Wärmetauschereinrichtung, Wärmepumpenvorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb Die Erfindung betrifft eine Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 1, eine

Wärmepumpenvorrichtung mit einer solchen Wärmetauschereinrichtung nach Anspruch 7 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen

Wärmepumpenvorrichtung nach Anspruch 9. Wärmetauscher sind aus dem Stand der Technik zur Übertragung einer

Wärmeenergie von einem Wärmeträger auf einen zweiten Wärmeträger bekannt. Sie werden unter anderem in der Klimatisierungstechnik eingesetzt. Hier spielt insbesondere die Wärmeübertragung von Luft auf Luft sowie von Luft auf ein flüssiges Wärmeträgermedium eine große Rolle, z.B. bei der

Wärmerückgewinnung beim Luftaustausch oder beim Heizen- oder Kühlen mittels einer Wärmepumpe.

DE 39 03 665 C2 zeigt beispielsweise ein dezentrales Zimmer- Klimagerät mit einem Kältemittelkreislauf. Das Klimagerät wird von Innen an einer Außenwand befestigt. Eine Zuleitung und eine Ableitung für Luft führen durch die Außenwand ins Freie. Im Klimagerät ist ein Kältemittelkreislauf mit einem Verdichter, einem als Kondensator fungierenden Wärmetauscher, einem Expansionsventil und einem als Verdampfer fungierenden Wärmetauscher angeordnet. Zu

erwärmende Luft wird über einen Kreuzstromwärmetauscher und den

Kondensator dem Zimmer zugeführt. Die Abluft wird zur Vorerwärmung der Zuluft im Gegenstrom durch den Kreuzstromwärmetauscher geleitet und strömt anschließend über den Verdampfer und die Ableitung ins Freie. Nachteilhaft ist hierbei, dass die Vorrichtung ausschließlich zum Heizen einsetzbar ist. Für eine aktive Kühlung ist eine separate Vorrichtung zu verwenden. Außerdem kann zwar ein Lüften ohne Heizen durchgeführt werden, ein Heizen ohne zu Lüften ist jedoch nicht möglich, da zwingend Abluft über den Verdampfer strömen muss, damit dieser Wärme aufnehmen kann. Mithin ist der Luftaustausch beim Heizen größer als notwendig. Hinzu kommt, dass der Wirkungsgrad der Wärmepumpe, bestehend aus eingesetzter Strommenge zu der dem Klimatisierungsobjekt zugeführten Wärmemenge, gering ist, da unnötig viel neu einströmende Luft erwärmt wird, die Abluft Ihre Wärmeenergie jedoch nicht vollständig im Kreuzstromwärmetauscher an die einströmende Zuluft übertragen kann. Vielmehr wird die Energierückgewinnung erst mittels des Verdampfers abgeschlossen, wofür jedoch gleichzeitig Energie aufzuwenden ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Wärmetauschereinrichtung bereitzustellen, mit der eine Wärmepumpenvorrichtung sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen eingesetzt werden kann. Zudem soll möglichst wenig Wärme an die Umgebung verloren gehen und der Wirkungsgrad der Wärmepumpenvorrichtung im Heiz- und Kühlbetrieb möglichst hoch sein. Hiezu soll eine Effiziente

Wärmerückgewinnung möglich sein. Die Lösung sollte einfach und kostengünstig aufgebaut sowie zuverlässig und preiswert betreibbar sein. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Betrieb der Wärmepumpenvorrichtung bereitzustellen, mit dem sich die erfindungsgemäßen Ziele der

Wärmepumpenvorrichtung realisieren lassen.

Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 7 und 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung betrifft eine Wärmetauschereinrichtung mit einem ersten

Wärmetauscher, der Luftdurchlassöffnungen aufweist und in einer Luftleitkammer angeordnet ist, die vier Öffnungen und eine Luftleiteinrichtung aufweist. Die Luftleiteinrichtung unterteilt die Luftleitkammer in einer ersten Stellung in zwei Teilkammern, wobei die erste Öffnung und die zweite Öffnung in die erste Teilkammer sowie die dritte Öffnung und die vierte Öffnung in die zweite

Teilkammer münden. Der erste Wärmetauscher unterteilt die zweite Teilkammer zudem in zwei Unterteilkammern, welche über die Luftdurchlassöffnungen strömungsverbunden sind. In einer zweiten Stellung unterteilt die

Luftleiteinrichtung die Luftleitkammer ebenfalls in zwei Teilkammern, wobei die erste Öffnung und die zweite Öffnung in die erste Teilkammer sowie die dritte Öffnung und die vierte Öffnung in die zweite Teilkammer münden. Der erste Wärmetauscher unterteilt in der zweiten Stellung jedoch die erste Teilkammer in zwei Unterteilkammern, welche über die Luftdurchlassöffnungen

strömungsverbunden sind.

