer und Verflüssiger mit dem verminderten Rohrdurchmesser aufgebaut sein.
  • Das Tripodelement und zusätzlich oder alternativ das weitere Tripodelement kann oder können Y-förmig ausgeführt sein. Vorteilhafterweise können die Temperierkreise durch die Tripodelemente begrenzt sein. Vorteilhafterweise kann dadurch zudem eine gleichmäßige Temperierwirkung erreicht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Verschaltungsvorrichtung erste Temperierkreisrohrabschnitte aufweisen, die zwischen das Tripodelement und das weitere Tripodelement im ersten Temperierkreis geschaltet sein können. Zusätzlich oder alternativ kann die Verschaltungsvorrichtung zweite Temperierkreisrohrabschnitte aufweisen, die zwischen das Tripodelement und das weitere Tripodelement im zweiten Temperierkreis geschaltet sein können. Insbesondere können unterschiedliche der ersten Temperierkreisrohrabschnitte und zusätzlich oder alternativ unterschiedliche der zweiten Temperierkreisrohrabschnitte in unterschiedlichen Ebenen einer Wand des Wärmetauschblocks angeordnet sein. Die Temperierkreisabschnitte können dabei beispielsweise als jeweils ein Teil der zuvor erwähnten Abschnitte realisiert sein und beispielsweise im ersten und im zweiten Bereich der Verschaltungsvorrichtung angeordnet sein.
  • Die ersten Temperierkreisrohrabschnitte und zusätzlich oder alternativ die zweiten Temperierkreisrohrabschnitte können mäanderförmig mindestens teilweise in der Wand angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann die Verschaltungsvorrichtung dadurch kompakt realisiert sein.
  • Die Verschaltungsvorrichtung kann eine Mehrzahl von Rohrabschnitten aufweisen, die zwischen das weitere Tripodelement und das Austrittsrohr in unterschiedlichen Ebenen einer Wand des Wärmetauschblocks angeordnet sein können. Insbesondere kann die Mehrzahl von Rohrabschnitten mäanderförmig mindestens teilweise in der Wand des Wärmetauschblocks angeordnet sein. Die Rohrabschnitte können beispielsweise als Teil der zuvor erwähnten Abschnitte realisiert sein und beispielsweise im dritten Bereich der Verschaltungsvorrichtung angeordnet sein. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen dritten Temperierkreis handeln, der durch ein Zusammenführen der anderen beiden Temperierkreise hervorgeht.
  • Es wird ferner eine Wärmepumpe für ein Trocknungsgerät vorgestellt, wobei die Wärmepumpe einen Wärmetauschblock, eine Verschaltungsvorrichtung in einer zuvor genannten Variante, die mindestens teilweise in einer Wand des Wärmetauschblocks angeordnet ist, und ein Fluidsystem aufweist, das fluidisch mit der Verschaltungsvorrichtung gekoppelt ist.
  • Der Wärmetauschblock kann vorteilhafterweise ausgeformt sein, um einen Verflüssiger und zusätzlich oder alternativ einen Verdampfer der Wärmepumpe realisieren zu können. Die Verschaltungsvorrichtung kann beispielsweise auch als ein Rohrleitungssystem bezeichnet werden, durch welches das Kältemittel geleitet werden kann. Das Fluidsystem kann vorteilhafterweise ausgebildet sein, um das Kältemittel in die Verschaltungsvorrichtung einzuleiten und zusätzlich oder alternativ um das Kältemittel aus der Verschaltungsvorrichtung auszuleiten.
  • Ferner wird ein Verfahren zum Betreiben einer Verschaltungsvorrichtung in einer zuvor genannten Variante vorgestellt. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Einlassens eines Kühlmittels und zusätzlich oder alternativ Kältemittels in die Verschaltungsvorrichtung durch das Eintrittsrohr sowie einen Schritt des Auslassens des Kühlmittels und zusätzlich oder alternativ Kältemittels aus der Verschaltungsvorrichtung durch das Austrittsrohr.
