AT13202U1

AT13202U1 - Heat supply system for heating buildings

Info

Publication number: AT13202U1
Application number: ATGM302/2012U
Authority: AT
Original assignee: Pendl Ernst; Pendl Sieglinde
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2013-08-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wärmeversorgungssystem (1) zur Gebäudebeheizung, umfassend einen Kältekreislauf (10) mit zumindest einer Kältekreislauf-Wärmepumpe (11) sowie weiterhin umfassend einen Heizkreislauf (20) mit zumindest einer Heizkreislauf-Wärmepumpe (21), wobei ein Rücklauf (16) der zumindest einen Kältekreislauf-Wärmepumpe (11) direkt oder indirekt eine Wärmequelle (19) für die zumindest eine Heizkreislauf-Wärmepumpe (21) bildet. Die zumindest eine Kältekreislauf-Wärmepumpe (11) und die zumindest eine Heizkreislauf-Wärmepumpe (21) sind seriell wärmeübertragend gekoppelt.The invention relates to a heat supply system (1) for heating buildings, comprising a refrigeration circuit (10) with at least one refrigeration cycle heat pump (11) and further comprising a heating circuit (20) with at least one heating circuit heat pump (21), wherein a return (16) the at least one refrigeration cycle heat pump (11) directly or indirectly forms a heat source (19) for the at least one heating circuit heat pump (21). The at least one refrigeration cycle heat pump (11) and the at least one heating circuit heat pump (21) are serially coupled to transmit heat.

Description

österreichisches Patentamt AT13 202U1 2013-08-15Austrian Patent Office AT13 202U1 2013-08-15

Beschreibungdescription

WÄRMEVERSORGUNGSSYSTEM ZUR GEBÄUDEBEHEIZUNGHEAT SUPPLY SYSTEM FOR BUILDING HEATING

[0001] Die Erfindung betrifft ein Wärmeversorgungssystem zur Gebäudebeheizung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The invention relates to a heat supply system for building heating with the features of the preamble of claim 1.

[0002] Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche unterschiedliche Ausführungen von Heizungssystemen zur Wohnraumbeheizung bekannt, welche Wärmepumpen umfassen. Eine Wärmepumpe entzieht der Umgebung die gespeicherte Wärme und gibt diese auf einem höheren Temperaturniveau wieder ab, sodass die abgegebene Wärme zur Gebäudebeheizung und Warmwasserbereitung genutzt werden kann.Numerous different designs of heating systems for domestic heating are known from the prior art, which include heat pumps. A heat pump removes the stored heat from the environment and releases it at a higher temperature level so that the heat released can be used to heat the building and generate hot water.

[0003] Beispielsweise ist aus dem Dokument DE 20 2011 106 855 U1 ein Wärmeversorgungssystem mit dezentralen Wärmepumpen bekannt. Demgemäß ist in einem zu beheizenden Gebäude als Wärmequelle ein Niedertemperatur-Wärmeverteilnetz vorgesehen, welches beispielsweise mit einem Wärmepufferspeicher verbunden ist. Die Wärme im Niedertemperatur-Wärmeverteilnetz wird dabei dem Wärmepufferspeicher entnommen, der aus unterschiedlichen Wärmequellen, beispielsweise mittels Erdwärme oder Solarthermie, aufgeladen werden kann. Auf Wohnungsebene hebt jeweils eine Wärmepumpe das Temperaturniveau des Wärmeträgermediums vom Niedertemperaturniveau, welches unterhalb der im Gebäude vorherrschenden Temperatur liegt, auf eine erforderliche Vorlauftemperatur zum Betrieb von Radiatoren von beispielsweise 70 °C an.For example, from document DE 20 2011 106 855 U1 a heat supply system with decentralized heat pumps is known. Accordingly, a low-temperature heat distribution network is provided in a building to be heated as a heat source, which is connected for example with a heat storage tank. The heat in the low-temperature heat distribution network is taken from the heat buffer, which can be charged from different heat sources, for example by geothermal or solar thermal energy. At the level of each apartment lifts a heat pump, the temperature level of the heat transfer medium from the low temperature level, which is below the prevailing temperature in the building, to a required flow temperature for the operation of radiators, for example, 70 ° C.

[0004] Aus den Dokumenten DE 197 40 398 C2, DE 100 48 035 A1, DE 43 19 112 A1 und DE 37 40 618 C2 sind jeweils weitere Ausführungen von Heizungssystemen bekannt, welche mittels einer oder mehrerer Wärmepumpen sowie eines Wärmepufferspeichers die Effizienz von Heizungssystemen zur Wohnraumbeheizung zu erhöhen versuchen.From the documents DE 197 40 398 C2, DE 100 48 035 A1, DE 43 19 112 A1 and DE 37 40 618 C2 further embodiments of heating systems are known, which by means of one or more heat pumps and a heat storage tank, the efficiency of heating systems try to increase the space heating.

[0005] Generell ist die Kombination eines Heizungssystems mit Wärmepumpen mit einer thermischen Solaranlage speziell im höheren Leistungsbereich sinnvoll. Die Solaranlage übernimmt hier in der Regel die Erwärmung des Warmwassers. Allerdings ist an den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen nachteilig, dass insbesondere bei Heizungssystemen, die mit thermischen Solaranlagen gekoppelt sind, der Pufferspeicher für die Wärmepumpe im Sommer überhitzt wird, wodurch der Gesamtwirkungsgrad des Heizungssystems sinkt.In general, the combination of a heating system with heat pumps with a thermal solar system, especially in the higher power range makes sense. The solar system usually takes over the warming of the hot water here. However, it is disadvantageous to the embodiments known from the prior art that, in particular in heating systems which are coupled with thermal solar systems, the buffer for the heat pump is overheated in summer, whereby the overall efficiency of the heating system decreases.

