[0001] Die Erfindung betrifft eine Kältemittelanlage, die insbesondere für eine Innenaufstellung,
also als eine sogenannte Indoor-Anlage ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin
ein Kältemittelmodul für eine solche Kältemittelanlage. Eine derartige Kältemittelanlage
sowie ein derartiges Kältemittelmodul weisen allgemein einen Kältekreislauf auf, welcher
zwei Wärmetauscher, nämlich einen Verdampfer sowie einen Kondensator, und weiterhin
einen Verdichter sowie ein Expansionsventil aufweist. Im Kältekreislauf strömt im
Betrieb ein Kältemittel.
[0002] Während der Nutzungsdauer von Kältemittelanlagen kann es aus verschiedensten Gründen
zu Kältemittelleckagen kommen, die bei innerhalb von Gebäuden aufgestellten Kältemittelanlagen
(Indoor-Anlagen), direkt in den Aufstellraum einwirken können. Je nach Aufstellung
und Verwendung der Kältemittelanlage können mehrere Räume oder sogar das komplette
Gebäude mit entweichendem Kältemittel aus Kältemittelleckagen beaufschlagt sein. Das
entweichende Kältemittel tritt dabei meist gasförmig oder teilweise auch flüssig aus
und wird dann gasförmig. Dies kann zu gesundheitsschädlichen oder toxischen Konzentrationen
für Lebewesen führen. Eine Zersetzung von einigen Kältemittelgasen an heißen Oberflächen
kann weiterhin zu toxischen Zersetzungsprodukten führen. Darüber hinaus besteht bei
der Verwendung von leicht oder schwer brennbaren Kältemitteln das Risiko einer Verpuffung,
Explosion oder eines Brandes, sofern zündfähige Gemische mit Zündquellen zeitgleich
wirken.
[0003] Aus der
DE 10 2016 112 851 A1 ist eine Kältemittelanlage zu entnehmen, bei dem der Kältekreislauf innerhalb eines
Gehäuses angeordnet ist, in dem ein Unterdruck gegenüber der Umgebung eingestellt
ist. Dadurch soll ein Ausströmen von Kältemittelgas in die Umgebung vermieden werden.
[0004] Gemäß der
DE 20 2016 103 305 U1 ist der Kältekreislauf ebenfalls in einem Gehäuse angeordnet, in dem ein Drucksensor
angebracht ist, welcher den Innendruck im Gehäuse überwacht. Ein Anstieg des Druckes
wird als eine Leckage des Kältekreislaufes identifiziert und mittels einer Absaugeinrichtung
wird Außenluft für den Innenraum des Gehäuses angesaugt und die mit Kältemittel angereicherte
Luft wird nach außen in die Umgebung des Aufstellraums abgeblasen.
[0005] Aus der
DE 10 2018 113 332 A1 ist ebenfalls ein Durchspülen eines Gehäuses eines Kältekreislaufes vorgesehen, wobei
ein Auslass in die Umgebung außerhalb des Gebäudes führt.
[0006] Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kältemittelanlage
sowie ein Kältemittelmodul anzugeben, welche montagefreundlich sind und zugleich einen
hohen Schutz gegenüber einem Kältemittelaustritt und gegenüber einer Anreicherung
von kritischen Kältemittel-Konzentrationen im Aufstellraum gewährleistet.
[0007] Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Kältemittelanlage speziell
für eine Innenaufstellung mit einem Kältekreislauf, welcher zwei Wärmetauscher, nämlich
einen Verdampfer sowie einen Kondensator und weiterhin einen Verdichter sowie ein
Expansionsventil aufweist und in dem im Betrieb ein Kältemittel zirkuliert. An dem
Kältekreislauf ist im installierten Zustand zumindest ein Hydraulikkreis angeschlossen,
in dem ein flüssiges Trägermedium, insbesondere ein flüssiger Wärmeträger, typischerweise
Wasser, ggf. mit Additiven versetzt, umgewälzt wird. Die Kältemittelanlage weist allgemein
ein Anlagengehäuse auf, in dem zumindest einige und vorzugsweise alle Komponenten
des Kältekreislaufes sowie weitere Komponenten angeordnet sind.
[0008] Bei den weiteren Komponenten handelt es sich um hydraulische oder auch elektrische
Komponenten, welche zum Betrieb der Kältemittelanlage erforderlich und eingesetzt
sind. Bei diesen weiteren Komponenten handelt es sich beispielsweise um Umwälzpumpen,
um eine Verrohrung, um ein Ausdehnungsgefäß, um Ventile oder auch um einen Speicher,
beispielsweise ein Brauchwasserspeicher. Im Hinblick auf die elektrischen Komponenten
handelt es sich hierbei insbesondere um eine Anlagensteuerung inklusive eines Bedienterminals.
[0009] Weiterhin ist innerhalb des Anlagengehäuses ein abgedichtetes Kontrollgehäuse angeordnet,
in dem die Komponenten Verdichter, Expansionsventil und zumindest einer und vorzugsweise
beide Wärmetauscher des Kältemittelkreises angeordnet sind. Das Kontrollgehäuse umschließt
ein Kontrollvolumen, welches zum Sammeln von Kältemittel dient, welches aus dem Kältemittelkreislauf
ausgetreten ist. Am Kontrollgehäuse ist weiterhin eine Ableitung zum gezielten Ableiten
von Gas aus dem Kontrollvolumen angeschlossen. Das Anlagengehäuse befindet sich im
installierten Zustand der Kältemittelanlage in einem Aufstellraum. Die Ableitung steht
weiterhin in Strömungsverbindung mit einem Außenbereich außerhalb des Aufstellraums.
[0010] Die Ableitung ist in bevorzugter Ausgestaltung in einem unteren Teilbereich, speziell
in einem unteren Drittel des Kontrollgehäuse angeschlossen und stellt in diesem Bereich
eine Verbindung zum Innenraum des Kontrollgehäuse dar. Dies beruht insbesondere auf
der Überlegung, dass häufig eingesetzte Kältemittel schwerer sind als atmosphärische
Luft und sich daher im unteren Bereich im Falle einer Leckage ansammeln. Durch die
Anordnung im unteren Teilbereich wird eine effiziente Ableitung von Kältemittel sichergestellt.
[0011] Ein besonderer Vorteil der Kältemittelanlage ist darin zu sehen, dass das Kontrollgehäuse
als eine eigenständige integrale Baueinheit innerhalb des weiteren Anlagengehäuses
angeordnet ist und daher ein eigenständiges Teilmodul der Anlage bildet. Dies ermöglicht
zum einen eine vereinfachte Montage und eine vereinfachte Wartung oder Austausch dieser
separaten Baueinheit.
[0012] Durch das hermetisch dichte Kontrollgehäuse, innerhalb dessen der Kältekreislaufausgebildet
ist, ist zudem ein Austritt von Kältemittel in den Aufstellraum der Anlage zuverlässig
vermieden. Bis auf die Ableitung weist das Kontrollgehäuse keine weitere Öffnung auf,
durch die ein Gasaustausch mit der Umgebung ermöglicht wäre, auch keine verschließbare
Öffnung. D.h. die einzige Strömungsverbindung besteht über die Ableitung. Innerhalb
des Kontrollgehäuses kann sich bei einem Leckagefall das Kältemittel ansammeln. Über
die angeschlossene Ableitung erfolgt im Leckagefall ein Ableiten von Kältemittel aus
dem Kontrollgehäuse in den Außenbereich außerhalb des Aufstellraums. Das Kältemittel
wird daher zuverlässig in einen unkritischen Außenbereich abgeleitet. Ein Unterdruck
im Kontrollgehäuse wird nicht erzeugt. Über die Ableitung ist dabei insbesondere eine
dauerhaft offene Strömungsverbindung in den Außenbereich gewährleistet.
[0013] Bei dem Außenbereich handelt es sich insbesondere um die Umgebung außerhalb eines
Gebäudes. Alternativ kann es sich bei dem Außenbereich auch um einen Gebäudebereich
handeln, bei dem eine kritische Anreicherung von Kältemittel zuverlässig ausgeschlossen
ist, beispielsweise durch eine ausreichende Raumgröße oder auch durch eine gesicherte
Raumbelüftung. Insgesamt ist dadurch die kritische Anreicherung von Kältemittel im
Aufstellraum zuverlässig vermieden. Daher ist insbesondere auch auf eine aktive Durchlüftung
im Aufstellbereich der Kältemittelanlage verzichtet, wodurch der Montageaufwand gering
ist.
[0014] Durch das Kontrollgehäuse ist insgesamt ein explosionsgeschützter Bereich geschaffen.
Insbesondere auch dadurch, dass innerhalb des Kontrollgehäuses keine wirksamen Zündquellen
vorhanden sind.
[0015] Sofern vorliegend von Kältemittelanlage gesprochen wird, so wird hierunter allgemein
eine Anlage verstanden, bei der mittels eines Kältekreislaufes Wärme von einer Wärmequelle
unter Energieaufnahme zu einer Wärmesenke transportiert wird. Bei der Kältemittelanlage
handelt es sich bevorzugt um eine Wärmepumpenanlage, bei der auf einer Verbraucherseite
Wärme zur Verfügung gestellt wird. Alternativ kann es sich um eine Kälteanlage handeln,
bei der auf der Verbraucherseite Kälte zur Verfügung gestellt wird. An dem Kältekreislauf
ist dabei der zumindest eine (erste) Hydraulikkreis angeschlossen, welcher als Verbraucherkreis
ausgebildet ist und in dem ein Trägermedium - je nach Anlagentyp ein Wärmeträgermedium
oder ein Kälteträgermedium - zirkuliert und zumindest einen Verbraucher mit Wärme
(Wärmesenke) bzw. Kälte (Kältesenke, bzw. Wärmequelle für den Kältekreislauf) versorgt.