  • Das Verfahren kann vorteilhafterweise innerhalb eines Trocknungsgerätes angesteuert oder durchgeführt werden, das beispielsweise als Haushaltgerät eingesetzt werden kann.
  • Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
  • Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, um Eingangssignale einzulesen und unter Verwendung der Eingangssignale Ausgangssignale zu bestimmen und bereitzustellen. Ein Eingangssignal kann beispielsweise ein über eine Eingangsschnittstelle der Steuereinheit einlesbares Sensorsignal darstellen. Ein Ausgangssignal kann ein Steuersignal oder ein Datensignal darstellen, das an einer Ausgangsschnittstelle der Steuereinheit bereitgestellt werden kann. Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, um die Ausgangssignale unter Verwendung einer in Hardware oder Software umgesetzten Verarbeitungsvorschrift zu bestimmen. Beispielsweise kann die Steuereinheit dazu eine Logikschaltung, einen integrierten Schaltkreis oder ein Softwaremodul umfassen und beispielsweise als ein diskretes Bauelement realisiert sein oder von einem diskreten Bauelement umfasst sein.
  • Von Vorteil ist auch ein Computer-Programmprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann. Wird das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Steuereinheit ausgeführt, so kann das Programmprodukt oder Programm zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der hier beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden.
  • Weiterhin wird ein Trocknungsgerät mit einer Steuereinheit und mit einer Wärmepumpe wie zuvor erwähnt und zusätzlich oder alternativ mit einer Verschaltungsvorrichtung in einer zuvor genannten Variante vorgestellt.
  • Das Trocknungsgerät kann vorteilhafterweise als ein haushaltsüblicher Trockner oder als ein Waschtrockner ausgeführt sein. Weiterhin kann das Trocknungsgerät im Allgemeinen ein Gerät sein, das eine Trocknungsfunktion aufweist. Auch wenn der beschriebene Ansatz anhand eines Haushaltgerätes beschrieben wird, kann der hier beschriebene Ansatz entsprechend im Zusammenhang mit einem gewerblichen oder professionellen Gerät, beispielsweise einem medizinischen Gerät, wie einem Reinigungs- oder Desinfektionsgerät, einem Kleinsterilisator, einem Großraumdesinfektor oder einer Container-Waschanlage eingesetzt werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Trocknungsgerätes;
    Figur 2
    eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Wärmepumpe;
    Figur 3
    eine schematische vergrößerte Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Verschaltungsvorrichtung;
    Figur 4
    eine schematische Darstellung von Abschnitten einer Verschaltungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    Figur 5
    ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben einer Verschaltungsvorrichtung; und
    Figur 6
    ein Blockschaltbild einer Steuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Trocknungsgerätes 100. Das Trocknungsgerät 100 ist beispielsweise als ein haushaltsüblicher Trockner oder Waschtrockner zum Trocknen von Textilien, wie beispielsweise Wäsche, realisiert. Das Trocknungsgerät 100 weist dabei eine Trommel 105 zum Aufnehmen der zu trocknenden Textilien auf, die unter Verwendung der Prozessluft getrocknet werden. Dazu wird die Prozessluft beispielsweise unter Verwendung einer Wärmepumpe 110 getrocknet und temperiert und anschließend in die Trommel 105 geleitet.
  • Zusätzlich oder alternativ weist das Trocknungsgerät 100 eine Verschaltungsvorrichtung 115 sowie eine Steuereinheit 120 auf. Die Verschaltungsvorrichtung 115 ist als eine Komponente der Wärmepumpe 110 ausgeführt oder ausführbar. Beispielsweise wird zum Fördern der Prozessluft ein Prozessluftgebläse verwendet.
