AT516313A1 - Verfahren und Einrichtung zum Betrieb von Wärmegewinnungsanlagen mit Wärmepumpe und Wärmetauscher - Google Patents

Abstract

Bei einer Wärmegewinnungsanlage (Heizungsanlage) mit Wärmepumpe (10) wird der Vorlauf (11) einer Wärmequelle (25) einerseits und der Rücklauf (15) eines Heizkreislaufs (13) andererseits durch ein der Wärmepumpe (10) zugeordnetes Wärmetauschersystem mit einzeln ansteuerbaren Segmenten (16) hindurchgeleitet mit dem Ergebnis, dass mittels eines auf den Wärmetauscher wirkenden komplexen Regelsystems (29) die Temperatur der Wärmequelle (25) - Vorlauf (11) - bei Bedarf erhöht und auch begrenzt werden kann, indem Wärme von dem Wärmeträger des Heizkreises (13) über Rücklauf (15) und (17) und das Wärmetauschersystem (16) vor dem Eintritt in die Wärmepumpe (10) auf den Wärmeträger der Wärmequelle übertragen und über den Vorlauf (20) der Wärmepumpe zugeleitet wird; die Temperatur des Rücklaufs (15) des Heizkreises (13) wird dabei entsprechend herabgesetzt. Diese Übertragung von Wärme führt dazu, dass die Wärmepumpe (10) mit einer höheren Quellentemperatur arbeitet, zugleich durch die bei etwa gleichbleibender Spreizung höhere Temperatur des Wärmeträgers der Wärmequelle im Rücklauf (12) die im Laufe der Heizperiode sonst immer weiter abnehmende Quellentemperatur auf einem höheren Temperaturniveau gehalten werden kann, sodass dank der günstigeren Betriebsbedingungen der Wärmepumpe diese mit einer deutlich höheren Leistungszahl arbeitet und so trotz des zusätzlichen Wärmebedarfs für das Wärmetauschersystem eine größere Effizienz der Gesamtanlage erreicht wird.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Betrieb von Wärmegewinnungsanlagenmit Wärmepumpe und Wärmetauscher

Beschreibung [001] Wärmepumpen werden seit vielen Jahren in großer Zahl zur Wärmege¬winnung eingesetzt, sie arbeiten mit verschiedenen Medien als Wärmequelle undeinem Heizkreis als Wärmesenke, für den Betrieb der Wärmepumpe wird vorwie¬gend elektrische Energie eingesetzt.

[002] Die Effizienz der Wärmepumpe wird im Prüffeld bei Normbedingungen alsLeistungszahl ermittelt, diese ist bestimmt durch das Verhältnis von aufgewendeterelektrischer Energie zu der erzeugten Wärme, die Jahresarbeitszahl gibt dagegenden entsprechenden Wirkungsgrad der Gesamtanlage unter den im Laufe des Jahresauftretenden realen Betriebsbedingungen an.

[003] Der allgemeine Stand der Technik ist bekannt und wird deshalb an dieserStelle nicht ausführlich dargestellt.

[004] Während der Heizperiode sinkt die Quellentemperatur bei vielen Anlagenstark ab, hinzu kommt noch eine zunehmend höhere Heizkreisvorlauftemperatur,was zu einem größeren Temperaturhub zwischen Wärmequelle und Wärmesenkefuhrt mit der Folge, dass die Wärmepumpe mit einer deutlich geringeren Leistungs¬zahl arbeitet und damit auch die Jahresarbeitszahl abnimmt.

[005] In der Patentanmeldung /Offenlegungsschrift DE10 2008 016 128 Alwird der Vorschlag gemacht, zwischen Rücklauf des Heizkreises und Vorlauf derQuelle einen Wärmetauscher einzufugen und durch Übertragung von Wärme ausdem Heizkreis die Quellentemperatur anzuheben, um damit günstigere Arbeits¬punkte für die Wärmepumpe zu erreichen und so die Effizienz zu verbessern.Leider ist diese Idee aber nicht zielfuhrend, die Leistungszahl der Wärmepumpeläßt sich dadurch zwar erhöhen, der Wärmetauscher ist aber ein zusätzlicher Ver¬braucher im Heizkreis der Wärmepumpe, diese muß also mehr Wärme erzeugen,sodass sich insgesamt die Effizienz der Anlage verschlechtert.