Durch den vorteilhaften Wechsel zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung der Luftleiteinrichtung ist es nunmehr möglich, wahlweise Abluft oder Zuluft über den ersten Wärmetauscher strömen zu lassen, d.h. durch dessen Luftdurchlassöffnungen. Wenn die einströmende Luft über den ersten

Wärmetauscher strömt, kann diese entweder erwärmt oder gekühlt werden. Strömt hingegen ausströmende Abluft über den Wärmetauscher, kann dieser Wärme entzogen werden, die wiederum anderweitig einsetzbar ist, bspw. zur Erwärmung von Brauchwasser oder einem Pufferspeicher. Mithin kann die Wärmetauschereinrichtung in einen reversiblen Kältemittelkreislauf einer Wärmepumpenvorrichtung integriert werden, die zum Heizen und Kühlen eines Klimatisierungsobjekts genutzt werden kann. Eine solche

Wärmepumpenvorrichtung ist dann geeignet, eine Wärmegewinnung basierend auf erwärmter Abluft und auch basierend auf Umgebungsluft durchzuführen. Weiterhin ist eine derartige Luftleiteinrichtung kostengünstig fertigbar und das Wechseln zwischen den verschiedenen Stellungen kann auf einfache

kostengünstige Weise erfolgen.

Um die Überströmung des ersten Wärmetauschers zu ermöglichen, sollten die dritte Öffnung und die vierte Öffnung in der ersten Stellung jeweils in eine der Unterteilkammern münden. Gleiches gilt für die zweite Stellung, in der die erste Öffnung und die zweite Öffnung jeweils in eine der Unterteilkammern münden sollten. Die verschiedenen Stellungen der Luitleiteinrichtung sind nicht zwingend durch eine Bewegung der Luitleiteinrichtung relativ zur Luftleitkammer zu erreichen. Auch eine Relativbewegung zwischen erstem Wärmetauscher und der Luftleitkammer kann zur Herstellung unterschiedlicher Strömungsverbindungen genutzt werden. Wird eine solche Relativbewegung vorgesehen, könnten Elemente der Luftleiteinrichtung starr mit der Luftleitkammer verbunden sein.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung unterteilt die Luftleiteinrichtung die Luftleitkammer in einer dritten Stellung in zwei Teilkammern, wobei die erste Öffnung und die zweite Öffnung in die erste Teilkammer sowie die dritte Öffnung und die vierte Öffnung in die zweite Teilkammer münden. Mithin unterteilt der erste Wärmetauscher in der dritten Stellung keine der beiden Teilkammern. Hierdurch ist es möglich, einen Luftaustausch in einem Klimatisierungsobjekt vorzunehmen, ohne dass der erste Wärmetauscher überströmt wird. Mithin ist der Strömungswiderstand sehr gering, wodurch eine notwendige Energie zur Erzeugung der Luftströmung niedrig ist.

In einer weiteren Ergänzung der Erfindung unterteilt die Luftleiteinrichtung die Luftleitkammer in einer vierten Stellung in zwei Teilkammern, wobei die erste Öffnung und die zweite Öffnung in die erste Teilkammer münden und ein erster Teilbereich des ersten Wärmetauschers die erste Teilkammer in zwei

Unterteilkammern unterteilt, welche über die Luftdurchlassöffnungen im ersten Teilbereich des ersten Wärmetauschers strömungsverbunden sind. Gleichzeitig münden die dritte Öffnung und die vierte Öffnung in die zweite Teilkammer, wobei die erste Teilkammer und die zweite Teilkammer über die

Luftdurchlassöffnungen im zweiten Teilbereich des ersten Wärmetauschers strömungsverbunden sind. Eine solche vierte Stellung ermöglicht eine

Wärmerückgewinnung beim Ausströmen von Luft aus einem

Klimatisierungsobjekt über die erste Teilkammer und den ersten Wärmetauscher bei gleichzeitiger Durchströmung des ersten Wärmetauschers mit Außenluft, die von der zweiten Teilkammer über den ersten Wärmetauscher in die erste Teilkammer strömen kann. Damit kann ein bedarfsgerechter Bruchteil der Außenluit zum Luftaustausch in das Klimatisierungsobjekt geleitet werden und der Überschuss dient der Wärmegewinnung mittels des ersten Wärmetauschers. Auch wenn nur wenig Luft im Klimatisierungsobjekt auszutauschen ist, kann die Wärmepumpe mit hohem Wirkungsgrad Wärme gewinnen. Zur Erzeugung der Luftströmungen sieht eine Variante der Erfindung vor, dass der ersten Öffnung und/oder der dritten Öffnung je ein Strömungserzeuger zugeordnet ist. Entsprechend ist unabhängig von der Stellung der

Luftleiteinrichtung den zwei Teilkammern jeweils ein Strömungserzeuger zugeordnet. Bevorzugt bilden die erste und dritte Öffnung dabei Ansaugseiten aus, da so ein Überdruck in der Luftleitkammer erzeugt wird. Hierdurch werden Strömungshindernisse wie der erste Wärmetauscher und die Luftleiteinrichtung leichter überwunden. Zudem kann die entstehende Wärme, z.B. die der

Elektromotoren der Strömungserzeuger, zunächst in die Luftleitkammer geleitet werden, wo sie wiederum mit dem ersten Wärmetauscher rückgewonnen werden kann. Schließlich steigt durch einen erhöhten Innendruck die Lufttemperatur innerhalb der Luftleitkammer minimal an, statt durch Expansion zu sinken.

Entsprechend kann der Luft mit dem ersten Wärmetauscher mehr Wärme entzogen und die Wärmepumpeneinrichtung mit einem höheren Wirkungsgrad betrieben werden.