  • Die Wärmepumpe 110 weist einen Verdampfer 125 sowie einen Verflüssiger 130, der auch als Kondensator bezeichnet wird, sowie ein Fluidsystem 135 auf, wobei die Verschaltungsvorrichtung 115 im Bereich des Verflüssigers 130 angeordnet ist. Das Fluidsystem 135 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Drossel 140 sowie einen Kompressor 145 auf, wobei die Drossel 140 und/oder der Kompressor 145 zwischen dem Verdampfer 125 und dem Verflüssiger 130 angeordnet ist oder sind. Durch die Überhitzung des Kältemittels ausgangsseitig aus dem Verdampfer 125 kann sichergestellt werden, dass das Kältemittel in einem gasförmigen Zustand in den Kompressor 145 eingesaugt wird.
  • Insgesamt wird die Wärmepumpe 110 in Figur 2 näher beschrieben. Die Steuereinheit 120 ist ausgebildet, um ein Verfahren zum Betreiben einer Verschaltungsvorrichtung 115 innerhalb des Trocknungsgerätes anzusteuern und/oder durchzuführen. Beispielsweise ist die Steuereinheit 120 ausgebildet, um Geräteprogramme des Trocknungsgerätes anzusteuern und/oder durchzuführen.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Wärmepumpe 110, wie sie in Figur 1 als Teil eines Trocknungsgerätes beschrieben wurde. Die Wärmepumpe 110 weist einen Wärmetauschblock 200 auf, der ausgebildet ist, um den Verflüssiger 130 und/oder den Verdampfer 125 zu realisieren. Der Verdampfer 125 ist ausgebildet, um ein Kondensieren der Prozessluft zu bewirken, wodurch sich das Kühlmittel und/oder Kältemittel erhitzt und schließlich verdampft. Im Verflüssiger 130 kondensiert das Kühlmittel und/oder Kältemittel, sodass dadurch entstehende Wärme an die Prozessluft abgegeben und diese dadurch erhitzt wird. Weiterhin weist die Wärmepumpe 110 eine Verschaltungsvorrichtung 115 auf, wie sie in Figur 1 mindestens erwähnt wurde und die mindestens teilweise in einer Wand 205 des Wärmetauschblocks 200 angeordnet ist. Zusätzlich weist die Wärmepumpe 110 das Fluidsystem 135 auf, das fluidisch mit der Verschaltungsvorrichtung 115 gekoppelt ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Drossel 140 des Fluidsystems dargestellt. Das Fluidsystem 135 ist beispielsweise ausgebildet, um eine Einleitung in die und/oder eine Ausleitung des Kühlmittels und/oder eines Kältemittels aus der Verschaltungsvorrichtung 115 zu bewirken.
  • Die Verschaltungsvorrichtung 115 weist ein Eintrittsrohr 210 zum Einlassen des Kühlmittels und/oder Kältemittels in die Verschaltungsvorrichtung 115 auf, sodass das Kältemittel über einen einzigen Zugang in die Verschaltungsvorrichtung 115 eintritt. Weiterhin weist die Verschaltungsvorrichtung 115 ein Tripodelement 215 zum parallelen Aufteilen des Kühlmittels und/oder Kältemittels in einen ersten Temperierkreis 220 und mindestens einen weiteren Temperierkreis 225 auf, wobei das Tripodelement 215 fluidisch mit dem Eintrittsrohr 210 verbunden ist. Weiterhin weist die Verschaltungsvorrichtung 115 mindestens ein weiteres Tripodelement 230 zum Zusammenführen des aufgeteilten Kühlmittels und/oder Kältemittels aus dem ersten Temperierkreis 220 und dem weiteren Temperierkreis 225 auf sowie ein Austrittsrohr 235 zum Auslassen des Kühlmittels und/oder Kältemittels aus der Verschaltungsvorrichtung 115, wobei das Austrittsrohr 235 mit dem weiteren Tripodelement 230 fluidisch verbunden ist. Die Tripodelemente 215, 230 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel Y-förmig oder T-förmig realisiert, sodass das Kältemittel in die zwei Temperierkreise 220, 225 aufgeteilt und später aus den Temperierkreisen 220, 225 zusammengeführt werden kann. Das bedeutet, dass der erste Temperierkreis 220 in einem ersten Bereich 240 der Verschaltungsvorrichtung 115 angeordnet ist und dass der zweite Temperierkreis 225 in einem zu dem ersten Bereich 240 benachbart angeordneten zweiten Bereich 245 der Verschaltungsvorrichtung angeordnet ist. Das Austrittsrohr 235 ist folglich in einem zu dem ersten Bereich 240 und dem zweiten Bereich 245 benachbart angeordneten dritten Bereich 250 der Verschaltungsvorrichtung 115 angeordnet. Genauer gesagt sind die Bereiche 240, 245, 250 in derselben Ebene angeordnet, sodass keine Überlappung der Bereiche 240, 245, 250 und der Temperierkreise 220, 225 erfolgt. Die beiden Temperierkreise 220, 225 weisen hierbei mindestens annähernd die gleiche Länge auf. Ein Durchmesser des Eintrittsrohres 210, der Tripodelemente 215, 230 und/oder des Austrittsrohres 235 beträgt beispielsweise 3,5 mm bis 4,5, bevorzugt 3,9 mm bis 4,2 mm, vorzugsweise 4 mm.
