WO2014206538A1 - Elektronisches hausgerät mit wärmepumpe - Google Patents

Elektronisches hausgerät mit wärmepumpe Download PDF

Info

Publication number
WO2014206538A1
WO2014206538A1 PCT/EP2014/001646 EP2014001646W WO2014206538A1 WO 2014206538 A1 WO2014206538 A1 WO 2014206538A1 EP 2014001646 W EP2014001646 W EP 2014001646W WO 2014206538 A1 WO2014206538 A1 WO 2014206538A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat
circuit
heat pump
drive device
working fluid
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/001646
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Tinius
Martin Weinmann
Original Assignee
Diehl Ako Stiftung & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Diehl Ako Stiftung & Co. Kg filed Critical Diehl Ako Stiftung & Co. Kg
Priority to EP14731160.9A priority Critical patent/EP3014012A1/de
Publication of WO2014206538A1 publication Critical patent/WO2014206538A1/de

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F58/00—Domestic laundry dryers
    • D06F58/20—General details of domestic laundry dryers 
    • D06F58/206—Heat pump arrangements
    • 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
    • F24H4/02—Water heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16—Waste heat
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

Definitions

  • the present invention relates to an electronic home appliance, such as a laundry treatment appliance or a heating appliance, with a heat pump.
  • EP 0 197 132 B1 discloses a tumble dryer with a closed or open process air circuit which contains a condenser of the heat pump as a heat source for the process air and an evaporator of the heat pump as a heat sink for the process air.
  • the working fluid circuit of the heat pump is flowed through by a refrigerant which is conveyed by means of a compressor.
  • DE 10 2008 004 457 A1 shows a clothes dryer with an open air circuit containing a condenser of the heat pump as the heat source of the air circuit and an evaporator of the heat pump as a heat sink of the air circuit.
  • Both for the compressor of the heat pump and the fan of the air circuit and the laundry drum drive devices are available, which contain as speed, torque or power controller, for example, each a frequency converter.
  • speed, torque or power controller for example, each a frequency converter.
  • one or more heat sinks are provided which can dissipate heat by natural or forced convection in order to cool the drive device or its electronics. The resulting in particular by electrical losses in the drive devices heat (energy) can be delivered to the environment of the house (holding) device.
  • the invention has for its object to provide an electronic home appliance with a heat pump with an improved energy balance.
  • the electronic domestic appliance of the invention comprises a heat pump with a working fluid circuit, a working fluid conveyor for conveying a working fluid through the working fluid circuit and a drive device for driving the working agent conveyor, and a Nutzschniklauf, which communicates with the working fluid circuit in heat exchange, a through
  • the use of the working fluid conveyor of the heat pump is directly or indirectly in heat exchange with the Nutzstoffniklauf to heat the Nutzstoffnik with the aid of waste heat of the drive device.
  • waste heat energy
  • the waste heat is not lost to the environment, but can be used to heat the beneficial agent.
  • the energy balance of the entire household appliance can be improved in this way.
  • a power of the working medium conveying device can be reduced while maintaining the temperature of the working fluid in the working fluid circuit, whereby the energy balance of the domestic appliance can be further improved.
  • the working fluid in the working fluid circuit of the heat pump is preferably a refrigerant.
  • the heat pump preferably has a compressor as a working medium conveying device.
  • the beneficial agent in the utility cycle is preferably air or water.
  • the Nutzschniklauf can be configured as an open circuit or a closed circuit.
  • the utility is heated by means of the working fluid and the waste heat of the working medium conveyor, depending on the configuration of the domestic appliance also also by an ambient heat energy (eg the air from the environment of the domestic appliance).
  • the working medium conveying device is preferably a speed-controlled and / or power-controlled working medium conveying device.
  • the drive device for the working medium conveying device preferably has a drive electronics, which preferably has a frequency converter.
  • An electronic home appliance in this context refers to an electronic device or an electronic device for use in a building.
  • the domestic appliance can be positioned inside or outside the building.
  • the electronic domestic appliance is preferably a domestic appliance, preferably a laundry treatment appliance such as a tumble dryer or a washing machine, or a heating appliance, preferably for heating heating water (space heating) and / or service water (hot water).
  • At least one further drive device for driving a unit (eg fan, pump, laundry drum, etc.) of the domestic appliance is provided and is also this further drive device directly or indirectly with the Nutzschniklauf in heat exchange to the utility by means of a To heat waste heat (energy) of the other drive device.
  • the energy balance of the household appliance can be further improved.
  • the drive device of the working medium conveying device of the heat pump and the at least one further drive device of the unit of the domestic appliance on a common drive electronics, wherein the common drive electronics is directly or indirectly with the Nutzschniklauf in heat exchange. Due to the effective cooling capability of the drive devices in the concept of the invention, more powerful drive devices and drive electronics can be used. It is therefore possible to use a powerful drive electronics together for several drive devices and thus to allow a total of a more compact and cost-effective design of the domestic appliance.
  • the drive device may optionally be in heat exchange with one or more components of the respective circuit and / or with a line system of the respective circuit.
  • the drive device is directly connected to a component or a line of the respective circuit, for example, welded to this, in order to achieve a good thermal coupling.
  • a heat sink of the drive device protrudes into a flow of the utilization means, the working medium or the surrounding means.
  • the drive device of the working medium conveying device is connected to a temperature measuring device for detecting a temperature of the working fluid in the working medium circuit of the heat pump and is designed to drive the working fluid conveyor in dependence on the detected working fluid temperature.
  • the temperature measuring device preferably has one or more temperature sensors, which are preferably positioned at different points of the working medium circuit.
  • the temperature sensors are configured and arranged to detect the temperature of the working fluid directly or indirectly.
  • the temperature detection of the working fluid preferably prevents overheating and "overcooling" (freezing) of the working fluid and of the beneficial agent the drive device of the working medium conveyor is additionally heated.
  • the Nutzschniklauf contains a condenser of the heat pump as a heat source and an evaporator of the heat pump as a heat sink.
  • the heat pump is preferably formed in this embodiment as an air-to-air heat exchanger.
  • the Nutzstoff Vietnamese Bashambuch für Graft contains a condenser of the heat pump as a heat source and contains a fluidly separated from the Nutzstoff réellelauf ambient medium circuit an evaporator of the heat pump as a heat sink.
  • the heat pump is preferably formed in this embodiment as an air-air or air-water heat exchanger.
  • FIG. 1 is a representation for illustrating an energy balance of an electronic domestic appliance of the invention according to a first embodiment
  • FIG. 2 is an illustration for illustrating an energy balance of an electronic domestic appliance of the invention according to a second embodiment variant
  • FIG. 3 is a simplified illustration of the structure of an electronic domestic appliance according to a first embodiment of the invention.
  • Fig. 4 is a simplified representation of the structure of an electronic domestic appliance according to a second embodiment of the invention.
  • a heat pump 20 of a household appliance such as a clothes dryer is supplied environmental heat (energy) A, for example in the form of an air flow from the environment.
  • the heat pump 20 contains i.a. a drive device 40a, which has, for example, a frequency converter and drives a working medium conveying device, and generates a useful heat (energy) C, for example in the form of a heated air flow or heating water.
  • the drive device 40a of the heat pump 20 is supplied with electrical energy B.
  • electrical energy B In particular, by electrical losses generated during operation of the drive device 40a more or less waste heat (energy) D, which is lost to the domestic appliance in a conventional construction as heat loss (energy) to the environment.
  • the waste heat D of the drive device 40a in the domestic appliance according to the invention is again used directly or indirectly for (additional) heating of the utilization means, ie supplied to the useful heat C.
  • the domestic appliance has at least one further unit 12, 24 (for example blower or pump in the utility circuit, laundry drum, etc.), which is likewise driven by a drive device 40b, 40c.
  • the further drive device 40b, 40c is likewise supplied with electrical energy B and likewise generates waste heat (energy) D during operation.
  • the waste heat D of the drive device 40a of the heat pump 20 is directly or indirectly supplied to the useful heat C, i. used for heating the beneficial agent.
  • the domestic appliance or the heat pump 20 can also be operated without the supply of ambient heat (energy) A.
  • the respective utility in the utility cycle is then heated solely by the heat exchange with the working fluid of the heat pump 20.
  • the respective utilization means in the utility cycle can be additionally heated by a heating device, in particular an electric heating device, if required.
  • a heating device in particular an electric heating device
