[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Wärmepumpen, insbesondere ein Wärmepumpensystem
und eine Luftführungsanordnung für ein Wärmepumpensystem.
[0002] In einer Wärmepumpe ist eine Luftführungsanordnung notwendig, um die Luft, die durch
einen Verdampfer der Wärmepumpe in die Wärmepumpe gelangt, aus der Wärmepumpe herauszuführen.
Dabei ist allgemein bekannt, einen Lüfter zu verwenden, um Luft aus der Wärmepumpe
heraus zu transportieren.
[0003] Es ist bekannt, zur Führung der Luft von dem Verdampfer zu einem Luftaustrittsgitter
der Wärmepumpe zumindest teilweise eine Luftführung zum Beispiel aus EPS (expandiertes
Polystyrol) zu verwenden. Weiter gibt es Lösungen, bei denen beispielsweise ein Bereich
zwischen Verdampfer und Lüfter relativ offen gehalten wird, d.h. das dort keine Führung
vorgesehen ist oder bei denen eine Führung zwischen Lüfter und Austrittsgitter durch
eine Halbdüse realisiert wird.
[0004] Ein bekanntes Problem bei der Luftführung ist, dass sich in der Lüfterdüse Eis bilden
kann. In diesem Fall kann der Lüfter an besagtem Eis anschlagen, was zu unangenehmen
Geräuschen sorgen kann. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, zur Verhinderung von
Eisbildung Heizungen in der Lüfterdüse zu verbauen.
[0005] Die Luftführung, die wie bereits angegeben, zum Beispiel durch EPS Teile realisiert
sein kann, sollte eine gleichmäßige Durchströmung des Verdampfers gewährleisten. Dabei
sind insbesondere Anordnungen bekannt, bei denen sich EPS Teile von einer rechteckigen
Öffnung an einer Oberfläche des Verdampfers zu einer runden Öffnung, die für den Lüfter
vorgesehen ist, erstrecken, wobei zur gleichmäßigen Durchströmung eine symmetrische
Anordnung gewählt wird. Allerdings nimmt eine derartige Luftführung einen relativ
großen Raum der Wärmepumpe ein, insbesondere in dem Fall, in dem ein Durchmesser der
runden Öffnung deutlich kleiner ist als die Seiten der rechteckigen Öffnung. Außerdem
ist eine derartige Luftführung aufwendig in der Herstellung.
[0006] Ein der vorliegenden Erfindung zugrundeliegendes Ziel ist es, eine Luftführung bereitzustellen,
die eine gleichmäßige Luftströmung in einer Wärmepumpe gewährleistet und gleichzeitig
zumindest einige der genannten Nachteile überwindet.
[0007] Erfindungsgemäß wird nach einem ersten Aspekt ein Wärmepumpensystem vorgeschlagen,
wie es in Anspruch 1 definiert ist, nämlich ein Wärmepumpensystem für eine Außenaufstellung
mit einem Kältemittelkreislauf, wobei das Wärmepumpensystem einen Verdampfer, einen
Führungsbereich, eine Düse und einen Lüfter aufweist, wobei der Führungsbereich durch
eine Baugruppe an wenigstens drei Seiten des Führungsbereichs und durch den Verdampfer
an einer vierten Seite des Führungsbereichs begrenzt ist und ausgestaltet ist, Luft,
die aus dem Verdampfer gelangt, in Richtung des Lüfters zu führen, wobei der Lüfter
ausgestaltet ist, Luft, die aus dem Verdampfer gelangt und in Richtung des Lüfters
geführt wird, durch die Düse zu transportieren, wobei eine Rotationsachse des Lüfters
zu einem Mittelpunkt einer Oberfläche des Verdampfers, durch die Luft gelangt, versetzt
angeordnet ist und wobei an einer fünften Seite des Führungsbereichs ein Einleger
angeordnet ist.
[0008] Erfindungsgemäß wird nach einem zweiten Aspekt eine Luftführungsanordnung für ein
Wärmepumpensystem vorgeschlagen, wie es in Anspruch 20 definiert ist, nämlich eine
Luftführungsanordnung für eine Wärmepumpe mit einem Verdampfer, wobei die Luftführungsanordnung
einen Führungsbereich, eine Düse und einen Lüfter aufweist, wobei der Führungsbereich
durch eine Baugruppe an wenigstens drei Seiten des Führungsbereichs und durch den
Verdampfer an einer vierten Seite des Führungsbereichs begrenzt ist und ausgestaltet
ist, Luft, die aus dem Verdampfer gelangt, in Richtung des Lüfters zu führen, wobei
der Lüfter ausgestaltet ist, Luft, die aus dem Verdampfer gelangt und in Richtung
des Lüfters geführt wird, durch die Düse zu transportieren, wobei eine Rotationsachse
des Lüfters zu einem Mittelpunkt einer Oberfläche des Verdampfers, durch die Luft
gelangt, versetzt angeordnet ist und wobei an wenigstens einer fünften Seite des Führungsbereichs
ein Einleger vorgesehen ist.
[0009] Durch das erfindungsgemäße Wärmepumpensystem bzw. die Luftführungsanordnung für eine
Wärmepumpe kann eine platzsparende Luftführung für Luft, die aus dem Verdampfer gelangt
und aus der Wärmepumpe zu führen ist, bereitgestellt werden und gleichzeitig eine
gleichmäßige Luftführung durch einen leicht herstellbaren Führungsbereich gewährleistet
werden.
[0010] Das Wärmepumpensystem entspricht einer Wärmepumpe und ist bevorzugt eine Luft/Wasser-Wärmepumpe
und weiter bevorzugt zur Außenaufstellung vorgesehen und geeignet. Das Wärmepumpensystem
bzw. die Wärmepumpe weist einen Kältemittelkreislauf auf. Das Wärmepumpensystem weist
zudem einen Verdampfer auf.
[0011] Durch eine korrekte Aufstellung des Wärmepumpensystems bzw. der Wärmepumpe wird eine
obere Seite der Wärmepumpe und eine untere Seite der Wärmepumpe definiert. Insbesondere
weist eine obere Seite des Führungsbereichs in Richtung der oberen Seite der Wärmepumpe
und eine untere Seite des Führungsbereichs in Richtung der unteren Seite der Wärmepumpe.