[0016] Je nach Anlagentyp ist im installierten Zustand am Kältekreislauf ein zweiter Hydraulikkreis
angeschlossen. Bei diesem kann es sich um einen Wasserkreislauf (bei einer Wasser/Wasser-Kältemittelanlage)
oder auch um einen Solekreislauf handeln. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit wird
nachfolgend für beide Varianten von einem Solekreislauf und von einer Sole/Wasser-Kältemittelanlagen
gesprochen. Dieser zweite Hydraulikkreis ist jeweils am zweiten Wärmetauscher, im
Falle einer Wärmepumpe am Verdampfer angeschlossen.
[0017] Bei dem zweiten Wärmetauscher handelt es sich in einer Ausführungsvariante um einen
Luft/Kältemittel-Wärmetauscher, welcher also für eine Wärmeübertragung mit feuchter
Luft ausgebildet ist. Derartige Anlagen werden nachfolgend auch als Luft/Wasser-Kältemittelanlagen
bezeichnet.
[0018] Bevorzugt ist bereits ein Teil der Komponenten des zumindest einen Hydraulickreises
innerhalb des Anlagengehäuses angeordnet, wie z.B. Pumpen und Ventile. Das Anlagengehäuse
weist allgemein eine Schnittstelle auf, an der die restlichen Komponenten des zumindest
einen Hydraulikkreises angeschlossen werden können, speziell eine Verrohrung und zumindest
ein Verbraucher. D.h. bei dem Anlagengehäuse handelt es sich um eine vormontierte
Baueinheit, die nur noch an eine Verrohrung beispielsweise des Verbraucherkreises
anzuschließen ist.
[0019] Bei der Ausgestaltung als Luft/Wasser-Kältemittelanlage, bei der der eine der beiden
Wärmetauscher als ein Luft/Kältemittel-Wärmetauscher ausgebildet ist, ist dieser Wärmetauscher
vorzugsweise innerhalb eines Luftkanals angeordnet. In bevorzugter Ausgestaltung mündet
die Ableitung in diesen Luftkanal. Da der Luftkanal in der Regel mit dem Außenbereich,
speziell mit der Umgebung außerhalb des Gebäudes in Verbindung steht, ist durch diese
Maßnahme mit geringem Installationsaufwand eine zuverlässige Strömungsverbindung mit
dem Außenbereich gewährleistet.
[0020] Im Hinblick auf ein zuverlässiges Ableiten von Kältemittel bei einem Leckagefall
ist in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, dass über die Ableitung eine permanent
offene Strömungsverbindung mit dem Außenbereich besteht. Im Leckagefall kann daher
Kältemittel automatisch über die Ableitung in den Außenbereich strömen. Bei der Ableitung
handelt sich daher speziell um eine passive Sicherheitseinrichtung, die für eine Ableitung
der Gase unabhängig von irgendwelchen weiteren aktiven Maßnahmen, wie beispielsweise
einer Messung der Konzentration des Kältemittels, zuverlässig wirkt. Dadurch ist eine
hohe passive Anlagensicherheit erreicht. Bei der Ableitung handelt es sich beispielsweise
um eine offene Rohrverbindung. Insbesondere ist in bevorzugter Ausgestaltung die Ableitung
frei von Einbauten, wie z.B. Klappen, Ventilen. Bevorzugt ist auch kein Ventilator
in der Ableitung angeordnet.
[0021] In bevorzugter Ausgestaltung ist weiterhin vorgesehen, dass das Kontrollgehäuse keine
Zuluftöffnung aufweist. Bis auf die Ableitung besteht daher keine Möglichkeit eines
Gasaustausches mit der Umgebung. Bei der Anlage ist daher insofern kein gezieltes
Be- oder Durchlüften des Kontrollgehäuse möglich und auch nicht vorgesehen.
[0022] In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der zumindest ein Wärmetauscher eine innerhalb
des Kontrollgehäuses verlaufende Anschlussleitung an dem zumindest einen Hydraulikkreis
angeschlossen, wobei an der Anschlussleitung ein Gasabscheider angebracht ist, welcher
zum unmittelbaren Entgasen des im Hydraulickreis geführten Fluids in das Kontrollgehäuse
vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme wird eine direkte Entgasung mit Hilfe des Gasabscheiders
ohne zusätzliche Entgasungsleitung ermöglicht. Bei dem Gasabscheider handelt es sich
um einen an sich bekannten, herkömmlichen Gasabscheider oder Mikroblasenabscheider.
[0023] Grundsätzlich bestehen unterschiedliche Arten einer Leckage. Zum einen können kontinuierliche,
geringfügige Leckagen beispielsweise bei den Wärmetauschern dazu führen, dass sich
Kältemittel in den angeschlossenen Hydraulikkreisen ansammelt. In diesen sind typischerweise
Einrichtungen zum Abscheiden von Gasanteilen aus dem flüssigen Trägermedium, sogenannte
Gasabscheider, enthalten.
[0024] In vielen Anlagen ist im Hydraulikkreis häufig ein sogenannter Pufferspeicher integriert.
Ein derartiger Pufferspeicher ist beispielsweise mit einer Gas-Abscheideeinrichtung
versehen, so dass abgeschiedenes Gas entweichen kann oder der Pufferspeicher ist insgesamt
als Gasabscheider ausgebildet. Der Pufferspeicher ist dabei vorzugsweise ausgebildet,
wie er in der
EP 4 047 275 A1 beschrieben ist. Im Falle eines Kältemittelübertritts in den Hydraulikreis wird daher
über den Pufferspeicher Kältemittel abgeleitet.
[0025] Üblicherweise weist der Hydraulikkreis auch zumindest ein Sicherheitsventil auf,
welches insbesondere im Falle eines Überdrucks zur Druckentlastung öffnet, so dass
das im Hydraulikreis strömende Trägermedium entweichen kann. Das Sicherheitsventil
öffnet dabei insbesondere im Falle einer Kältemittelleckage, wenn Kältemittel in den
Hydraulikkreis eindringt. Eine solche Leckage führt beispielsweise zu einem deutlichen
Anstieg des Volumenstroms und / oder des Systemdrucks im Hydraulikkreis.
[0026] Bevorzugt ist eine Entlüftungsleitung an einer jeweiligen Einrichtung wie Gasabscheider,
Pufferspeicher oder Sicherheitsventil angeschlossen und wird zu einer kontrollierten
Abfuhr von im Trägermedium des Hydraulikkreises befindlichen Gasanteilen, die insbesondere
auch Kältemittelanteile sein können, herangezogen. Insbesondere werden diese Gasanteile
über die Entlüftungsleitung zumindest mittelbar in den Außenbereich geführt.
[0027] Gemäß einer ersten Variante wird eine solche Entlüftungsleitung in den Kontrollraum
geführt. Dadurch werden die im Trägermedium des Hydraulikkreises befindlichen Gasanteile
in das Kontrollgehäuse geleitet und werden dort beispielsweise mit Einrichtung zur
Detektion einer Leckage erfasst. Dadurch ist also innerhalb des Kontrollgehäuses nicht
nur eine unmittelbare Kontrolle des Kältekreislaufes ermöglicht, sondern darüber hinaus
eine Gesamtüberwachung der Anlage mit den Hydraulikkreisen.
[0028] In einer alternativen, bevorzugten Ausgestaltung endet die Entlüftungsleitung des
Sicherheitsventils und / oder des Pufferspeichers vorzugsweise außerhalb des Kontrollgehäuses.
Die Entlüftungsleitung mündet vorzugsweise zumindest mittelbar im Außenbereich. Dadurch
wird - im Vergleich zu der zuvor beschriebenen Ausgestaltung, bei der die Entlüftungsleitung
in das Kontrollgehäuse mündet - ein Fluten des Kontrollgehäuses mit Kältemittel vermieden.
Beispielsweise wird die Entlüftungsleitung direkt nach außen in den Außenbereich geführt,
so dass die Gasanteile zuverlässig abgeleitet werden.
[0029] Bei einer Luft/Wasser-Kältemittelanlage und der zuvor beschriebenen bevorzugten Anordnung
des Luft/Kältemittel-Wärmetauschers in dem Luftkanal mündet die jeweilige Entlüftungsleitung
vorzugweise in diesen Luftkanal. Hierdurch wird also im Falle eines Kältemittelleckage
das Kältemittel zielgerichtet über den Luftkanal und von dort in den Außenbereich
abgeleitet.
[0030] In bevorzugter Ausbildung ist im Hydraulikkreis eine Sperreinrichtung, insbesondere
eine Sperr- oder Dichtklappe angeordnet, welche im Falle einer Druckerhöhung und /
oder einer Zunahme des Volumenstroms über einen vorgegebenen Grenzwert den Hydraulikkreis
sperrt, insbesondere derart, dass dieser nicht mehr mit dem zumindest einen Wärmetauscher
in Strömungsverbindung steht. Durch die Sperreinrichtung wird daher eine entsprechend
Hydraulikleitung verschlossen, sobald der Druck und / oder der Volumenstrom den definierten
Grenzwert überschreitet, so dass das in der Hydraulikleitung im Normalbetrieb strömende
Trägermedium (z.B. Wasser in einem Verbraucherkreis; Sole im Solekreis) nicht mehr
zirkuliert. Damit wird zunächst verhindert, dass weiteres Kältemittel z.B. über eine
Leckage im Wärmetauscher in den Hydraulikkreis eintreten kann.
