EP4050284A1 - Wärmepumpe - Google Patents

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Publication number
EP4050284A1
EP4050284A1 EP22150539.9A EP22150539A EP4050284A1 EP 4050284 A1 EP4050284 A1 EP 4050284A1 EP 22150539 A EP22150539 A EP 22150539A EP 4050284 A1 EP4050284 A1 EP 4050284A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
heat pump
fan
ventilation duct
designed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22150539.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas LÖWENS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Original Assignee
Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stiebel Eltron GmbH and Co KG filed Critical Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Publication of EP4050284A1 publication Critical patent/EP4050284A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02—Water heaters
    • F24H4/04—Storage heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/32—Responding to malfunctions or emergencies
    • F24F11/36—Responding to malfunctions or emergencies to leakage of heat-exchange fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/20—Casings or covers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/12—Preventing or detecting fluid leakage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/12—Inflammable refrigerants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/005—Arrangement or mounting of control or safety devices of safety devices

Definitions

  • the present invention relates to a heat pump, in particular a heat pump which is designed for installation in an indoor space.
  • climate-friendly refrigerants In the recent past, the search for climate-friendly refrigerants has intensified. However, the disadvantage of many climate-friendly refrigerants is their flammability. The use of such refrigerants, for example in heat pumps, therefore leads to special safety requirements. In order to ensure that any refrigerant escaping from a refrigeration circuit does not ignite unintentionally, a minimum volume or a minimum space is specified in which the escaping refrigerant is distributed in order to achieve sufficient mixing.
  • flammable refrigerants are mainly used in heat pumps installed outdoors, or the amount of refrigerant is reduced to such an extent that a leak cannot cause any significant harm or damage to health.
  • the standard specifies the three named variants according to which the refrigerant is allowed to escape. Different heat pumps can therefore only be used for certain installation locations, more precisely sizes of installation rooms.
  • a heat pump in particular a heat pump installed indoors, with a refrigeration circuit with a combustible refrigerant, in particular R454C, and a housing in which the refrigeration circuit is arranged, the housing having a ventilation duct with an outlet opening and a fan arranged in the ventilation duct, wherein the fan is designed to suck air from the interior of the housing via the ventilation duct and the outlet opening out of the housing in such a way that a negative pressure is maintained inside the housing.
  • the fan is designed to additionally draw in air from outside the housing.
  • the sucked-in air is then conveyed back to the outside of the housing by the fan via the ventilation duct.
  • the fan thus creates circulation in the installation room.
  • the circulation in the installation room reduces the concentration of any refrigerant that may be escaping in the installation room.
  • the invention therefore makes it possible to keep a concentration of refrigerant in the installation room low even when refrigerant is escaping. This is advantageous in the case of flammable refrigerants, since the concentration of the refrigerant in the installation room remains outside, in particular below, a critical range.
  • the critical concentration for refrigerant R454C is between 8% vol and 12% vol, within which range there is a risk of ignition.
  • the fan is preferably designed as a radial fan, with an intake surface of the radial fan being divided into two areas, each of which allows air to be sucked in from inside the housing or air from outside the housing.
  • the fan can, for example, be installed horizontally and at an upper end of the housing and suck in air from below, ie vertically.
  • the radial fan then generates an air flow in the horizontal direction, ie perpendicular to the suction direction or surface.
  • the suction surface can be selected to be large enough to allow sufficient space for air to be sucked in both from inside the housing and from outside the housing.
  • the heat pump has an intermixing ventilation duct arranged between an inlet opening in the housing and the fan.
  • the mixing ventilation duct can therefore be mounted on the fan and convey air from the installation space, ie from outside the housing, to the fan.
  • the inlet opening is designed as part of the housing and provides an opening between the installation space and the interior of the housing.
  • the entry port is completely sealed from the intermixing duct such that air not conveyed through the intermixing duct does not enter through the entry port.
  • the inlet opening does not represent an opening through which air can enter the interior of the housing.
  • the inlet opening is preferably arranged in a lower area of the housing, in particular in the lower 15% of the height of the housing.
  • the outlet opening is preferably arranged at the top of the housing, as explained in the introduction.
