DE102019220038A1

DE102019220038A1 - Wärmepumpensystem mit Komponenten einer Wärmepumpe

Info

Publication number: DE102019220038A1
Application number: DE102019220038.9A
Authority: DE
Inventors: Jan Westra; Maarten van Bentem; Patrick Stuut; Ralph Plantagie; Willem Boesveld
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2021-06-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wärmepumpensystem (10) mit Komponenten (16) einer Wärmepumpe (20), die zumindest teilweise in einem Gebäude (14) angeordnet sind, mit mindestens einem einem Luftstrom (30) ausgesetzten Verdampfer (28), wobei der Luftstrom (30) in einen Abluftstrom (32) mündet. Es wird vorgeschlagen, dass der Abluftstrom (32) außerhalb des Gebäudes (14), insbesondere oberhalb eines Daches (36) des Gebäudes (14), eine Abluftmündung (34) mindestens im Wesentlichen vertikal verlässt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmepumpensystem mit Komponenten einer Wärmepumpe, die zumindest teilweise in einem Gebäude angeordnet sind. Solchen Wärmepumpensystemen haftet der Nachteil an, dass durch den Austausch von Luft, insbesondere zur Kühlung oder Erwärmung, Geräuschemissionen an die Umwelt abgegeben werden.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Wärmepumpensystem, mit mindestens einem einem Luftstrom ausgesetzten Verdampfer, wobei der Luftstrom in einen Abluftstrom mündet, zeichnet sich dadurch aus, dass der Abluftstrom außerhalb des Gebäudes, insbesondere oberhalb eines Daches des Gebäudes, eine Abluftmündung mindestens im Wesentlichen vertikal verlässt. Dadurch wird erreicht, dass der durch die Abluft erzeugte Schall ebenfalls vertikal in die Umgebung emittiert wird. Selbst wenn sich die Schallwellen im Folgenden kugelförmig ausbreiten, ist durch die Vorzugsrichtung der Abluft eine Hauptschaltrichtung vorgegeben. Objekte oder Personen die sich neben oder gar unterhalb der Mündung befinden werden auf diese Weise deutlich weniger vom Schalldruck beeinflusst. Dadurch ist eine effektive Schallreduktion gegenüber herkömmlichen Systemen erreicht.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Wärmepumpensystems möglich. So kann der Luftstrom, insbesondere der Abluftstrom besser kanalisiert werden, wenn die Abluftmündung Teil eines Gehäuses ist und ein Ventilator im oder am Gehäuse im Bereich der Abluftmündung angeordnet ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Wärmepumpensystems zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens ein Kältemittelkreislauf vorgesehen ist, wobei zumindest ein Teil dieses Kältemittelkreislaufs durch das Dach geführt ist. Besonders einfach lässt sich diese Anordnung montieren, wenn hierfür ein Schornsteindurchlass im Dach ausgenutzt wird.
Die Effizienz wird gesteigert, wenn der Verdampfer selbst oberhalb des Daches angeordnet und vom Luftstrom beaufschlagt ist.
Um zu verhindern, dass sich Eis angelagert ist vorgesehen, dass der Verdampfer im Bereich einer Venturi-artigen Engstelle angeordnet ist. Dabei ist es von weiterem Vorteil, wenn der Ventilator zumindest einen Teil des Luftstroms durch die Venturi-artige Engstelle fördert.
Die Effizienz weiter gesteigert, wenn ein Teil des Luftstroms aus dem Gebäude gefördert ist.
Ist das Gehäuse doppelwandig ausgeführt und ein Hohlraum des doppelwandigen Gehäuses zum Zuführen von Frischluft in das Gehäus genutzt, wird hierdurch einerseits eine sehr einfache Art der Luftführung bereitgestellt, die andererseits die Schallemission aus dem Innenbereich reduziert.
Eine weitere Reduktion der Schallemission wird erreicht, wenn das Gehäuse geräuschisoliert ist.
In einem unteren Bereich des Gehäuses 38 ist eine Drainagerinne 58 angeordnet, die Kondenswasser, das am Verdampfer 26 entstehen kann, sammelt und geführt ableitet. Das Kondenswasser wird im Ausführungsbeispiel von der Drainagerinne über das Dach 36 in eine nicht dargestellte Dachrinne geleitet.
Besonders einfach ist das Wärmepumpensystem dann zu montieren, wenn die Wärmepumpe so konfiguriert ist, dass sie in ihrer äußeren Dimensionierung der eines mit fossilen Brennstoffen befeuerten Heizgerätes entspricht. Dann lässt sich ein altes Heizgerät problemlos durch das neue Wärmepumpensystem ersetzen, wobei der Schornsteindurchlass optimal ausgenutzt werden kann. Schallemissionen entstehen auf diese Weise nicht im Gebäude, sondern werden außerhalb des Gebäudes in einen unkritischen Bereich abgegeben.
Zeichnung
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wärmepumpensystems dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die 1 ein erfindungsgemäßes Wärmepumpensystem und die 2 eine sogenannte Außeneinheit des Wärmepumpensystems.
Beschreibung
In 1 ist ein Wärmepumpensystem 10 gezeigt, das zumindest teilweise in einem Dachgeschoss 12 eines Gebäudes 14 untergebracht ist. Das Wärmepumpensystem 10 weist Komponenten 16 auf, die teilweise in einem Gehäuse 18 einer Wärmepumpe 20 angeordnet sind, teilweise aber auch außerhalb davon liegen.
