-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Wärmepumpen und
insbesondere auf Wärmepumpen, die zur Versorgung eines
Heizungskreislaufs und eines Brauchwasserkreislaufs einsetzbar sind.
-
Die
WO 2007/118482 offenbart
eine Wärmepumpe mit einem Verdampfer zum Verdampfen von Wasser
als Arbeitsflüssigkeit, um einen Arbeitsdampf zu erzeugen.
Die Wärmepumpe umfasst ferner einen Verdichter, der mit
dem Verdampfer gekoppelt ist, um den Arbeitsdampf zu verdichten.
Dabei ist der Verdichter als Strömungsmaschine ausgeführt,
wobei die Strömungsmaschine ein Radialrad aufweist, das unkomprimierten
Arbeitsdampf an seiner Stirnseite aufnimmt und mittels entsprechend
ausgebildeter Schaufeln an seiner Seite ausstößt.
Durch das Ansaugen wird der Arbeitsdampf komprimiert, so dass an
der Seite des Radialrads ein komprimierter Arbeitsdampf ausgestoßen
wird. Dieser komprimierte Arbeitsdampf wird einem Verflüssiger
zugeführt. In dem Verflüssiger wird der komprimierte
Arbeitsdampf, der durch die Kompression in seinem Temperaturniveau
angehoben worden ist, mit einem verflüssigten Arbeitsfluid
in Verbindung gebracht, so dass sich der komprimierte Dampf wieder
verflüssigt und dabei Energie an das verflüssigte
Arbeitsfluid abgibt, das sich in dem Verflüssiger befindet.
Dieses verflüssigte Arbeitsfluid wird durch eine Umwälzpumpe durch
ein Heizsystem gepumpt. Insbesondere ist hierzu ein Heizungsvorlauf
angeordnet, an dem wärmeres Wasser in einen Heizungskreislauf,
wie beispielsweise eine Fußbodenheizung ausgegeben wird.
Ein Heizungsrücklauf speist dann abgekühltes Heizungswasser
wieder in den Verflüssiger ein, damit es wieder durch neu
kondensierten Arbeitsdampf erwärmt wird.
-
Diese
bekannte Wärmepumpe kann als offener Kreislauf oder als
geschlossener Kreislauf betrieben werden. Das Arbeitsmedium ist
Wasser bzw. Dampf. Insbesondere sind die Druckverhältnisse
im Verdampfer so, dass Wasser, das eine Temperatur von 12°C
hat, verdampft wird. Hierzu ist der Druck im Verdampfer bei etwa
12 hPa (mbar). Durch den Verdichter wird der Druck des Gases auf
z. B. 100 mbar angehoben. Dies entspricht einer Verdampfungstemperatur
von 45°C, die damit im Verflüssiger und insbesondere
in der obersten Schicht des verflüssigten Arbeitsfluids
vorherrscht. Diese Temperatur ist ausreichend, um eine Fußbodenheizung
zu versorgen.
-
Werden
höhere Heizungstemperaturen benötigt, so wird
eine höhere Kompression eingestellt. Werden dagegen geringere
Heizungstemperaturen benötigt, so wird eine geringere Kompression
eingestellt.
-
Darüber
hinaus basiert die Wärmepumpe auf einer mehrstufigen Kompression.
Eine erste Strömungsmaschine ist ausgebildet, um den Arbeitsdampf
auf einen mittleren Druck zu bringen. Dieser auf einem mittleren
Druck befindliche Arbeitsdampf kann durch einen Wärmetauscher
zur Brauchwassererwärmung geführt werden, um dann
z. B. durch eine letzte Strömungsmaschine einer Kaskade
von wenigstens zwei Strömungsmaschinen auf den für den
Verflüssiger benötigten Druck, wie beispielsweise
100 mbar, gebracht zu werden. Der Wärmetauscher zur Brauchwassererwärmung
ist ausgebildet, um das von einer vorherigen Strömungsmaschine
erhitzte (und komprimierte) Gas abzukühlen. Hierbei wird
die Überhitzungsenthalpie sinnvoll genutzt, um den Wirkungsgrad
des gesamten Verdichtungsprozesses zu erhöhen. Das gekühlte
Gas wird dann mit einem oder mehreren nachgeschalteten Verdichtern weiter
verdichtet oder direkt dem Verflüssiger zugeführt.
Es wird Wärme aus dem komprimierten Wasserdampf entnommen,
um damit Brauchwasser auf höhere Temperaturen als z. B.
40°C zu erwärmen. Dies verringert jedoch den Gesamtwirkungsgrad
der Wärmepumpe nicht, sondern erhöht ihn sogar
noch, da zwei aufeinander folgend geschaltete Strömungsma schinen
mit dazwischen geschalteter Gaskühlung mit einer höheren
Lebensdauer aufgrund der reduzierten thermischen Beanspruchung und
mit weniger Energie den geforderten Gasdruck im Verflüssiger erreichen,
als wenn eine einzige Strömungsmaschine ohne Gaskühlung
vorhanden sein würde.
-
In
Heizungssystemen kann ein eigener Brauchwassertank angeordnet sein,
der eine bestimmte Menge an Brauchwasser, das auf eine bestimmte
vorgegebene Warmwassertemperatur aufgewärmt ist, hält.
Dieser Brauchwassertank ist typischerweise so bemessen, dass eine
bestimmte Zeit lang warmes Wasser mit vorgegebener Temperatur abgegeben
werden kann, um z. B. eine Badewanne zu füllen. Aus diesem
Grund wird oftmals bei der Brauchwassererwärmung nicht
auf ein reines Durchlauferwärmungsprinzip gesetzt, wenn
keine Verbrennungsprozesse zur Brauchwassererwärmung eingesetzt
werden sollen, sondern wird ein bestimmtes Brauchwasservolumen auf
der spezifizierten Temperatur gehalten.
-
Dieser
Brauchwassertank sollte zum einen nicht zu groß sein, damit
seine thermische Trägheit nicht zu groß wird.
Andererseits sollte dieser Brauchwassertank auch nicht zu klein
sein, damit eine Mindestmenge an warmem Wasser schnell abgezapft werden
kann, ohne dass die Temperatur des warmen Wassers signifikant zurückgeht,
was den Heizungskomfort mindern würde.
-
Gleichzeitig
sollte der Brauchwassertank ausreichend isoliert sein, da ein Wärmeverlust über den
Brauchwassertank besonders nachteilhaft ist. So muss dieser Wärmeverlust
nämlich ausgeglichen werden, um sicherzustellen, dass immer
eine ausreichend große Menge an warmem Brauchwasser zur Verfügung
steht. Dies bedeutet, dass die Heizung auch dann laufen muss, wenn
gerade kein Bedarf vorhanden ist, wenn jedoch aufgrund schlechter
Isolation der Inhalt des Brauchwassertanks abgekühlt worden
ist.
-
Dies
bedeutet, dass der Brauchwassertank besonders gut zu isolieren ist,
was wiederum sowohl Raum für Isoliermaterialien als auch
Kosten für die Isoliermaterialien mit sich bringt.
-
Darüber
hinaus soll eine Heizungsanlage, damit sie auf dem Markt eine gute
Akzeptanz hat, nicht zu sperrig und in einer Form angeboten werden können,
die von Handwerkern oder Bauherren gut handhabbar ist und an typische
Stellen gut transportiert und dort aufgestellt werden kann, wie
beispielsweise in Kellern oder Heizungsräumen. Eine spezielle
Isolation für den Brauchwassertank könnte zwar
an Ort und Stelle eingebaut werden, um das Volumen der gesamten
Heizungsanlage für den Transport und das Aufstellen an
Ort und Stelle gering zu halten. Andererseits führt jeder
Schritt des nachträglichen Zusammenbauens einer Heizungsanlage
zu Kosten für den Handwerker und gleichzeitig auch zu einer
zusätzlichen Fehleranfälligkeit. Darüber
hinaus ist auch das zur Isolation des Brauchwassertanks nötige
Isolationsmaterial ebenfalls teuer, wenn eine gute Isolationswirkung
erzielt werden soll. Eine Isolationswirkung ist jedoch besonders
für Wärmepumpen zum Einsatz in kleineren Gebäuden
wichtig, da solche Wärmepumpe massenweise eingesetzt werden
sollen und auf einen hohen Wirkungsgrad, also das Verhältnis
an aufgewendeter Energie zu extrahierter Energie hin optimiert sein
sollen, damit insgesamt betrachtet eine maximale Energieeffizienz
erreicht wird.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein effizientes
und preislich akzeptables Konzept zum Handhaben von Brauchwasser
in einer Wärmepumpe zu schaffen.
-
Diese
Aufgabe wird durch einen Verflüssiger für eine
Wärmepumpe gemäß Patentanspruch 1, eine
Wärmepumpe gemäß Patentanspruch 23 oder 24
oder ein Verfahren zum Herstellen eines Verflüssigers gemäß Patentanspruch
32 oder 33 gelöst.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die einfachste
und gleichzeitig effizienteste Unterbringung des Brauchwassertanks
im Arbeitsfluidraum des Verflüssigers erreicht wird. Der Arbeitsfluidraum
und der Brauchwassertank sind so angeordnet, dass der Brauchwassertank
eine Wand hat, die von einer Wand des Arbeitsfluidraums beabstandet
ist. Damit ergibt sich zwischen diesen beiden Wänden ein
Zwischenraum, der zumindest teilweise weder Arbeitsfluid in flüssiger
Form noch Brauchwasser aufweist, sondern der mit Dampf gefüllt
ist. Dieser Dampf ist vorzugsweise derselbe komprimierte Arbeitsdampf,
der vom Kompressor in den Verflüssiger hinein transportiert
wird. Dieser komprimierte Arbeitsdampf füllt den Zwischenraum
zwischen dem Brauchwassertank und dem Arbeitsfluidraum aus.