  • This additional heating can be used in particular if the ambient heat (energy) is insufficient, for example, if the ambient or outside temperatures are too low.
  • the tumble dryer 10 has a laundry drum 12 for receiving the laundry to be dried as well as a process air cycle shown closed in this embodiment as a utility cycle 14.
  • the process air is passed by means of a blower as a utility conveyor 24 through the laundry drum 12 to dry the laundry therein.
  • the process air of the utility circuit 14 includes a condenser 26 of the heat pump 20 as a heat source and optionally an additional electric heater 28.
  • the moist process air from the laundry drum 12 is fed to an evaporator 30 of the heat pump 20 as a heat sink.
  • the process air is cooled and the resulting due to the moisture absorbed from the laundry to be dried condensate is collected in a condensate tray (not shown).
  • ambient air is supplied to the condenser 26 from outside the tumble dryer 10. After absorbing moisture in the laundry drum 12 and cooling and condensing in the evaporator 30, the process air is discharged into the environment of the tumble dryer 10 again.
  • the fan 24 and the laundry drum 12 are aggregates of the tumble dryer 10.
  • Both units 12, 24 are driven by drive devices 40b, 40c, which have drive electronics.
  • the drive electronics of the drive devices 40b, 40c generate heat respectively.
  • the already mentioned heat pump 20 has a closed working fluid circuit
  • a refrigerant is passed as a working fluid.
  • a working medium conveyor 32 As a working medium conveyor 32, a variable speed and / or power-controlled compressor 32 is provided.
  • the condenser 26 and the evaporator 30 and a throttle device 34 between the condenser 26 and evaporator 30 are arranged.
  • the compressor 32 is driven by a drive device 40a, which has a drive electronics with, for example, a frequency converter. In operation, this drive electronics of the drive device 40a generates heat.
  • the warm and moist process air is passed in the process air circuit 14 after the laundry drum 12 to the evaporator 30, where it is cooled.
  • the refrigerant evaporates in the working fluid circuit 22 of the heat pump 20. That is, the evaporator 30 forms on the one hand the heat source for the working fluid circuit 22 and on the other hand, the heat sink for the process air circuit 14.
  • the vaporized refrigerant is then fed through the compressor 32 to the condenser 26, in which it under heat to the process air in the Nutzstoffmaschinelauf 14 liquefied again.
  • the condenser 26 on the one hand forms the heat sink for the working medium circuit 22 and on the other hand, the heat source for the process air circuit 14.
  • the liquefied refrigerant is then fed via the throttle device 34 back to the evaporator 30 to close the working fluid circuit 22.
  • a plurality of temperature sensors 38a, 38b, 38c for directly or indirectly detecting the temperature of the refrigerant are provided in the working medium circuit 22.
  • the driving device 40a of the compressor 32 can thus be controlled in dependence on the temperature of the refrigerant and drive the compressor 32.
  • the drive devices 40a, 40b, 40c may be directly in heat exchange with the utility circuit 14.
  • the drive devices 40a, 40b, 40c can be thermally coupled to the connection lines (exemplary points n1, n2, n3, n4) or thermally coupled to the components such as evaporator 30 or capacitor 26 (exemplary points n5, n6).
  • the heat sink of the drive device 40a, 40b, 40c for example, protrude into the Nutzschniklauf 14 in order to deliver the waste heat of the drive device directly to the process air and to heat them additionally.
  • the drive devices 40a, 40b, 40c may be indirectly in heat exchange with the utility circuit 14 by being directly in heat exchange with the working fluid circuit 22 of the heat pump 20.
  • the drive devices 40a, 40b, 40c may be thermally coupled to the connection lines (exemplary points a1, a2, a3) or to the components such as evaporator 30 or capacitor 26 may be thermally coupled (example locations a4, a5).
  • the heat sink of the drive device 40a, 40b, 40c for example, be flanged or soldered to the line connections of the working medium circuit 22 or to the capacitor 26.
  • the various drive devices 40a, 40b, 40c may be in one place, i. be arranged close to each other, or in different places ni, ai.
  • the drive device 40a of the compressor 32 may be thermally coupled to the working fluid circuit 22 and the drive devices 40b, 40c of the blower 24 and the laundry drum 12 may be thermally coupled to the Nutzstoffnikank 14.
  • the drive devices 40a, 40b, 40c for the compressor 32 of the heat pump 20, the blower 24 of the utility circuit 14 and the laundry drum 12 may also be integrated into a common drive electronics.
  • the increased demands on the efficient cooling of such a powerful drive electronics can be easily met by the above-described thermal coupling with the system by using the already existing media refrigerant and / or process air.
  • the waste heat of the combined drive electronics is supplied to the useful heat of the tumble dryer 10.
  • FIG. 4 a second embodiment of a domestic appliance of the invention will now be explained in more detail using the example of a heating appliance 10 with heat pump 20 for domestic or heating water.
  • the heating device 10 has a closed heating water circuit or open service water circuit as the utility circuit 14.
  • the water is pumped by a pump as a utility conveyor 24 through the circuit.
  • a pump for heating the water of the Nutzstoff Vietnamesemaschinen 14 includes a condenser 26 of the heat pump 20 as a heat source of the Nutzstoff Vietnamesesburgs 14 and optionally an additional electric heater (not shown).
  • the pump 24 is driven by a drive device 40b, which has a drive electronics, which generates waste heat during operation.
  • the heating device 10 also has an open air circuit as ambient medium circuit 44.
  • the ambient air is pumped through the circuit by means of a fan as ambient conveyor 46.
  • a condenser 26 of the heat pump 20 as a heat sink of the air circulation of the ambient air heat is removed.
  • the blower 46 is driven by a drive device 40d, which has drive electronics which generates waste heat during operation.
  • the heat pump 20 has a closed working medium circuit 22, through which a refrigerant is conducted as a working medium.
  • a working medium conveyor 32 As a working medium conveyor 32, a speed-controlled and / or power-controlled compressor 32 is provided.
  • the condenser 26, the evaporator 30, a throttle device 34 and a plurality of temperature sensors 38 a, 38 b, 38 c are arranged.
  • the compressor 32 is driven by a drive device 40a, which has a drive electronics with, for example, a frequency converter. In operation, this drive electronics of the drive device 40a generates waste heat.
  • the more or less warm ambient air is conducted in the environment circuit 44 to the evaporator 30, where its heat is removed.
  • the refrigerant evaporates in the working fluid circuit 22 of the heat pump 20.
  • the vaporized refrigerant is fed through the compressor 32 to the condenser 26, in which it liquefies with heat to the water in the Nutzstoffniklauf 14.
  • the liquefied refrigerant is returned via the throttle device 34 to the evaporator 30 to close the working fluid circuit 22.
  • the drive devices 40a, 40b, 40d may be directly in heat exchange with the utility circuit 14.
  • the drive devices 40a, 40b, 40d may be thermally coupled to the connection lines (exemplary points n1, n2, n3) or may be thermally coupled to the capacitor 26 (exemplary point n4).
  • the heat sink of the drive device 40b for example, protrude into the Nutzschnikank 14 in order to deliver the waste heat of the drive device directly to the process air and to heat them additionally.
  • the drive devices 40a, 40b, 40d may be indirectly in heat exchange with the utility circuit 14 by being directly in heat exchange with the working fluid circuit 22 of the heat pump 20.
  • the drive devices 40a, 40b, 40d may be thermally coupled to the connecting lines (exemplary points a1, a2, a3) or may be thermally coupled to the components such as evaporator 30 or capacitor 26 (exemplary points a4, a5). It can the heat sink of the drive device 40a, 40b, 40d, for example, be flanged or soldered to the line connections of the working medium circuit 22 or to the capacitor 26.
  • the drive devices 40a, 40b, 40d may additionally or alternatively indirectly heat exchange with the utility circuit 14 by being in direct heat exchange with the ambient medium circuit 44.
  • the drive devices 40a, 40b, 40d may be thermally coupled to the connecting lines (exemplary points u1, u2, u3) or thermally coupled to the evaporator 30 (exemplary points u4).
  • the heat sink of the drive device 40d may protrude, for example, into the ambient medium circuit 44 in order to deliver the waste heat of the drive device directly to the ambient air so that it can deliver more heat to the refrigerant in the working fluid circuit 22 in the evaporator 30.
  • the drive devices 40a, 40b, 40d for the compressor 32 of the heat pump 20, the pump 24 of the Nutzschnikankes 14 and the fan 46 of the surrounding medium circuit 44 may be arranged at common or different locations or integrated into a common drive electronics.
  • overheating and "overcooling" (freezing) of the refrigerant in the working medium circuit 22 of the heat pump 20 can be avoided with the aid of the temperature sensors 38a, 38b, 38c
  • the further drive devices 40b, 40c, 40d of the units 12, 24, 46 can be switched off, thus also preventing overheating and "overcooling" of the utilization means. For example, freezing of water in the utility lines by heating with the waste heat can be prevented.
  • 20 conclusions about the required drive power of the compressor 32 can be obtained from the detected temperature of the refrigerant in the working fluid circuit 22 of the heat pump 20.
  • the compressor 32 may be driven to achieve the same useful heat with less electrical energy, or the compressor 32 may be driven with the same electrical energy to provide greater useful heat.
  • an aging of the working medium circuit 22 eg in the form of a reduction in the amount of refrigerant
  • a leak in the working fluid circuit can be detected.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Detail Structures Of Washing Machines And Dryers (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

