DE202008018659U1

DE202008018659U1 - Hybrid Cooling System

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Publication number: DE202008018659U1
Application number: DE202008018659.5U
Authority: DE
Original assignee: HELIOPLUS ENERGY SYSTEMS GmbH
Current assignee: HELIOPLUS ENERGY SYSTEMS GmbH
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2017-12-05
Anticipated expiration: 2018-01-10

Abstract

Hybridklimatisierungssystem zum Betrieb in einem Heizungs- und/oder einem Klimatisierungsmodus, welches eine Brennkammer (1) und eine Absorptionswärmepumpe (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionswärmepumpe und die Brennkammer im Innenraum eines Gehäuses (10) angeordnet sind, wobei der Innenraum gegenüber der Umgebung (20) mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist.Hybrid air conditioning system for operation in a heating and / or an air conditioning mode, which has a combustion chamber (1) and an absorption heat pump (3), characterized in that the absorption heat pump and the combustion chamber in the interior of a housing (10) are arranged, wherein the interior opposite the environment (20) can be acted upon by a negative pressure.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridklimatisierungssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a hybrid air conditioning system according to the preamble of claim 1.

Unter einem Hybridklimatisierungssystem wird im Folgenden ein Klimatisierungssystem verstanden, welches eine Wärmepumpe aufweist und sowohl zum Betrieb in einem Heizungsmodus als auch in einem Klimatisierungsmodus, also zur Heizung und/oder Kühlung eines Gebäudes, eingesetzt werden kann. Insbesondere weist das Hybridklimatisierungssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 eine Absorptionswärmepumpe auf, mittels derer einem Gebäude Wärme zugeführt oder von diesem abgeführt werden kann.A hybrid air conditioning system is understood below to mean an air conditioning system which has a heat pump and can be used both for operation in a heating mode and in an air conditioning mode, ie for heating and / or cooling a building. In particular, the hybrid air conditioning system according to the preamble of claim 1 has an absorption heat pump by means of which heat can be supplied to or removed from a building.

Ein gattungsgemäßes System ist aus der DE 28 07 990 bekannt. In dieser Druckschrift ist eine Sorptionswärmepumpe offenbart, bei der ein Kocher, ein Kondensator, ein Absorber, ein Speicher und ein Verdampfer in einem gasdicht ausgeführten Gehäusemantel angeordnet sind. Die gasdichte Ausführung des Gehäusemantels dient dazu, eventuell austretendes gasförmiges Kältemittel zur Verhinderung einer Gefährdung und Beeinträchtigung eines Nutzers der Anlage, aufzufangen und abzuführen.A generic system is from the DE 28 07 990 known. In this document, a sorption heat pump is disclosed in which a digester, a condenser, an absorber, a memory and an evaporator are arranged in a gas-tight housing shell. The gas-tight design of the housing shell serves to catch any escaping gaseous refrigerant to prevent hazards and impairment of a user of the system, collect and dissipate.

Nachteilig an dem offenbarten System ist, dass ein Brenner, welcher zur Beheizung des Kochers verwendet wird, außerhalb des gasdicht ausgeführten Gehäuses angeordnet ist, und somit Abgase des Brenners unter Umständen einen Nutzer der Anlage gefährden können.A disadvantage of the disclosed system is that a burner which is used for heating the digester, is arranged outside the gas-tight housing, and thus exhaust gases of the burner may possibly endanger a user of the system.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hybridklimatisierungssystem zu schaffen, bei welchem dieser Nachteil überwunden wird. Insbesondere soll ein Hybridklimatisierungssystem geschaffen werden, bei welchem alle austretenden Gase, also sowohl Kältemittelgase, als auch Brennerabgase sicher und zuverlässig aus einem Aufstellungsraum für das System abgeleitet werden können.It is therefore an object of the present invention to provide a hybrid air conditioning system in which this disadvantage is overcome. In particular, a hybrid air conditioning system is to be provided in which all escaping gases, ie both refrigerant gases, and burner exhaust gases can be safely and reliably derived from a room for the system.

Diese Aufgabe wird durch ein Hybridklimatisierungssystem gemäß dem Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a hybrid air conditioning system according to claim 1.