  • a distance between the outlet opening and the inlet opening is preferably at least 50%, preferably at least 80% and particularly preferably at least 90% of the height of the housing.
  • the mixing ventilation duct is preferably designed as a corrugated hose or corrugated pipe.
  • a corrugated hose or a corrugated pipe is flexible and therefore easy to assemble.
  • the mixing ventilation duct is inexpensive and durable.
  • the mixing ventilation duct can preferably be hooked onto the fan and/or the inlet opening.
  • a section for example a sheet metal section, is preferably designed to hold the fan for hooking in the mixing ventilation duct.
  • the mixing ventilation duct preferably the corrugated hose, can thus end directly at the intake surface of the fan and at the same time keep a part of the intake surface ready for the intake of air from the interior of the housing.
  • the fan is preferably designed to be operated with a continuous power in the range from 0.5 W to 10 W, in particular between 1 W and 2 W.
  • the heat pump preferably also has a negative pressure determination unit, for example a pressure cell, which is designed to determine a negative pressure in the housing.
  • a negative pressure determination unit for example a pressure cell, which is designed to determine a negative pressure in the housing.
  • the negative pressure determination unit is preferably designed to generate an error signal in the event that the negative pressure falls below a certain threshold value.
  • the error signal can lead to the heat pump being switched off.
  • the error signal for switching off the heat pump can also be generated by monitoring the function of the fan and can be generated, for example, when a malfunction of the fan is detected.
  • the housing is preferably sealed with the exception of the outlet opening and the inlet opening.
  • no further openings are provided in the housing, further openings being understood to mean in particular the openings with more than 5 cm 2 required by the standard.
  • One end of the ventilation duct preferably has coupling means for connecting an external air duct.
  • the ventilation duct preferably has sound insulation in its interior.
  • the heat pump is preferably designed as an indoor brine heat pump.
  • FIG. 1 shows a schematic and exemplary cross-sectional view of a heat pump 1 according to the invention.
  • a cover 20 can usually be opened for servicing and configuring the heat pump 1 and allows access to the internal components.
  • the housing 10 shown by way of example is shown in two parts with an upper housing section 102 and a lower housing section 104 which are separated by a separating layer 106 .
  • the upper housing section 102 of the two-part housing 10 is an in 1 Refrigeration circuit 70 not shown in detail (cf. 2 ) arranged.
  • R454C flammable refrigerant
  • the upper housing section 102 is sealed to the lower housing section 104 .
  • a storage device 50 for example a hot water storage device, as a heat storage device for the energy conveyed by the cooling circuit. All connections of the refrigeration circuit and the accumulator 5 are known in the art and are omitted to simplify the illustration.
  • the present invention is based on the routing of air from the interior of the housing 10 through a ventilation duct 30 to an outlet opening 17, which takes place by means of a fan 40 arranged in the ventilation duct 30.
  • the fan 40 is preferably operated permanently in order to maintain a negative pressure in the housing 10 . If the negative pressure is not maintained, for example due to a leak in the housing 10, this can be used to switch off the heat pump 1.
  • a pressure sensor such as a pressure cell can be used.
  • the fan 40 is designed as a radial fan, which draws in air on an intake surface 42 on its underside and conveys it radially in the direction of the ventilation duct 30 .
  • the suction surface 42 is divided in two and on the one hand allows air to be sucked in from the housing 10, but on the other hand also allows air to be sucked in via a mixing ventilation duct 60 from outside the housing 10, i.e. from the installation room of the heat pump 1, which is fed via an inlet opening 19 into the mixing ventilation duct 60 entry.
  • the fan 40 sucks in air via the inlet opening 19 in addition to generating the negative pressure in the housing 10 and conveys the air together via the outlet opening 17 back into the installation room or outside the housing 10, the air outside the heat pump 1 , i.e. in the installation room.
  • the concentration of refrigerant in the ambient air remains sufficiently low, even when refrigerant is escaping.
  • the mixing ventilation duct 60 is divided into three in this example and comprises a flexible hose section 62, in particular a corrugated hose that is not foamed, a coupling section 64 and a fixed hose section 66, in particular a foamed-in corrugated hose.
  • FIG. 3 Figure 6 shows the coupling portion 64 in detail.
