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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmepumpenanlage zur Temperierung und/oder Belüftung von Räumen und/oder Gebäuden sowie ein Verfahren zum Abtauen eines Verdampfers einer Wärmepumpeneinheit einer solchen Wärmepumpenanlage.
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Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Wärmepumpenanlage mit einer Lüftungseinheit, die einen Luft/Luft-Wärmeübertrager und damit verbunden einen Abluftkanal, einen Zuluftkanal, einen Fortluftkanal und einen Außenluftkanal aufweist, und einer Wärmepumpeneinheit mit einem Kältemittelkreislauf und einem Verdampfer, wobei dem Verdampfer über eine Öffnung Außenluft zuführbar ist.
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Die Lüftungseinheit dient dazu, ein Wärmeniveau der Frischluft, die über den Außenluftkanal in Räume bzw. Gebäude einströmt, und der Abluft, die aus den Räumen bzw. Gebäuden ausströmt, anzugleichen, um die mit der Lüftung verbundenen Energieverluste zu reduzieren. Dadurch ist die Temperatur der Fortluft weniger weit von der Temperatur der Außenluft entfernt, beispielsweise im Bereich weniger K.
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Es ist bekannt, die zur Belüftung der Räume bzw. Gebäude verwendete Außenluft nach Durchströmen des Luft/Luft-Wärmeübertragers durch Energie, die mittels der Wärmepumpeneinheit gefördert wurde, weiter zu erwärmen bzw. in anderen Fällen abzukühlen, um die Zuluft auf die für die Belüftung gewünschte Temperatur zu bringen. Hierbei kann es, wie dies für den Einsatz von Wärmepumpeneinheiten bekannt ist, zu einer Vereisung des Verdampfers der Wärmepumpeneinheit kommen.
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Der Verdampfer muss in diesen Fällen abgetaut werden, beispielsweise durch Umkehrung des Kältemittelkreises oder durch Einsatz elektrischer Heizleistung. Sämtliche Verfahren zum aktiven Abtauen des Verdampfers kosten Energie und reduzieren die Leistungszahl der Wärmepumpenanlage, was unerwünscht ist und den Wunsch nach einer Vermeidung derartiger Abtauvorgänge begründet.
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Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, eine Vereisung des Verdampfers der Wärmepumpeneinheit einer eingangs genannten Wärmepumpenanlage zu vermeiden oder zumindest zu verzögern.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Wärmepumpenanlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Fortluftkanal einen Luftkanal zu dem Verdampfer bildet, der derart eingerichtet ist, dass durch den Fortluftkanal strömende Fortluft über den Verdampfer geführt wird.
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Der Abluftstrom wird in dem Luft/Luft-Wärmeübertrager vorzugsweise in dem Fall des Heizbetriebes auf eine Temperatur abgekühlt, die unterhalb der Raum/Gebäudetemperatur liegt. Dennoch wird diese dann den Luft/Luft-Wärmeübertrager als Fortluft verlassende Luft eine Temperatur haben, die über der Temperatur der Außenluft, beispielsweise ca. 2 K bis 7 K über der Temperatur der Außenluft bzw. der Luft liegt, die dem Luft/Luft-Wärmeübertrager zugeführt wird. Damit hat die Fortluft gegenüber der Außenluft eine höhere Energie, was durch die erfindungsgemäße Anordnung in vorteilhafter Weise dazu führt, dass höherenergetische Luft über den Verdampfer geführt wird. Die höherenergetische Luft unterstützt ein Abtauen des Verdampfers, zumindest dadurch, dass die Vereisungsgeschwindigkeit herabgesetzt ist. Gleichzeitig wird der Wirkungsgrad dadurch, dass nicht die energiereichere Abluft sondern die Fortluft nach Durchströmen des Luft/Luft-Wärmeübertragers über den Verdampfer geführt wird, weiter erhöht.
