DE102007063009A1

DE102007063009A1 - Object i.e. air conditioning plant, aeration method for laboratory in building, involves supplying heat to incoming air flow, extracting heat from cooling circuit by heat pump and applying heat into circuit distributed system

Info

Publication number: DE102007063009A1
Application number: DE102007063009A
Authority: DE
Inventors: Stephan Gappert; Roland Dr. Koenigsdorf
Original assignee: Boehringer Ingelheim Pharma GmbH and Co KG
Current assignee: Boehringer Ingelheim Pharma GmbH and Co KG
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-07-16
Anticipated expiration: 2027-12-22
Also published as: DE102007063009B4

Abstract

The method involves extracting heat from a circuit (5) by a heat pump (14). The heat is supplied to incoming air flow (ZU) in flow direction behind a thermotechnical coupling with outgoing airflow (AB), or accommodated heat storage or consumer outside a circuit distributed system (4). Heat is extracted from a cooling circuit by the heat pump and is applied into the circuit distributed system. The heat pump is controlled based on parameter such as target value for flow temperature in a heating circuit and temperature of load or heat storage. An independent claim is also included for a device for aeration of objects by utilizing heat recovery system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Belüftung von Objekten unter Ausnutzung eines Wärmerückgewinnungssystems mit einem Kreislaufverbundsystem zur energetischen, insbesondere wärmetechnischen Kopplung zwischen zumindest einem Abluftstrom und zumindest einem, zumindest einem Verbraucher zuführbaren Zuluftstrom über einen Kreislauf. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Belüftung von Objekten, insbesondere raumlufttechnische Anlage mit einem Wärmerückgewinnungssystem, umfassend ein Kreislaufverbundsystem mit einem Kreislauf, insbesondere geschlossenem Kreislauf zur energetischen, insbesondere wärmetechnischen Kopplung zwischen einem Zuluftstrom und einem Abluftstrom zur Führung des Zuluftstromes zu mindestens einem Verbraucher.The The invention relates to a method for ventilating objects using a heat recovery system with a circulation system for energetic, in particular thermo-technical coupling between at least one exhaust air stream and at least one, at least one consumer feedable Supply air flow via a circuit. The invention relates Furthermore, a device for ventilation of objects, in particular air conditioning Plant with a heat recovery system comprising a closed circuit system with a circuit, in particular closed Circulation for energetic, in particular thermal engineering Coupling between a supply air flow and an exhaust air flow to the guide the supply air flow to at least one consumer.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Belüftung von Objekten, insbesondere raumlufttechnische Anlage umfasst zumindest einen Abluftstrom führende Kanäle bzw. Rohrleitungen und einen Zuluftstrom führende Kanäle bzw. Rohrleitungen, die wärmetechnisch über ein Kreislaufverbundsystem in Form eines geschlossenen Kreislaufes miteinander gekoppelt sind. Dazu werden jeweils der Abluftstrom und der Zuluftstrom über einen Wärmetauscher geführt, über den ebenfalls im Gegenstromprinzip der geschlossene Kreislauf geführt wird. Die Durchflussrichtung des Mediums im Kreislauf erfolgt dabei vom Zuluftstrom in Richtung des Abluftstromes, wobei diese Richtung als Vorlauf zum Abluftstrom bezeichnet wird und die, die Rücklaufrichtung realisierenden Leitungen als Rücklauf des Kreislaufes zur wärmetechnischen Kopplung zwischen Zu- und Abluftstrom. In diesem Kreislauf sind ferner optional im Rücklauf Einrichtungen vorgesehen, über die, je nach Bedarf, eine zusätzliche Erwärmung des im Kreislauf geführten Mediums oder aber eine Abkühlung erfolgt, indem dieses über Wärmetauscher geführt wird, die mit entsprechenden Heiz- und Kühlkreisläufen wärmetechnisch gekoppelt sind. Die Zuluft wird einem oder mehreren Verbrauchern in Form von Luftnacherhitzern zur Erwärmung von Raumluft zugeführt. Diese Anordnung bietet den Vorteil, die in der Abluft enthaltene Energie für die Zuluft zu nutzen. Zusätzlich kann durch die genannten Mittel im Rücklauf eine entsprechende Temperierung für die Zuluft vorgenommen werden. Ein wesentlicher Nachteil derartiger Anlagen, insbesondere in Anwendungsfällen mit hohen Anforderungen an eine gleichmäßige Belüftung von Räumen, welche ganzjährig gewährleistet werden muss, wie beispielsweise in Laboren oder Räumen, in denen unter Reinraumbedingungen gearbeitet wird, besteht darin, dass eine Auslegung der Anlagen auf einen theoretisch möglichen und nur über eine vernachläßigbar kleine Betriebsspanne erforderlichen Spitzenbedarf erfolgen muss. Die vollständige Ausnutzung der über die Anlage zur Verfügung stehenden Leistung erfolgt dadurch nur kurzzeitig, während die Hauptnutzungsdauer derartiger Anlagen über das Jahr betrachtet lediglich durch eine Grundauslastung charakterisiert ist. Aufgrund der für Einzelfälle erforderlichen Überdimensionierung besitzt die Anlage Leistungsreserven, die genutzt werden können.A generic device for ventilation of objects, in particular ventilation system includes at least an exhaust air flow leading channels or pipelines and a supply air flow leading channels or pipelines, the heat technically via a circulation system are coupled together in the form of a closed circuit. For this purpose, the exhaust air flow and the supply air flow over each passed a heat exchanger over the also run in countercurrent principle, the closed circuit becomes. The flow direction of the medium in the circulation takes place from the supply air flow in the direction of the exhaust air flow, this direction as Supply to the exhaust air flow is called and the, the return direction realizing lines as return of the circuit to Thermal engineering coupling between supply and exhaust air flow. In this circuit are also optional in the return facilities provided, on the, as needed, an additional Heating the recirculated medium or but a cooling is done by this over Heat exchanger is performed with the appropriate Heating and cooling circuits thermally are coupled. The supply air is one or more consumers supplied in the form of Luftnacherhitzern for heating room air. This arrangement offers the advantage contained in the exhaust air To use energy for the supply air. In addition, through the said means in the return a corresponding temperature be made for the supply air. A major disadvantage such systems, especially in applications with high requirements for a uniform ventilation of rooms, which ensures year-round must be, such as in laboratories or rooms, in working under clean room conditions is to that a design of the facilities to a theoretically possible and only a negligible one Operating margin required peak demand must be made. The full exploitation the power available through the system takes place thereby only briefly, while the main service life Such facilities over the year considered only by a basic load is characterized. Because of individual cases required oversizing, the system has power reserves, which can be used.

Aus der Druckschrift DE 26 099 58 ist eine Anordnung zur Kühlung und Erwärmung von Lüftungsluft vorbekannt, welche eine Kühl- und Wärmerückgewinnungsanordnung umfasst, die ein kombiniertes Wärmepumpen-/Wärmerückgewinnungssystem aufweist, das durch die Ansteuerung einer Mehrzahl von Ventileinrichtungen im Sommer auf Kühlung und im Winter auf Erwärmen schaltbar ist. Dieses Wärmerückgewinnungssystem besteht dabei in seiner einfachsten Ausführung aus zwei Lamellenbatterien, von denen eine im Zuluftstrom und die andere im Abluftstrom angeordnet ist und zwischen denen eine Flüssigkeit, zum Beispiel eine Wasser-Glykol-Mischung, umläuft. Die Lamellenbatterien werden im Winter dazu verwendet, mit Hilfe einer Kältemaschine über den Flüssigkeitskreis die dem Zuluftstrom zugeführte bzw. die mit dem Abluftstrom weggeführte Wärme zu verstärken. Im Sommer dienen dieselben Lamellenbatterien dazu, mit Hilfe der Kältemaschine über den Flüssigkeitskreis den Zuluftstrom zu kühlen bzw. die Wärme über den Abluftstrom abzuführen. Eine derartige Anordnung ist durch einen geringen Energieverbrauch charakterisiert. Die Integration der Kältemaschine in das Kreislaufverbundsystem ist durch die Ausbildung einer entsprechenden Kreislaufführung für einen Primär- und einen Sekundärkreislauf charakterisiert, wobei hier, je nach Schaltung der einzelnen Ventile, die Wasser-Glykol-Mischung in den unterschiedlichen Abschnitten des Kreislaufverbundsystems, insbesondere entweder dem Primärkreis oder Sekundärkreis, umgepumpt wird. Die dadurch erzielte zusätzliche Energieeinsparung ist im Vergleich zu herkömmlichen Systemen begrenzt und beschränkt sich auf Umgebungstemperaturen kleiner 0°C. Die Ausführung ist nur bei unbefeuchteter Zuluft voll funktionsfähig, andernfalls kann es zum Auftreten unerwünschter Vereisungserscheinungen kommen.From the publication DE 26 099 58 an arrangement for cooling and heating of ventilation air is previously known, which comprises a cooling and heat recovery assembly having a combined heat pump / heat recovery system, which is switchable by the control of a plurality of valve devices in the summer on cooling and in winter on heating. This heat recovery system consists in its simplest embodiment of two finned batteries, one of which is located in the supply air and the other in the exhaust air flow and between which a liquid, for example a water-glycol mixture, circulates. The lamellar batteries are used in the winter to reinforce with the aid of a chiller through the liquid circuit to the supply air flow supplied or carried away with the exhaust air heat. In summer, the same lamellar batteries serve to cool with the aid of the chiller through the liquid circuit the supply air flow or dissipate the heat through the exhaust air flow. Such an arrangement is characterized by low energy consumption. The integration of the chiller in the closed loop system is characterized by the formation of a corresponding circulation for a primary and a secondary circuit, in which case, depending on the circuit of the individual valves, the water-glycol mixture in the different sections of the circuit composite system, in particular either the primary circuit or secondary circuit is pumped. The resulting additional energy savings compared to conventional systems is limited and limited to ambient temperatures less than 0 ° C. The design is only fully functional if the supply air is not humidified, otherwise unwanted icing may occur.

