DE202009008908U1 - Wärmepumpe - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25B30/02—Heat pumps of the compression type
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- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
- F24H4/02—Water heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
- F28D7/163—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
- F28D7/1669—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing the conduit assemblies having an annular shape; the conduits being assembled around a central distribution tube
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Abstract
Wärmepumpe (1) für Heizzwecke mit einer Außeneinheit (6) zum Wärmetausch mit der Umgebung, und einer über einen ein Kältemittel führenden Kältemittelkreislauf (4) mit der Außeneinheit (6) verbundenen Inneneinheit, die einen Wärmetauscher (14) zum Wärmetausch zwischen dem Kältemittel und einem Wärmeträgermedium aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Außeneinheit (10) über (jeweils) einen weiteren getrennten, ein Kältemittel führenden Kältemittelkreislauf (8) mit der Inneneinheit (2) verbunden ist, wobei der Wärmetauscher (14) zum Wärme tausch zwischen dem Wärmeträgermedium einerseits und den Kältemitteln andererseits ausgebildet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpe für Heizzwecke mit einer Außeneinheit zum Wärmetausch mit der Umgebung und einer über einen ein Kältemittel führenden Kältemittelkreislauf mit der Außeneinheit verbundenen Inneneinheit, die einen Wärmetauscher zum Wärmetausch zwischen dem Kältemittel und einem Wärmeträgermedium aufweist.
- Derartige Wärmepumpen werden beispielsweise zur Beheizung von Wohnhäusern eingesetzt und nutzen als Wärmequelle meist die Außen- bzw. Umgebungsluft oder die im Erdreich enthaltene Wärme. Aufgrund der von Einsatzort zu Einsatzort unterschiedlichen geforderten Wärmeleistung, den unterschiedlichen lokalen klimatischen Bedingungen und in Abhängig keit von zahlreichen weiteren Faktoren muss herstellerseitig eine relativ breite Produktpalette vorgehalten werden, um den Marktanforderungen einigermaßen gerecht zu werden.
- Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine gattungsgemäße Wärmepumpe dahingehend zu verbessern, dass auf Rahmenbedingungen wie angeforderte Heizlast, geforderte Vorlauftemperaturen, schwankende Umgebungstemperaturen usw. flexibel reagiert werden kann, ohne dass eine große Zahl unterschiedlicher Ausführungen bereitgehalten werden muss.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsgemäßen Wärmepumpe durch die Maßnahme gelöst, dass mindestens eine weitere Außeneinheit über (jeweils) einen weiteren getrennten, ein Kältemittel führenden Kältemittelkreislauf mit der Inneneinheit verbunden ist, wobei der Wärmetauscher zum Wärmetausch zwischen dem Wärmeträgermedium einerseits und den Kältemitteln andererseits ausgebildet ist.
- Durch diese Maßnahme erreicht man ein erhöhtes Maß an Flexibilität und Anpassungsfähigkeit hinsichtlich der erforderlichen Heizleistungen und Vorlauftemperaturen. Die technische Umsetzung kann im Falle von zwei Außeneinheiten mit einem Duo-Plattenwärmetauscher als Verflüssiger erfolgen, wobei als Wärmeträgermedium Heizwasser eingesetzt wird und ein Heizwasserkanal von zwei Kältemittelkanälen unter Gewährleistung der Systemtrennung (Trennung der Kältemittelkreisläufe) umspült wird.
- Die Erfindung sieht bevorzugt vor, dass mindestens eine Außeneinheit als Verdampfereinheit ausgebildet ist. Mindestens eine Außeneinheit kann zum Wärmetausch mit Umgebungsluft, Bodenmaterial oder Grundwasser ausgebildet sein.
- Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Inneneinheit als Verflüssigereinheit ausgebildet ist.
- Bevorzugt ist weiter vorgesehen, dass der Wärmetauscher zum Wärmetausch mit einem Heizmedium, insbesondere Heizwasser, einer Heizungsanlage ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Wärmetauscher zum Wärmetausch mit einem Kühlmedium, insbesondere Kühlwasser, einer Klimaanlage ausgebildet ist. Die Wärmepumpe kann umschaltbar ausgebildet sein, so dass das Wärmeträgermedium entweder als Heizmedium oder als Kühlmedium wirkt.
