DICHTES WÄRMEPUMPENGEHÄUSE

Abstract

 Stecksystem für ein dichtes Wärmepumpengehäuse, aufweisend einen rechteckigen Grundrahmen (1), der von Streben (2) aus Strangprofilen und Eckverbindern (4) mit rechteckigem Querschnitt gebildet wird, und die Streben (2) jeweils zwei Seiten aufweisen, die ins Innere des Grundrahmens (1) weisen und zwei Seiten, die zum Außenraum des Grundrahmens (1) weisen, die Streben (2) des Grundrahmens (1) mit Eckverbindern (4) verbunden sind, und Grundrahmen (1), Streben (2) und Eckverbinder (4) zusammen die Grundform eines Quaders bilden, und der Grundrahmen ein Volumen umschließt, die Streben (2) an zwei benachbarten Seiten, die zum Außenraum des Grundrahmens (1) weisen, eine Vielzahl von nach außen gerichteten Standardverschraubungsstellen (10) über die Länge aufweisen, und in die Streben (2) an den selben beiden benachbarten Seiten nach innen gerichtete Aussparungen für Dichtungen vorgesehen und darin Dichtungen (5) eingezogen sind, an den zum Außenraum des Grundrahmens (1) weisenden Seiten aller Streben (2) des Grundrahmens (1) Bleche (6) anschraubbar sind, die den Inhalt des vom Grundrahmens (1) umschlossenen Volumens vollständig umschließen, die Wärmepumpenteile des Kältekreises innerhalb des Grundrahmens (1) an den Innenseiten der Streben (2) befestigt sind, und das Gewicht des Kältekreises vom Grundrahmen (1) an das den Grundrahmen umgebende Wärmepumpengehäuse übertragen wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft die Konstruktion eines Wärmepumpengehäuses einer innenstehenden Wärmepumpe. Bei der Nutzung eines brennbaren Kältemittels, wie beispielsweise R290, R32, R1270, R600a oder R454C, muss ein druckdichtes Gehäuse genutzt werden, um sicherzustellen, dass kein brennbares Kältemittel in den Aufstellungsraum austreten kann.

[0002] Eine solche Druckdichtigkeit des Gehäuses wird üblicherweise nach herkömmlichem Stand der Technik dadurch erreicht, dass man mehrere oder alle Seiten miteinander verschweißt oder verklebt. So beschreibt die DE 195 36 925 A1 ein verklebbares Rahmengestell für einen Schaltschrank, das aus Rahmenschenkeln und Eckverbindern zusammengesetzt ist, wobei die Rahmenschenkel als offene oder geschlossene Hohlprofilabschnitte ausgebildet sind und Steckaufnahmen für an den Eckverbindern angebrachte Steckelemente tragen. Die DE 298 00 540 U1 beschreibt ein quaderförmiges Gehäuse mit schwenkbar angelenkter Tür bzw. klappbar angelenkter Abdecklappe. Hiermit können flexibel verwendbare Lager- und Verriegelungselemente für Türen und Abdeckklappen zum Einsatz kommen und die Türen müssen nicht der Öffnung des Gehäuses genau entsprechen.

[0003] Eine weitere Möglichkeit ist, zwei tiefe Gehäusehälften mit Dichtelementen zu verschrauben. Im Falle einer Leckage eines brennbaren Kältemittels aus dem Kältekreis besteht dann aber einerseits das Problem, dass sich erheblicher Druck in dem dichten Gehäuse aufbauen kann und andererseits, dass das Gehäuse nicht mehr gefahrlos geöffnet oder abtransportiert werden kann. Da der Kältekreis dann nicht mehr zugänglich ist, kann er nicht mehr repariert werden.