Weitere Ausführungen zur Wärmeenergierückgewinnung für unterschiedliche Anwendungszwecke sind aus verschiedenen Druckschriften vorbekannt. Stellvertretend wird auf DE 100 58 273 A1 verwiesen. Bei dieser wird die in der Abluft vorhandene Wärme dadurch zurückgewonnen, dass ein Brauchwasserspeicher vorgesehen ist, der über eine Wärmepumpeneinheit beheizbar ist. Aus der Druckschrift WO 00 31 473 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Heizen und/oder Lüften eines Raumes vorbekannt, bei welchem zumindest eine, durch einen Verbrennungsprozess aktivierbare Wärmequelle, eine Abgasleitung zum Abführen des Verbrennungsgases, eine Frischluftleitung zum Zuführen von Frischluft in einen Raum, eine Abluftleitung zum Abführen von Abluft aus dem Raum und ein Wärmetauscher für den Wärmeaustausch zwischen der Frischluft und den Verbrennungsgasen der Abluft vorgesehen sind, wobei die Abgasleitung und die Frischluftleitung zur Bildung des Wärmetauschers auf einer Wärmetauscherstrecke als paralleles Kanalsystem ausgebildet sind, deren Kanäle wärmeseitig in Wirkverbindung miteinander stehen und in dem die Ströme im Gegenstrom führbar sind. Die Führung im Gegenstromprinzip von Abgas und Frischluft über einen längeren Zufuhr- und Abführweg wird dabei für den Wärmehaushalt genutzt. Ferner bewirkt die gemeinsame Leitungsführung über eine Wärmetauscherstrecke neben einer verbesserten Wärmerückgewinnung auch eine Vereinfachung der Installation und der Reduzierung der Baukosten.Other versions of the heat energy recovery for different applications are previously known from various documents. Acting becomes on DE 100 58 273 A1 directed. In this, the existing heat in the exhaust air is recovered by the fact that a hot water tank is provided, which is heated by a heat pump unit. From the publication WO 00 31 473 a device and a method for heating and / or ventilating a room is previously known, in which at least one activatable by a combustion process Wärmequel le, an exhaust pipe for discharging the combustion gas, a fresh air pipe for supplying fresh air into a room, an exhaust pipe for discharging exhaust air from the room and a heat exchanger for heat exchange between the fresh air and the combustion gases of the exhaust air are provided, the exhaust pipe and the Fresh air line to form the heat exchanger are formed on a heat exchanger section as a parallel channel system whose channels are on the heat side in operative connection with each other and in which the streams are in countercurrent feasible. The guidance in the countercurrent principle of exhaust gas and fresh air over a longer feed and Abführweg is used for the heat balance. Furthermore, the common wiring on a heat exchanger section in addition to improved heat recovery also simplifies the installation and reduce the cost of construction.

In der Druckschrift DE 198 24 315 A1 ist eine Wärmepumpenkompaktvorrichtung zur geregelten Lüftung und Wärmeenergieversorgung von Niedrigenergiegebäuden und Passivhäusern beschrieben. Dabei wird aus der zugeführten Gebäudeluft die eingeströmte Außenluft erwärmt und als ausströmende Gebäudezuluft dem Gebäude zugeführt und/oder Brauchwasser erwärmt. Es ist zumindest ein Wärmetauscher vorgesehen, der der Gebäudeabluft Wärmeenergie entzieht und an die Gebäudezuluft abgibt. Ferner ist dem Wärmetauscher eine Wärmepumpe nachgeschaltet, die durch weitere Erwärmung der den Wärmetauscher durchströmten Gebäudeabluft eine zusätzliche Erwärmung der Gebäudezuluft bewirkt. Als Primärenergiequelle ist dabei vorzugsweise ein Gasbrenner im Gebäudeabluftstrom dem Wärmetauscher vorgeschaltet.In the publication DE 198 24 315 A1 a heat pump compact apparatus for controlled ventilation and heat energy supply of low energy buildings and passive houses is described. In this case, the incoming outside air is heated from the supplied building air and supplied to the building as effluent building supply and / or heated process water. At least one heat exchanger is provided which extracts thermal energy from the building exhaust air and delivers it to the building supply air. Further, the heat exchanger is followed by a heat pump, which causes an additional heating of the building supply air by further heating of the heat exchanger flowed through the building exhaust air. As a primary energy source while a gas burner in the building exhaust air flow is preferably upstream of the heat exchanger.

Insbesondere in Systemen zur Belüftung von Räumen, wobei hier je nach Einsatzfall bestimmte Anforderungen an die Raumtemperatur und die Einhaltung dieser zu stellen sind, ist es von besonderer Bedeutung bei Ausnutzung von Wärmeenergierückgewinnungssystemen, diese in entsprechender Weise zu steuern, dass die genannten Bedingungen eingehalten werden. Dies ist häufig nur mit sehr hohem zusätzlichen Aufwand und zusätzlichem Energieeintrag zu gewährleisten.Especially in systems for ventilation of rooms, here depending on the application, certain room temperature requirements and compliance with it, it is of particular importance when using thermal energy recovery systems, to control these in a similar way that the conditions mentioned be respected. This is often only with a very high additional To ensure effort and additional energy input.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Be- und Entlüftung eines Objektes derart weiterzuentwickeln, dass die genannten Nachteile vermieden werden. Im Vordergrund steht dabei eine Ausnutzung von Leistungsreserven in den Betriebszuständen der Anlage, in welchen lediglich eine Grundleistungsabdeckung gewährleistet wird. Der konstruktive Aufwand soll dabei gegenüber bestehenden Systemen nicht wesentlich erhöht und der steuerungstechnische Aufwand gering gehalten werden. Ferner ist anzustreben, dass die erfindungsgemäße Lösung auch in bisher bestehende Systeme, die mit Kreislaufverbundsystemen arbeiten, auf einfache Art und Weise nachrüstbar ist.Of the Invention is therefore based on the object, a device and a method for ventilation of an object such develop further that the mentioned disadvantages are avoided. In the foreground is an exploitation of power reserves in the operating states of the plant, in which only a basic performance coverage is guaranteed. The constructive Effort should not be compared to existing systems significantly increased and the control engineering effort be kept low. Furthermore, it is desirable that the inventive Solution also in previously existing systems with circulation composite systems work, can be retrofitted in a simple way.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 22 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils in den Unteransprüchen beschrieben.The solution according to the invention is characterized by the features of claims 1 and 22 characterized. Advantageous embodiments are each described in the subclaims.

Ein Verfahren zur Belüftung von Objekten unter Ausnutzung eines Kreislaufverbundsystems zur energetischen, insbesondere wärmetechnischen Kopplung über einen Kreislauf zwischen zumindest einem Abluft- und zumindest einem, wenigstens einem Verbraucher zuführbaren Zuluftstrom ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest einer Wärmepumpe dem Kreislauf als Wärmereservoir Wärme entzogen wird und einem aufnehmenden Wärmespeicher oder Verbraucher außerhalb des Kreislaufverbundsystems zugeführt wird. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung wird die dem Kreislauf entzogene Wärme dem Zuluftstrom in Strömungsrichtung hinter der wärmetechnischen Kopplung mit dem Abluftstrom zugeführt, vorzugsweise über einen oder mehrere Luftnacherhitzer.One Method for ventilating objects taking advantage of a Circular composite system for energetic, in particular heat technology coupling via a circuit between at least one exhaust air and at least one, is at least one consumer supplyable supply air characterized in that by means of at least one heat pump the heat withdrawn from the circulation as a heat reservoir and a receiving heat storage or consumer supplied outside of the circuit composite system becomes. According to a particularly advantageous embodiment the heat withdrawn from the circuit is the supply air flow in the flow direction behind the thermo-technical Coupled with the exhaust air stream supplied, preferably via one or more air heaters.

Unter Zuluftstrom wird dabei der zur Belüftung von Räumen diesen zugeführte Luftstrom verstanden, der aus der Umgebung als Außenluft oder einem anderen System als Umluft oder bereits als vorbehandelte Luft bereitgestellt und über das Kreislaufverbundsystem erwärmt oder abgekühlt wird.Under Supply air flow is used for ventilation of rooms understood this supplied airflow from the environment as outside air or another system as circulating air or already provided as pretreated air and over the circulation system is heated or cooled becomes.