  • Figur 3 zeigt eine schematische vergrößerte Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Verschaltungsvorrichtung 115, wie sie beispielsweise in mindestens einer der Figuren 1 bis 2 beschrieben oder zumindest erwähnt wurde. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist oder sind das Eintrittsrohr 210 und/oder das Austrittsrohr 235 mäanderförmig mindestens teilweise in der Wand 205 des Wärmetauschblocks angeordnet. Die Temperiervorrichtung 115 weist dazu eine Mehrzahl von Abschnitten 300, 305 auf, die in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind jedoch nur die Abschnitte 300 auf einer Seite der Wand 205 dargestellt. Die Abschnitte 305 sind an einer abgewandten Seite der Wand 205 angeordnet, aufgrund dessen die Abschnitte 305 in Figur 3 nicht dargestellt sind. Die Abschnitte 300, 305 und somit die unterschiedlichen Ebenen sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel mittels Durchkontaktierungsabschnitten 310 miteinander verbunden, die quer zu den Abschnitten 300, 305 ausgerichtet sind.
  • Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung von Abschnitten 300, 305 einer Verschaltungsvorrichtung 115 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die beispielsweise der in mindestens einer der Figuren 1 bis 3 beschriebenen Verschaltungsvorrichtung entspricht oder zumindest ähnelt. Genauer gesagt ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Rohrsystem der Verschaltungsvorrichtung 115 mit seiner mäanderförmigen Form gezeigt. Die Abschnitte 300 liegen hierbei in einer anderen Ebene als die Abschnitte 305. Weiterhin sind die Abschnitte 300, 305 und somit die unterschiedlichen Ebenen mittels einer Mehrzahl von Durchkontaktierungsabschnitten 310 miteinander verbunden. Anders ausgedrückt weist oder weisen das Eintrittsrohr 210, das Austrittsrohr 235, der erste Temperierkreis 220 und/oder der zweite Temperierkreis 225 Abschnitte 300, 305 in unterschiedlichen Ebenen der Wand 205 auf, die in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind. Die Durchkontaktierungsabschnitte 310 sind dabei zur Verbindung der in unterschiedlichen Ebenen liegenden Abschnitte 300, 305 in je einer Rohrreihe 400 aus einer Mehrzahl von Rohrreihen angeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Durchkontaktierungsabschnitte 305 als Verbindungsrohre zwischen den Abschnitten 300, 305 ausgeführt und quer zu den Abschnitten 300, 305 angeordnet. Beispielsweise sind das Eintrittsrohr 210 und das Tripodelement 215 in einer zweiten der Rohrreihen 315 angeordnet. Das weitere Tripodelement 230 ist lediglich beispielhaft in einer drittletzten der Rohrreihen 315 angeordnet. Die Tripodelemente 215, 230 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel in derselben Ebene angeordnet wie die Abschnitte 300 und sind somit als Teil der Abschnitte 300 ausgeführt.