Ein elektronisches Hausgerät (10), wie ein Wäschebehandlungsgerät oder ein Heizungsgerät, weist eine Wärmepumpe (20) mit einem Arbeitsmittelkreislauf (22), einer Arbeitsmittel-Fördereinrichtung (32) zum Fördern eines Arbeitsmittels durch den Arbeitsmittelkreislauf (22) und einer Antriebsvorrichtung (40a) zum Antreiben der Arbeitsmittel-Fördereinrichtung (32) sowie einen Nutzmittelkreislauf (14), der mit dem Arbeitsmittelkreislauf (22) in Wärmeaustausch steht, um ein durch den Nutzmittelkreislauf (14) strömendes Nutzmittel mittels des Arbeitsmittels zu erwärmen, auf. Dabei steht die Antriebsvorrichtung (40a) der Arbeitsmittel-Fördereinrichtung (32) der Wärmepumpe (20) mittelbar oder unmittelbar mit dem Nutzmittelkreislauf (14) in Wärmeaustausch, um das Nutzmittel mit Hilfe einer Abwärme (D) der Antriebsvorrichtung (40a) zu erwärmen, sodass eine Energiebilanz des Hausgerätes verbessert werden kann.

Description

Elektronisches Hausgerät mit Wärmepumpe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Hausgerät, wie beispielsweise ein Wäschebehandlungsgerät oder ein Heizungsgerät, mit einer Wärmepumpe.
In elektronischen Haus(halts)geräten wie zum Beispiel Wäschetrocknern können zur Effizienzsteigerung Wärmepumpen zum Einsatz kommen. So offenbart zum Beispiel die EP 0 197 132 B1 einen Wäschetrockner mit einem geschlossenen oder offenen Prozessluftkreislauf, der einen Kondensator der Wärmepumpe als Wärmequelle für die Prozessluft und einen Verdampfer der Wärmepumpe als Wärmesenke für die Prozessluft enthält. Der Arbeitsmittelkreislauf der Wärmepumpe wird von einem Kältemittel durchströmt, welches mittels eines Kompressors gefördert wird. Auch die DE 10 2008 004 457 A1 zeigt einen Wäschetrockner mit einem offenen Luftkreislauf, der einen Kondensator der Wärmepumpe als Wärmequelle des Luftkreislaufs und einen Verdampfer der Wärmepumpe als Wärmesenke des Luftkreislaufs enthält.
Sowohl für den Kompressor der Wärmepumpe als auch das Gebläse des Luftkreislaufes und die Wäschetrommel sind Antriebsvorrichtungen vorhanden, die als Drehzahl-, Drehmoment- oder Leistungssteller zum Beispiel jeweils einen Frequenzumrichter enthalten. Für jede dieser Antriebsvorrichtungen sind ein oder mehrere Kühlkörper vorgesehen, welche durch natürliche oder forcierte Konvektion Wärme abführen können, um die Antriebsvorrichtung bzw. deren Elektronik zu kühlen. Die insbesondere durch elektrische Verluste in den Antriebsvorrichtungen entstehende Wärme(energie) kann so an die Umgebung des Haus(halts)gerätes abgegeben werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Hausgerät mit einer Wärmepumpe mit einer verbesserten Energiebilanz zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektronisches Hausgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Das elektronische Hausgerät der Erfindung weist eine Wärmepumpe mit einem Arbeitsmittelkreislauf, einer Arbeitsmittel-Fördereinrichtung zum Fördern eines Arbeitsmittels durch den Arbeitsmittelkreislauf und einer Antriebsvorrichtung zum Antreiben der Ar- beitsmittel-Fördereinrichtung, sowie einen Nutzmittelkreislauf, der mit dem Arbeitsmittelkreislauf in Wärmeaustausch steht, um ein durch den Nutzmittelkreislauf strömendes Nutzmittel mittels des Arbeitsmittels zu erwärmen, auf, wobei die Antriebsvorrichtung der Arbeitsmittel-Fördereinrichtung der Wärmepumpe mittelbar oder unmittelbar mit dem Nutzmittelkreislauf in Wärmeaustausch steht, um das Nutzmittel mit Hilfe einer Abwärme der Antriebsvorrichtung zu erwärmen.
Durch ein mittelbares oder unmittelbares Zuführen der Abwärme(energie) der Antriebsvorrichtung der Arbeitsmittel-Fördervorrichtung in den Nutzmittelkreislauf geht die Abwärme nicht in die Umwelt verloren, sondern kann zum Erwärmen des Nutzmittels ge- nutzt werden. Die Energiebilanz des gesamten Hausgerätes kann auf diese Weise verbessert werden.
Ferner kann durch die Nutzung der Abwärme(energie) der Antriebsvorrichtung eine Leistung der Arbeitsmittel-Fördervorrichtung bei gleichbleibender Temperatur des Arbeitsmit- tels im Arbeitsmittelkreislauf reduziert werden, wodurch die Energiebilanz des Hausgerätes weiter verbessert werden kann.
Außerdem können auf diese Weise der Aufwand und die Kosten für eine Kühlung der Antriebsvorrichtung der Arbeitsmittel-Fördervorrichtung reduziert werden, da die im Hausgerät ohnehin vorhandenen Medien (z.B. Arbeitsmittel, Nutzmittel, etc.) für eine forcierte Kühlung der Antriebsvorrichtung genutzt werden können und somit große Kühlkörper (für eine natürliche Konvektion) oder zusätzliche Lüfter (für eine forcierte Konvek- tion) entfallen können. Bei dem Arbeitsmittel im Arbeitsmittelkreislauf der Wärmepumpe handelt es sich vorzugsweise um ein Kältemittel. Die Wärmepumpe weist vorzugsweise einen Kompressor als Arbeitsmittel-Fördereinrichtung auf.
Bei dem Nutzmittel im Nutzmittelkreislauf handelt es sich - je nach Art des Hausgerätes - vorzugsweise um Luft oder Wasser. Der Nutzmittelkreislauf kann als ein offener Kreislauf oder ein geschlossener Kreislauf ausgestaltet sein. Das Nutzmittel wird mittels des Arbeitsmittels und der Abwärme der Arbeitsmittel-Fördereinrichtung erwärmt, je nach Ausgestaltung des Hausgerätes zudem auch durch eine Umgebungswärmeenergie (z.B. der Luft aus der Umgebung des Hausgerätes). Die Arbeitsmittel-Fördereinrichtung ist vorzugsweise eine drehzahlgeregelte und/oder leistungsgeregelte Arbeitsmittel-Fördereinrichtung. Die Antriebsvorrichtung für die Arbeitsmittel-Fördereinrichtung weist vorzugsweise eine Antriebselektronik auf, welche bevorzugt einen Frequenzumrichter aufweist.
Ein elektronisches Hausgerät bezeichnet in diesem Zusammenhang eine elektronische Vorrichtung oder ein elektronisches Gerät zum Einsatz in einem Gebäude. Das Hausgerät kann dabei innerhalb oder außerhalb des Gebäudes positioniert sein. Bei dem elektronischen Hausgerät handelt es sich vorzugsweise um ein Haushaltsgerät, bevorzugt um ein Wäschebehandlungsgerät wie einen Wäschetrockner oder eine Waschmaschine, oder um ein Heizungsgerät, bevorzugt zum Erwärmen von Heizwasser (Raumheizung) und/oder Brauchwasser (Warmwasser).
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine weitere Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Aggregats (z.B. Lüfter, Pumpe, Wäschetrommel, etc.) des Hausgerätes vorgesehen und steht auch diese weitere Antriebsvorrichtung mittelbar oder unmittelbar mit dem Nutzmittelkreislauf in Wärmeaustausch, um das Nutzmittel mit Hilfe einer Abwärme(energie) der weiteren Antriebsvorrichtung zu erwärmen. Die Energiebilanz des Hausgerätes kann so noch weiter verbessert werden.
