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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Kühlen, Heizen und zur permanenten Warmwasserbereitung, bei weichem ein Primarkreislauf mit Kompressor, Verdampfer und Kondensator vorgesehen ist und bei welchem am Kondensator ein SekundÅarkreislauf mit wenigstens einem Warmetauscher angeschlossen ist.
Bisher sind die auf dem Markt vorhandenen Geräte, die überwiegend mit Lamellenverdampfern und-kondensatoren arbeiten, nur auf die jeweilige Funktion abgestimmt, nämlich Klimagerät sind für Klimazwecke, Kühigeräte für Kühlzwecke und Wärmepumpen für Heizzwecke bzw. Warmwassererzeugungszwecke vorgesehen. Ausserdem vergeuden alle Klimageräte, Splitklimageräte, Raumklimageräte u. dgl. eine erhebliche Menge an Wärmeenergie, da sie diese nutzlos ins Freie abführen Eine ähnliche Situation trifft auf sämtliche Kühlgeräte ohne Wärmerückgewinnungsvorrichtung zu.
Diese Geräte können höchstens ein Leistungsverhältnis (Kühlleistung zu Leistungsaufnahme) von maximal 300% erreichen, bel Verwendung als Wärmepumpe wäre es unter günstigsten Bedingungen möglich, eine Leistungszahl von 4 zu schaffen. Die Vergleichswerte sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst
EMI1.1
<tb>
<tb> Land <SEP> Kuhl- <SEP> Leistungs- <SEP> Heizleistung <SEP> LeistungsType <SEP> leistung <SEP> aufnahme <SEP> W <SEP> verhältnis <SEP> zahl <SEP> Qw <SEP>
<tb> W <SEP> W <SEP> *) <SEP> **x <SEP>
<tb> Vaillant <SEP> Frankreich <SEP> 5800 <SEP> 2300 <SEP> 0 <SEP> 252 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Split-Klimagerät
<tb> Arizona <SEP> SM21
<tb> Airwell <SEP> Frankreich <SEP> 5230 <SEP> 2235 <SEP> 5960 <SEP> 234 <SEP> 2,
<SEP> 67 <SEP> 0
<tb> Split <SEP> + <SEP> Wärmepumpe
<tb> Funktion <SEP> GTW/8F
<tb> York-YCAC <SEP> Frankreich <SEP> 7400 <SEP> 2500 <SEP> 8700 <SEP> 296 <SEP> 3, <SEP> 48 <SEP> 0
<tb> Luftkühler <SEP> + <SEP> Luft/
<tb> Wasserwärmepumpe
<tb> ergo <SEP> Italien <SEP> 2300 <SEP> 830 <SEP> 0 <SEP> 277 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> TWIN <SEP> BASIC <SEP>
<tb> Rowenta <SEP> Deutschland <SEP> 3200 <SEP> 1 <SEP> 190 <SEP> 0 <SEP> 269 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Split-Gerät
<tb> CA090
<tb> Cooldair <SEP> US <SEP> 5800 <SEP> 2600 <SEP> 4900 <SEP> 223 <SEP> 1, <SEP> 88 <SEP> 0
<tb> Split-System
<tb> Modell <SEP> 20000
<tb> Atrwe) <SEP> ! <SEP> Frankreich <SEP> 10460 <SEP> 4210 <SEP> 11920 <SEP> 248 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 0
<tb> Muftt-Sphtgerät
<tb> MS <SEP> 1040R
<tb>
Qw = Warmwasser-Brauchwasser-Rückgewinnung Kaltemittel : R22 (CH1 F :
) (per 1. Jan 2000 verboten) Siedepunkt-40, 8 C
ODP = Ozone depletion potential = Ozonabbaupotential = 0. 055
HGWP = Halocarbonglobal warming potential = Treibhauspotential = 0, 36 * Leistungsverhaltnis = Kühlleistung [KW]/Leistungsaufnahme [KW] ** Leistungszahl bei Heizung Ein weiterer Nachteil der bekannten Geräte liegt bei der relativ hohen Leistungsaufnahme und
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beim Energieverbrauch. Ein Raumklimagerät, Split-, Fenster- bzw. Mobilgeréít ist normalerweise nur für einen einzigen baulich begrenzten Raum geeignet. Dies bedeutet, dass für die Klimatisle- rung mehrerer Räume auch mehrere derartige Geräte vorhanden sein müssen.