Weiter weist das Wärmepumpensystem eine Rückseite und eine Vorderseite auf, wobei
eine Rückseite des Führungsbereichs in Richtung der Rückseite der Wärmepumpe weist
und eine Vorderseite des Führungsbereichs in Richtung der Vorderseite der Wärmepumpe.
Ein Verdampfer des Wärmepumpensystems ist an einer Rückseite der Wärmepumpe angeordnet,
wobei dann eine Luftführungsanordnung von einem Verdampfer des Wärmepumpensystems
in Richtung einer Vorderseite des Wärmepumpensystems führt.
[0012] Das Wärmepumpensystem weist weiter einen Führungsbereich, eine Düse und einen Lüfter
auf. Der Führungsbereich ist ausgestaltet, Luft, die durch einen Verdampfer in die
Wärmepumpe gelangt, zumindest teilweise aus der Wärmepumpe zu führen, d.h. in eine
Richtung aus der Wärmepumpe zu führen, wobei der Lüfter ausgestaltet ist, Luft, die
in der Wärmepumpe ist, aus der Wärmepumpe zu transportieren. Insbesondere ist der
Lüfter in der Düse angeordnet.
[0013] Der Führungsbereich ist bevorzugt prismaförmig ausgestaltet und weist wenigstens
sechs Seiten auf. Dabei entsprechen die wenigstens sechs Seiten des Führungsbereichs
einer oberen Seite, einer unteren Seite, einer Vorderseite, einer Rückseite und zwei
seitlichen Teilen des Führungsbereichs. Insbesondere ist der Führungsbereich innerhalb
der Wärmepumpe derart angeordnet, dass die entsprechenden Seiten des Führungsbereichs
den dazugehörigen Seiten der Wärmepumpe entsprechen, d. h., dass eine obere Seite
des Führungsbereichs in Richtung einer oberen Seite der Wärmepumpe zeigt usw.
[0014] Der Führungsbereich ist ein Bereich zwischen dem Verdampfer der Wärmepumpe und dem
Lüfter. Der Führungsbereich wird durch eine Baugruppe definiert, wobei die Baugruppe
den Führungsbereichs an wenigstens drei Seiten des Führungsbereichs begrenzt. Der
Führungsbereich wird weiter an einer vierten Seite des Führungsbereichs durch den
Verdampfer, insbesondere eine Oberfläche des Verdampfers, begrenzt. Der Führungsbereich
ist ausgestaltet, Luft, die aus dem Verdampfer, insbesondere einer Oberfläche des
Verdampfers, gelangt, in Richtung des Lüfters zu führen. Die Benennung der Seiten
des Führungsbereichs als eine erste, zweite, ..., sechste Seite dient lediglich der
Unterscheidung der Seiten des Führungsbereichs und hat darüber hinaus keine Bedeutung
für die jeweilige Seite des Führungsbereichs.
[0015] Der Lüfter ist ausgestaltet, Luft, die aus dem Verdampfer gelangt und in Richtung
des Lüfters geführt wird, durch die Düse zu transportieren. Der Lüfter kann dabei
ein beliebiger, insbesondere bekannter, Lüfter sein, wobei der Lüfter beispielsweise
drei oder vier Lüfterblätter aufweist. Durch den Lüfter, bzw. die Rotation des Lüfters,
wird eine Rotationsachse definiert, um die der Lüfter rotiert. Der Lüfter wird durch
einen Lüftermotor angetrieben, der zum Beispiel in dem Lüfter umfasst ist, d.h. z.B.
in einer Nabe des Lüfters angeordnet sein kann. Alternativ kein der Lüftermotor auch
außerhalb des Lüfters und/oder der Luftführungsanordnung angeordnet sein kann.
[0016] Die Rotationsachse des Lüfters ist zu einem Mittelpunkt einer Oberfläche des Verdampfers,
durch die Luft in die Wärmepumpe gelangt, bevorzugt versetzt angeordnet. Die Oberfläche
des Verdampfers, durch die Luft gelangt, ist die Oberfläche des Verdampfers, die den
Führungsbereich begrenzt. Bevorzugt ist ein Verdampfer, insbesondere die Oberfläche
des Verdampfers, durch die Luft gelangt, rechteckig ausgestaltet. Insbesondere kann
auf der Oberfläche des Verdampfers ein Mittelpunkt definiert werden, der einem geometrischen
Schwerpunkt der die Oberfläche beschreibenden Figur entspricht. Im Fall einer rechteckigen
Oberfläche liegt ein Mittelpunkt auf dem Schnittpunkt der Diagonalen des die Oberfläche
beschreibenden Rechtecks. Durch den Mittelpunkt der Oberfläche des Verdampfers führend
und senkrecht auf der Oberfläche des Verdampfers stehend kann eine Mittelachse definiert
werden. Die Rotationsachse des Lüfters wird als diejenige Achse definiert, um die
der Lüfter rotiert. In einem Fall, in dem die Rotationsachse des Lüfters nicht zu
einem Mittelpunkt der Oberfläche des Verdampfers, durch die Luft in die Wärmepumpe
gelangt, versetzt angeordnet ist, schneidet die Rotationsachse die Oberfläche des
Verdampfers im Mittelpunkt, wobei bevorzugt die Rotationsachse des Lüfters gleich
der Mittelachse der Oberfläche des Verdampfers. In einem Fall, in dem die Rotationsachse
des Lüfters zu dem Mittelpunkt der Oberfläche des Verdampfers, durch die Luft in die
Wärmepumpe gelangt, versetzt angeordnet ist, schneidet die Rotationsachse die Oberfläche
des Verdampfers in irgendeinem Punkt der Oberfläche, der nicht dem Mittelpunkt entspricht.
Es ist bevorzugt, dass bei einer versetzten Anordnung der Rotationsachse zu einem
Mittelpunkt der Oberfläche bzw. eine Mittelachse der Oberfläche die Rotationsachse
und die Mittelachse parallel verlaufen.