[0004] Als Wärmepumpengehäuse im Sinne der Erfindung sind dabei alle Gehäuseteile anzusehen, in denen Vorrichtungen angeordnet sind, die Kältemittel führen oder im Leckagefall führen könnten. Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass eine Vielzahl von Kapselungen üblich ist. So können die Wärmeübertrager separate Gehäuse haben, ebenso die Steuerungselektronik mit ihrer Kühlung, ebenso kann sich der gesamte Kältekreis in einem Gehäuse befinden, es können Gehäuse getrennt von Belüftungsvorrichtungen oder auch Gehäuse, die mit Außeneinheiten verbunden sind, oder Gehäuse, die ineinander verschachtelt sind, Wärmepumpengehäuse im Sinne dieser Erfindung sein. Auch reine Außenhülle für Warmwasserbehälter und Heizkreisanschlüsse zählt hierbei als Wärmepumpengehäuse, wenn sich darin eine Wärmepumpe befindet.

[0005] Im Servicefall oder im Reparaturfall muss der Kältekreis allseitig zugänglich sein. Dies gilt für alle Gehäuse oder Kapselungen, die mit dem Kältekreis in Verbindung stehen, damit im Zweifelsfall alle möglicherweise von Leckagen betroffenen Teile zugänglich sind. Hierdurch ergibt sich ein Dilemma. Wenn eine Leckage vorliegt, könnte sich im Inneren des jeweiligen Gehäuses bereits eine entzündliche Mischung aus Kältemittel und Luft eingestellt haben. Methoden zur Öffnung des Gehäuses, die das Risiko von Funkenbildung tragen, können dann nicht angewendet werden. Das kann aber dazu führen, dass innerhalb des Gehäuses durch Austritt des unter Überdruck stehenden Kältemittels ein Überdruck im Gehäuse entsteht, der sich im Moment des Öffnens schlagartig entlädt und das Servicepersonal gefährdet.

[0006] Die daraus entstehenden Probleme sind seit langem bekannt. So lehrt die WO 2015/032905 A1, dass ein Generator für elektrischen Strom in die Öffnung bzw. deren Verriegelung dieses Raums integriert wird und bei deren Betätigung in einem ersten Schritt die elektrische Energie erzeugt und bereitstellt, mit der ein Sensor aktiviert wird, und der im Alarmfall die Verriegelung dann nicht freigibt, sondern eine Lüftung des abgeschlossenen Raums veranlasst, und erst in einem zweiten Schritt eine Entriegelung und Öffnung zulässt.

[0007] Die DE 10 2019 124 531 A1 zeigt eine Sicherheitsspülvorrichtung für eine Wärmepumpe, vor allem eine Sole-Wasser-Wärmepumpe zur sicheren Durchführung eines linksdrehenden thermodynamischen Kreisprozesses mittels eines gefährlichen Arbeitsfluids, welches in einem geschlossenen, hermetisch dichten Arbeitsfluidumlauf geführt wird, geeignet zur Aufstellung in einem Gebäude, aufweisend ein Wärmepumpengehäuse, mindestens einen Verdichter für Arbeitsfluid, mindestens eine Entspannungseinrichtung für Arbeitsfluid, mindestens zwei Wärmeübertrager für Arbeitsfluid mit jeweils mindestens zwei Anschlüssen für Wärmeüberträgerfluide, wobei im Wärmepumpengehäuse ein Kapselgehäuse vorgesehen wird, welches alle Apparate und Armaturen umschließt, die von Arbeitsfluid durchströmt werden, und ein Mauerdurchbruch mit einem Luftkanal für Spülluft vorgesehen wird, der mit dem Inneren des Kapselgehäuses verbunden ist und an die Umwelt außerhalb des Gebäudes führt. Die vorliegende Erfindung betrifft ein solches Kapselgehäuse, beschränkt sich aber nicht auf Sole-Wasser-Wärmepumpen.