-
Das
Brauchwasser im Brauchwassertank ist somit nicht nur durch eine
Wand von der Flüssigkeit in dem Verflüssiger beabstandet,
sondern durch zwei Wände und eine dazwischen liegende Dampfschicht bzw.
Gasschicht.
-
Nachdem
Dampf bzw. Gas einen wesentlich höheren Wärmewiderstand
hat als Wasser bzw. das verflüssigte Gas ist der Brauchwassertank
damit ohne weitere größere Maßnahmen
von dem Inhalt des Arbeitsfluidraums in dem Verflüssiger
isoliert.
-
Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Wärmepumpe
mit Wasser betrieben. Im Vergleich zum Atmosphärendruck
hat selbst ein bei einer solchen Wärmepumpe vorliegender
komprimierter Dampf einen relativ geringen Druck, wie beispielsweise
100 mbar (100 hPa). Damit wird die Isolationswirkung zwischen dem
Brauchwassertank und dem verflüssigten Arbeitsfluid im
Vergleich zu höheren Drücken des Dampfes noch
erhöht. Dies liegt daran, dass die Isolationswirkung eines
mit Gas gefüllten Spalts immer größer
wird, je geringer der Druck des Gases wird, wobei die beste Isolationswirkung
erreicht wird, wenn in dem Spalt Vakuum herrscht.
-
Bei
bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung
wird der Brauchwassertank durch einen Wärmetauscher geheizt,
der warme Verflüssiger-Flüssigkeit durch den Brauchwassertank fluidmäßig
isoliert hindurchfährt. Der Brauchwassertank ist ferner
ausgebildet, um mit einem Zwischenkühler, der nach einer
Zwischenstufe einer Kaskade von Verdichtern oder nach der letzten
Verdichterstufe angeordnet ist, geheizt zu werden. Hier wird bevorzugt,
dass das Brauchwasser im Brauchwassertank direkt durch den Zwischenkühler
geleitet wird. Damit wird eine Oberfläche des Zwischenkühlers,
die von überhitztem Dampf berührt wird, durch
das Brauchwasser direkt gekühlt, um in dem Brauchwassertank höhere
Temperaturen zu erreichen, als sie in dem Verflüssiger
ansonsten zu Heizungszwecken vorliegen. Dadurch, dass der Brauchwassertank
direkt die Zwischenkühler-Flüssigkeit hält,
werden irgendwelche Verluste durch einen zusätzlichen Wärmetauscher
unnötig.
-
Darüber
hinaus ist eine solche Verwendung des Brauchwassers, das ja im Gegensatz
zum Heizungswasser getrunken werden kann und damit hygienisch ist,
unkritisch, da das Flüssigkeitsvolumen im Zwischenkühler
selbst relativ gering ist.
-
Darüber
hinaus werden im Zwischenkühler aufgrund der Überhitzungseigenschaften
Temperaturen erreicht, die wesentlich höher als die Verflüssigertemperaturen
sind, was zusätzlich dabei hilft, im Brauchwassertank hygienische
Verhältnisse beizubehalten.
-
Üblich
ist der Brauchwassertank mit einer Kaltwasser-Zufuhr und einem Warmwasser-Vorlauf sowie
typischerweise mit einem Zirkulationspumpen-Rücklauf versehen.
-
Die
Anordnung des Brauchwassertanks im Verflüssiger und insbesondere
im Arbeitsfluidraum des Verflüssigers, wobei der Brauchwassertank
jedoch über einen Zwischenraum, der mit Gas bzw. Dampf
gefüllt ist, von dem Arbeitsfluidraum thermisch getrennt
ist, bringt mehrere Vorteile mit sich. Ein Vorteil besteht darin,
dass der Brauchwassertank keinen zusätzlichen Raum benötigt,
sondern in dem Volumen des Arbeitsfluidraums enthalten ist. Damit hat
die Wärmepumpe keine zusätzliche komplizierte Form
und ist kompakt. Darüber hinaus benötigt der Brauchwassertank
keine eigene Isolierung. Diese Isolierung würde er dann
benötigen, wenn er an einer anderen Stelle angebracht wäre.
Nunmehr wirkt jedoch der gesamte Arbeitsfluidraum und insbesondere
der mit Gas bzw. Dampf gefüllte Zwischenraum als inhärente
Isolation. Darüber hinaus sind Wärmeverluste,
die dennoch auftreten können, unkritisch, da die gesamte
Wärme, die der Brauchwassertank abgibt, in den Verflüssiger
selbst gelangt, wo sie ebenfalls als Heizwärme genutzt
wird. Wirkliche Verluste sind nur Wärmeverluste nach außen,
also zur Umgebungsluft, die jedoch beim Brauchwassertank nicht auftreten.
-
Vorteilhaft
ist ferner, dass die Gasfüllung für den Zwischenraum
zwischen der Wand des Brauchwassertanks und der Wand des Arbeitsfluidraums nicht
speziell hergestellt werden muss. Stattdessen wird hierzu vorteilhafterweise
der Arbeitsdampf selbst verwendet, der im Verflüssiger
ohnehin vorhanden ist. Abgesehen davon, dass ein Dampf bzw. Gas
immer eine bessere Isolationswirkung als der verflüssigte
Dampf, also das Wasser bzw. das verflüssigte Gas, haben,
ist dann, wenn die Wärmepumpe mit Wasser als Arbeitsfluid
arbeitet, die Isolation zwischen dem Brauchwassertank und dem Arbeitsfluidraum
besonders gut, weil der Druck im Verflüssiger, obwohl er
höher als der Druck im Verdampfer ist, dennoch relativ
niedrig ist, wie beispielsweise bei 100 hPa, was einem mittleren
Unterdruck entspricht.
-
Darüber
hinaus führt die Anordnung des Brauchwassertanks im Arbeitsfluidraum
des Verflüssigers dazu, dass Leitungswege zum Arbeitsfluidraum
selbst, z. B. für einen entkoppelten Wärmetauscher,
kurz sind. Darüber hinaus sind auch Leitungswege zu einem
flüssigkeitsmäßig gekoppelten Heizer,
wie beispielsweise zu einem Zwischenkühler, hinter einer
Kompressorstufe kurz, da der Kompressor ebenfalls typischerweise
nahe bei dem Verflüssiger angebracht ist.
-
Alle
diese Eigenschaften führen nicht nur dazu, dass die Wärmepumpe
insgesamt kompakter und damit preisgünstiger und besser
handhabbarer wird, sondern dass auch die Verluste der Wärmepumpe weiter
minimiert werden. Alle Wärmeverluste aus dem Brauchwasser
sind eigentlich keine richtigen Verluste, da die Wärme
lediglich in den Verflüssigerraum gelangt und dort zum
Heizen des Heizungskreislaufs günstig ist. Dennoch ist
es jedoch aufgrund der guten Isolierung ohne weiteres möglich,
in dem Brauchwassertank zumindest im oberen Bereich eine höhere
Temperatur zu halten, als sie in dem verflüssigten Arbeitsfluid
herrscht, da im Zwischenkühler eine höhere Temperatur
erzeugt wird, die beispielsweise direkt, also ohne zwischengeschalteten
Wärmetauscher an das Brauchwasser abgegeben wird und im
oberen Bereich, also dort, wo die wärmste Schicht des Brauchwassertanks
ist, in den Brauchwassertank eingespeist wird.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel ist alternativ oder zusätzlich
der Verflüssiger durch den Gasbereich von der äußeren
Umgebung thermisch isoliert. Hierzu ist der Gasbereich, der sich
von dem Verdampfer der Wärmepumpe zum Verflüssiger
der Wärmepumpe erstreckt, wobei der Verflüssiger
eine Verflüssigerwand aufweist, ausgebildet, um sich entlang
der Verflüssigerwand zu erstrecken. Damit muss der Verflüssiger
nach außen nicht mehr isoliert werden, da der Gasbereich,
in dem ein signifikant niedrigerer Druck als im Verflüssiger
herrscht, bereits sehr gute Isolationseigenschaften hat. Insbesondere dann,
wenn die Wärmepumpe mit Wasser als Arbeitsfluid betrieben
wird und im Verflüssiger typische Verflüssigertemperaturen,
wie sie für Gebäudeheizungen gebraucht werden,
wie beispielsweise im Bereich zwischen 30 und 60°C herrschen,
ist im Gasbereich ein sehr geringer Druck, zum Beispiel in der Größenordnung
von 50 mbar, vorhanden, welcher im Hinblick auf die Umgebung, die
bei 1000 mbar liegt, nahezu ein Vakuum darstellt. Dieses „Fast-Vakuum” hat
wesentlich bessere Isolationseigenschaften als ein eigens verwendeter
Isolierstoff, wie beispielsweise organische oder synthetische Isolierstoffe.
Darüber hinaus spart diese Isolierung mit dem Gasbereich das
Bereitstellen eines zusätzlichen Isolierstoffes, was einerseits
Kosteneinsparungen und andererseits Platzeinsparungen und Montageeinsparungen
mit sich bringt. So muss ein Isolierstoff, der von vorneherein nicht
gebraucht wird, weder gekauft noch montiert werden.