Bei dieser Ausgestaltung weisen die Antriebsvorrichtung der Arbeitsmittel-Fördereinrichtung der Wärmepumpe und die wenigstens eine weitere Antriebsvorrichtung des Aggregats des Hausgerätes eine gemeinsame Antriebselektronik auf, wobei die gemeinsame Antriebselektronik mittelbar oder unmittelbar mit dem Nutzmittelkreislauf in Wärmeaustausch steht. Aufgrund der effektiven Kühlmöglichkeit der Antriebsvorrichtungen bei dem Konzept der Erfindung können leistungsstärkere Antriebsvorrichtungen und Antriebselektroniken eingesetzt werden. Es besteht daher die Möglichkeit, eine leistungsstarke Antriebselektronik gemeinsam für mehrere Antriebsvorrichtungen zu nutzen und damit insgesamt eine kompaktere und kostengünstigere Bauweise des Hausgerätes zu ermöglichen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung steht die Antriebsvorrichtung der Arbeitsmittel-Fördereinrichtung der Wärmepumpe - und ggf. auch die weitere Antriebsvorrichtung eines Aggregats des Hausgerätes - mit dem Nutzmittelkreislauf des Hausgerätes, einem Umgebungsmittelkreislauf des Hausgerätes und/oder dem Arbeitsmittelkreislauf der Wärmepumpe unmittelbar in Wärmeaustausch. Dabei kann die Antriebsvorrichtung wahlweise mit einer oder mehreren Komponenten des jeweiligen Kreislaufes und/oder mit einem Leitungssystem des jeweiligen Kreislaufes in Wärmeaustausch ste- hen. Vorzugsweise ist die Antriebsvorrichtung direkt mit einer Komponente oder einer Leitung des jeweiligen Kreislaufes verbunden, beispielsweise an diese angeschweißt, um eine gute thermische Kopplung zu erzielen. Vorzugsweise ragt ein Kühlkörper der Antriebsvorrichtung in einen Strom des Nutzmittels, des Arbeitsmittels oder des Umgebungsmittels hinein.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebsvorrichtung der Arbeitsmittel-Fördereinrichtung mit einer Temperaturmessvorrichtung zum Erfassen einer Temperatur des Arbeitsmittels im Arbeitsmittelkreislauf der Wärmepumpe verbunden und ist ausgestaltet, um die Arbeitsmittel-Fördereinrichtung in Abhängigkeit von der erfassten Arbeitsmitteltemperatur anzutreiben. Die Temperaturmessvorrichtung weist vorzugsweise einen oder mehrere Temperatursensoren auf, welche vorzugsweise an unterschiedlichen Stellen des Arbeitsmittelkreislaufes positioniert sind. Die Temperatursensoren sind ausgestaltet und angeordnet, um die Temperatur des Arbeitsmittels direkt oder indirekt zu erfassen. Durch die Temperaturerfassung des Arbeitsmittels können vorzugsweise eine Überhitzung und eine„Unterkühlung" (Gefrierung) des Arbeitsmittels und auch des Nutzmittels verhindert werden. Außerdem kann durch die Temperaturerfassung des Arbeitsmittels vorzugsweise die Förderleistung der Arbeitsmittel- Fördereinrichtung reduziert werden, wenn das Arbeitsmittel mit Hilfe der Abwärme der Antriebsvorrichtung der Arbeitsmittel-Fördereinrichtung zusätzlich erwärmt wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält der Nutzmittelkreislauf einen Kondensator der Wärmepumpe als Wärmequelle und einen Verdampfer der Wärmepumpe als Wärmesenke. Die Wärmepumpe ist bei dieser Ausgestaltung vorzugsweise als Luft-Luft-Wärmetauscher ausgebildet.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält der Nutzmittelkreislauf einen Kondensator der Wärmepumpe als Wärmequelle und enthält ein von dem Nutzmittelkreislauf fluidisch getrennter Umgebungsmittelkreislauf einen Verdampfer der Wärmepumpe als Wärmesenke. Die Wärmepumpe ist bei dieser Ausgestaltung vorzugsweise als Luft-Luft- oder Luft-Wasser-Wärmetauscher ausgebildet.
Die Begriffe Wärmequelle und Wärmesenke werden in diesem Zusammenhang jeweils bezogen auf den Nutzmittelkreislauf verwendet. D.h. das Nutzmittel wird an der Wärmequelle erwärmt und an der Wärmesenke gekühlt. Bezogen auf den Arbeitsmittelkreislauf wirken diese Komponenten gerade umgekehrt, d.h. die Wärmequelle des Nutzmittelkreislaufs bildet die Wärmesenke des Arbeitsmittelkreislaufs, an der das Arbeitsmittel abgekühlt wird, und die Wärmesenke des Nutzmittelkreislaufs bildet die Wärmequelle des Arbeitsmittelkreislaufs, an der das Arbeitsmittel erwärmt wird. Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, nicht-einschränkender Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen, größtenteils schematisch:
Fig. 1 eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Energiebilanz eines elektronischen Hausgerätes der Erfindung gemäß einer ersten Ausführungsvariante;
Fig. 2 eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Energiebilanz eines elektronischen Hausgerätes der Erfindung gemäß einer zweiten Ausführungsvariante;
Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung des Aufbaus eines elektronischen Hausgerätes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung des Aufbaus eines elektronischen Hausgerätes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das Grundkonzept der Erfindung wird zunächst Bezug nehmend auf Fig. 1 näher veranschaulicht.
Einer Wärmepumpe 20 eines Hausgerätes wie beispielsweise eines Wäschetrockners wird Umweltwärme(energie) A zum Beispiel in Form eines Luftstroms aus der Umgebung zugeführt. Die Wärmepumpe 20 enthält u.a. eine Antriebsvorrichtung 40a, welche zum Beispiel einen Frequenzumrichter aufweist und eine Arbeitsmittel-Fördereinrichtung antreibt, und erzeugt eine Nutzwärme(energie) C zum Beispiel in Form eines erwärmten Luftstroms oder eines Heizwassers.
Die Antriebsvorrichtung 40a der Wärmepumpe 20 wird mit elektrischer Energie B versorgt. Insbesondere durch elektrische Verluste erzeugt die Antriebsvorrichtung 40a im Betrieb mehr oder weniger Abwärme(energie) D, welche dem Hausgerät bei einer herkömmlichen Konstruktion als Verlustwärme(energie) an die Umgebung verloren geht.
Wie in Fig. 1 durch die gestrichelten Linien veranschaulicht, wird die Abwärme D der Antriebsvorrichtung 40a bei dem erfindungsgemäßen Hausgerät jedoch wieder mittelbar oder unmittelbar zur (zusätzlichen) Erwärmung des Nutzmittels verwendet, d.h. der Nutzwärme C zugeführt. Dies geschieht beispielsweise durch einen Wärmeaustausch mit dem Nutzmittelkreislauf, dem Arbeitsmittelkreislauf der Wärmepumpe und/oder dem Umgebungsmittelkreislauf. Durch die Rückführung der Abwärme der Antriebsvorrichtung 40a zum System können verschiedene Vorteile erzielt werden. Insbesondere lässt sich die gesamte Energiebilanz des jeweiligen Hausgerätes verbessern. Außerdem können Maßnahmen zum Kühlen der Antriebsvorrichtung 40a entfallen oder zumindest einfacher ausgestaltet werden.
In der Ausführungsvariante von Fig. 2 kann die Energiebilanz des jeweiligen Hausgerätes im Vergleich zur obigen ersten Ausführungsvariante noch weiter verbessert werden.
Wie in Fig. 2 dargestellt, weist das Hausgerät wenigstens ein weiteres Aggregat 12, 24 (zum Beispiel Gebläse oder Pumpe im Nutzmittelkreislauf, Wäschetrommel, etc.) auf, welches ebenfalls von einer Antriebsvorrichtung 40b, 40c angetrieben wird. Die weitere Antriebsvorrichtung 40b, 40c wird ebenfalls mit elektrischer Energie B versorgt und erzeugt im Betrieb ebenfalls Abwärme(energie) D.
Wie die Abwärme D der Antriebsvorrichtung 40a der Wärmepumpe 20 wird auch die Abwärme D der weiteren Antriebsvorrichtung 40b, 40c des Aggregats 12, 24 mittelbar oder unmittelbar der Nutzwärme C zugeführt, d.h. zum Erwärmen des Nutzmittels genutzt.
Bei dieser zweiten Ausführungsvariante besteht zudem die Möglichkeit, die Antriebsvorrichtung 40a der Wärmepumpe 20 und die weitere Antriebsvorrichtung 40b, 40c des Aggregats 12, 24 zu kombinieren, indem sie eine gemeinsame Antriebselektronik aufweisen. In diesem Fall kann dann diese gemeinsame Antriebselektronik mittelbar oder unmittelbar mit dem Nutzmittelkreislauf in Wärmeaustausch stehen, um ihre Abwärme D der Nutzwärme C zuzuführen.