Die Klimatisierung einzelner Räume in einer grösseren Baueinheit kann jedoch dazu führen, dass Temperaturdiffe- renzen zwischen den einzelnen Räumen von bis zu 160 auftreten, was ein nicht unerhebliches
Gesundheitsrisiko mit sich bnngen kann. Dies wird, wie schon vorstehend erwähnt, dadurch vermieden, dass mehrere getrennte Raumklimageräte eingesetzt werden, was einen unnötig techni- schen und wirtschaftlichen Aufwand ergibt.
Diese Nachteile des Standes der Technik werden durch den Erfindungsgegenstand dadurch vermieden, dass ein zusätzlicher, ebenfalls einen oder mehrere gesonderte Wärmetauscher aufwei- sender SekundÅarkreislauf vorgesehen ist, der am Verdampfer angeschlossen Ist, wobei beide
Sekundärkreisläufe über eine Umschalteinrichtung miteinander in Verbindung stehen. Dies ermög- licht es, die im Primärkreislauf entstehende Wärme permanent zur Warmwasserbereitung heranzu- ziehen, wobei, je nach Temperaturanfall, nach dem Wärmepumpenprinzip entweder Wärme- energie der Aussenluft oder, im Falle einer Raumkühlung, die Wärmeenergie eines Raumes zur
Warmwasserbereitung herangezogen wird. Weiters kann Wärmeenergie, die aus der Aussenluft gewonnen werden kann, zur Raumheizung herangezogen werden.
Vorteilhafterweise kann die Koppelung zwischen dem Primärkreislauf und den beiden Sekun- därkreisläufen über an sich bekannte, Verdampfer und Kondensator des Primärkreislaufes bilden- de Koaxialwärmeaustauscher gebildet sein, was den Vorteil hat, dass innerhalb der Wärmetauscher dem Medium des Primärkreislaufes nur geringe Strömungswiderstände entgegengesetzt werden, wodurch die Leistungsaufnahme des Kompressors entsprechend verringert werden kann. Bevor- zugt kann die Umschalteinrichtung, vorzugsweise elektrisch zentral gesteuerte, Magnetventile mit einem die SekundÅarkreisläufe wahlweise anbindenden Verbindungssystem aufweisen.
Dadurch ist es möglich, auf einfache Weise das Gerät den jeweiligen Bedürfnissen anzupassen, um für die permanente Warmwasserbereitung jenem Sekundärkreislauf Wärme zu entziehen, der aufgrund des jeweiligen Einsatzes des Gerätes dazu zur Verfügung steht Zur Erreichung der gewünschten
Flexibilität kann der bzw. die Wärmetauscher eines der Sekundárkreisläufe mnerhalb des zu klima- tisierenden Raumes und der bzw. die Wärmetauscher des anderen SekundÅarkreislaufes ausserhalb dieses Raumes angeordnet sein. Dies ergibt mit der erfindungsgemäss vorgesehenen Umschalt- einrichtung die grösstmögliche Flexibilität des Gerates.