  • the coupling section 64 is designed as a double coupling with a fir tree profile and can preferably be fixed in the separating layer 106 .
  • the fixed hose section 66 is mounted on the separating layer 106 before the lower housing section 104 is filled with foam, for example, for thermal insulation.
  • FIG 4 shows a perspective view of the cover 20, with the ventilation channel 30 open. It can be seen that the ventilation channel 30 runs like a labyrinth. This maximizes the air flow path and reduces the noise from inside the housing to the outlet.
  • figure 5 which is a top view of the in 4 shows the cover 20 shown, the direction of air flow in the ventilation channel 30 is indicated by arrows 32 .
  • the ventilation duct 30 ends at a location 36 which is adjacent to the outlet opening 17 .
  • a mounting device 34 for connecting the mixing ventilation duct 60 is formed in a mounting plate of the fan 40 in this example.
  • FIG 6 shows the view of 4 with mounted fan 40.
  • FIG. 7 shows the view of 6 additionally with a cover 22 of the lid 20, which covers the ventilation channel 30.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe (1), insbesondere eine innenaufgestellte Wärmepumpe (1), mit einem Kältekreis, einem brennbaren Kältemittel, insbesondere R454C und einem Gehäuse (10), in dem der Kältekreis angeordnet ist. Das Gehäuse (10) weist einen Entlüftungskanal (30) mit einer Austrittsöffnung (17) und einen im Entlüftungskanal (30) angeordneten Lüfter (40) auf. Der Lüfter (40) ist dazu ausgebildet, Luft aus dem Inneren des Gehäuses (10) über den Entlüftungskanal (30) und die Austrittsöffnung (17) derart aus dem Gehäuse abzusaugen, dass ein Unterdruck innerhalb des Gehäuses (10) aufrechterhalten ist. Weiterhin ist der Lüfter (40) dazu ausgebildet zusätzlich Luft von außerhalb des Gehäuses (10) anzusaugen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmepumpe, insbesondere eine Wärmepumpe, die für die Aufstellung in einem Innenraum ausgebildet ist.
  • In jüngerer Vergangenheit verstärkt sich die Suche nach klimafreundlichen Kältemitteln. Nachteilig an vielen klimafreundlichen Kältemitteln ist jedoch deren Brennbarkeit. Ein Einsatz derartiger Kältemittel, beispielsweise in Wärmepumpen, führt daher zu besonderen Anforderungen an die Sicherheit. Um zu gewährleisten, dass es nicht zu einer ungewollten Entzündung von eventuell aus einem Kältekreis austretendem Kältemittel kommt, ist ein Mindestvolumen beziehungsweise ein Mindestraum vorgeschrieben, in dem sich das austretende Kältemittel verteilt, um eine ausreichende Durchmischung zu erreichen.
  • Brennbares Kältemittel muss demnach bei möglicher Leckage im Kältekreis sicher aus der Wärmepumpe gefördert werden. Dabei ist es zielführend das Kältemittel so hoch wie möglich in den Aufstellraum zu fördern. Dies senkt die geforderte Mindestfläche die der Raum haben muss um eine ausreichende Durchmischung zu gewährleisten damit die Kältemittelkonzentration in der Luft nicht mehr entflammbar ist. Dazu gibt es laut Norm 60335-2-40 drei Varianten:
    1. 1. Kältemittel tritt in gewisser Höhe selbstständig (ohne Lüfter) aus der Wärmepumpe aus. Hierbei ist ausschließlich die Kältemittel-Austrittshöhe für die minimale Aufstellraumgröße entscheidend. Die Austrittshöhe ist definiert als die Höhe, ab der die Summe aller Öffnungen im Gerät 5 cm2 überschreiten. Je höher die Austrittshöhe ist, umso kleiner ist die minimale Aufstellraumgröße in Quadratmetern (m2). Diese Lösung ist kostengünstig, erfordert jedoch regelmäßig zu große Aufstellräume, so dass die praktische Umsetzung nicht möglich ist. Sollte der Aufstellraum zu klein sein, wird vorteilhaft die Austrittshöhe mit einer Verlängerung, wie einem Schnorchel, zu erweitern.