In einer Abwandlung der beiden oben beschriebenen Ausführungsvarianten können das Hausgerät bzw. die Wärmepumpe 20 auch ohne die Zufuhr von Umgebungswär- me(energie) A betrieben werden. Das jeweilige Nutzmittel im Nutzmittelkreislauf wird dann allein durch den Wärmeaustausch mit dem Arbeitsmittel der Wärmepumpe 20 erwärmt.
In einer weiteren Abwandlung der beiden oben beschriebenen Ausführungsvarianten kann das jeweilige Nutzmittel im Nutzmittelkreislauf bei Bedarf zusätzlich durch eine Heizvorrichtung, insbesondere eine elektrische Heizvorrichtung, erwärmt werden. Diese Zusatzheizung kann insbesondere dann zum Einsatz kommen, wenn die Umgebungs- wärme(energie) zum Beispiel bei zu niedrigen Umgebungs- bzw. Außentemperaturen nicht ausreicht. Bezug nehmend auf Fig. 3 wird nun ein erstes Ausführungsbeispiel eines Hausgerätes der Erfindung am Beispiel eines Wäschetrockners 10 mit Wärmepumpe 20 näher erläutert.
Der Wäschetrockner 10 weist eine Wäschetrommel 12 zum Aufnehmen der zu trocknenden Wäsche sowie einen in diesem Ausführungsbeispiel geschlossen dargestellten Prozessluftkreislauf als Nutzmittelkreislauf 14 auf. Die Prozessluft wird mittels eines Gebläses als Nutzmittel-Fördereinrichtung 24 durch die Wäschetrommel 12 geleitet, um die Wäsche darin zu trocknen.
Zum Erwärmen der Prozessluft enthält der Nutzmittelkreislauf 14 einen Kondensator 26 der Wärmepumpe 20 als Wärmequelle sowie optional eine zusätzliche elektrische Heizung 28. Die feuchte Prozessluft aus der Wäschetrommel 12 wird einem Verdampfer 30 der Wärmepumpe 20 als Wärmesenke zugeleitet. Im Verdampfer 30 wird die Prozessluft abgekühlt und das dabei aufgrund der aus der zu trocknenden Wäsche aufgenommenen Feuchtigkeit entstehende Kondensat wird in einer Kondensatwanne (nicht dargestellt) aufgefangen. In einem offenen Prozessluftkreislauf 14 wird dem Kondensator 26 Umgebungsluft von außerhalb des Wäschetrockners 10 zugeführt. Nach dem Aufnehmen von Feuchtigkeit in der Wäschetrommel 12 und dem Abkühlen und Kondensieren im Verdampfer 30 wird die Prozessluft wieder in die Umgebung des Wäschetrockners 10 abgegeben. Das Gebläse 24 und die Wäschetrommel 12 sind Aggregate des Wäschetrockners 10.
Beide Aggregate 12, 24 werden von Antriebsvorrichtungen 40b, 40c angetrieben, welche eine Antriebselektronik aufweisen. Im Betrieb erzeugt die Antriebselektronik der Antriebsvorrichtungen 40b, 40c jeweils Wärme. Die bereits erwähnte Wärmepumpe 20 weist einen geschlossenen Arbeitsmittelkreislauf
22 auf, durch den ein Kältemittel als Arbeitsmittel geleitet wird. Als Arbeitsmittel- Fördereinrichtung 32 ist ein drehzahlgeregelter und/oder leistungsgeregelter Kompressor 32 vorgesehen. Zudem sind in dem Arbeitsmittelkreislauf 22 der Kondensator 26 und der Verdampfer 30 sowie eine Drosseleinrichtung 34 zwischen Kondensator 26 und Ver- dampfer 30 angeordnet.
Der Kompressor 32 wird von einer Antriebsvorrichtung 40a angetrieben, welche eine Antriebselektronik mit zum Beispiel einem Frequenzumrichter aufweist. Im Betrieb erzeugt diese Antriebselektronik der Antriebsvorrichtung 40a Wärme. Die warme und feuchte Prozessluft wird im Prozessluftkreislauf 14 nach der Wäschetrommel 12 zum Verdampfer 30 geleitet, wo sie abgekühlt wird. Dabei verdampft das Kältemittel im Arbeitsmittelkreislauf 22 der Wärmepumpe 20. D.h. der Verdampfer 30 bildet einerseits die Wärmequelle für den Arbeitsmittelkreislauf 22 und andererseits die Wärmesenke für den Prozessluftkreislauf 14. Das verdampfte Kältemittel wird durch den Kompressor 32 dann dem Kondensator 26 zugeleitet, in dem es sich unter Wärmeabgabe an die Prozessluft im Nutzmittelkreislauf 14 wieder verflüssigt. D.h. der Kondensator 26 bildet einerseits die Wärmesenke für den Arbeitsmittelkreislauf 22 und andererseits die Wärmequelle für den Prozessluftkreislauf 14. Das verflüssigte Kältemittel wird über die Drosseleinrichtung 34 danach wieder dem Verdampfer 30 zugeführt, um den Arbeitsmittelkreislauf 22 zu schließen.
Wie in Fig. 3 angedeutet, sind in dem Arbeitsmittelkreislauf 22 mehrere Temperatursensoren 38a, 38b, 38c zum direkten oder indirekten Erfassen der Temperatur des Kältemittels vorgesehen. Die Antriebsvorrichtung 40a des Kompressors 32 kann so in Abhängigkeit von der Temperatur des Kältemittels gesteuert werden und den Kompressor 32 antreiben.
In Fig. 3 sind mehrere Stellen angedeutet, an denen die Antriebsvorrichtung 40a des Kompressors 32 und optional auch die weiteren Antriebsvorrichtungen 40b, 40c der Aggregate 12, 24 durch eine thermische Kopplung unmittelbar oder mittelbar mit dem Nutzmittelkreislauf 14 in Wärmeaustausch stehen, um ihre Abwärme der Nutzwärme des Systems zuzuführen.
Beispielsweise können die Antriebsvorrichtungen 40a, 40b, 40c unmittelbar mit dem Nutzmittelkreislauf 14 in Wärmeaustausch stehen. Dabei können die Antriebsvorrichtungen 40a, 40b, 40c mit den Verbindungsleitungen thermisch gekoppelt sein (beispielhafte Stellen n1 , n2, n3, n4) oder mit den Komponenten wie Verdampfer 30 oder Kondensator 26 thermisch gekoppelt sein (beispielhafte Stellen n5, n6). Dabei kann der Kühlkörper der Antriebsvorrichtung 40a, 40b, 40c zum Beispiel in den Nutzmittelkreislauf 14 hinein ragen, um die Abwärme der Antriebsvorrichtung direkt an die Prozessluft abzugeben und diese zusätzlich zu erwärmen.
Zusätzlich oder alternativ können die Antriebsvorrichtungen 40a, 40b, 40c mittelbar mit dem Nutzmittelkreislauf 14 in Wärmeaustausch stehen, indem sie unmittelbar mit dem Arbeitsmittelkreislauf 22 der Wärmepumpe 20 in Wärmeaustausch stehen. Dabei können die Antriebsvorrichtungen 40a, 40b, 40c mit den Verbindungsleitungen thermisch gekoppelt sein (beispielhafte Stellen a1 , a2, a3) oder mit den Komponenten wie Verdampfer 30 oder Kondensator 26 thermisch gekoppelt sein (beispielhafte Stellen a4, a5). Dabei kann der Kühlkörper der Antriebsvorrichtung 40a, 40b, 40c zum Beispiel an die Leitungsverbindungen des Arbeitsmittelkreislaufes 22 oder an den Kondensator 26 angeflanscht oder angelötet werden.
Die verschiedenen Antriebsvorrichtungen 40a, 40b, 40c können an einer Stelle, d.h. nahe beieinander, oder an verschiedenen Stellen ni, ai angeordnet werden. Beispielsweise kann die Antriebsvorrichtung 40a des Kompressors 32 mit dem Arbeitsmittelkreislauf 22 thermisch gekoppelt sein und können die Antriebsvorrichtungen 40b, 40c des Gebläses 24 und der Wäschetrommel 12 mit dem Nutzmittelkreislauf 14 thermisch gekoppelt sein.
Die Antriebsvorrichtungen 40a, 40b, 40c für den Kompressor 32 der Wärmepumpe 20, das Gebläse 24 des Nutzmittelkreislaufes 14 und die Wäschetrommel 12 können außerdem zu einer gemeinsamen Antriebselektronik integriert sein. Die erhöhten Anforderungen an die effiziente Kühlung einer solchen leistungsstarken Antriebselektronik können durch die oben beschriebene thermische Kopplung mit dem System problemlos erfüllt werden, indem die ohnehin vorhandenen Medien Kältemittel und/oder Prozessluft genutzt werden. Gleichzeitig wird die Abwärme der kombinierten Antriebselektronik der Nutzwärme des Wäschetrockners 10 zugeführt.