Der Vorteil eines erfindungsgemäßen Hybridklimatisierungssystems liegt vor allem darin, dass durch die Anordnung sowohl der Absorptionswärmepumpe als auch der Brennkammer im Innenraum eines Gehäuse, welches gegenüber der Umgebung mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist, ein unkontrolliertes bzw. ungewünschtes Entweichen sowohl von Kältemitteldämpfen, als auch von Verbrennungsgasen zuverlässig verhindert wird.The advantage of a hybrid air conditioning system according to the invention lies in the fact that by the arrangement of both the absorption heat pump and the combustion chamber in the interior of a housing, which is acted upon with a negative pressure to the environment, an uncontrolled or unwanted escape of both refrigerant vapors, and combustion gases reliably prevented.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Hybridklimatisierungssystem einen Sauglüfter auf, welcher eingangsseitig, also beispielsweise mit einem Luftansaugstutzen, mit dem Innenraum des Gehäuses vorzugsweise über eine Abluftleitung in Verbindung steht und somit Gehäuseluft ansaugen kann. Ausgangsseitig, also beispielsweise mit einem Ablassstutzen ist der Sauglüfter an einen Kamin so anschließbar, dass aus dem Innenraum des Gehäuses angesaugte Luft über den Kamin, welcher beispielsweise ein Gebäudekamin sein kann, nach außen abgeführt wird. Durch das Ansaugen der Luft (gegebenenfalls durchmischt mit Gasen, die der Brennkammer oder der Wärmepumpe aus Undichtigkeiten entwichen sind) aus dem Innenraum des Gehäuses und das Abblasen der Luft nach außen wird innerhalb des Gehäuses relativ zur Umgebung des Gehäuses ein Unterdruck erzeugt, welcher dafür sorgt, dass aus der Absorptionswärmepumpe oder der Brennkammer austretende Gase zuverlässig über den Kamin nach außen abgegeben werden können und nicht etwa durch andere Öffnungen das Gehäuse verlassen. Der Sauglüfter ist vorzugsweise innerhalb des Gehäuses angeordnet. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Brennkammer über eine Abgasleitung ebenfalls mit dem Eingang des Sauglüfters verbunden ist, und somit auch die gesamten Abgase der Brennkammer über den Sauglüfter abgesaugt werden. Die Abgasleitung sowie alle im Folgenden als Leitung bezeichneten Elemente können als Rohrleitungen beispielsweise aus Metall oder anderen geeigneten Materialien gefertigt sein.In a preferred embodiment of the invention, the hybrid air conditioning system on a suction fan, which is on the input side, so for example with an air intake, with the interior of the housing preferably via an exhaust pipe in communication and thus can suck in housing air. On the output side, so for example with a drain port of the suction fan to a fireplace is connected so that sucked from the interior of the housing sucked air through the fireplace, which may for example be a building chimney, to the outside. By sucking the air (possibly mixed with gases escaped from the combustion chamber or the heat pump leaks) from the interior of the housing and the blowing of the air to the outside, a negative pressure is generated within the housing relative to the environment of the housing, which ensures in that gases emerging from the absorption heat pump or the combustion chamber can be discharged reliably via the chimney to the outside and do not leave the housing through other openings. The suction fan is preferably disposed within the housing. Particularly preferred is an embodiment in which the combustion chamber is also connected via an exhaust pipe to the inlet of the suction fan, and thus the entire exhaust gases of the combustion chamber are sucked through the suction fan. The exhaust pipe and all hereinafter referred to as the line elements can be made as pipes, for example, metal or other suitable materials.

Innerhalb des Gehäuses kann ein Ansauggitter vorgesehen sein, welches die Abluftleitung eingangsseitig abdeckt. Durch das Ansauggitter, welches verhindern soll, dass größere Teile angesaugt werden und Leitungen verstopfen, saugt der Sauglüfter die Luft bzw. eventuell austretende Gase der Absorptionswärmepumpe bzw. Abgase der Brennkammer, welche dieser aus anderen Öffnungen oder Undichtigkeiten als der Abgasleitung entweichen, an, und gibt sie über den Kamin nach außen ab.Within the housing, an intake grille may be provided, which covers the exhaust air line on the input side. Through the intake grille, which is to prevent larger parts are sucked in and clogging lines, the suction fan sucks the air or any escaping gases of the absorption heat pump or exhaust gases of the combustion chamber, which escape from other openings or leaks than the exhaust pipe, and pour it over the fireplace to the outside.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nimmt der Sauglüfter somit mehrere Funktionen wahr. Zum einen saugt er Luft aus dem Gehäuseinnenraum ab und damit auch jegliche Gase, welche aus der Absorptionswärmepumpe oder dem Brenner in unerwünschter Weise austreten könnten. Zum anderen saugt er über die Abgasleitung die Abgase der Brennkammer ab, welche auch im normalen Betrieb (also ohne Undichtigkeiten der Brennkammer) abgeführt werden müssen. Letztendlich sorgt der Sauglüfter auch für den gewünschten Unterdruck im Innenraum des Gehäuses.In a particularly preferred embodiment of the invention, the suction fan thus performs several functions. On the one hand it sucks air from the housing interior and thus also any gases that could escape from the absorption heat pump or the burner in an undesirable manner. On the other hand, it sucks the exhaust gases of the combustion chamber via the exhaust pipe, which also have to be removed during normal operation (ie without leaks in the combustion chamber). Ultimately, the suction fan also ensures the desired negative pressure in the interior of the housing.