Weiterhin ist in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die

Luftdurchlassöffnungen von einer ersten Seite zu einer gegenüberliegenden zweiten Seite des ersten Wärmetauschers verlaufen und die Luftleiteinrichtung ein über der ersten Seite verstellbares erstes Luftleitelement zwischen der ersten Seite und einer ersten Wandung der Luftleitkammer umfasst, wobei die erste Wandung zwischen der zweiten Öffnung und der dritten Öffnung liegt, sowie ein über der zweiten Seite verstellbares zweites Luftleitelement zwischen der zweiten Seite und einer zweiten Wandung der Luftleitkammer umfasst, wobei die zweite Wandung zwischen der ersten Öffnung und der vierten Öffnung liegt.

Dies erlaubt ein Verstellen der Luftleitelemente über den ersten Wärmetauscher, sodass sich die Grenze zwischen der ersten und zweiten Teilkammer verschiebt. Gleichzeitig können unterschiedliche Verbindungen über die

Luftdurchlassöffnungen des ersten Wärmetauschers hergestellt werden. So können die erste Teilkammer und die zweite Teilkammer hydraulisch getrennt oder über die Durchgangsöffnungen hydraulisch verbunden sein. Gleichzeitig ist durch die Position der Luftleitelemente über dem ersten Wärmetauscher eine Unterteilung der ersten und zweiten Teilkammer in jeweils zwei Unterteilkammern möglich, die wiederum über Durchlassöffnungen im ersten Wärmetauscher miteinander verbunden sind. Hierdurch kann sehr flexibel auf bestehende Heiz-, Kühl- und Luftaustauschbedarfe reagiert sowie die

Wärmegewinnung der Wärmepumpenvorrichtung optimiert werden.

Zusätzlich sieht eine Variante der Erfindung vor, dass die erste Seite und die zweite Seite des ersten Wärmetauschers endseitig über einen

luftundurchlässigen ersten Abschnitt und einen gegenüberliegenden

luftundurchlässigen zweiten Abschnitt miteinander verbunden sind, wobei zwischen dem ersten Abschnitt und einer zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung liegenden dritten Wandung der Luftleitkammer ein offenbares erstes Sperrelement angeordnet ist, und wobei zwischen dem zweiten Abschnitt und einer zwischen der dritten Öffnung und der vierten Öffnung liegenden vierten Wandung der Luftleitkammer ein offenbares zweites Sperrelement angeordnet ist. Durch Öffnen eines der Sperrelemente ist es möglich, Luft am ersten

Wärmetauscher vorbeizuleiten. D.h. es ist möglich die erste Teilkammer und/oder die zweite Teilkammer in Unterteilkammern zu trennen, gewissermaßen durch einen offenbaren Bypass. Außerdem kann durch ein Schließen oder ein teilweises Schließen der Sperrelemente ein Überströmen des ersten

Wärmetauschers mit Luft erzwungen werden.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Wärmepumpenvorrichtung aufweisend eine Wärmetauschereinrichtung mit einem ersten Wärmetauscher wie zuvor beschrieben und mit einem zweiten Wärmetauscher, wobei der erste

Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher über eine erste

Verbindungsleitung mit einem Verdichter sowie über eine zweite

Verbindungsleitung mit einem Expansionsventil zu einem Kältemittelkreislauf verbunden sind. Mit einer solchen Wärmetauschereinrichtung ist es nunmehr möglich, die Wärmepumpenvorrichtung zum Heizen und zum Kühlen eines Klimatisierungsobjekts einsetzen und gleichzeitig einen bedarfsgerechten Luftaustausch vornehmen zu können. Insbesondere ist es möglich, eine

Wärmegewinnung basierend auf erwärmter Abluft und auch basierend auf Umgebungsluft mit dem ersten Wärmetauscher durchzuführen. Weiterhin sind eine derartige Luftleiteinrichtung und damit die gesamte

Wärmepumpenvorrichtung kostengünstig fertigbar.

In einer erfindungsgemäßen Einbausituation ist die Wärmepumpenvorrichtung so installiert, dass die erste Öffnung und die vierte Öffnung mit einem

Klimatisierungsobjekt, sowie die zweite Öffnung und die dritte Öffnung mit einer Umgebung des Klimatisierungsobjekts strömungsverbunden sind. Als

Klimatisierungsobjekte kommen insbesondere Gebäude in Betracht. Jedoch können auch instationäre Klimatisierungsobjekte, wie z.B. Fahrzeuge und Schiffe, mit einer erfindungsgemäßen Wärmepumpenvorrichtung temperiert und gelüftet werden. Der zweite Wärmetauscher sollte mit einem Wärmeverbraucher gekoppelt sein. Vorzugsweise wird mittels der Wärmepumpenvorrichtung gewonnene Wärme mittels des zweiten Wärmetauschers in einen

Wärmespeicher eingespeist oder zur Brauchwassererwärmung eingesetzt. In einem Wärmespeicher steht die Wärme dann für einen zeitlich folgenden

Heizbedarf zur Verfügung. Zur Kühlung eingesetzte Energie und auch durch Wärmerückgewinnung gewonnene Energie geht somit nicht verloren. Solch ein Wärmespeicher ist zum Beispiel als Pufferspeicher in einem

Gebäudetechnikraum anordenbar. Die gespeicherte Wärme kann später zum Heizen dem ersten Wärmetauscher zugeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Wärmespeicher jedoch auch mit einem separaten Heizkreislauf gekoppelt sein.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer zuvor

beschriebenen Wärmepumpenvorrichtung, bei dem zunächst ein Programm ausgewählt wird. Ein erstes Programm umfasst dabei ein Einstellen der

