DE3219450A1

DE3219450A1 - Waermepumpen-einbauteil fuer gebaeudeoeffnungen, insbesondere fenster und tueren, auch von fahrzeugen oder dergl.

Info

Publication number: DE3219450A1
Application number: DE19823219450
Authority: DE
Inventors: Johann B. 6530 Bingen Pfeifer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-05-24
Filing date: 1982-05-24
Publication date: 1984-01-12
Also published as: DE3219450C2

Description

Wärmepumpen-Einbauteil für Gebäudeöffnurigen,
insbesondere Fenster und Türen, auch von Fahrzeugen oder dergl.
Die Erfindung betrifEt ein Wärmepumpen-Einbauteil für -öffnungen, auch von Gebäude Fahrzeugen @.dergl., wobei bei einem Fenster /vorgesehen sind, wenigstens zwei Scheiben die voneinander im Abstand angeordnet sind und zwischen sich einen Luftkanal bilden, der am einen Ende mindestens eine Lufteinlaßöffnung zur Außenatmosphäre hat, so daß Zuluft durch den Luftkanal hindurchströmen kann.
Aus der DE-OS 30 22 522 ist bereits ein Fenster bekannt, das eine in einem Fensterrahmen im Abstand von einer ersten Scheibe angeordnete äußere zweite Scheibe besitzt.
Am unteren Rand des Fensterrahmens ist eine Lufteintrittsöffnung vorhanden, die in den einen Luftkanal bildenden Zwischenraum zwischen den beiden Scheiben mündet Im oberen Rand des Fensterrahmens befindet sich eine Luftaustrittsöffnung, in der ein Wärmetauscher angeordnet ist, der der den Luftkanal zwischen den beiden Scheiben durchströmenden Luft die in dieser aufgenommene Wärme entzieht.
Mit diesem Fenster ist es möglich, die durch die Fensterfläche nach außen entweichende Raumwärme weitgehend für die Beheizung des Innenraums rückzugewinnen.
Bei einem anderen, aus der DE-OS 30 29 527, bekannten Fenster wird der Wärmetauscher mit zusätzlichen Wärmetauscherelementen ausgestattet, die in einem oberhalb des Luftkanals angeordneten Abluftkanal angebracht sind, so daß auch die in der Abluft enthaltene Wärme zur Aufheizung der Zuluft ausgenutzt werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Fenster der eingangs genannten Art zu schaffen, das nicht nur wärmeverlustfrei ist, sondern Wärme dazugewinnt, rückgewinnt, Wärme zur Beheizung abgibt und somit ein komplettes Heizsystem darstellt.
Diese Aufgabe wird bei einem Fenster nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am anderen Ende des Lüftkanales mindestens ein Verdampfer, ein Kondensator, ein Verdichter und ein Entspannungsventil in einem Kältemittelkreis vorgesehen sind, die mit jeweils einem Fenster zu einem vollständigen Wärmefenster-Bausatz integeriert sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine weitere Scheibe den Luftkanal auf der Seite des Innenraumes bis in den Bereich des unteren Fensterrahmens fortsetzt. Bei dieser Ausführungsform strömt dann die Zuluft zunächst zwischen der äußeren Scheibe und der mittleren Scheibe im Luftkanal nach oben zum Verdampfer und zum Quer lüfter und wird anschließend von dort zwischen der mittleren Scheibe und der inneren Scheibe durch den Luftkanal wieder nach unten zum Kondensator geleitet.
Es ist aber auch möglich, diese weitere Scheibe wegzulassen, so daß die Zuluft über den am oberen Blendrahmen vorgesehenen Kondensator an den Innenraum abgegeben wird.
In jedem Fall wird also die Zuluft über einen Kondensator dem Innenraum zugeführt.
Die Erfindung ermöglicht einen extrem hohen Wirkungsgrad bei der Ausnutzung der über die Fensterfläche entweichenden Wärmeenergie. Diese Wärmeenergie wird nämlich von der durch den Luftkanal nach oben und ggfs. auch nach unten strömenden Zuluft aufgenommen, wodurch sich die Zuluft erwärmt. Die dadurch in der Zuluft enthaltene Wärmeenergie wird auf den Verdampfer übertragen, vom Verdichter auf ein höheres Niveau gebracht und vom Kondensator in den Innenraum abgegeben, wobei der Querlüfter sowohl die Luft durch den Verdampfer ansaugt als auch durch den Kondensator in den Innenraum drückt.
Alle für den Kältemittelkreislauf notwendigen Teile sind so entweder im Fensterrahmen und am bzw. im Blendrahmen'oder in dessen Nähe untergebracht.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Wärmepumpen-Einbauteil am Beispiel eines Fensters und Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindengsgemäßen Wärmepumpen-Einbauteiles in Form eines Fensters.