  • Die Abschnitte 300, die zwischen das Tripodelement 215 und das weitere Tripodelement 230 im ersten Temperierkreis 220 geschaltet sind, sind beispielsweise auch als erste Temperierkreisrohrabschnitte 402, 405 realisiert. Die Abschnitte 300, 305, die zwischen das Tripodelement 215 und das weitere Tripodelement 230 im zweiten Temperierkreis 225 geschaltet sind, sind folglich als zweite Temperierkreisrohrabschnitte 410, 415 realisiert. Hierbei sind unterschiedliche der ersten Temperierkreisrohrabschnitte 402, 405 und/oder unterschiedliche der zweiten Temperierkreisrohrabschnitte 410, 415 in den unterschiedlichen Ebenen der Wand des Wärmetauschblocks angeordnet. Genauer gesagt sind sie mäanderförmig mindestens teilweise in der Wand angeordnet. Die Abschnitte 300, 305, die zwischen das weitere Tripodelement 230 und das Austrittsrohr 235 in unterschiedlichen Ebenen der Wand geschaltet sind und mäanderförmig durch die Wand verlaufen, sind beispielsweise als Rohrabschnitte 420, 425 realisiert.
  • In anderen Worten ausgedrückt wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Verschaltung des Verflüssigers mit vorzugsweise 4mm-Rohren beschrieben. Besondere Merkmale sind hierbei ein Eintritt des Kältemittels in die Verschaltungsvorrichtung 115 durch nur ein Rohr, das hier als Eintrittsrohr 210 beschrieben wurde, sowie der Eintritt in der zweiten der Rohrreihen 315. Hierdurch wird eine so genannte 1-2-1 Verschaltung erreicht. Das bedeutet, dass das Kältemittel über ein einziges Eintrittsrohr 210 in die Verschaltungsvorrichtung 115 eintritt und durch das Tripodelement 215, das vereinfacht auch als Tripod bezeichnet wird, auf mindestens zwei parallele Temperierkreise 220, 225 aufgeteilt wird, bevor es unter Verwendung des weiteren Tripodelements 230 in einen gemeinsamen dritten Kreis mit anschließender Unterkühlungsstrecke zusammengeführt wird und über ein einziges Austrittsrohr 235 austritt. Die parallelen Temperierkreise 220, 225 weisen beispielsweise mindestens annähernd eine gleiche Rohrlänge auf. Das Zusammenführen des Kältemittels sowie eine weitere Abkühlung erfolgt auf beispielsweise 33% einer Gesamtrohrlänge der Verschaltungsvorrichtung 115.
  • Figur 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 500 zum Betreiben einer Verschaltungsvorrichtung, wie sie in mindestens einer der Figuren 1 bis 4 beschrieben oder erwähnt wurde. Das Verfahren 500 umfasst einen Schritt 505 des Einlassens eines Kühlmittels und/oder Kältemittels in die Verschaltungsvorrichtung durch das Eintrittsrohr sowie einen Schritt 510 des Auslassens des Kühlmittels und/oder Kältemittels aus der Verschaltungsvorrichtung durch das Austrittsrohr.
  • Figur 6 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuereinheit 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die beispielsweise der in Figur 1 beschriebenen Steuereinheit entspricht und folglich für ein Trocknungsgerät verwendet wird. Die Steuereinheit 120 ist ausgebildet, um ein Verfahren zum Betreiben einer Verschaltungsvorrichtung anzusteuern und/oder durchzuführen, wie es beispielsweise in Figur 5 beschrieben wurde. Die Steuereinheit 120 weist dazu eine Einlasseinheit 600 auf, die ausgebildet ist, um ein Einlassen eines Kühlmittels und/oder Kältemittels in die Verschaltungsvorrichtung durch das Eintrittsrohr zu bewirken. Weiterhin weist die Steuereinheit 120 eine Auslasseinheit auf, die ausgebildet ist, um ein Auslassen des Kühlmittels und/oder Kältemittels aus der Verschaltungsvorrichtung durch das Austrittsrohr zu bewirken.