Die Abgasleitung der Brennkammer und die Abluftleitung zum Abpumpen des Gehäuseinnenraums münden vorteilhafterweise in eine gemeinsame Absaugleitung, welche mit dem Eingang des Sauglüfters in Verbindung steht. Dieser saugt somit ein Gemisch von Abluft und Abgas an und bläst dieses Gemisch über den Kamin nach außen. Um das Verhältnis von Abgas und Abluft, welches dem Sauglüfter zugeführt bzw. von diesem angesaugt wird, einstellbar zu machen, kann eine Blendenanordnung mit variablem Blendenöffnungsquerschnitt in der Abluftleitung vorgesehen sein. Somit wird durch die Einstellung der Zugabe von Abluft aus dem Gehäuse zum Abgas aus der Brennkammer ein gewünschtes Verhältnis der Gasströme eingestellt.The exhaust pipe of the combustion chamber and the exhaust pipe for pumping the Housing interior open advantageously in a common suction, which is in communication with the inlet of the suction fan. This sucks in a mixture of exhaust air and exhaust gas and blows this mixture through the fireplace to the outside. In order to make the ratio of exhaust gas and exhaust air, which is supplied to the suction fan or sucked by this, adjustable, can be provided in the exhaust duct a diaphragm arrangement with a variable orifice cross-section. Thus, by adjusting the addition of exhaust air from the housing to the exhaust gas from the combustion chamber, a desired ratio of the gas flows is set.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Brennergebläse vorgesehen, mittels dessen der Brennkammer über eine Brennluftleitung Verbrennungsluft aus der Umgebung des Gehäuses in ausreichender Menge zugeführt werden kann. Dabei wird der Innenraum der Brennkammer mit einem Druck beaufschlagt, der höher ist als der Druck innerhalb des Gehäuses und eventuell sogar höher als der Umgebungsdruck außerhalb des Gehäuses. Die solchermaßen den Überdruck erzeugende erhöhte Brennluftzufuhr führt einerseits zu einer besseren Abgasabführung in Richtung des Sauglüfters und andererseits zu einer besseren Verbrennung in der Brennkammer, wodurch die Entstehung unerwünschter Abgase wie beispielsweise von Stickoxiden, unterdrückt werden kann. Die Brennkammer ist vorzugsweise gegenüber dem umgebenden Gehäuseinnenraum im Wesentlichen gasdicht ausgeführt.In a further preferred embodiment of the invention, a burner fan is provided, by means of which the combustion chamber via a combustion air line combustion air from the environment of the housing can be supplied in sufficient quantity. In this case, the interior of the combustion chamber is subjected to a pressure which is higher than the pressure within the housing and possibly even higher than the ambient pressure outside the housing. On the one hand, the increased combustion air supply, which generates the overpressure, leads to better exhaust gas removal in the direction of the suction fan and, on the other hand, to better combustion in the combustion chamber, whereby the formation of undesirable exhaust gases such as nitrogen oxides can be suppressed. The combustion chamber is preferably designed substantially gas-tight with respect to the surrounding interior of the housing.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist innerhalb des Gehäuses ein Wärmetauscher vorgesehen, wobei die Abgasleitung aus der Brennkammer heraus so ausgestaltet sein kann, dass sie alternativ und umschaltbar durch den Wärmetauscher führt, oder diesen umgeht. Der Wärmetauscher steht dabei mit einem Heizungsrücklauf des Hybridklimatisierungssystem in Verbindung und im Heizmodus des Hybridklimatisierungssystem, in welchem die Abgasleitung so geschaltet ist, dass die Abgase durch den Wärmetauscher hindurchgeführt werden, sorgt der Wärmetauscher für eine Wärmeabgabe aus den Abgasen heraus in den Heizungsrücklauf, wodurch ein Heizungsfluid im Heizungsrücklauf bereits vorgewärmt werden kann, bevor es mittels der Absorptionswärmepumpe wieder auf die höhere Temperatur des Heizungsvorlaufs gebracht wird. So kann die Effizienz des Gesamtsystems im Heizungsmodus verbessert werden. Im Klimatisierungsmodus dagegen, in welchem ein Gebäude gekühlt werden soll, ist die Abgasleitung so geschaltet, dass sie den Wärmetauscher umgeht, damit ein möglichst großer Anteil der Wärme der Brennkammer über den Kamin aus dem Gebäude herausgeführt werden kann.In a further preferred embodiment of the invention, a heat exchanger is provided within the housing, wherein the exhaust pipe can be configured out of the combustion chamber so that it alternately and reversibly passes through the heat exchanger, or bypasses it. The heat exchanger communicates with a heating return of the hybrid air conditioning system and in the heating mode of the hybrid air conditioning system, in which the exhaust pipe is connected so that the exhaust gases are passed through the heat exchanger, the heat exchanger provides for heat transfer from the exhaust gases in the heating return, creating a Heating fluid in the heating return can be preheated before it is brought by the absorption heat pump back to the higher temperature of the heating flow. Thus, the efficiency of the overall system in the heating mode can be improved. In the air conditioning mode, however, in which a building is to be cooled, the exhaust pipe is switched so that it bypasses the heat exchanger, so that the largest possible proportion of the heat of the combustion chamber can be led out through the fireplace out of the building.

Bei einer Ausführungsform mit einem Wärmetauscher ist der Sauglüfter vorzugsweise so einstellbar oder dimensioniert, dass er den Druckabfall, den die Abgase der Brennkammer im Wärmetauscher erfahren, kompensiert. Somit wird insbesondere verhindert, dass durch den Wärmetauscher ein Abgasrückstau in Richtung Brennkammer entsteht.In an embodiment with a heat exchanger, the suction fan is preferably adjustable or dimensioned to compensate for the pressure drop experienced by the exhaust gases of the combustion chamber in the heat exchanger. Thus, it is prevented in particular that an exhaust gas backflow in the direction of the combustion chamber is produced by the heat exchanger.