So sind im Ausführungsbeispiel nach 1 zumindest eine Pumpe, ein Entspannungsventil und mindestens ein Wärmetauscher innerhalb des Gehäuses 18 der Wärmepumpe 20 angeordnet, während Leitungen 22 eines Kältemittelkreislauf 24 das Gehäuse 18 der Wärmepumpe 20 verlassen und zu einer Außeneinheit 26 geführt sind. Im Ausführungsbeispiel ist ein Verdampfer 28 in der Außeneinheit 26 angeordnet.
Der Verdampfer 28 könnte jedoch auch innerhalb des Gebäudes 14 angeordnet sein. Wesentlich ist, dass der Verdampfer 28 einem Luftstrom 30 ausgesetzt ist.
Der Luftstrom 30 mündet in einen Abluftstrom 32, der das Gebäude 14 bzw. eine Abluftmündung 34 zumindest im Wesentlichen vertikal verlässt. Unter zumindest im Wesentlichen vertikal ist zu verstehen, dass die Hauptrichtung des Abluftstroms 32 in eine Richtung nach oben zeigt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass ein solcher Abluftstrom 32, wenn er äußeren Einflüssen ausgesetzt ist, von der exakten vertikalen Richtung abweichen kann. Für die Erfindung wesentlich ist, dass durch die im Wesentlichen nach oben gerichtete Abluftströmung 32 auch die dieser Luftbewegung einhergehende Schallemission im Wesentlichen nach oben gerichtet ist. Die Beeinflussung von Nachbarn in der Umgebung ist dadurch deutlich reduziert. Dieser Effekt ist dann besonders hoch, wenn der Abluftstrom 32 oberhalb eines Daches 36 abgegeben wird.
In 2 ist die Außeneinheit 26 schematisch und im Schnitt vergrößert dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Außeneinheit 26 ein Gehäuse 38 aufweist und die Abluftmündung 34 Teil dieses Gehäuses 38 ist. Im Ausführungsbeispiel ist direkt unterhalb der Abluftmündung 34 ein Ventilator 40 angeordnet.
Mit dem Ventilator 40 kann Umgebungsluft, angedeutet durch Pfeile 42, durch Öffnungen im Gehäuse 38 angesaugt und zu dem Luftstrom 30 zusammengeführt oder dem Luftstrom 30 zugeführt werden.
Wie bereits zu 1 beschrieben, weist das Wärmepumpensystem einen Kältemittelkreislauf 24 auf, der durch das Dach 36 zur Außeneinheit 26 geführt ist. Dazu ist bevorzugt ein Schornsteindurchlass 44 (1) ausgenutzt. In der Außeneinheit 26 ist der Verdampfer 28 angeordnet und liegt damit im Luftstrom 30.
Die Außeneinheit 26 weist in einem inneren Bereich eine Engstelle 46 auf, die für den Luftstrom 30 wie ein Venturi wirkt. Dadurch wird die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms 30 deutlich erhöht, wodurch einer Vereisung entgegengewirkt werden kann. Die Anordnung ist so getroffen, dass Umgebungsluft in einem unteren Bereich des Gehäuses 38 vom Ventilator 40 angesaugt und durch die Engstelle 46 gefördert wird. Über die Abluftmündung 34 verlässt der Luftstrom 30 dann als Abluftstrom 32 die Außeneinheit 26.
Die Anordnung nach 2 ist so getroffen, dass der Ventilator 40 auch einen Teil 48 des Luftstroms 30 aus dem Gebäude fördert. Die Luft im Gebäude 14 hat in der Regel eine höhere Temperatur und erhöht damit die Effektivität des Verdampfers 28.
Das Gehäuse 38 ist doppelwandig ausgeführt, sodass ein Hohlraum 50 gebildet ist. Im Ausführungsbeispiel umgibt der Hohlraum 50 den Innenbereich der Außeneinheit 26 konzentrisch. Über diesen Hohlraum 50 wird dann Frischluft 52 von einem oberen Bereich zu einem unteren Bereich des Gehäuses 38 und in das Gehäuses 38 gefördert. Durch diese doppelwandige Ausbildung des Gehäuses 38 ist eine zusätzliche Geräuschreduzierung erreicht. Die Strömungsgeräusche innerhalb der Außeneinheit 26 sind gekapselt und werden mit dem Abluftstrom 32 in eine Richtung vertikal nach oben abgegeben. Eine weitere Geräuschreduzierung ist erreicht, weil das Gehäuse 38 an seiner Außenseite eine zusätzliche geräuschisolierende Schicht 54 aufweist.
Oberhalb der Abluftmündung 34 ist in 2 eine Haube 56 angedeutet, die als zusätzliche Schallisolation auf das Gehäuse 38 gesetzt werden kann. Die Haube 56 kanalisiert den Abluftstrom 32 weiter in vertikale Richtung und ermöglicht, dass die Frischluft 52 vom Abluftstrom 32 getrennt seitliche eingelassen werden kann.
Das erfindungsgemäße Wärmepumpensystem ist so aufgebaut, dass die Wärmepumpe 20 mit ihrem Gehäuse 18 von den äußeren Dimensionen einem Heizgerät entspricht, das mit fossilen Brennstoffen befeuert wird. Das Wärmepumpensystem kann damit nach dem Abbau des alten Heizgerätes dessen Platz einnehmen. Dort wo üblicherweise der Schornstein des Heizgerätes durch das Dach 36 geführt ist, wird in einfacher Weise die Außeneinheit 26 platziert und durch die vorhandene Schornsteinöffnung 44 werden die Leitungen 22 geführt. Die durch den Betrieb der Wärmepumpe 20 üblicherweise anfallenden Geräuschemissionen werden hierbei oberhalb des Daches in einer Richtung vertikal nach oben abgestrahlt. Die Beeinflussung sowohl im Gebäude 14 als auch in der Umgebung des Gebäudes 14 ist damit auf ein Minimum begrenzt.