- Die Erfindung sieht bevorzugt vor, dass mindestens eine Außeneinheit leistungsgeregelt oder moduliert ist.
- Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Außeneinheiten für unterschiedliche Heiz- oder Vorlauftemperaturen am Wärmetauscher ausgebildet sind. Hierfür können die Kältemittel der Außeneinheiten unterschiedlich sein, bzw. es können unterschiedliche Kältemittel in den jeweiligen Kältemittelkreisläufen enthalten sein, beispielsweise bei einer ersten Außeneinheit ein Kältemittel für Mitteltemperaturen (Vorlauftemperaturen bis ca. 55°C) und bei einer zweiten Außeneinheit ein Kältemittel für Hochtemperaturen (Vorlauftemperaturen bis ca. 75°C).
- Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Wärmetauscher mehrere erste Kanäle für die Kältemittel der getrennten Kältemittelkreisläufe und einen mit den ersten Kanälen in Wärmetauschkontakt stehenden zweiten Kanal für das Wärmeträgermedium aufweist.
- Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Wärmetauscher für zwei Außeneinheiten als Duo-Plattenwärmetauscher ausgebildet ist.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert, wobei auf eine Zeichnung Bezug genommen ist, in der
-
1 schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wärmepumpe zeigt, -
2 eine schematische perspektivische Ansicht eines Mehrfach-Wärmetauschers zeigt, und -
3 eine schematische Schnittansicht des Mehrfach-Wärmetauschers nach2 zeigt. -
1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Heizsystem für ein Gebäude mit einer erfindungsgemäßen Wärmepumpe, die im Ganzen mit1 bezeichnet ist. Eine Inneneinheit2 ist über einen ersten Kältemittelkreislauf4 mit einem ersten Außenmodul6 und über einen zweiten Kältemittelkreislauf8 mit einer zweiten Außeneinheit10 verbunden, wobei die beiden Kältemittelkreisläufe4 ,8 vollständig getrennt voneinander verlaufen, so dass die beiden darin geführten Kältemittel, die stofflich unterschiedlich sein können und unterschiedliche Drücke und Temperaturen aufweisen können, nicht unmittelbar miteinander in Kontakt kommen. - Jeder Kältemittelkreislauf weist eine Leitung
4a ,8a für gasförmiges Kältemittel und eine Leitung4b ,8b für flüssiges Kältemittel auf. - Jede Außeneinheit umfasst in an sich bekannter Weise einen Wärmetauscher zur Aufnahme von Wärme aus der Umgebung, beispielsweise aus Umgebungsluft, Bodenmaterial oder Grundwasser, sowie einen Kompressor und eine Entspannungseinheit.
- Die Inneneinheit zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Kältemittel von mehreren Kältemittelkreisläufen in Wärmetauschkontakt mit einem separat geführten Wärmeträgermedium wie etwa Heizwasser gebracht werden können, wofür ein Wärmetauscher
14 in Form eines Mehrfachwärmetauschers vorgesehen ist. Der Wärmetauscher14 weist zwei erste Kanäle16 zur Durchleitung der Kältemittel der Kältemittelkreisläufe4 ,8 auf, zwischen denen ein zweiter Kanal18 zur Durchleitung von Heizwasser als Wärmeträgermedium angeordnet ist. Die Medien werden vorzugsweise im Gegenstrom geführt, d. h. das Wärmeträgermedium (Heizwasser) strömt entgegengesetzt zu den Kältemitteln, so dass eine optimale Wärmeüber tragung gewährleistet ist. Eine Kreuzstromanordnung ist ebenfalls denkbar, wobei die Kältemittel quer zu dem Wärmeträgermedium strömen. - Der Wärmetauscher