Luftleiteinrichtung in die erste Stellung, ein Aktivieren des Verdichters, und ein Leiten von Luft aus der Umgebung durch die dritte Öffnung, die

Luftdurchlassöffnungen des ersten Wärmetauschers und die vierte Öffnung in das Klimatisierungsobjekt. Sofern die einströmende Luft gekühlt werden soll liegt der erste Wärmetauscher dabei auf der Unterdruckseite des Kältemittelkreislaufs. Soll hingegen eine Erwärmung der einströmenden Luft vorgenommen werden, wird der Kältemittelkreislauf reversibel in umgekehrter Förderrichtung betrieben, sodass der erste Wärmetauscher auf der Druckseite des Kältemittelkreislaufs liegt. Eine erfindungsgemäße Auswahl eines zweiten Programms umfasst programmgemäß ein Einstellen der Luftleiteinrichtung in die zweite Stellung, ein Betreiben des ersten Wärmetauschers als Verdampfer, d.h. auf der

Unterdruckseite des Kältemittelkreislaufs, durch Aktivieren des Verdichters, ein Leiten von Luft aus der Umgebung durch die dritte Öffnung, am ersten

Wärmetauscher vorbei und durch die vierte Öffnung in das Klimatisierungsobjekt, sowie ein Leiten von Abluft aus dem Klimatisierungsobjekt durch die erste Öffnung, die Luftdurchlassöffnungen des ersten Wärmetauschers und die zweite Öffnung in die Umgebung. In der zweiten Stellung wird somit Wärme aus der ausströmenden Abluft zurückgewonnen.

Eine Weiterentwicklung des ersten Programms sieht als weiteren

Programmschritt ein Leiten von Abluft aus dem Klimatisierungsobjekt durch die erste Öffnung, am ersten Wärmetauscher vorbei und durch die zweite Öffnung in die Umgebung vor. Mithin ist keine aufwendige, platzraubende und optisch unschöne Verlegung einer weiteren Leitung notwendig. Vielmehr kann die Abluft innerhalb der Luftleitkammer am ersten Wärmetauscher vorbeiströmen.

In einem erfindungsgemäßen zusätzlichen dritten Programm wird in einem ersten Schritt ein Einstellen der Luftleiteinrichtung in eine dritte Stellung vorgenommen, bei der die Luftleiteinrichtung die Luftleitkammer in zwei Teilkammern unterteilt, wobei die erste Öffnung und die zweite Öffnung in die erste Teilkammer sowie die dritte Öffnung und die vierte Öffnung in die zweite Teilkammer münden. Als weitere Schritte umfasst das dritte Programm ein Leiten von Luft aus der Umgebung durch die dritte Öffnung, am ersten Wärmetauscher vorbei und durch die vierte Öffnung in das Klimatisierungsobjekt, sowie ein optionales Leiten von Abluft aus dem Klimatisierungsobjekt durch die erste Öffnung, am ersten

Wärmetauscher vorbei und durch die zweite Öffnung in die Umgebung. Optional ist das Ableiten der Luft durch die Luftleitkammer insbesondere deshalb, da im dritten Programm keine Wärmerückgewinnung erfolgt. Vielmehr könnte die Abluft auch anderweitig aus dem Klimatisierungsobjekt strömen, z.B. durch ein geöffnetes Fenster. Durch das Leiten der Luft am ersten Wärmetauscher vorbei, herrscht im Strömungskanal ein geringer Strömungswiderstand und es kann ein Lüften mit geringem Energieaufwand sowie ohne Heizen oder Kühlen erfolgen. Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Verfahrensvariante ist ein viertes Programm vorgesehen, dass als ersten Schritt ein Einstellen der

Luftleiteinrichtung in eine vierte Stellung vorsieht, bei der die Luftleiteinrichtung die Luftleitkammer in zwei Teilkammern unterteilt, wobei die erste Öffnung und die zweite Öffnung in die erste Teilkammer münden und ein erster Teilbereich des ersten Wärmetauschers die erste Teilkammer in zwei Unterteilkammern unterteilt, welche über die Luftdurchlassöffnungen im ersten Teilbereich des ersten Wärmetauschers strömungsverbunden sind, sowie die dritte Öffnung und die vierte Öffnung in die zweite Teilkammer münden, wobei die erste Teilkammer und die zweite Teilkammer über die Luftdurchlassöffnungen im zweiten

Teilbereich des ersten Wärmetauschers strömungsverbunden sind. Weiterhin wird der erste Wärmetauscher durch Aktivieren des Verdichters als Verdampfer betrieben, d.h. dieser liegt auf der Unterdruckseite des Kältemittelkreislaufs. Dazu wird Luft aus der Umgebung durch die dritte Öffnung und dann innerhalb der zweiten Teilkammer am ersten Wärmetauscher vorbei geleitet. Hinter dem ersten Wärmetauscher erfolgt eine Aufteilung der Luft auf die vierte Öffnung und den zweiten Teilbereich des ersten Wärmetauschers, sodass eine Teilmenge der Luft aus der zweiten Teilkammer durch die Luftdurchlassöffnungen im zweiten Teilbereich des ersten Wärmetauschers in die erste Teilkammer strömt.