[0006] Ein weiterer Nachteil ist dadurch gegeben, dass bei den bisher bekannten gattungsgemäßen Heizungssystemen zur Wärmeabfuhr von Überschusswärme im System eine besonders aufwendige Heizungssteuerung erforderlich ist.Another disadvantage is given by the fact that in the previously known generic heating systems for heat dissipation of excess heat in the system, a particularly complex heating control is required.

[0007] Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein gattungsgemäßes Wärmeversorgungssystem zur Gebäudebeheizung bereitzustellen, das die geschilderten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.It is therefore the object of the present invention to provide a generic heat supply system for heating buildings, which avoids the disadvantages of the prior art.

[0008] Diese Aufgabe wird bei einem Wärmeversorgungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.This object is achieved with a heat supply system according to the preamble of claim 1 with the features of the characterizing part of claim 1. The subclaims relate to further particularly advantageous embodiments of the invention.

[0009] Bei einem erfindungsgemäßen Wärmeversorgungssystem zur Gebäudebeheizung, umfassend einen Kältekreislauf mit zumindest einer Kältekreislauf-Wärmepumpe sowie weiterhin umfassend einen Heizkreislauf mit zumindest einer Heizkreislauf-Wärmepumpe, wobei ein Rücklauf der zumindest einen Kältekreislauf-Wärmepumpe direkt oder indirekt eine Wärmequelle für die zumindest eine Heizkreislauf-Wärmepumpe bildet, sind die zumindest eine Kältekreislauf-Wärmepumpe und die zumindest eine Heizkreislauf-Wärmepumpe seriell wärmeübertragend gekoppelt.In a heat supply system according to the invention for building heating, comprising a refrigeration cycle with at least one refrigeration cycle heat pump and further comprising a heating circuit with at least one heating circuit heat pump, wherein a return of the at least one refrigeration cycle heat pump directly or indirectly a heat source for the at least one heating circuit Forms heat pump, the at least one refrigeration cycle heat pump and the at least one heating circuit heat pump are serially coupled heat transfer.

[0010] Vorteilhaft wird somit durch Serienschaltung von Kältekreislauf-Wärmepumpen und Heizkreislauf-Wärmepumpen ein sehr effizientes und wirtschaftliches Wärmeversorgungssystem zur Gebäudebeheizung geschaffen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu erblicken, 1 /9 österreichisches Patentamt AT 13 202 Ul 2013-08-15 dass durch stufenweises Anheben der Temperaturniveaus der einzelnen jeweils seriell hintereinander verschalteten Wärmepumpen jeweils ideale Temperaturniveaus zum effizienten Betrieb jeder einzelnen Wärmepumpe einstellbar sind, wobei insgesamt in der Heizungsanlage auch höhere Heizungstemperaturen besonders wirtschaftlich erzielbar sind. Der Wirkungsgrad des gesamten Wärmeversorgungssystems ist somit hoch.Advantageously, a very efficient and economical heat supply system for heating buildings is thus created by series connection of refrigeration cycle heat pumps and heating circuit heat pumps. A further advantage of the invention is to be seen in that, by gradually increasing the temperature levels of the individual heat pumps connected in series one after the other, ideal temperature levels for the efficient operation of each individual heat pump can be set Overall, in the heating system and higher heating temperatures are particularly economically feasible. The efficiency of the entire heat supply system is thus high.

[0011] Im Rahmen der Erfindung können im Heizkreislauf auch mehrere Heizungsradiatoren in serieller und/oder paralleler Anordnung zueinander vorgesehen sein.In the context of the invention, a plurality of heating radiators in serial and / or parallel arrangement may be provided to each other in the heating circuit.

[0012] In einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind bei einem Wärmeversorgungssystem weiterhin umfassend einen Niedertemperaturpufferspeicher die zumindest eine Kältekreislauf-Wärmepumpe sowie der zumindest eine Niedertemperaturpufferspeicher und die zumindest eine Heizkreislauf-Wärmepumpe seriell miteinander wärmeübertragend gekoppelt.In a particularly advantageous embodiment of the invention, in a heat supply system further comprising a low-temperature buffer memory, the at least one refrigeration cycle heat pump and the at least one low-temperature buffer and the at least one heating circuit heat pump serially coupled together heat transfer.

[0013] Vorteilhaft hat die zumindest eine Heizkreislauf-Wärmepumpe durch möglichst konstante Temperaturniveaus ihres Vorlaufs nicht nur einen hohen Wirkungsgrad, sondern auch eine höhere Heizleistung. Die Wärmepumpen können somit kleiner ausgelegt werden, was einen weiteren Vorteil der Erfindung bedeutet.Advantageously, the at least one heating circuit heat pump not only high as possible by their constant temperature levels of their flow, but also a higher heat output. The heat pumps can thus be made smaller, which means a further advantage of the invention.

[0014] Zweckmäßig bildet bei einem erfindungsgemäßen Wärmeversorgungssystem ein Rücklauf des zumindest einen Niedertemperaturpufferspeichers eine Wärmequelle für die zumindest eine Heizkreislauf-Wärmepumpe. Der Energiebedarf zum Betrieb der zumindest einen Heizkreislauf-Wärmepumpe wird dadurch vorteilhaft verringert. Durch den Niedertemperaturpufferspeicher wird weiters eine möglichst konstante, niedrige Vorlauftemperatur für die Heizkreislauf-Wärmepumpe gewährleistet, wodurch deren Wirkungsgrad vorteilhaft erhöht wird.Conveniently forms in a heat supply system according to the invention, a return of the at least one low-temperature buffer memory, a heat source for the at least one heating circuit heat pump. The energy required to operate the at least one heating circuit heat pump is thereby advantageously reduced. The low-temperature buffer further ensures a very constant, low flow temperature for the heating circuit heat pump, whereby their efficiency is advantageously increased.