14 könnte auch modular aufgebaut sein, d. h. in Form eines einfachen Wärmetauschers für jedes Außenmodul, wobei die einzelnen Wärmetauscher in Reihe bezüglich der Strömungsrichtung des sie durchsetzenden Wärmeträgermediums angeordnet sein können. - Bei mehr als zwei Außenmodulen kommen andere Bauarten als die des dargestellten Wärmetauschers
14 in Betracht, wobei2 und3 schematisch einen Sechsfachwärmetauscher24 erläutern. Innerhalb eines ersten Kanals16 sind mehrere, in diesem Falle sechs, zweite Kanäle18 angeordnet, in denen Kältemittel von voneinander unabhängigen Kältemittelkreisläufen zirkulieren und Wärme mit einem innerhalb des ersten Kanals geführten Wärmeträgermedium austauschen. - Das Wärmeträgermedium wird durch eine Rücklaufleitung
28 dem Wärmetauscher14 zugeführt und verlässt diesen über eine Vorlaufleitung30 . Die Vorlaufleitung30 ist mit einer an sich bekannten Überwachungs- und Sicherheitseinheit32 versehen und weist ferner einen Volumenstromsensor34 , eine Umwälzpumpe36 , eine elektrische Heizpatrone38 zur Zusatzheizung, einen Temperaturfühler40 , ein Ablassventil42 sowie ein Absperrventil44 in Form eines Kugelhahns auf. Die Rücklaufleitung ist ebenfalls mit einem Temperaturfühler40 versehen und mit einem Ausdehnungsgefäß46 verbunden. Ferner sind Absperrventile44 in Form von Kugelhähnen sowie dazwischen ein Sieb bzw. Schmutzfänger48 angeordnet. - Ein Regler
50 erfasst in Abhängigkeit von Vor- und Rücklauftemperatur und ggf. von Außen- und Innentemperatur den Wärmebedarf und gibt einen Modulationsgrad für die Außenmodule vor, d. h. deren Leistung (z. B. 10%, 30%, 50%, 80% oder 100% der maximalen Leistung). Hierfür ist der Regler50 mit den Außeneinheiten6 ,10 jeweils über ein Buskabel verbunden, um die benötigte Daten auszutauschen. Je nach Wärmebedarf und benötigter Vorlauftemperatur kann das eine oder das andere Außenmodul oder beide Außenmodule gemeinsam arbeiten. Vorteilhaft ist eine Kombination unterschiedlicher Außeneinheiten für unterschiedliche Umgebungs- und Vorlauftemperaturen, beispielsweise bei der Außeneinheit6 mit einem Kältemittel für Mitteltemperaturen, d. h. Vorlauftemperaturen bis ca. 55°C, und bei der Außeneinheit10 mit einem Kältemittel für Hochtemperaturen, d. h. Vorlauftemperaturen bis ca. 75°C. Je nach Außentemperatur und Wärmebedarf arbeitet eines der Außenmodule oder beide gemeinsam mit einem bestmöglichen Einzel- oder Gesamtwirkungsgrad. - Die erfindungsgemäße Wärmepumpe kann selbstverständlich auf der Seite der Inneneinheit mit weiteren Wärmeerzeugern gekoppelt werden, beispielsweise zur Wärmeeinspeisung von Gas- oder Ölkesseln oder einer solarthermischen Anlage.
- Mindestens ein Außenmodul kann umschaltbar sein, um für Kühlzwecke verwendet zu werden, wobei dann die Inneneinheit als Wärmequelle und die Außeneinheit als Wärmesenke dient. Das in diesem Falle gekühlte Wärmeträgermedium kann dann zur Klimatisierung von Räumen eingesetzt werden.