[0017] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Rotationsachse des Lüfters seitlich
zu dem Mittelpunkt der Oberfläche des Verdampfers, aus der Luft gelangt, in Richtung
einer der Seitenwände der Wärmepumpe versetzt angeordnet. Dabei weist ein Vektor,
der die seitliche Versetzung definiert, bevorzugt lediglich eine Komponente in Richtung
einer der Seitenwände der Wärmepumpe auf, wobei alternativ der Vektor auch eine weitere
Komponente in eine andere Richtung als der der Seitenwände der Wärmepumpe aufweisen
kann.
[0018] Der Führungsbereich weist einen Einleger auf, wobei der Einleger an einer fünften
Seite des Führungsbereichs angeordnet ist. Wie oben angegeben, weist der Führungsbereich
bevorzugt sechs Seiten auf, wobei jede der sechs Seiten des Führungsbereichs einer
der wenigstens drei Seiten, der vierten Seite, einer fünften Seite oder einer sechsten
Seite entsprechen kann. Der Einleger ermöglicht einen einfachen Aufbau des Führungsbereichs
in Verbindung mit einer gleichmäßigen Durchströmung des Führungsbereichs.
[0019] Bevorzugt ist der Einleger an der unteren Seite des Führungsbereichs angeordnet.
Der Einleger ist ausgestaltet, einen Bereich, der unterhalb einer Luftströmung aus
dem Verdampfer liegt, durch die Ausdehnung des Einlegers auszufüllen. Dies führt zu
einer gleichmäßigen Luftströmung der Luft, die aus dem Verdampfer zu dem Lüfter strömt.
[0020] In einer vorteilhaften Ausgestaltung schließt der Einleger mit dem Verdampfer ab
oder führt der Einleger teilweise an dem Verdampfer entlang. Dadurch können Spalte
oder Lücken zwischen dem Führungsbereich und dem Verdampfer vermieden werden, was
zu einer gleichmäßigen Luftströmung der Luft aus dem Verdampfer zu dem Lüfter führt.
Beispielsweise weist der Einleger einen rechteckigen Querschnitt parallel zu einer
Seite des Führungsbereichs bzw. der Wärmepumpe auf, d.h. der Einleger weist einen
geraden Abschluss in Richtung des Verdampfers auf, wobei dann eine obere Kante des
Einlegers mit einer unteren Kante des Verdampfers, insbesondere einer unteren Kante
der Oberfläche des Verdampfers, aus der Luft gelangt, abschließt. Alternativ ragt
der Einleger unter den Verdampfer, d. h. der Einleger weist einen viereckigen Querschnitt
mit einem dreieckigen Ausläufer auf, wobei dann eine obere Ecke des Einlegers mit
einer unteren Kante des Verdampfers, insbesondere einer unteren Kante der Oberfläche
des Verdampfers, abschließt und der dreieckige Ausläufer unter den Verdampfer ragt
bzw. teilweise an dem Verdampfer entlangführt.
[0021] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Einleger
einen EPS oder EPP Einleger, wobei bevorzugt der Einleger aus EPS oder EPP besteht.
Alternativ kann der Einleger auch mit einer EPS oder EPP Schicht beschichtet sein.
[0022] Der Führungsbereich ist bevorzugt ausgestaltet, mit dem Verdampfer abzuschließen.
Der Führungsbereich umfasst bevorzugt drei Wände, wobei wenigstens eine Wand der drei
Wände eine Öffnung für den Lüfter aufweist. Weiter bevorzugt umfasst der Führungsbereich
an der Wand, die die Öffnung für den Lüfter aufweist, zwei Seitenwände, wobei bevorzugt
die zwei Seitenwände ausgestaltet sind, mit dem Verdampfer abzuschließen. Beispielsweise
umfasst der Verdampfer Lamellen, wobei dann der Führungsbereich ausgestaltet ist,
mit den Lamellen des Verdampfers abzuschließen bzw. die Wände, bevorzugt die Seitenwände,
des Führungsbereichs, ausgestaltet sind, mit den Lamellen des Verdampfers abzuschließen.
Die Wände des Führungsbereichs sind jeweils bevorzugt ebenausgestaltet, was eine einfache
Herstellung des Führungsbereichs ermöglicht.
[0023] In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Führungsbereichs an einer sechsten
Seite durch einen Deckel begrenzt, besonders bevorzugt ist die sechste Seite eine
obere Seite des Führungsbereichs.
[0024] Weiter ist bevorzugt, dass ein Querschnitt des Führungsbereichs trapezförmig ist.
Dabei ist vorzugsweise der Querschnitt des Führungsbereichs parallel zu einer unteren
Seite des Führungsbereichs bzw. einer Bodenplatte der Wärmepumpe trapezförmig. In
einem Beispiel reicht der Führungsbereich mit einer Ecke des Trapezes/einer Kante
des Führungsbereichs bis zu einer Seitenplatte der Wärmepumpe.
[0025] Vorzugsweise weist der Führungsbereich zumindest teilweise eine Blechbaugruppe auf.
[0026] Weiter weist der Führungsbereich vorzugsweise eine Wand auf, die die Düse hält. Insbesondere
entspricht diese Wand einer Wand mit einer Öffnung für den Lüfter. Die Wand des Führungsbereichs
kann auch als eine Zwischenwand verstanden werden, die innerhalb der Wärmepumpe angeordnet
ist. In einer bevorzugten Variante der obigen Ausgestaltung ist die Wand des Führungsbereichs
mit dem Lüfter verbunden. Die obige Variante kann vorteilhafterweise so ausgeführt
werden, dass die Wand, d. h. die Zwischenwand, über ein Haltegitter mit dem Lüfter
verbunden ist. Dabei kann das Haltegitter beispielsweise drei oder vier radiale Streben
umfassen und/oder drei, vier oder fünf tangentiale Streben. Die radialen Streben und/oder
die tangentialen Streben können als Doppeltstreben ausgestaltet sein. In einer bevorzugten
Ausführungsform ist der Führungsbereich durch zwei Seitenwände, eine Zwischenwand
mit einer Öffnung für den Lüfter, einen Einleger, einen Deckel und eine Oberfläche
des Verdampfers, aus der Luft in die Wärmepumpe gelangt, definiert bzw. begrenzt.