Fig. 1 zeigt zwischen einem Außenraum 1 und einem Innenraum 2 ein Fenster 3 aus einer äußeren Scheibe 4, einer mittleren Scheibe 5 und einer inneren Scheibe 6 und aus einem Fensterrahmen 7, in den die Scheiben 4, 5 und 6 eingesetzt sind. Zwischen den Scheiben 4 und 5 sowie zwischen den Scheiben 5 und 6 besteht ein Luftkanal 8 bzw.
9. Im unteren Teil des Fensterrahmens 7 ist eine Lufteintrittsöffnung 10 vorgesehen, durch die Zuluft von der Außenatmosphäre 1 in den Luftkanal 8 strömen kann.Der Fenster rahmen 7 ist in einen Blendrahmen 11 eingesetzt, wobei Dichtungsleisten 12, 13 einen luftdichten Abschluß zwischen dem Fensterrahmen 7 und dem Blendrahmen 11 gewährleisten. Der untere Teil des Blendrahmens 11 ist mit einem Wärmedämmstoff 14 ausgestattet. Ggfs. kann ein solcher Wärme dämmstoff auch am oberen Teil des Blendrahmens 11 vorgesehen werden.
Im oberen Teil des Blendrahmens 11 sind im Anschluß an den durch den Fensterrahmen 7 führenden Luftkanal 8 ein Verdampfer 15 und anschließend an diesen ein Querlüfter 16 vorgesehen. Die durch den Querlüfter 16 aus dem Luftkanal 8 angesaugte Luft wird in den Luftkanal 9 gedrückt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird auch der Abluft Wärme durch einen Verdampfer 17 entzogen, der im Kältemittelkreis des Wärmesatzes liegt.
Der Verdampfer 17 ist unterhalb eines Fenstersturzes 19 angeordnet, während zur Vereinfachung der Zeichnung die untere Fensterbank nicht dargestellt ist. Am unteren Ende des Luftkanals 9 ist ein durch den Verdichter 28 erhitzter Kondensator 20 vorgesehen, durch den die Zuluft vom Querlüfter 16 gepreßt wird, damit diese erwärmt in den Innenraum 2 abgegeben wird.
Die Scheibe 6 kann ggfs. auch weggelassen werden. Dann wird ein Kondensator 21 am oberen Ende des Rahmens 11 angebracht; dieser Kondensator 21 arbeitet in gleicher Weise wie der Kondensator 20: d.h. der Querlüfter 16 preßt die Luft durch den erhitzten Kondensator 21 in den Innenraum 2. Diese Ausführungsform ist besonders für Türen geeignet.
tEt dem erfYldungsgenäßen Wärrtpurren-Einbauteil wird die aus dem Innenraum 2 durch die Scheiben 4, 5 und ggfs. 6 in die Außenatmosphe re l austretende Wärme wie folgt ausgenutzt. Durch die Lufteinlaßöffnung 10 strömt Zuluft über den hohl ausgebildeten unteren Teil des Fensterrahmens 7 in den Kanal 8 zwischen den Scheiben 4 und 5 und nimmt so die über die Scheibe 5 austretende Wärme auf.
Die von der Zuluft aufgenommene Wärme wird von dem Verdampfer 15 wieder entzogen, von dem Verdichter 28 auf ein höheres Niveau gebracht, um anschließend von dem Kondensator (20; 21) an die von dem Querlüfter 16 zugeführte Zuluft abgegeben zu werden und gelangt so in den zu beheizenden Raum.
Wie bereits näher erläutert wurde, kann ein Kondensator auch direkt dem Querlüfter 16 nachgeschaltet werden, wie dies durch den Kondensator 21 in Strichlinien angedeutet ist.
Fig. 2 zeigt, wie der Verdampfer 15 und 17, der Verdichter 28, das Expansi-onsventil 27 und der Kondensator 20 und 21 in vorteilhafter Weise in einem Fenster untergebracht sind. Der Kältemittelkreis führt vom Verdampfer 15 bzw. vom Verdampfer 17 über Leitungen 25, 26 zu einem Verdichter (oder Kompressor) 28, in dem das Kältemittel komprimiert und dadurch erwärmt wird. Eine Leitung 29 führt das erwärmte Kältemittel zum Kondensator 20 (bzw. 21), damit die Zuluft in erwärmtem Zustand an den Innenraum 2 abgegeben wird.
Es ist auch möglich, den Kondensator 20 als Verdampfer zu nutzen und zusammen mit dem Verdampfer 15 und 17 an einen Heizkörper, vorzugsweise nach Patentanmeldung P 32 12 369.8, anzuschließen, um z.B. Brauchwasser zu erwärmen und gleichzeitig den Innenraum zu kühlen. Wobei in vorteilhafter Weise die Erwärmung durch Sonneneinstrahlung genutzt werden kann.
In der Leitung 29 folgt ein Entspannungsventil -27, das das Kältemittel entspannt und abkühlt,bevor Kältemitl wieder in die Leitungen 25, 26 gelangt, um mittels der Verdampfer 15, 17 erneut verdampft zu werden.
Die Erfindung ermöglicht so ein Wärmepumpen-Einbauteil für Fenster, mit dessen Hilfe praktisch die gesamte, über die Scheiben des Fensters oder einer Tür abgegebene Wärme ausgenutzt werden kann. Dabei ist das Fenster nicht auf eine bestimmte Art beschränkt. Es kann vielmehr z.B. ein Drehfenster, ein Kippfenster, ein Klappfenster, ein Schwingfenster, ein Wendefenster, ein Schiebefenster, ein Faltfenster und sogar ein Drehkippfenster sein. Bei Anwendung der Erfindung für eine Tür können statt der Scheiben auch einfache Platten den Luftkanal begrenzen.