[0015] Vorteilhaft ist bei einem Wärmeversorgungssystem gemäß der Erfindung ein Solarkreislauf umfassend zumindest einen Solarkollektor zur Beheizung mit dem Heizkreislauf koppelbar verbindbar. Insbesondere zum Abdecken von Spitzenheizlasten im Winter kann der Wirkungsgrad des Wärmeversorgungssystems durch die Koppelung mit einer Solaranlage deutlich erhöht werden.Advantageously, in a heat supply system according to the invention, a solar circuit comprising at least one solar collector for heating coupled to the heating circuit connectable. In particular, to cover peak heating loads in winter, the efficiency of the heat supply system can be significantly increased by the coupling with a solar system.

[0016] Zweckmäßig ist bei einem erfindungsgemäßen Wärmeversorgungssystem im Solarkreislauf zumindest ein Solarpufferspeicher, für den eine Überschusswärme des zumindest einen Solarkollektors als Wärmequelle dient, angeordnet. Durch die Energie der Solaranlage werden bei Spitzenlasten beispielsweise im Winter die Wärmepumpen des Wärmeversorgungssystems entlastet, wodurch der Gesamtwirkungsgrad des Heizungssystems steigt.Suitably, in a heat supply system according to the invention in the solar circuit at least one solar buffer storage, for which an excess heat of the at least one solar collector serves as a heat source arranged. Due to the energy of the solar system, the heat pumps of the heat supply system are relieved at peak loads, for example in winter, whereby the overall efficiency of the heating system increases.

[0017] Besonders vorteilhaft mündet bei einem Wärmeversorgungssystem gemäß der Erfindung ein Rücklauf des Solarpufferspeichers in den Vorlauf der zumindest einen Heizkreislauf-Wärmepumpe. Vorteilhaft mündet in dieser Ausführung der Solarkreislauf nicht direkt in den Kältekreislauf und somit kann der Niedertemperaturpufferspeicher nicht überhitzt werden. Der Vorlauf des Heizkreislaufmittels wird durch das Solarkreislaufmittel bzw. durch die Abwärme des Solarpufferspeichers vorgewärmt. Durch die Energie der Solaranlage, die dem Kältekreislauf zugeführt wird, wird weiters die zumindest eine Kältekreislauf-Wärmepumpe entlastet und der Gesamtwirkungsgrad des Wärmeversorgungssystems steigt.Particularly advantageous opens in a heat supply system according to the invention, a return of the solar storage tank in the flow of at least one heating circuit heat pump. Advantageously, in this embodiment, the solar circuit does not discharge directly into the refrigeration cycle and thus the low-temperature buffer storage can not be overheated. The flow of Heizkreislaufmittels is preheated by the solar circuit means or by the waste heat of the solar storage tank. By the energy of the solar system, which is supplied to the refrigeration cycle, the at least one refrigeration cycle heat pump is further relieved and increases the overall efficiency of the heat supply system.

[0018] Zweckmäßig ist bei einem erfindungsgemäßen Wärmeversorgungssystem in einem Rücklauf des zumindest einen Heizungsradiators ein Heizkreislauf-Umschaltventil angeordnet, wodurch der Rücklauf des zumindest einen Heizungsradiators wahlweise mit einer Rücklauf-Leitung dem Kältekreislauf, vorzugsweise dem Rücklauf der zumindest einen Kältekreislauf-Wärmepumpe, oder dem Vorlauf der zumindest einen Heizkreislauf-Wärmepumpe zuführbar ist.Suitably, in a heat supply system according to the invention in a return of at least one Heizungsradiators a heating circuit switching valve is arranged, whereby the return of at least one Heizungsradiators with a return line to the refrigeration cycle, preferably the return of the at least one refrigeration cycle heat pump, or the Flow of at least one heating circuit heat pump can be fed.

[0019] Mit Hilfe des Heizkreislauf-Umschaltventils können besonders komfortabel Wärmeströme des Rücklaufs des Heizungsradiators bzw. die Abwärme des Solarkreislaufs wahlweise dem Kältekreislauf oder dem Heizkreislauf zugeführt werden und somit die Temperaturniveaus der einzelnen Kreisläufe jeweils so eingestellt werden, dass die Wärmepumpen mit höchstmöglichem Wirkungsgrad betrieben werden.With the help of the heating circuit switching valve heat flows of the return of the Heizungsradiators or the waste heat of the solar circuit can optionally be supplied to the refrigeration cycle or the heating circuit and thus the temperature levels of the individual circuits are each set so that the heat pumps operated with the highest possible efficiency become.

[0020] In einer Weiterbildung der Erfindung ist bei einem Wärmeversorgungssystem das Heiz- 2/9 österreichisches Patentamt AT 13 202 Ul 2013-08-15 kreislauf-Umschaltventil mit einer Temperatursteuerungseinrichtung verbunden, wobei bei einer Temperatur im Rücklauf des Heizungsradiators, die niedriger als eine Temperatur im Rücklauf des Solarpufferspeichers ist, von der Temperatursteuerungseinrichtung das Heizkreislauf-Umschaltventil betätigt und der Rücklauf des Solarpufferspeichers in den Rücklauf des Heizkreislaufs und weiter in den Kältekreislauf rückgeführt wird, bis die Temperatur im Rücklauf des Heizungsradiators die Temperatur im Solarpufferspeicher überschreitet. Bei Bedarf wird somit dem Solarpufferspeicher dosiert Überschusswärme entzogen.In a further development of the invention in a heat supply system, the heating is connected to a temperature control device, wherein at a temperature in the return of Heizradiator, the lower than a Temperature in the return of the solar storage tank is actuated by the temperature control device, the heating circuit switching valve and the return of the solar storage tank in the return of the heating circuit and is returned to the refrigeration cycle until the temperature in the return of Heizungsradiators exceeds the temperature in the solar storage tank. If necessary, the solar buffer storage dosed excess heat is withdrawn.