[0027] In einer bevorzugten Ausführungsform gilt für einen Kopfspalt d zwischen dem Lüfter
und der Düse 4 ≤ d ≤ 25 mm. Ein Kopfspalt d zwischen dem Lüfter und der Düse entspricht
einem minimalen Abstand zwischen einer Innenoberfläche der Düse und einem äußeren
Rand des Lüfters. Besonders bevorzugt gilt für den Kopfspalt d 8 ≤ d ≤ 12 mm. Ein
derartiger Kopfspalt verhindert ein Anstoßen des Lüfters bzw. der Lüfterblätter an
gefrorenem Eis an der Innenoberfläche der Düse und gewährleistet gleichzeitig eine
gleichmäßige Luftströmung durch die Düse.
[0028] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Wärmepumpensystem weiter
einen Lüfterraum auf, der auf einer dem Führungsbereich abgewandten Seite des Lüfters
angeordnet ist. Dadurch ist der Lüfter mit der Düse innerhalb der Wärmepumpe vorgesehen
und grenzt von der einen Seite an den Führungsbereich und von der anderen Seite an
den Lüfterraum, eine derartige Anordnung schützt den Lüfter vor äußeren Einflüssen
bzw. schützt Personen in der Nähe der Wärmepumpe vor dem Lüfter.
[0029] Der Lüfterraum wird bevorzugt zumindest durch eine Seitenwand des Wärmepumpensystems
und eine Bodenplatte das Wärmepumpensystem begrenzt. Weiter ist bevorzugt eine zusätzliche
Zwischenwand vorgesehen, die zusätzlich den Lüfterraum begrenzt. Zusätzlich oder alternativ
ist ein Ausblasgitter vorgesehen, das bevorzugt an einer Vorderseite des Wärmepumpensystems
angeordnet ist, wobei der Lüfterraum dann zusätzlich oder alternativ durch das Ausblasgitter
begrenzt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Lüfterraum durch die Bodenplatte
der Wärmepumpe, eine Seitenwand der Wärmepumpe, einen Deckel der Wärmepumpe, eine
zusätzliche Zwischenwand innerhalb der Wärmepumpe, den Lüfter bzw. die Düse und das
Ausblasgitter definiert bzw. begrenzt.
[0030] Erfindungsgemäß wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Wärmepumpensystem
für eine Außenaufstellung mit einem Kältemittelkreislauf vorgeschlagen, wobei das
Wärmepumpensystem einen Verdampfer, einen Führungsbereich, eine Düse und einen Lüfter
aufweist, wobei der Führungsbereich durch eine Baugruppe an wenigstens drei Seiten
des Führungsbereichs und durch den Verdampfer an einer vierten Seite des Führungsbereichs
begrenzt ist und ausgestaltet ist, Luft, die aus dem Verdampfer gelangt, in Richtung
des Lüfters zu führen, wobei der Lüfter ausgestaltet ist, Luft, die aus dem Verdampfer
gelangt und in Richtung des Lüfters geführt wird, durch die Düse zu transportieren
und wobei an einer fünften Seite des Führungsbereichs ein Einleger angeordnet ist.
[0031] Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von den in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispielen weiter illustriert und erläutert. Hierbei zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung zur Illustration eines ersten Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Luftführungsanordnung,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung zur Illustration des ersten Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Luftführungsanordnung ohne Lüfter aus einer anderen Perspektive,
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung zur Illustration eines ersten Ausführungsbeispiels eines
Wärmepumpensystems ohne Ausblasgitter,
- Fig. 4
- eine schematische Darstellung zur Illustration eines ersten Ausführungsbeispiels des
Einlegers,
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung zur Illustration eines zweiten Ausführungsbeispiels
des Einlegers und
- Fig. 6a bis 6c
- schematische Darstellungen zur Illustration verschiedener Ausführungsbeispiele eines
Kopfspaltes zwischen dem Lüfter und der Düse.
[0032] In den beiliegenden Zeichnungen sowie den Erläuterungen zu diesen Zeichnungen sind
einander entsprechende bzw. in Beziehung stehende Elemente - soweit zweckdienlich
- mit jeweils entsprechenden oder ähnlichen Bezugszeichen gekennzeichnet, auch wenn
sie in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen zu finden sind.
[0033] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung zur Illustration eines ersten Ausführungsbeispiels
der Luftführungsanordnung 100. Insbesondere ist die Luftführungsanordnung 100 für
eine Wärmepumpe, d.h. ein Wärmepumpensystem, vorgesehen. Die Wärmepumpe, d.h. das
Wärmepumpensystem, weist zumindest einen Verdampfer 120 an einer Rückseite der Wärmpumpe,
und eine Bodenplatte 110 an einer unteren Seite der Wärmepumpe auf. Durch ein korrektes
Aufstellen der Wärmepumpe wird für die Luftführungsanordnung eine obere Seite und
eine untere Seite definiert. Weiter weistdie Wärmepumpe eine Vorderseite und zwei
Seitenwände auf. Die Luftführungsanordnung und der Führungsbereich weisen jeweils
entsprechend eine obere Seite, eine untere Seite, eine Vorderseite, eine Rückseite
und zwei Seitenwände auf. Die Luftführungsanordnung 100 weist einen Führungsbereich
130, eine Düse 150 und einen Lüfter 140 auf. Der Lüfter 140 ist in Richtung einer
Vorderseite der Wärmepumpe angeordnet.
[0034] Der Führungsbereich 130 wird durch eine Baugruppe 160 an wenigstens drei Seiten des
Führungsbereichs 130 und durch den Verdampfer 120 an einer vierten Seite des Führungsbereichs
130 begrenzt. Der Führungsbereich 130 ist ausgestaltet ist, Luft, die aus dem Verdampfer
120, insbesondere einer Oberfläche des Verdampfers 120, gelangt, in Richtung des Lüfters
140 zu führen. Der Lüfter 140 ist ausgestaltet, Luft, die aus dem Verdampfer 120 gelangt
und in Richtung des Lüfters 140 geführt wird, durch die Düse 150 zu transportieren.