-
- 1
- Wärmepumpe
- 2
- Inneneinheit
- 4
- erster Kältemittelkreislauf
- 4a, 4b
- Leitung
- 6
- erste Außeneinheit
- 8
- zweiter Kältemittelkreislauf
- 8a, 8b
- Leitung
- 10
- zweite Außeneinheit
- 14
- Wärmetauscher
- 16
- erster Kanal
- 18
- zweiter Kanal
- 24
- Sechsfachwärmetauscher
- 28
- Rücklaufleitung
- 30
- Vorlaufleitung
- 32
- Überwachungs- und Sicherheitseinheit
- 34
- Volumenstromsensor
- 36
- Umwälzpumpe
- 38
- Heizpatrone
- 40
- Temperaturfühler
- 42
- Ablassventil
- 44
- Absperrventil
- 46
- Ausdehnungsgefäß
- 48
- Sieb
- 50
- Regler
Claims (12)
- Wärmepumpe (
1 ) für Heizzwecke mit einer Außeneinheit (6 ) zum Wärmetausch mit der Umgebung, und einer über einen ein Kältemittel führenden Kältemittelkreislauf (4 ) mit der Außeneinheit (6 ) verbundenen Inneneinheit, die einen Wärmetauscher (14 ) zum Wärmetausch zwischen dem Kältemittel und einem Wärmeträgermedium aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Außeneinheit (10 ) über (jeweils) einen weiteren getrennten, ein Kältemittel führenden Kältemittelkreislauf (8 ) mit der Inneneinheit (2 ) verbunden ist, wobei der Wärmetauscher (14 ) zum Wärme tausch zwischen dem Wärmeträgermedium einerseits und den Kältemitteln andererseits ausgebildet ist. - Wärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Außeneinheit (
6 ,10 ) als Verdampfereinheit ausgebildet ist. - Wärmepumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Außeneinheit (
6 ,10 ) zum Wärmetausch mit Umgebungsluft, Bodenmaterial oder Grundwasser ausgebildet ist. - Wärmepumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Inneneinheit als Verflüssigereinheit ausgebildet ist.
- Wärmepumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (
14 ) zum Wärmetausch mit einem Heizmedium, insbesondere Heizwasser, einer Heizungsanlage ausgebildet ist. - Wärmepumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (
14 ) zum Wärmetausch mit einem Kühlmedium, insbesondere Kühlwasser, einer Klimaanlage ausgebildet ist. - Wärmepumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe umschaltbar ist, wobei der Wärmeträgermedium entweder als Heizmedium oder als Kühlmedium wirkt.
- Wärmepumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Außeneinheit (
6 ,10 ) leistungsgeregelt ist. - Wärmepumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außeneinheiten (
6 ,10 ) für unterschiedliche Heiztemperaturen am Wärmetauscher (14 ) ausgebildet sind. - Wärmepumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittel der Außeneinheiten unterschiedlich sind.
- Wärmepumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (
14 ) mehrere erste Kanäle (16 ) für die Kältemittel der getrennten Kältemittelkreisläufe (4 ,8 ) und einen mit den ersten Kanälen (16 ) in Wärmetauschkontakt stehenden zweiten Kanal (18 ) für das Wärmeträgermedium aufweist. - Wärmepumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (
14 ) für zwei Außeneinheiten (6 ,10 ) als Duo-Plattenwärmetauscher ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202009008908U DE202009008908U1 (de) | 2009-06-29 | 2009-06-29 | Wärmepumpe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202009008908U DE202009008908U1 (de) | 2009-06-29 | 2009-06-29 | Wärmepumpe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202009008908U1 true DE202009008908U1 (de) | 2009-09-03 |
Family
ID=41051950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202009008908U Expired - Lifetime DE202009008908U1 (de) | 2009-06-29 | 2009-06-29 | Wärmepumpe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202009008908U1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013201903A1 (de) | 2013-02-06 | 2014-08-07 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Wärmepumpenvorrichtung, Verwendung einer Pumpe mit beheizbarer Pumpenkammer in einer Wärmepumpenvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenvorrichtung |
EP2487425A3 (de) * | 2011-02-14 | 2017-04-05 | Wilo Se | Vorrichtung zum Erzeugen von Warmwasser |
DE112016003281B4 (de) | 2015-07-21 | 2021-11-25 | Glen Dimplex Deutschland Gmbh | Wärmepumpenanlage |
DE102022132793A1 (de) | 2022-12-09 | 2024-06-20 | Viessmann Climate Solutions Se | Verfahren zum Betrieb einer Heizungsanlage und Heizungsanlage |
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2009
- 2009-06-29 DE DE202009008908U patent/DE202009008908U1/de not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2765360A2 (de) | 2013-02-06 | 2014-08-13 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Wärmepumpenvorrichtung, Verwendung einer Pumpe mit beheizbarer Pumpenkammer in einer Wärmepumpenvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Wärmepumpenvorrichtung |
DE112016003281B4 (de) | 2015-07-21 | 2021-11-25 | Glen Dimplex Deutschland Gmbh | Wärmepumpenanlage |
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