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In einer Ausführungsform ist die Lüftungseinheit derart eingerichtet, dass durch den Fortluftkanal strömende Fortluft eine Temperatur von wenigstens 3 °C aufweist. Vorzugsweise kann dadurch sichergestellt werden, dass die durch den Verdampfer geführte Fortluft eine vorteilhafte Wirkung für das Abtauen des Verdampfers zeigt.
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In einer Ausführungsform ist die durch den Fortluftkanal strömende Fortluft dazu eingerichtet, ein Abtauen des Verdampfers zu unterstützen. Dies ist das Ergebnis der vorteilhaften Kombination aus der Anordnung des Fortluftkanals derart, dass Fortluft über den Verdampfer geführt wird, sowie dem Energiegehalt der Fortluft, der aufgrund des Luft/Luft-Wärmetauschers regelmäßig über dem Energiegehalt der Außenluft liegt, mit der die über den Verdampfer geführte Luft vorzugsweise vermischt wird.
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In einer Ausführungsform ist der Luft/Luft-Wärmeübertrager als Kreuzgegenstromwärmetauscher ausgestaltet. Dies ermöglicht einen besonders effektiven Wärmeübertrag zwischen Außenluft bzw. Zuluft in dem einen Strom und Abluft bzw. Fortluft in dem Gegenstrom. Natürlich sind auch andere geeignete Wärmeaustauscher bzw. Wärmeübertrager entsprechend anwendbar.
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In einer Ausführungsform weist der Außenluftkanal einen Vorheizer auf, der dazu eingerichtet ist, durch den Außenluftkanal strömende Außenluft auf einen Wert von mindestens -5 °C, vorzugsweise auf einen Wert zwischen -5 °C und +1 °C und besonders bevorzugt auf einen Wert von etwa -3 °C, zu erwärmen. Damit wird sichergestellt, dass die Temperatur der Fortluft einen bevorzugten Mindestwert, beispielsweise 3 °C, nicht unterschreitet. Gleichzeitig wird das Risiko verringert, dass in dem Luft/Luft-Wärmeübertrager ausfallendes Kondensat gefriert.
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In einer Ausführungsform weist die Wärmepumpenanlage weiter eine Heizungspuffereinheit zur Bereitstellung eines Wärmepuffers zur Temperierung und/oder Belüftung von Räumen, wobei die Heizungspuffereinheit einen Pufferspeicher aufweist, der als Schichtspeicher ausgestaltet ist, und einen Ladekreislauf auf, der einen Strömungskreis für ein Wärmeübertragermedium bereitstellt. Der Ladekreislauf weist einen ersten Wärmeaustauscher zur Aufnahme von Wärme von der Wärmepumpeneinheit und einen primären Strömungspfad zu der Heizungspuffereinheit auf. Die Lüftungseinheit weist im Zuluftkanal einen Lufterhitzer auf, wobei der Lufterhitzer mit der Heizungspuffereinheit gekoppelt ist.
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Die Heizungspuffereinheit sorgt für eine dauerhafte Bereitstellung von Energie, wobei die Zuluft vorzugsweise durch die Energie der Heizungspuffereinheit immer auf die gewünschte Temperatur bringbar ist. Gleichzeitig sorgt die Heizungspuffereinheit im Ergebnis dann dafür, dass die den Luft/Luft-Wärmeübertrager erreichende Abluft eine bestimmte Mindestenergie aufweist, so dass auch die den Luft/Luft-Wärmeübertrager nach Wärmeabgabe verlassende Fortluft über die nötige Energie für die Unterstützung des Abtauens des Verdampfers verfügt.