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden
nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert
erläutert. Es zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung der Wärmepumpe mit Verdampfer,
Komprimierer und Verflüssiger einschließlich einem
Brauchwassertank;
-
2 eine
schematische Darstellung des Brauchwassertanks von 1;
-
3 eine
vergrößerte Darstellung der Anordnung des Brauchwassertanks
im Arbeitsfluidraum;
-
4 eine
schematische Darstellung der Kompressor/Zwischenkühlungs-Kaskade
von 1;
-
5 eine
vergrößerte Ansicht der Anordnung der zweiten
Kompressorstufe am oberen Ende der Hochstromleitung;
-
6 eine
im Vergleich zu 5 noch stärker vergrößerte
Darstellung der Anordnung der ersten Kompressorstufe am unteren
Ende der Hochstromleitung;
-
7 eine
schematische Darstellung einer Anordnung eines Kompressormotors
in der Hochstromleitung; und
-
8 ein
Querschnitt durch die Hochstromleitung mit Befestigungen und zusätzlichen
Kühlrippen.
-
1 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht einer Wärmepumpe,
in der ein Verflüssiger vorteilhaft eingesetzt werden kann.
Die Wärmepumpe umfasst ein Wärmepumpengehäuse 100,
das in einer Aufstellrichtung der Wärmepumpe von unten nach
oben zunächst einen Verdampfer 200 und darüber
einen Verflüssiger 300 aufweist. Ferner ist zwischen
dem Verdampfer 200 und dem Verflüssiger 300 eine
erste Kompressorstufe 410 angeordnet, die einen ersten
Zwischenkühler 420 speist. Aus dem Zwischenkühler 420 ausgegebenes
komprimiertes Gas tritt in eine zweite Kompressorstufe 430 ein
und wird dort verdichtet und einem zweiten Zwischenkühler 440 zugeführt,
von dem das komprimierte aber zwischengekühlte Gas (Dampf)
in einen Verflüssiger 500 eingespeist wird. Der
Verflüssiger hat einen Verflüssigerraum 510,
welcher einen Arbeitsfluidraum aufweist, der bis zu einem Füllstand 520 mit
verflüssigtem Arbeitsfluid, wie beispielsweise Wasser,
gefüllt ist. Der Verflüssiger 500 bzw.
der Verflüssigerraum 510 wird nach außen
durch eine Verflüssigerwand 505 begrenzt, die
eine seitliche Begrenzung des in 1 im Querschnitt
gezeigten Verflüssigers sowie eine untere Begrenzung, also
einen Bodenbereich des in 1 gezeigten
Verflüssigers, liefert. Oberhalb des Füllstands 520,
der also das verflüssigte Arbeitsfluid 530 von
dem (noch) nicht verflüssigten, sondern gasförmigen
Arbeitsfluid 540 abgrenzt, befindet sich das gasförmige
Arbeitsfluid, das von dem zweiten Kompressor 430 in den
zweiten Zwischenkühler 440 ausgestoßen
worden ist.
-
In
dem Arbeitsfluidraum 530 befindet sich ein Brauchwassertank 600.
Der Brauchwassertank 600 ist so ausgebildet, dass sein
Inhalt flüssigkeitsmäßig von dem verflüssigten
Arbeitsfluid in dem Arbeitsfluidraum 530 getrennt ist.
Ferner umfasst der Brauchwassertank 600 einen Brauchwasserzulauf 610 für kaltes
Brauchwasser und einen Brauchwasserablauf oder Brauchwasservorlauf 620 für
warmes Brauchwasser.
-
Erfindungsgemäß ist
der Brauchwassertank 600 wenigstens teilweise in dem Arbeitsfluidraum 530 angeordnet.
Der Brauchwassertank umfasst eine Brauchwassertankwand 630,
die von einer Wand 590 des Arbeitsfluidraums entfernt angeordnet ist,
so dass sich ein Zwischenraum 640 ergibt, der ausgebildet
ist, um mit dem Gasbereich 540 zu kommunizieren. Ferner
ist die Anordnung so, dass in dem Zwischenraum 640 im Betrieb
kein verflüssigtes Arbeitsfluid oder wenigstens teilweise
kein verflüssigtes Arbeitsfluid enthalten ist. Eine Isolationswirkung
zwischen dem Wasser im Brauchwassertank 600 und dem verflüssigten
Arbeitsfluid (wie beispielsweise Wasser) im Arbeitsfluidraum 530 wird
bereits dann erhalten, wenn z. B. der obere Bereich des Zwischenraums 640 voll
Arbeitsfluiddampf bzw. Arbeitsfluidgas ist, während aus
irgendeinem Grund der untere Bereich des Zwischenraums mit Arbeitsfluid
gefüllt ist.
-
Da
insbesondere im unteren Bereich die Flüssigkeit des Brauchwassers
geringer ist als im oberen Bereich, ist es je nach Implementierung
ohnehin ausreichend, lediglich im oberen Bereich eine Isolierung
sicherzustellen, da es für den unteren Bereich teilweise
vielleicht sogar günstig sein kann, dass dort keine Isolierung
oder nur eine geringere Isolierung zum Verflüssigerraum
vorherrscht. Dies liegt daran, dass die Wasserzufuhr bei 12°C
etwa stattfindet, oder insbesondere im Winter, wenn das Wasser aus der
Wasserleitung sogar noch kälter ist, bei niedrigeren Tempera turen
stattfindet. Dagegen wird der untere Bereich des Arbeitsfluidraums
Temperaturen von vielleicht mehr als 30°C und z. B. vielleicht
sogar 37°C haben. Damit ist es zumindest für die
Sicherstellung, dass der obere (wärmere) Bereich der Brauchwassertanks
wärmer als der Verflüssigerraum ist, unkritisch,
ob der untere Bereich des Brauchwassertanks von dem Verflüssiger
besonders stark isoliert ist. Es ist also nicht so kritisch, wenn
der untere Bereich mit verflüssigtem Arbeitsfluid gefüllt
ist, solange in dem Bereich des Brauchwassertanks, wo sich aufgrund
der Schichtung eine höhere Temperatur ergibt, von dem Arbeitsfluidraum 530 thermisch isoliert
ist.
-
Nachfolgend
werden die einzelnen Komponenten der in 1 beschriebenen
Wärmepumpe näher dargestellt.
-
In
einem Verdampferzulauf 210 wird abzukühlendes
flüssiges Arbeitsfluid zugeführt, wie beispielsweise
Grundwasser, Meerwasser, Sole, Flusswasser etc., wenn ein offener
Kreislauf stattfindet. Dagegen kann auch ein geschlossener Kreislauf stattfinden,
wobei in diesem Fall das über die Verdampferzulaufleitung 210 zugeführte
verflüssigte Arbeitsfluid z. B. Wasser ist, das über
eine geschlossene Tiefenleitung in den Untergrund hinein und wieder herauf
gepumpt wird. Die Abdichtung und die Kompressoren sind so ausgelegt,
dass sich in einem Verdampfungsraum 220 ein Druck ausbildet,
der so ist, dass Wasser bei der Temperatur, wie es über
die Zulaufleitung 210 aufsteigt, verdampft. Um diesen Vorgang
so gut als möglich stattfinden zu lassen, ist der Verdampfer 200 mit
einem Aufweiter 230 versehen, der z. B. rotationssymmetrisch
sein kann, wobei er wie ein „umgedrehter” Teller
in der Mitte gespeist wird und das Wasser dann nach allen Seiten
von der Mitte nach außen abläuft und in einer
ebenfalls kreisförmigen Auffangrinne 235 gesammelt
wird. An einer Stelle der Sammelrinne 235 ist ein Ablauf 240 ausgebildet, über
den das durch die Verdampfung abgekühlte Wasser bzw. Arbeitsfluid
in flüssiger Form wieder nach unten gepumpt wird, also
zur Wärmequelle, die beispielsweise das Grundwasser oder
das Erdreich sein kann.
-
Ein
Wasserstrahlablenker 245 ist angeordnet, um sicherzustellen,
dass das durch die Zulaufleitung 210 geförderte
Wasser nicht nach oben spritzt, sondern ruhig zu allen Seiten hin
abläuft und somit eine möglichst effiziente Verdampfung
sicherstellt. Zwischen dem Verdampfungsraum 220 und dem
Arbeitsfluidraum ist ein Expansionsventil 250 angeordnet,
durch das ein Druckunterschied zwischen beiden Räumen gesteuert
werden kann, wenn hierzu ein Bedarf besteht. Steuersignale für
das Expansionsventil sowie für die Kompressoren 410, 430 und
für andere Pumpen werden von einer elektronischen Steuerung 260 geliefert,
die an irgendeiner Stelle angeordnet sein kann, wobei hier Punkte
wie gute Zugänglichkeit von außen zu Einstellungs-
und Wartungszwecken wichtiger sind als thermische Verkopplung bzw.
Entkopplung vom Verdampfungsraum oder vom Verflüssigungsraum.
-
Der
in dem Verdampfungsraum 220 enthaltene Dampf wird über
eine Formgebung für den Verdampfungsraum, die von unten
nach oben sich verengend ist, in einer möglichst gleichmäßigen
Strömung von einer ersten Verdichterstufe 410 angesaugt.