[0031] Es wird daher im Grunde ein wärmequellenseitiger / wärmesenkenseitiger Teilbereich
des Hydraulikkreises von einem kältekreislaufseitigen Teilbereich und dem dort angeordneten
Wärmetauscher getrennt. Bevorzugt ist hierzu neben der Sperreinrichtung insbesondere
noch eine Rückschlageinrichtung, speziell ein Rückschlagventil oder eine Rückschlagsperre
angeordnet.
[0032] Im kältekreislaufseitigen Teilbereich ist vorzugsweise weiterhin ein Sicherheitsventil
und / oder ein Gasabscheider angeordnet. Über diese Einrichtungen kann dann zuverlässig
ein eventuell vorhandenes Kältemittel abgeführt werden. Hierzu sind bevorzugt die
zuvor beschriebenen Maßnahmen, wie z.B. die Anordnung der Gasabscheider innerhalb
des Kontrollgehäuses und / oder eine Ableitung mit Hilfe der Entlüftungsleitung vorgesehen.
[0033] Bei der Sperreinrichtung handelt es sich bevorzugt um ein passives Sperrelement,
welches automatisch bei Überschreitung des Grenzwertes den Hydraulikkreis sperrt und
vorzugsweise diesen bei Unterschreitung des Grenzwertes auch wieder freigibt. Speziell
handelt es sich bei der Sperreinrichtung um ein federbelastetes Dichtelement wie Dichtventil
oder Dichtklappe. Über die (definierte) Federkraft wird das Dichtelement bis zu einem
definierten Grenzwert für den Druck oder für den Volumenstrom offengehalten. Bevorzugt
ist die Federkraft einstellbar. Bei Übersteigen des Grenzwertes wird das Dichtelement
in eine Schließstellung gedrückt, die sie vorzugsweise wieder automatisch freigibt,
wenn der Grenzwert wieder unterschritten wird.
[0034] Diese Ausgestaltung beruht auf der Überlegung, dass im Falle eines Kältemitteleintritts
in den Hydraulikkreis dies zu einer Verdrängung des Trägermediums und dadurch zu einer
höheren Strömungsgeschwindigkeit / höheren Druck führt.
[0035] Die zuvor beschriebene Ausführungsvariante mit der Sperreinrichtung und der automatischen
hydraulischen Abkopplung eines Teils des Hydraulikkreises, insbesondere in Kombination
mit der Anordnung des Sicherheitsventils im kältekreislaufseitigen Teilbereich wird
auch unabhängig von der Ausgestaltung mit dem dichten Kontrollgehäuse und der Ableitung
als eine eigenständige Erfindung angesehen. Die Einreichung einer Teilanmeldung auf
diesen Aspekt bleibt vorbehalten, also auf eine Kältemittelanlage mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 ohne die Merkmale des abgedichteten Kontrollgehäuses und der Ableitung,
jedoch mit den Merkmalen des Anspruchs 7. An einen solchen unabhängigen Anspruch schließen
sich in bevorzugten Weiterbildungen der Unteranspruch 8 und / oder die zuvor beschriebene
spezielle Anordnung des Sicherheitsventils mit einer Entlüftungsleitung in den Außenbereich
an. Weiterhin schließen sich die weiteren abhängigen Ansprüche 2-6 sowie 9-14 an einen
solchen neuen Anspruch analog an, insbesondere auch in Verbindung mit den weiteren
vorteilhaften Ergänzungen und Erweiterungen, wie sie in der Beschreibung aufgeführt
sind.
[0036] Die Ableitung weist in bevorzugter Ausgestaltung ein Innenteilstück sowie ein Aussenteilstück
auf. Das Innenteilstück ist am Kontrollgehäuse angeschlossen und führt zu einer Schnittstelle
am Anlagengehäuse. Das Außenteilstück ist wiederum an dieser Schnittstelle mit dem
Innenteilstück verbunden, d.h. die beiden Teilstücke der Ableitung sind miteinander
koppelbar.
[0037] Dies gilt vorzugsweise auch für weitere Komponenten, die am Kältekreislauf angeschlossen
sind. Dies betrifft zum Beispiel den zumindest einen Hydraulikkreis. Für dessen Anschluss
ist zumindest eine Verbindungsleitung vorgesehen, welche einerseits am Kontrollgehäuse,
genauer an einem der Wärmetauscher angeschlossen ist und andererseits ebenfalls zu
der Schnittstelle am Anlagengehäuse führt. An dieser Schnittstelle ist daher der Hydraulikkreis,
zumindest Teile von diesem, die nicht innerhalb des Anlagengehäuses angeordnet sind,
reversibel ankoppelbar, beispielsweise über entsprechende Schraubanschlüsse.
[0038] Für den Fall, dass ein zweiter Hydraulikkreis vorgesehen ist, ist eine weitere Verbindungsleitung
zwischen Kontrollgehäuse und Schnittstelle geführt.
[0039] Bevorzugt sind am Kontrollgehäuse weiterhin Kupplungselemente angebracht zum reversiblen
Verbinden des Kontrollgehäuses und der darin befindlichen Komponenten insbesondere
mit dem Innenteilstück der Ableitung und der zumindest einen Verbindungsleitung. Diese
Verbindungselemente, wie beispielsweise das Innenteilstück oder die zumindest eine
Verbindungsleitung, die zu der Schnittstelle am Anlagengehäuse führen, sind daher
quasi als Verbindungsstücke zwischen zwei Schnittstellen ausgebildet, nämlich einerseits
eine Schnittstelle zum Kontrollgehäuse und andererseits eine Schnittstelle nach außen
außerhalb des Anlagengehäuses.
[0040] Daneben sind vorzugsweise weiterhin Kupplungselemente zum reversiblen Verbinden der
innerhalb des Kontrollgehäuses angeordneten Komponenten mit den weiteren Komponenten
außerhalb des Kontrollgehäuses außen ausgebildet. Hierbei handelt es sich beispielsweise
auch um ein elektrisches Kupplungselement, über das beispielsweise eine Stromversorgung
oder eine Ansteuerung zumindest einer der Komponenten, wie z.B. des Verdichters erfolgt.
Bei dem Kupplungselement handelt es sich insbesondere um einen Steckverbinder.
[0041] Durch diese Maßnahme lässt sich daher das gesamte Kontrollgehäuse innerhalb der Anlage
montagefreundlich installieren. Speziell handelt sich daher um ein austauschbares
Kontrollgehäuse, welches also zusammen mit den darin angeordneten Komponenten als
eine Baueinheit aus dem Anlagengehäuse herausnehmbar ist. Bevorzugt ist das Kontrollgehäuse
hierzu auf Schienen oder auf einem Träger gehalten und zwar insbesondere schwingungsentkoppelt
zum restlichen Anlagengehäuse.
[0042] Bevorzugt ist das Kontrollgehäuse geteilt und kann geöffnet werden. Hierdurch ist
ein Zugang zu den innenliegenden Komponenten ermöglicht. Die zumindest zwei und vorzugsweise
genau zwei Gehäuseschalen weisen an ihrer Trennstelle eine geeignete Dichtanordnung
auf, beispielsweise ein Dichtelement oder auch eine geeignete Ausgestaltung der Wände,
beispielsweise nach dem Nut-Federprinzip.
[0043] Das Anlagengehäuse ist vorzugsweise insgesamt nach Art eines Modulschranks mit mehreren
Gehäusebereichen ausgebildet, wobei in den unterschiedlichen Gehäusebereichen unterschiedliche
Funktionsmodule angeordnet sind. Die Gehäusebereiche für die unterschiedlichen Funktionsmodule
sind beispielsweise als eigenständige Gehäusemodule ausgebildet. Das Kontrollgehäuse
wiederum ist bevorzugt innerhalb eines Kältemittelmoduls angeordnet, welches eines
der Funktionsmodule bildet und welches in einem abgeschlossenen Gehäusebereich, vorzugsweise
in einem eigenen Modulgehäuse angeordnet ist. Das Kältemittelmodul bildet zusammen
mit zumindest einem weiteren Funktionsmodul und dessen weiteren Gehäusebereich / Modulgehäuse
den Modulschrank aus. Bevorzugt ist als zusätzliches Funktionsmodul ein Speichermodul
mit einem Brauchwasserspeicher vorgesehen. Bevorzugt sind das Kältemittelmodul und
das weitere Funktionsmodul aufeinander angeordnet.
[0044] Die hier beschriebene Kältemittelanlage ist insbesondere als eine Wärmepumpenanlage
für den Gebäudebereich, also zur Bereitstellung von Wärme für ein Gebäude vorgesehen.
Speziell dient die Wärmepumpenanlage zum Beheizen von Wohngebäuden, beispielsweise
von Ein- oder Mehrfamilien-Häusern. Die Wärmepumpenanlage weist beispielsweise eine
maximale Heizleistung von lediglich bis 10 kW oder von lediglich bis 20 kW auf.
[0045] Neben diesen zuvor beschriebenen Maßnahmen, die eine möglichst einfache und zweckmäßige
Montage einer derartigen Kältemittelanlage mit hoher Sicherheit gegenüber einer kritischen
Kältemittelanreicherung im Falle einer Kältemittel-Leckage ermöglicht, werden nachfolgend
weitere spezielle Maßnahmen beschrieben, die zur Verbesserung der Kontrolle und Überwachung
der Anlage im Hinblick auf eine Kältemittel-Leckage eingesetzt werden:
So ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ein Ventilator in der Ableitung angeordnet.
Durch diesen Ventilator besteht die Möglichkeit, gezielt aktiv Kältemittel aus dem
Kontrollgehäuse abzuleiten. Grundsätzlich ist hierbei bevorzugt weiterhin die passive
und permanent offene Strömungsverbindung über die Ableitung aufrechterhalten. Hierzu
ist der Ventilator vorzugsweise derart konzipiert und ausgestaltet, dass er die Ableitung
nicht, zumindest nicht vollständig verschließt, so dass also eine offene Strömungsverbindung
über den Ventilator besteht, selbst wenn dieser nicht aktiv betrieben wird. Insbesondere
ist vorgesehen, dass der Ventilator auch im abgeschalteten Zustand frei drehen kann.