[0021] Besonders zweckmäßig wird bei einem Wärmeversorgungssystem gemäß der Erfindung von der Temperatursteuerungseinrichtung bei Erreichen einer einstellbaren maximalen Temperatur im Rücklauf des Solarpufferspeichers das Heizkreislauf-Umschaltventil betätigt und der Rücklauf des Heizkreislaufs geöffnet. Vorteilhaft kann somit im Heizkreislauf die Vorlauftemperatur des zumindest einen Heizungsradiators geregelt werden und es wird verhindert, dass die Temperatur des Heizkreislaufmittels einen Sollwert, beispielsweise eine Temperatur von maximal 70 °C, überschreitet.Particularly useful is in a heat supply system according to the invention of the temperature control device upon reaching an adjustable maximum temperature in the return of the solar storage tank, the heating circuit switching valve actuated and opened the return of the heating circuit. Advantageously, the flow temperature of the at least one Heizungsradiators can thus be controlled in the heating circuit and it is prevented that the temperature of the heating circuit means exceeds a target value, for example, a temperature of at most 70 ° C.

[0022] Vorteilhaft ist bei einem erfindungsgemäßen Wärmeversorgungssystem zumindest eine Kältekreislauf-Wärmepumpe ausgewählt aus der Gruppe: Luft/Wasser-Wärmepumpe, Was-ser/Wasser-Wärmepumpe und/oder Sole/Wasser-Wärmepumpe. Je nach Anforderung können somit sowohl Erdwärme, Umgebungsluft und Grundwasser als Wärmequellen der zumindest einen Kältekreislauf-Wärmepumpe dienen.Advantageously, in a heat supply system according to the invention at least one refrigeration cycle heat pump selected from the group: air / water heat pump, water / water heat pump and / or brine / water heat pump. Depending on the requirements, both geothermal, ambient air and groundwater can thus serve as heat sources of the at least one refrigeration-cycle heat pump.

[0023] In einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist bei einem Wärmeversorgungssystem die zumindest eine Heizkreislauf-Wärmepumpe eine Wasser/Wasser-Wärme-pumpe. Somit kann sowohl im Kältekreislauf, als auch im Heizkreislauf jeweils Wasser als Kältekreislaufmittel bzw. als Heizkreislaufmittel eingesetzt werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, in a heat supply system, the at least one heating circuit heat pump is a water / water heat pump. Thus, both in the refrigeration cycle, as well as in the heating circuit each water can be used as a refrigerant circuit means or as a heating circuit.

[0024] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels.Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following explanation of an embodiment schematically illustrated in the drawing.

[0025] Die Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Wärmeversorgungssystem 1 zur Gebäudebeheizung, welches einen Kältekreislauf 10, einen Heizkreislauf 20 und einen Solarkreislauf 30 umfasst.The figure shows an inventive heat supply system 1 for building heating, which includes a refrigeration cycle 10, a heating circuit 20 and a solar circuit 30.

[0026] Der Kältekreislauf 10 umfasst dabei eine Kältekreislauf-Wärmepumpe 11, die hier beispielsweise als Sole/Wasser-Wärmepumpe, welche mittels der ganzjährig meist ausreichend vorhandenen Erdwärme monovalent, also ohne weiteren Wärmeerzeuger betrieben werden kann, ausgeführt ist. Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung vorgesehen, eine Luft/Wasser-Wärmepumpe oder Wasser/Wasser-Wärmepumpe als Wärmepumpe im Kältekreislauf 10 vorzusehen, um die Umgebungsluft oder das Grundwasser als Wärmequelle zu nutzen. Als Wärmequelle 9 für die Kältekreislauf-Wärmepumpe 11 dienen hier beispielsweise Erdsonden oder Erdkollektoren, die dem Erdreich Wärme entziehen und mit denen umgekehrt zurückgeführte Kälte 4 wieder ans Erdreich abgegeben werden kann. Weiters sind ein Niedertemperaturpufferspeicher 12 und ein Kältekreislauf-Mischventil 13 im Kältekreislauf 10, welcher von einem Kältekreislaufmittel 14 durchflossen wird, ausgeführt. Als Kältekreislaufmittel 14 wird im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel Wasser verwendet. Ebenso ist es denkbar, stattdessen ein aus dem Stand der Technik an sich bekanntes Kältemittel einzusetzen.The refrigeration cycle 10 includes a refrigeration cycle heat pump 11, which is here, for example, as a brine / water heat pump, which can be operated monovalent by means of the year-round mostly sufficient geothermal, ie without further heat generator is executed. It is also provided in the context of the invention to provide an air / water heat pump or water / water heat pump as a heat pump in the refrigeration cycle 10 to use the ambient air or groundwater as a heat source. As a heat source 9 for the refrigeration cycle heat pump 11 are used here, for example, geothermal probes or ground collectors, which extract heat from the ground and with which, conversely, returned cold 4 can be returned to the ground. Furthermore, a low-temperature buffer memory 12 and a refrigerant circuit mixing valve 13 in the refrigeration cycle 10, which is traversed by a refrigeration cycle means 14 executed. As the refrigeration cycle means 14 water is used in the embodiment described here. It is also conceivable instead to use a known from the prior art refrigerant.