Claims (15)

  1. Verschaltungsvorrichtung (115) für einen Wärmetauschblock (200) einer Wärmepumpe (110), wobei die Verschaltungsvorrichtung (115) die folgenden Merkmale aufweist:
    - ein Eintrittsrohr (210) zum Einlassen eines Kühlmittels und/oder Kältemittels in die Verschaltungsvorrichtung (115);
    - ein Tripodelement (215) zum parallelen Aufteilen des Kühlmittels und/oder Kältemittels in einen ersten Temperierkreis (220) und mindestens einen weiteren Temperierkreis (225), wobei das Tripodelement (215) fluidisch mit dem Eintrittsrohr (210) verbunden ist;
    - mindestens ein weiteres Tripodelement (230) zum Zusammenführen des aufgeteilten Kühlmittels und/oder Kältemittels aus dem ersten Temperierkreis (220) und dem weiteren Temperierkreis (225); und
    - ein Austrittsrohr (235) zum Auslassen des Kühlmittels und/oder Kältemittels aus der Verschaltungsvorrichtung (115), wobei das Austrittsrohr (235) mit dem weiteren Tripodelement (230) fluidisch verbunden ist.
  2. Verschaltungsvorrichtung (115) gemäß Anspruch 1, wobei das Eintrittsrohr (210) und/oder das Austrittsrohr (235) mäanderförmig mindestens teilweise in einer Wand (205) des Wärmetauschblocks (200) angeordnet ist oder sind.
  3. Verschaltungsvorrichtung (115) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Eintrittsrohr (210) und/oder das Austrittsrohr (235) und/oder der erste Temperierkreis (220) und/oder der zweite Temperierkreis (225) Abschnitte (300, 305) in unterschiedlichen Ebenen der Wand des Wärmetauschblocks (200) aufweist, wobei Durchkontaktierungsabschnitte (310) zur Verbindung der in unterschiedlichen Ebenen liegenden Abschnitte (300, 305) in je einer Rohrreihe (115) aus einer Mehrzahl von Rohrreihen (400) angeordnet sind.
  4. Verschaltungsvorrichtung (115) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der erste Temperierkreis (220) in einem ersten Bereich (240) der Verschaltungsvorrichtung (115) angeordnet ist, wobei der zweite Temperierkreis (225) in einem zu dem ersten Bereich (240) benachbart angeordneten zweiten Bereich (245) der Verschaltungsvorrichtung (115) angeordnet ist, wobei das Austrittsrohr (235) in einem dem ersten Bereich (240) und dem zweiten Bereich (245) benachbart angeordneten dritten Bereich (250) der Verschaltungsvorrichtung (115) angeordnet ist, insbesondere wobei die Bereiche (240, 245, 250) in derselben Ebene angeordnet sind.
  5. Verschaltungsvorrichtung (115) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der erste Temperierkreis (220) und der zweite Temperierkreis (225) mindestens annähernd die gleiche Länge aufweisen.
  6. Verschaltungsvorrichtung (115) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Durchmesser des Eintrittsrohres (210) und/oder der Tripodelemente (215, 230) und/oder des Austrittsrohres (235) 3,5 mm bis 4,5, bevorzugt 3,9 mm bis 4,2 mm beträgt, insbesondere 4 mm.
  7. Verschaltungsvorrichtung (115) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Tripodelement (215) und/oder das weitere Tripodelement (210) Y-förmig ausgeführt ist oder sind.
  8. Verschaltungsvorrichtung (115) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit ersten Temperierkreisrohrabschnitten (402, 405) die zwischen das Tripodelement (215) und das weitere Tripodelement (230) im ersten Temperierkreis (220) geschaltet sind, und/oder mit zweiten Temperierkreisrohrabschnitten (410, 415), die zwischen das Tripodelement (215) und das weitere Tripodelement (230) im zweiten Temperierkreis (225) geschaltet sind, insbesondere wobei unterschiedliche der ersten Temperierkreisrohrabschnitte (402, 405) und/oder unterschiedliche der zweiten Temperierkreisrohrabschnitte (410, 415) in unterschiedlichen Ebenen einer Wand (205) des Wärmetauschblocks (200) angeordnet sind.