Unter wärmetechnischer und kältetechnischer Kopplung werden die energetische Kopplung, insbesondere alle Vorgänge der Energie- beziehungsweise Wärmeübertragung, des Wärmedurchganges und der Wärmeleitung zwischen zwei Medien verstanden. Die Kopplung kann direkt zwischen den beiden Medien erfolgen oder indirekt über Übertragungsmittel, beispielsweise ein Fluid.Under thermotechnical and refrigeration coupling become the energetic coupling, in particular all processes the energy or heat transfer, the heat transfer and the heat conduction between two media understood. The coupling can be directly between the two Media or indirectly via transmission media, for example, a fluid.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht auf einfache Art und Weise eine Veränderung der Temperaturen innerhalb des Kreislaufes im Kreislaufverbundsystems, welcher jeweils mit dem Zu- und dem Abluftstrom energetisch in Wechselwirkung tritt. Dabei wird das Medium im Kreislauf des Kreislaufverbundsystems in einem Leitungssystem geführt. Dies gilt in Analogie auch für die Volumenströme aus Zu- und Abluft. Durch die Zufuhr der entnommen Wärme entweder zur nach der wärmetechnischen Kopplung vorliegenden Zuluft oder dem Verbraucher ermöglicht es, die ansonsten zur weiteren Behandlung, insbesondere Erwärmung der Zuluft erforderliche Energie erheblich zu verringern. Das Einsparpotential für den Energiebedarf liegt dabei im zweistelligen Prozentbereich. Der Aufwand zur konstruktiven Umsetzung ist relativ gering. Je nach Ausführung kann die Ankoppelung des Kreislaufes der Wärmepumpe an den Kreislauf des Verbundsystems mit geringem Zusatzaufwand frei von Modifikationen in der Leitungsführung des Kreislaufverbundsystems erfolgen.The solution according to the invention makes it possible in a simple manner to change the temperatures within the circuit in the circulation system, which in each case interacts energetically with the supply and exhaust air flow. The medium is guided in the circulation of the circulatory system in a line system. By analogy, this also applies to the volume flows from supply and exhaust air. By supplying the extracted heat either to the present after the heat technology coupling supply air or the consumer makes it possible to significantly reduce the otherwise required for further treatment, in particular heating of the supply air energy. The savings potential for the energy requirement lies in the double-digit percentage range. The effort to constructively implement is relatively low. Depending on the design, the Coupling of the circuit of the heat pump to the circuit of the composite system with little additional effort made free of modifications in the routing of the circuit composite system.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die Wärmepumpe mit dem Kreislauf wahlweise wärmetechnisch koppelbar. Dies besagt, dass diese nicht zwangsläufig immer im Einsatz ist, sondern es auch Betriebszustände geben kann, in welchen der Einfluss der Wärmepumpe nicht erforderlich ist, wobei diese dann in diesen Betriebszuständen abgeschaltet werden kann beziehungsweise wärmetechnisch vom Kreislauf entkoppelt wird.According to one particularly advantageous embodiment is the heat pump Optionally coupled with the cycle thermally. This states that these are not necessarily always in use is, but there can also be operating states in which the influence of the heat pump is not required, where these are then switched off in these operating states can be thermally decoupled from the cycle becomes.

Gemäß einer zweiten Alternative wird mittels zumindest einer Wärmepumpe einem Kreislauf, vorzugsweise Kältekreislauf Wärme entzogen und in das Kreislaufverbundsystem eingebracht. Dies ist insbesondere unter den Randbedingungen von Vorteil, unter denen das System Kreislaufverbundsystem mit Wärmeentzug aus dem Kreislauf mittels Wärmepumpe nicht mehr betreibbar ist, was insbesondere bei Außentemperaturen im Minusbereich der Fall ist.According to one second alternative is by means of at least one heat pump a cycle, preferably refrigeration cycle heat removed and introduced into the circulation system. This is special under the boundary conditions of advantage, under which the system circulatory system with heat extraction from the circulation by means of heat pump is no longer operable, especially in outdoor temperatures in the minus range the case is.

Die energetische Kopplung erfolgt im einfachsten Fall durch Führung der Leitungen des Kreislaufes der Wärmepumpe und des Kreislaufverbundsystems über einen Wärmetauscher. Der Aufwand für den Wärmetauscher ist gering.The energetic coupling takes place in the simplest case by leadership the lines of the circuit of the heat pump and the circulatory system over a heat exchanger. The cost of the heat exchanger is low.

Die Anbindung der Wärmepumpe gemäß der ersten Alternative an den Kreislauf kann örtlich auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Dabei wird im Wesentlichen zwischen zwei Anordnungen unterschieden, einer ersten Anordnung, die durch die wärmetechnische Ankoppelung der Wärmepumpe in Fließrichtung beziehungsweise Strömungsrichtung im Verbundkreislauf vom Zuluftstrom zum Abluftstrom betrachtet im Vorlauf angeordnet ist oder aber in einer weiteren Ausführung in Fließrichtung vom Abluftstrom zum Zuluftstrom, d. h. im Rücklauf angeordnet ist. Der Entzug der Wärmeenergie oder das Einbringen von Energie in diesen Bereichen hat unterschiedliche Folgen. Gemäß der ersten Alternative wird zum einen im Fall der Anordnung im Vorlauf dem im Kreislaufverbundsystem geführten Medium Wärme entzogen und damit die Temperatur des im Kreislaufverbundsystem geführten Mediums gesenkt, was zu einer Erhöhung der Wärmeaufnahme des Verbundkreislaufes beim Durchströmen des Wärmetauschers in der Abluft führt. Zum anderen wird bei Anordnung im Rücklauf des Kreislaufverbundsystems dem im Kreislaufverbundsystem geführten Medium Wärme entzogen und damit die Temperatur des im Kreislaufverbundsystem geführten Mediums gesenkt, wodurch sich der Energiebedarf für die Kühlung des Zuluftstromes reduziert.The Connection of the heat pump according to the first Alternative to the circulation can be local to different Way done. This is essentially between two Arrangements distinguished, a first arrangement, by the thermo-technical coupling of the heat pump in the direction of flow or flow direction in the composite circuit of Supply air flow to the exhaust air flow viewed in the flow is arranged or in another embodiment in the flow direction from the exhaust air flow to the supply air flow, d. H. arranged in the return is. The withdrawal of heat energy or the introduction of Energy in these areas has different consequences. According to the first alternative is the one in the case of the arrangement in the flow the heat in the circulating composite medium deprived and thus the temperature of the circulatory system led medium, causing an increase the heat absorption of the composite circuit when flowing through of the heat exchanger in the exhaust air leads. On the other hand is the arrangement in the return of the circuit composite system Heat circulated in the circulation system deprived and thus the temperature of the circulatory system lowered medium, thereby reducing the energy demand reduced for cooling the supply air flow.

Das Einbringen von Wärme gemäß der zweiten Alternative in den Rücklauf bietet den Vorteil einer zusätzlichen Erwärmung des Kreislaufverbundsystems, vorzugsweise des Rücklaufes bei geringem zusätzlichen Energieeinsatz. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die auslegungsbedingte Maximalleistung des Kreislaufverbundsystems für die Wärmerückgewinnung bereits erreicht ist.The Introducing heat according to the second Alternative in the return offers the advantage of an additional Heating the circulation system, preferably the Return with low additional energy input. This is particularly advantageous if the design-related Maximum output of the circulation system for heat recovery already reached.

Nachfolgende Ausführungen beziehen sich auf die erste Alternative. Die möglichen Anordnungsmöglichkeiten können nunmehr in optimaler Weise genutzt werden, um bestimmte Betriebszustände hinsichtlich de Energiebilanz zu optimieren. Diese können durch unterschiedliche Temperaturbereiche charakterisiert sein. Im Wesentlichen wird zwischen einem so genannten Sommer- und einem Winterbetrieb unterschieden. Der Sommerbetrieb ist dabei durch Temperaturen über einer vordefinierten Grenztemperatur charakterisiert. Wird eine derartige Temperatur in einer Steuerung für diese Anlage ermittelt, wird die Wärmepumpe automatisch an den Rücklauf zum Zuluftstrom im Kreislaufverbundsystem gekoppelt. In diesem Fall wird eine Absenkung der Temperatur des Mediums im Kreislaufverbundsystem bewirkt, das im Anschluss daran über den Wärmetauscher für den Zuluftstrom fließt und somit eine weitere Abkühlung erfolgt bzw. der Energiebedarf zur Abkühlung des Zuluftstromes sinkt.subsequent Versions refer to the first alternative. The possible arrangement options can now be used in an optimal way to certain operating conditions in terms to optimize the energy balance. These can be different Temperature ranges to be characterized. In essence, between one so-called summer and a winter operation distinguished. Of the Summer operation is due to temperatures above a predefined Limit temperature characterizes. Will such a temperature determined in a controller for this plant, the Heat pump automatically to the return to supply air Coupled in the circulation system. In this case, a lowering the temperature of the medium in the circulation system causes the then, via the heat exchanger for the supply air flow and thus a further cooling takes place or the energy required to cool the supply air flow sinks.

Im so genannten Winterbetrieb, d. h. bei Temperaturen unterhalb der genannten Grenztemperatur, wird die Wärmepumpe vorzugsweise in den Vorlauf zum Abluftstrom im Kreislaufverbundsystem angekoppelt und damit der theoretisch mögliche Wärmeeintrag von Abluft in den Verbundkreislauf erheblich erhöht, was unter Umständen zu einer Reduzierung eines zusätzlichen Heizbedarfes führt.in the so-called winter operation, d. H. at temperatures below the said limit temperature, the heat pump is preferably coupled in the flow to the exhaust air flow in the circulation system and thus the theoretically possible heat input of exhaust air in the interconnected circuit increases significantly may lead to a reduction of additional costs Heizbedarfes leads.