Hierzu umfasst die erste Verdichterstufe einen Motor 411 (6),
der über eine Motorwelle 412, die in 6 schematisch
angezeichnet ist, ein Radialrad 413 antreibt. Das Radialrad 413 saugt
durch seine untere Seite 413a den Dampf an und gibt ihn
komprimiert an seiner Ausgabeseite 413b aus. Damit gelangt
der nunmehr komprimierte Arbeitsdampf in einen ersten Abschnitt
eines Dampfkanals 414, von wo der Dampf in den ersten Zwischenkühler 420 gelangt. Der
erste Zwischenkühler 420 kennzeichnet sich durch
eine entsprechenden Ausbuchtung 421 zur Verlangsamung der
Strömungsgeschwindigkeit des aufgrund der Kompression überhitzten
Arbeitsgases, die je nach Implementierung von Fluidkanälen
durchdrungen sein kann, wie sie jedoch in 1 nicht
eingezeichnet sind. Diese Fluidkanäle können durch
z. B. Heizungswasser, also Arbeitsfluidwasser, im Arbeitsfluidraum 530 durchflossen
sein. Alternativ oder zusätzlich können diese
Kanäle jedoch auch vom Kaltwasserzufuhrkreislauf 610 durchflossen
werden, um bereits eine Vorwärmung für das in
den Brauchwassertank 600 zugeführte Brauchwasser
zu erhalten.
-
Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel wirkt jedoch bereits
die Führung des Fluidkanals 420 um das kalte untere
Ende des Arbeitsfluidraums 530 des Verflüssigers 500 so,
dass der Arbeitsfluiddampf, der sich durch diesen relativ langen
ausgedehnten Arbeitsfluidkanal herum erstreckt, auf seinem Weg vom
ersten Radialrad 33 (5) abkühlt
und seine Überhitzungsenthalpie abgibt.
-
Der
Arbeitsfluiddampf läuft durch den Zwischenkühler 420 über
einen zweiten Kanalabschnitt 422 in eine Ansaugöffnung 433a des
Radialrads 433 der zweiten Verdichterstufe hinein und wird
dort wiederum seitlich an einer Ausstoßöffnung 433b in
den zweiten Zwischenkühler 440 eingespeist. Hierzu
ist ein Kanalabschnitt 434 vorgesehen, der sich zwischen
der seitlichen Ausstoßöffnung 433b des
Radialrads 433 und einem Eingang in den Zwischenkühler 440 erstreckt.
-
Der
durch die zweite Verdichterstufe 430 auf den Verflüssigerdruck
verdichtete Arbeitsdampf durchläuft dann den zweiten Zwischenkühler 440 und wird
dann auf kaltes verflüssigtes Arbeitsfluid 511 geleitet.
Dieses kalte verflüssigte Arbeitsfluid 511 wird auf
einen Aufweiter im Verflüssiger, der mit 512 bezeichnet
ist, gebracht. Der Aufweiter 512 hat eine ähnliche
Form wie der Aufweiter 230 im Verdampfer und wird wieder
durch eine mittige Öffnung gespeist, wobei im Gegensatz
zur Zulaufleitung 210 im Verdampfer im Verflüssiger
die mittige Öffnung mit einer Hochstromleitung 580 gespeist
wird. Durch die Hochstromleitung 580 wird von einem unteren
Bereich des Arbeitsfluidraums 530, wie es durch Pfeile 581 angedeutet
ist, kaltes, also am unteren Bereich des Arbeitsfluidraums 530 angeordnetes
verflüssigtes Arbeitsfluid angesaugt und in der Hochstromleitung 580 nach
oben gebracht, wie es durch Pfeile 582 angedeutet ist.
-
Das
Arbeitsfluid in flüssiger Form, das kalt ist, da es vom
Boden des Arbeitsfluidraums stammt, stellt nun einen idealen „Verflüssigungspartner” für den
heißen komprimierten Arbeitsfluiddaupf 540 im Dampfraum
des Verflüssigers dar. Dies führt dazu, dass das
durch die Hochstromleitung 580 geförderte verflüssigte
Arbeitsfluid auf dem Weg, auf dem es von der mittigen Öffnung
nach unten zum Rand hin fließt, durch den sich verflüssigenden
Dampf immer weiter aufgeheizt wird, so dass das Wasser dann, wenn
es am Rande des Aufweiters in den mit verflüssigtem Arbeitsfluid
gefüllten Arbeitsfluidraum eintritt (bei 517),
den Arbeitsfluidraum aufheizt.
-
Verflüssigtes
Arbeitsfluid des Arbeitsfluidraums 530 wird über
einen Heizungsvorlauf 531 in ein Heizungssystem, wie beispielsweise
eine Fußbodenheizung, gepumpt. Dort gibt das warme Heizungswasser
seine Temperatur an den Fußboden oder an Luft oder ein
Wärmetauschermedium ab, und das abgekühlte Heizungswasser
läuft über einen Heizungsrücklauf 532 wieder
in den Arbeitsfluidraum 530 hinein. Dort wird es dann wieder über
die in der Hochstromleitung 580 erzeugte Strömung 582 angesaugt,
wie es bei den Pfeilen 581 dargestellt ist, und wieder
auf den Aufweiter 512 gefördert, um wieder erwärmt
zu werden.
-
Nachfolgend
wird Bezug nehmend auf 1 und die 2 und 3 detaillierter
auf den Brauchwassertank 600 eingegangen. Neben dem Kaltwasserzulauf 610 und
dem Warmwasservorlauf 620 umfasst der Brauchwassertank 600 ferner
vorzugsweise einen Zirkulationsrücklauf 621 auf,
der derart mit dem Warmwasservorlauf 620 und einer Zirkulationspumpe
verbunden ist, dass durch eine Betätigung der Zirkulationspumpe
sichergestellt wird, dass immer vorgewärmtes Brauchwasser
an einer Brauchwasserzapfstelle anliegt. Damit wird sichergestellt,
dass man nicht zunächst sehr lang den Wasserhahn für warmes
Wasser betätigen muss, bis warmes Wasser am Wasserhahn
austritt.
-
Ferner
ist in dem Brauchwassertank ein schematisch eingezeichneter Brauchwasserheizer 660 vorgesehen,
der z. B. als Heizerspirale 661 (1) ausgebildet
sein kann. Der Brauchwasserheizer ist mit einem Brauchwasserheizerzulauf 662 und
einem Brauchwasserheizerablauf 662 verbunden. Der Flüssigkeitskreislauf
in dem Brauchwasserheizer 660 ist jedoch von dem Brauchwasser
im Brauchwassertank gekoppelt, kann jedoch mit dem Arbeitsfluid
in dem Arbeitsfluidraum 530 verkoppelt sein, wie es insbesondere
bei 1 dargestellt ist. Hier wird durch den Brauchwasserheizerzulauf 662 in
der Nähe der Eintrittsstelle 517, wo die höchsten Temperaturen
anliegen, warmes verflüssigtes Arbeitsfluid durch eine
nicht gezeigte Pumpe in den Brauchwasserheizer 660 eingesaugt,
durch diesen hindurch transportiert und unten, also dort, wo die kältesten
Temperaturen im Arbeitsfluidraum 530 herrschen, wieder
ausgegeben. Eine hierfür verwendbare Pumpe kann entweder
im Brauchwassertank selber (aber flüssigkeitsmäßig
entkoppelt) angeordnet sein, um die Pumpenabwärme zu nutzen, oder
kann außerhalb des Brauchwassertanks im Verflüssigerraum
vorgesehen sein, was aus hygienischen Gründen bevorzugt
wird.
-
So
hat der Brauchwassertank 600 einen oberen Abschnitt und
einen unteren Abschnitt, wobei der Wärmetauscher 660 so
angeordnet ist, dass er sich mehr in dem unteren Abschnitt als in
dem oberen Abschnitt erstreckt. Der Brauchwasserheizer erstreckt sich
mit seiner Heizspirale also nur dort, wo das Temperaturniveau des
Brauchwassertanks gleich oder kleiner als die Temperatur des Verflüssigerwassers ist.
Im oberen Abschnitt des Brauchwassertanks wird die Temperatur jedoch über
der Temperatur des Verflüssigerwassers liegen, so dass
dort der Wärmetauscher mit seinem aktiven Bereich, also
z. B. seiner Heizspirale, nicht angeordnet werden braucht.
-
Durch
den Brauchwasserheizer 660 kann das Brauchwasser, das im
Brauchwassertank 600 vorhanden ist, also auf keine höheren
Temperaturen angewärmt werden, als sie an der wärmsten
Stelle im Verflüssiger herrschen, also etwa an der Stelle 517, wo
das angewärmte Arbeitsfluid vom Aufweiter 512 in
das Arbeitsfluidvolumen im Verflüssiger eintritt.
-
Eine
höhere Temperatur wird dadurch erreicht, dass Brauchwasser
dazu verwendet wird, um eine Zwischenkühlung des komprimierten
Dampf zu erreichen. Hierzu umfasst der Brauchwassertank in seinem
oberen Bereich einen Anschluss, um durch den Zwischenkühler 440 durchgelaufenes
Brauchwasser aufzunehmen, das auf einer deutlich höheren Temperatur
liegt als sie an der Stelle 517 herrscht. Dieser Zwischenkühler-Ablauf 671 dient
somit dazu, den obersten Bereich des Brauchwassertanks 600 auf
eine Temperatur zu bringen, die über der Temperatur des
verflüssigten Arbeitsfluids 530 in der Nähe des
Arbeitsfluidpegels 520 ist. Abgekühltes Brauchwasser
bzw. zugeführtes kaltes Brauchwasser wird über
den Zwischenkühlerzulauf 672 an der unteren Stelle
des Brauchwassertanks entnommen und dem Zwischenkühler 440 zugeführt.