Damit der Sauglüfter im kontinuierlichen Betrieb arbeiten und das Gehäuse auf einem gewünschten Unterdruck halten kann, weist das Gehäuse Öffnungen auf, durch welche Umgebungsluft in das Gehäuse einströmen kann. Der Gesamtquerschnitt der Öffnung ist dabei so ausgelegt, dass sich im Betrieb des Sauglüfters der gewünschte Unterdruck im Innenraum des Gehäuses gegenüber der Umgebungsluft einstellt, bzw. über eine entsprechend gewählte Saugleistung des Sauglüfters einstellbar ist.To allow the suction fan to operate continuously and maintain the housing at a desired negative pressure, the housing has openings through which ambient air can flow into the housing. The total cross section of the opening is designed so that adjusts the desired negative pressure in the interior of the housing relative to the ambient air during operation of the suction fan, or is adjustable via a correspondingly selected suction power of the suction fan.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Hybridklimatisierungssystem so ausgelegt, dass es an einen koaxial ausgeführten Kamin anschließbar ist oder einen solchen Kamin aufweist. Unter einem koaxialen Kamin ist dabei ein Kamin zu verstehen, welcher einen Innenraum und einen den Innenraum umgebenden Außenraum aufweist, welche gegeneinander und gegenüber der Umgebung abgedichtet sind (bis auf die Einlässe bzw. Auslässe des Kamins). Somit weist ein entsprechender Kamin zwei Leitungen auf, wobei vorzugsweise der Innenraum die eigentliche Kaminfunktion wahrnimmt und durch ihn Gase aus der Anlage bzw. dem Gebäude nach außen geleitet werden, und der Außenraum der Zufuhr von Außenluft in das Gebäude hinein bzw. in das Hybridklimatisierungssystem gewährleistet. Es ist aber natürlich auch möglich, dass der äußere Raum der Gasabfuhr und der Innenraum der Frischluftzufuhr dient. Bei der ersten Alternative steht somit der Auslass des Sauglüfters mit dem Innenraum des Kamins so in Verbindung, dass Gase aus dem Innenraum des Gehäuses über den Innenraum des Kamins nach außen geführt werden können. Entsprechend steht der Außenraum des Kamins beispielsweise über einen Ansaugstutzen mit dem Innenraum des Gehäuses in direkter Verbindung (also nicht über den Sauglüfter), sodass Umgebungsluft in das Gehäuse einströmen kann. Somit wird verhindert, dass das Hybridklimatisierungssystem größere Mengen von Gebäudeluft ansaugen muss, um einen gewünschten Innendruck im Gehäuse aufrecht zu erhalten.In a particularly preferred embodiment of the invention, the hybrid air conditioning system is designed so that it can be connected to a coaxial fireplace or has such a fireplace. Under a coaxial fireplace is to be understood a fireplace, which has an interior and an outer space surrounding the interior, which are sealed against each other and the environment (except for the inlets or outlets of the fireplace). Thus, a corresponding chimney has two lines, preferably the interior perceives the actual chimney function and gases are passed through it from the plant or the building to the outside, and the outside space of the supply of outside air into the building or guaranteed in the Hybridklimatisierungssystem , But it is of course also possible that the outer space of the gas discharge and the interior of the fresh air supply is used. In the first alternative, the outlet of the suction fan is thus connected to the interior of the fireplace in such a way that gases from the interior of the housing over the interior of the fireplace can be led to the outside. Accordingly, the outside space of the fireplace, for example via an intake manifold with the interior of the housing in direct connection (ie not on the suction fan), so that ambient air can flow into the housing. Thus, the hybrid air conditioning system is prevented from sucking in larger amounts of building air to maintain a desired internal pressure in the housing.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich dadurch, dass die Brennkammer eine Umhausung aus Edelstahl aufweist, und somit besonders korrosionsbeständig ist. Als Dichtungen für die Umhausung werden vorzugsweise silikonierte Glasfaserdichtungen verwendet. Ferner sind vorzugsweise einzelne oder alle Elemente des Systems, welche eine heiße Oberfläche aufweisen, bzw. wärmer sind als die Umgebungstemperatur (beispielsweise Leitungen, Wärmetauscher, Brennkammer), mit einer thermischen Isolierung ausgestattet.Further preferred embodiments of the invention result from the fact that the combustion chamber has a housing made of stainless steel, and thus is particularly resistant to corrosion. As seals for the housing preferably siliconized glass fiber seals are used. Furthermore, preferably, individual or all elements of the system which have a hot surface, or warmer than the ambient temperature (for example, lines, heat exchanger, combustion chamber), equipped with a thermal insulation.

Es kann bei weiteren vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung eine Steuer- oder Regelelektronik vorgesehen sein, mittels derer einzelne oder mehrere Elemente des Hybridklimatisierungssystems gesteuert oder geregelt werden können, wie beispielsweise die Absorptionswärmepumpe, der Brenner, der Sauglüfter, das Brennergebläse, sowie die oben angesprochene Schaltung der Abgasleitung (durch den Wärmetauscher hindurch oder diesen umgehend). Um eine Überhitzung einer solchen Steuer- bzw./oder Regelelektronik zu vermeiden, ist vorzugsweise eine Kühlluftzuführung vorgesehen, welche Luft aus einem relativ gesehen kühleren Bereich innerhalb des Gehäuses, in welchem die Elektronik angeordnet sein kann, der Elektronik zuführt.It can be provided in further advantageous embodiments of the invention, a control or regulating electronics, by means of which one or more elements of the hybrid air conditioning system can be controlled or regulated, such as the absorption heat pump, the burner, the suction fan, the burner fan, as well as the above-mentioned circuit Exhaust pipe (through or through the heat exchanger). In order to avoid overheating of such a control and / or control electronics, preferably a cooling air supply is provided, which air from a relatively cooler area within the housing, in which the electronics can be arranged, the electronics supplies.