Durch die modifizierte Betriebsweise in Abhängigkeit der Umgebungstemperaturen ist es ferner möglich, die in der Abluft und im Verbundkreislauf vorhandene Energie auf optimale Weise zu nutzen und für die entsprechenden Einsatzzwecke einzusetzen.By the modified mode of operation depending on the ambient temperatures it is also possible that existing in the exhaust air and in the composite circuit Use energy optimally and for the appropriate ones Use purposes.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung kann der Wärmeentzug über die Wärmepumpe bedarfsabhängig zur Zufuhr zum Zuluftstrom in Strömungsrichtung hinter der wärmetechnischen Kopplung mit dem Abluftstrom und/oder zu einem oder mehreren Verbrauchern geführt werden. Die Zuführung kann dabei direkt über zumindest einen Wärmetauscher im Kältemittelkreislauf erfolgen oder aber indirekt mit Hilfe eines Zwischenkreises, der optional über eine zusätzliche von der Wärmepumpe unabhängige Wärmeversorgung verfügt. Beide Lösungen bieten den Vorteil, dass lediglich die tatsächlich erforderliche Energie dem Kreislaufverbundsystem entzogen wird und gegebenenfalls kein zusätzlicher Energieeintrag erforderlich ist. Die zweite Lösung bietet zusätzlich den Vorteil, dass bei Ausfall der Wärmepumpe die Versorgung der Verbraucher sichergestellt ist.According to a particularly advantageous further development, the heat removal via the heat pump can be performed as needed for supply to the supply air flow in the flow direction behind the heat technology coupling with the exhaust air flow and / or to one or more consumers. The supply can be carried out directly via at least one heat exchanger in the refrigerant circuit or indirectly by means of an intermediate circuit, which optionally has an additional independent from the heat pump heat supply. Both solutions offer the advantage that only the energy actually required is withdrawn from the circuit composite system and, if necessary, no additional energy input is required. The second solution also has the advantage that the supply of the consumers is ensured in the event of failure of the heat pump.

Sind beispielsweise eine Mehrzahl von Verbrauchern vorgesehen, die mit einem zentralen Heizkreislauf wärmetechnisch gekoppelt sind, wird die mittels einer Wärmepumpe dem Kreislaufverbundsystem entzogene Wärme dem zentralen Heizkreislauf zugeführt. Die zentrale Lösung bietet den Vorteil, dass lediglich eine Temperatur im Heizkreislauf zu steuern und/oder zu regeln ist. Der konstruktive und steuerungstechnische Aufwand ist gering und das System kann um weitere Verbraucher beliebig erweitert werden.are For example, a plurality of consumers provided with thermally coupled to a central heating circuit are, by means of a heat pump the circulation system extracted heat supplied to the central heating circuit. The central solution offers the advantage that only to control and / or regulate a temperature in the heating circuit. The design and control engineering effort is low and the system can be extended by further consumers.

In einer anderen alternativen Ausführung ist eine Mehrzahl von Verbrauchern vorgesehen, die jeweils mit einem Heizkreislauf wärmetechnisch gekoppelt sind. Die mittels einer Wärmepumpe dem Kreislaufverbundsystem entzogene Wärme wird dann den einzelnen Heizkreisläufen zugeführt.In Another alternative embodiment is a plurality provided by consumers, each with a heating circuit thermally coupled. The by means of a heat pump The circulatory system extracted heat is then the supplied to individual heating circuits.

In einer besonders vorteilhaften Anwendung wird der nach der energetischen Kopplung des Zuluftstromes mit dem Abluftstrom über das Kreislaufverbundsystem vorliegende Zuluftstrom zumindest einem, mit einem Heizkreislauf koppelbaren Luftnacherhitzer zugeführt und die mittels einer Wärmepumpe dem Kreislaufverbundsystem entzogene Wärme dem Heizkreislauf zur Verringerung des für die Luftnacherhitzer erforderlichen Energieeintrages zugeführt. Die Wärmepumpe wird dann in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit einer gewünschten oder erforderlichen Vorlauftemperatur im Heizkreislauf gesteuert.In a particularly advantageous application of the after energetic Coupling of the supply air flow with the exhaust air flow via the Circulation system present supply air flow at least one, supplied with a heating circuit coupled air heater and by means of a heat pump the circulatory system extracted heat the heating circuit to reduce the supplied to the Luftnacherhitzer required energy inputs. The heat pump is then advantageously in dependence a desired or required flow temperature controlled in the heating circuit.

Die Wärmepumpe ist vorzugsweise als Kompressionswärmepumpe ausgeführt. Diese ist einfach in ein bestehendes System zu integrieren. Bei dieser handelt es sich um eine maschinelle Anlage, die unter Aufwendung mechanischer Antriebsenergie einem auf relativ niedrigen Temperaturniveau befindlichen Wärmereservoir Energie, insbesondere Wärme entzieht und einem anderen, bereits ein höheres Temperaturniveau aufweisenden Wärmespeicher, zuführt, der dann erwärmt wird. Die Wärmepumpe besteht aus einem Kompressor (Verdichter), einem Verdampfer, Kondensator und Expansionsventil. Zum Antrieb des Verdichters ist eine entsprechende Antriebsmaschine vorzusehen. Zwischen diesen Komponenten wird ein Kältemittelkreislauf geführt. Dabei befindet sich der Verdampfer mit dem niedriger temperierten Wärmereservoir, hier dem Kreislauf des Kreislaufverbundsystems im Wärmeaustausch. Der Kältemitteldampf wird vom Kompressor angesaugt und verdichtet, wodurch der Dampf auf ein höheres Temperaturniveau verbracht wird. Dieser wird dann im Anschluss im Kondensator durch Abkühlung wieder verflüssigt. Die dabei freiwerdende Wärmeenergie wird an die höher temperierten Wärmespeicher abgegeben. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die dem Verbundkreislauf entzogene Wärme dabei in ein zentrales Wärmeversorgungssystem für Nachlufterhitzer eingebracht.The Heat pump is preferably as a compression heat pump executed. This is easy in an existing system to integrate. This is a mechanical system, the one by using mechanical drive energy on a relative low temperature level heat reservoir Energy, especially heat, and another, already has a higher temperature level having heat storage, feeds, which is then heated. The heat pump exists from a compressor (compressor), an evaporator, condenser and expansion valve. To drive the compressor is a corresponding drive machine provided. Between these components is a refrigerant circuit guided. This is the evaporator with the lower temperature Heat reservoir, here the cycle of the circulatory system in the heat exchange. The refrigerant vapor is from the Compressor sucked and compressed, causing the steam to a higher temperature level is spent. This is then in the condenser through Cooling liquefied again. The thereby released Heat energy is delivered to the higher temperature heat storage. According to a particularly preferred embodiment In this case, the heat extracted from the composite cycle is absorbed a central heat supply system for after air heaters brought in.

Bezüglich der konstruktiven Ausführung der erfindungsgemäßen Lösung bestehen eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Diese ist jedoch zumindest durch die Führung eines Zuluftstromes und die Führung eines Abluftstromes charakterisiert. Die Führung erfolgt dabei über ein Rohrleitungs- oder Kanalsystem. Beide Luftströme sind wenigstens mittelbar, d. h. nicht direkt, sondern über einen oder mehrere Wärmetauscher miteinander verbunden. Der Verbundkreislauf ist mit einem Trägermedium befüllt, das in diesem umläuft und durch Wärmeübergang und Wärmeübertragung die Wärme aus dem Abluftstrom oder Zuluftstrom entnimmt bzw. diesem Wärme zuführt. Dies ist abhängig von der jeweiligen Temperaturdifferenz zwischen Zuluft und Medium im Verbundkreislauf bzw. Abluft und Medium im Verbundkreislauf. Die Wärmepumpe wird in einfacher Art und Weise über einen oder mehrere Wärmetauscher in das System integriert. Die Anbindung die Wärmepumpe erfolgt entweder direkt mit Hilfe des Kältemittelkreislaufes oder indirekt durch Einsatz eines Zwischenmediums, z. B. Wasser. Die Anordnung ist flexibel und kann relativ einfach nachgerüstet werden. Zusätzliche Leitungsverbindungen sind lediglich für die Kreisläufe der Wärmepumpe erforderlich. Das Kreislaufverbundsystem kann unverändert bestehen bleiben. Die Ankopplung an den Verbraucher beziehungsweise Wärmespeicher kann dabei ebenfalls direkt oder indirekt erfolgen. Die Anbindung die Wärmepumpe erfolgt entweder direkt mit Hilfe des Kältemittelkreislaufes oder indirekt durch Einsatz eines Zwischenmediums, z. B. Wasser.In terms of the structural design of the invention Solution exist a plurality of possibilities. However, this is at least through the leadership of a supply air flow and characterized the leadership of an exhaust air flow. The Guidance takes place via a pipeline or Channel system. Both air streams are at least indirect, d. H. not directly, but via one or more heat exchangers connected with each other. The composite circuit is with a carrier medium filled, which circulates in this and by heat transfer and heat transfer the heat from the Exhaust air flow or supply air takes or this heat supplies. This depends on the respective one Temperature difference between supply air and medium in the integrated circuit or exhaust air and medium in the composite circuit. The heat pump is in a simple way over one or more Heat exchanger integrated into the system. The connection the Heat pump is done either directly with the help of the refrigerant circuit or indirectly by using an intermediate medium, for. B. water. The Arrangement is flexible and can be retrofitted relatively easily become. Additional line connections are only required for the circuits of the heat pump. The circulatory system can remain unchanged. The coupling to the consumer or heat storage can also be done directly or indirectly. The connection The heat pump is either directly with the help of the refrigerant circuit or indirectly by using an intermediate medium, e.g. B. water.

Durch entsprechende Leitungsführung zur Anbindung der Wärmepumpe, insbesondere deren Anbindungen, sind eine Vielzahl von Möglichkeiten denkbar. Gemäß einer ersten Ausführung kann die Ankopplung an den Vorlauf des Verbundkreislaufes zwischen Zuluftstrom und Abluftstrom erfolgen, gemäß einer zweiten Ausführung im Rücklauf, d. h. in Durchlaufrichtung zwischen Abluftstrom und Zuluftstrom. Gemäß einer weiteren dritten Ausführung erfolgt die Anbindung im Vor- und Rücklauf.By appropriate wiring for connecting the heat pump, In particular, their connections, a variety of ways are conceivable. According to a first embodiment, the coupling to the flow of the composite circuit between supply air and exhaust air flow take place, according to a second embodiment in the return, d. H. in the direction of passage between the exhaust air flow and Supply air flow. According to another third embodiment the connection takes place in the flow and return.