Bezug nehmend auf Fig. 4 wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel eines Hausgerätes der Erfindung am Beispiel eines Heizungsgerätes 10 mit Wärmepumpe 20 für Brauchoder Heizungswasser näher erläutert.
Das Heizungsgerät 10 weist einen geschlossenen Heizungswasserkreislauf oder offenen Brauchwasserkreislauf als Nutzmittelkreislauf 14 auf. Das Wasser wird mittels einer Pumpe als Nutzmittel-Fördereinrichtung 24 durch den Kreislauf gepumpt. Zum Erwärmen des Wassers enthält der Nutzmittelkreislauf 14 einen Kondensator 26 der Wärmepumpe 20 als Wärmequelle des Nutzmittelkreislaufs 14 sowie optional eine zusätzliche elektrische Heizung (nicht dargestellt). Die Pumpe 24 wird von einer Antriebsvorrichtung 40b angetrieben, welche eine Antriebselektronik aufweist, die im Betrieb Abwärme erzeugt.
Das Heizungsgerät 10 weist zudem einen offenen Luftkreislauf als Umgebungsmittelkreislauf 44 auf. Die Umgebungsluft wird mittels eines Gebläses als Umgebungsmittel-Fördereinrichtung 46 durch den Kreislauf gepumpt. In einem Kondensator 26 der Wärmepumpe 20 als Wärmesenke des Luftkreislaufs wird der Umgebungsluft Wärme entzogen. Das Gebläse 46 wird von einer Antriebsvorrichtung 40d angetrieben, welche eine Antriebselektronik aufweist, die im Betrieb Abwärme erzeugt. Die Wärmepumpe 20 weist wie im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 einen geschlossenen Arbeitsmittelkreislauf 22 auf, durch den ein Kältemittel als Arbeitsmittel geleitet wird. Als Arbeitsmittel-Fördereinrichtung 32 ist ein drehzahlgeregelter und/oder leistungsgeregelter Kompressor 32 vorgesehen. Zudem sind in dem Arbeitsmittelkreislauf 22 der Kondensator 26, der Verdampfer 30, eine Drosseleinrichtung 34 und mehrere Temperatursensoren 38a, 38b, 38c angeordnet. Der Kompressor 32 wird von einer Antriebsvorrichtung 40a angetrieben, welche eine Antriebselektronik mit zum Beispiel einem Frequenzumrichter aufweist. Im Betrieb erzeugt diese Antriebselektronik der Antriebsvorrichtung 40a Abwärme.
Die mehr oder weniger warme Umgebungsluft wird im Umgebungsmittelkreislauf 44 zum Verdampfer 30 geleitet, wo ihr Wärme entzogen wird. Dabei verdampft das Kältemittel im Arbeitsmittelkreislauf 22 der Wärmepumpe 20. Das verdampfte Kältemittel wird durch den Kompressor 32 dem Kondensator 26 zugeleitet, in dem es sich unter Wärmeabgabe an das Wasser im Nutzmittelkreislauf 14 verflüssigt. Das verflüssigte Kältemittel wird über die Drosseleinrichtung 34 wieder dem Verdampfer 30 zugeführt, um den Arbeitsmittelkreislauf 22 zu schließen.
Auch in Fig. 4 sind mehrere Stellen angedeutet, an denen die Antriebsvorrichtung 40a des Kompressors 32 und optional auch die weiteren Antriebsvorrichtungen 40b, 40d der Aggregate 24, 46 durch eine thermische Kopplung unmittelbar oder mittelbar mit dem Nutzmittelkreislauf 14 in Wärmeaustausch stehen, um deren Abwärme der Nutzwärme des Systems zuzuführen.
Beispielsweise können die Antriebsvorrichtungen 40a, 40b, 40d unmittelbar mit dem Nutzmittelkreislauf 14 in Wärmeaustausch stehen. Dabei können die Antriebsvorrichtungen 40a, 40b, 40d mit den Verbindungsleitungen thermisch gekoppelt sein (beispielhafte Stellen n1 , n2, n3) oder mit dem Kondensator 26 thermisch gekoppelt sein (beispielhafte Stelle n4). Dabei kann der Kühlkörper der Antriebsvorrichtung 40b zum Beispiel in den Nutzmittelkreislauf 14 hinein ragen, um die Abwärme der Antriebsvorrichtung direkt an die Prozessluft abzugeben und diese zusätzlich zu erwärmen.
Zusätzlich oder alternativ können die Antriebsvorrichtungen 40a, 40b, 40d mittelbar mit dem Nutzmittelkreislauf 14 in Wärmeaustausch stehen, indem sie unmittelbar mit dem Arbeitsmittelkreislauf 22 der Wärmepumpe 20 in Wärmeaustausch stehen. Dabei können die Antriebsvorrichtungen 40a, 40b, 40d mit den Verbindungsleitungen thermisch gekoppelt sein (beispielhafte Stellen a1 , a2, a3) oder mit den Komponenten wie Verdampfer 30 oder Kondensator 26 thermisch gekoppelt sein (beispielhafte Stellen a4, a5). Dabei kann der Kühlkörper der Antriebsvorrichtung 40a, 40b, 40d zum Beispiel an die Leitungsverbindungen des Arbeitsmittelkreislaufes 22 oder an den Kondensator 26 angeflanscht oder angelötet werden.
Ferner können die Antriebsvorrichtungen 40a, 40b, 40d zusätzlich oder alternativ mittelbar mit dem Nutzmittelkreislauf 14 in Wärmeaustausch stehen, indem sie unmittelbar mit dem Umgebungsmittelkreislauf 44 in Wärmeaustausch stehen. Dabei können die Antriebsvorrichtungen 40a, 40b, 40d mit den Verbindungsleitungen thermisch gekoppelt sein (beispielhafte Stellen u1 , u2, u3) oder mit dem Verdampfer 30 thermisch gekoppelt sein (beispielhafte Stellen u4). Dabei kann der Kühlkörper der Antriebsvorrichtung 40d zum Beispiel in den Umgebungsmittelkreislauf 44 hinein ragen, um die Abwärme der Antriebsvorrichtung direkt an die Umgebungsluft abzugeben, sodass diese im Verdampfer 30 mehr Wärme an das Kältemittel im Arbeitsmittelkreislauf 22 abgeben kann.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel können die Antriebsvorrichtungen 40a, 40b, 40d für den Kompressor 32 der Wärmepumpe 20, die Pumpe 24 des Nutzmittelkreislaufes 14 und das Gebläse 46 des Umgebungsmittelkreislaufes 44 an gemeinsamen oder unterschiedlichen Stellen angeordnet werden oder zu einer gemeinsamen Antriebselektronik integriert sein.
In beiden Ausführungsbeispielen von Fig. 3 und 4 können mit Hilfe der Temperatursensoren 38a, 38b, 38c eine Überhitzung und eine„Unterkühlung" (Gefrierung) des Kältemittels im Arbeitsmittelkreislauf 22 der Wärmepumpe 20 vermieden werden. Hierzu können die Antriebsvorrichtung 40a des Kompressors 32 und ggf. auch die weiteren Antriebsvorrichtungen 40b, 40c, 40d der Aggregate 12, 24, 46 abgeschaltet werden. Zusätzlich können so auch eine Überhitzung und eine„Unterkühlung" des Nutzmittels verhindert werden. Zum Beispiel kann ein Gefrieren von Wasser in den Nutzmittelleitungen durch Beheizen mit der Abwärme verhindert werden.
Außerdem können aus der erfassten Temperatur des Kältemittels im Arbeitsmittelkreislauf 22 der Wärmepumpe 20 Rückschlüsse über die benötigte Antriebsleistung des Kompressors 32 gewonnen werden. Wahlweise kann der Kompressor 32 zum Erzielen einer gleichen Nutzwärme mit weniger elektrischer Energie angetrieben werden oder kann der Kompressor 32 mit gleicher elektrischer Energie zum Erzielen einer größeren Nutzwärme angetrieben werden. Ferner können durch die Temperatur- und Leistungserfassung eine Alterung des Arbeitsmittelkreislaufs 22 (z.B. in Form einer Verringerung der Kältemittelmenge) oder ein Leck im Arbeitsmittelkreislauf erkannt werden. BEZUGSZIFFERNLISTE
10 elektronisches Hausgerät
12 Aggregat, Wäschetrommel
14 Nutzmittelkreislauf
20 Wärmepumpe
22 Arbeitsmittelkreislauf, Kältemittelkreislauf
24 Aggregat, Nutzmittel-Fördereinrichtung
26 Kondensator, Wärmequelle des Nutzmittelkreislaufs
28 Heizeinrichtung
30 Verdampfer, Wärmesenke des Nutzmittelkreislaufs
32 Arbeitsmittel-Fördereinrichtung, Kompressor
34 Drosseleinrichtung
38n Temperaturmesseinrichtungen
40n Antriebsvorrichtungen
44 Umgebungsmittelkreislauf
46 Umgebungsmittel-Fördereinrichtung
A Umweltwärme(energie)
B elektrische Energie
C Nutzwärme(energie)
D Abwärme(energie)