[0027] Die Kältekreislauf-Wärmepumpe 11 und der Niedertemperaturpufferspeicher 12 sind im Kältekreislauf 10 miteinander verbunden, wobei der Niedertemperaturpufferspeicher 12 einen Vorlauf 15 für die Kältekreislauf-Wärmepumpe 11 bildet und ein Rücklauf 16 der Kältekreislauf-Wärmepumpe 11 wiederum in den Niedertemperaturspeicher 12 mündet. Der Niedertemperaturspeicher 12 ist wie ein Wärmeübertrager gestaltet. Ein Rücklauf 18 des Niedertemperaturspeichers 12 dient als Wärmequelle 19 für eine Heizkreislauf-Wärmepumpe 21 im Heizkreislauf 20, welche hier beispielsweise als Wasser/Wasser-Wärmepumpe ausgeführt ist. Mit Hilfe des Kältekreislauf-Mischventils 13 kann das Verhältnis aus Vorlauf 17 und Rücklauf 18 des Niedertemperaturpufferspeichers 12 eingestellt werden. Dieser kann so betrieben werden, dass eine Temperatur des Kältekreislaufmittels 14 im Niedertemperaturspeicher 12 von maximal 30°C 3/9 österreichisches Patentamt AT13 202U1 2013-08-15 nicht überschritten wird.The refrigeration cycle heat pump 11 and the low-temperature buffer memory 12 are interconnected in the refrigeration cycle 10, wherein the low-temperature buffer memory 12 forms a flow 15 for the refrigeration cycle heat pump 11 and a return 16 of the refrigeration cycle heat pump 11 in turn into the low-temperature reservoir 12 opens. The low-temperature storage 12 is designed as a heat exchanger. A return 18 of the low-temperature reservoir 12 serves as a heat source 19 for a heating circuit heat pump 21 in the heating circuit 20, which is designed here for example as a water / water heat pump. With the aid of the refrigeration cycle mixing valve 13, the ratio of flow 17 and return 18 of the low-temperature buffer memory 12 can be adjusted. This can be operated so that a temperature of the refrigeration cycle means 14 in the low-temperature storage 12 is not exceeded by a maximum of 30 ° C 3/9 Austrian Patent Office AT13 202U1 2013-08-15.

[0028] Die Wärmepumpe 21 bezieht ihre Energie somit aus dem Niedertemperaturspeicher 12. Aufgrund der Möglichkeit, mit dem Kältekreislauf-Mischventil 13 die Temperatur des Rücklaufs 18 des Niedertemperaturspeichers 12 praktisch konstant zu halten, beispielsweise auf einer Temperatur von 15°C, wird ein sehr hoher Wirkungsgrad der Wärmepumpe 21 erzielt.The heat pump 21 draws their energy thus from the low-temperature storage 12. Due to the ability to keep the temperature of the return 18 of the low-temperature memory 12 with the refrigerant circuit mixing valve 13 practically constant, for example at a temperature of 15 ° C, a very high efficiency of the heat pump 21 achieved.

[0029] Durch die Kombination mit einem Niedertemperaturpufferspeicher 12 kann die Kältekreislauf-Wärmepumpe 11 vergleichsweise klein ausgelegt werden. Die Temperatur des Rücklaufs 16 beträgt üblicherweise etwa 10 bis 15'C. Da die Temperatur des Rücklaufs 16 der Kältekreislauf-Wärmepumpe 11 geregelt und beispielsweise nur auf maximal 20^0 beschränkt werden kann, wird dadurch auch für die Kältekreislauf-Wärmepumpe 11 ein sehr hoher Wirkungsgrad erreicht. Weiters kann die Energiebereitstellung auf den ganzen Tag verteilt werden, was ebenfalls zur Leistungssteigerung beiträgt. Somit ist im Kältekreislauf 10 vorteilhaft keine eigene Heizungssteuerung erforderlich, sondern eine Steuerung der Vorlauftemperatur 16 ist ausreichend.By combining with a low-temperature buffer memory 12, the refrigeration cycle heat pump 11 can be designed to be relatively small. The temperature of the reflux 16 is usually about 10 to 15'C. Since the temperature of the return line 16 of the refrigeration-cycle heat pump 11 can be regulated and limited, for example, to a maximum of 20 ° C., a very high degree of efficiency is thereby achieved for the refrigeration-cycle heat pump 11 as well. Furthermore, the energy supply can be distributed throughout the day, which also contributes to the increase in performance. Thus, advantageously no separate heating control is required in the refrigeration cycle 10, but a control of the flow temperature 16 is sufficient.

[0030] Die Kältekreislauf-Wärmepumpe 11, der Niedertemperaturpufferspeicher 12 und die Heizkreislauf-Wärmepumpe 21 sind hier in Serie geschaltet, wodurch die Effizienz der gesamten Heizungsanlage erhöht wird und höhere Heizungstemperaturen bei vergleichsweise geringem Energieeinsatz erzielbar sind.The refrigeration cycle heat pump 11, the low-temperature buffer memory 12 and the heating circuit heat pump 21 are connected here in series, whereby the efficiency of the entire heating system is increased and higher heating temperatures at comparatively low energy consumption can be achieved.

[0031] Im Heizkreislauf 20 sind neben der Heizkreislauf-Wärmepumpe 21 weiters ein Heiztemperaturwärmespeicher 22 und ein Heizkreislauf-Umschaltventil 23 vorgesehen. Der Heizkreislauf 20 wird von einem Heizkreislaufmittel 24 durchflossen, welches hier ebenso wie das Kältekreislaufmittel 14 Wasser ist. Somit entfallen bei der in Figur gezeigten Ausführung die sonst bei getrennten Kühl- und Heizkreisen erforderlichen Wärmetauscher zwischen dem Kältekreislauf und dem Heizkreislauf.In the heating circuit 20, a Heiztemperaturwärmespeicher 22 and a heating circuit switching valve 23 are further provided in addition to the heating circuit heat pump 21. The heating circuit 20 is traversed by a heating circuit 24, which here as well as the refrigeration cycle means 14 is water. Thus, in the embodiment shown in Figure eliminates the heat exchangers otherwise required for separate cooling and heating circuits between the refrigeration circuit and the heating circuit.