Gleichzeitig wird vorhandene Abluft aus dem Klimatisierungsobjekt durch die erste Öffnung, die Luftdurchlassöffnungen im ersten Teilbereich des ersten Wärmetauschers und die zweite Öffnung in die Umgebung geleitet. Mithin ist eine Wärmerückgewinnung aus der Abluft möglich, während eine

bedarfsgerechte Lüftung des Klimatisierungsobjekts erfolgt und die

Wärmepumpenvorrichtung zusätzlich Wärme aus der Umgebungsluft gewinnt.

Die bedarfsgerechte Lüftungsmenge kann dabei auch null sein.

Ein erfindungsgemäßes zusätzliches fünftes Programm innerhalb des Verfahrens umfasst zunächst ein Einstellen der Luftleiteinrichtung in die zweite Stellung, sowie ein Betreiben des ersten Wärmetauschers als Kondensator durch

Aktivieren des Verdichters. Dazu wird Luft aus der Umgebung durch die dritte Öffnung, am ersten Wärmetauscher vorbei und durch die vierte Öffnung in das Klimatisierungsobjekt geleitet. Gleichzeitig wird Abluft aus dem Klimatisierungsobjekt durch die erste Öffnung, die Luftdurchlassöffnungen des ersten Wärmetauschers und die zweite Öffnung in die Umgebung geleitet.

Durch den Betrieb des ersten Wärmetauschers als Kondensator gibt dieser Wärme an die Abluft ab. Der zweite Wärmetauscher kann gleichzeitig aufgrund seiner geringen Temperatur Wärme aufnehmen und dem Klimatisierungsobjekt entziehen. Mithin ist eine Kühlung des Klimatisierungsobjekts möglich.

In einer ergänzenden Verfahrensausgestaltung erfolgt eine Balancierung der Luftmassenströme durch die einzelnen Öffnungen mittels Regelung eines der ersten Öffnung zugeordneten ersten Strömungserzeugers und mittels Regelung eines der dritten Öffnung zugeordneten zweiten Strömungserzeugers. Durch eine solche Anpassung der Luftmassenströme kann eine sehr variable Beheizung, Kühlung und Belüftung des Klimatisierungsobjekts vorgenommen werden.

Weiterhin kann die Erfindung dadurch ergänzt sein, dass eine Mess- und Regeleinheiten zur Durchführung der Programme vorhanden ist. Zu deren Auswahl kann eine solche Mess- und Regeleinheiten mit Temperatur-, Druck- und Luftfeuchtigkeits- und Massenstromsensoren verbunden sein. Auf diese Weise kann auf der einen Seite das Klimatisierungsobjekt stets korrekt klimatisiert werden und auf der anderen Seite ist eine Optimierung der

Wärmegewinnung mittels des ersten Wärmetauschers aus der Abluft und der Umgebungsluft möglich.

Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und zeigen in:

Fig. 1 eine Wärmetauschereinrichtung integriert in einen Kältemittelkreislauf einer Wärmepumpenvorrichtung, die in einem ersten Programm betrieben wird, wobei der erste Wärmetauscher auf der Unterdruckseite des Kältemittelkreislaufs liegt;

Fig. 2 eine Wärmetauschereinrichtung integriert in einen Kältemittelkreislauf einer Wärmepumpenvorrichtung, die in einem ersten Programm betrieben wird, wobei der erste Wärmetauscher auf der Druckseite des Kältem ittel kreislaufs liegt; Fig. 3 eine Wärmetauschereinrichtung integriert in einen Kältemittelkreislauf einer Wärmepumpenvorrichtung, die in einem zweiten Programm betrieben wird, wobei der erste Wärmetauscher auf der Unterdruckseite des Kältemittelkreislaufs liegt;

Fig. 4 eine Wärmetauschereinrichtung integriert in einen Kältemittelkreislauf einer Wärmepumpenvorrichtung, die in einem dritten Programm betrieben wird;

Fig. 5 eine Wärmetauschereinrichtung integriert in einen Kältemittelkreislauf einer Wärmepumpenvorrichtung, die in einem fünften Programm betrieben wird, wobei der erste Wärmetauscher auf der Unterdruckseite des Kältemittelkreislaufs liegt;

Fig. 6 eine Wärmetauschereinrichtung integriert in einen Kältemittelkreislauf einer Wärmepumpenvorrichtung, die in einem vierten Programm betrieben wird, wobei der erste Wärmetauscher auf der Unterdruckseite des Kältemittelkreislaufs liegt.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen jeweils eine in einen Kältemittelkreislauf 8 einer

Wärmepumpen-vorrichtung 1 integrierte Wärmetauschereinrichtung 50. Letztere weist einen ersten Wärmetauscher 2 auf. Dieser ist über eine erste

Verbindungsleitung 4 mit einem Verdichter 5 sowie eine zweite

Verbindungsleitung 6 mit einem Expansionsventil 7 mit einem zweiten

Wärmetauscher 3 verbunden, wodurch der Kältemittelkreislauf 8 ausgebildet ist. Wie man erkennt, liegt die Wärmetauschereinrichtung 50 mit dem ersten Wärmetauscher 2 außerhalb, bzw. in der Umgebung 32 eines

Klimatisierungsobjekts 30. Der erste Wärmetauscher 2 hat

Luftdurchlassöffnungen 9 und ist in einer Luftleitkammer 10 der

Wärmetauschereinrichtung 50 angeordnet. Die Luftleitkammer 10 verfügt über vier Öffnungen 11, 12, 13, 14 und eine Luftleiteinrichtung 20. Die erste Öffnung 11 und die vierte Öffnung 14 sind mit dem Klimatisierungsobjekt 30,

insbesondere dessen Innenraum, sowie die zweite Öffnung 12 und die dritte Öffnung 13 mit der Umgebung 32 des Klimatisierungsobjekts 30 strömungsverbunden. Der ersten Öffnung 11 und der dritten Öffnung 13 ist je ein Strömungserzeuger 40, 41 zugeordnet.