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Elektronisches Hausgerät (10), aufweisend:
eine Wärmepumpe (20) mit einem Arbeitsmittelkreislauf (22), einer Arbeitsmittel- Fördereinrichtung (32) zum Fördern eines Arbeitsmittels durch den Arbeitsmittelkreislauf (22) und einer Antriebsvorrichtung (40a) zum Antreiben der Arbeitsmittel- Fördereinrichtung (32), und
einen Nutzmittelkreislauf (14), der mit dem Arbeitsmittelkreislauf (22) in Wärmeaustausch steht, um ein durch den Nutzmittelkreislauf (14) strömendes Nutzmittel mittels des Arbeitsmittels zu erwärmen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Antriebsvorrichtung (40a) der Arbeitsmittel-Fördereinrichtung (32) der Wärmepumpe (20) mittelbar oder unmittelbar mit dem Nutzmittelkreislauf (14) in Wärmeaustausch steht, um das Nutzmittel mit Hilfe einer Abwärme (D) der Antriebsvorrichtung (40a) zu erwärmen.
2. Elektronisches Hausgerät nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine weitere Antriebsvorrichtung (40b, 40c, 40d) zum Antreiben eines Aggregats (12, 24, 46) des Hausgerätes (10) vorgesehen ist, und
auch die weitere Antriebsvorrichtung (40b, 40c, 40d) des Aggregats (12, 24, 46) mittelbar oder unmittelbar mit dem Nutzmittelkreislauf (14) in Wärmeaustausch steht, um das Nutzmittel mit Hilfe einer Abwärme (D) der weiteren Antriebsvorrichtung (40b, 40c, 40d) zu erwärmen.
3. Elektronisches Hausgerät nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Antriebsvorrichtung (40a) der Arbeitsmittel-Fördereinrichtung (32) der Wärmepumpe (20) und die weitere Antriebsvorrichtung (40b, 40c, 40d) des Aggregats (12, 24, 46) des Hausgerätes (10) eine gemeinsame Antriebselektronik aufweisen, wobei die gemeinsame Antriebselektronik mittelbar oder unmittelbar mit dem Nutzmittelkreislauf (14) in Wärmeaustausch steht.
4. Elektronisches Hausgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (40a) der Arbeitsmittel-Fördereinrichtung (32) der Wärmepumpe (20) mit dem Nutzmittelkreislauf (14) des Hausgerätes (10), einem Umgebungsmittelkreislauf (44) des Hausgerätes (10) und/oder dem Arbeitsmittelkreislauf (22) der Wärmepumpe (20) unmittelbar in Wärmeaustausch steht.
5. Elektronisches Hausgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Antriebsvorrichtung (40a) der Arbeitsmittel-Fördereinrichtung (32) mit einer Temperaturmessvorrichtung (38a, 38b, 38c) zum Erfassen einer Temperatur des Arbeitsmittels im Arbeitsmittelkreislauf (22) der Wärmepumpe (20) verbunden ist und ausgestaltet ist, um die Arbeitsmittel-Fördereinrichtung (32) in Abhängigkeit von der erfassten Arbeitsmitteltemperatur anzutreiben.
6. Elektronisches Hausgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Nutzmittelkreislauf (14) als ein offener Kreislauf oder ein geschlossener Kreislauf ausgestaltet ist.
7. Elektronisches Hausgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Nutzmittelkreislauf (14) einen Kondensator (26) der Wärmepumpe (20) als Wärmequelle (26) und einen Verdampfer (30) der Wärmepumpe (20) als Wärmesenke enthält.
8. Elektronisches Hausgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Nutzmittelkreislauf (14) einen Kondensator (26) der Wärmepumpe (20) als Wärmequelle (26) enthält und ein von dem Nutzmittelkreislauf (14) fluidisch getrennter Umgebungsmittelkreislauf (44) einen Verdampfer (30) der Wärmepumpe (20) als Wärmesenke enthält.
9. Elektronisches Hausgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Hausgerät (10) ein Wäschebehandlungsgerät ist.
10. Elektronisches Hausgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Hausgerät (10) ein Heizungsgerät ist.
PCT/EP2014/001646 2013-06-24 2014-06-17 Elektronisches hausgerät mit wärmepumpe WO2014206538A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14731160.9A EP3014012A1 (de) 2013-06-24 2014-06-17 Elektronisches hausgerät mit wärmepumpe