[006] Überschlägige Berechnungen zeigen, dass sich bei der angenommenenErhöhung der Primärtemperatur von 6° auf 10 °C der Stromverbrauch je nach Artdes Wärmeverbrauchers und der entsprechenden Heizkreistemperaturen sogar umetwa 15% bis zu 40% gegenüber der Anordnung ohne Wärmetauscher erhöht.

[007] Die angestrebte Effizienzsteigerung läßt sich allein mit der Einfügung einesWärmetauschers also nicht erreichen. Dazu bedarf es weitergehender Verfahrens¬änderungen, die eine Modifikation von Bauteilen und die Einführung zusätzlicherEinrichtungen erforderlich machen. Die damit möglichen Änderungen der Betriebs¬abläufe und deren Auswirkungen werden nachfolgend am Beispiel der Sole/Wasser-Wärmepumpe beschrieben.

[008] Die Temperatur der Wärmequelle ist gegen Ende des Sommers am höch¬sten, wegen der klimatischen Einflüsse und wegen des erheblich geringeren Wärme¬bedarfs in den Sommermonaten (meist nur noch für die Brauchwassererwärmung)kann sich die Quelle erholen, die Soletemperatur erhöht sich.

[009] Mit zunehmendem Wärmebedarf im Herbst und im Winter nimmt dieTemperatur der Wärmequelle durch den Wärmeentzug wieder stetig ab. Durch dievorgeschlagenen Verfahrensänderungen wird diesem Temperaturrückgang entge¬gengewirkt. 1010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau und den Betriebeiner Wärmepumpenanlage dahingehend zu verbessern, dass deren Effizienz ins¬gesamt erhöht wird.

[011] Zur Lösung dieser Aufgabe dient die erfindungsgemäße Weiterentwicklungder bisherigen Verfahren, gekennzeichnet durch die Merkmale des Anspruchs 1. Inentsprechender Weise sind Einrichtungen gemäß den Merkmalen der Ansprüche 4bis 13 ausgebildet.

[012] Die Erfindung geht aus von der Tatsache, dass sich die Leistungszahl einerWärmepumpe unter winterlichen Betriebsbedingungen ganz erheblich verringernkann. Das wirkt sich auf die Jahresarbeitszahl, die ein Maß für die Effizienz vonWärmepumpenanlagen ist, sehr stark aus, weil mehr als die Hälfte des jährlichenWärmebedarfs in den drei oder vier kältesten Monaten der Heizperiode unter dannrecht ungünstigen Betriebsbedingungen erzeugt werden muß.

[0131 Eine Verbesserung läßt sich erreichen, wenn durch geeignete Maßnahmender Rückgang der Quellentemperatur während der Heizperiode begrenzt wird, das

Temperatumiveau auf der Quellenseite der Wärmepumpe also weitgehend stabili¬siert wird. 1014) Dies fuhrt zu Effizienzsteigerungen von 10% und mehr, der Stromverbrauchnimmt somit stark ab. Darüber hinaus ergeben sich weitere Vorteile hinsichtlich derBetriebssicherheit und Verfügbarkeit von Wärmepumpenanlagen, weil auch beiübermäßigem Wärmeentzug wie bei einem Kälteeinbruch nach einem extrem langenWinter oder durch falsche Auslegung der Erdsondenanlage oder eine fehlerhafteBerechnung der Heizlast ein Einfrieren der Wärmequelle und damit ein Totalausfallder Anlage verhindert werden kann.

[015] Die notwendigen Verfahrensänderungen erfordern - ein Wärmetauschersystem, das aus einem Wärmetauscher mit einzelnenSegmenten besteht (oder alternativ aus einer Vielzahl von Wärmetauschernkleinerer Leistung, die in geeigneter Weise miteinander verbunden sind), diejeweils über Ventile einzeln oder in Gruppen angesteuert werden können, - sowie ein komplexes Temperatur-Regelsystem, das auf das Wärmetauscher¬system einwirkt und dieses bei Bedarf teilweise oder mit der vollen Leistungzuschaltet und so die Temperatur der Wärmequelle entsprechend den jeweiligenAnforderungen erhöht oder gegebenenfalls auch begrenzt; - nicht unbedingt erforderlich, aber von Vorteil ist auch ein beheizbarer Speicherfür das Medium der Wärmequelle, da sich damit weitere Verbesserungen reali¬sieren lassen.