In besonders einfacher Weise können der bzw. die innerhalb des zu klimatisierenden Raumes angeordneten Wärmetauscher durch einen oder mehrere Radiatoren eines Heizungskreislaufes gebildet und wahlweise vom Kalt- oder Warm- wasserkreislauf beaufschlagbar sein. Um Warmwasser einer im wesentlichen gleichmässigen
Temperatur vorliegen zu haben, kann in den kondensatorseitigen Sekundärkreislauf ein mit dem
Wärmeträgermedium desselben beaufschlagbarer Warmwasserspeicher eingeschaltet sein. In analoger Weise kann für die Erreichung einer gleichmässigen Kühlleistung in den verdampfer- seitigen Sekundärkreislauf ein Kaltwasserspeicher eingeschaltet sein.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Fig 1 zeigt schematisch den Primärkreislauf I des Gerätes. Fig. 2 gibt schematisch den Grundaufbau der sekundären Kühlmittelkreisläufe 11. 1, 11. 2 mit Warmwasserspeicher wieder. Fig 3 zeigt schaubild- lich den Aufbau der Zentraleinheit des erfindungsgemässen Gerätes. Flg. 4 gibt ein Funktions- schema des Gesamtaufbaues des erfindungsgemässen Gerätes mit Primärkreislauf 1 sowie den
Sekundärkreisläufen 11. 1, 11. 2 wieder.
Im Primärkältemittelskreis zirkuliert das Kältemittel, weiches FCKW frei ist, über eine Druck- leitung zwischen dem Verdichter 2, dem Verflüssiger 8, dem Flüssigkeitssammler, einem Expan- sionsventil, einem Verdampfer 3, einer Saugleitung wieder zum Verdichter zurück An dem Verflüs- siger 8 und dem Verdampfer 3 ist je ein Sekundärkreislauf, u. zw. an dem Verflüssiger 8 ein Warm- wasserkreislauf 11. 1 und an den Verdampfer 3 ein Kaltwasserkreislauf 112. Innerhalb des Warm- wasserkreislaufes ist eine Pumpe 4'vorgesehen, welche das Wärmeträgermedium zu einem
Wärmetauscher 6, von diesem wieder zurück zum Verflüssiger 8 führt.
Innerhalb dieses Kreislau- fes kann auch noch ein Warmwasserspeicher 1 eingeschaltet sein, der mittels der im Verflüssiger 8 freiwerdenden Energie beaufschlagt ist.
Der Kaltwasserkreislauf 11. 2 weist eine Förderpumpe 4 auf, mittels derer das Kalteträgerfluid zum Wärmetauscher 5 und von diesem wieder zurückgeführt wird. Der Wärmetauscher 5 ist dabei
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innerhalb eines Raumes (in der Folge tnnenraumwärmetauscher"genannt) und der Wärmetauscher 6 ausserhalb eines Raumes, also im Freien (in der Folge "Aussenwärmetauscher" genannt), angeordnet. Die beiden Sekundärkreislaufe 11. 1 und 11. 2 sind über eine Umschalteinrichtung 7 miteinander verbunden, welche vorliegend elektrisch gesteuerte Magnetventile aufweist und die Sekundärkreisläufe mit dem Primärkreislauf derart verbindet, dass wie in folgender Funktionstabelle eine permanente Warmwasserzubereitung möglich ist, jedoch keine Funktionsbedingung.
Der Innenraumwärmetauscher 5 wird je nach Bedarf entweder zum Kühlen oder zum Heizen des mit InnenraumwÅarmetauscher 5 ausgestatteten Raumes eingesetzt, wobei zum Kühlen der Innenraumwärmeaustauscher 5 über die Pumpe 4 mit dem Verdampfer 3 verbunden ist und zum Wärmen im Zuge des Wärmepumpenbetriebes über die Pumpe 4'mit dem Kondensator 8 in Verbindung steht. In den Kaltwasserkreislauf 11 : 2 ist gemäss Fig. 4 ein Kaltwasserspeicher 3' zwischengeschaltet, welcher eine Speicherung von Kaltwasser nach Bedarf ermöglicht.
Wie schon erwähnt, kann als Innenraumwärmeaustauscher 5 auch ein Radiator bzw es können bei mehreren Räumen mehrere Radiatoren von bestehenden Wasserheizungen verwendet werden, was den Aufwand beim Einbau der Anlage wesentlich vereinfacht, wobei bei Kühlbetrieb die Radiatoren mit einem Gebläse beaufschlagt werden, um Kondensatbildung zu unterbinden.