[0008] Die Aufgabe der Erfindung ist daher, eine wirtschaftliche Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die die beschriebenen Nachteile nicht mehr aufweist. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Stecksystem für ein dichtes Wärmepumpengehäuse, aufweisend

• einen rechteckigen Grundrahmen, der von Streben aus Strangprofilen und Eckverbindern mit rechteckigem Querschnitt gebildet wird,
• und die Streben jeweils zwei Seiten aufweisen, die ins Innere des Grundrahmens weisen und zwei Seiten, die zum Außenraum des Grundrahmens weisen,
• die Streben des Grundrahmens mit Eckverbindern verbunden sind,
• und Grundrahmen, Streben und Eckverbinder zusammen die Grundform eines Quaders bilden,
• und der Grundrahmen ein Volumen umschließt,
• die Streben an zwei benachbarten Seiten, die zum Außenraum des Grundrahmens weisen, eine Vielzahl von nach außen gerichteten Standardverschraubungsstellen über die Länge aufweisen,
• und in die Streben an den selben beiden benachbarten Seiten nach innen gerichtete Aussparungen für Dichtungen vorgesehen und darin Dichtungen eingezogen sind,
• an den zum Außenraum des Grundrahmens weisenden Seiten aller Streben des Grundrahmens Bleche anschraubbar sind, die den Inhalt des vom Grundrahmens umschlossenen Volumens vollständig umschließen,
• die Wärmepumpenteile des Kältekreises innerhalb des Grundrahmens an den Innenseiten der Streben befestigt sind, und
• das Gewicht des Kältekreises vom Grundrahmen an das den Grundrahmen umgebende Wärmepumpengehäuse übertragen wird.

[0009] Vollständiges Umschließen des Inhalts des Grundrahmens durch die angeschraubten Bleche schließt natürlich nicht aus, dass für elektrische Leitungen und für Wärmeträgeranschlüsse Durchbrüche durch die Bleche vorgesehen werden, wobei diese im montierten Zustand entsprechend abgedichtet sind.

[0010] Durch die Verwendung von Streben aus Strangprofilen ist es möglich, durch Anpassung der Längen der Streben unterschiedliche Größen und Arten von Wärmepumpengehäusen in einheitlicher Weise zu gestalten und man kann die Vorteile von Gleichteilen bei der Fertigung ausschöpfen, was Kosten spart. Typischerweise wird der Grundrahmen aus 12 Streben gebildet, was einen Quader ergibt, beispielsweise mit je vier Streben oben und unten sowie 4 weiteren Streben an den Seiten.

[0011] Weitere Ausgestaltungen betreffen die Streben. Hierbei wird vorgesehen, dass das Strangprofil der Streben (2) ein Rechteckprofil aufweist, wobei

• je zwei Seiten ins Innere und zum Äußeren des Grundrahmens weisen,
• eine der Innenseiten mindestens eine Aussparungsnut mit einer Hinterschneidung aufweist,
• beide Außenseiten je eine Reihe von Gewinden für Einschraubaufnahmen aufweisen,
• beide Außenseiten je mindestens eine Aussparungsnut für die Aufnahme von Dichtungen aufweisen, und
• im Inneren des Rechteckprofils eine Aufnahme für Eckverbinder vorgesehen ist.

[0012] In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass auf der zur Außenseite des Grundrahmens gerichteten Seite der Streben Profile zur Aufnahme von Türen und/oder Gleitschienen vorgesehen sind. Die Türen können zusätzlich oder anstelle der angeschraubten Bleche vorgesehen werden, die Gleitschienen dienen dazu, das gesamte Wärmepumpengehäuse aus einem umhüllenden Gehäuse als ganzes herausziehen zu können. Dabei werden solche Gleitschienen in der Art von Schubladenauszügen verwendet, um den gesamten Kältekreis oder auch Teile davon aus dem Wärmepumpengehäuse herauszuziehen. Dies kann sowohl an der Gehäusefront als auch an allen Seiten und auf unterschiedlichen Höhen vorgesehen werden. Damit können alle Komponenten leicht zugänglich gemacht werden, wodurch die Wartungs- und Reparaturfreundlichkeit steigt.

[0013] Weitere Ausgestaltungen betreffen die Außenseiten der Streben. Die Streben enthalten auf den Außenseiten in festgelegten Abständen Gewindeaufnahmen für Standardschrauben. An denen werden die Außenbleche mit Schrauben befestigt. Weiterhin sind in den Streben Dichtungen hin zu den Außenblechen vorgesehen. Durch Festziehen der Schrauben entsteht die Dichtigkeit des Gehäuses.