[016] Die damit möglichen Änderungen der Betriebsabläufe lassen sich anhandvon schematisch dargestellten Anlagen bzw. Einrichtungen erläutern. Es zeigt

Fig. 1 eine Heizungsanlage mit Wärmepumpe in herkömmlicherAusführung (Stand der Technik),

Fig. 2 eine Heizungsanlage mit Wärmepumpe und zusätzlichem Wärmetauscher, ausgelegt für einen Heizkreis mit Radiatoren,gemäß der Patentanmeldung DE10 2008 016 128 Al(Offenlegungsschrift vom 1.10.2009),

Fig. 3 eine Wärmepumpe mit Radiatorenheizkreis mit zusätzlichem Wärmetauscher mit einzeln ansteuerbaren Segmenten für dieErwärmung der Sole sowie einem auf den Wärmetauscherwirkenden Regelsystem für eine feinstufige hochgenaueAnhebung und Begrenzung der Soletemperatur,

Fig. 4 eine Wärmepumpe mit Wärmetauscher mit einzeln ansteuer¬baren Segmenten und einem Temperatur-Regelsystem sowieeinem beheizbaren Speicher für das Medium der Wärmequelle(Sole), der durch Solarwärme oder ein anderes Mediumerwärmt wird und bei Bedarf zusätzlich durch Wasser, das ineinem Zwischenkreis zirkuliert, mittels des Wärmetauschersweiter erwärmt werden kann,

Fig. 5 eine Wärmepumpe mit Wärmetauscher mit einzeln ansteuer¬baren Segmenten und einem Temperatur-Regelsystem sowieeinem beheizbaren Speicher, in dem in einem ZwischenkreisWasser als Medium der Wärmequelle vorgewännt wird durchErdwärme und Solarwärme oder ein anderes Medium und beiBedarf im Wärmetauscher weiter erwärmt werden kann,

Fig. 6 eine Wärmepumpe gemäß dem Stand der Technik mit einemzusätzlichen Wärmetauscher als Beispiel für die Nutzung derRestwärme nach dem Ladevorgang(Darstellung von Ladevorgang und Nachlaufphase).

[017] Die dargestellten Anlagen können allgemein für die Wärmegewinnungmittels Wärmepumpen verschiedener Bauarten sowie für verschiedene Medien alsWärmequelle eingesetzt werden, sowohl für Heizungsanlagen unterschiedlicher Artfür Gebäude wie auch für den Wärmebedarf bei gewerblichen und industriellenAnwendungen. Die Beschreibungen erfolgen anhand der Darstellung in Fig. 3 amBeispiel einer Sole/Wasser-Wännepumpe.

[018] Von einem Temperatur-Regelsystem (29) wird bei einer einstellbarenUnterschreitung der Quellentemperatur im Vorlauf der Wärmepumpe (11) bei ent¬sprechender Programmierung ein Segment des Wärmetauschers (16) zugeschaltet,dadurch erhöht sich über den Vorlauf (20) die Temperatur auf der Primärseite derWärmepumpe (Soleeingangtemperatur) beispielsweise um 1 K. Bei gleichbleiben¬der Spreizung von etwa 5 K auf der Primärseite der Wärmepumpe verläßt die Soleüber den Rücklauf (12) die Wärmepumpe mit einer dann auch etwa 1 K höherenTemperatur. 1019] Die Quelle wird daher nicht mehr so stark abgekühlt, die Sole verläßt dieErdsondenanlage (25) beim nächsten Ladevorgang der Wärmepumpe bereits miteiner um etwa 1 K höheren Temperatur und kann nun entweder über den Vorlauf(11) direkt zur Wärmepumpe fließen (Wärmetauscher nicht zugeschaltet) oder beiBedarf erneut über Vorlauf (19) zum Wärmetauscher (16), dort wird sie wieder um1 K erwärmt und dann über Vorlauf (20) zur Wärmepumpe (10) geleitet.

[020] Auf diese Weise kann der Wärmepumpe Sole mit einer je nach Bedarf um1 K oder 2 K höheren Temperatur als sonst üblich zugeführt werden, der Rückgangder Quellentemperatur wird so verhindert, die Wärmepumpe arbeitet weiterhin untergünstigen Betriebsbedingungen mit einer fast unverändert guten Leistungszahl.

[021] Da die Wärmepumpen so ausgelegt sein müssen, dass sie auch unter winter¬lichen Betriebsbedingungen noch die erforderliche Nennleistung abgeben, bei dendurch diese Verfahrensänderungen möglichen höheren Soletemperaturen aber einegrößere thermische Leistung zur Verfügung steht, kann der zusätzliche Wärmebedarffür das Wärmetauschersystem problemlos aufgebracht werden, je nach Auslegungder Anlage kann sogar eine preisgünstigere Wärmepumpe kleinerer Leistung einge¬setzt werden.