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013010440 2013-06-24
DE102013010440.8 2013-06-24
DE102014002471.7 2014-02-21
DE201410002471 DE102014002471A1 (de) 2013-06-24 2014-02-21 Elektronisches Hausgerät mit Wärmepumpe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014206538A1 true WO2014206538A1 (de) 2014-12-31

Family

ID=52010493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/001646 WO2014206538A1 (de) 2013-06-24 2014-06-17 Elektronisches hausgerät mit wärmepumpe

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3014012A1 (de)
DE (1) DE102014002471A1 (de)
WO (1) WO2014206538A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107576062A (zh) * 2015-01-09 2018-01-12 蔡留凤 自控干衣空气能热水器及其工作方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014118791A1 (de) * 2014-12-17 2016-06-23 Miele & Cie. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Bereitstellen von Heizleistung für ein Wäschebehandlungsgerät und Wäschebehandlungsgerät

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986002149A1 (en) * 1984-10-05 1986-04-10 Michael Goldberg Heat pump closed loop drying
WO2008116726A2 (de) * 2007-03-23 2008-10-02 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Kondensationstrockner und verfahren zum betreiben eines kondensationstrockners
DE102008004457A1 (de) * 2008-01-15 2009-07-16 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Trockner mit einer Wärmepumpe und einem Gebläse
DE102008044285A1 (de) * 2008-12-02 2010-06-10 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Wäschetrockner mit einem Lüfter
EP2343411A1 (de) * 2010-01-07 2011-07-13 Miele & Cie. KG Wäschetrockner mit Wärmepumpe
EP2407587A1 (de) * 2010-07-16 2012-01-18 Miele & Cie. KG Wäschetrockner mit Wärmepumpe
EP2476796A1 (de) * 2011-01-13 2012-07-18 Miele & Cie. KG Wäschetrockner mit Wärmepumpe

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3014029A1 (de) * 1980-04-11 1981-10-22 Rheinisch-Westfälisches Elektrizitätswerk AG, 4300 Essen Waermepumpenanlagen fuer heizungszwecke
DE4409607C2 (de) * 1993-04-21 2002-03-14 Miele & Cie Kondensationswäschetrockner mit einer Wärmepumpe
JP4326445B2 (ja) * 2004-10-20 2009-09-09 三洋電機株式会社 洗濯乾燥機
DE102008054835A1 (de) * 2008-12-17 2010-07-01 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Wäschetrockner
DE102011085468A1 (de) * 2011-10-28 2013-05-02 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Wäschetrocknungsgerät mit einer Wärmepumpe und einem Antrieb der Wärmepumpe

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986002149A1 (en) * 1984-10-05 1986-04-10 Michael Goldberg Heat pump closed loop drying
WO2008116726A2 (de) * 2007-03-23 2008-10-02 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Kondensationstrockner und verfahren zum betreiben eines kondensationstrockners
DE102008004457A1 (de) * 2008-01-15 2009-07-16 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Trockner mit einer Wärmepumpe und einem Gebläse
DE102008044285A1 (de) * 2008-12-02 2010-06-10 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Wäschetrockner mit einem Lüfter
EP2343411A1 (de) * 2010-01-07 2011-07-13 Miele & Cie. KG Wäschetrockner mit Wärmepumpe
EP2407587A1 (de) * 2010-07-16 2012-01-18 Miele & Cie. KG Wäschetrockner mit Wärmepumpe
EP2476796A1 (de) * 2011-01-13 2012-07-18 Miele & Cie. KG Wäschetrockner mit Wärmepumpe

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3014012A1 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107576062A (zh) * 2015-01-09 2018-01-12 蔡留凤 自控干衣空气能热水器及其工作方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3014012A1 (de) 2016-05-04
DE102014002471A1 (de) 2014-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4409607C2 (de) Kondensationswäschetrockner mit einer Wärmepumpe
EP2058428B1 (de) Trockner mit Wärmepumpe
DE202006018205U1 (de) Wäschetrockner mit Zusatzwärmetauscher
EP2065509A1 (de) Ablufttrockner mit einer Wärmepumpe und einem ersten Gebläse
DE102005062939A1 (de) Hausgerät zur Pflege von Wäschestücken
EP1983095A2 (de) Wäschetrockner mit Heizung im Wärmepumpenkreislauf
EP3034675B1 (de) Vorrichtung zum erhitzen einer behandlungsflüssigkeit für ein wäschebehandlungsgerät und wäschebehandlungsgerät
WO2008031688A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum trocknen von waschgut mit einer wärmepumpe und einem wärmetauscher
DE2914859C2 (de) Wäschetrockner
EP2238287B1 (de) Ablufttrockner mit einem gebläse
EP2883996A1 (de) Kompressorbaugruppe für einen eine Wärmepumpe aufweisenden Wäschetrockner, sowie entsprechender Wäschetrockner
EP2041359B1 (de) Hausgerät zur pflege von wäschestücken und verfahren zum leiten von kühlluft in einem solchen hausgerät
EP2407587B1 (de) Wäschetrockner mit Wärmepumpe
DE102011005164A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen eines Gutes
EP1969171B1 (de) Wärmepumpenanlage, insbesondere für ein hausgerät
WO2014206538A1 (de) Elektronisches hausgerät mit wärmepumpe
DE102012207740A1 (de) Verfahren zum beladungsabhängigen Betrieb eines Trockners sowie hierzu geeigneter Trockner
EP2759635A2 (de) Wäschetrockner mit Zusatzheizung und Zusatzwärmetauscher
DE102014106754A1 (de) Trocknergerät mit einer magnetokalorischen Einheit
DE102008054835A1 (de) Wäschetrockner
DE102021100417A1 (de) Wäschebehandlungsvorrichtung
DE102010028441A1 (de) Waschtrockner mit einer Wärmepumpe und Verfahren zu seinem Betrieb
EP3759274B1 (de) Gerät zum trocknen von wäsche
WO2012031791A1 (de) Verfahren und anordnung zum trocknen einer transformatorkomponente
EP3034674B1 (de) Vorrichtung zum bereitstellen von heizleistung für ein wäschebehandlungsgerät und wäschebehandlungsgerät

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14731160

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014731160

Country of ref document: EP