Das Hybridklimatisierungssystem mit einer Steuer- und Regelelektronik kann weiterhin einen Internet-Anschluss aufweisen, mittels dessen Parameter wie Betriebstemperaturen, Alarmmeldungen oder sonstige Informationen über das Internet abgerufen werden können. Andererseits könnten über einen solchen Internet-Anschluss auch Befehle an die Steuer- oder Regelelektronik gesendet werden, wie z. B. der Start des Heizungs- oder des Klimatisierungsmodus.The hybrid air conditioning system with control electronics can also have an Internet connection, by means of which parameters such as operating temperatures, alarm messages or other information can be accessed via the Internet. On the other hand, commands could be sent to the control or electronic control via such an Internet connection, such. B. the start of the heating or air conditioning mode.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Wärmepumpe nicht nur Wärme aus dem Brenner, sondern auch (oder bei einer Abschaltung des Brenners ausschließlich) Erdwärme oder Abwärme beispielsweise einer Maschine zur Nutzung zugeführt werden.In a particularly preferred embodiment of the invention, the heat pump not only heat from the burner, but also (or exclusively in a shutdown of the burner) geothermal or waste heat, for example, a machine for use to be supplied.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figur näher erläutert, dabei zeigt:The invention is explained in more detail below with reference to the FIGURE, in which:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Hybridklimatisierungssystems. 1 a schematic representation of a hybrid air conditioning system according to the invention.

In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Hybridklimatisierungssystem eines Gebäudes 21 schematisch dargestellt. In einem gemeinsamen Gehäuse 10 ist eine Absorptionswärmepumpe 3 zusammen mit einer Brennkammer 1 eines Brenners, einem Wärmetauscher 7 und einem Sauglüfter 12 untergebracht. Die Absorptionswärmepumpe 3 weist einen Absorptionskreislauf 2, 19 auf. In einem Bereich der schematisch dargestellten Leitung 19, welcher an die Brennkammer 1 thermisch angekoppelt ist, ist ein nicht abgebildeter Austreiber vorgesehen, um, wie bei Absorptionswärmepumpen bekannt, ein Kältemittel im Austreiber aus einer zufließenden Kältemittellösung auszutreiben. Kältemittel und verarmte Lösung werden jeweils separat in den Absorptionskreislauf zurückgeführt. Der Absorptionswärmepumpe 3 kann alternativ oder zusätzlich auch Erdwärme, beispielsweise mittels einer Erdsonde, oder Abwärme, beispielsweise von einer Produktionsmaschine, zugeführt werden. Somit kann je nach Bedarf die Brennerleistung reduziert und der Anteil anderer Energiequellen erhöht werden. Der Brennkammer wird über eine Brenngasleitung 5 ein Brenngas (z. B. Erdgas) aus einer Brenngasversorgungsvorrichtung außerhalb des Gehäuses 10 bzw. des Gebäudes 21 zugeführt. Die weiterhin zur Verbrennung des Brenngases benötigte Luft wird von einem Bereich außerhalb des Gehäuses 10 (alternativ von einem Bereich außerhalb des Gebäudes 21) über eine separate Brennluftleitung 4 der Brennkammer 1 zugeführt. Die Brennluft wird dabei durch ein Brennergebläse 18 verdichtet, um eine ausreichende Menge an Luft zuzuführen, wodurch sich ein Überdruck innerhalb der Brennkammer 1 gegenüber dem Druck im Gehäuse 10 oder auch der Umgebung des Gehäuses einstellt.In the 1 is a hybrid air conditioning system according to the invention of a building 21 shown schematically. In a common housing 10 is an absorption heat pump 3 together with a combustion chamber 1 a burner, a heat exchanger 7 and a suction fan 12 accommodated. The absorption heat pump 3 has an absorption cycle 2 . 19 on. In a region of the schematically represented line 19 , which is connected to the combustion chamber 1 is thermally coupled, an unillustrated expeller is provided to drive, as known in absorption heat pumps, a refrigerant in the expeller from an incoming refrigerant solution. Refrigerant and depleted solution are each recycled separately into the absorption cycle. The absorption heat pump 3 Alternatively or additionally, geothermal heat, for example by means of a geothermal probe, or waste heat, for example from a production machine, can be supplied. Thus, as required, the burner power can be reduced and the proportion of other energy sources can be increased. The combustion chamber is via a fuel gas line 5 a fuel gas (eg, natural gas) from a fuel gas supply device outside the housing 10 or the building 21 fed. The air further required for combustion of the fuel gas is from an area outside the housing 10 (alternatively from an area outside the building 21 ) via a separate combustion air line 4 the combustion chamber 1 fed. The combustion air is passed through a burner fan 18 compressed to supply a sufficient amount of air, resulting in an overpressure within the combustion chamber 1 opposite the pressure in the housing 10 or the environment of the housing adjusts.

Die entstehenden Abgase werden aus der Brennkammer 1 über eine Abgasleitung 6 abgeführt und in einen Wärmetauscher 7 eingeleitet. Der Wärmetauscher 7 dient dazu, ein Heizmedium, welches von einem Verbraucher über einen Heizungsrücklauf 8 zur Wärmepumpe 3 zurückgeführt wird, vorzuwärmen. Durch den Wärmetauscher wird somit die Effizienz der Anlage verbessert. Typischerweise weisen die Abgase vor dem Wärmetauscher eine Temperatur von 130 bis 160°C auf, besonders bevorzugt ist eine Temperatur von ca. 145°C. Nach dem Wärmetauscher sind die Abgase auf 25 bis 50°C abgekühlt, besonders bevorzugt ist eine Temperatur von etwa 35°C. Es kann weiterhin ein Abzweig der Abgasleitung 6 vorgesehen sein (nicht dargestellt), welcher nicht durch den Wärmetauscher 7 führt, sowie eine entsprechende elektrische Umschaltklappe, sodass das Abgas aus der Brennkammer wahlweise durch den Wärmetauscher 7 oder an ihm vorbei geführt werden kann. Somit kann die Anlage zusätzlich zu dem schematisch dargestellten Heizmodus auch in einem Klimatisierungsmodus betrieben werden, bei welchem die Abgaswärme nicht über den Wärmetauscher 7 geschickt, sondern direkt über einen weiter unten erläuterten Kamin 16 abgeführt werden kann.The resulting exhaust gases are from the combustion chamber 1 via an exhaust pipe 6 discharged and into a heat exchanger 7 initiated. The heat exchanger 7 serves a heating medium, which from a consumer via a heating return 8th to the heat pump 3 is returned, preheat. The heat exchanger thus improves the efficiency of the system. Typically, the exhaust gases before the heat exchanger at a temperature of 130 to 160 ° C, more preferably a temperature of about 145 ° C. After the heat exchanger, the exhaust gases are cooled to 25 to 50 ° C, more preferably a temperature of about 35 ° C. It can also be a branch of the exhaust pipe 6 be provided (not shown), which is not through the heat exchanger 7 leads, and a corresponding electric Umschaltklappe, so that the exhaust gas from the combustion chamber optionally through the heat exchanger 7 or can be led past him. Thus, in addition to the heating mode shown schematically, the system can also be operated in an air-conditioning mode in which the exhaust heat does not pass through the heat exchanger 7 sent, but directly through a fireplace explained below 16 can be dissipated.