[022] Falls durch einen erhöhten Wärmebedarf mit der Folge eines größerenWärmeentzugs die Quellentemperatur weiter zurückgehen sollte, ist ein Ausgleichdadurch möglich, dass weitere Segmente des Wärmetauschersystems zugeschaltetwerden und so mehr Wärme auf den Solevorlauf übertragen wird.

[023] Grundsätzlich gilt aber, dass die Wärmeübertragung so gering wie möglichsein sollte, sodass lediglich gerade der sonst auftretende Temperaturrückgang derSole kompensiert wird, weil der Wärmeverbrauch des Wärmetauschersystems dannam niedrigsten ist und die Effizienz der Gesamtanlage den höchstmöglichen Werterreicht.

[024] Um die mit den Verfahrensänderungen möglichen Effizienzsteigerungen von10% und mehr wirklich ausnutzen zu können, muß das komplexe Temperatur-Regel¬system in der Lage sein, die Temperaturwerte von Solevorlauf und Solerücklaufauf wenige zehntel Grad genau zu erfassen und zuverlässig zu verarbeiten, damit dieeinzelnen Segmente des Wärmetauschers exakt angesteuert und zugeschaltet werdenkönnen und so die vom Optimierungsprogramm vorgegebenen Temperaturen erreichtund gehalten werden.

[025] Die Einfügung eines beheizbaren Speichers in das System bringt weitereVorteile. Für die Anordnung eines Speichers gibt es mehrere Alternativen, in Fig. 4und Fig. 5 werden beispielhaft zwei Möglichkeiten vorgestellt.

[026] Bei der Anordnung nach Fig. 4 wird das Medium der Wärmequelle nichtmehr direkt über Vorlauf (11) und (19) zum Wärmetauschersystem (16), sondernin einen beheizbaren Speicher (21) geleitet.

[027] Sofern ein geeignetes Medium wie Solarwärme (26) oder Abwärme aktuellzur Verfügung steht, kann dieses zur Erwärmung der Sole genutzt werden (bekannt)und so die Leistungszahl der Wärmepumpe verbessern. Steht diese Wärme abernicht zur Verfügung oder reicht sie nicht aus, um die Temperatur der Sole in dembeheizbaren Speicher (21) auf dem erforderlichen Wert zu halten, so wird über dasRegelsystem (29) ein Segment des Wärmetauschersystems (16) zugeschaltet, sodass über die Zuleitung (27) erwärmtes Wasser zum Speicher (21) gelangt und diedarin befindliche Sole auf die angestrebte Temperatur erwärmt; über die Rück¬leitung (28) fließt das Wasser dann wieder zum Wärmetauscher (16). Auf dieseWeise kann die Soletemperatur mittels des Temperatur-Regelsystems (29) stets aufdem jeweils optimalen Wert gehalten werden.

[028] Bei der Anordnung nach Fig. 5 wird im beheizbaren Speicher (21) nicht dieSole, sondern Wasser als Medium der Wärmequelle erwärmt, über die Zuleitungen(22) und (23) der Wärmepumpe (10) zugeführt und über die Rückleitung (24) in denSpeicher (21) geleitet. Die Erwärmung des Wassers in diesem Zwischenkreis erfolgtim beheizbaren Speicher (21) durch die Wärme aus Erdsonden (25) oder auch durchSolarwärme (26) oder ein anderes aktuell verfügbares Medium. Bei Bedarf wird inder beschriebenen Weise das Wärmetauschersystem zugeschaltet.

[029] Eine Besonderheit bei der in Fig. 5 dargestellten Anordnung ist die Möglich¬keit, die Sole nicht nur während des Ladevorgangs der Wärmepumpe zu fördern,sondern sie kontinuierlich mit geringem Leistungsbedarf umzuwälzen.

[030] Für beide Speicher-Varianten gilt, dass eine Übertragung von Wärme überdas Wärmetauschersystem (16) nur dann erfolgt, wenn eine Unterschreitung einervom Regelsystem (29) berechneten optimalen Temperatur des Mediums der Wärme¬quelle im Speicher (21) vorliegt. Steht jedoch Wärme von anderen Medien im Über¬fluß zur Verfügung, so kann die Wärmepumpe (10) durchaus auch mit einer höherenTemperatur im Primärkreis betrieben werden.