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In einer Ausführungsform ist der Lufterhitzer eingerichtet, die Zuluft auf eine von der Außenluft abhängige Temperatur zu erhitzen, insbesondere auf einen Bereich von 30 °C bis 60 °C, wobei die Zuluft für höhere Temperaturen der Außenluft auf eine niedrigere Temperatur erhitzt wird. Eine höhere nachgefragte Heizleistung, d.h. aufgrund niedriger Temperatur der Außenluft, wird durch Erhöhung der Temperatur der Zuluft umgesetzt. Gleichzeitig wird somit auch sichergestellt, dass die Temperatur der Fortluft nach Durchlaufen des Luft/Luft-Wärmeübertragers den gewünschten Wert nicht unterschreitet, d.h. vorher über eine entsprechende Energiereserve verfügen.
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In einer Ausführungsform ist im Zuluftkanal ein Zuluftventilator angeordnet und im Fortluftkanal ein Fortluftlüfter angeordnet. Es ist vorteilhaft, die Zuluft und die Fortluft somit jeweils die Luft durch den Luft/Luft-Wärmeübertrager zu saugen, d.h. den jeweiligen Lüfter im Strömungspfad nach dem Luft/Luft-Wärmeübertrager anzuordnen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiter durch ein Verfahren zum Abtauen eines Verdampfers einer Wärmepumpeneinheit der eingangs genannten Art gelöst. Das Verfahren umfasst ein Führen der durch den Fortluftkanal strömenden Fortluft über den Verdampfer zur Unterstützung des Abtauens des Verdampfers.
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Vorteile und Ausführungsbeispiele werden im Folgenden mit Verweis auf die beigefügten Figuren beschrieben. Hierbei zeigen:
- 1 schematisch und exemplarisch eine Wärmepumpenanlage gemäß der Erfindung.
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Die vorgeschlagene Wärmepumpenanlage 1 ist eine Kombination aus einem Wärmeerzeuger zur Heizung, zur Kühlung und einer Lüftungsanlage zur Temperierung von Räumen und/oder Gebäuden. Die Wärmepumpenanlage 1 enthält einen Kältemittelkreislauf 100, einen Luft/Luft-Wärmeübertrager 200, einen Warmwasserbehälter 300 und einen Pufferspeicher 610. In einem Ladekreislauf 700 kann über ein Dreiwegeventil 710 eine Warmwasserbereitung oder eine Heizung/Kühlung von Räumen erfolgen.
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Insbesondere eine Solaranlage 400 und/oder ein Elektroheizer 500 sind an die Wärmepumpenanlage 1 anschließbar bzw. integrierbar.
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Die Wärmepumpenanlage 1 ist im Ausführungsbeispiel aus zwei Einheiten zusammensetzbar, aus einem Heizungsmodul 2 und einem Speichermodul 3. Die Module 2, 3 werden in einem Gebäude/Raum zusammengebaut und bilden die Wärmepumpenanlage 1, zur Heizung zur Warmwasserbereitung und zur Lüftung, optional auch zum Kühlen.
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Die Wärmepumpenanlage 1 weist einen Kältemittelkreislauf 100 mit einem Verdichter 110, einem Dreiwegeventil, einem Gaskühler, einem Kältemittelunterkühler, einer Drossel 150 und einem Verdampfer 160 auf.
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Weiterhin ist vorteilhaft ein Gaskühler 170 vorgesehen, der einen Wärmeaustauscher 171 für einen Wärmeaustausch zwischen einem Kältemittel des Kältemittelkreislaufs 100 und einem Wärmeträgermedium eines Ladekreises 700 aufweist. Dem Verdampfer 160 ist eine Öffnung 161 zugeordnet, über die der Verdampfer 160 mit einer Außenluft verbunden ist.
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Weiterhin weist der Kältemittelkreislauf 100 Leitungen 180, 184 und 185 auf.
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In 1 ist weiterhin ein Luft/Luft-Wärmeübertrager 200 in der Wärmepumpenanlage 1 eingebunden. Der Luft/Luft-Wärmeübertrager 200 ist an einen Abluftkanal 210, einen Zuluftkanal 220, einen Fortluftkanal 250 und einen Außenluftkanal 280 angeschlossen. Im Zuluftkanal 220 ist vorzugsweise ein Zuluftventilator 221 angeordnet. Ein Fortluftlüfter 251 ist vorzugsweise im Fortluftkanal 250 angeordnet.