  9. Verschaltungsvorrichtung (115) gemäß Anspruch 8, wobei die ersten Temperierkreisrohrabschnitte (402, 405) und/oder die zweiten Temperierkreisrohrabschnitte (410, 415) mäanderförmig mindestens teilweise in der Wand (205) angeordnet sind.
  10. Verschaltungsvorrichtung (115) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Mehrzahl von Rohrabschnitten (420, 425), die zwischen das weitere Tripodelement (230) und das Austrittsrohr (235) in unterschiedlichen Ebenen einer Wand (205) des Wärmetauschblocks (200) angeordnet sind, insbesondere wobei die Mehrzahl von Rohrabschnitten (420, 425) mäanderförmig mindestens teilweise in der Wand (205) des Wärmetauschblocks (200) angeordnet sind.
  11. Wärmepumpe (110) für ein Trocknungsgerät (100), wobei die Wärmepumpe (110) die folgenden Merkmale aufweist:
    - einen Wärmetauschblock (200);
    - eine Verschaltungsvorrichtung (115) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, die mindestens teilweise in einer Wand (205) des Wärmetauschblocks (200) angeordnet ist; und
    - ein Fluidsystem (135), das fluidisch mit der Verschaltungsvorrichtung (115) gekoppelt ist.
  12. Verfahren (500) zum Betreiben einer Verschaltungsvorrichtung (115) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Verfahren (500) die folgenden Schritte umfasst:
    - Einlassen (505) eines Kühlmittels und/oder Kältemittels in die Verschaltungsvorrichtung (115) durch das Eintrittsrohr (210); und
    - Auslassen (510) des Kühlmittels und/oder Kältemittels aus der Verschaltungsvorrichtung (115) durch das Austrittsrohr (235).
  13. Steuereinheit (120), die ausgebildet ist, um die Schritte (505, 510) des Verfahrens (500) gemäß Anspruch 12 in entsprechenden Einheiten (600, 605) auszuführen und/oder anzusteuern.
  14. Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens (500) nach einem Anspruch 12, wenn das Computer-Programmprodukt auf einer Steuereinheit (120) gemäß Anspruch 13 ausgeführt wird.
  15. Trocknungsgerät (100) mit einer Steuereinheit (120) gemäß Anspruch 13, mit einer Wärmepumpe (110) gemäß Anspruch 11 und/oder mit einer Verschaltungsvorrichtung (115) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
EP25182535.2A 2024-07-15 2025-06-13 Verschaltungsvorrichtung für einen wärmetauschblock einer wärmepumpe, wärmepumpe, trocknungsgerät und verfahren zum betreiben einer verschaltungsvorrichtung Pending EP4682446A1 (de)

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LU103335A LU103335B1 (de) 2024-07-15 2024-07-15 Verschaltungsvorrichtung für einen Wärmetauschblock einer Wärmepumpe, Wärmepumpe, Trocknungsgerät und Verfahren zum Betreiben einer Verschaltungsvorrichtung

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5626031A (en) * 1995-03-14 1997-05-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Air conditioner
WO2013084508A1 (ja) * 2011-12-07 2013-06-13 パナソニック株式会社 フィンチューブ型熱交換器
DE102017118433A1 (de) 2016-08-17 2018-02-22 Miele & Cie. Kg Wärmetauscher für einen Kältemittelkreis einer Wärmepumpeneinrichtung für ein Haushaltsgerät, Rohrverbindungselement und Wärmepumpeneinrichtung für ein Haushaltsgerät
DE102017125054B4 (de) * 2017-10-26 2019-10-10 Miele & Cie. Kg Wärmetauscher für ein Haushaltsgerät, wie beispielsweise einen Wäschetrockner, einen Geschirrspüler oder einen Waschtrockner mit einer Wärmepumpeneinrichtung

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