    2. 2. Kältemittel wird durch einen Lüfter in den Raum gefördert: Hierbei ist die Höhe, die das Medium erreicht bevor es wieder absinkt, maßgeblich. Je höher das Kältemittel strömt, umso kleiner ist die minimale Aufstellraumgröße in Quadratmetern (m2). Zusätzlich muss ein gewisser Mindestvolumenstrom von dem Lüfter realisiert werden. Alle anderen Geräteöffnungen dürfen in Summe 5 cm2 nicht überschreiten. Der hierfür eingesetzte Lüfter ist jedoch mit Kosten verbunden, so dass nach Möglichkeit, nämlich falls aufgrund der Aufstellraumgröße nicht notwendig, darauf verzichtet wird.
    3. 3. Kältemittel wird mit einem Lüfter aus dem Raum nach draußen gefördert. Hierbei ist ausschließlich der Mindestvolumenstrom ausschlaggebend. Die übrigen Geräteöffnungen dürfen auch hier in Summe 5 cm2 nicht überschreiten. Diese Variante senkt die minimale Aufstellraumgröße auf 0 m2, so dass jeder beliebige Aufstellort geeignet ist. Grundsätzlich ist jedoch hiermit ein Wanddurchbruch verbunden, der aufwändig ist.
  • Zurzeit werden deshalb brennbare Kältemittel hauptsächlich in außenaufgestellten Wärmepumpen verwendet oder die Kältemittelmenge so stark reduziert, dass eine Leckage keinen signifikanten oder gesundheitlichen Schaden anrichten kann. Bei innenaufgestellten Wärmepumpen gibt die Norm die benannten drei Varianten an, gemäß denen das Kältemittel austreten gelassen wird. Verschiedene Wärmepumpen sind demnach nur für bestimmte Aufstellorte, genauer Größen von Aufstellräumen, einsetzbar.
  • Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wärmepumpe anzugeben, die ein Aufstellen auch in kleineren Aufstellräumen ermöglicht. Ebenfalls war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Sicherheitslösung für innenaufgestellte Wärmepumpen, die brennbares Kältemittel einsetzen, bereitzustellen. Jedenfalls soll eine alternative Wärmepumpe angegeben werden.
  • Erfindungsgemäß wird eine Wärmepumpe vorgeschlagen, insbesondere innenaufgestellte Wärmepumpe, mit einem Kältekreis mit einem brennbaren Kältemittel, insbesondere R454C, und einem Gehäuse, in dem der Kältekreis angeordnet ist, wobei das Gehäuse einen Entlüftungskanal mit einer Austrittsöffnung und einen in dem Entlüftungskanal angeordneten Lüfter aufweist, wobei der Lüfter dazu ausgebildet ist, Luft aus dem Inneren des Gehäuses über den Entlüftungskanal und die Austrittsöffnung derart aus dem Gehäuse abzusaugen, dass ein Unterdruck innerhalb des Gehäuses aufrechterhalten ist. Erfindungsgemäß ist der Lüfter dazu ausgebildet, zusätzlich Luft von außerhalb des Gehäuses anzusaugen.
  • Die angesaugte Luft wird von dem Lüfter dann wieder über den Entlüftungskanal nach außerhalb des Gehäuses befördert. Damit erzeugt der Lüfter eine Zirkulation in dem Aufstellraum. Durch die Zirkulation in dem Aufstellraum wird die Konzentration eines eventuell ausströmenden Kältemittels in dem Aufstellraum reduziert.
  • Die Erfindung ermöglicht daher, auch bei austretendem Kältemittel eine Kältemittelkonzentration im Aufstellraum niedrig zu halten. Dies ist bei brennbaren Kältemitteln vorteilhaft, da dann die Konzentration des Kältemittels in dem Aufstellraum außerhalb, insbesondere unterhalb eines kritischen Bereiches gewährleistet bleibt.
  • Beispielsweise liegt die kritische Konzentration für das Kältemittel R454C zwischen 8% Vol. und 12 % Vol., wobei innerhalb dieses Bereiches die Gefahr des Entflammens besteht.