Die Luftdurchlassöffnungen 9 verlaufen von einer ersten Seite 15 zu einer gegenüberliegenden zweiten Seite 16 des ersten Wärmetauschers 2. Dabei sind die erste und zweite Seite 15, 16 jeweils beabstandet zur Wandung 22, 24 der Luftleitkammer 10. In der Luftleitkammer 10 findet sich auch die

Luftleiteinrichtung 20. Letztere umfasst ein über der ersten Seite 15 des ersten Wärmetauschers 2 verstellbares erstes Luftleitelement 21 zwischen der ersten Seite 15 und der ersten Wandung 22 der Luftleitkammer 10. Die erste Wandung

22 liegt zwischen der zweiten Öffnung 12 und der dritten Öffnung 13. Außerdem umfasst die Luftleiteinrichtung 20 ein über der zweiten Seite 16 verstellbares zweites Luftleitelement 23 zwischen der zweiten Seite 16 des ersten

Wärmetauschers 2 und der zweiten Wandung 24 der Luftleitkammer 10, wobei die zweite Wandung 24 zwischen der ersten Öffnung 11 und der vierten Öffnung

14 liegt.

Ferner sind die erste Seite 15 und die zweite Seite 16 des ersten

Wärmetauschers 2 endseitig über einen luftundurchlässigen ersten Abschnitt 17 und einen gegenüber-liegenden luftundurchlässigen zweiten Abschnitt 18 miteinander verbunden. Zwischen dem ersten Abschnitt 17 des ersten

Wärmetauschers 2 und einer zwischen der ersten Öffnung 11 und der zweiten Öffnung 12 liegenden dritten Wandung 25 der Luftleitkammer 20 ist ein offenbares erstes Sperrelement 26 angeordnet. Gegenüberliegend ist zwischen dem zweiten Abschnitt 18 des ersten Wärmetauschers 2 und einer zwischen der dritten Öffnung 13 und der vierten Öffnung 14 liegenden vierten Wandung 27 der Luftleitkammer 20 ein offenbares zweites Sperrelement 28 positioniert. Das erste und zweite Sperrelement 26, 28 können jeweils einen Bypass innerhalb der Luftleitkammer 10 am ersten Wärmetauscher 2 vorbei freigeben oder verschließen.

Der zweite Wärmetauscher 3 der Wärmepumpenvorrichtung 1 ist in einem anderen Bereich des Klimatisierungsobjekts 30 angeordnet, als der mit der ersten und vierten Öffnung 11, 14 strömungsverbundene Raum. Beispielsweise könnte der zweite Wärmetauscher 3 in einem Haustechnikraum angeordnet und mit einem Wärmespeicher oder Pufferspeicher thermisch gekoppelt sein. In dem Bereich des Klimatisierungsobjekts 30 ist auch der Verdichter 5 angeordnet, wodurch entstehende Geräusche bspw. nicht im Bereich des Wohnraums oder Gartens wahrnehmbar sind. Gleiches gilt für das Expansionsventil 7.

Die Fig. 1 bis 6 unterscheiden sich insbesondere durch unterschiedliche Betriebszustände der Wärmepumpenvorrichtung 1. In Fig. 1 unterteilt die Luftleiteinrichtung 20 die Luftleitkammer 10 in einer ersten Stellung Sl in zwei Teilkammern Sla, Slb, wobei die erste und zweite Öffnung 11, 12 in die erste Teilkammer Sla sowie die dritte und vierte Öffnung 13, 14 in die zweite

Teilkammer Slb münden. Der erste Wärmetauscher 2 unterteilt die zweite Teilkammer Slb in zwei Unterteilkammern Slbl, Slb2, welche über die Luftdurchlassöffnungen 9 strömungsverbunden sind. Dabei münden die dritte und vierte Öffnung 13, 14 jeweils in eine der Unterteilkammern Slbl, Slb2. Hierfür befindet sich das erste Sperrelement 26 in einer geöffneten Position sowie das zweite Sperrelement 28 in einer geschlossenen Position.