[0014] An den Streben können in weiteren Ausgestaltungen auch Einschraubventile vorgesehen werden. Diese sind an den Dichtungen vorbei zu führen und besitzen Öffnungen nach außen und ins Innere des Wärmepumpengehäuses. An diese Einschraubventile können im Leckagefall Behälter angeschlossen werden, die das Kältemittel aus dem Wärmepumpengehäuse binden, wenn sich durch Leckagen Druck im Wärmepumpengehäuse aufgebaut haben sollte. Sofern mindestens zwei solcher Ventile an unterschiedlichen Streben auf verschiedenen Höhen vorgesehen werden, kann das eine Einschubventil für die Ableitung von Kältemittel, beispielsweise in einen Adsorber oder in eine Kältefalle, und das andere für die Zufuhr von Inertgas zum Spülen und zur Verhinderung von Entzündungsgefahr verwendet werden. Das verringert die Gefahr für das Wartungs- und Servicepersonal beim Öffnen des Wärmepumpengehäuses deutlich. Die Einschraubventile können in die Standardverschraubungen eingesetzt werden und zusätzlich die Befestigungswirkung von Standardschrauben aufweisen, sie also teilweise ersetzen. Auch Anschlüsse für ein dichtes Rohr können hierbei vorgesehen werden, wobei es aber zusätzlich eines Spülanschlusses bedarf.

[0015] Weitere Ausgestaltungen betreffen die Eckverbinder. Diese sind entsprechend der Profile der Streben ausgebildet. Vorzugsweise sind sie als Einsteckverbindungen mit Einrastvorrichtungen ausgeführt. Von unten können Aussparungen außerhalb des abgedichteten Bereichs für die Aufstellfüße des Wärmepumpengehäuses vorgesehen werden, diese tragen das Gewicht des gesamten Gehäuses und können mit einem Gewinde für Verstellschrauben zur Ausrichtung ausgestattet werden. Dadurch, dass das Gewicht auf den Eckverbindern ruht, bleiben die Außenbleche frei von zu tragenden Lasten, was bewirkt, dass sie sich nicht verziehen, sich daher keine Spalte bilden, und das Gehäuse dadurch besser abgedichtet wird.

[0016] Die Erfindung wird anhand von Fig. 1 bis Fig. 4 näher erläutert. Es zeigen:

• Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Grundrahmens,
• Fig. 2 einen Schnitt durch eine seitliche Profilstrebe mit Seitenwänden,
• Fig. 3 einen Schnitt durch eine untere Profilstrebe mit einer Gleitschiene,
• Fig. 4 eine schematische Darstellung des Grundrahmens mit einer Tür

[0017] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Grundrahmens 1 mit dem Stecksystems 3 bei dem der Grundrahmen 1 von 12 Streben 2 aus Strangprofilen gebildet wird, die einen Quader bilden. Alle 12 Streben sind aus demselben Strangprofil und weisen eine Vielzahl von Standardverschraubungsstellen 10 über die Länge des Strangprofils in der Art eines Gewindes auf. Die beiden gegenüberliegenden Flächen des Strangprofils bilden dabei das nutzbare Gewinde. Die Standardverschraubungsstellen 10 an den Streben 2 sind dabei an zwei über Eck benachbarten Seiten angeordnet, die jeweils die Außenseiten des Quaders bilden, an denen die Bleche 6 angeschraubt sind.