[031] Überschüssige Wärme wird jeweils in den Erdsonden bzw. im Speicher inForm der höheren Temperatur des Mediums der Wärmequelle eingelagert. Wennaber beispielsweise Solarwärme nicht mehr in ausreichender Menge zur Verfügungsteht, werden zunächst die Wärmemengen aufgebraucht, die im Speicher bzw. in denErdsonden eingelagert sind, die höhere Quellentemperatur verringert sich wieder.

Erst danach wird die Wärmequelle Erdreich belastet und gegebenenfalls bei einemzu starken Absinken der Quellenvorlauftemperatur bzw. der Speichertemperatur dasWärmetauschersystem wie beschrieben je nach Bedarf teilweise oder vollständigzugeschaltet.

[032] Auf diese Weise können die verfügbaren Energien höchst effizient genutztwerden, die Quellentemperatur wird sich dabei weitgehend auf dem hohen sommer¬lichen Niveau stabilisieren, sodass die Wärmepumpenanlagen insgesamt mit einererheblich höheren Effizienz arbeiten als dies derzeit möglich ist.

[033] Die durch die Verfahrensänderungen möglichen Betriebsweisen sind amBeispiel einer Sole/Wasser-Wärmepumpe erläutert worden. Grundsätzlich läßt sichdas Verfahren aber auch bei Wasser/Wasser- bzw. Luft/Wasser-Wärmepumpenanwenden, allerdings ist dafür immer ein Speicher erforderlich, damit die über dasWärmetauschersystem aus dem Heizkreis entnommene Wärme, die ja auch zu einerhöheren Temperatur im Rücklauf des Mediums der Wärmequelle führt, nicht unge¬nutzt verloren geht, sondern in Form einer höheren Quellentemperatur im Systemverbleibt.

[034] Ein weiterer Vorteil eines beheizbaren Speichers ergibt sich daraus, dasssich die Temperaturen allmählich angleichen und dann ziemlich konstant sind undnicht nur die vergleichsweise kurze Zeit während des Ladevorgangs der Wärme¬pumpe für die Wärmeübertragung zur Verfügung steht, was zu unterschiedlichenTemperaturen am Anfang und am Ende des Ladevorgangs fuhrt.

[035] Zusätzliche Verluste durch die Verfahrensänderungen entstehen nur beider Übertragung von Wärme aus dem Heizkreis auf das Medium der Wärmequelle.Diese Verluste sind aber dank des hohen Wirkungsgrads von Wärmeübertragernrecht niedrig, außerdem fallen sie nur in der Zeit an, wo bei entsprechendem Bedarfein kleiner oder auch größerer Teil des Wärmetauschersystems zugeschaltet ist.

[036] Mit der Kombination von Erdwärme und Solarwärme oder anderen nichtständig ausreichend verfügbaren Medien kann man je nach den jahreszeitlichenWitterungsbedingungen die jeweils günstigste Energieform nutzen und so eine sehrhohe Anlagen-Effizienz erreichen.

[037] Bei Einfügung eines Wärmetauschersystems wird es auch möglich, dienach dem Ende eines Ladevorgangs in der Wärmepumpe selbst sowie im Wärme¬tauschersystem und in den Rohrleitungen noch enthaltene Restwärme zu nutzenund so die Effizienz der Anlage zu verbessern.

[038] Dazu ist nur erforderlich, dass nach dem Abschalten der Wärmepumpedie Heizkreisumwälzpumpe und die Soleumwälzpumpe in Betrieb bleiben und ineiner Nachlaufphase über eine entsprechende Ventilsteuerung nun das Heizwasseraus der Wärmepumpe nicht mehr in den Heizkreis, sondern zum Wärmetauscher¬system geleitet wird und zugleich die Sole nicht mehr vom Wärmetauscher zurWärmepumpe, sondern über einen Bypass direkt in die Solerücklaufleitunggelangt.

[039] Damit wird erreicht, dass die Temperatur der Sole im Rücklauf zur Erd¬sonde (bzw. zu einem Speicher) angehoben wird, die Sonde kühlt nicht mehr sostark aus, sodass bei einem etwa gleich bleibendem Wärmestrom vom Erdreichzur Erdsonde die Sole bis zum nächsten Ladevorgang eine höhere Temperatur alssonst möglich annehmen kann.

[040] Das gilt entsprechend für den Fall, dass bei einer Anlage mit einemSpeicher in einem Zwischenkreis ein anderes Quellenmedium eingesetzt wird oderdie Wärmepumpe mit einem anderen Quellenmedium betrieben wird.