[0032] Ein Vorlauf 25 gelangt in die Heizkreislauf-Wärmepumpe 21 und wird im Gegenstrom von der Wärmequelle 19 erwärmt. Der erwärmte Rücklauf 26 der Heizkreislauf-Wärmepumpe 2 gelangt weiter in den Heizkreislauf 20 und bildet einen Vorlauf 35 eines Heizungsradiators 30. Überschusswärme wird dem Vorlauf 35 des Heizungsradiators 30 entzogen und gelangt als Vorlauf 27 in den Heiztemperaturwärmespeicher 22. Ein Rücklauf 28 des Heiztemperaturwärmespeichers 22 wird mittels eines Regelventils 29 in den Rücklauf 36 des Heizungsradiators 30 geleitet. Die Heizkreislauf-Wärmepumpe 21 beheizt somit den Heizkreislauf 20 und den oberen Teil des Heiztemperaturwärmespeichers 22, der zur Warmwasserbereitung bzw. -Speicherung dient.A flow 25 enters the heating circuit heat pump 21 and is heated in countercurrent by the heat source 19. The heated return 26 of the heating circuit heat pump 2 passes into the heating circuit 20 and forms a flow 35 of Heizungsradiators 30. Excess heat is withdrawn from the flow 35 of the Heizungsradiators 30 and passes as a feed 27 in the Heiztemperaturwärmespeicher 22. A return 28 of the Heiztemperaturwärmespeichers 22 directed by a control valve 29 in the return 36 of the Heizungsradiators 30. The heating circuit heat pump 21 thus heats the heating circuit 20 and the upper part of the heating temperature heat storage 22, which is used for hot water preparation or storage.

[0033] Weiters ist ein Solarkreislauf 40 mit dem Heizkreislauf 20 gekoppelt. Der Solarkreislauf 40 umfasst hier einen Solarpufferspeicher 41, der zur Speicherung der Überschusswärme von zumindest einem Solarkollektor 50 dient. Der Solarkreislauf 40 kann mittels entsprechender Solarkreislauf-Umschaltventile 43 auch vom Wärmeversorgungssystem 1 entkoppelt werden und dient zur Beheizung des Solarpufferspeichers 41 bzw. des Heiztemperaturwärmespeichers 22.Furthermore, a solar circuit 40 is coupled to the heating circuit 20. The solar circuit 40 here comprises a solar buffer storage 41, which serves to store the excess heat of at least one solar collector 50. The solar circuit 40 can also be decoupled from the heat supply system 1 by means of appropriate solar circuit switch-over valves 43 and serves to heat the solar buffer storage 41 or the heating-temperature heat storage 22.

[0034] Vorteilhaft erwärmt die Solaranlage des Solarkreislaufs 40 nicht den Kältekreislauf 10 direkt, sondern es wird bedarfsweise über den Rücklauf 37 des Heizkreislaufs 20 der Niedertemperaturpufferspeicher 12 im Kältekreislauf 10 erwärmt. Wenn die Temperatur des Solarpufferspeichers 41 wärmer ist als der Heizungsrücklauf 36 des Heizungsradiators 30, schaltet das Heizkreislauf-Umschaltventil 23 und die Uberschusswärme des Solarkreislaufs 40 bzw. des Solarpufferspeichers 41 gelangt über die Rücklaufleitung 37 des Heizkreislaufs 20 wird zur indirekten Beheizung des Kältekreislaufs 10 verwendet. Bei Absinken der Temperatur des Solarpufferspeichers 41 bzw. des Rücklaufs 46 des Solarpufferspeichers 41 unter die Rücklauftemperatur 36 des Heizungsradiators 30 schließt das Heizkreislauf-Umschaltventil 23 und der Rücklauf 36 des Heizungsradiators 30 gelangt wiederum als Vorlauf 25 in die Heizkreislauf-Wärmepumpe 25. Zur Temperaturüberwachung sowie Steuerung des Heizkreislauf-Umschaltventils 23 ist eine Temperatursteuerungseinrichtung 38 vorgesehen. 4/9 österreichisches Patentamt AT13 202U1 2013-08-15 [0035] Vorteilhaft an dieser indirekten Beheizung des Kältekreislaufs 10 durch den Solarkreislauf 40 ist, dass der Niedertemperaturpufferspeicher 12 nicht überhitzt werden kann und somit der Wirkungsgrad der in Serie geschalteten Kältekreislauf-Wärmepumpe 11 und Heizkreislauf-Wärmepumpe 21 jeweils hoch ist. Weiters ist von Vorteil, dass der Kältekreislauf 10 nur beheizt wird, wenn ein Heizungsradiator 30 in Betrieb ist. Die im Solarkreislauf gespeicherte Überschusswärme bleibt solange im Solarpufferspeicher 41, bis diese zur zusätzlichen Beheizung des Heizkreislaufs 20 bzw. des Kältekreislaufs 10 benötigt und abgerufen wird.Advantageously, the solar system of the solar circuit 40 does not heat the refrigerant circuit 10 directly, but it is required, via the return 37 of the heating circuit 20 of the low-temperature buffer memory 12 in the refrigerant circuit 10 is heated. If the temperature of the solar storage tank 41 is warmer than the heating return 36 of the Heizungsradiators 30, the heating circuit switching valve 23 and the excess heat of the solar circuit 40 and the solar buffer 41 passes via the return line 37 of the heating circuit 20 is used for indirect heating of the refrigeration cycle 10. When the temperature of the solar storage tank 41 and the return flow 46 of the solar storage tank 41 below the return temperature 36 of the Heizungsradiators 30, the heating circuit switching valve 23 and the return 36 of the Heizungsradiators 30 again passes as a feed 25 in the heating circuit heat pump 25. For temperature monitoring and Control of the heating circuit switching valve 23, a temperature control device 38 is provided. An advantage of this indirect heating of the refrigeration cycle 10 through the solar circuit 40 is that the low-temperature buffer memory 12 can not be overheated and thus the efficiency of the series-connected refrigeration cycle heat pump 11 and Heating circuit heat pump 21 is high. Furthermore, it is advantageous that the refrigeration cycle 10 is only heated when a Heizungsradiator 30 is in operation. The excess heat stored in the solar circuit remains in the solar buffer storage 41 until it is needed for additional heating of the heating circuit 20 and the refrigeration cycle 10 and retrieved.