Claims

Wärmepumpen-Einbauteil für Gebäudeöffnungen, insbesondere Fenster und Türen, auch von Fahrzeugen oder dergl.

Patentansprüche 1. Wärmepumpen-Einbauteil für Gebäudeöffnungen, insbesondere Fenster und Türen, auch von Fahrzeugen oder dergl., wobei bei einem Fenster /vorgesenen sind, wenigstens zwei Scheiben die voneinander im Abstand angeordnet sind und zwischen sich einen Luftkanal bilden, der an einem Ende mindestens eine Lufteinlaßöffnung zur Außenatmosphäre hat, so daß Zuluft durch den Luftkanal hindurchströmen kann, dadurch gekennzeichnet, daß am anderen Ende des Luftkanales (8) mindestens ein Verdampfer (15), ein Kondensator (21; 20), ein Verdichter (28) und ein Entspannungsventil (27) in einem Kältemittelkreis vorgesehen sind, die mit jeweils einem Fenster zu einem vollständigen Wärmefenster-Bausatz integriert sind.
2. Wärmepumpen-Einbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlaßöffnung (10) bodenseitig angeordnet ist, und daß am anderen Ende des Luftkanals außerdem ein Querlüfter (16) zur Zwangsumwälzung der Zuluft vorgesehen ist.
3. Wärmepumpen-Einbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Verdichter (28) und das Entspannungsventil (27) in der Nähe des Fensters (3) untergebracht sind.
4. Wärmepumpen-Einbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Scheibe (6) den Luftkanal (8, 9) auf der Seite des Innenraums (2) fortsetzt.
5. Wärmepumpen-Einbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i -c h n e t daß die Zuluft über den an einem oberen Teil des Blendrahmens (11) angebrachten Kondensator (21) an den Innenraum (2) abgegeben wird.
6. Wärmepumpen-Einbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennZeichnet, daß die Abluft (18) aus dem Innenraum (2) über einen weiteren Verdampfer (17) an den Außenraum (1) abgeführt wird.
7. Wärmepumpen-Einbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Kondensator (20) über ein Umschaltventil als Verdampfer zu nutzen ist und mit den Verdampfern (15,17) eine Verdampfereinheit für Wärmepumpen bildet, z.B. als Verdampfereinheit für einen Kältemittelkondensationsheizkörper (P 32 12 369.8).
8. Wärmepumpen-Einbauteil nach Anspruch 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Querlüfter (16) die Zuluft über einen Verdampfer (15) dampfer (15) ansaugt und sogleich durch einen Kondensator (21) drückt.