Je nach Implementierung wird das Brauchwasser nicht nur durch den zweiten
Zwischenkühler 440 erhitzt, sondern wird auch
durch den ersten Zwischenkühler 420/421 erwärmt,
obgleich dies in 1 nicht dargestellt ist.
-
Bei
einer üblichen Auslegung der Wärmepumpe kann davon
ausgegangen werden, dass die Zwischenkühlung keine derart
starke Heizleistung liefert, dass der Zwischenkühlerkreislauf
alleine ausreichend ist, um eine ausreichende Menge an Warmwasser
zu erzeugen. Aus diesem Grund wird der Brauchwassertank 600 mit
einem gewissen Volumen ausgelegt, derart, dass der Brauchwassertank
in einem normalen Betrieb der Wärmepumpe durchgehend auf
eine Temperatur oberhalb der Verflüssigertemperatur aufgeheizt
wird. Damit ist ein vorbestimmter Puffer vorhanden, wenn eine größere
Warmwasserentnahme stattfindet, wie beispielsweise für
eine Bade wanne oder für mehrere Duschvorgänge,
die gleichzeitig stattfinden oder in enger Folge stattfinden. Hier
tritt auch ein automatischer Brauchwasser-Vorzugseffekt auf. Wird
nämlich sehr viel Warmwasser entnommen, so wird der Zwischenkühler
immer kälter und wird immer mehr Wärme aus dem Dampf
entziehen, was durchaus zu einer reduzierten Energie führen
kann, die der Dampf noch an das Verflüssigerwasser abgeben
kann. Dieser Effekt der Bevorzugung der Warmwasserabgabe ist jedoch
wünschenswert, da Heizungskreisläufe typischerweise nicht
so schnell reagieren und in dem Moment, in dem man Brauchwasser
beziehen möchte, ein warmes Brauchwasser wichtiger ist
als die Frage, ob der Heizungskreislauf kurzfristig etwas schwächer
arbeitet.
-
Ist
dagegen der Brauchwassertank vollständig aufgeheizt, so
kann der Brauchwasserheizer 660 durch die elektronische
Steuerung deaktiviert werden, indem die Umwälzpumpe angehalten
wird. Ferner kann auch der Zwischenkühlerkreislauf über
die Anschlüsse 671, 672 und die entsprechende
Zwischenkühlerpumpe ebenfalls angehalten werden, da der
Brauchwassertank auf seiner maximalen Temperatur ist. Dies ist jedoch
nicht unbedingt erforderlich, da dann, wenn der Brauchwassertank
vollständig aufgeheizt ist, die dort liegende Energie gewissermaßen
umgekehrt in den Brauchwasserheizer 660, der nun als Brauchwasserkühler
wirkt, eingespeist wird, um die Überhitzungsenthalpie damit
sogar noch vorteilhaft dazu auszunutzen, den Arbeitsfluidraum des Verflüssigers
sogar an seiner unteren eher kühlen Stelle nachzuheizen.
-
Die
erfindungsgemäße Anordnung des Brauchwassertanks
im Verflüssigerraum und die Erhitzung des Brauchwassertanks
durch einen Brauchwasserheizer aus dem Verflüssigervolumen
und/oder durch einen Kreislauf zu einem Zwischenkühler
muss somit nicht unbedingt besonders eng gesteuert werden, sondern
kann sogar ohne Steuerung auskommen, da automatisch eine Bevorzugung
der Warmwasseraufbereitung stattfindet, und da dann, wenn eine Warmwasseraufbereitung
nicht nötig ist, wie beispielsweise in längeren
Perioden in der Nacht, der Brauchwassertank dazu dient, den Verflüssiger
zusätzlich noch nachzuheizen. Dieses Nachheizen dient dazu,
dass der Verdichter vielleicht sogar in seiner Leistungsaufnahme
heruntergefahren werden kann, ohne dass die über den Heizungsvorlauf 531 und
Heizungsrücklauf 532 durchgeführte Gebäudeheizung
unter ihren Nennwert abfällt.
-
3 zeigt
eine schematische Darstellung der Unterbringung des Brauchwassertanks 600 in dem
Verflüssigerraum. Insbesondere wird es bevorzugt, dass
der gesamte Brauchwassertank 600 unterhalb des Füllstands 520 des
verflüssigten Arbeitsfluids angeordnet ist. Ist die Wärmepumpe
so ausgelegt, dass der Füllstand 520 des verflüssigten
Arbeitsfluids variieren kann, so wird es bevorzugt, dass eine Zwischenraum-Dampfzuleitung 641 oberhalb des
maximalen Füllstands 520 für verflüssigtes
Arbeitsfluid im Arbeitsfluidraum 530 angeordnet ist. Damit
wird sichergestellt, dass selbst im Falle des maximalen Füllstands 520 kein
Arbeitsfluid über die Leitung 641 in den Zwischenraum 640 eintreten
kann. Dadurch ist im gesamten Raum 640 Dampf vorhanden,
und zwar der Dampf, der auch im mit Dampf gefüllten Bereich
bzw. Gasbereich 540 des Verflüssigers ist. Der
Brauchwassertank 600 wird daher in Analogie zu einer Thermoskanne
in dem Verflüssiger, und zwar unterhalb der „Wasseroberfläche”,
angeordnet.
-
In
Analogie zu einer Thermoskanne, bei der der innere Bereich, in den
die warm zu haltende Flüssigkeit eingefüllt wird,
von der äußeren Umgebungsluft durch einen evakuierten
Bereich isoliert ist, ist der Brauchwassertank 600 durch
eine Dampf- bzw. Gasfüllung ohne festes Isoliermaterial
in dem Zwischenraum von dem Heizungswasser im Raum 530 isoliert. Obgleich
im Zwischenraum 640 zwar kein Hochvakuum vorhanden ist,
so ist dennoch insbesondere für Wärmepumpen, die
mit Wasser als Arbeitsfluid betrieben werden, die also bei relativ
niedrigen Drücken arbeiten, dennoch ein ganz erheblicher
Unterdruck, beispielsweise von 100 mbar, in dem Zwischenraum 640 vorhanden.
-
Die
Größe des Zwischenraums, also der kürzeste
Abstand zwischen der Arbeitsfluidraum-Wand 590 und der
Brauchwassertankwand 630 ist im Hinblick auf die Abmessungen
unkritisch und sollte größer als 0,5 cm sein.
Die maximale Größe des Zwischenraums ist beliebig,
wird jedoch dadurch begrenzt, dass eine Zunahme des Zwischenraums
irgendwann einmal mehr Nachteile aufgrund der geringeren Kompaktheit
mit sich bringt und keine größeren Vorteile mehr
im Hinblick auf die Isolierung liefert. Daher wird es bevorzugt,
den maximalen Zwischenraum zwischen den Wänden 630 und 590 kleiner
als 5 cm zu machen.
-
Darüber
hinaus wird es bevorzugt, den Verflüssiger 500 so
auszulegen, dass das Volumen an verflüssigtem Arbeitsfluid,
das gleichzeitig den Heizungswasserspeicher darstellt, in einem
Bereich zwischen 100 und 500 Litern liegt. Das Volumen des Brauchwassertanks
wird typischerweise geringer sein und kann in Bereichen zwischen
5% und 50% des Volumens des Arbeitsfluidraums 530 liegen.
-
Ferner
sei darauf hingewiesen, dass die Querschnittsdarstellung in 1,
abgesehen von bestimmten Anschlussleitungen, die selbsterklärend sind,
rotationssymmetrisch ist. Dies bedeutet, dass der Aufweiter 230 im
Verdampfer oder der Aufweiter 512 in der Draufsicht als
gewissermaßen umgedrehter Teller ausgebildet sein kann.
-
Darüber
hinaus werden sich die Dampfkanäle 414, 422 kreisrund
um den gesamten in der Draufsicht kreisrunden nahezu zylinderförmigen
Raum für verflüssigtes Arbeitsfluid erstrecken.
-
Darüber
hinaus kann auch der Brauchwassertank in der Draufsicht kreisförmig
sein. Der Brauchwassertank ist bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel
in der rechten Hälfte des Arbeitsfluidraums 530 angeordnet.
Derselbe könnte jedoch je nach Implementierung ebenfalls
rotationssymmetrisch angeordnet sein, so dass er sich gewissermaßen
wie ein Ring um die Hochstromleitung erstrecken würde.
Eine solche große Auslegung des Brauchwassertanks ist jedoch
oftmals nicht nötig, so dass eine Auslegung des Brauchwassertanks
in einem Sektor des in der oberen Draufsicht kreisförmigen
Arbeitsfluidraums ausreichend ist, wobei dieser Sektor vorzugsweise
kleiner als 180 Grad ist.
-
Nachfolgend
wird anhand von 4 der Verdichterkreislauf mit
den angeordneten Zwischenkühlern detaillierter dargestellt.
Insbesondere gelangt, wie es anhand von 1 dargestellt
worden ist, ein verdampfter Wasserdampf bei niedriger Temperatur und
niedrigem Druck, wie beispielsweise bei 10°C und 10 mbar, über
die Verdampfungsleitung 200 in eine erste Verdichterstufe 410,
die durch einen Motor mit zugeordnetem Radialrad vorzugsweise implementiert
wird. Es sei bereits darauf hingewiesen, dass der Motor zum Antreiben
des Radialrads erfindungsgemäß in der Hochstromleitung 580 angeordnet
ist, wie es noch detaillierter dargestellt wird und wie es bereits
bei 6 erläutert wurde. Am Ausgang des ersten
Kompressors 410, der in 4 auch mit
K1 bezeichnet wird, wird Dampf in den Dampfkanal 414 eingespeist.