[041] Dieser durch einen Wärmetauscher mögliche Effekt kann auch bei einerWärmepumpe gemäß dem Stand der Technik genutzt werden (Fig. 6).

[042] Dafür reicht es aus, einen nach dem Ende eines Ladevorgangs zuschalt-baren kleinen Wärmetauscher geringer Leistung zwischen Heizkreis und Primär¬kreis der Wärmepumpe einzubauen und über eine Ventilsteuerung (beispielsweiseDreiwegeventile) das Heizwasser nicht mehr dem Heizkreis der Anlage, sonderndem Wärmetauscher zuzufuhren und so wie zuvor beschrieben die Restwärme aufden Primärkreis der Wärmepumpe zu übertragen, sodass die Erdsonde nicht mehrso stark wie bisher auskühlt.

[043] Sobald keine Erhöhung der Primärtemperatur durch den Wärmetauschermehr erfolgt, wird die Nachlaufphase durch Abschalten der Umwälzpumpen been¬det. Im einfachsten Fall wird diese Abschaltung über einen Zeitablauf gesteuert.

[044] Die am Beispiel einer Sole/Wasser-Wärmepumpe beschriebene Möglich¬keit der Nutzung von Restwärme nach dem Ende eines jeden Ladevorgangs kannauch angewendet werden bei den Wärmepumpen, die mit einem anderen Quellen¬medium arbeiten, sowie bei Wärmepumpen anderer Bauarten.

Dr.-Ing. Hans-Georg Benken - D 38104 Braunschweig - An der Wabe 5Bezugszeichenliste 10 Wärmepumpe 11 Vorlauf Sole zur Wärmepumpe 12 Rücklauf Sole zur Erdsondenanlage 13 Heizkreis (auch für Brauchwassererwärmung) 14 Vorlauf Heizkreis 15 Rücklauf Heizkreis 16 Wärmetauschersystem (Segmente) 17 Zuleitung zum Wärmetauschersystem 18 Rückleitung vom Wärmetauschersystem 19 Zuleitung Sole zum Wärmetauschersystem 20 Zuleitung Sole zur Wärmepumpe 21 beheizbarer Speicher (Sole oder Wasser) 22 Zuleitung Wasser zum Wärmetauschersystem 23 Zuleitung Wasser zur Wärmepumpe 24 Rückleitung Wasser zum Speicher 25 Erdsondenanlage 26 Solaranlage 27 Zuleitung Wasser zum Speicher 28 Rückleitung Wasser zum Wärmetauschersystem 29 Temperatur-Regelsystem