[0036] Der Heizungsrücklauf 37 wird dabei im Kältekreislauf 10 abgekühlt und anschließend als Vorlauf 45 wieder dem Solarpufferspeicher 41 zugeführt. Im Solarkreislauf 40 wird das Heizkreislaufmittel 24 Wasser bei Sonnenschein von einem Wärmetauscher 51 wieder aufgewärmt und der Inhalt des Solarpufferspeichers 41 erwärmt, um erneut zur Beheizung in den Heizkreislauf 20 eingespeist zu werden.The heating return 37 is thereby cooled in the refrigeration cycle 10 and then fed back into the solar storage tank 41 as a feed 45. In the solar circuit 40, the heating circuit means 24 water is reheated in sunshine by a heat exchanger 51 and the contents of the solar storage tank 41 is heated to be re-fed to the heating in the heating circuit 20.

[0037] Im Solarkollektor 50 befindet sich ein Solarkreislaufmittel 54, welches durch Zusatz von Frostschutzmittel frostsicher ausgerüstet ist. Zur Trennung zwischen dem frostsicher ausgerüsteten Solarkreislaufmittel 54 und Wasser als Heizkreislaufmittel 24 ist ein Wärmetauscher 51 zwischengeschaltet. Ein Vorlauf 55 des Solarkreislaufmittels 54 gelangt dabei in den Solarkollektor 50, wird darin erhitzt und als Rücklauf 56 in erhitztem Zustand in den Wärmetauscher 51 gefördert, wobei die Überschusswärme an das Heizkreislaufmittel 24 übertragen wird.In the solar collector 50 is a solar circuit means 54 which is frost-resistant equipped by the addition of antifreeze. For the separation between the frost-proof equipped solar circuit means 54 and water as the heating circuit means 24, a heat exchanger 51 is interposed. A flow 55 of the solar circuit means 54 passes into the solar collector 50, is heated therein and conveyed as a return 56 in a heated state in the heat exchanger 51, wherein the excess heat is transferred to the heating circuit means 24.

[0038] Für den Fall, dass kein Niedertemperaturpufferspeicher 12 vorgesehen ist, so kann mittels einer Bypassleitung 160 der Rücklauf der Kältekreislauf-Wärmepumpe 11 direkt der Heizkreislauf-Wärmepumpe 21 zugeführt werden und somit als Wärmequelle 190 für die Heizkreislauf-Wärmepumpe 21 dienen. Weiters dient eine Bypassleitung 170 als Verbindung der Heizkreislauf-Wärmepumpe 21 mit dem Vorlauf der Kältekreislauf-Wärmepumpe 11.In the event that no low-temperature buffer memory 12 is provided, then by means of a bypass line 160, the return of the refrigeration cycle heat pump 11 directly to the heating circuit heat pump 21 are supplied and thus serve as a heat source 190 for the heating circuit heat pump 21. Furthermore, a bypass line 170 serves as a connection of the heating circuit heat pump 21 with the flow of the refrigeration cycle heat pump eleventh