  • Vorzugsweise ist der Lüfter als Radiallüfter ausgebildet, wobei eine Ansaugfläche des Radiallüfters in zwei Bereiche aufgeteilt ist, die jeweils ermöglichen, Luft aus dem Inneren des Gehäuses beziehungsweise Luft von außerhalb des Gehäuses anzusaugen.
  • Der Lüfter kann beispielsweise horizontal und an einem oberen Ende des Gehäuses eingebaut sein und Luft von unten, also vertikal ansaugen. Der Radiallüfter erzeugt dann eine Luftströmung in horizontaler Richtung, also senkrecht zu der Ansaugrichtung bzw. -fläche.
  • Die Ansaugfläche kann dabei groß genug gewählt sein, um hinreichend Platz für ein Ansaugen von Luft sowohl aus dem Inneren des Gehäuses als auch von außerhalb des Gehäuses zu ermöglichen.
  • Vorzugsweise weist die Wärmepumpe einen Durchmischungslüftungskanal auf, der zwischen einer Eintrittsöffnung in das Gehäuse und dem Lüfter angeordnet ist.
  • Der Durchmischungslüftungskanal kann demnach an dem Lüfter montiert sein, und Luft aus dem Aufstellraum, also von außerhalb des Gehäuses, zu dem Lüfter fördern. Die Eintrittsöffnung ist als Teil des Gehäuses ausgeführt und stellt eine Öffnung zwischen dem Aufstellraum und dem Gehäuseinneren bereit. Vorzugsweise ist die Eintrittsöffnung vollständig von dem Durchmischungslüftungskanal abgedichtet, so dass keine Luft durch die Eintrittsöffnung eintritt, die nicht durch den Durchmischungslüftungskanal gefördert wird. Anders ausgedrückt, die Eintrittsöffnung stellt keine Öffnung dar, durch die Luft in das Innere des Gehäuses gelangen kann.
  • Vorzugsweise ist die Eintrittsöffnung in einem unteren Bereich des Gehäuses, insbesondere in den unteren 15% der Höhe des Gehäuses, angeordnet.
  • Die Austrittsöffnung ist vorzugsweise oben am Gehäuse angeordnet, wie einleitend begründet wurde. Indem die Eintrittsöffnung weit entfernt von der Austrittsöffnung angeordnet ist, wird eine optimierte bzw. besonders effiziente Durchmischung des Aufstellraumes erreicht.
  • Vorzugsweise beträgt ein Abstand zwischen Austrittsöffnung und Eintrittsöffnung wenigstens 50%, vorzugsweise wenigstens 80% und besonders bevorzugt wenigstens 90% der Höhe des Gehäuses.
  • Vorzugsweise ist der Durchmischungslüftungskanal als Wellschlauch oder Wellrohr ausgebildet.
  • Ein Wellschlauch oder ein Wellrohr ist flexibel und damit einfach montierbar. Zudem ist der Durchmischungslüftungskanal kostengünstig und langlebig.
  • Vorzugsweise ist der Durchmischungslüftungskanal an den Lüfter und/oder die Eintrittsöffnung einhakbar.
  • Damit ist eine besonders einfache Montage möglich. Vorzugsweise ist ein Abschnitt, beispielsweise ein Blechabschnitt, zur Halterung des Lüfters zum Einhaken des Durchmischungslüftungskanals ausgebildet.
  • Damit kann der Durchmischungslüftungskanal, vorzugsweise der Wellschlauch, unmittelbar an der Ansaugfläche des Lüfters enden und zeitgleich einen Teil der Ansaugfläche zum Ansaugen von Luft aus dem Inneren des Gehäuses bereithalten.
  • Vorzugsweise ist der Lüfter dazu ausgebildet, mit einer Dauerleistung im Bereich von 0,5 W bis 10 W, insbesondere zwischen 1 W und 2 W, betrieben zu werden.
  • Damit kann der Unterdruck im Gehäuseinneren aufrechterhalten bleiben, eine hinreichende Durchmischung der Luft im Aufstellort zu jeder Zeit gewährleistet bleiben und gleichzeitig der Energieverbrauch auf ein Mindestmaß begrenzt bleiben.