Dieser Dampf hat einen Druck von etwa 30 mbar und hat aufgrund der Überhitzungsenthalpie
typischerweise eine Temperatur von etwa 40°C. Diese Temperatur
von etwa 40°C wird dem Dampf nunmehr, ohne dessen Druck
signifikant zu beeinträchtigen, über den ersten
Zwischenkühler 420 entzogen.
-
Der
Zwischenkühler 420, der in 1 nicht gezeigt
ist, umfasst z. B. eine Leitung, die in thermischer Kopplung zur
Oberfläche der Aufweitung 421 und im Bereich des
Gaskanals 414 angeordnet ist, um dort dem Dampf Energie
zu entziehen. Diese Energie kann dazu verwendet werden, um den Arbeitsfluidraum 530 des
Verflüssigers zu heizen, oder um bereits einen Teil des
Brauchwassertanks zu heizen, wie beispielsweise den unteren Teil,
wenn der Brauchwassertank als Schichtspeicher ausgelegt ist. In
diesem Fall würde ein weiterer Zulauf nicht oben im Brauchwassertank,
sondern etwa in der Mitte des Brauchwassertanks angeordnet sein,
der vom ersten Zwischenkühler stammt. Alternativ findet
jedoch durch die Führung des Kanals 414 und 422 an
dem Arbeitsfluidraum entlang bereits eine Kühlung des Gases
auf die Temperatur oder in die Nähe der Temperatur statt,
die im Arbeitsfluidraum vorherrscht, wenn die Wand des Arbeitsfluidraums
nicht-isolierend ausgebildet wird, wie es bevorzugt wird.
-
Dann
gelangt das auf dem Zwischendruck von 30 mbar befindliche jedoch
nunmehr wieder abgekühlte Gas in die zweite Verdichterstufe 430,
wo es auf etwa 100 mbar komprimiert wird und in die Gasausgangsleitung 434 mit
hoher Temperatur abgegeben wird, wobei diese Temperatur bei 100–200°C
liegen kann. Das Gas wird durch den zweiten Zwischenkühler 440,
der, wie es dargestellt worden ist, den Brauchwassertank 600 über
die Anschlüsse 671, 672 heizt, abgekühlt,
jedoch ohne den Druck signifikant zu verringern. Das nunmehr in
seiner Überhitzungsenthalpie reduzierte komprimierte Gas
wird dem Verflüssiger zugeführt, um das Heizungswasser aufzuwärmen,
wobei der „Kanal” zwischen dem Ausgang des Zwischenkühlers 440 und
dem Verflüssiger-Aufweiter 512 mit dem Bezugszeichen 438 bezeichnet
ist.
-
Nachfolgend
wird anhand von 5 der genauere Aufbau der zweiten
Verdichterstufe 430 und die Interaktion mit dem zweiten
Zwischenkühler 440 dargestellt. Das Radialrad 433 des
zweiten Verdichters komprimiert das über den Kanal 422 zugeführte Gas
bzw., wenn die Wärmepumpe mit Wasser betrieben wird, den über
den Kanal 422 zugeführten Dampf auf eine hohe
Temperatur und einen hohen Druck und gibt den erwärmten
und komprimierten Dampf in die Dampfausgangsleitung 434 aus,
wo der Dampf dann in den zweiten Zwischenkühler 440 eintritt,
der so ausgebildet ist, dass das Gas einen relativ langen Weg um
diesen Zwischenkühler herum nehmen muss, wie beispielsweise
den Zig-Zag-Weg, der durch Pfeile 445, 446 angedeutet
ist. Diese Formgebung für den Weg des Gases in dem Zwischenkühler kann
ohne weiteres durch Kunststoffspritzguss-Verfahren erreicht werden.
-
Der
Zwischenkühler hat einen mittleren Zwischenkühlerabschnitt 447,
der durch eine Rohrleitung durchzogen sein kann, die in 5 nicht
gezeigt ist. Alternativ kann der mittlere Abschnitt 447 vollständig
hohl sein und im Sinne einer Flachleitung von aufzuheizendem Brauchwasser
durchzogen werden, um eine möglichst gute Heizwirkung zu
erreichen. Entsprechende Leitungen für Brauchwasser können auch
an den äußeren Wänden im Zwischenkühlerabschnitt
vorgesehen sein, derart, dass sich in dem Zwischenkühler 440 für
das durch den Zwischenkühler 440 durchströmende
Gas eine möglichst kalte Oberfläche darstellt,
derart, dass möglichst viel thermische Energie an das zirkulierende
Brauchwasser abgegeben werden kann, um im Brauchwassertank eine
Temperatur zu erreichen, die deutlich über der Temperatur
im Verflüssigerraum liegt.
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass der Zwischenkühler 440 auch
alternativ ausgebildet sein kann. So können durchaus mehrere
Zig-Zag-Wege vorgesehen sein, bis das Gas dann in die Zwischenkühler-Ausgangsleitung 438 eintreten
kann, um endlich kondensieren zu können. Darüber
hinaus sind beliebige Wärmetauscherkonzepte für
den Zwischenkühler 440 einsetzbar, wobei jedoch
vom Brauchwasser durchströmte Bauteile bevorzugt werden.
-
Nachfolgend
wird Bezug nehmend auf 7 die Anordnung des Verdichter-Motors
in der Hochstromleitung 580 dargestellt. 7 zeigt
den Motor 411, der eine Motorwelle 412 antreibt,
die wiederum mit einem mit Kompressor bezeichneten Element 413 verbunden
ist. Das Element, das mit Kompressor 413 bezeichnet ist,
kann beispielsweise ein Radialrad sein. Als Kompressionselement
kann jedoch jedes beliebige andere drehbare Element verwendet werden,
das eingangsseitig Dampf mit einem niedrigen Druck ansaugt und ausgangsseitig
Dampf mit einem höheren Druck ausstößt.
Bei der in 7 gezeigten Anordnung ist lediglich
der Kompressor 413, also das drehbare Verdichtungsbauglied
in dem Dampfstrom, der sich vom Raum 220 bis zum Dampfkanal 414 erstreckt,
angeordnet. Der Motor und ein wesentlicher Teil der Motorwelle,
also die Elemente 411 und 412, sind dagegen nicht
im Dampfmedium angeordnet, sondern im Verflüssigerraum
für verflüssigtes Arbeitsfluid, wie beispielsweise
Verflüssigerwasser, wobei dieser Arbeitsfluidraum mit 530 bezeichnet
ist. Durch die Anordnung des Motors im Verflüssigerwasser
wird die Motorabwärme, die auch bei sehr verlustarmen Motoren
entsteht, günstigerweise nicht nutzlos an die Umgebung
abgegeben, sondern an das aufzuwärmende verflüssigte
Heizungsfluid selbst. Dieses verflüssigte Heizungsfluid selbst
schafft – von der anderen Seite her betrachtet – eine
gute Kühlung für den Motor, damit der Motor nicht überhitzt
und Schaden nimmt.
-
Die
Anordnung des Motors im Verflüssiger und insbesondere in
einer Hochstromleitung des Verflüssigers hat ferner eine
weitere vorteilhafte Wirkung. Insbesondere wird eine inhärente
Schalldämmung dahin gehend erreicht, dass eine durch den Motor
auf das umgebende verflüssigte Arbeitsfluid ausgeübte
Bewegung nicht dazu führt, dass das gesamte Arbeitsfluid
in Bewegung versetzt wird, da dies dann zu einer Schallerzeugung
führen würde. Diese Schallerzeugung würde
zusätzliche aufwendige Lärmschutzmaßnahmen
mit sich führen, was jedoch wiederum zusätzliche
Kosten und zusätzlichen Aufwand mit sich bringt. Wird der
Motor 411 dagegen in der Hochstromleitung 580 bzw.,
allgemein gesagt, in einem zylindrischen Rohr angeordnet, das nicht
unbedingt eine Hochstromleitung sein muss, so führt eine
Bewegung des Arbeitsfluids, die durch eine Bewegung des Motors erzeugt
wird, zu keiner bzw. nur zu einer sehr reduzierten Lärmerzeugung
außerhalb des Verflüssigers.
-
Grund
hierfür ist, dass zwar aufgrund der Befestigung des Motors
und aufgrund von möglicherweise zusätzlich vorhandenen
Kühlerrippen des Motors zwar das Arbeitsfluid innerhalb
der Hochstromleitung bzw. innerhalb des zylindrischen Gegenstands
in Bewegung versetzt wird, dass diese Bewegung jedoch aufgrund der
Wandung des zylindrischen Rohrs nicht auf das das zylindrische Rohr
umgebende verflüssigte Arbeitsfluid übertragen
wird. Stattdessen bleibt die gesamte Schall-erzeugende Bewegung
des Arbeitsfluids innerhalb des Rohrs enthalten, da das Rohr selbst
aufgrund seiner zylindrischen Form zwar gegebenenfalls hin- und
hergedreht wird, jedoch durch diese Hin- und Herdrehung keine signifikante
Bewegung in dem das Rohr umgebenden Verflüssigerwasser
erzeugt. Zur detaillierteren Darstellung dieses Effekts wird nachfolgenden auf 8 Bezug
genommen, wobei 8 einen Querschnitt entlang
der Linie A-A' von 7 darstellt.
-
8 zeigt
ein Rohr, das bei einem Ausführungsbeispiel die Hochstromleitung 580 ist.