Claims (13)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Betrieb einer Wärmegewinnungsanlage, insbesondere einerHeizungsanlage, unter Einsatz mindestens einer Wärmepumpe (10), der einMedium einer Wärmequelle (Sole, Grundwasser oder andere Medien) über einenQuellenvorlauf (11) zugeführt und über einen Quellenrücklauf (12) abgefuhrtwird und an die mindestens ein Verbraucher - Wärmesenke - angeschlossenist, insbesondere eine Heizungsanlage, mit einem an die Wärmepumpe (10) an¬schließendem Vorlauf (14) und einem Rücklauf (15), dadurch gekennzeichnet,dass die Temperatur des Mediums der Wärmequelle mittels eines komplexenTemperatur-Regelsystems (29) bei Bedarf in kleinen Stufen erhöht und auchbegrenzt werden kann, indem Wärme von dem Medium des Heizkreis-Rücklaufs(15) vor dem Eintritt in die Wärmepumpe (10) über ein Wärmetauschersystemmit einzeln ansteuerbaren Teilbereichen (16) auf das Medium der Wärmequelleübertragen wird.
2. 2. Verfahren zum Betrieb einer Wärmegewinnungsanlage, insbesondere einerHeizungsanlage, unter Einsatz mindestens einer Wärmepumpe (10), der einMedium einer Wärmequelle (Sole, Grundwasser oder andere Medien) über einenQuellenvorlauf (11) zugeführt und über einen Quellenrücklauf (12) abgefuhrtwird und an die mindestens ein Verbraucher - Wärmesenke - angeschlossenist, insbesondere eine Heizungsanlage, mit einem an die Wärmepumpe (10) an¬schließendem Vorlauf (14) und einem Rücklauf (15), dadurch gekennzeichnet,dass die Temperatur des Mediums der Wärmequelle vor dem Eintritt in dieWärmepumpe (10) erhöht wird durch Erwärmung in einem Speicher (21), derbeheizt werden kann durch beliebige Medien, bei Bedarf aber auch zusätzlichdurch Wasser in einem Zwischenkreis, das über den Rücklauf (28) dem Wärme¬tauschersystem (16) zugeführt und dort bei Bedarf wie zuvor beschrieben zusätz¬lich erwärmt wird und über den Vorlauf (27) wieder in den Speicher (21) fließt.
3. 3. Verfahren zum Betrieb einer Wärmegewinnungsanlage, insbesondere einerHeizungsanlage, unter Einsatz mindestens einer Wärmepumpe (10), der Wasserals Medium einer Wärmequelle über einen Vorlauf (23) zugeführt und über einenRücklauf (24) abgeführt wird und an die mindestens ein Wärmeverbraucher - Wärmesenke - angeschlossen ist, insbesondere eine Heizungsanlage, mit andie Wärmepumpe (10) anschließendem Vorlauf (14) und Rücklauf (15),dadurch gekennzeichnet, dass das als Medium der Wärmequelle dienende Wasser aus einem durch Erdwärme und beliebige andere Medien beheizbarenWasserspeicher (21) entnommen wird und die Temperatur des Wassers wiezuvor beschrieben bei Bedarf im Wärmetauscher weiter erhöht werden kann.
4. 4. Einrichtung zur Wärmegewinnung, insbesondere mit einer Heizungsanlage,unter Einsatz einer Wärmepumpe (10), der ein Medium einer Wärmequelle(Sole, Grundwasser oder andere Medien) über einen Vorlauf (11) zugefuhrt undüber einen Rücklauf (12) abgefuhrt wird, wobei an die Wärmepumpe (10) einVorlauf (14) und ein Rücklauf (15) anschließt, dadurch gekennzeichnet, dassnahe der Wärmepumpe (10) ein Wärmetauschersystem mit einzeln ansteuer¬baren Teilbereichen (16) angeordnet ist, durch das das Medium des Heizkreis¬rücklaufs (15) hindurchgefuhrt wird, wobei dem Heizkreisrücklauf bei BedarfWärme entzogen und so mittels eines komplexen Temperatur-Regelsystems dieTemperatur des Mediums der Wärmequelle in kleinen Stufen erhöht und auchbegrenzt werden kann, bevor dieses über den Vorlauf (20) der Wärmepumpe (10) zugefuhrt wird.
5. 5. Einrichtung zur Wärmegewinnung, insbesondere mit einer Heizungsanlage,unter Einsatz einer Wärmepumpe (10), der ein Medium einer Wärmequelle(Sole, Grundwasser oder andere Medien) über einen Vorlauf (11) zugeführt undüber einen Rücklauf (12) abgeführt wird, wobei an die Wärmepumpe (10) einVorlauf (14) und ein Rücklauf (15) anschließt, dadurch gekennzeichnet, dassnahe der Wärmepumpe (10) ein beheizbarer Speicher (21) angeordnet ist, indem das Medium der Wärmequelle vor dem Eintritt in die Wärmepumpe (10)weiter erwärmt wird, soweit andere Medien wie beispielsweise Solarwärme zurVerfügung stehen, wobei dieser Speicher bei Bedarf aber stets dadurch beheiztwerden kann, dass in einem Zwischenkreis Wasser über den Rücklauf (28) indas Wärmetauschersystem (16) fließt, dort wie beschrieben erwärmt wird undüber den Vorlauf (27) wieder in den Speicher (21) fließt.