Die Luftführungsanordnung 100 ist derart angeordnet, dass eine Rotationsachse des
Lüfters 140 zu einem Mittelpunkt einer Oberfläche des Verdampfers 130, durch die Luft
gelangt, d.h. zu einer Mittelachse senkrecht zu der Oberfläche des Verdampfers 130,
durch die Luft gelangt, versetzt angeordnet ist. Insbesondere ist die Rotationsachse
des Lüfters 140 seitlich zu dem Mittelpunkt der Oberfläche des Verdampfers 130, aus
der Luft gelangt, in Richtung einer der Seitenwände der Wärmepumpe versetzt angeordnet.
"Seitlich versetzt angeordnet" bedeutet hier also in Richtung einer Seite der Wärmepumpe
versetzt angeordnet.
[0035] An einer fünften Seite des Führungsbereichs 130 ist ein Einleger angeordnet ist,
der in Fig. 1 nicht zu sehen ist, da er durch die Baugruppe 160 verdeckt wird. D.h.
der Führungsbereich 130 wird wenigstens durch die Baugruppe 160, den Verdampfer 120
und den Einleger begrenzt. Weiter kann der Führungsbereich 130 einen Deckel 170 aufweisen.
Der Einleger ist bevorzugt an einer unteren Seite des Führungsbereichs 130 angeordnet.
[0036] Der Führungsbereich 130 schließt in der gezeigten Ausführungsform mit dem Verdampfer
120 ab, insbesondere schließen Wände des Führungsbereichs 130 mit dem Verdampfer 120
ab. An einer Oberfläche des Verdampfers 120, aus der Luft gelangt, sind Lamellen angeordnet,
wobei der Führungsbereich 130, insbesondere die Wände des Führungsbereichs 130, mit
den Lamellen des Verdampfers 120, abschließt.
[0037] Der Querschnitt des Führungsbereichs 130, insbesondere entlang einer Ebene parallel
zu einer unteren Seite des Führungsbereichs bzw. der Bodenplatte 110 ist hier trapezförmig
ausgeführt. Insbesondere entspricht der Führungsbereich 130 zumindest teilweise einer
Blechbaugruppe. Der Führungsbereich 130 umfasst eine Wand 180, die die Düse 150 hält.
[0038] Insbesondere ist die Wand 180 mit dem Lüfter 140 verbunden. In der gezeigten Ausführungsform
ist die Wand 180 über ein Haltegitter 190 mit dem Lüfter 140 verbunden, wobei das
Haltegitter 190 in dieser Ausführungsform vier radiale Streben umfasst und vier tangentiale
Streben, wobei die tangentialen Streben in der gezeigten Ausführungsform als Doppelstreben
ausgestaltet sind.
[0039] Die erfindungsgemäße Luftführungsanordnung 100 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, für eine
Luft/Wasser-Wärmepumpe für eine Außenaufstellung mit einem Kältekreislauf vorgesehen.
Die Luft/Wasser-Wärmepumpe umfasst weiter einen Lüfterraum 210, wobei der Lüfterraum
210 zumindest durch eine Seitenwand der Wärmepumpe (nicht gezeigt) und die Bodenplatte
110 der Wärmepumpe begrenzt ist. Weiter ist der Lüfterraum 210 durch ein Ausblasgitter,
das in Fig. 1 nicht gezeigt ist, begrenzt. Zudem ist der Lüfterraum 210 in der gezeigten
Ausführungsform durch eine der Seitenwand der Wärmepumpe gegenüberliegenden zusätzliche
Zwischenwand begrenzt.
[0040] Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung zur Illustration des ersten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Luftführungsanordnung ohne Lüfter aus einer anderen Perspektive.
Insbesondere wird in Fig. 2 der Führungsbereich 130 der Luftführungsanordnung 100
mit dem Verdampfer 120 gezeigt, wobei der Führungsbereich 130 von einer Vorderseite
der Wärmepumpe aus vor dem Verdampfer 120 vorgesehen ist.
[0041] Der Führungsbereich 130 weist eine Baugruppe auf, die den Führungsbereich 130 an
wenigstens drei Seiten des Führungsbereichs 130 begrenzt, wobei die Baugruppe zwei
Seitenwandteile 220 und eine Wand 180 mit einer Öffnung 230, insbesondere runden Öffnung,
aufweist. Die Seitenwandteile 220 sind an einer Seite des Führungsbereichs 130 bzw.
der Luftführungsanordnung angeordnet, wobei die Wand 180 an einer Vorderseite des
Führungsbereichs 130 angeordnet ist. Die Wand 180 ist zusammen mit dem Lüfter und
der Düse (beides in Fig. 2 nicht gezeigt) innerhalb der Wärmepumpe angeordnet.
[0042] In Fig. 2 ist ein Deckel des Führungsbereichs 130 nicht gezeigt, so dass in Fig.
2 der Verdampfer 120, insbesondere die Oberfläche 250 des Verdampfers 120, durch die
Luft gelangt, gut zu erkennen ist. Weiter ist in Fig. 2 zumindest ein Teil eines Einlegers
240 durch die Öffnung 230 der Wand 180 zu sehen. Der Querschnitt des Führungsbereichs
130 parallel zu einer unteren Seite des Führungsbereichs 130 bzw. einer Bodenplatte
110 ist trapezförmig ausgestaltet, insbesondere berührt eine Kante des Führungsbereichs
130 bzw. eine Ecke des den Querschnitt beschreibenden Trapezes die Seitenwand der
Wärmepumpe, die in Fig. 2 recht angeordnet wäre aber nicht gezeigt ist.
[0043] Weiter ist in Fig. 2 ein Bereich 260 gezeigt, in dem bevorzugt der Kältekreis der
Wärmepumpe angeordnet ist.