Nach dem Durchgang durch den Wärmetauscher 7 (oder nach der Umgehung dieses Wärmetauschers) wird das Abgas der Brennkammer durch eine weitere Abgasleitung 15 einer Absaugleitung 17 zugeführt, welche eingangsseitig an einen Sauglüfter 12 angeschlossen ist. Der Sauglüfter 12 saugt das Abgas über die rohrförmig ausgebildete Abgasleitung 6, 15 sowie über die Absaugleitung 17 aus der Brennkammer 1 ab und gibt sie an einen Kamin 16 weiter, durch welchen die Abgase das Gehäuse 10 und das Gebäude 21, in welchem die Anlage eingebaut ist, verlassen können. In die Absaugleitung 15 mündet weiterhin eine Abluftleitung 9, durch welche der Sauglüfter 12 zusätzlich zu den Abgasen aus der Brennkammer 1 auch Innenluft aus dem Gehäuse 10 absaugt. Durch die zusätzliche Absaugung von Innenluft aus dem Gehäuse 10 ist gewährleistet, dass dieses gegenüber der Umgebung außerhalb des Gehäuses auf einem Unterdruck gehalten wird. Dadurch ist sichergestellt, dass Gase, wie beispielsweise Kühlmittelgase, die der Absorptionspumpe 3 entweichen könnten und ebenso Abgase oder Brenngase aus der Brennkammer 1, die diese nicht durch die Abgasleitung 6 verlassen, sondern durch etwaige Undichtigkeiten, über den Sauglüfter 12 in den Kamin 16 abgegeben werden können und somit ohne eine Gefahr für den Nutzer der Anlage das Gebäude 21 verlassen. Ein Ansaugbereich der Abluftleitung 9 ist dabei mit einem Absauggitter 13 versehen, durch welches verhindert wird, dass der Sauglüfter 12 über die Abluftleitung 9 Schmutz oder Kleinteile ansaugen kann, welche die Abluftleitung oder den Sauglüfter verstopfen könnten. In der Abluftleitung ist weiterhin eine Blendenvorrichtung mit einer Blende 14 vorgesehen, über deren variablen Blendenquerschnitt das Verhältnis von angesaugter Abluft (durch die Abluftleitung 9) und abgesaugten Brennerabgasen (über die Abgasleitung 15) eingestellt werden kann. Es können hierzu variable Blenden oder austauschbare Blenden mit unterschiedlichen Öffnungen vorgesehen sein. Somit wird erreicht, dass durch einen einzigen Sauglüfter 12 sowohl der Innenraum des Gehäuses 10 als auch der Innenraum der Brennkammer 1 abgesaugt werden kann.After passing through the heat exchanger 7 (or after bypassing this heat exchanger), the exhaust gas of the combustion chamber through a further exhaust pipe 15 a suction line 17 fed, which input side to a suction fan 12 connected. The suction fan 12 sucks the exhaust gas through the tubular exhaust pipe 6 . 15 as well as via the suction line 17 from the combustion chamber 1 and give it to a fireplace 16 further, through which the exhaust gases the housing 10 and the building 21 in which the system is installed, can leave. Into the suction line 15 continues to lead an exhaust pipe 9 through which the suction fan 12 in addition to the exhaust gases from the combustion chamber 1 also inside air from the casing 10 sucks. Due to the additional extraction of internal air from the housing 10 ensures that it is kept at a negative pressure relative to the environment outside the housing. This ensures that gases, such as coolant gases, that of the absorption pump 3 could escape and also exhaust gases or combustion gases from the combustion chamber 1 Do not pass these through the exhaust pipe 6 leave, but by any leaks, on the suction fan 12 in the fireplace 16 can be discharged and thus without danger to the user of the plant the building 21 leave. An intake area of the exhaust air line 9 is with a suction grille 13 provided by which prevents the suction fan 12 via the exhaust air line 9 Dirt or small parts can suck, which could clog the exhaust duct or the suction fan. In the exhaust duct is still a diaphragm device with a diaphragm 14 provided over the variable aperture cross section, the ratio of sucked exhaust air (through the exhaust duct 9 ) and extracted burner exhaust gases (via the exhaust pipe 15 ) can be adjusted. For this purpose, variable apertures or exchangeable apertures with different apertures can be provided. Thus it is achieved that by a single suction fan 12 both the interior of the case 10 as well as the interior of the combustion chamber 1 can be sucked off.