6. 6. Einrichtung zur Wärmegewinnung, insbesondere mit einer Heizungsanlage,unter Einsatz einer Wärmepumpe (10), der Wasser als Medium einer Wärme¬quelle über einen Vorlauf (23) zugeführt und über einen Rücklauf (24) abgeführtwird, wobei an die Wärmepumpe (10) ein Vorlauf (14) und ein Rücklauf (15)anschließt, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Nähe der Wärmepumpe(10) angeordneterbeheizbarer Wasserspeicher (21) als Wärmequelle dient, derdurch Erdwänne und beliebige andere Medien erwärmt wird, das darin enthaltene Wasser in einem Zwischenkreis über die Zuleitungen (22) und (23)zur Wärmepumpe (10) und über die Rückleitung (24) wieder zum Speicherfließt, bei Bedarf aber auch das nahe der Wärmepumpe (10) angeordneteWärmetauschersystem (16) zugeschaltet werden kann, sodass das Wasser dortwie beschrieben weiter erwärmt und dann über den Vorlauf (23) der Wärme¬pumpe zugeleitet wird.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärme¬tauscher (16) entweder aus einem System von einzeln ansteuerbaren Segmentenbesteht, die über Ventile jeweils einzeln oder in Gruppen zugeschaltet werdenkönnen, oder aus einer Vielzahl von Wärmetauschern kleinerer Leistung besteht,die in geeigneter Weise miteinander verbunden sind und einzeln oder in Gruppenzugeschaltet werden können.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungund Begrenzung der Temperatur des Mediums der Wärmequelle mittels eineskomplexen Temperatur-Regelsystems (29) erfolgt, das die Temperaturwerte mithoher Genauigkeit erfaßt und verarbeitet und nach einem Optimierungsprogrammdie einzelnen Segmente des Wärmetauschersystems entsprechend ansteuert undzuschaltet, sodass die Temperaturen im Vorlauf und Rücklauf der Wärmequellefeinstufig beeinflußt und gegebenenfalls auch begrenzt werden können.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch dieWirkung eines Wärmetauschersystems (16) über einen Zwischenkreis mit denZuleitungen (27) und (28) bei Bedarf in der beschriebenen Weise eine Erhöhungder Temperatur des Mediums einer Wärmequelle in einem beheizbaren Speicher(21) erreicht wird.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereichder Wärmepumpe (10) ein beheizbarer Wasserspeicher (21) angeordnet ist,dessen Wasserinhalt als Medium der Wärmequelle dient und bei Bedarf imWärmetauschersystem (16) vor dem Eintritt in die Wärmepumpe (10) in derbeschriebenen Weise zusätzlich erwärmt werden kann.
11. 11. Verfahren zum Betrieb einer Wärmegewinnungsanlage, insbesondereeiner Heizungsanlage, unter Einsatz mindestens einer Wärmepumpe (10), der ein Medium einer Wärmequelle (Sole, Grundwasser oder andere Medien) übereinen Quellenvorlauf (11) zugefuhrt und über einen Quellenrücklauf (12) ab-gefuhrt wird und an die mindestens ein Verbraucher - Wärmesenke - ange¬schlossen ist, insbesondere eine Heizungsanlage, mit einem an die Wärme¬pumpe (10) anschließendem Vorlauf (14) und einem Rücklauf (15), dadurchgekennzeichnet, dass die nach dem Ende eines Ladevorgangs in der Wärme¬pumpe, im Wärmetauschersystem und in den Rohrleitungen noch enthalteneRestwärme genutzt wird, indem in einer Nachlaufphase das Heizwasser überentsprechende Ventilsteuerungen dem Wärmetauschersystem zugefuhrt unddie Restwärme so auf den Primärkreis der Wärmepumpe übertragen wird.
12. 12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach demEnde eines Ladevorgangs die Umwälzpumpen im Heizkreis und im Primärkreisder Wärmepumpe weiterhin in Betrieb bleiben (Nachlaufjphase) und über ent¬sprechende Ventilsteuerungen das Heizwasser nicht mehr in den Heizkreis derAnlage, sondern zum Wärmetauschersystem geleitet wird, zugleich auch das imWärmetauschersystem erwärmte Quellenmedium nicht mehr zur Wärmepumpe,sondern über einen Bypass direkt in die Rücklaufleitung zur Erdsonde bzw. zumSpeicher gelangt und so die Rücklauftemperatur des Quellenmediums erhöhtwird.
13. 13. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass beiWärmepumpen gemäß dem Stand der Technik zusätzlich ein kleiner Wärme¬tauscher geringer Leistung zwischen Heizkreis und Primärkreis sowie einigeVentile eingebaut werden und die Steuerung so ausgebildet wird, dass dieUmwälzpumpen im Heizkreis und im Primäikreis der Wärmepumpe jeweilsnach dem Ende eines Ladevorgangs weiterhin in Betrieb bleiben (Nachlauf¬phase), über entsprechende Ventilsteuerungen das Heizwasser nicht mehr inden Heizkreis der Anlage, sondern zum Wärmetauscher geleitet wird, zugleichauch das dadurch im Wärmetauscher erwärmte Quellenmedium dann nichtmehr zur Wärmepumpe, sondern über einen Bypass direkt in die Rücklauf¬leitung zur Erdsonde bzw. zum Speicher gelangt und so die Rücklauftemperaturdes Quellenmediums erhöht wird.