Hierdurch ist im Leckagefall, wenn also ein erhöhter Druck im Kontrollgehäuse auftritt,
weiterhin ein passives Abströmen des Gases über die Ableitung sichergestellt. Durch
den erhöhten Druck im Kontrollgehäuse kann das Gas über die Ableitung und auch über
den Ventilator hinweg entweichen, der lediglich einen gewissen Strömungswiderstand,
jedoch keine Strömungssperre darstellt.
[0046] Gleichzeitig bietet der Ventilator die Möglichkeit, gezielt und aktiv für eine Ableitung
des Kältemittels im Bedarfsfall zu sorgen und wird bei Bedarf auch entsprechend angesteuert.
[0047] Vorzugsweise ist weiterhin eine Einrichtung zur Detektion einer Leckage im Kältekreislauf
vorgesehen, welche eine Auswerteeinheit umfasst. Die Einrichtung dient dabei beispielsweise
zur indirekten oder auch zur direkten Detektion einer Leckage. Bevorzugt wird weiterhin
mit Hilfe der Auswerteeinheit auf ein Maß der Leckage und damit auf das Maß eines
Kältemittelaustritts und damit auf eine Leckrate zurückgeschlossen. Weiterhin werden
mit Hilfe der Auswerteeinheit Gegenmaßnahmen eingeleitet, vorzugsweise unterschiedliche
Gegenmaßnahmen in Abhängigkeit des Maßes des Kältemittelaustritts.
[0048] Die Auswerteeinheit ist allgemein dazu eingerichtet, die Kältemittelanlage im Hinblick
auf eine Kältemittel-Leckage zu überwachen und bei Bedarf geeignete Sicherheitsmaßnahmen
einzuleiten. Die Auswerteeinheit ist daher dazu eingerichtet, die nachfolgend beschriebenen
Kontroll- und Steuermaßnahmen durchzuführen.
[0049] Speziell wird in Abhängigkeit der Erkennung einer Leckage, beispielsweise in Abhängigkeit
des Messsignals eines Leckdetektors oder eines Gassensors im Kontrollvolumen oder
auch in Abhängigkeit der Auswertung von Ventilator-Kennwerten eine Sicherheitsmaßnahme
eingeleitet, wie beispielsweise ein gezieltes Ansteuern des Ventilators, beispielsweise
ein Einschalten des Ventilators oder ein Erhöhen der Drehzahl des Ventilators. Als
Sicherheitsmaßnahme wird - je nach Ausmaß der Leckage - auch eine Sicherheitsabschaltung
der Kältemittelanlage vorgenommen. Je nach identifizierter Leckrate werden daher unterschiedliche
Maßnahmen ergriffen, die von Warnmeldungen und / oder einer Ansteuerung des Ventilators
bis hin zu einer automatischen Sicherheitsabschaltung reichen.
[0050] In bevorzugter Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit dazu eingerichtet, anhand zumindest
eines Kennwerts des Ventilators auf eine Leckage innerhalb des Kältekreislaufes zu
schließen. Bei dieser Ausführungsvariante bildet daher der Ventilator mit einer geeigneten
Sensorik die Einrichtung zur Leckdetektion.
[0051] Dies beruht auf der Überlegung, dass im Falle einer Leckage die Strömungs- und Druckverhältnisse
innerhalb der Ableitung sowie innerhalb des Kontrollgehäuses sich charakteristisch
ändern, und diese Änderungen auch zu charakteristischen Änderungen von Betriebsparameter
des Ventilators führen, die ausgewertet werden.
[0052] Bevorzugt wird dabei zumindest einer der folgenden Kennwerte herangezogen und ausgewertet:
Gemäß einer ersten Ausführungsvariante wird die Ventilatorkennlinie oder zumindest
ein aktueller Betriebspunkt des Ventilators ausgewertet. Unter Ventilatorkennlinie
wird vorliegend der Verlauf des Differenzdrucks zwischen einer Saugseite und einer
Druckseite des Ventilators gegenüber dem geförderten Volumenstrom oder auch gegenüber
der Ventilatordrehzahl verstanden. Der Betriebspunkt ist dabei ein spezieller Punkt
auf der Ventilatorkennlinie, also z.B. eine definierte Zuordnung eines vorgegebenen
Volumenstroms zum Differenzdruck.
[0053] Diese Auswertung beruht dabei auf der Überlegung, dass aufgrund der hermetischen
Abdichtung des Kontrollgehäuses die Ventilatorkennlinie in Abhängigkeit einer Leckage
unterschiedlich steil ist. Sofern keine Leckage vorliegt und damit eben kein Gas in
das Kontrollvolumen austritt, ist die Ventilatorkennlinie sehr steil. Umgekehrt wird
die Ventilatorkennlinie mit zunehmender Leckrate zunehmend flacher. Insofern kann
aus der momentanen Ventilatorkennlinie oder auch dem momentanen Betriebspunkt zuverlässig
abgeleitet werden, ob eine Leckage vorliegt. Bevorzugt wird zudem aus der Ventilatorkennlinie
und dem Betriebspunkt auch abgeleitet, wie hoch die Leckrate ist, um dann eine entsprechende
Gegenmaßnahme einzuleiten.
[0054] Gemäß einer alternativen Variante oder auch ergänzend wird die Drehzahl des Ventilators
ausgewertet, insbesondere in einem Zustand, wenn der Ventilator nicht aktiv betrieben
wird. Dies beruht grundsätzlich auf der Überlegung, dass ein Kältemittelaustritt zu
einer Erhöhung des Drucks im Kontrollgehäuse führt, sodass automatisch das Gas über
die Ableitung abströmt und dadurch den Ventilator quasi antreibt. Eine Drehzahlerhöhung
ist daher ein Indiz für eine Leckage, insbesondere für die Zunahme einer Leckrate.
Auch hieraus kann wieder ein Rückschluss auf die Leckrate gezogen werden.
[0055] Weitere Parameter des Ventilators, die ausgewertet werden, sind alternativ oder ergänzend
dessen elektrische Strom- oder Leistungsaufnahme sowie auch Vibrationswerte.
[0056] Bevorzugt wird allgemein anhand der ermittelten Kennwerte des Ventilators auf ein
Maß der Leckage und damit auf die Leckrate geschlossen.
[0057] Alternativ oder auch ergänzend ist als Einrichtung zur Detektion einer Leckage ein
Gassensor und zwar insbesondere ein CO
2-Sensor oder alternativ auch ein N
2- oder O
2-Sensor vorgesehen. Grundsätzlich kann auch ein Gassensor vorgesehen sein, welcher
direkt das Kältemittelgas detektiert. Dieser Gassensor dient zur direkten oder zumindest
zur weitgehend direkten Ermittlung, ob Kältemittel im Kontrollvolumen vorliegt und
insbesondere wie hoch der Anteil des Kältemittels ist. Die Verwendung eines CO
2-Sensors, oder eines Sensors, der einen sonstigen Bestandteil (O
2, N
2) der Atmosphäre misst, beruht dabei auf der Überlegung, dass im Falle eines Kältemittelaustritts
der natürliche CO
2-Gehalt (O
2, N
2-Gehalt) reduziert wird. Diese Reduktion deutet dann auf eine Leckage hin.
[0058] Alternativ oder ergänzend zu einem Gassensor ist ein Drucksensor vorgesehen, welcher
eine Erhöhung des Drucks innerhalb des Kontrollgehäuse infolge einer Leckage misst.
[0059] Die aktive Überwachung ist insgesamt von besonderem Vorteil, um geeignete Gegenmaßnahmen
einleiten zu können, also zur Kontrolle der Anlage. Da beim Betrieb der Anlage auch
unkritische Anteile in den Hydraulikkreisläufen ausgasen können, die also nicht zu
kritischen Anreicherungen von z.B. explosionsfähigen Gemischen führen, wird diese
Variante mit der in das Kontrollgehäuse geführten Entlüftungsleitung vorzugsweise
zusätzlich mit einer weiteren Überwachungsmaßnahme kombiniert, insbesondere mit der
Überwachung mittels eines Gassensors.
[0060] In einer bevorzugten Ausgestaltung ist an dem zumindest einen angeschlossenen Hydraulikkreis
ein Leckdetektor angeordnet, welcher mit der Auswerteeinheit verbunden ist. In diesem
Fall erhält daher die Auswerteeinheit ein (elektrisches) Sensorsignal und kann dieses
für die Beurteilung des Gefährdungspotenzials und der Einleitung von Sicherheitsmaßnahmen
berücksichtigen.
[0061] Als Leckdetektor ist dabei gemäß einer ersten Ausführungsvariante ein Volumenstromsensor
und / oder gemäß einer zweiten Variante ein Drucksensor angeordnet. Die Auswerteeinheit
wertet nunmehr das Sensorsignal des Leckdetektors im Hinblick auf das Vorhandensein
von Kältemittel im Trägermedium aus. Speziell werden charakteristische Signalschwankungen
als Hinweis auf die Existenz von Kältemittel ausgewertet.