In dem Rohr ist ein Motorkörper 411 angeordnet,
der lediglich beispielhaft mit einem kreisförmigen Querschnitt dargestellt
ist. Der Motorkörper 411 wird in dem Rohr 580 durch
Befestigungen 417 gehalten. Je nach Implementierung können
lediglich zwei, drei oder auch, wie in 8 gezeigt,
vier Befestigungen oder sogar noch mehr Befestigungen eingesetzt
werden. Zusätzlich zu den Befestigungen können
ferner auch Kühlrippen 418 eingesetzt werden,
die, um eine optimale und gut verteilte Kühlwirkung zu
erreichen, in durch die Befestigungen 417 gebildeten Sektoren und
insbesondere dort mittig bzw. gleichmäßig verteilt
angebracht sind.
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass auch die Befestigungen 417 als
Kühlrippen fungieren können, und dass auch sämtliche
Kühlrippen 418 gleichzeitig als Befestigungen
ausgeführt werden können. In diesem Fall wird
das Material für die Befestigungen 417 vorzugsweise
ein Material mit einer guten Wärmeleitfähigkeit
sein, wie beispielsweise ein Metall oder ein mit Metallpartikeln
gefüllter Kunststoff.
-
Das
Rohr 580 selbst ist innerhalb des Verflüssigers
ebenfalls durch Aufhängungen befestigt, die dazu führen,
dass der Motor über das Rohr sicher getragen wird.
-
Vibrationen
des Motors 411 können zu einer Bewegung des Motors
um seine Achse führen, wie sie bei 419 dargestellt
ist. Dies führt dazu, dass auf das verflüssigte
Arbeitsfluid innerhalb des Rohrs 580 eine starke Bewegung
ausgeübt wird, da die Kühlrippen und Befestigungen
gewissermaßen als „Ruder” wirken. Diese
Bewegung des verflüssigten Arbeitsfluids wird jedoch auf
den Bereich innerhalb des Rohrs 580 begrenzt, und es wird
keine entsprechende Anregung des Verflüssigerwassers außerhalb
des Rohrs 580 erreicht. Dies liegt daran, dass das Rohr 580 zwar
innen aufgrund der Motorbefestigungen 417 und der Kühlrippen 418 solche „Ruder” hat,
wobei das Rohr 580 jedoch außerhalb eine vorzugsweise
glatte Oberfläche hat, die ferner vorzugsweise rund ist.
Damit gleitet das Rohr an dem äußeren Verflüssigerwasser
aufgrund der Vibrationsbewegung 419, ohne das äußere
Verflüssigerwasser 530 in Unruhe zu versetzen
und damit störenden Schall zu erzeugen. Eine solche Unruhe
herrscht lediglich innerhalb des Querschnitts des Rohrs 580 und
gelangt von dort nicht als störende Welle nach außen
in die umgebende Flüssigkeit im Verflüssiger.
-
Obgleich
eine Anordnung des Motors in einem entsprechenden Rohr, das innen
Befestigungsrippen bzw. Kühlrippen hat, bereits zu einer
Schalleindämmung führt, wird es ferner bevorzugt,
das Rohr 580 gleichzeitig als Hochstromleitung zu verwenden,
um somit eine Platz sparende und effiziente Multifunktionalität
zu erreichen. Die Hochstromleitung 580 dient dazu, um abgekühltes
Verflüssigerwasser in einen Bereich zu transportieren,
in den auch ein Dampf gelangt, der kondensieren soll, um seine Energie
so weit als möglich in das Verflüssigerwasser
abzugeben. Zu diesem Zweck wird kaltes verflüssigtes Arbeitsfluid
von unten in dem Verflüssigerraum nach oben transportiert.
Dieser Transport findet durch die Hochstromleitung statt, die vorzugsweise
zentral, also in der Mitte des Verflüssigerraums, angeordnet
ist und den Aufweiter 512 von 1 speist.
Allerdings kann die Hochstromleitung auch dezentral angeordnet sein,
solange sie in einem möglichst großen Bereich
und vorzugsweise komplett von Verflüssigerwasser umgeben
ist.
-
Um
zu erreichen, dass das Verflüssigerwasser von unten durch
die Hochstromleitung 580 nach oben läuft, ist
in der Hochstromleitung eine Zirkulationspumpe 588 vorgesehen,
wie sie z. B. in 7 eingezeichnet ist. Die Zirkulationspumpe
kann ähnlich mit Befestigungen an der Hochstromleitung
angeordnet sein, obgleich dies in 7 nicht
gezeigt ist. Allerdings sind die Auslegungen der Zirkulationspumpe
unkritisch, da diese keine so großen Kompressionsleistungen
bzw. Drehzahlen liefern muss. Allerdings führt bereits
ein einfacher Betrieb der Zirkulationspumpe mit geringen Drehzahlen
dazu, dass das Verflüssigerwasser von unten nach oben strömt, und
zwar entlang der Strömungsrichtung 582. Diese Strömung
führt dazu, dass die in dem Motor 411 erzeugte
Wärme abgeführt wird, und zwar immer so, dass
der Motor mit möglichst kaltem Verflüssigerwasser
gekühlt wird. Dies gilt nicht nur für den Motor
des unteren ersten Kompressors 410, sondern auch für den
Motor des oberen zweiten Kompressors 430.
-
Bei
dem Ausführungsbeispiel, das in 6 gezeigt
ist, durchstößt die Motorwelle 412 den
Boden des Verflüssigerraums, um den unterhalb des Bodens
des Verflüssigerraums angeordneten Kompressor 413,
also das in 6 beispielhaft gezeigte Radialrad 413,
anzutreiben. Zu diesem Zweck ist die Durchführung der Welle
durch die Wand, die bei 412a gezeichnet ist, als abgedichtete
Durchführung ausgeführt, derart, dass kein Verflüssigerwasser
von oben in das Radialrad eintritt. Die Anforderungen an diese Abdichtung
werden dadurch entspannt, dass das Radialrad 413 das komp rimierte
Fluid seitlich und nicht oben abgibt, so dass bereits der obere „Deckel” des
Radialrads ohnehin abgedichtet ist und daher zum Erzeugen einer
wirksamen Dichtung zwischen dem Kanal 414 und dem Verflüssigerraum 530 genug
Platz ist. Ähnlich ist es auch im anderen Fall, der in 5 gezeigt
ist. Dort liegt das Radialrad 433 wieder im Gaskanal, während
der Motor im Bereich des Verflüssigers liegt, der mit verflüssigtem
Arbeitsfluid, also beispielsweise mit Wasser, gefüllt ist.
-
Insbesondere
führt die Funktionalität der Zirkulationspumpe 588 dazu,
dass durch die Hochstromleitung gefördertes an der unteren
Begrenzung des Radialrads anstößt. Durch dieses „Anstoßen” wird
das Wasser gewissermaßen nach allen Seiten über
den oberen Aufweiter 512 laufen. Allerdings soll selbstverständlich
kein Wasser aus dem Wasserstrom, der sich auf dem Aufweiter 512 befindet,
in den Gaskanal 434 eintreten. Aus diesem Grund kann die
Welle 432 des oberen Motors 431 ebenfalls wieder
abgedichtet sein, wobei für die Abdichtung wieder viel
Platz verbleibt. Dies liegt genauso wie im Falle des unteren Motors
daran, dass die untere Begrenzung des Radialrads 433 wieder
ohnehin abgedichtet ist, also sowohl für verflüssigtes
Arbeitsfluid als auch für verdampftes Arbeitsfluid undurchdringlich
ist. Das komprimierte verdampfte Arbeitsfluid wird nämlich seitlich
und nicht bezüglich 5 nach unten
ausgestoßen. Daher sind wieder die Abdichtungsanforderungen
der Welle 432 aufgrund der großen zur Verfügung
stehenden Fläche entspannt.
-
Die
erfindungsgemäße Wärmepumpe umfasst den
Verdampfer 200, den Verflüssiger 500 mit der
Verflüssigerwand 505 sowie den Gasbereich, der das
Innere des Verdampfers, das bei 220 gezeigt ist, ebenso
wie den Gaskanal zwischen dem ersten Komprimierer 410 und
dem zweiten Komprimierer 430 umfassen kann, und der auch
den Dampfbereich nach dem zweiten Komprimierer 430 umfassen
kann, der oberhalb des Verflüssigers vorhanden ist. Dieser Gasbereich
erstreckt sich von dem Verdampfer 200 zu dem Verflüssiger 500,
wobei der Gasbereich ausgebildet ist, um in dem Verdampfer verdampftes
Arbeitsfluid zu halten, das dann, wenn es in den Verflüssiger
eintritt, verflüssigt wird, wobei Wärme an den
Verflüssiger bzw. an das verflüssigte Arbeitsfluid, das
im Betrieb in dem Verflüssiger angeordnet ist, abgebbar
ist. Wie es in 1 gezeigt ist, erstreckt sich der
Gasbereich entlang der Verflüssigerwand. Die Verflüssigerwand
hat einen Bodenbereich und einen seitlichen Bereich, und der Gasbereich
erstreckt sich bei dem in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel sowohl entlang des Bodenbereichs als
auch entlang des seitlichen Bereichs. Obgleich der Gasbereich den
Abschnitt der Verflüssigerwand, der auf der Innenseite
des Verflüssigers mit dem verflüssigten Arbeitsfluid
in Kontakt ist, vollständig umgibt, wird bereits ein erheblicher
Effekt durch Einsparung an Isoliermaterial dann erreicht, wenn wenigstens
70% der gesamten Verflüssigerwand, die bei normalem Betriebspegel
des verflüssigten Arbeitsfluids in Kontakt mit dem Arbeitsfluid
ist, auf der anderen Seite mit verdampftem Arbeitsfluid in Kontakt
steht. Insbesondere dann, wenn als Arbeitsfluid Wasser verwendet
wird, ist der Druck in dem Gasbereich so niedrig, dass in dem Gasbereich
vom Druck her betrachtet nahezu ein Vakuum existiert, das in Analogie
zur Thermoskanne eine ganz erhebliche Isolationswirkung hat.