Durch eine entsprechende Wahl der Leistung des Sauglüfters 12 und eine entsprechende Wahl der Strömungsquerschnitte der Abgasleitung 6, 15 sowie der Abluftleitung 9 und der Öffnung der Blende 14 lässt sich ein gewünschter Unterdruck innerhalb des Gehäuses 10 gegenüber der Umgebung aufrecht erhalten. Andererseits ist durch die entsprechende Leistung des Brennergebläses 18 ein Überdruck innerhalb der Brennkammer 1 gegenüber dem Druck innerhalb des Gehäuses 10 bzw. auch gegenüber dem Druck der Umgebung außerhalb des Gehäuses bzw. des Gebäudes 21 erzielbar. Hierdurch kann die Verbrennung innerhalb der Brennkammer 1 so optimiert werden, dass sie einerseits möglichst effizient ist und andererseits die Abgabe von schädlichen Abgasen wie beispielsweise Stickoxiden möglichst gering ist. Um einen kontinuierlichen Betrieb zu erzielen, muss das Gasvolumen, welches von dem Sauglüfter aus dem Gehäuse 10 abgesaugt wird, entsprechend kompensiert werden. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Gehäuse 10 nicht hermetisch gasdicht ist, sondern entsprechende Öffnungen aufweist (schematisch durch die gestrichelte Darstellung des Gehäuses gezeigt), sodass Frischluft von außen in das Gehäuse 10 eingesaugt werden kann. Eine weitere oder alternative Möglichkeit zur Belüftung des Gehäuses 10 ergibt sich durch Verwendung eines koaxialen Kamins 16, welcher einerseits ein beispielsweise innen liegendes Kaminrohr aufweist, über welches abgesaugte Luft bzw. Abgase nach außen geführt werden können, und andererseits ein dieses Kammrohr umgebendes äußeres Rohr, sodass zwischen Kaminrohr und äußerem Rohr Frischluft aus dem Bereich außerhalb des Gebäudes in das Gehäuse 10 gelangen kann. Über die Dimensionierung der Öffnungen des Gehäuses 10 nach außen bzw. bei Verwendung eines koaxial ausgeführten Kamins 16 durch dessen Dimensionierung bzw. die Verwendung von Blenden zur Anpassung des Querschnitts, über den Frischluft in das Gehäuse 10 eingeführt und/oder Gase aus dem Gehäuse abgeführt werden, können die Öffnungsquerschnitte für das Zuführen von Umgebungsluft oder Außenluft so eingestellt werden, dass sie im Verhältnis zur angesaugten Innenluftmenge (durch den Sauglüfter 12) so klein sind, dass sich der gewünschte Unterdruck im Innenraum des Gehäuses 10 einstellt. Durch die Saugwirkung des Sauglüfters 12 ist ferner nicht nur gewährleistet, dass Innenluft aus dem Gehäuse 10 abgesaugt wird, sowie Abgase aus der Brennkammer 1, sondern es lässt sich auch der Druckabfall kompensieren, welchen die Abgase durch die Durchführung durch den Wärmetauscher 7 erfahren. Damit wird ein Rückstau von Abgasen in die Brennkammer hinein verhindert.By an appropriate choice of the performance of the suction fan 12 and a corresponding choice of the flow cross sections of the exhaust pipe 6 . 15 and the exhaust duct 9 and the aperture of the aperture 14 can be a desired negative pressure within the housing 10 maintained against the environment. On the other hand, by the corresponding performance of the burner fan 18 an overpressure inside the combustion chamber 1 opposite the pressure inside the housing 10 or against the pressure of the environment outside the housing or the building 21 achievable. This can cause combustion within the combustion chamber 1 be optimized so that it is on the one hand as efficient as possible and on the other hand, the emission of harmful exhaust gases such as nitrogen oxides is as low as possible. To achieve continuous operation, the volume of gas flowing from the suction fan must be removed from the housing 10 is sucked off, be compensated accordingly. For this purpose, for example, be provided that the housing 10 is not hermetically gas-tight, but has corresponding openings (shown schematically by the dashed representation of the housing), so that fresh air from the outside into the housing 10 can be sucked. Another or alternative way to ventilate the housing 10 results from the use of a coaxial fireplace 16 , which on the one hand has an example, inside chimney pipe through which sucked air or exhaust gases can be led to the outside, and on the other hand, an outer tube surrounding this comb tube, so fresh air between the chimney pipe and outer tube from the area outside the building in the housing 10 can get. About the dimensioning of the openings of the housing 10 to the outside or when using a coaxial chimney 16 by its dimensioning or the use of apertures to adapt the cross section, on the fresh air into the housing 10 introduced and / or gases are discharged from the housing, the opening cross-sections for the supply of ambient air or outside air can be adjusted so that they in relation to the sucked amount of indoor air (through the suction fan 12 ) are so small that the desired negative pressure in the interior of the housing 10 established. Due to the suction effect of the suction fan 12 Furthermore, it is not only guaranteed that the inside air from the housing 10 is sucked, and exhaust gases from the combustion chamber 1 but it can also compensate for the pressure drop, which the exhaust gases through the passage through the heat exchanger 7 Experienced. This prevents backflow of exhaust gases into the combustion chamber.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Brennkammercombustion chamber
22: AbsorptionskreislaufAbsorption circuit
33: Absorptionswärmepumpeabsorption heat pump
44: Brennluftcombustion air
55: Brenngasfuel gas
66: Abgasleitungexhaust pipe
77: Wärmetauscherheat exchangers
88th: HeizungsrücklaufHeating return
99: Abluftleitungexhaust duct
1010: Gehäusecasing
1111: HybridklimatisierungssystemHybrid Cooling System
1212: Sauglüfteraspirator
1313: Ansauggitterintake grille
1414: Blendecover
1515: Abgasleitungexhaust pipe
1616: Kaminfireplace
1717: Absaugleitungsuction
1818: Brennergebläseburner fan
1919: Absorptionsleitungabsorption line
2020: UmgebungSurroundings
2121: Gebäudebuilding