Die Wärmepumpenvorrichtung 1 wird in einem ersten Programm PI betrieben. Dieses umfasst zunächst das Einstellen der Luftleiteinrichtung 20 in die erste Stellung Sl, wie sie in Fig. 1 zu erkennen ist. Zusätzlich wird der Verdichter 5 aktiviert und Luft L aus der Umgebung 32 durch die dritte Öffnung 13, die Luftdurchlassöffnungen 9 des ersten Wärmetauschers 2 und die vierte Öffnung 14 in das Klimatisierungsobjekt 30 geleitet, insbesondere durch ein Aktivieren des zweiten Strömungserzeugers 41. Wie man erkennt, liegt der erste

Wärmetauscher 2 auf der Unterdruckseite des Verdichters 5, wodurch dieser die über den ersten Wärmetauscher 2 strömende Luft L kühlt. Am zweiten

Wärmetauscher 3 wird die so gewonnene Wärme wieder abgegeben, z.B. an einen Wärmespeicher. Mithin liegt ein Kühlbetrieb für das Klimatisierungsobjekt 30 vor. Durch die Öffnungsstellung des ersten Sperrelements 26 kann die Abluft A durch die erste Öffnung 11, am ersten Wärmetauscher 2 vorbei und durch die zweite Öffnung 12 in die Umgebung strömen. Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 durch eine Umkehrung der Förderrichtung des Verdichters 5. Hier liegt der erste Wärmetauscher 2 auf der Druckseite des Verdichters 5. Luft L aus der Umgebung 32 wird durch die dritte Öffnung 13, die Luftdurchlassöffnungen 9 des ersten Wärmetauscher 2 und die vierte Öffnung 14 in das Klimatisierungsobjekt 30 geleitet, hierbei jedoch durch den ersten

Wärmetauscher 2 erwärmt.

Gemäß Fig. 3 unterteilt die Luftleiteinrichtung 20 die Luftleitkammer 10 in einer zweiten Stellung S2 in zwei Teilkammern S2a, S2b, wobei die erste und zweite Öffnung 11, 12 in die erste Teilkammer S2a und die dritte und vierte Öffnung 14 in die zweite Teilkammer S2b münden. Dabei unterteilt der erste Wärmetauscher 2 die erste Teilkammer S2a in zwei Unterteilkammern S2al, S2a2, welche über die Luftdurchlassöffnungen 9 strömungsverbunden sind. Die dritte und vierte Öffnung 13, 14 münden jeweils in eine der Unterteilkammern Slbl, Slb2. Hierfür befindet sich das erste Sperrelement 26 in einer geschlossenen Position sowie das zweite Sperrelement 28 in einer geöffneten Position.

Die Wärmepumpenvorrichtung 1 wird in einem zweiten Programm P2 betrieben. Dieses umfasst zunächst das Einstellen der Luftleiteinrichtung 20 in die zweite Stellung S2. Der erste Wärmetauscher 2 wird durch Aktivieren des Verdichters 5 als Verdampfer betrieben, insbesondere dadurch, dass der erste Wärmetauscher 2 auf der Unterdruckseite des Verdichters 7 liegt. Aus der Umgebung 32 wird Luft L durch die dritte Öffnung 13, am ersten Wärmetauscher 2 vorbei und durch die vierte Öffnung 14 in das Klimatisierungsobjekt 30 geleitet, insbesondere durch ein Aktivieren des zweiten Strömungserzeugers 41. Hierfür befindet sich das zweite Sperrelement 28 in einer geöffneten Stellung. Entgegengesetzt wird Abluft A aus dem Klimatisierungsobjekt 30 durch die erste Öffnung 11, die

Luftdurchlassöffnungen 9 des ersten Wärmetauschers 2 und die zweite Öffnung 12 in die Umgebung 32 geleitet. Das erste Sperrelement 26 ist dabei in einer geschlossenen Stellung. Mithin erfolgt ein Luftaustausch im Klimatisierungsobjekt 30, wobei der Abluft A durch den ersten Wärmetauscher 2 Wärme entzogen wird. Am zweiten Wärmetauscher 3 wird die so gewonnene Wärme wieder

abgegeben, z.B. an einen Wärmespeicher. Bei Umkehrung der Förderrichtung des Verdichters 5 (nicht gezeigt) agiert der erste Wärmetauscher 2 als Kondensator sowie der zweite Wärmetauscher 3 als Verdampfer. Dann entzieht der zweite Wärmetauscher 3 seiner Umgebung Wärme und der erste Wärmetauscher 2 gibt diese an die Abluft A ab. Sofern der zweite Wärmetauscher 3 mit dem Klimatisierungsobjekt gekoppelt ist, bspw. unmittelbar oder über einen Heizkreislauf, kann er somit das

Klimatisierungsobjekt kühlen.

In Fig. 4 unterteilt die Luftleiteinrichtung 20 die Luftleitkammer 10 in einer dritten Stellung S3 in zwei Teilkammern S3a, S3b. Die erste und zweite Öffnung 11,12 münden in die erste Teilkammer S3a sowie die dritte und vierte Öffnung 13, 14 in die zweite Teilkammer S3b. Das erste und zweite Sperrelement 26, 28 befinden sich beide in einer geöffneten Stellung. Die Wärmepumpenvorrichtung 1 wird in einem dritten Programm P3 betrieben. Dieses umfasst ein Einstellen der Luftleiteinrichtung 20 in eine dritte Stellung S3, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist.

Weiterhin wird Luft L aus der Umgebung 32 durch die dritte Öffnung 13, am ersten Wärmetauscher 2 vorbei und durch die vierte Öffnung 14 in das

Klimatisierungs-objekt 30 geleitet. Aus dem Klimatisierungsobjekt 30 hinaus strömt Abluft A durch die erste Öffnung 11, am ersten Wärmetauscher 2 vorbei und durch die zweite Öffnung 12 in die Umgebung 32. Die Position des ersten und zweiten Luftleitelements 21, 23 über dem ersten Wärmetauscher 2 spielt hierbei eine untergeordnete Rolle, da der Verdichter 5 deaktiviert ist. Mithin erfolgt ein einfaches Lüften des Klimatisierungsobjekts 30.