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Außenluft AU wird dem Luft/Luft-Wärmeübertrager 200 über einen Vorheizer 270 zugeführt. Im Vorheizer 270 wird die Außenluft AU vorzugsweise auf einen Mindesttemperaturwert tM erwärmt. Der Mindesttemperaturwert tM liegt in einem Ausführungsbeispiel vorzugsweise bei ca. -3° C, zumindest aber bei etwa -5 °C oder auf einem Wert zwischen -5 °C und +3 °C. Der Mindesttemperaturwert tM kann in einem anderen Ausführungsbeispiel auch von einem Luftparameter, insbesondere von der Außenluft AU abhängen. Der Mindesttemperaturwert tM kann vom Feuchtegehalt und/oder der Temperatur der Außenluft AU, vom Feuchtegehalt der dem Vorheizer 270 zugeführten Luft oder anderen Werten abhängen.
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Die dem Vorheizer 270 zugeführte Luft kann Außenluft AU sein, eine Mischung aus Außenluft AU und Fortluft FO oder auch nur Fortluft FO oder aus anderen Quellen stammen. Die Mindesttemperatur tM sollte vorzugsweise in einem Temperaturbereich zwischen -3 °C und 0 °C liegen und kann die beschriebene Abhängigkeit von der Temperatur der Außenluft AU und/oder von der Feuchte der dem Vorheizer 270 zugeführten Luft sein. Bei sehr niedrigen Temperaturen und einer sehr geringen Feuchte kann die Mindesttemperatur tM eher abgesenkt werden, während er bei hohen Feuchtegehalten eher anzuheben ist, z.B. auf Temperaturen über dem Gefrierpunkt, bei insbesondere 1 °C bis 3 °C. Über den Außenluftkanal 280 strömt die Luft dann weiter vom Vorheizer 270 zum Luft/Luft-Wärmeübertrager 200.
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Im Luft/Luft-Wärmeübertrager 200 wird die Außenluft AU weiter durch Wärme von der durch den Luft/Luft-Wärmeübertrager 200 strömenden Abluft AB eines Raumes erwärmt. Die Abluft AB des Raumes beträgt ca. 15-25°, insbesondere ca. 20°, und erwärmt die mit vorzugsweise wenigstens der Mindesttemperatur von ca. -5 °C bis 3 °C, insbesondere -3 °C in den Luft/Luft-Wärmeübertrager 200 einströmende Außenluft AU auf Temperaturen zwischen wenigstens 1 °C bis ca. 20 °C auf. Die Außenluft AU wird im Gegenstrom vorzugsweise auf eine Temperatur angehoben die ca. 2 K bis 5 K unter der Temperatur der Abluft AB aus dem Raum liegt.
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Weiter strömt die dann erwärmte Außenluft AU nach dem Luft/Luft-Wärmeübertrager 200 weiter als Zuluft ZU über den Zuluftkanal 220 zu einem Lufterhitzer 230.
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Im Lufterhitzer 230 wird die Zuluft ZU auf eine zweite Temperatur tGa angehoben, die eine für die Beheizung des Raumes erforderliche Solltemperatur darstellt. Das durch den Lufterhitzter 230 strömende Wärmeträgermedium weist dort Temperaturen tW von vorzugsweise 30 °C - 70 °C auf, womit der Zuluftstrom ZU auf eine Temperatur von vorzugsweise unter 60 °C, insbesondere etwa kleiner/gleich 50 °C angehoben wird.