Konstruktiv können die einzelnen Betriebszustände entweder mit nur einem oder aber mehreren Wärmetauschern im Kreislauf des Kreislaufverbundsystems realisiert werden. Der Kreislauf des Kreislaufverbundsystems weist dazu gemäß einer ersten Ausführung ein Leitungssystem und Mittel zur Steuerung des Strömungsweges des Mediums im Leitungssystem auf. Der einzelne Wärmetauscher ist im Leitungssystem derart integriert, dass dieser in einer ersten Betriebsweise im Rücklauf des Kreislaufes zur wärmetechnischen Kopplung zwischen Abluftstrom und Zuluftstrom angeordnet ist und die Führung des Mediums im Kreislauf über den Wärmetauscher im Rücklauf zur wärmetechnischen Kopplung zwischen Abluftstrom und Zuluftstrom erfolgt. In einer zweiten Betriebsweise befindet sich durch Betätigung der Mittel zur Steuerung des Strömungsweges der Wärmetauscher im Vorlauf des Kreislaufes zur wärmetechnischen Kopplung zwischen Zuluftstrom und Abluftstrom. Die Führung des Mediums im Kreislauf erfolgt über den Wärmetauscher im Vorlauf der wärmetechnischen Kopplung zwischen Zuluftstrom und Abluftstrom.Constructively, the individual operating states can be realized either with only one or more heat exchangers in the circuit of the circuit composite system. According to a first embodiment, the circuit of the circuit composite system has a line system and means for controlling the flow path of the medium in the line system. The individual heat exchanger is integrated in the line system such that this egg in ner first mode of operation is arranged in the return of the circuit for thermal coupling between the exhaust air stream and supply air and the leadership of the medium takes place in the circuit through the heat exchanger in the return to the heat technology coupling between exhaust air and supply air. In a second mode of operation is by actuation of the means for controlling the flow path of the heat exchanger in the flow of the circuit for thermoelectric coupling between supply air and exhaust air flow. The medium is circulated through the heat exchanger in the flow of the heat technology coupling between supply air and exhaust air flow.

Gemäß einer zweiten Ausführung sind zwei Wärmetauscher vorgesehen, wobei ein erster Wärmetauscher im Rücklauf und ein zweiter Wärmetauscher im Vorlauf des Kreislaufes zur wärmetechnischen Kopplung zwischen Zuluft- und Abluftstrom angeordnet sind. Der Kreislauf der Wärmepumpe umfasst ein Leitungssystem, das über beide Wärmetauscher führt und Mittel zur Steuerung des Strömungsweges des Mediums im Leitungssystem. In einer ersten Betriebsweise wird der Kreislauf der Wärmepumpe über den ersten Wärmetauscher geführt und in einer zweiten Betriebsweise über den zweiten Wärmetauscher.According to one second embodiment, two heat exchangers are provided, wherein a first heat exchanger in the return and a second heat exchanger in the flow of the circuit to arranged thermo-technical coupling between supply air and exhaust air flow are. The heat pump cycle includes a piping system, which leads over both heat exchangers and Means for controlling the flow path of the medium in Line system. In a first mode of operation is the cycle the heat pump via the first heat exchanger guided and in a second mode of operation the second heat exchanger.

Die erfindungsgemäße Lösung wird in besonders vorteilhafter Ausführung in eine Steuerung und/oder Regelung zur Regelung der Vorlauftemperatur in einem, einem Luftnacherhitzer zugeordneten Kreislauf verwendet. Dabei wird eine Sollgröße für die entsprechende Vorlauftemperatur gesetzt und mit der aktuellen Ist-Größe verglichen. Bei Abweichung wird je nach Ausführung eine Stellgröße generiert, die der Ansteuerung der Stelleinrichtung der Wärmepumpe dient und den Energieentzug in der erforderlichen Höhe realisiert, dass die Vorlauftemperatur wieder eingestellt ist. Durch diese Lösung wird in optimaler Weise die zur Verfügung stehende Energie im System genutzt. Dadurch können, in Summe gesehen, Energieeinsparungen im zweistelligen Prozentbereich erzeugt werden. Dies ist insbesondere bei Großanlagen von Vorteil, die durch die Versorgung einer Vielzahl von Einzelobjekten charakterisiert sind und einen sehr hohen Durchsatz pro Zeiteinheit aufweisen.The inventive solution is particularly Advantageous design in a control and / or regulation for controlling the flow temperature in one, a Luftnacherhitzer associated circuit used. This is a target size set for the corresponding flow temperature and with the compared to current actual size. In case of deviation Depending on the version, a manipulated variable is generated, which the control of the adjusting device of the heat pump is used and realized the energy extraction at the required height, that the flow temperature is set again. Through this solution optimally becomes the available energy used in the system. This, in sum, can save energy be generated in the double-digit percentage range. This is special in large systems of advantage, by supplying a Variety of individual objects are characterized and a very have high throughput per unit time.

Auch die Ausführung gemäß der zweiten Alternative, insbesondere der kältetechnischen Kopplung der Wärmepumpe an den Kreislauf kann die Kopplung schaltbar, d. h. wahlweise erfolgen. Ferner erfolgt die Anbindung über zumindest einen Wärmetauscher an den Rücklauf des Kreislaufes.Also the embodiment according to the second alternative, in particular the refrigeration coupling of the heat pump to the circuit, the coupling switchable, d. H. optionally done. Furthermore, the connection via at least one heat exchanger to the return of the circulation.

Zur Realisierung der ersten und zweiten Alternative können jeweils eine oder mehrere Wärmepumpen vorgesehen werden. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung mit hoher Funktionskonzentration wird jedoch nur eine Wärmepumpe für beide Alternativen verwendet. Diese ist wahlweise über entsprechende Mittel, insbesondere Ventileinrichtungen an einen Kreislauf, vorzugsweise Kältekreislauf als Wärmequelle oder Heizkreislauf als Wärmesenke ankoppelbar, wobei jeweils nur eine Betriebsweise gemäß der ersten oder zweiten Alternative wahlweise möglich ist.to Realization of the first and second alternative can one or more heat pumps are provided. According to a particularly advantageous embodiment with high functional concentration, however, only one heat pump used for both alternatives. This is optional over corresponding means, in particular valve devices to a Circulation, preferably refrigeration cycle as a heat source or heating circuit can be coupled as a heat sink, in each case only one mode of operation according to the first or second Alternative is alternatively possible.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:The solution according to the invention is hereinafter explained with reference to figures. In detail is the following shown:

1a und 1b verdeutlichen in schematisiert vereinfachter Darstellung eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Belüftung von Objekten in unterschiedlichen Betriebsweisen; 1a and 1b illustrate in a schematic simplified representation of a first embodiment of a device according to the invention for the ventilation of objects in different modes of operation;

2a und 2b verdeutlichen in schematisiert vereinfachter Darstellung eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Belüftung von Objekten in unterschiedlichen Betriebsweisen; 2a and 2 B illustrate in a schematic simplified representation of a second embodiment of a device according to the invention for the ventilation of objects in different modes of operation;

3a verdeutlicht anhand eines Signalflussbildes ein Verfahren zur Steuerung der Vorlauftemperatur in einem Heizkreislauf; 3a illustrates a method for controlling the flow temperature in a heating circuit based on a signal flow diagram;

3b verdeutlicht die Steuerung der Vorrichtung; 3b illustrates the control of the device;

4 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung die parallele Anbindung einzelner Verbraucher an den Heizkreislauf; 4 illustrates in a simplified schematic representation of the parallel connection of individual consumers to the heating circuit;

5 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung eine vorteilhafte Weiterentwicklung der ersten Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Belüftung von Objekten; 5 illustrates in schematic simplified representation of an advantageous development of the first embodiment of a device according to the invention for the ventilation of objects;

6 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung eine vorteilhafte Weiterentwicklung der zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Belüftung von Objekten. 6 illustrates in schematic simplified representation of an advantageous development of the second embodiment of a device according to the invention for the ventilation of objects.