[0062] Der Volumenstromsensor ist dabei beispielsweise als Ultraschall-Sensor ausgebildet,
kann jedoch auch als Flügelrad-Sensor oder nach dem Prinzip der Karmanschen Wirbelstraße
ausgebildet sein. Die Auswertung dieser Sensorsignale beruht dabei allgemein auf der
Überlegung, dass im Falle des Vorhandenseins von Kältemittel in dem flüssigen Trägermedium
das Kältemittel gasförmig vorliegt, sodass also Gasblasen innerhalb des Trägermediums
enthalten sind. Derartige Gasblasen führen sowohl beim Volumenstromsensor als auch
beim Drucksensor zu charakteristischen Signalvariationen, die von der Auswerteeinheit
ausgewertet und für eine Beurteilung der Gefährdungslage herangezogen werden.
[0063] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch ein Kältemittelmodul für
die zuvor beschriebene Kältemittelanlage. Das Kältemittelmodul umfasst dabei das Kontrollgehäuse
sowie die weiteren am Kontrollgehäuse angeschlossenen Komponenten, nämlich insbesondere
das Innenteilstück der Ableitung, die zumindest eine Verbindungsleitung zum Anschluss
des Hydraulikkreises sowie weiterhin vorzugsweise weitere hydraulische oder auch elektrische
Komponenten, wie beispielsweise eine Umwälzpumpe, Ventile, eine Steuereinheit, ein
Bedienterminal usw. Bevorzugt sind im Kältemittelmodul auch bereits Komponenten des
zumindest einen Hydraulikkreises integriert. Das Kältemittelmodul weist bevorzugt
weiterhin ein eigenes Modulgehäuse auf, welches daher die Schnittstellen aufweist,
an denen der zumindest eine Hydraulikkreis, zumindest einige von dessen Komponenten,
speziell der Verbraucher, über die Schnittstelle angeschlossen werden kann.
[0064] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
Diese zeigen in vereinfachten Darstellungen:
- FIG 1
- eine als Wärmepumpenanlage ausgebildete Kältemittelanlage mit einem Anlagenschrank
als Anlagengehäuse vor der End-Installation und vor der eigentlichen Aufstellung in
einem Aufstellraum,
- FIG 2
- eine Darstellung eines Kältemittelmoduls mit einem Kontrollgehäuse, welches bei der
Darstellung der Figur 2 geöffnet ist,
- FIG 3
- eine stark vereinfachte Darstellung eines Wohngebäudes zur Darstellung der Aufstellung
des Anlagengehäuses mit einer Ableitung,
- FIG 4
- ein Schaltbild für eine Luft/Wasser-Wärmepumpenanlage,
- FIG 5
- ein Schaltbild für eine Sole/Wasser-Wärmepumpenanlage,
- FIG 6
- eine Darstellung von unterschiedlichen Ventilatorkennlinien,
- FIG 7
- eine Darstellung eines Signalverlaufs eines Volumenstrom-Sensors sowie
- FIG 8
- eine vereinfachte Darstellung des Verlaufs eines Sensorsignals eines Drucksensors.
[0065] In den Figuren sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
[0066] Eine in der Figur 1 als Wärmepumpenanlage 2 ausgebildete Kältemittelanlage weist
ein als Anlagenschrank ausgebildetes Anlagengehäuse 4 auf. Die Wärmepumpenanlage 2
ist modular aufgebaut und weist im Ausführungsbeispiel zwei Module, nämlich ein Kältemodul
6 sowie ein Speichermodul 8 auf. Jedes der Module 6, 8 ist in einem eigenen Gehäuseteil,
insbesondere in einem eigenen Modulgehäuse angeordnet. Die beiden Modulgehäuse sind
dabei übereinandergestapelt und bilden das Anlagengehäuse 4. Im Speichermodul 8 ist
ein Speicher, speziell ein Brauchwasserspeicher 10 angeordnet. Im Kältemodul 6, wie
es in Alleinstellung nochmals in Figur 2 dargestellt ist, ist ein Kältekreislauf 12
innerhalb eines Kontrollgehäuses 14 angeordnet. Dieses weist zwei Gehäuseschalen auf.
In der Figur 2 ist das Kontrollgehäuse 14 geöffnet und nur eine der Gehäuseschalen
dargestellt. Zusätzlich sind im Kältemodul 6 weitere Komponenten angeordnet, wie sie
nachfolgend noch erläutert werden.
[0067] Bei dem Kontrollgehäuse 14 handelt sich um ein hermetisch dichtes Gehäuse, in das
keine Umgebungsluft eintreten kann. Bei dem Kontrollgehäuse 14 handelt es sich im
Ausführungsbeispiel um ein zweiteiliges Gehäuse, welches grundsätzlich beispielsweise
zu Revisionszwecken geöffnet werden kann.
[0068] Am Kontrollgehäuse 14 ist eine Ableitung 16, speziell ein Innenteilstück 16A angeschlossen,
und vorzugsweise reversibel abnehmbar angeschlossen. Unter Innenteilstück 16A wird
allgemein ein innerhalb des Anlagengehäuses 4 verlaufender Abschnitt der Ableitung
16 verstanden. Bei einigen Ausführungsvarianten (vergleiche beispielsweise Ausführungsvariante
gemäß nachfolgend beschriebener Figur 4) bildet das Innenteilstück 16A die gesamte
Ableitung. Die Ableitung 16 ist dabei vorzugsweise in einem unteren Teilbereich, speziell
im unteren Drittel am Kontrollgehäuse 14 angeschlossen. Sie stellt allgemein eine
Strömungsverbindung zum Innenvolumen des Kontrollgehäuses 14 dar. Die Ableitung 16
dient im Falle einer Kältemittelleckage zum Ableiten von Kältemittel.
[0069] Das Kontrollgehäuse 14 ist im Ausführungsbeispiel innerhalb eines eigenen Modulgehäuses
18 angeordnet. Es ist vorzugsweise auf einem eigenen Träger 19 und über diesen auf
einem Boden des Modulgehäuses 18 angeordnet und insbesondere schwingungsentkoppelt
angeordnet. Das Kontrollgehäuse 14 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff, speziell
einem geschäumten Kunststoff.
[0070] Am Kontrollgehäuse 14 ist vorzugsweise weiterhin zumindest eine Verbindungsleitung
20 insbesondere wiederum reversibel abnehmbar angeschlossen. Die Verbindungsleitung
20 ist mit einem im Kontrollgehäuse 14 angeordneten Wärmetauscher, speziell Kondensator
verbunden. Sind am Kältekreislauf 12 zwei Hydraulickreise angeschlossen, so sind zwei
Verbindungsleitungen 20 angeordnet. Am Kontrollgehäuse ist weiterhin vorzugsweise
auch ein elektrischer Anschluss, speziell über eine lösbare Steckverbindung vorgesehen,
über die Steuersignale oder auch eine elektrische Leistungsversorgung für die innerhalb
des Kontrollgehäuses 14 der angeordneten Komponenten erfolgt.
[0071] Sowohl die Verbindungsleitung 20 als auch das Innenteilstück 16A sind zu einer Schnittstelle
22 geführt. Im Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsleitung 20 als auch das Innenteilstück
16 A an der Rückseite des Kontrollgehäuses 14 angeordnet und werden von hier zu der
Schnittstelle 22 geführt. Diese ist im Ausführungsbeispiel an einer Oberseite des
Anlagengehäuses 4 und speziell des Modulgehäuses 18 ausgebildet. Über die Schnittstelle
22 sind insbesondere hydraulische Kupplungen zum Anschluss an weitere Komponenten
von Hydraulikkreisen 64, 66 (vgl. Figuren 4, 5) vorgesehen. Weiterhin ist als Schnittstelle
22 auch ein Anschluss vorgesehen, über das das Innenteilstück 16A angeschlossen werden
kann.
[0072] Innerhalb des Kältemoduls 6 sind außerhalb des Kontrollgehäuse 14 weitere hydraulische
sowie elektrische Komponenten angeordnet. Hierzu zählen beispielsweise Pumpen, Rohrelemente,
bei Bedarf Ventile und im Hinblick auf die elektrischen Komponenten insbesondere eine
Steuereinheit zum Steuern der Wärmepumpenanlage. Weiterhin ist bevorzugt ein Bedienelement
zur Eingabe und zur Bedienung der Steuereinheit vorgesehen.
[0073] Anhand der Figur 3 ist eine bevorzugte, beispielhafte Aufstellung einer derartigen
Wärmepumpenanlage 2 innerhalb eines Gebäudes 24 dargestellt. Die Wärmepumpenanlage
2, speziell das Anlagengehäuse 4 mit den darin befindlichen Komponenten, ist innerhalb
eines Aufstellraums 26 angeordnet. Die Ableitung 16 wird in einen Außenbereich 28,
vorliegend die Umgebung außerhalb des Gebäudes 24 geführt.