  • Vorzugsweise weist die Wärmepumpe ferner eine Unterdruckbestimmungseinheit auf, beispielsweise eine Druckdose, die dazu ausgebildet ist, einen Unterdruck in dem Gehäuse zu bestimmen.
  • Vorzugsweise ist die Unterdruckbestimmungseinheit dazu ausgebildet, in dem Fall, in dem der Unterdruck einen gewissen Schwellwert unterschreitet, ein Fehlersignal zu erzeugen.
  • Das Fehlersignal kann insbesondere zu einem Abschalten der Wärmepumpe führen. Das Fehlersignal zum Abschalten der Wärmepumpe kann alternativ auch durch eine Funktionsüberwachung des Lüfters erzeugt werden und beispielsweise bei einem Erkennen einer Fehlfunktion des Lüfters erzeugt werden.
  • Vorzugsweise ist das Gehäuse mit Ausnahme der Austrittsöffnung und der Eintrittsöffnung dicht. Somit sind keine weiteren Öffnungen in dem Gehäuse vorgesehen, wobei als weitere Öffnungen insbesondere die normgemäß geforderten Öffnungen mit mehr als 5 cm2 zu verstehen sind.
  • Jedenfalls ist es in dem Gehäuse auch bei der geringen Lüfterleistung von wenigen Watt möglich, einen Unterdruck von beispielsweise 40 Pa zu erreichen. Wenn dieser Wert deutlich unterschritten wird, beispielsweise der Unterdruck lediglich 20 Pa beträgt, wird das Fehlersignal ausgelöst. Diese Druckwerte sind lediglich beispielhaft zu verstehen.
  • Vorzugsweise weist ein Ende des Entlüftungskanals Kopplungsmittel zum Anschluss eines externen Luftkanals aufweist.
  • Damit kann der Luftaustritt weiter nach oben in dem Raum verlegt werden, wodurch die Durchmischung des Aufstellortes weiter verbessert wird.
  • Vorzugsweise weist der Entlüftungskanal eine Schalldämmung in seinem Inneren auf.
  • Vorzugsweise ist die Wärmepumpe als innenaufgestellte Sole-Wärmepumpe ausgebildet.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen werden nachfolgend mit Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch und exemplarisch eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Wärmepumpe im Querschnitt,
    Fig. 2
    schematisch und exemplarisch eine Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Wärmepumpe im Querschnitt,
    Fig. 3
    schematisch und exemplarisch eine Kupplung im Detail,
    Fig. 4
    schematisch und exemplarisch eine perspektivische Ansicht eines Deckels der Wärmepumpe von oben,
    Fig. 5
    schematisch und exemplarisch eine Draufsicht auf die Ansicht der Fig. 4 von oben,
    Fig. 6
    schematisch und exemplarisch die Ansicht der Fig. 4 mit Lüfter und
    Fig. 7
    schematisch und exemplarisch die Ansicht der Fig. 6 mit Abdeckung.
  • Figur 1 zeigt schematisch und exemplarisch eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Wärmepumpe 1. Die Wärmepumpe 1 weist ein Gehäuse 10 mit einer Vorderseite 12, einer Rückseite 14, einer Oberseite 16 und einer Unterseite 18 auf. Ein Deckel 20 lässt sich üblicherweise zum Warten und Konfigurieren der Wärmepumpe 1 öffnen und ermöglicht einen Zugriff auf die innenliegenden Komponenten.
  • Das beispielhaft gezeigte Gehäuse 10 ist zweigeteilt mit einem oberen Gehäuseabschnitt 102 und einem unteren Gehäuseabschnitt 104 gezeigt, die von einer Trennschicht 106 getrennt sind.
  • In dem oberen Gehäuseabschnitt 102 des zweigeteilten Gehäuse 10 ist ein in Fig. 1 nicht weiter dargestellter Kältekreis 70 (vgl. Fig. 2) angeordnet. Dieser enthält ein brennbares Kältemittel, beispielsweise R454C. Für innenaufgestellte Wärmepumpen ist demnach zu gewährleisten, dass auch bei einem austretenden Kältemittel jederzeit keine Gefahr eines Brandes besteht. Vorzugsweise ist der obere Gehäuseabschnitt 102 gegenüber dem unteren Gehäuseabschnitt 104 abgedichtet.