Die 1a und 1b verdeutlichen in schematisiert vereinfachter Darstellung das Grundprinzip einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung 1 zur Belüftung zumindest eines Raumes R, insbesondere eine lufttechnische Anlage 2 mit einem Wärmerückgewinnungssystem 3 in Form eines Kreislaufverbundsystems 4 zur energetischen Kopplung von Volumenströmen, insbesondere Luftströmen. Bei diesen handelt es sich um zumindest einen Abluftstrom AB und einen Zuluftstrom ZU. In raumlufttechnischen Anlagen wird der Zuluftstrom ZU von angesaugter Außenfrischluft AU oder Umluft gebildet. Der Abluftstrom AB entspricht in der Regel verbrauchter Luft in einem Objekt. Das Kreislaufverbundsystem 4 ist dadurch charakterisiert, dass die Volumenströme örtlich nicht zusammengeführt werden müssen, sondern räumlich getrennt voneinander geführt werden können. Über das Kreislaufverbundsystem 4 werden dabei der zumindest ein Abluftstrom AB und ein Zuluftstrom ZU wärmetechnisch miteinander gekoppelt. Der Energieaustausch zwischen Zuluftstrom ZU und Abluftstrom AB erfolgt somit nicht direkt sondern indirekt über ein, in einem Kreislauf 5 geführtes Übertragungsmittel in Form eines Fluides. Im dargestellten Kreislaufverbundsystem 4 wird in der Regel eine Salz-Wasser-Lösung beziehungsweise eine Kühlflüssigkeit, die als Sole bezeichnet wird und von einem Wasser-Frostschutzmittelgemisch, insbesondere Wasser-Glykol- oder Wasser-Salz-Gemisch gebildet wird, eingesetzt, um den Gefrierpunkt herabzusetzen. Der Kreislauf 5 wird daher auch als Sole-Kreislauf 5 bezeichnet.The 1a and 1b illustrate in a simplified schematic representation of the basic principle of an inventive device 1 for ventilation of at least one room R, in particular a ventilation system 2 with a heat recovery system 3 in the form of a circulation system 4 for the energetic coupling of volume flows, in particular air flows. These are at least one exhaust air flow AB and one supply air flow ZU. In ventilation and air conditioning systems, the supply air flow ZU is formed by sucked outside fresh air AU or recirculated air. The exhaust air flow AB usually corresponds ver used air in an object. The circulatory system 4 is characterized by the fact that the volume flows do not have to be combined locally, but can be guided spatially separated from each other. About the circulatory system 4 In this case, the at least one exhaust air flow AB and a supply air flow ZU are thermally coupled to one another. The energy exchange between supply air flow ZU and exhaust air flow AB is thus not directly but indirectly via a, in a cycle 5 guided transfer agent in the form of a fluid. In the illustrated circulation system 4 In general, a salt-water solution or a cooling liquid, which is referred to as brine and is formed by a water-antifreeze mixture, in particular water-glycol or water-salt mixture, used to reduce the freezing point. The circulation 5 is therefore also called brine cycle 5 designated.

Der Abluftstrom AB und der Zuluftstrom ZU werden dabei jeweils über zumindest einen Wärmetauscher 6, 7 im vorzugsweise im Gegenstrom oder aber im Gleichstrom zum im Kreislauf 5 geführten Medium, insbesondere Fluid geführt. Diese sind typischerweise in Zuluft- und Abluftgeräten ZU-G und AB-G integriert. Der das Abluftgerät AB-G verlassende Volumenstrom ist mit Fortluft FO bezeichnet. Der im Zuluftgerät ZU-G geführte und dieses verlassende Volumenstrom ist mit ZU bezeichnet. In den Zu- und Abluftgeräten ZU-G und AB-G sind weitere, dem Lufttransport und eventuell Kühlung und Befeuchtung dienende Komponenten integriert, beispielsweise Ventilatoren VZU und VAB, Befeuchter B. Unter Zu- beziehungsweise Abluftgerät wird dabei eine bauliche Konfiguration verstanden, die eine Mehrzahl von einzelnen Elementen aufweisen kann, beispielsweise in Form von Wärmetauschern und/oder Ventilatoren etc. Zumindest umfassen die Zu- und Abluftgeräte AB-G, ZU-G jeweils zumindest einen Wärmetauscher 6, 7.1, 7.2 über welche die energetische Kopplung zwischen jeweils dem Abluftstrom AB und dem Kreislauf 5 beziehungsweise dem Zuluftstrom ZU und dem Kreislauf 5 erfolgt. Es ist jedoch auch denkbar, jeweils mehrere Wärmetauscher parallel oder in Reihe in der Zu- und Abluft vorzusehen. Die Kopplung erfolgt dabei indirekt, das heißt, die einzelnen Medien, zwischen denen eine Wärmeübertragung erfolgt, kommen nicht direkt miteinander in Berührung. Zu- und Abluftstrom ZU, AB werden dabei im Gegenstromprinzip geführt. Die Führung des Kreislaufes 5 erfolgt ebenfalls immer derart, dass im Zusammenwirken mit den Wärmetauschern 6, 7.1, 7.2 immer eine Führung der Medien vorzugsweise im Gegenstromprinzip oder aber im Gleichstromprinzip erfolgt. Die Wärmetauscher 7.1 und 7.2 sind in Zuluftstromrichtung hintereinander geschaltet. Die in Strömungsrichtung des Zuluftstromes ZU vorgesehenen Wärmetauscher 7.1, 7.2 dienen zur Behandlung des Zuluftstromes ZU durch den Kreislauf 5 im Rücklauf 12 vom Abluftgerät AB-G. Der Wärmetauscher 6 ist im Abluftgerät AB-G im Abluftstrom AB integriert.The exhaust air flow AB and the supply air flow ZU are in each case via at least one heat exchanger 6 . 7 preferably in countercurrent or in cocurrent to the circulation 5 guided medium, in particular fluid out. These are typically integrated into supply air and exhaust air units ZU-G and AB-G. The volumetric flow leaving the exhaust air device AB-G is designated exhaust air FO. The volume flow conducted in the supply air unit ZU-G and leaving it is designated by ZU. In the supply and exhaust air devices ZU-G and AB-G further, the air transport and possibly cooling and humidification components are integrated, such as fans VZU and VAB, humidifier B. Under supply or exhaust air device is a structural configuration understood that a Can have a plurality of individual elements, for example in the form of heat exchangers and / or fans, etc. At least include the supply and exhaust units AB-G, ZU-G each have at least one heat exchanger 6 . 7.1 . 7.2 about which the energetic coupling between each of the exhaust air flow AB and the circuit 5 or the supply air flow ZU and the circuit 5 he follows. However, it is also conceivable to provide a plurality of heat exchangers in parallel or in series in the supply and exhaust air. The coupling takes place indirectly, that is, the individual media, between which a heat transfer occurs, do not come into direct contact with each other. Supply and exhaust air flow ZU, AB are guided in the counterflow principle. The leadership of the cycle 5 also always takes place in such a way that in cooperation with the heat exchangers 6 . 7.1 . 7.2 always a leadership of the media preferably in countercurrent or DC principle. The heat exchangers 7.1 and 7.2 are connected in the supply air flow direction one behind the other. The heat exchanger provided in the flow direction of the supply air flow ZU 7.1 . 7.2 serve to treat the supply air flow ZU through the circuit 5 in the return 12 from the exhaust air unit AB-G. The heat exchanger 6 is integrated in exhaust air unit AB-G in exhaust air flow AB.

Über das Kreislaufverbundsystem 4 wird dabei dem Abluftstrom AB Wärme entzogen und zur Erwärmung des Zuluftstromes ZU genutzt. Ferner kann dem Zuluftstrom ZU ebenfalls Wärme zur Kühlung der Zuluft entzogen werden und zur Erwärmung der Abluft AB eingesetzt werden. Um zu unterschiedlichen Jahreszeiten bei der Temperierung von Räumen R1 bis Rn die geforderten Verhältnisse zu gewährleisten, sind vorzugsweise, jedoch nicht zwingend entsprechende Mittel 8 im Kreislaufverbundsystem 4 vorgesehen, über die ein zusätzlicher Energiebedarf bei einer zusätzlichen geforderten Erwärmung oder Abkühlung der Zulufttemperatur bereitstellbar ist. Diese Mittel 8 umfassen im einfachsten Fall jeweils einen Wärmetauscher 9 und einen Wärmetauscher 10, wobei über den Wärmetauscher 9 eine zusätzliche Erwärmung des Sole-Kreislaufes 5 erfolgt und damit die Temperatur im Kreislaufverbundsystem 4 erhöht wird, um den Zuluftstrom ZU entsprechend zu erwärmen. Dazu wird über den Wärmetauscher 9 ein Heizkreislauf W geführt. Im anderen Fall, wenn insbesondere bei hohen Außentemperaturen der Zuluftstrom ZU bereits eine sehr hohe Temperatur aufweist und über den Abluftstrom AB diesem nur geringfügig Wärme entzogen werden kann, ist der zweite Wärmetauscher 10 vorgesehen, der mit einem Kühlkreislauf K gekoppelt ist und über den der Sole-Kreislauf 5 im Kreislaufverbundsystem 4 abgekühlt wird. Durch die anschließende Führung des Fluides im Sole-Kreislauf 5 über die Wärmetauscher 7.1 und 7.2 im Zuluftgerät ZU-G beeinflusst dieser den Zuluftstrom ZU. Der das Zuluftgerät ZU-G verlassende Zuluftstrom ZU wird zumindest einem Verbraucher, insbesondere einem zu klimatisierenden Raum R zugeführt. Dazu wird der Zuluftstrom ZU über beispielsweise eine Heizeinrichtung, insbesondere einen oder aber mehrere Luftnacherhitzer LNE geführt.About the circulatory system 4 In this case, heat is removed from the exhaust air flow AB and used to heat the supply air flow ZU. Furthermore, the supply air flow ZU also heat to cool the supply air can be withdrawn and used to heat the exhaust AB. In order to ensure the required conditions at different times in the tempering of rooms R1 to Rn, are preferably, but not necessarily appropriate means 8th in the circulation system 4 provided over which an additional energy requirement with an additional required heating or cooling of the supply air temperature can be provided. These funds 8th In the simplest case, each comprise a heat exchanger 9 and a heat exchanger 10 , being over the heat exchanger 9 an additional heating of the brine circuit 5 takes place and thus the temperature in the circulation system 4 is increased to heat the supply air to ZU accordingly. This is done via the heat exchanger 9 a heating circuit W out. In the other case, if in particular at high outside temperatures the supply air flow ZU already has a very high temperature and can be withdrawn via the exhaust air flow AB this only slightly heat, is the second heat exchanger 10 provided, which is coupled to a cooling circuit K and via the brine circuit 5 in the circulation system 4 is cooled. By the subsequent guidance of the fluid in the brine circuit 5 over the heat exchangers 7.1 and 7.2 in the supply air unit ZU-G, this influences the supply air flow ZU. The supply air flow ZU leaving the supply air device ZU-G is supplied to at least one consumer, in particular to a room R to be conditioned. For this purpose, the supply air flow ZU is guided via, for example, a heating device, in particular one or more air secondary heaters LNE.