[0074] Die Figuren 4 und 5 zeigen unterschiedliche Varianten einer Wärmepumpenanlage, wobei
die Figur 4 beispielhaft eine Luft/Wasser-Wärmepumpenanlage 2 und die Figur 5 eine
Sole/Wasser-Wärmepumpenanlage 2 darstellt. Die in den Figuren 1 bis 5 dargestellten
Bezugszeichen bezeichnen folgende Komponenten:
- 2
- Wärmepumpenanlage
- 4
- Anlagengehäuse
- 6
- Kältemodul
- 8
- Speichermodul
- 10
- Brauchwasserspeicher
- 12
- Kältekreislauf (ggf. reversibel)
- 14
- Kontrollgehäuse (Kontrollvolumen)
- 16
- Ableitung (Auslasskanal)
- 16A
- Innenteilstück der Ableitung
- 16B
- Außenteilstück der Ableitung
- 18
- Modulgehäuse
- 19
- Träger
- 20
- Verbindungsleitung
- 22
- Schnittstelle
- 24
- Gebäude
- 28
- Außenbereich
- 30
- Ventilator / Ablüfter (optional)
- 32
- Sensorik Ventilatorcharakteristik
- 34
- Gassensor
- 36
- Entlüftungsleitung
- 38
- Volumenstromsensor
- 40
- Gasabscheider / Mikroblasenabscheider
- 42
- Rückschlageinrichtung )
- 44
- Drucksensor
- 46
- Umwälzpumpe
- 48
- Sicherheitsventil
- 50
- Ausdehnungsgefäß
- 52
- Verbraucher (Wärmeverbraucher Heizfall / Kälteverbraucher Kühlfall)
- 54
- Wärmequelle / Wärmesenke
- 58
- Pufferspeicher insbesondere als Teil eines doppelt differenzdrucklosen Verteilers
- 60
- Luft/Kältemittel -Wärmetauscher mit Primärlüfter
- 62
- Luftkanal
- 64
- Verbraucherkreis
- 66
- Solekreis
- 68
- Kondensator
- 70
- Verdampfer
- 72
- Kupplungselement
- 74
- Steuereinheit
- 76
- Auswerteeinheit
- 78
- Sperreinrichtung
- 84
- Anschlussleitungen
- 86
- Kanalabschnitt
[0075] Der Kältekreislauf 12 umfasst bei den Ausführungsbeispielen einen Verdichter, den
Kondensator 68, ein Expansionsventil sowie den Verdampfer 70. Die Komponenten sind
miteinander verrohrt und ein Kältemittel wird im Kältekreislauf 12 geführt. Mehrere
der Komponenten, im Ausführungsbeispiel der Figur 5 alle und im Ausführungsbeispiel
der Figur 4 alle bis auf den Verdampfer 70, sind innerhalb des Kontrollgehäuses 14
angeordnet, welches zum Aufstellraum 26 des Anlagengehäuses 4 (Figur 3) gasdicht abgedichtet
ist. Er steht lediglich über die permanent offene Ableitung 16 mit dem Außenbereich
28 in Verbindung.
[0076] Sowohl bei der Sole/Wasser-Wärmepumpenanlage 2 gemäß Figur 5 als auch bei der Luft/Wasser-Wärmepumpenanlage
2 gemäß Figur 4 ist am Kältekreislauf 12 an einem der beiden Wärmetauscher, nämlich
am Kondensator 68 ein Verbraucherkreis 64 mit einem Verbraucher 52 angeschlossen.
Im Verbraucherkreis 64 ist weiterhin der Pufferspeicher 58 integriert. Ein solcher
Pufferspeicher 58 ist allgemein bekannt und ist typischerweise in Reihe zwischen Kältekreis
12 und Verbraucher 52 angeordnet. Er ist im Betrieb vollständig oder nahezu vollständig
mit dem im Verbraucherkreis 64 zirkulierenden Trägermedium gefüllt und von diesem
auch durchströmt. Im Pufferspeicher 58 sind typischerweise keine Wärmetauscher angeordnet.
Derartige Pufferspeicher 58 weisen allgemein ein Volumen auf, das vom Anwendungszweck
und der Anlagenleistung abhängt. Das Volumen liegt dabei typischerweise bei zumindest
50 dm
3, oder zumindest bei 100 dm
3 oder auch bei zumindest mehreren 100 dm
3 und teilweise auch über 1000 dm
3. Typischerweise weist der Pufferspeicher 58 ein Volumen beispielsweise im Bereich
von 10-50 dm
3 /kW und insbesondere im Bereich von 20-40 dm
3 /kW der maximalen Heizleistung der Wärmepumpenanlage 2 (maximale Nennleistung der
Wärmepumpenanlage 2) auf. Bei dem Pufferspeicher 58 handelt es sich regelmäßig um
einen zylindrischen Druckbehälter mit typischerweise kalottenförmigen Boden und Deckel.
[0077] Weiterhin ist in den Ausführungsbeispielen der Figuren 4 und 5 im Verbraucherkreis
64 eine passive Sperreinrichtung 78 speziell in Form einer Klappe integriert. Insbesondere
ist diese unmittelbar an der Austrittsseite (Kühlwasser / Heißwasser) des Wärmetauschers
68 (Kondensator) angeordnet. Bei der Ausführungsvariante gemäß der Figur 5 ist vorzugsweise
ergänzend eine solche Sperreinrichtung 78 auch im Solekreis 66 vorgesehen. Diese ist
ebenfalls an der Austrittsseite (Austritt zur Wärmequelle / Wärmesenke) des anderen
Wärmetauschers 70 (Verdampfer) angeordnet.
[0078] Die Sperreinrichtung 78 ist in den Ausführungsbeispielen jeweils in Richtung der
Strömungsrichtung des jeweiligen Trägermediums im jeweiligen Hydraulikkreis 64, 66
wirksam und schließt automatisch bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes,
beispielsweise eine vorgegebene Strömungsgeschwindigkeit, und / oder ein vorgegebener
Volumenstrom und / oder ein vorgegebener Druck des Trägermediums. Die Sperreinrichtung
78 im Verbraucherkreis 64 ist im Ausführungsbeispiel zwischen dem Kontrollgehäuse
14 und dem Pufferspeicher 58 bzw. dem Verbraucher 52 angeordnet.
[0079] Weiterhin ist in dem jeweiligen Hydraulikkreis 64, 66 in Strömungsrichtung nach der
Wärmesenke (z.B. Verbraucher 52) bzw. nach der Wärmequelle (z.B. 54) weiterhin eine
Rückschlageinrichtung 42 angeordnet. Durch die Sperreinrichtung 78 und die Rückschlageinrichtung
42 lässt sich ein wärmesenkenseitiger / wärmequellenseitiger Teilbereich des jeweiligen
Hydraulikkreises 64, 66 von einem kältekreislaufseitigen Teilbereich des jeweiligen
Hydraulikkreises 64, 66 hydraulisch abtrennen. Dies erfolgt automatisch bei einem
Schließen der Sperreinrichtung 78 bei Überschreiten des Grenzwertes.
[0080] In einer bevorzugten, hier nicht näher dargestellten Variante ist die Sperreinrichtung
78 über eine Fluidleitung, z.B. ein Kapillarrohr mit der Hydraulikleitung im Bereich
der Rückschlageinrichtung 42 verbunden und zwar auf der dem Kältekreis und damit dem
Wärmetauscher abgewandten Seite der Rückschlageinrichtung 42. An dieser Stelle wirkt
das Druckniveau des Trägermediums im Hydraulikkreis. Mit dieser (Druck-) Information
wird die Sperreinrichtung 78 vorzugsweise beaufschlagt. Speziell wirkt dieser Druck
auf die Sperreinrichtung 78 in Öffnungs-Richtung.
[0081] Im Ausführungsbeispiel der Figur 5, die eine Sole/Wasser-Wärmepumpenanlage 2 zeigt,
ist ein zweiter Hydraulikkreis, nämlich ein Solekreis 66 an dem anderen Wärmetauscher,
nämlich dem Verdampfer 70 angeschlossen. Die Hydraulikkreise 64, 66 sind jeweils mit
Hilfe eines Kupplungselements 72 mit dem Kontrollgehäuse 14 verbunden, sodass eine
entsprechende Verrohrung am Kontrollgehäuse 14 anschließbar ist. Wie weiterhin zu
erkennen ist, sind bereits einige wesentliche Komponenten der Hydraulikkreise 64,
66 innerhalb des Anlagengehäuses 4 verbunden. So ist zum einen ein Teil der Verrohrung
innerhalb des Anlagengehäuses 4 angeordnet, speziell ist die Verbindungsleitung 20
innerhalb des Anlagengehäuses 4 angeordnet, die zu der Schnittstelle 22 führt. In
den dargestellten Ausführungsbeispielen sind außerhalb des Anlagengehäuses 4 noch
eine außenseitige Verrohrung, der (optionale) Pufferspeicher 58 und der zumindest
eine Verbraucher 52 sowie bei der Variante nach Figur 5 die Wärmequelle/Wärmesenke
54 angeschlossen ggf. mit entsprechenden weiteren Komponenten wie Ventile, Pumpen
usw. Bei der Variante nach Figur 4 sind am Anlagengehäuse 4 Kanalabschnitte 86, nämlich
eine Ansaugleitung sowie eine Ausströmleitung, an Luftkanal 62 angeschlossen.
[0082] Bei der in der Figur 4 dargestellten Luft/Wasser-Wärmepumpenanlage 2 ist der Luftkanal
62 vorgesehen, innerhalb dessen eine Baueinheit 60 bestehend aus Luft/Kältemittel-Wärmetauscher
(Verdampfer 70) mit Ventilator angeordnet ist. Der Luftkanal 62 wiederum ist über
Schnittstellen 22 einerseits mit der Ansaugleitung für Außenluft und mit der Ausströmleitung
für die Fortluft verbunden, die typischerweise durch eine Gebäudewand hindurchgeführt
sind und in den Außenbereich 28 reichen. Hervorzuheben ist, dass der Luftkanal 62
innerhalb des Anlagengehäuses 4 verläuft und über die Schnittstellen 22 an die in
den Außenbereich 28 führenden Kanalabschnitte 86 angeschlossen ist.
[0083] Innerhalb des Anlagengehäuses 4 ist weiterhin eine in den Schaubildern der Figuren
4 und 5 nur vereinfacht dargestellte Steuereinheit 74 angeordnet, über die der Betrieb
der Wärmepumpenanlage 2 gesteuert wird. Diese enthält im Ausführungsbeispiel ergänzend
auch eine Auswerteeinheit 76 die zur Überwachung und Kontrolle der Anlage im Hinblick
auf eine Kältemittelleckage sowie zur Einleitung von Sicherheitsmaßnahmen ausgebildet
ist. Hierzu weist die Wärmepumpenanlage 2 ein oder mehrere Einrichtungen zur Detektion
einer Kältemittelleckage auf.