[0044] Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung zur Illustration eines ersten Ausführungsbeispiels
eines Wärmepumpensystems 200. Das Wärmepumpensystem 200 ist in Fig. 3 nur teilweise
zu sehen. Das Wärmepumpensystem 200 weist ein Gehäuse auf, wobei das Gehäuse der Wärmepumpe,
d.h. des Wärmepumpensystems 200, zumindest eine Bodenplatte 110 und einen Deckel 310
umfasst. Weiter umfasst das Gehäuse der Wärmepumpe bevorzugt ein Ausblasgitter, das
in Fig. 3 zur besseren Sichtbarkeit der Luftführung nicht gezeigt ist. Auch ist in
Fig. 3 eine Halterung des Lüfters 140, die zum Beispiel durch ein Haltegitter realisiert
sein kann, nicht gezeigt. In Fig. 3 ist hinter dem Lüfter 140 der Verdampfer 120 mit
Lamellen 320 zu erkennen. Weiter ist eine Seitenwand 220 des Führungsbereichs 130
gezeigt, sowie die Wand 180, die die Düse 150 mit dem Lüfter 140 hält. Zudem ist rechts
in Fig. 3 eine Seitenwand der Wärmepumpe zu erkennen.
[0045] Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung zur Illustration eines ersten Ausführungsbeispiels
des Einlegers. Insbesondere ist in Fig. 4 ein Querschnitt eines erfindungsgemäßen
Einlegers 410 gezeigt, der in bzw. an dem Führungsbereich 130 angeordnet ist und den
Führungsbereich 130 an einer unten Seite des Führungsbereichs 130 begrenzt. Auf einer
linken Seite in Fig. 4 ist ein Teil der Wand 180 gezeigt und auf einer rechten Seite
in Fig. 4 ein Teil des Verdampfers 120, insbesondere ein Teil der Lamellen 320. Der
Einleger 410 schließt mit dem Verdampfer 120 an einer unteren Kante des Verdampfers
120 ab. Der Einleger 410 führt teilweise entlang des Verdampfers 120, d.h. der Einleger
410 ragt in der gezeigten Ausführungsform unter den Verdampfer 120. Hierfür ist für
den Einleger 410 an einem Ende des Einlegers, das zu einer Rückseite der Wärmepumpe
zeigt, ein dreieckiger Ausläufer vorgesehen. Der Einleger 410 ist bevorzugt ein EPS-Einleger.
[0046] Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung zur Illustration eines zweiten Ausführungsbeispiels
Einlegers. Auch in Fig. 5 ist auf einer linken Seite die Wand 180 und auf einer rechten
Seite der Verdampfer 120 mit den Lamellen 320 gezeigt. In Fig. 5 weist der Einleger
510 einen geraden Abschluss an dem Ende auf, das zu einer Rückseite der Wärmepumpe
zeigt, d.h. der Einleger 510 ist im Querschnitt rechteckig ausgestaltet. Auch der
Einleger 510 schließt mit dem Verdampfer 120, insbesondere einer unteren Kante des
Verdampfers 120, ab.
[0047] Fig. 6a bis 6c zeigen schematische Darstellungen zur Illustration verschiedener Ausführungsbeispiele
eines Kopfspaltes zwischen dem Lüfter und der Düse. Der Kopfspalt ist ein minimaler
Abstand zwischen dem Lüfter 140 und der Düse 150, die in der Wand 180 gehalten wird,
unabhängig von einer Position des Lüfters während seiner Drehbewegung.
[0048] In Fig. 6a ist ein Kopfspalt von 3,5 mm gezeigt, in Fig. 6b ein Kopfspalt von 7,4
mm und in Fig. 6c ein Kopfspalt von 11,6 mm. Je größer der Kopfspalt gewählt wird,
desto besser kann ein Anschlagen des Lüfters an an der Düse festgefrorenem Eis verhindert
werden, desto geringer wird aber auch die Effizienz des Lüfters. Bevorzugt ist der
Kopfspalt d zwischen dem Lüfter 140 und der Düse 150 größer gleich 4 mm und kleiner
gleich 25 mm, besonders bevorzugt größer gleich 8mm und kleiner gleich 12 mm. Dies
ermöglicht ein Verhindern bzw. ein Verringern der Wahrscheinlichkeit, dass der Lüfter
an an der Düse festgefrorenem Eis anschlägt und eine genügende Efiizienz des Lüfters
zum Transportieren von Luft aus der Wärmepumpe.
[0049] Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils
in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben
- ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig
möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe
aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
[0050] Es folgen weitere Überlegungen zu der Erfindung:
Es ist gewünscht, eine Luftführung bereitzustellen, die leicht hergestellt werden
kann, leicht montiert werden kann und geringe Strömungsgeräusche aufweist. Außerdem
soll sichergestellt werden, dass der Verdampfer gleichmäßig durchströmt wird. Ein
bekanntes Problem aus der Vergangenheit ist Eisbildung in der Lüfterdüse. Der Lüfter
schlägt in dem Fall am besagten Eis an und sorgt so für unangenehme Geräusche.
[0051] Es ist bekannt, eine Luftführung und Lüfterdüse aus EPS (Expandiertes Polystyrol)
zu verwenden. Diese Luftführung in Form eines großen EPS Teils verbindet den Verdampfer
und das Luftausblasgitter und beinhaltet auch den Lüfter. Aus diesem Aufbau sind die
Probleme mit der Eisbildung im Lüfter bekannt. Um diese Probleme zu verringern, wird
dort ein spezieller Lack auf die EPS Oberfläche aufgetragen. Es kann auch eine Halbdüse
vorhanden sein, welche zwischen Lüfter und Luftaustrittsgitter sitzt. Der restliche
Bereich der Luftführung ist sehr offen gestaltet. Der Lüfter hängt an einer Stütze,
welche mittig hinter dem Lüfter im Luftstrom steht. Teilweise werden auch Heizungen
für die Lüfterdüse verbaut, welche die Eisbildung verhindern sollen.
[0052] Die vorliegende Erfindung erzielt wenigstens einen der folgenden Effekte: geringe
Herstellungskosten, einfache Montage, geringer Schallpegel, gleichmäßige Verdampferdurchströmung
und Eisbildung in der Düse.