Claims

Wärmepumpensystem (10) mit Komponenten (16) einer Wärmepumpe (20), die zumindest teilweise in einem Gebäude (14) angeordnet sind, mit mindestens einem einem Luftstrom (32) ausgesetzten Verdampfer (28), wobei der Luftstrom (30) in einen Abluftstrom (32) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass der Abluftstrom (32) außerhalb des Gebäudes (14), insbesondere oberhalb eines Daches (36) des Gebäudes (14), eine Abluftmündung (34) mindestens im Wesentlichen vertikal verlässt.
Wärmepumpensystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluftmündung (34) Teil eines Gehäuses (14) ist und ein Ventilator (40) im oder am Gehäuse (38) im Bereich der Abluftmündung (34) angeordnet ist.
Wärmepumpensystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Kältemittelkreislauf (24), wobei zumindest ein Teil des Kältemittelkreislaufs (24) durch das Dach (36), insbesondere durch einen Schornsteindurchlass (44) im Dach (36), geführt ist.
Wärmepumpensystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (28) oberhalb des Daches (36) angeordnet und vom Luftstrom (30) beaufschlagt ist.
Wärmepumpensystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (28) im Bereich einer Venturi-artigen Engstelle (46) angeordnet ist.
Wärmepumpensystem (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (40) zumindest einen Teil des Luftstroms (30) durch die Venturi-artige Engstelle (46) fördert.
Wärmepumpensystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Luftstroms (30) aus dem Gebäude (14) gefördert ist.
Wärmepumpensystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (38) doppelwandig ausgeführt ist und ein Hohlraum (50) des doppelwandigen Gehäuses (38) zum Zuführen von Frischluft in das Gehäuse (38) dient.
Wärmepumpensystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (38) geräuschisoliert ist.
Wärmepumpensystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (20) so konfiguriert ist, dass sie in ihrer äußeren Dimensionierung der eines mit fossilen Brennstoffen befeuerten Heizgerätes entspricht.