[0039] Allfällige zum Betrieb des erfindungsgemäßen Wärmeversorgungssystems 1 weiters erforderliche Einrichtungen wie Pumpen, Ventile oder Verdichter sind hier in der Figur zur besseren Übersicht nicht dargestellt. Selbstredend sind derartige zum Betrieb des Heizsystems erforderliche Einrichtungen von der Erfindung mitumfasst. 5/9 österreichisches Patentamt AT 13 202 Ul 2013-08-15 LISTE DER POSITIONSBEZEICHNUNGEN: I Wärmeversorgungssystem zur Gebäudebeheizung 4 Kälterückführung 9 Wärmequelle für Kältekreislauf-Wärmepumpe 10 Kältekreislauf II Kältekreislauf-Wärmepumpe 12 Niedertemperaturpufferspeicher 13 Kältekreislauf-Mischventil 14 Kältekreislaufmittel 15 Vorlauf der Kältekreislauf-Wärmepumpe 16 Rücklauf der Kältekreislauf-Wärmepumpe 17 Vorlauf des Niedertemperaturpufferspeichers 18 Rücklauf des Niedertemperaturpufferspeichers 19 Wärmequelle für Heizkreislauf-Wärmepumpe 20 Heizkreislauf 21 Heizkreislauf-Wärmepumpe 22 Heiztemperaturwärmespeicher 23 Heizkreislauf-Umschaltventil 24 Heizkreislaufmittel 25 Vorlauf der Heizkreislauf-Wärmepumpe 26 Rücklauf der Heizkreislauf-Wärmepumpe 27 Vorlauf des Heiztemperaturwärmespeichers 28 Rücklauf des Heiztemperaturwärmespeichers 29 Regelventil 30 Heizungsradiator 35 Vorlauf des Heizungsradiators 36 Rücklauf des Heizungsradiators 37 Rücklauf des Heizkreislaufs 38 T emperatursteuerungseinrichtung 40 Solarkreislauf 41 Solarpufferspeicher 43 Solarkreislauf-Umschaltventil 45 Vorlauf des Solarpufferspeichers 46 Rücklauf des Solarpufferspeichers 47 Vorlauf des Wärmetauschers 48 Rücklauf des Wärmetauschers 49 Wärmequelle für Solarpufferspeicher 50 Solarkollektor 51 Wärmetauscher 52 Solarkreislaufmittel 53 Vorlauf des Solarkreislaufmittels 54 Rücklauf des Solarkreislaufmittels 160 Bypassleitung als Rücklauf der Kältekreislauf-Wärmepumpe 170 Bypassleitung als Vorlauf der Kältekreislauf-Wärmepumpe 190 Bypassleitung als Wärmequelle für Heizkreislauf-Wärmepumpe 6/9Any further required for operation of the heat supply system 1 according to the invention devices such as pumps, valves or compressors are not shown here in the figure for clarity. Needless to say, such devices required for operating the heating system are also included in the invention. 5/9 Austrian Patent Office AT 13 202 Ul 2013-08-15 LIST OF POSITION NAMES: I Heat supply system for building heating 4 Cooling return 9 Heat source for refrigeration cycle heat pump 10 Refrigeration circuit II Refrigeration circuit heat pump 12 Low temperature buffer 13 Refrigeration circuit mixing valve 14 Refrigerant circuit means 15 Flow of the refrigeration cycle heat pump 16 Return of the refrigeration cycle heat pump 17 Flow of the low-temperature buffer memory 18 Return of the low-temperature buffer memory 19 Heat source for heating circuit heat pump 20 Heating circuit 21 Heating circuit heat pump 22 Heiztemperaturwärmespeicher 23 Heizkreislauf switching valve 24 Heizkreislaufmittel 25 flow of the heating circuit heat pump 26 Return of the heating circuit heat pump 27 flow of Heiztemperaturwärmespeichers 28 Return of the heating temperature heat accumulator 29 Control valve 30 Heating radiator 35 Flow of the heating radiator 36 Return of the heating radiator 37 Rückl on the heating circuit 38 T emperature control unit 40 Solar circuit 41 Solar buffer tank 43 Solar circuit changeover valve 45 Flow of the solar buffer tank 46 Return of the solar buffer tank 47 Flow of the heat exchanger 48 Return of the heat exchanger 49 Heat source for solar buffer tank 50 Solar collector 51 Heat exchanger 52 Solar circuit 53 Supply of solar circuit 54 Return of solar circuit 160 Bypass as return of the refrigeration cycle heat pump 170 Bypass line as the flow of the refrigeration cycle heat pump 190 Bypass line as a heat source for heating circuit heat pump 6/9

Claims

Austrian Patent Office AT13 202U1 2013-08-15 Claims 1. A heat supply system (1) for building heating, comprising a refrigeration cycle (10) with at least one refrigeration cycle heat pump (11) and further comprising a heating circuit (20) with at least one heating circuit heat pump (21 ), characterized in that a return (16, 160) of the at least one refrigeration cycle heat pump (11) directly or indirectly forms a heat source (19, 190) for the at least one heating circuit heat pump (21), wherein the at least one refrigeration cycle heat pump (21) Heat pump (11) and the at least one heating circuit heat pump (21) are serially coupled heat transfer.

2. Heat supply system (1) according to claim 1, characterized in that the refrigeration cycle (10) further comprises at least one low-temperature buffer memory (12), wherein the at least one refrigeration cycle heat pump (11) and the at least one low-temperature buffer memory (12) and the at least one Heating circuit heat pump (21) are serially coupled heat transfer.

3. Heat supply system (1) according to claim 2, characterized in that a return (18) of the at least one low-temperature buffer memory (12) forms a heat source (19) for the at least one heating circuit heat pump (21).

4. Heat supply system (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that a solar circuit (40) comprising at least one solar collector (50) for heating to the heating circuit (10) is coupled coupled.

5. Heat supply system (1) according to claim 4, characterized in that in the solar circuit (40) at least one solar buffer memory (41), for which an excess heat of the at least one solar collector (50) serves as a heat source (49) is arranged.

6. Heat supply system (1) according to claim 4 or 5, characterized in that a return (46) of the solar storage tank (41) in the flow (25) of the at least one heating circuit heat pump (21) opens.

7. heat supply system (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that in a return (36) of the at least one Heizungsradiators (30) a heating circuit changeover valve (23) is arranged, whereby the return (36) of the at least one Heizungsradiators (30) optionally with a return line (37) the refrigeration cycle (10), preferably the return (16) of the at least one refrigeration cycle heat pump (11), or the flow (25) of the at least one heating circuit heat pump ( 21) is feedable.

8. A heat supply system (1) according to claim 7, characterized in that the heating circuit switching valve (23) with a temperature control device (38) is connected, wherein at a temperature in the return (36) of the Heizungsradiators (30) which is lower than a temperature in the return (46) of the solar storage tank (41) is actuated by the temperature control device (38) the heating circuit switching valve (23) and the return (46) of the solar storage tank (41) in the return (37) of the heating circuit (20) and on is returned to the refrigeration circuit (10) until the temperature in the return (36) of the Heizradradiators (30) exceeds the temperature in the solar buffer memory (41).

9. heat supply system (1) according to claim 8, characterized in that of the temperature control device (38) when reaching an adjustable maximum temperature in the return (46) of the solar storage tank (41) the heating circuit switching valve (23) actuated and the return (37) of the heating circuit (20) is opened. 7/9 Austrian Patent Office AT 13 202 Ul 2013-08-15

10. Heat supply system (1) according to one of claims 1 to 9, characterized by at least one refrigeration cycle heat pump (11) selected from the group: - air / water heat pump, - water / water heat pump, - brine / water heat pump ,

11. Heat supply system (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the at least one heating circuit heat pump (21) is a water / water heat pump. For this purpose 1 sheet drawings 8/9