[0053] Die erfindungsgemäße Lösung sieht bevorzugt vor, die Luftführung als Blechbaugruppe
zu gestalten. Dabei sind Bleche an den Verdampfer geschraubt und übernehmen die Luftführung
bis zum Lüfter. Rechts und links vom Verdampfer sind bevorzugt keine Freiräume vorhanden.
Stattdessen schließen die Führungsbleche plan mit den Endlamellen des Verdampfers
ab. Dies verhindert eine Wirbelbildung an den Seiten. Die gesamte Luftführung ist
leicht nach rechts verschoben, um dem Kältekreis in der linken Hälfte mehr Platz zur
Verfügung zu stellen. Trotz des negativen Einflusses auf die Luftverteilung über den
Verdampfer ist dieser Schritt sinnvoll, um die Gerätegröße zu minimieren.
[0054] Beispielsweise kann die Luftführung für einen 630er Lüfter vorgesehen sein. Andere
Varianten mit anderen Lüftergrößen sind möglich, genau wie eine Version mit höherem
Verdampfer und/oder mehreren, gestapelten Lüftern.
[0055] Am Boden des Führungsbereichs liegt zusätzlich ein Einleger, der bevorzugt einen
EPS Einleger umfasst. Dieser verhindert, dass dort ein Wirbel entsteht. Außerdem wird
der Bereich zwischen Verdampfer und Bodenplatte verschlossen, wodurch die Luftverteilung
verbessert wird. Der Einleger kann entweder bündig mit einem geraden Abschluss oder
mit einem dreieckigen Ausläufer unter dem Verdampfer ausgeführt werden. Die Version,
welche unter den Verdampfer ragt, sorgt im Gegensatz zur anderen Version für eine
etwas bessere Verteilung über dem Verdampfer, kann dafür aber zu Problemen durch Vereisung
führen. Im Abtaumodus der Wärmepumpe tropft dort Wasser drauf, welches bei niedrigen
Temperaturen anfrieren kann. Durch den steilen Winkel des Dreiecks wird dies zumindest
teilweise verhindert. Die Version mit geradem Abschluss hat dieses Problem nicht,
dort muss dafür die schlechtere Luftverteilung in Kauf genommen werden.
[0056] Die Düse wird bevorzugt an die Zwischenwand geschraubt, welche mit dem Verdampfer
verbunden ist. Neben der Luftführung dient sie auch als Halterung für den Lüfter.
Dieser ist in einem Ausführungsbeispiel mit einem Haltegitter angeschraubt. Zur Minimierung
von Strömungsgeräuschen ist das Haltegitter möglichst offen gestaltet. Zusätzlich
dazu kann auch ein Deckel für die Luftführung vorgesehen sein, welcher den Führungsbereich
zwischen Lüfter und Verdampfer nach oben abdeckt. Auch hier schließt das Blech bevorzugt
direkt mit dem Verdampfer ab, um einen Hohlraum, und somit die Bildung von Wirbeln,
zu verhindern.
[0057] Ein wichtiges Thema der Düse ist die Eisbildung auf deren Oberfläche und damit die
Störgeräusche, welche entstehen, wenn der Lüfter an das Eis anschlägt. Dieses Problem
kann bevorzugt gelöst werden, indem der Kopfspalt vergrößert wird. Der Kopfspalt ist
der Abstand zwischen dem äußersten Punkt des Lüfters und der Lüfterdüse. Wird dieser
vergrößert, kann sich dennoch etwas Eis bilden, der Lüfter schlägt jedoch nicht direkt
am Eis an. Zu groß darf der Kopfspalt auch nicht werden, denn durch den Kopfspalt
wird die Effizienz der Düse beeinflusst. Je größer der Kopfspalt, desto geringer die
Effizienz. Die Düse hat bevorzugt einen Kopfspalt von ~4 mm, eine Vergrößerung ist
hier bis 25 mm denkbar. Als besonders bevorzugt werden ~8 mm bis ∼12 mm angesehen.
Hiermit wird erreicht, dass eine Eisbildung keine oder zumindest geringere Geräusche
verursacht, gleichzeit wird die Effizienz nicht zu stark beeinflusst. Durch diesen
Schritt kann eine Düsenheizung gespart werden. Außerdem muss die Düse nicht lackiert
werden, was bei den bisherigen EPS Düsen der Fall ist.
[0058] Der Bereich zwischen Lüfter und Ausblasgitter der Wärmepumpe ist bevorzugt offen
gestaltet, d.h. es sind keine oder wenige Führungsbleche vorhanden. Da vorzugsweise
ein großflächiges Ausblasgitter vorgesehen ist, ist das auch nicht erforderlich.
[0059] Die Erfindung betrifft ein Wärmepumpensystem für eine Außenaufstellung mit einem
Kältemittelkreislauf, wobei das Wärmepumpensystem einen Verdampfer, einen Führungsbereich,
eine Düse und einen Lüfter aufweist. Der Führungsbereich ist durch eine Baugruppe
an wenigstens drei Seiten des Führungsbereichs und durch den Verdampfer an einer vierten
Seite des Führungsbereichs begrenzt und ist ausgestaltet, Luft, die aus dem Verdampfer
gelangt, in Richtung des Lüfters zu führen. Der Lüfter ist ausgestaltet, Luft, die
aus dem Verdampfer gelangt und in Richtung des Lüfters geführt wird, durch die Düse
zu transportieren, wobei eine Rotationsachse des Lüfters zu einem Mittelpunkt einer
Oberfläche des Verdampfers, durch die Luft gelangt, versetzt angeordnet ist. An einer
fünften Seite des Führungsbereichs ist ein Einleger angeordnet. Dieses Wärmepumpensystem
ermöglicht eine platzsparende und effiziente Luftführung der Luft, die aus dem Verdampfer
aus dem Wärmepumpensystem geleitet wird.