Die Umschalteinheit 7 wird an Hand der Figur 2 mit folgender Funktionstabelle erklärt.
EMI3.1
<tb>
<tb>
Bezeichnung <SEP> der <SEP> Magnetventile <SEP> Al <SEP> A2 <SEP> BI <SEP> B2 <SEP> WW
<tb> Kühlung <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Geizung <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 0
<tb> permanente <SEP> Warmwasserbereitung <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP>
<tb> I <SEP> = <SEP> Ein <SEP> 0 <SEP> - <SEP> Aus
<tb>
Funktionserklärung :
1. Innenraumkühlung :
Wenn die Magnetventile A1 und A2 eingeschaltet (d. h. geöffnet) sind und gleichzeitig die Magnetventile B1, B2 und WW ausgeschaltet (d. h. geschlossen) sind, so fliesst der Kaltwasserkreislauf 11. 2 vom Verdampfer (3) durch das geöffnete Magnetventil A1 über die Vorlaufwasserleitung (9) zum Innenraumwärmetauscher (5), dann zur Pumpe (4) und wieder zurück zum Verdampfer (3).
Gleichzeitig fliesst der Warmwasserkreislauf 11. 1 vom Kondensator (8) zum Warmwasserspeicher (1), dann durch das offene Magnetventil A2 über die Vorlaufwasserleitung (10) zum Aussenraumwarmetauscher (6), von dort zur Pumpe (4') und wieder zurück zum Kondensator.
Die Kühlung erfolgt dadurch, dass der Innenraumwärmetauscher (5) dem Innenraum Wärme entzieht und diese an den Wärmespeicher (1) und den Aussenraumwärmetauscher (6) abgibt.
Wobei der Wärmespeicher (1) keine Betnebsbedingung ist und nur nach Bedarf zu verwenden ist.
Verzichtet man auf den Wärmespeicher (1), dann wird die gesamte aufgenommene Wärme an den Aussenraumwarmetauscher (6) abgegeben
2. Innenraumheizung (Wärmepumpe) :
Wenn die Magnetventile B1 und B2 eingeschaltet (d. h. geöffnet) sind und gleichzeitig die Magnetventile A1, A2 und WW ausgeschaltet (d h. geschlossen) sind, so fliesst der Kaltwasserkreislauf 11. 2 vom Verdampfer (3) durch das geöffnete Magnetventil B1 über die Vorlaufwasserleitung (10) zum Aussenraumwärmetauscher (6) um hier Wärme zu entziehen (d. h. sich zu erwärmen), dann zur Pumpe (4') und wieder zurück zum Kondensator (8) um Verflüssigungswarme zu entziehen (d. h. sich zu erhitzen).
Von hier geht es als Warmwasserkreislauf 11. 1 Richtung Warmwasserspeicher (1) - nur nach Bedarf, siehe oben-dann über das geöffnete Magnetventil B2 und Vorlaufwasserleitung (9) zum InnenraumwÅarmetauscher (5), wo er Wärme an den Innenraum abgibt, dann zurück über Pumpe (4) zum Verdampfer (3)
Der Aussenraumwärmetauscher kann je nach Wunsch und Witterungsanforderungen die
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Wärme aus der Aussenluft, dem Grundwasser oder der Erde entziehen.
Die Heizung erfolgt durch Wärmeabgabe des Innenraumwärmetauschers (5)
3. Permanente Warmwasserbereitung :
Fig. 2 zeigt, dass der Warmwasserspeicher (1) bei laufendem Gerät immer mit dem Sekundarwärmekreislauf 11. versorgt wird, unabhängig davon, ob das Gerät auf Kühl- oder Heizbetneb geschalten ist.
Eine Stehzeit (d. h. Pause) tritt bekanntlicherweise dann ein, wenn im Innenraum die Temperatur Istwert = Sollwert erreicht hat (sowohl beim Kühlen als auch beim Heizen).
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.