Ohne weitere Modifizierung weist eine derartige Anlage, die dem Stand der Technik entsprechen würde, Leistungsreserven bei Außentemperaturen größer 0°C bis zu einer Grenztemperatur TG auf, die in der Anwendung zur Raumerwärmung bei etwa 15°C liegt. Erfindungsgemäß werden diese durch Anbindung einer Wärmepumpe 14 an das Kreislaufverbundsystem 4, insbesondere den Kreislauf 5 aktiviert. Diese entzieht dem Sole-Kreislauf 5 Wärme, die zur Belüftung der Räume R genutzt werden kann. Dazu wird die dem Kreislauf 5 entzogene Wärme dem Rücklauf 21 des Heizkreislaufes 15 zugeführt, um die Vorlauftemperatur TV im Vorlauf 16 des Heizkreislaufes 15 zu erhöhen, der zumindest einen, vorzugsweise eine Mehrzahl von Luftnacherhitzern LNE beaufschlagt. Dabei kann durch die Anbindung der Wärmepumpe 14 an den Heizkreislauf 15 dessen Vorlauftemperatur TV durch Steuerung oder Regelung der entnommenen Wärmemenge aus dem Kreislauf 5 beeinflusst werden.Without further modification, such a system, which would correspond to the prior art, power reserves at outside temperatures greater than 0 ° C up to a limit temperature TG, which is in the application for space heating at about 15 ° C. According to the invention, these are connected by connecting a heat pump 14 to the circuit composite system 4 , especially the circulation 5 activated. This deprives the brine cycle 5 Heat that can be used to ventilate rooms R. This will be the cycle 5 extracted heat the return 21 of the heating circuit 15 fed to the flow temperature TV in the flow 16 of the heating circuit 15 increase, which acts on at least one, preferably a plurality of Luftnacherhitzern LNE. It can by the connection of the heat pump 14 to the heating circuit 15 its flow temperature TV by controlling or regulating the amount of heat removed from the circulation 5 to be influenced.

Bei der Wärmepumpe 14 handelt es sich nach allgemeingültiger Definition um eine Maschine, die durch Zufuhr von Arbeit, insbesondere elektrischer Energie Wärme von einem niedrigeren zu einem höheren Temperaturniveau pumpt. Das die niedere Temperatur aufweisende System fungiert als Energiequelle. Das höhere Temperaturniveau aufweisende System fungiert als Wärmespeicher oder Abnehmer. Die Wärmepumpe 14 weist einen geschlossenen Kreislauf 17 auf, in dem bei direkter Anbindung an den Kreislauf 5 ein Kältemittel oder bei indirekter Anbindung ein Fluid geführt wird. Das Kältemittel wird von einem Verdichter V angesaugt und verdichtet. Das verdichtete Kältemittel wird einem Verflüssiger zugeführt. Über diesen wird die Wärme dem Heizkreislauf 15 zugeführt. Im Anschluss daran erfolgt eine Entspannung, durch welche eine Abkühlung des Kältemittels erfolgt. Um von der Umgebung, insbesondere dem Sole-Kreislauf 5 Wärme zu übernehmen, wird die Sattdampftemperatur des Kältemittels unterhalb der Temperatur im Sole-Kreislauf 5 eingestellt. Dies erfolgt durch Steuerung der Ansaugleistung des Verdichters. Die Wärmeübertragung erfolgt mittels zumindest eines Wärmetauschers PWT. Der Wärmetauscher PWT ist dabei derart in das Kreislaufverbundsystem 4 integriert, dass je nach erforderlicher und genutzter Leistungsreserve des Kreislaufverbundsystems 4 zum einen das Trägermedium im Kreislaufverbundsystem 4 den Wärmetauscher PWT vor dem Eintritt in das Abluftgerät AB-G durchfließt, während im anderen Fall der Wärmetauscher PWT erst nach dem Austritt aus dem Abluftgerät AB-G durchflossen wird. Dies kann erfindungsgemäß auf zwei unterschiedliche Art und Weisen realisiert werden.At the heat pump 14 According to the general definition, this is a machine that pumps heat from a lower to a higher temperature level by supplying work, in particular electrical energy. The low temperature system acts as an energy source. The higher temperature level system acts as a heat store or taker. The heat pump 14 has a closed circuit 17 in, in the case of direct connection to the circuit 5 a refrigerant or indirect connection a fluid is performed. The refrigerant is sucked in by a compressor V and compressed. The compressed refrigerant is fed to a condenser. About this, the heat is the heating circuit 15 fed. This is followed by a relaxation, by which a cooling of the refrigerant takes place. To get away from the environment, especially the brine circuit 5 Heat to take over, the saturated steam temperature of the refrigerant is below the temperature in the brine circuit 5 set. This is done by controlling the intake capacity of the compressor. The heat transfer takes place by means of at least one heat exchanger PWT. The heat exchanger PWT is in such a way in the circulation system 4 integrated, depending on the required and used power reserve of the circulation system 4 on the one hand, the carrier medium in the circulation system 4 the heat exchanger PWT flows through before entering the exhaust air device AB-G, while in the other case, the heat exchanger PWT is traversed only after exiting the exhaust air device AB-G. This can be realized according to the invention in two different ways.

Gemäß einer ersten Ausführung ist die Wärmepumpe 14 über zwei Wärmetauscher PWT1 und PWT2 an den Kreislauf 5 koppelbar, wobei je nach gewünschtem Betriebszustand die Ankoppelung über PWT1 oder PWT2 erfolgt. Dazu ist PWT1 im Kreislauf 5 im Rücklauf 12 vom Abluftgerät AB-G zum Zuluftgerät ZU-G angeordnet, während PWT2 im Vorlauf zum Abluftgerät AB-G angeordnet ist. Jeder dieser Wärmetauscher PWT1, PWT2 ist dabei ferner mit dem Kreislauf 17 der Wärmepumpe 14 energetisch gekoppelt, so dass über diese eine wärmetechnische Kopplung zwischen dem Kreislaufverbundsystem 4 und dem Kreislauf 17 für die Wärmepumpe 14 vorgesehen ist. Die einzelnen Wärmetauscher PWT1, PWT2 sind einzeln zu- und abschaltbar, insbesondere durch Führung des Betriebsmittelstromes im Kreislauf 17 der Wärmepumpe 14. Dies wird über Mittel 18 zur wahlweisen Ankoppelung der Wärmepumpe 14 an den Vorlauf 11 oder den Rücklauf 12 realisiert. Diese umfassen dazu beispielsweise zumindest ein Steuerventil 18 zur wahlweisen Führung des Kältemittels im Kreislauf 17 über den ersten oder zweiten Wärmetauscher PWT1, PWT2. Dies kann als 3/2-Wegeventil ausgebildet werden. Die einzelnen Wärmetauscher PWT1 und PWT2 sind einzeln steuerbar. Die Wärmetauscher PWT1 und PWT2 sind vorzugsweise als Plattenwärmetauscher ausgebildet. Andere Ausführungen sind denkbar.According to a first embodiment, the heat pump 14 via two heat exchangers PWT1 and PWT2 to the circuit 5 coupled, depending on the desired operating state coupling takes place via PWT1 or PWT2. For this PWT1 is in circulation 5 in the return 12 from the exhaust air unit AB-G to the supply air unit ZU-G arranged, while PWT2 is arranged in the flow to the exhaust air unit AB-G. Each of these heat exchanger PWT1, PWT2 is also connected to the circuit 17 the heat pump 14 energetically coupled, so that over this a thermo-technical coupling between the circuit composite system 4 and the cycle 17 for the heat pump 14 is provided. The individual heat exchangers PWT1, PWT2 can be switched on and off individually, in particular by guiding the operating medium flow in the circuit 17 the heat pump 14 , This will be over funds 18 for optional coupling of the heat pump 14 to the lead 11 or the return 12 realized. These include, for example, at least one control valve 18 for selectively guiding the refrigerant in the circuit 17 via the first or second heat exchanger PWT1, PWT2. This can be designed as a 3/2-way valve. The individual heat exchangers PWT1 and PWT2 are individually controllable. The heat exchangers PWT1 and PWT2 are preferably designed as plate heat exchangers. Other versions are conceivable.

Die erste Betriebsweise I dabei in der 1a wiedergegeben, während die 1b anhand der Ausführung gemäß Figur 1a die Wirkungsweise in der zweiten Betriebsweise II widerspiegelt.The first mode of operation I while in the 1a reproduced while the 1b based on the embodiment of FIG 1a the mode of action in the second mode of operation II reflects.

In der ersten Betriebsweise I, dem sogenannten Sommerbetrieb, welcher bei Außentemperaturen für den Zuluftstrom ZU größer einer Grenztemperatur, beispielsweise > 15°C erfolgt, wird der erste Plattenwärmetauscher PWT1 in Betrieb genommen, das heißt, die Wärmepumpe 14 wird mit ihrem Kreislauf 17 über den ersten Wärmetauscher PWT1 geführt. Dadurch wird über den ersten Plattenwärmetauscher PWT1 dem Kreislaufverbundsystem 4 Wärme entzogen. Die dadurch erfolgende Abkühlung des Wasser-Sole-Gemisches im Kreislauf 5 reduziert gleichzeitig den erforderlichen Energiebedarf für die Kühlung der Zuluft, so dass die Temperatursenkung im Wärmetauscher 10 reduziert werden kann.In the first mode of operation I , the so-called summer operation, which takes place at outside temperatures for the supply air to ZU greater a limit temperature, for example> 15 ° C, the first plate heat exchanger PWT1 is put into operation, that is, the heat pump 14 becomes with her cycle 17 passed over the first heat exchanger PWT1. This is the first plate heat exchanger PWT1 the circulation system 4 Heat deprived. The resulting cooling of the water-brine mixture in the circulation 5 at the same time reduces the energy required for cooling the supply air, so that the temperature drop in the heat exchanger 10 can be reduced.