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Die Solltemperatur des Zuluftstroms ZU wird abhängig von einer Außentemperatur tAu und/oder einer Raumtemperatur gesteuert. Entsprechend wird entweder der Massenstrom des Wärmeträgermediums durch den Lufterhitzer 230 und/oder die Temperatur tW des Wärmeträgermediums gesteuert um die zweite Temperatur tGa zu erreichen. Vorzugsweise ist gemäß 2 ein Zulufttemperatursensor in einem Zuluftanschluss 240 vorgesehen, der die Zulufttemperatur tZu erfasst. Abhängig von einem Temperatursignal der Zuluft tZu und/oder der Raumtemperatur tR und/oder der Außentemperatur tAu wird die Temperatur des Wärmeträgermediums und/oder der Massenstrom des Wärmeträgermediums gesteuert.
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Bei Außentemperaturen tAu der Luft im Bereich von -20 °C wird die Zuluft auf ca. 50 °C erwärmt. Bei Temperaturen von um die 0 °C erfolgt eine Erwärmung der Zuluft auf etwa 35 °C.
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In einem Kühlfall, wenn das Gebäude gekühlt werden soll, wird die Zuluft ZU in der Temperatur gesenkt, auf einen Wert, der unter der Raumtemperatur tR liegt. Dies erfolgt solange, bis der Sollwert der Raumtemperatur tRs erreicht wird. In vielen Kühlfällen ist es erforderlich, dass die Zulufttemperatur zu Kühlzwecken längere Zeiten, insbesondere über mehrere Stunden, bei denen die Außentemperatur insbesondere über 25 °C liegt oder ein starker Wärmeeintrag durch Sonneneinstrahlung erfolgt, unter der Solltemperatur des Raumes tRs gehalten und das Wärmeträgermedium gekühlt wird. Dazu wird auch der Kältemittelkreislauf 100 derart betrieben, dass der Gaskühler 170 als Gasheizer oder Verdampfer dient, wo das Kältemittel Wärme vom Wärmeträgermedium aufnimmt und somit das Wärmeträgermedium kühlt.
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Der Abluftstrom AB, der durch den Abluftkanal 210 zum Luft/Luft-Wärmeübertrager 200 strömt, wird im Heizfall durch den kühlen Außenluftstrom AU, der vorzugsweise mit ca. -3 °C bis 2 °C zum Luft/Luft-Wärmeübertrager 200 strömt, auf Temperaturen unter der Raumtemperatur abgekühlt. Je nach Außentemperatur erfolgt eine Abkühlung auf einen Temperaturwert, der ca. 2 K bis 7 K über der Außenlufttemperatur oder der Temperatur der Luft, die dem Luft/Luft-Wärmeübertrager 200 zugeführt wird, liegt. Die Abluft AB strömt somit abgekühlt als Fortluft FO aus dem Luft/Luft-Wärmeübertrager 200 aus und wird im Ausführungsbeispiel vorzugsweise durch den Fortluftlüfter 251 gefördert.
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Die so geförderte Fortluft FO wird über einen Fortluftkanal 250 einem Verdampfer 160 des Kältemittelkreislaufs 100 zugeführt. Da die Fortluft FO, mit etwa 2 K bis 7 K, wärmer als die Außenluft AU ist, wird dem Verdampfer 160 durch die Fortluft FO relativ energiereiche Luft zugeführt, die vorzugsweise eine Temperatur über dem Gefrierpunkt aufweist, womit ein Einfrieren des Verdampfers 160 vermieden oder verzögert ist.
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Im Stillstand des Kältemittelkreislaufs 100 kann mit der Fortluft FO der Verdampfer 160 abgetaut werden.
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Im Ausführungsbeispiel weist die Wärmepumpenanlage 1 weiterhin einen Warmwasserbehälter 300 auf, der vorzugsweise über einen Warmwasserwärmeaustauscher 330 erwärmt wird. Mittels einer Umwälzpumpe 320, welche in einer Pumpenleitung 340 liegt, wird das im Warmwasserbehälter 300 befindliche Trinkwasser durch den Warmwasserwärmeaustauscher 330 gepumpt. Dabei fließt das Trinkwasser vorzugsweise durch die Wasserleitungen 341 und 342 zum Warmwasserwärmeaustauscher 330, der in einem Korpus 310 angeordnet ist.