  • In dem unteren Gehäuseabschnitt 104 ist ein Speicher 50, beispielsweise ein Warmwasserspeicher, als Wärmespeicher der von dem Kältekreis geförderten Energie vorgesehen. Sämtliche Verbindungen des Kältekreises und des Speichers 5sind fachmännisch bekannt und zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen.
  • Die vorliegende Erfindung stützt sich auf die Luftführung aus dem Inneren des Gehäuses 10 durch einen Entlüftungskanal 30 zu einer Austrittsöffnung 17, die mittels eines in dem Entlüftungskanal 30 angeordneten Lüfter 40 erfolgt.
  • Der Lüfter 40 wird vorzugsweise permanent betrieben, um einen Unterdruck in dem Gehäuse 10 aufrechtzuerhalten. Wird der Unterdruck nicht aufrechterhalten, beispielsweise durch eine Leckage in dem Gehäuse 10, so kann dies zum Abschalten der Wärmepumpe 1 herangezogen werden. Hierzu kann beispielsweise ein nicht gezeigter Drucksensor wie eine Druckdose herangezogen werden.
  • Der Lüfter 40 ist als Radiallüfter ausgestaltet, der Luft an einer Ansaugfläche 42 an seiner Unterseite ansaugt und radial in Richtung des Entlüftungskanals 30 fördert.
  • Die Ansaugfläche 42 ist zweigeteilt und ermöglicht einerseits ein Ansaugen von Luft aus dem Gehäuse 10, andererseits aber auch über einen Durchmischungslüftungskanal 60 Luft von außerhalb des Gehäuses 10, d.h. aus dem Aufstellraum der Wärmepumpe 1, anzusaugen, das über eine Eintrittsöffnung 19 in den Durchmischungslüftungskanal 60 eintritt.
  • Indem der Lüfter 40 zusätzlich zu dem Erzeugen des Unterdrucks in dem Gehäuse 10 Luft über die Eintrittsöffnung 19 ansaugt und die Luft zusammen über die Austrittsöffnung 17 wieder in den Aufstellraum bzw. nach außerhalb des Gehäuses 10 fördert, wird eine Durchmischung der Luft außerhalb der Wärmepumpe 1, das heißt im Aufstellraum, erreicht. Dadurch kann auch bei einem ausströmenden Kältemittel sichergestellt sein, dass eine Konzentration von Kältemittel in der Umgebungsluft hinreichend gering bleibt.
  • Fig. 2 zeigt schematisch und exemplarisch eine weitere Querschnittsansicht einer Wärmepumpe 1. Der Durchmischungslüftungskanal 60 ist in diesem Beispiel dreigeteilt und umfasst einen flexiblen Schlauchabschnitt 62, insbesondere einen Wellschlauch, der nicht eingeschäumt ist, einen Kupplungsabschnitt 64 und einen festen Schlauchabschnitt 66, insbesondere einen eingeschäumten Wellschlauch.
  • Fig. 3 zeigt den Kupplungsabschnitt 64 im Detail. Der Kupplungsabschnitt 64 ist als Doppel-Kupplung mit einem Tannenbaumprofil ausgebildet und vorzugsweise in der Trennschicht 106 fixierbar. Der feste Schlauchabschnitt 66 wird an der Trennschicht 106 montiert, bevor der untere Gehäuseabschnitt 104 zur Wärmedämmung beispielsweise ausgeschäumt wird.
  • Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Deckels 20, mit geöffnetem Entlüftungskanal 30. Es kann gesehen werden, dass der Entlüftungskanal 30 Labyrinth-artig verläuft. Damit ist der Luftführungsweg maximiert und der Schall wird aus dem Inneren des Gehäuse bis zum Austritt reduziert.
  • In Fig. 5, die eine Draufsicht auf den in Fig. 4 gezeigten Deckel 20 zeigt, ist die Luftführungsrichtung in dem Entlüftungskanal 30 durch Pfeile 32 gezeichnet.