-
1 zeigt
einen Querschnitt durch die Wärmepumpe in vertikaler Richtung.
Würde die Wärmepumpe in horizontaler Richtung
geschnitten werden, beispielsweise auf der halben Höhe
des Verflüssigers, so würde der Verflüssiger
einen runden Querschnitt haben, der von einem Ring umgeben wird, wobei
der gesamte Ring den Gaskanal bzw. Gasbereich darstellt. Bei einem
Ausführungsbeispiel ist der Verflüssiger zylindrisch,
so dass der horizontale Querschnitt ein ringförmiger Querschnitt
ist. Allerdings sind andere als zylindrische Formen mit elliptischem
Querschnitt ebenfalls vorteilhaft. Darüber hinaus werden
vorteilhafterweise zwei Komprimierer eingesetzt, nämlich
der Komprimierer 410 sowie der Komprimierer 430,
und der Gasbereich, der sich um den Verflüssiger herum
erstreckt, umfasst der Gasbereich, der zwischen dem ersten Komprimierer 410 und
dem zweiten Komprimierer 430 angeordnet ist, derart, dass
der Verflüssiger als Zwischenkühler wirkt und
damit eine Überhitzung des Dampfs aufgrund des ersten Komprimierers
reduziert, ohne dass hierdurch Verluste eingeführt werden.
-
Die
Wärmepumpe gemäß der vorliegenden Erfindung
vereinigt somit diverse Vorteile aufgrund ihrer effizienten Konstruktion.
Zunächst wird aufgrund der Tatsache, dass der Verflüssiger
oberhalb des Verdampfers angeordnet ist, der Dampf sich vom Verdampfer
nach oben in Richtung der ersten Verdichterstufe bewegen. Aufgrund
der Tatsache, dass Dampf ohnehin tendenziell nach oben steigt, wird
der Dampf bereits ohne den zusätzlichen Antrieb aufgrund
der Kompression diese Bewegung durchführen.
-
Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass nach der ersten Verdichterstufe
der Dampf einen großen Weg entlang des Verflüssigers
geführt wird. Insbesondere wird der Dampf um das gesamte
Verflüssigervolumen herum geführt, was mehrere
Vorteile mit sich bringt. Zum einen wird die Überhitzungsenthalpie
des aus dem ersten Verdampfer austretenden Dampfes günstigerweise
direkt an die Bodenwand des Verflüssigers, auf der das
kälteste Arbeitsfluid liegt, abgegeben. Dann läuft
der Dampf gewissermaßen von unten nach oben entgegen der
Schichtung im Verflüssiger in den zweiten Verdichter. Damit
wird gewissermaßen automatisch eine Zwischenkühlung erreicht,
die durch einen zusätzlichen Zwischenkühler, der
konstruktiv günstig angeordnet werden kann, da an der Außenwand
ausreichend Platz verbleibt, verstärkt werden kann.
-
Darüber
hinaus wirkt der Dampfkanal 422 bzw. 414, der
den gesamten Raum mit verflüssigtem Arbeitsfluid umgibt,
welcher ja der Heizungswasserspeicher ist, als zusätzliche
Isolierung nach außen. Der Dampfkanal erfüllt
somit zwei Funktionen, nämlich einerseits die Abkühlung
zum Verflüssigervolumen hin und andererseits eine Isolierung
zum Äußeren der Wärmepumpe. Wieder wird
gemäß dem Prinzip der Thermoskanne der gesamte
Verflüssigerraum durch einen Zwischenraum, der nun durch
den Dampfkanal 414 bzw. 422 gebildet wird, umgeben. Im
Gegensatz zum Zwischenraum 640, in dem ein höherer
Dampfdruck herrscht, ist der Dampfdruck in dem Kanal 422 bzw. 414 noch
geringer, und liegt z. B. in dem Bereich von 30 hPa bzw. 30 mbar,
wenn Wasser als Arbeitsfluid verwendet wird. Dadurch, dass der Verflüssiger
somit mit einem Dampfkanal, der im mittleren Druckbereich arbeitet,
umgeben wird, wird somit eine besonders gute Isolierung inhärent,
ohne zusätzlichen Isolieraufwand, erreicht. Man kann die äußere
Wand des Kanals nach außen dämmen. Diese Dämmung
kann jedoch wesentlich günstiger ausfallen, im Vergleich
zu dem Fall, bei dem der Verflüssiger direkt nach außen
zu dämmen wäre.
-
Darüber
hinaus wird aufgrund der Tatsache, dass sich der Dampfkanal um vorzugsweise
das gesamte Arbeitsfluidvolumen herum erstreckt, ein Dampfkanal
mit großem Querschnitt und geringem Strömungswiderstand
erhalten, derart, dass bei dennoch sehr kompakter Ausführung
der Wärmepumpe ein Dampfkanal erzeugt wird, der einen ausreichend großen
effektiven Querschnitt hat, der dazu führt, dass keine
oder nur geringe Reibungsverluste entstehen.
-
Darüber
hinaus führt die Verwendung von zwei Verdampferstufen,
die vorzugsweise unterhalb des Verflüssigers und oberhalb
des Verflüssigers angeordnet sind, dazu, dass beide Verdampfermotoren in
dem Verflüssiger-Arbeitsfluidvolumen untergebracht werden
können, so dass eine gute Motorkühlung erreicht
wird, wobei die Kühlungs-Abwärme gleichzeitig
zur Aufheizung des Heizungswassers dient. Darüber hinaus
wird durch Anordnung des zweiten Verdampfers oberhalb des Verflüssigers
sichergestellt, dass von dort möglichst kurze Wege bis zum
Kondensieren erreicht werden, wobei ein möglichst großer
Teil dieses Weges durch einen zweiten Zwischenkühler zum
Entzug der Überhitzungsenthalpie ausgenutzt wird. Dies
führt dazu, dass nahezu der gesamte Dampfweg, den der Dampf
nach dem Austreten aus dem zweiten Verdichter zurücklegt,
ein Anteil des Zwischenkühlers ist, wobei dann, wenn der Dampf
aus dem Zwischenkühler austritt, unmittelbar eine Kondensation
stattfindet, ohne dass noch weitere möglicherweise Verluste
mit sich bringende Wege für den Dampf mehr zu gehen sind.
-
Die
Ausführung mit kreisförmigem Querschnitt sowohl
für den Verdampfer als auch für den Verflüssiger
ermöglicht, dass ein maximal großer Aufweiter 230 für
den Verdampfer und gleichzeitig ein maximal großer Aufweiter 512 für
den Verflüssiger eingesetzt werden können, wobei
doch eine gute und kompakte Bauform erreicht wird. Damit wird es
nämlich ermöglicht, dass man den Verdampfer und
den Verflüssiger entlang einer Achse anordnen kann, wobei,
wie es ausgeführt worden ist, vorzugsweise der Verflüssiger
oberhalb des Verdampfers angeordnet werden kann, während
jedoch je nach Implementierung auch eine umgekehrte Anordnung verwendet werden
kann, wobei dennoch nach wie vor die Vorteile der großen
Aufweiter bestehen bleiben.
-
Obgleich
es bevorzugt wird, die Wärmepumpe mit Wasser als Arbeitsfluid
zu betreiben, werden viele beschriebenen Vorteile auch mit anderen
Arbeitsflüssigkeiten erreicht, die sich von Wasser dadurch
unterscheiden, dass der Verdampfungsdruck und damit auch der Verflüssigerdruck
insgesamt höher liegen.
-
Obgleich
die Wärmepumpe dahin gehend beschrieben worden ist, dass
der Heizungsvorlauf 531 und der Heizungsrücklauf 532 direkt
eine Fußbodenheizung beispielsweise, also ein zu heizendes Objekt,
heizen, kann alternativ auch ein Wärmetauscher, wie beispielsweise
ein Plattenwärmetauscher, vorgesehen sein, derart, dass
ein Heizungskreislauf flüssigkeitsmäßig
von dem verflüssigten Arbeitsfluid in dem Arbeitsfluidraum
entkoppelt ist.
-
Je
nach Implementierung wird es insbesondere aus Kostengründen
bevorzugt, die Wärmepumpe und wesentliche Elemente hiervon
in Kunststoffspritzgusstechnik herzustellen. Hierbei können
beliebig geformte Befestigungen des Hochstromrohrs an der Wand des
Verflüssigers oder des Brauchwassertanks an dem Verflüssiger
oder von Wärmetauschern in dem Brauchwassertank oder von
speziellen Formen insbesondere des zweiten Zwischenkühlers 440 erreicht
werden. Insbesondere auch die Befestigung der Motoren an den Radialrädern
kann in einem Arbeitsprozess erfolgen, derart, dass das Motorgehäuse
einstückig mit dem Hochstromrohr gespritzt wird, während
dann nur noch das Radialrad in den fertig gegossenen Verflüssiger,
und insbesondere in das feststehende Motorteil, „eingesteckt” wird,
ohne dass hierfür noch viele zusätzliche Montageschritte
notwendig sind.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-