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Das Wärmeträgermedium wird mittels der Pumpe 720 zum Warmwasserwärmeaustauscher 330 gepumpt.
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Das Dreiwegeventil wir vom Regler 4 zwischen Warmwasserbereitung und Pufferspeicherbeladung geschaltet. Zur Warmwasserbeladung ist das Dreiwegeventil 710 so geschaltet, dass das Wärmeträgermedium zum Warmwasserwärmetauscher 330 geleitet ist. Zur Beheizung des Pufferspeichers und/oder des Wärmeträgerkreislaufs 600 ist das Dreiwegeventil zur primären Vorlaufleitung 701 geöffnet.
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In einem Ausführungsbeispiel ist eine Solaranlage 400 an die Wärmepumpenanlage 1 angeschlossen. Die Solaranlage 400 besteht aus einem Solarkollektor 410, einer Solarpumpe 420, einem Solarwärmeaustauscher 430 sowie einem Solarwärmeträgermediumkühler 431. Der Solarwärmeträgermediumkühler 431 ist vorzugsweise in eine Rücklaufleitung 730 eines Ladekreislauf 700 eingebunden.
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Ein Elektroheizer 500 mit einem Elektroheizkörper 510 und einen Elektroanschluss 520 ist vorgesehen, um elektrischen Direktstrom in Wärme zu wandeln und diese Wärme an den Ladekreislauf 700 abgeben zu können.
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Gemäß 1 ist weiterhin ein Pufferspeicher 610 vorgesehen, an den ein Wärmeträgerkreislauf 600 angeschlossen ist. Eine Fluidleitung 612 führt zum Lufterhitzer 230.
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Im Pufferspeicher 610 ist im Ausführungsbeispiel ein erstes Pufferrohr 6110 vorgesehen. Der Pufferspeicher 610 weist einen ersten Eintritt 6111 und einen ersten Austritt 6112 auf.
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Im Ausführungsbeispiel ist das erste Pufferrohr 6110 mit einer ersten Rohröffnung 6113 ausgestattet. Die erste Rohröffnung 6113 ist nach oben zu einem oberen Klöpperboden 6130 gerichtet. Das erste Pufferrohr 6110 selbst ist gegenüber der ersten Rohröffnung 6113 vorteilhaft zumindest teilweise durchgehend, sodass ein durch das erste Pufferrohr 6110 strömendes Wärmeträgermedium mit dem im Pufferspeicher 610 befindlichen Wärmeträgermedium über die zum oberen Klöpperboden 6130 hin gerichtete erste Rohröffnung 6113 in Verbindung steht.