In Fig. 5 sind die beiden Sperrelemente 26, 28 hingegen beide in einer geschlossenen Stellung und der Verdichter 5 ist aktiviert. Mithin unterteilt die Luftleiteinrichtung 20 die Luftleitkammer 10 in einer fünften Stellung S5 in zwei Teilkammern S5a, S5b. Die Teilkammern S5a, S5b sind wiederum durch die Sperrelemente 26, 28 jeweils in zwei Unterteilkammern S5al, S5a2, S5bl, S5b2 unterteilt. Die Unterteilkammern S5al, S5a2, S5bl, S5b2 einer Teilkammer S5a, S5b sind jeweils über Luftdurchlassöffnungen 9 des ersten Wärmetauschers 2 miteinander verbunden. Anhand der Förderrichtung des Verdichters 5 erkennt man, dass der erste Wärmetauscher 2 auf der Unterdruckseite liegt. Der in das Klimatisierungsobjekt 30 strömenden Luft L wird mithin Wärme entzogen und der Abluft A ebenso. Es kommt somit zu einem Kühlen des Klimatisierungsobjekts 30 bei gleichzeitiger Wärmerückgewinnung aus der Abluft A. Je nach Temperatur der Luft L und der Abluft A können die Luftleitelemente 21, 23 über dem ersten Wärmetauscher 2 verstellt werden, insbesondere so, dass möglichst viel Wärme vom ersten Wärmetauscher 2 aufgenommen sowie die Zieltemperatur des

Klimatisierungsobjekts 30 erreicht wird. Dies wird zusätzlich durch eine Regelung der Luftmassenströme mittels des ersten und zweiten Strömungserzeugers 40, 41 unterstützt.

Gemäß Fig. 6 unterteilt die Luftleiteinrichtung 20 die Luftleitkammer 10 in einer vierten Stellung S4 in zwei Teilkammern S4a, S4b, wobei die erste und zweite Öffnung 11, 12 in die erste Teilkammer S4a und die dritte und vierte Öffnung 13, 14 in die zweite Teilkammer S4b münden. Ein erster Teilbereich Bl des ersten Wärmetauschers 2 unterteilt die erste Teilkammer S4a in zwei Unterteilkammern S4al, S4a2, welche über die Luftdurchlassöffnungen 9 im ersten Teilbereich Bl des ersten Wärmetauschers 2 strömungsverbunden sind. Die dritte und vierte Öffnung 13, 14 münden jeweils in eine der Unterteilkammern S4al, S4a2. Hierfür befindet sich das erste Sperrelement 26 in einer geschlossenen Position. Die dritte Öffnung 13 und die vierte Öffnung 14 münden in die zweite Teilkammer S4b, wobei die erste Teilkammer S4a und die zweite Teilkammer S4b über die Luftdurchlassöffnungen 9 im zweiten Teilbereich B2 des ersten Wärmetauschers 2 strömungsverbunden sind. Hierfür befindet sich das zweite Sperrelement 28 in einer wenigstens teilweise geöffneten Position. Wie zu erkennen ist, kann das zweite Sperrelement 28 in einer teilweise geöffneten Position eine Verringerung des Querschnitts der vierten Öffnung 14 bewirken. In der vierten Öffnung könnte jedoch auch ein eigenes Verschlusselement angeordnet werden.

Die Wärmepumpenvorrichtung 1 wird in einem vierten Programm P4 betrieben. Dieses umfasst zunächst ein Einstellen der Luitleiteinrichtung 20 in eine vierte Stellung S4, wie sie in Fig. 6 zu erkennen ist. Durch Aktivieren des Verdichters 5 wird der erste Wärmetauscher 2 als Verdampfer betrieben. Weiterhin wird Luft L aus der Umgebung 32 durch die dritte Öffnung 13 und dann innerhalb der zweiten Teilkammer S4b am ersten Wärmetauscher 2 vorbei geleitet, bevor eine Aufteilung der Luft L auf die vierte Öffnung 14 und den zweiten Teilbereich B2 des ersten Wärmetauschers 2 erfolgt. Mithin strömt eine Teilmenge der Luft L aus der zweiten Teilkammer S4b vom zweiten Teilbereich B2 durch die

Luftdurchlassöffnungen 9 in die erste Teilkammer S4a. Gleichzeitig wird Abluft A aus dem Klimatisierungsobjekt 30 durch die erste Öffnung 11, die

Luftdurchlassöffnungen 9 im ersten Teilbereich Bl des ersten Wärmetauschers 2 und die zweite Öffnung 12 in die Umgebung 32 geleitet. Entsprechend erfolgen eine Lüftung des Klimatisierungsobjekts 30, eine Wärmerückgewinnung aus der

Abluft A und eine Wärmegewinnung aus Umgebungsluft L.

Nicht gezeigt sind in den Fig. 1 bis 6 Mess- und Regeleinheiten zur Durchführung der Programme PI bis P5. Zur Auswahl der Programme PI bis P5 kann eine solche Mess- und Regeleinheit mit Temperatur-, Druck- und

Luftfeuchtigkeitssensoren verbunden sein.