[0018] An den zur Außenseite des Grundrahmens 1 gerichteten Seiten der Streben 2 sind Profile 7 zur Aufnahme von Türen 8 und/oder Gleitschienen 9 vorgesehen. Solche Gleitschienen tragen auch die Bodenplatte, auf der der Kältekreis montiert ist. Die Gewichtskraft wird dadurch zunächst in die Streben geleitet. Die Streben 2 des Grundrahmens 1 sind mit Eckverbindern 4 verbunden, über die das Gewicht des Kältekreises an das gesamte Wärmepumpengehäuse übertragen wird. Das bedeutet, dass das Bodenblech frei von Last gehalten wird. Die Bleche 6 ragen dabei nur auf den Seiten über die Eckverbinder 4, die Bleche oben und unten jedoch nicht. Die unteren Streben nehmen auf ihren Unterseiten die Gleitschienen 14 auf. Mit diesen Gleitschienen ist ein einfaches Herausziehen des gesamten Kältekreismoduls möglich.

[0019] Dadurch, dass die Eckverbinder oben und unten frei sind, können mehrere Wärmepumpengehäuse gestapelt werden, also beispielsweise kann unterhalb des Wärmepumpengehäuses, welches einen Kältekreis für eine Fußbodenheizung bedient, eine weitere Wärmepumpe für Heißwasser und ein Heißwasserbehälter angeordnet sein. Die Kräfte lassen sich dann über die Eckverbinder übertragen, wobei an die Eckverbinder in Bodennähe einstellbare Fußteile angesteckt sein können.

[0020] Das Stecksystem lässt somit spätere vertikale Erweiterungen und Upgrades zu, was ein Vorteil der Erfindung ist. Typische Probleme bei der korrekten Dimensionierung von Wärmepumpen können so vermieden werden, sollte sie anfangs zu klein dimensioniert worden sein oder will man am Gebäude anbauen oder hat sich die Familie vergrößert, ist eine Erweiterung relativ problemlos möglich. Man kann also sparsam ohne Sicherheitszuschläge planen, und wenn sich später herausstellt, dass es mehr Leistung für Heizung oder Warmwasser oder Klimatisierung oder Entfeuchtung bedarf, rüstet man preiswert nach, indem man Module gleichen Querschnitts aufstockt.

[0021] Nicht über die Streben sind nur die Anschlussleitungen 12 für Wärmeträger und die elektrische Energieversorgung zu besorgen. Diese erfolgen über die Seitenbleche und müssen separat mit Dichtungssystemen ausgestattet werden.

[0022] Um eine Druckentlastung und ein Spülen im Leckagefall ohne Öffnen des Wärmepumpengehäuses vornehmen zu können, sind Einschraubventile 11 vorgesehen. An diese können im Bedarfsfall Behälter, Kältefallen oder sonstige Kartuschen angeschlossen werden, um anschließend ein gefahrloses Arbeiten des Servicepersonals zu ermöglichen.

[0023] Fig. 2 zeigt hierzu eine schematische Darstellung durch eine der Streben 2, die als Profilstrebe ausgeführt ist. Auf den Innenseiten der Streben 2 sind an den Seiten, an denen die Standardverschraubungsstellen 10 sind, nach innen gerichtete Dichtungen 5 eingezogen. Die Dichtwirkung wird beim Festziehen der Schrauben 10 nach Anbringen der Bleche 6 in den Gewindeaufnahmen 9 erreicht, wobei die Streben kein vollständiges Gewinde enthalten, sondern es sind zwei Teile, die das Gewinde bilden. Außerdem werden die Aufnahmen für Gleitschienen 13 und die Aufnahmen 7 für Türscharniere 8 gezeigt. In der Mitte ist die Aufnahme 16 gezeigt, an deren Ende die Rastvorrichtungen für die Eckverbinder angeordnet sind. Die gezeigte Konstruktion wird vor allem an den Seitenwänden eingesetzt.

[0024] Fig. 3 zeigt eine weitere schematische Darstellung durch eine der Streben 2, die für die Unterseite verwendet wird. Außerdem wird die Aufnahme für Gleitschienen 13 mit einer Gleitschiene 14 und die Aufnahme 7 für Türscharniere 8 gezeigt.

[0025] Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung des Grundrahmens mit einer links angeschlagenen Tür 15, bei der die Türscharniere 8 in die Aufnahmen 7 eingesetzt sind, in denen auch die Dichtungen 5 eingesetzt sind.