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Damit ist eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem ersten Eintritt 6111 und dem ersten Austritt 6112 des ersten Pufferrohrs 6110 vorgesehen. Das Wärmeträgermedium tritt somit durch den ersten Eintritt 6111 in den Pufferspeicher 610 ein und strömt im ersten Pufferrohr 6110 zur ersten Rohröffnung 6113. Soweit eine Pufferpumpe 620 läuft, wird das Wärmeträgermedium gefördert. Es strömt durch die erste Rohröffnung 6113 in den Pufferspeicher 610 und das so geförderte Wärmträgermedium strömt weitgehend direkt durch den ersten Austritt 6112 des ersten Pufferrohres 6110 in den Wärmeträgerkreislauf 600. Je nachdem, mit welchen Förderleistungen die Pufferpumpe 620 und eine Ladepumpe 720 laufen, wird das Wärmeträgermedium teilweise oder ganz in den Pufferspeicher 610 gepumpt. Bei etwa gleichen Förderleistungen der Pumpen 620, 720 strömt das Wärmeträgermedium direkt vom ersten Eintritt 6111 zum ersten Austritt 6112 und durch die erste Rohröffnung 6113 strömt so gut wie kein Wärmeträgermedium in den Pufferspeicher 610. Soweit aber die Pufferpumpe 620 beispielsweise weniger Wärmeträgermedium fördert als die Ladepumpe 720, kommt es zu einer Strömungsaufteilung des Wärmeträgermediums zum einen in den ersten Austritt 6112 entsprechend der Förderleistung der Pufferpumpe 620 und zum anderen in den Pufferspeicher 610 selbst. Die Differenz des Massenstroms des Wärmeträgermediums, abhängig von der Förderleistung der Ladepumpe 720 und der Pufferpumpe 620, strömt durch die erste Rohröffnung 6113 in oder aus dem Pufferspeicher 610. Somit wird das Wärmeträgermedium mit der Temperatur TW des Wärmeträgermediums in den Pufferspeicher 610 befördert und dieser schichtend von oben nach unten mit dieser Temperatur TW beladen oder auch entladen. Das Wärmeträgermedium strömt mit der Temperatur TW in den Wärmeträgerkreislauf 600.
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Der Pufferspeicher 610 weist im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ein zweites Pufferrohr 6120 auf. Der Pufferspeicher 610 ist mit einem zweiten Eintritt 6121 und einem zweiten Austritt 6122 ausgestattet. Das zweite Pufferrohr 6120 weist eine zweite Rohröffnung 6123 auf, die hin zu einem unteren Klöpperboden 6150 gerichtet ist und somit das zweite Pufferrohr 6120 zum unteren Klöpperboden 6150 hin offen ist. Gegenüber der zweiten Rohröffnung 6123 ist das zweite Pufferrohr 6120 durchgängig.
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Das erste Pufferrohr 6110 und das zweite Pufferrohr 6120 sind im Ausführungsbeispiel durchgängig, haben jedoch jeweils die Rohröffnung 6113, 6123. Wesentlich ist hierbei nicht die Durchgängigkeit des Rohrs, sondern eine möglichst gute Strömung vom ersten Eintritt 6111 zum ersten Austritt 6112, die auch durch andere Maßnahmen erreicht werden kann, aber so besonders vorteilhaft ist.
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So können in einem anderen Ausführungsbeispiel anstelle eines durchgehenden Pufferrohres 6110 auch zwei Rohre verwendet werden die vorzugsweise gegenüberliegend im Pufferspeicher 610 angeordnet sind und vorteilhaft einen Strömungsschutz 6160 aufweisen, der verhindert, dass durch Verwirbelungen oder Schrägströmungen die Schichtung des Wärmeträgermediums bei der Temperatur des Wärmeträgermediums TW im Pufferspeicher 610 gestört ist.
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Der Pufferspeicher 610 weist zwischen dem oberen Klöpperboden 6130 und dem unteren Klöpperboden 6150 eine Behälterwand 6140 auf. Der Pufferspeicher 610 hat dabei einen Durchmesser D und eine Höhe H. Weiterhin ist die Zylinderwand durch eine Höhe HZ der Zylinderwand 6140 definiert. Der Abstand des ersten Pufferrohrs 6110 zum zweiten Pufferrohr 6120 ist über einen Pufferrohrabstand R definiert.
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Der Pufferspeicher 610 ist sehr schlank ausgebildet, d.h. das Verhältnis des Pufferspeicherdurchmessers D zur Höhe H des Pufferspeichers ist gering. Der Pufferspeicher 610 hat einen Durchmesser D von vorteilhaft ca. 15 cm - 25 cm, wobei die Höhe H vorteilhaft zwischen ca. 80 cm und 200 cm liegt, wobei das Verhältnis aus Durchmesser und Höhe D/H im Ausführungsbeispiel vorzugsweise kleiner als 0,2 ist.