  • Der Lüftungskanal 30 endet an einem Ort 36, der an die Austrittsöffnung 17 angrenzt. Eine Montagevorrichtung 34 zum Anschluss des Durchmischungslüftungskanals 60 ist in diesem Beispiel in einem Aufnahmeblech des Lüfters 40 ausgebildet.
  • Fig. 6 zeigt die Ansicht der Fig. 4 mit montiertem Lüfter 40.
  • Fig. 7 zeigt die Ansicht der Fig. 6 zusätzlich mit einer Abdeckung 22 des Deckels 20, die den Entlüftungskanal 30 abdeckt.

Claims (14)

  1. Wärmepumpe (1), insbesondere innenaufgestellte Wärmepumpe (1), mit
    - einem Kältekreis mit einem brennbaren Kältemittel, insbesondere R454C, und
    - einem Gehäuse (10), in dem der Kältekreis angeordnet ist,
    wobei das Gehäuse (10) einen Entlüftungskanal (30) mit einer Austrittsöffnung (17) und einen in dem Entlüftungskanal (30) angeordneten Lüfter (40) aufweist,
    wobei der Lüfter (40) dazu ausgebildet ist, Luft aus dem Inneren des Gehäuses (10) über den Entlüftungskanal (30) und die Austrittsöffnung (17) derart aus dem Gehäuse (10) abzusaugen, dass ein Unterdruck innerhalb des Gehäuses (10) aufrechterhalten ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (40) dazu ausgebildet ist, zusätzlich Luft von außerhalb des Gehäuses (10) anzusaugen.
  2. Wärmepumpe (1) nach Anspruch 1, wobei der Lüfter (40) als Radiallüfter ausgebildet ist, wobei eine Ansaugfläche des Radiallüfters in zwei Bereiche aufgeteilt ist, die jeweils ermöglichen, Luft aus dem Inneren des Gehäuses (10) beziehungsweise Luft von außerhalb des Gehäuses (10) anzusaugen.
  3. Wärmepumpe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter aufweisend einen Durchmischungslüftungskanal (60), der zwischen einer Eintrittsöffnung (19) in das Gehäuse (10) und dem Lüfter (40) angeordnet ist.
  4. Wärmepumpe (1) nach Anspruch 3, wobei die Eintrittsöffnung (19) in einem unteren Bereich des Gehäuses, insbesondere in den unteren 15% der Höhe des Gehäuses, angeordnet wird.
  5. Wärmepumpe (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei ein Abstand zwischen Austrittsöffnung (17) und Eintrittsöffnung wenigstens 50%, vorzugsweise wenigstens 80% und besonders bevorzugt wenigstens 90% der Höhe des Gehäuses (10) beträgt.
  6. Wärmepumpe (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Durchmischungslüftungskanal (60) als Wellschlauch oder Wellrohr ausgebildet ist.
  7. Wärmepumpe (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Durchmischungslüftungskanal (60) an den Lüfter (40) und/oder die Eintrittsöffnung einhakbar ist.
  8. Wärmepumpe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Lüfter (40) dazu ausgebildet ist, mit einer Dauerleistung im Bereich von 0,5 W bis 10 W, insbesondere zwischen 1 W und 2 W, betrieben zu werden.
  9. Wärmepumpe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Unterdruckbestimmungseinheit, beispielsweise eine Druckdose, die dazu ausgebildet ist, einen Unterdruck in dem Gehäuse (10) zu bestimmen.
  10. Wärmepumpe (1) nach Anspruch 9, wobei die Unterdruckbestimmungseinheit ferner dazu ausgebildet ist, in dem Fall, in dem der Unterdruck einen gewissen Schwellwert unterschreitet, ein Fehlersignal zu erzeugen.
  11. Wärmepumpe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (10) mit Ausnahme der Austrittsöffnung (17) und der Eintrittsöffnung (19) dicht ist.
  12. Wärmepumpe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Ende (34) des Entlüftungskanals (30) Kopplungsmittel zum Anschluss eines externen Luftkanals (50) aufweist.
  13. Wärmepumpe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Entlüftungskanal (30) eine Schalldämmung (38) in seinem Inneren aufweist.
  14. Wärmepumpe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wärmepumpe (1) als innenaufgestellte Sole-Wärmepumpe (1) ausgebildet ist.
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