[0084] Allgemein ist vorgesehen, dass an dem Kontrollgehäuse 14 die Ableitung 16, genauer
das Innenteilstück 16A, vorzugsweise über ein Kupplungselement 72 angeschlossen ist.
[0085] Innerhalb des Kontrollgehäuses 14 verlaufen jeweils Anschlussleitungen 84, die einerseits
jeweils an dem zumindest einen Wärmetauscher (Kondensator 68 und im Ausführungsbeispiel
der Figur 5 auch Verdampfer 70) angeschlossen sind und bis zum jeweiligen Kupplungselement
72 führen, über welches der Anschluss an die Verbindungsleitung 20 erfolgt. Die Anschlussleitungen
84 sind daher jeweils Teil des jeweiligen Hydraulikkreises (Verbraucherkreis 64/Solekreis
66). Innerhalb des Modulgehäuses 14 ist nunmehr an einen jeweiligen Hydraulikkreis
und zwar an einer jeweiligen Anschlussleitung 84 ein Gasabscheider 40, beispielsweise
ein Mikroblasenabscheider angebracht. Der besondere Vorteil dieser Anordnung ist darin
zu sehen, dass über den Gasabscheider 40 im Bedarfsfall ein Entgasen des Trägermediums
des Hydraulikkreises 64, 66 unmittelbar in den Innenraum des Kontrollgehäuse 14 erfolgt
und das Gas über die Ableitung 16 in den Außenbereich 28 entweichen kann.
[0086] In beiden Varianten ist in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, dass ansonsten keine
weiteren Entgasungs- oder Entlüftungsleitungen 36 im Kontrollgehäuse 14 enden. Weitere
Entlüftungsleitungen 36, welche beispielsweise am Pufferspeicher 58 oder an einem
Sicherheitsventil 48 angeschlossen sind, führen am Kontrollgehäuse 14 vorbei zumindest
mittelbar in den Außenbereich 28.
[0087] Im Ausführungsbeispiel der Figur 4 führen insgesamt 2 Entlüftungsleitungen 36, nämlich
eine vom Pufferspeicher 58 und eine von einem Sicherheitsventil 48 in den Luftkanal
62 und münden dort. Bei der Ausführungsvariante der Figur 4 ist das Sicherheitsventil
48 mit der angeschlossene Entlüftungsleitung 36 in dem kältekreislaufseitigen Teilbereich
des Verbraucherkreises 64 angeordnet.
[0088] Wird - wie zuvor beschrieben - beispielsweise bei einer Kältemittel-Leckage der verbraucherseitige
Teilbereich durch Schließen der Sperreinrichtung 78 hydraulisch abgetrennt, so kann
über das Sicherheitsventil 48 und der angeschlossenen Entlüftungsleitung 36 Gas und
gegebenenfalls auch ein Teil des Trägermediums entweichen.
[0089] Ein derartiges Sicherheitsventil 48 mit angeschlossener Entlüftungsleitung 36 ist,
vorzugsweise auch (abweichend von der Darstellung gemäß Figur 5) bei der Ausführungsvariante
der Figur 5 vorgesehen. In diesem Fall wird die Entlüftungsleitung 36 in den Außenbereich
28 geführt. Die am Pufferspeicher 58 angeschlossene Entlüftungsleitung 36 wird ebenfalls
in den Außenbereich 28 geführt. Im Ausführungsbeispiel ist sie mit der Ableitung 16
verbunden.
[0090] Allgemein - unabhängig von der speziellen Ausführungsvariante - sind in einer bevorzugten
Ausgestaltung eine oder mehrere solcher Entlüftungsleitungen 36 an die Ableitung 16
angeschlossen. Hierdurch ist lediglich ein Durchtritt durch die Gebäudewand erforderlich.
[0091] Bei einer (optionalen) Ausführungsvariante mit einem Ventilator 30 ist innerhalb
des Innenteilstücks 16A ein Ventilator 30 angeordnet. Diesem ist eine Sensorik 32
zur Überwachung und Auswertung der Kennwerte des Ventilators 30 sowie dessen Ventilatorcharakteristik
und / oder der Ventilatorkennlinie zugeordnet. Der Ventilator 30 sowie die Sensorik
32 sind in der Figur 5 beispielhaft dargestellt. Analog kann auch bei der Ausführungsvariante
der Figur 4 ein derartiger Ventilator 30 in der Ableitung 16, genauer im Innenteilstück
16A angeordnet sein. In alternativen Ausführungsvarianten ist auf einen derartigen
Ventilator verzichtet und es ist lediglich eine offene Rohrverbindung als Ableitung
16 ohne Einbauten vorgesehen.
[0092] Speziell weist die Sensorik 32 Drucksensoren auf, über die der saugseitige Druck
und der druckseitige Druck oder zumindest der Differenzdruck zwischen Saugseite und
Druckseite des Ventilators 30 erfasst werden. Weiterhin weist die Sensorik 32 bei
Bedarf eine Drehzahlerfassung der Drehzahl des Ventilators 30, eine Erfassung der
Leistungsaufnahme oder der elektrischen Stromaufnahme des Ventilators 30 auf. Auch
kann ein Vibrationssensor zur Erfassung von Vibrationen vorgesehen sein. Anhand der
Ventilatorcharakteristik, speziell anhand der Ventilatorkennlinie oder auch von Betriebspunkten
wird dann beispielsweise ein Rückschluss auf eine Kältemittelleckage gezogen.
[0093] Weiterhin ist (optional) innerhalb des Kontrollgehäuses 14 ein Gassensor 34, speziell
ein CO
2-Sensor angeordnet. Dieser misst zumindest mittelbar den eine Kältemittelkonzentration
innerhalb des Kontrollgehäuse 14, beispielsweise durch die Abnahme des CO
2-Anteils. In bevorzugter Ausgestaltung ist jedoch auf einen solchen Gassensor 34 verzichtet.
[0094] Weiterhin sind beispielhaft Volumenstromsensoren 38 sowie Drucksensoren 44 dargestellt,
über die erfasst werden kann, ob in den Hydraulikkreisen 64, 66 Kältemittel enthalten
ist. Die Sensorsignale des jeweiligen Volumenstromsensors 38 und / oder des Drucksensors
44 werden an die Auswerteeinheit 76 übermittelt und dort ausgewertet.
[0095] Die Auswertung der Ventilatorcharakteristik wird anhand der Figur 6 illustriert.
Diese zeigt einen qualitativen Verlauf der Betriebspunkte des Ventilators 30 in Abhängigkeit
eines Leckageausmaßes:
Darin sind verschiedene Ventilatorkennlinien A, B, C bei denen der Differenzdruck
Δp (Förderhöhe h) gegenüber dem Volumenstrom V/h aufgetragen ist. Die Kennlinie A
charakterisiert einen Zustand, bei dem keine Leckage besteht, und bei dem die Kältemittelanlage
gegenüber der Umgebung dicht ist. Bei diesem Zustand ist die Kennlinie sehr steil.
Die Kennlinie B charakterisiert einen Zustand, bei dem eine geringe Leckrate vorliegt
und die Kennlinien C charakterisiert einen Zustand mit einer großen Leckrate. Die
Kennlinien werden zunehmend flacher, sodass jede Kennlinie charakteristisch nicht
nur für eine Leckage, sondern auch für die Leckrate ist.
[0096] Für die Auswertung ist es dabei bereits ausreichend, den jeweiligen Betriebspunkt
1, 2 und 3 bei einem jeweiligen aktuellen Volumenstrom zu erfassen. Dieser lässt sich
ableiten aus der aktuellen Drehzahl des Ventilators 30. Dies bedeutet, dass ausgehend
von der aktuellen Drehzahl und bei Kenntnis des Differenzdrucks Δp ein Betriebspunkt
eindeutig zugeordnet werden kann und aus diesem auf eine Leckrate zurückgeschlossen
werden kann.
[0097] Alternativ oder ergänzend zu dieser Auswertung wird die Drehzahl des Ventilators
30, speziell bei unveränderter Drehzahlvorgabe und speziell bei großen Leckagen herangezogen.
So besteht die Möglichkeit, dass der Ventilator 30 ausgeschaltet ist (Drehzahl gleich
Null) oder auch mit nur geringer Drehzahl dreht und damit nur einen geringen Volumenstrom
V/h fördert. Im Falle einer Leckage, speziell bei einer großen Leckage oder einer
abrupt auftretenden Leckage, beispielsweise bei einem Rohrbruch, treten typischerweise
deutliche Druckanstiege auf. Der Leckagemassenstrom, also die Leckagerate (Kältemittelmasse
pro Zeiteinheit) des austretenden Kältemittels kann dabei bis zu 100 g/s erreichen.
Dieser Druckanstieg führt dazu, dass die Drehzahl automatisch angehoben wird. Eine
solche Drehzahländerung wird ausgewertet und es wird auf die Leckrate zurückgeschlossen.
[0098] Schließlich wird alternativ oder weiter ergänzend eine Änderung der elektrischen
Stromaufnahme/Leistungsaufnahme speziell bei unveränderter Drehzahlvorgabe ausgewertet.
Aufgrund eines Druckanstiegs im Falle einer Leckage verändert sich die erforderliche
Leistung und damit die elektrische Stromaufnahme/Leistungsaufnahme bei ansonsten gleicher
Drehzahlvorgabe. Speziell sinkt die elektrische Stromaufnahme ab, da der Ventilator
automatisch angetrieben wird.