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Der Durchmesser D kann in anderen Ausführungsbeispielen auch noch kleiner als 15 cm sein und die Höhe H kann auch noch höher sein als 200 cm. Je nachdem, wie hoch die Höhe H ausgewählt ist, kann auch der Durchmesser D größer ausfallen. Soweit die Höhe H über 200 cm ausfällt, kann der Durchmesser D auch über 25 cm sein, wobei das Verhältnis aus Durchmesser und Höhe vorzugsweise kleiner als 0,3 oder kleiner als 0,2 bleibt.
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Im Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser D des Pufferspeichers 610 ca. 18 cm und die Höhe ca. 150 cm. Somit beträgt das Verhältnis des Pufferspeicherdurchmessers D zur Höhe H des Pufferspeichers 610 vorteilhaft etwa 0,12. Vorteilhaft werden derartige Verhältnisse des Durchmessers D zur Höhe H unter 0,4 liegen, insbesondere Verhältnisse zwischen 0,2 und 0,08, oder etwa 0,1 bis 0,14.
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Im Wärmeträgerkreislauf 600 ist die Pufferpumpe 620 vorgesehen, die das Wärmeträgermedium zunächst zum Lufterhitzter 230 und danach zu einem Heizkreiswärmeübertrager 632 umtreibt. Der Heizkreiswärmeübertrager 632 ist Bestandteil eines Heizkreises 630. Der Heizkreis 630 ist von einem flüssigen Wärmeträgermedium durchflossen, angetrieben von einer Heizkreispumpe 631. Hiermit können eine Fußbodenheizung und/oder auch Radiatoren mit Wärme/Kälte versorgt werden.
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Im Bereich der Wasserhydraulik des Pufferspeichers 610 ist ein Pufferbypass 703 vorgesehen, der von einer primären Vorlaufleitung 701 mittels eines Bypassdreiwegeventils 702 abgezweigt wird.
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Am Vorheizer (270) vorbei ist vorteilhaft ein Bypass (272) vorgesehen, der über ein Bypass Dreiwegeventil (271) geöffnet oder geschlossen werden kann.
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Bei einem vorteilhaften Verfahrensschritt ist der Bypass (272) vom Wärmeträgermedium durchflossen, wenn die Außenluft AU bereits einen Mindesttemperaturwert tM aufweist. Somit wird je nach Außentemperatur tAu der Vorheizer (270) von Wärmeträgermedium durchflossen oder nicht. Soweit die Außentemperatur tAu kleiner ist als der Temperatur Mindestwert tM wird der Bypass (272) mit dem Dreiwegeventil (271) verschlossen und das Wärmeträgermedium strömt durch den Vorheizer (270), um die Außenluft AU auf die Mindesttemperatur tAu zu bringen.
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Ein Pufferspeicher 610 für eine Wärmepumpenanlage 1, mit einem Volumen zur Aufnahme eines Wärmeträgermediums, weist eine Höhe H, einen Durchmesser D auf und wenigstens einen Eintritt (6111, 6121) und wenigstens einen Austritt (6112, 6122). Der Pufferspeicher 610 hat innen ein Verhältnis zwischen dem Durchmesser D und einer Höhe H von weniger als 0,4, insbesondere kleiner als ca. 0,2.
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Die Behälterwand 6140 ist zwischen dem oberen Klöpperboden 6130 und dem unteren Klöpperboden 6150 angeordnet, wobei das obere Pufferrohr 6110 unterhalb des oberen Klöpperbodens 6130 durch die Behälterwand 6140 geführt ist und das untere Pufferrohr 6120 oberhalb des unteren Klöpperbodens 6150 durch die Behälterwand 6140 geführt ist.
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Vorteilhaft weist wenigstens ein Pufferrohr 6110, 6120 eine Öffnung 6113, 6123) auf und ist zu einem Klöpperboden 6130, 6150 hin gerichtet.