Bezugszeichenliste

[0026] 

1

Grundrahmen

2

Streben

3

Stecksystem

4

Eckverbinder

5

Dichtung

6

Bleche

7

Aufnahmen

8

Türscharniere

9

Gewinde

10

Schraube

11

Ventilanschluss

12

Anschlussleitungen

13

Führung für Gleitschiene

14

Gleitschiene

15

Tür

16

Aufnahme

Ansprüche

1. Stecksystem für ein dichtes Wärmepumpengehäuse, aufweisend

- einen rechteckigen Grundrahmen (1), der von Streben (2) aus Strangprofilen und Eckverbindern (4) mit rechteckigem Querschnitt gebildet wird,

- und die Streben (2) jeweils zwei Seiten aufweisen, die ins Innere des Grundrahmens (1) weisen und zwei Seiten, die zum Außenraum des Grundrahmens (1) weisen,

- die Streben (2) des Grundrahmens (1) mit Eckverbindern (4) verbunden sind,

- und Grundrahmen (1), Streben (2) und Eckverbinder (4) zusammen die Grundform eines Quaders bilden,

- und der Grundrahmen ein Volumen umschließt,

- die Streben (2) an zwei benachbarten Seiten, die zum Außenraum des Grundrahmens (1) weisen, eine Vielzahl von nach außen gerichteten Standardverschraubungsstellen (10) über die Länge aufweisen,

- und in die Streben (2) an den selben beiden benachbarten Seiten nach innen gerichtete Aussparungen für Dichtungen vorgesehen und darin Dichtungen (5) eingezogen sind,

- an den zum Außenraum des Grundrahmens (1) weisenden Seiten aller Streben (2) des Grundrahmens (1) Bleche (6) anschraubbar sind, die den Inhalt des vom Grundrahmens (1) umschlossenen Volumens vollständig umschließen,

- die Wärmepumpenteile des Kältekreises innerhalb des Grundrahmens (1) an den Innenseiten der Streben (2) befestigt sind, und

- das Gewicht des Kältekreises vom Grundrahmen (1) an das den Grundrahmen umgebende Wärmepumpengehäuse übertragen wird.

2. Stecksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Strangprofil der Streben (2) ein Rechteckprofil aufweist, wobei

- je zwei Seiten ins Innere und zum Äußeren des Grundrahmens weisen,

- eine der Innenseiten mindestens eine Aussparungsnut (13) mit einer Hinterschneidung aufweist,

- beide Außenseiten je eine Reihe von Gewinden (9) für Einschraubaufnahmen (10) aufweisen,

- beide Außenseiten je mindestens eine Aussparungsnut für die Aufnahme (7) von Dichtungen (5) aufweisen, und

- im Inneren des Rechteckprofils eine Aufnahme (16) für Eckverbinder (4) vorgesehen ist.

3. Stecksystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zur Außenseite des Grundrahmens (1) gerichteten Seite der Streben (2) Profile (7) zur Aufnahme von Türen (8) und/oder Gleitschienen (9) vorgesehen sind.

4. Stecksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Streben (2) Einschraubventile (11) mit Öffnungen nach außen und ins Innere des Wärmepumpengehäuses vorgesehen sind, wobei die Einschraubventile (11) in die Standardverschraubungsstellen (10) einsetzbar sind.

5. Stecksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eckverbinder (4) entsprechend der Profile der Streben (2) mit Einsteckverbindungen mit Einrastvorrichtungen ausgebildet sind.

6. Stecksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Unterseiten der unteren Streben (2) Aussparungen für Gleitschienen (14) und darin eingepasste Gleitschienen (14) vorgesehen werden, auf denen der Grundrahmen (1) nach Lösen der Anschlüsse aus dem es umgebenden Wärmepumpengehäuses herausgezogen werden kann.

7. Stecksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle von Blechen (6) an mindestens einer Seite mindestens eine Tür (15) vorgesehen wird, wobei die Türscharniere in die Aufnahmen (7) der Dichtungen eingepasst sind.

Zeichnung