[0099] Der Verlauf eines Sensorsignals S des Volumenstromsensors 38 (Volumenstromsignal)
gegenüber der Zeit t ist anhand der Figur 7 illustriert. Figur 7 zeigt dabei den qualitativen
Verlauf des Sensorsignals S über die Zeit t in Abhängigkeit vom Vorhandensein von
Gasblasen im Trägermedium. Treten innerhalb des Hydraulickreises 64, 66 Gasblasen
auf, so führt dies zu einem charakteristischen Signalverlauf. Speziell ändert sich
der üblicherweise konstante Signalverlauf S, der vorliegt, wenn keine Gasblasen im
Trägermedium vorhanden sind, und es tritt eine instabile Zone mit starken Signalschwankungen
auf, wenn Gasblasen im Trägermedium vorhanden sind. In der Figur 7 ist weiterhin ein
gestrichelt dargestellter Toleranzbereich eingezeichnet, welcher im Falle von Gasblasen
deutlich überschritten wird. Anhand dieser Signalschwankungen kann wiederum auf den
Anteil von Gasblasen innerhalb des Trägermediums geschlossen werden. Speziell bei
einer Kombination mit dem Gassensor 34 kann dann eine Aussage über einen Kältemittelanteil
innerhalb der Hydraulikkreise 64, 66 getroffen werden. Bevorzugt ist jedoch auf einen
zusätzlichen Gassensor 34 zur Detektion von austretendem Gas, speziell zur Detektion
von Kältemittel zu verzichten. Dies hat den Vorteil, dass die Kosten für beispielsweise
kältemittel-sensitive Sensoren eingespart werden.
[0100] Ähnlich verhält es sich mit der Auswertung des Sensorsignals S des Drucksensors 44,
welches beispielhaft in der Figur 8 illustriert ist. Figur 8 zeigt einen qualitativen
Verlauf eines Betriebspunkts im Hydraulikkreis 64, 66 über die Zeit t. Auch hier führen
Gasanteile innerhalb des Trägermediums zu charakteristischen Signalschwankungen, welche
wiederum eine gestrichelt dargestellte Toleranzschwelle eines ansonst üblicherweise
weitgehenden konstanten Signals S überschreiten. Auch diese Auswertungen werden beispielsweise
mit einer Auswertung des Signals der Gassensor 34 kombiniert.
[0101] Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.
Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet
werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle
im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf
andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
1. Kältemittelanlage mit
- einem Kältekreislauf (12), welcher zwei Wärmetauscher, nämlich einen Verdampfer
(70) sowie einen Kondensator (68) und weiterhin einen Verdichter sowie ein Expansionsventil
aufweist und in dem im Betrieb ein Kältemittel zirkuliert, wobei am Kältekreislauf
(12) im installierten Zustand zumindest ein Hydraulikkreis (64, 66) angeschlossen
ist, in dem im Betrieb ein Trägermedium umgewälzt wird,
- einem Anlagengehäuse (4), welches im installierten Zustand in einem Aufstellraum
(26) aufgestellt ist und in dem zumindest mehrere Komponenten des Kältekreislaufes
(12) sowie weitere Komponenten, wie hydraulische oder elektrische Komponenten angeordnet
sind, wobei innerhalb des Anlagengehäuses (4) ein abgedichtetes Kontrollgehäuse (14)
angeordnet ist, in dem die Komponenten Verdichter, Expansionsventil und zumindest
einer der Wärmetauscher des Kältekreises (12) angeordnet sind, und wobei am Kontrollgehäuse
(14) eine Ableitung (16) zum Ableiten von Gas aus dem Kontrollgehäuse (14) angeschlossen
ist, die in Strömungsverbindung mit einem Außenbereich (28) außerhalb des Aufstellraums
(26) steht.
2. Kältemittelanlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Wärmetauscher als ein Luft/Kältemittel-Wärmetauscher ausgebildet
und in einem Luftkanal (62) angeordnet ist, wobei die Ableitung (16) in den Luftkanal
(62) mündet, wobei der Luftkanal (62) insbesondere innerhalb des Anlagengehäuses (4)
verläuft und vorzugsweise über Schnittstellen (22) an in den Außenbereich (28) führende
Kanalabschnitte (86) angeschlossen ist.
3. Kältemittelanlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass über die Ableitung (16) eine permanent offene Strömungsverbindung mit dem Außenbereich
(28) besteht, sodass entweichendes Kältemittel automatisch in den Außenbereich (28)
strömen kann, wobei die offene Strömungsverbindung vorzugsweise frei von Einbauten
ist.
4. Kältemittelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollgehäuse (14) keine Zuluftöffnung aufweist.
5. Kältemittelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest ein Wärmetauscher über eine innerhalb des Kontrollgehäuses (14) verlaufende
Anschlussleitung (84) an dem zumindest einen Hydraulikkreis (64, 66) angeschlossen
ist, wobei an der Anschlussleitung (84) ein Gasabscheider (40) angebracht ist, welcher
zum unmittelbaren Entgasen eines im Hydraulikkreis (64, 66) geführten Trägermediums
in das Kontrollgehäuse (14) vorgesehen ist.
6. Kältemittelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Hydraulikkreis (64, 66) außerhalb des Kontrollgehäuses (14) eine Vorrichtung,
nämlich ein Sicherheitsventil (48) und / oder ein Pufferspeicher (58) jeweils mit
einer Entlüftungsleitung (36) angeschlossen ist, wobei die Entlüftungsleitung (36)
zumindest mittelbar in den Außenbereich (28) mündet und im Falle einer Luft/Wasser-Kältemittelanlage
(2) in einen Luftkanal (62) mündet, in dem ein Luft/Kältemittel-Wärmetauscher angeordnet
ist.
7. Kältemittelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Hydraulikkreis (64, 66) eine Sperreinrichtung (78), insbesondere eine Sperr- oder
Dichtklappe angeordnet ist, welche im Falle einer Druckerhöhung und / oder einer Zunahme
des Volumenstroms über einen Grenzwert hinaus den Hydraulikkreis (64, 66) sperrt,
insbesondere derart, dass dieser nicht mehr mit dem zumindest einen Wärmetauscher
in Strömungsverbindung steht, wobei vorzugsweise ein wärmesenkenseitiger oder wärmequellenseitiger
Teilbereich des Hydraulikkreises (64, 66) von einem kältekreisseitigen Teilbereich
des Hydraulikkreises (64, 66) hydraulisch abgetrennt wird.
8. Kältemittelanlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Sperreinrichtung (78) um ein passives Sperrelement handelt, welches
automatisch bei Überschreitung des Grenzwertes den Hydraulikkreis (64, 66) sperrt
und vorzugsweise diesen bei Unterschreitung des Grenzwertes auch wieder freigibt.
9. Kältemittelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kontrollgehäuse (14) ein Innenteilstück (16A) der Ableitung (16) sowie zumindest
eine Verbindungsleitung (20) für den zumindest einen Hydraulikkreis (64, 66) angeschlossen
ist und das Innenteilstück (16A) sowie die zumindest eine Verbindungsleitung zu einer
jeweiligen Schnittstelle (22) des Anlagengehäuses (4) geführt ist, über die ein Außenteilstück
(16B) der Ableitung (16) sowie zumindest Teile des zumindest einen Hydraulikkreises
(64, 66) ankoppelbar sind, wobei in bevorzugter Ausgestaltung am Kontrollgehäuse (14)
Kupplungselemente (72) zum insbesondere reversiblen Verbinden mit dem Innenteilstück
(16A) und / oder mit der zumindest einen Verbindungsleitung (20) sowie vorzugsweise
mit zumindest einer der weiteren im Anlagengehäuse (4) angeordneten Komponenten angeordnet
sind.
10. Kältemittelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlagengehäuse (4) nach Art eines Modulschranks ausgebildet ist und das Kontrollgehäuse
(14) innerhalb eines Kältemittelmoduls (6) angeordnet ist, wobei vorzugsweise zusätzlich
ein Speichermodul (8) mit einem Brauchwasserspeicher (10) vorgesehen ist und das Kältemittelmodul
(6) und das Speichermodul (8) insbesondere aufeinander angeordnet sind.
11. Kältemittelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ableitung (16) ein Ventilator (30) angeordnet ist.
12. Kältemittelanlage nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Detektion einer Leckage im Kältekreis (12) vorgesehen ist, welche
eine Auswerteeinheit (76) umfasst, die derart eingerichtet ist, dass sie anhand zumindest
eines Kennwerts des Ventilators (30) auf eine Leckage innerhalb des Kältekreislaufes
(12) zurückschließt.
13. Kältemittelanlage nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der nachfolgenden Kennwerte des Ventilators (30) ausgewertet wird:
- Ventilatorkennlinie oder aktueller Betriebspunkt,
- Drehzahl, insbesondere in einem Zustand, wenn der Ventilator nicht aktiv betrieben
wird,
- Elektrische Strom- oder Leistungsaufnahme,
- Vibration,
wobei vorzugsweise aus dem Kennwert eine Leckrate abgeleitet wird.
14. Kältemittelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Detektion einer Leckage im Kältekreislauf (12) vorgesehen ist
und als Einrichtung zur Detektion der Leckage ein Gassensor (34), insbesondere ein
CO2-Sensor, oder ein Drucksensor im Kontrollgehäuse (14) angeordnet ist.
15. Kältemittelmodul für eine Kältemittelanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
mit einem Kontrollgehäuse (14), mit einem daran angeschlossenen Innenteilstück (16A)
einer Ableitung (16) sowie mit zumindest einer daran angeschlossenen Verbindungsleitung
(20), wobei das Innenteilstück (16A) wahlweise zu einer Schnittstelle (22) zum reversiblen
Anschluss eines Außenteilstücks (16B) der Ableitung (16) oder in einen Luftkanal (62)
mündet.