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 2807990 [0003]

Claims

Hybrid air conditioning system for operation in a heating and / or an air conditioning mode, which includes a combustion chamber ( 1 ) and an absorption heat pump ( 3 ), characterized in that the absorption heat pump and the combustion chamber in the interior of a housing ( 10 ), wherein the interior is opposite the environment ( 20 ) can be acted upon by a negative pressure.

Hybrid air conditioning system according to claim 1, characterized in that the absorption heat pump ( 3 ) has an expeller, a condenser, an evaporator and an absorber, wherein the expeller thermally to the combustion chamber ( 1 ) is coupled and heated by this.

Hybrid air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that a suction fan ( 12 ) is provided, which on the input side with the interior of the housing ( 10 ) and on the output side to a fireplace ( 16 ) can be connected so that the suction fan can suck in gases from the interior of the housing and dissipate through the fireplace to the outside, that the interior of the housing relative to the environment ( 20 ) is subjected to a negative pressure.

Hybrid air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the suction fan ( 12 ) within the housing ( 10 ) is arranged.

Hybrid air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber ( 1 ) via an exhaust pipe ( 6 . 15 ) with an inlet connection of the suction fan ( 12 ).

Hybrid air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that in the interior of the housing ( 10 ) an intake grille ( 13 ) is provided, via which by means of an exhaust duct ( 9 ) Sucked air and to the inlet connection of the suction fan ( 12 ).

Hybrid air conditioning system according to claim 5 and 6, characterized in that the exhaust pipe ( 15 ) and the exhaust duct ( 9 ) in a common suction line ( 17 ), which communicate with the inlet connection of the suction fan ( 12 ).

Hybrid air conditioning system according to claim 7, characterized in that a diaphragm arrangement ( 14 ) with variable orifice cross-section in the exhaust duct ( 9 ) is provided, by means of which the ratio of the flow rates of exhaust pipe ( 15 ) and exhaust duct ( 9 ) is adjustable.

Hybrid air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that a burner fan ( 18 ) is provided, by means of which the combustion chamber ( 1 ) via a combustion air line ( 4 ) Combustion air from an area outside the housing ( 10 ) can be supplied so that the interior of the combustion chamber is subjected to a pressure which is higher than the ambient pressure outside the housing.

Hybrid air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that inside the housing ( 10 ) a heat exchanger ( 7 ) is provided, and the exhaust pipe ( 6 . 15 ) has two alternative ways, between these can be switched so that the heat exchanger in the heating mode of the exhaust gases of the combustion chamber ( 1 ) and it can dissipate heat from the exhaust gases to a heating return of the hybrid air conditioning system, and in the air conditioning mode, the exhaust pipe bypasses the heat exchanger.

Hybrid air-conditioning system according to claim 10, appended to claim 7, characterized in that the heat exchanger ( 7 ) in a section of the exhaust pipe ( 6 . 15 ) is provided, which between the combustion chamber ( 1 ) and the suction line ( 17 ) is located.

Hybrid air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the suction fan ( 12 ) is adjustable so that it reduces the pressure drop which the combustion chamber exhaust gases ( 1 ) in the heat exchanger ( 7 ), so can compensate that prevail within the combustion chamber, the same pressure conditions as without the downstream of the heat exchanger.

Hybrid air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 10 ) Has openings through which ambient air can flow into the housing, wherein the total cross section of the openings is designed so that during operation of the heating system, a negative pressure in the interior of the housing relative to the environment ( 20 ) is adjustable.

Hybrid air conditioning system according to claim 13, characterized in that the hybrid air conditioning system is designed so that it can be glued to a coaxial chimney with an interior space and an outer space surrounding the interior so that the suction fan ( 12 ) Gases from the interior of the housing ( 10 ) over the interior of the fireplace to the outside can lead, and the outside space of the fireplace is in communication with the openings of the housing through which ambient air can flow into the housing.

Hybrid air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber ( 1 ) has a housing made of stainless steel.

Hybrid air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the elements exhaust air duct ( 9 ), Exhaust pipe ( 15 ), Suction line ( 17 ), Heat exchangers ( 7 ), have a thermal insulation.

Hybrid air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that a control or regulating electronics is provided, by means of which the absorption heat pump ( 3 ), the burner ( 1 ) and the suction fan ( 12 ) can be controlled or regulated.

Hybrid air conditioning system according to claim 17, characterized in that the control electronics within the housing ( 10 ) is arranged, and a cooling air supply is provided, which supplies air from a relatively cool area within the housing of the control or regulating electronics.

Hybrid air conditioning system according to claim 17 or 18, characterized in that the control or regulating electronics has an Internet connection which can be connected to the Internet and by means of which operating temperatures and / or alarm messages are retrieved via the Internet, or commands are sent to the control or control electronics can.

Hybrid air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the system is designed so that the absorption heat pump in addition or alternatively to the heat from the combustion chamber ( 1 ) also geothermal heat or the waste heat of a machine can be supplied for use.