1. Wärmepumpensystem (200) für eine Außenaufstellung mit einem Kältemittelkreislauf,
wobei das Wärmepumpensystem einen Verdampfer (120), einen Führungsbereich (130), eine
Düse (150) und einen Lüfter (140) aufweist,
wobei der Führungsbereich (130) durch eine Baugruppe (160) an wenigstens drei Seiten
des Führungsbereichs (130) und durch den Verdampfer (120) an einer vierten Seite des
Führungsbereichs (130) begrenzt ist und ausgestaltet ist, Luft, die aus dem Verdampfer
(120) gelangt, in Richtung des Lüfters (140) zu führen,
wobei der Lüfter (140) ausgestaltet ist, Luft, die aus dem Verdampfer (120) gelangt
und in Richtung des Lüfters (140) geführt wird, durch die Düse (150) zu transportieren,
wobei eine Rotationsachse des Lüfters (140) zu einem Mittelpunkt einer Oberfläche
des Verdampfers (120), durch die Luft gelangt, versetzt angeordnet ist und
wobei an einer fünften Seite des Führungsbereichs (130) ein Einleger (240, 410, 510)
angeordnet ist.
2. Wärmepumpensystem (200) nach Anspruch 1, wobei das Wärmepumpensystem eine obere Seite
und eine untere Seite aufweist, wobei der Führungsbereich (130) in Richtung der oberen
Seite des Wärmepumpensystems eine obere Seite aufweist und in Richtung der unteren
Seite des Wärmepumpensystems eine untere Seite aufweist, wobei der Einleger (240,
410, 510) an der unteren Seite des Führungsbereichs (130) angeordnet ist.
3. Wärmepumpensystem (200) nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der Einleger (240,
410, 510) mit dem Verdampfer (120) abschließt oder an dem Verdampfer (120) teilweise
entlang führt, insbesondere unter den Verdampfer (120) ragt.
4. Wärmepumpensystem (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Einleger (240,
410, 510) einen EPS Einleger umfasst.
5. Wärmepumpensystem (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Einleger (240,
410, 510) einen geraden Abschluss in Richtung des Verdampfers (120) oder einen dreieckigen
Ausläufer entlang einer Seite des Verdampfers (120) aufweist.
6. Wärmepumpensystem (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verdampfer
(120) an einer Rückseite des Wärmepumpensystems angeordnet ist und der Lüfter (140)
in Richtung einer Vorderseite des Wärmepumpensystems angeordnet ist, wobei das Wärmepumpensystem
zwei Seitenwände aufweist und wobei die Rotationsachse des Lüfters (140) seitlich
zu dem Mittelpunkt der Oberfläche des Verdampfers (120), aus der Luft gelangt, in
Richtung einer der Seitenwände versetzt angeordnet ist.
7. Wärmepumpensystem (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Führungsbereich
(130) ausgestaltet ist, insbesondere Wände des Führungsbereichs (130) ausgestaltet
sind, mit dem Verdampfer (120) abzuschließen.
8. Wärmepumpensystem (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verdampfer
(120) Lamellen (320) aufweist und wobei der Führungsbereich (130) ausgestaltet ist,
insbesondere Wände des Führungsbereichs (130) ausgestaltet sind, mit den Lamellen
(320) des Verdampfers (120) abzuschließen.
9. Wärmepumpensystem (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Führungsbereich
(130) an einer sechsten Seite durch einen Deckel (170) begrenzt wird.
10. Wärmepumpensystem (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Querschnitt
des Führungsbereichs (130) trapezförmig ist.
11. Wärmepumpensystem (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Führungsbereich
(130) zumindest teilweise eine Blechbaugruppe aufweist.
12. Wärmepumpensystem (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Führungsbereich
(130) eine Wand (180) umfasst, die die Düse (150) hält.
13. Wärmepumpensystem (200) nach Anspruch 12, wobei die Wand (180) mit dem Lüfter (140)
verbunden ist.
14. Wärmepumpensystem (200) nach Anspruch 13, wobei die Wand (180) über ein Haltegitter
(190) mit dem Lüfter (140) verbunden ist, wobei bevorzugt das Haltegitter (190) drei
oder vier radiale Streben umfasst und/oder drei, vier oder fünf tangentiale Streben.
15. Wärmepumpensystem (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei für einen Kopfspalt
d zwischen dem Lüfter (140) und der Düse (150) 4 ≤ d ≤ 25 mm gilt, bevorzugt 8 ≤ d
≤ 12 mm.
16. Wärmepumpensystem (200) nach einem der vorherigen Ansprüche, das weiter einen Lüfterraum
(210) umfasst, der auf einer dem Führungsbereich (130) abgewandten Seite des Lüfters
(140) angeordnet ist.
17. Wärmepumpensystem (200) nach Anspruch 16, wobei der Lüfterraum (210) zumindest durch
eine Seitenwand des Wärmepumpensystems (200) und eine Bodenplatte (110) des Wärmepumpensystems
(200) begrenzt ist.
18. Wärmepumpensystem (200) nach einem der Ansprüche 16 und 17, wobei der Lüfterraum (210)
weiter durch ein Ausblasgitter begrenzt ist.
19. Luftführungsanordnung (100) für eine Wärmepumpe mit einem Verdampfer (120), wobei
die Luftführungsanordnung (100) einen Führungsbereich (130), eine Düse (150) und einen
Lüfter (140) aufweist,
wobei der Führungsbereich (130) durch eine Baugruppe an wenigstens drei Seiten des
Führungsbereichs (130) und durch den Verdampfer (120) an einer vierten Seite des Führungsbereichs
(130) begrenzt ist und ausgestaltet ist, Luft, die aus dem Verdampfer (120) gelangt,
in Richtung des Lüfters (140) zu führen,
wobei der Lüfter (140) ausgestaltet ist, Luft, die aus dem Verdampfer (120) gelangt
und in Richtung des Lüfters (140) geführt wird, durch die Düse (150) zu transportieren,
wobei eine Rotationsachse des Lüfters (140) zu einem Mittelpunkt einer Oberfläche
des Verdampfers (120), durch die Luft gelangt, versetzt angeordnet ist und
wobei an wenigstens einer fünften Seite des Führungsbereichs (130) ein Einleger (240,
410, 510) vorgesehen ist.