Demgegenüber verdeutlicht die in der 1b dargestellte Funktionsweise II den Winterbetrieb. In diesem ist der zweite Wärmetauscher PWT2 aktiviert. Dieser wird insbesondere bei Außentemperaturen zwischen 0°C und der Grenztemperatur TG, hier 15°C in Betrieb genommen, indem das Steuerventil 18 aus seiner die erste Betriebsweise charakterisierenden Stellung I in die zweite Stellung II verbracht wird. Aufgrund des Wärmeentzuges im Vorlauf 11 erfolgt eine Reduzierung der Eintrittstemperatur des Wasser-Sole-Gemisches im Kreislaufverbundsystem 4 am Abluftgerät AB-G. Dadurch wird die Wärmeübertragung aus dem Abluftvolumenstrom AB an das Medium im Kreislauf 5 erhöht. Dies ermöglicht die Nutzung der in diesen Temperaturbereich fallenden Leistungsreserven des Wärmerückgewinnungssystems 3. Die Umschaltung erfolgt im einfachsten Fall über ein 3/2-Wegeventil. Die Ansteuerung kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Im einfachsten Fall ist zumindest eine Steuereinrichtung 19 vorgesehen, über die das Steuerventil 18 in Abhängigkeit der vorherrschenden Außentemperaturen, insbesondere Temperatur TZU des Zuluftstromes angesteuert wird. Diese ist hier lediglich in schematisch vereinfachter Darstellung angedeutet. Die Steuerung 19 kann ferner für weitere Steuer- und Regelaufgaben genutzt werden, beispielsweise die Reglung der Vorlauftemperatur im Heizkreislauf 15.In contrast, the clarified in the 1b illustrated operation II the winter operation. In this, the second heat exchanger PWT2 is activated. This is in particular at outside temperatures between 0 ° C and the limit temperature TG, here 15 ° C put into operation by the control valve 18 from his first operating characterizing position I in the second position II is spent. Due to the heat extraction in the flow 11 There is a reduction in the inlet temperature of the water-brine mixture in the circulation system 4 on the exhaust air unit AB-G. As a result, the heat transfer from the exhaust air volume AB to the medium in the circulation 5 elevated. This allows the use of falling in this temperature range power reserves of the heat recovery system 3 , The switchover takes place in the simplest case via a 3/2-way valve. The control can be done in different ways. In the simplest case, at least one control device 19 provided over which the control valve 18 in response to the prevailing outside temperatures, in particular temperature TZU of the supply air flow is controlled. This is indicated here only in a schematically simplified representation. The control 19 can also be used for other control and regulating tasks, such as the regulation of the flow temperature in the heating circuit 15 ,

Die Durchflussrichtungen im Kreislauf 17 der Wärmepumpe 14 sind mittels stärkerer Pfeile verdeutlicht.The flow directions in the circuit 17 the heat pump 14 are illustrated by stronger arrows.

Verdeutlichen die 1a und 1b die Durchflussrichtungen in einer Ausführung mit zwei Wärmetauschern PWT1, PWT2, wobei die Ankoppelung des Kreislaufes 17 der Wärmepumpe 14 und damit die Kältemittelführung an die einzelnen Wärmetauscher PWT1, PWT2 angepasst wurde, so zeigen die 2a und 2b eine alternative Ausführung mit lediglich nur einem Wärmetauscher PWT, der derartig ausgebildet und im Kreislaufverbundsystem 4 integriert ist, dass dieser in einer ersten Betriebsweise I, dem Sommerbetrieb, gemäß 2a im Rücklauf 12 des Kreislaufes 5 vom Abluftgerät AB-G angeordnet ist und in der zweiten Betriebsweise II im Vorlauf 11. Dies wird durch Änderung der Kreislaufführung im Kreislauf 5 erreicht. Hinsichtlich der Funktionsweise ist die Ausführung gemäß der 2a und 2b in Analogie zu den 1a und 1b zu betrachten. Die Realisierung ist mit nur einem Wärmetauscher möglich Die Anbindung wird dann über entsprechende Mittel 20 zur Steuerung der Durchströmung des Kreislaufverbundsystems 4 realisiert. Die Mittel 20 umfassen im einfachsten Fall Steuerventileinrichtungen 20.1, 20.2, 20.3, die vorzugsweise als Mehrwegeventile ausgebildet sind und somit eine einfache Anpassbarkeit im gesamten System durch einfache Ansteuerung ermöglichen.Clarify the 1a and 1b the flow directions in a design with two heat exchangers PWT1, PWT2, wherein the coupling of the circuit 17 the heat pump 14 and so that the refrigerant guide has been adapted to the individual heat exchanger PWT1, PWT2, so show the 2a and 2 B an alternative embodiment with only a single heat exchanger PWT, which is formed and in the circuit composite system 4 that is integrated in a first mode of operation I , the summer operation, according to 2a in the return 12 of the circulation 5 is arranged by the exhaust air unit AB-G and in the second mode II in the lead 11 , This is done by changing the circulation in the circulation 5 reached. Regarding the operation, the execution according to the 2a and 2 B in analogy to the 1a and 1b consider. The realization is possible with just one heat exchanger. The connection will then be via appropriate means 20 for controlling the flow through the circuit composite system 4 realized. The means 20 In the simplest case, they comprise control valve devices 20.1 . 20.2 . 20.3 , Which are preferably designed as multi-way valves and thus allow easy adaptability throughout the system by simple control.

Die 3a verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung anhand eines Signalflussbildes eine Steuer- beziehungsweise Regelung, insbesondere eine Vorlauftemperaturregelung. Dabei wird die Temperatur im Vorlauf 16 des Heizkreislaufs 15, welcher zumindest einem Luftnacherhitzer LNE zugeordnet ist in Abhängigkeit des Wärmebedarfes durch den Luftnacherhitzer LNE gesteuert, vorzugsweise geregelt. Die Vorlauftemperatur TV wird konstant gehalten. Als Eingangsgröße fungiert eine an der Heizungs- oder Klimaanlage im jeweiligen Raum R die gewünschte Temperatur beschreibende Temperaturvorgabe T-Soll. Diese ist durch eine bestimmte Stellung eines Regelventils RV in der Kopplung des Luftnacherhitzers LNE mit dem Heizkreislauf 15 charakterisiert. Zur Optimierung des Betriebes der Wärmepumpe wird in Abhängigkeit der erforderlichen Wärmeentnahme im Heizkreislauf 15 die dort vorliegende Vorlauftemperatur TV, die der Temperatur im Zulauf zu den Luftnacherhitzern LNE entspricht, abgesenkt.The 3a illustrates in a schematic simplified representation based on a signal flow diagram, a control or regulation, in particular a flow temperature control. The temperature is in the flow 16 of the heating circuit 15 , which is assigned to at least one Luftnacherhitzer LNE controlled as a function of the heat demand by the Luftnacherhitzer LNE, preferably regulated. The flow temperature TV is kept constant. The input variable is a temperature specification T target which describes the desired temperature at the heating or air conditioning system in the respective room R. This is due to a specific position of a control valve RV in the coupling of the Luftnacherhitzers LNE with the heating circuit 15 characterized. To optimize the operation of the heat pump is dependent on the required heat extraction in the heating circuit 15 lowered the flow temperature TV there, which corresponds to the temperature in the inlet to the air reheater LNE, lowered.

Die 3b verdeutlicht die Steuerung der Anbindung der Wärmepumpe 14 an den Kreislauf 5. In Abhängigkeit der Außentemperatur wird die erforderliche Betriebsweise zur Ausnutzung der Leistungsreserven des Wärmerückgewinnungssystems 3 eingestellt. Dabei wird primär zwischen Sommer- und Winterbetrieb unterschieden, wobei zur Unterscheidung eine Grenztemperatur TG vorgegeben wird, welche mit der Außentemperatur verglichen wird. Wird diese überschritten, wird die Vorrichtung in einer ersten Betriebsweise, die dem Sommerbetrieb entspricht, betrieben.The 3b clarifies the control of the connection of the heat pump 14 to the circulation 5 , Depending on the outside temperature, the required operation to exploit the power reserves of the heat recovery system 3 set. In this case, a distinction is primarily made between summer and winter operation, with a limit temperature TG being specified for differentiation, which is compared with the outside temperature. If this is exceeded, the device is operated in a first mode of operation, which corresponds to the summer mode.

Die 4 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung die Anbindung der Verbraucher R1 bis Rn über die Luftnacherhitzer LNE1 bis LNEn an den zentralen Heizkreislauf 15. Daraus ersichtlich ist, dass die Einstellung des Wärmebedarfs an den einzelnen Verbrauchern über die Regelventile RV1 bis RVn erfolgt, die jeweils in der Vor- und Rücklaufleitung des Heizkreislaufes 15 angeordnet sind.The 4 illustrates in a simplified schematic representation of the connection of the consumers R1 to Rn on the air heater LNE1 to LNEn to the central heating circuit 15 , It can be seen that the adjustment of the heat demand at the individual consumers via the control valves RV1 to RVn takes place, each in the flow and return line of the heating circuit 15 are arranged.

Die 5 und 6 verdeutlichen eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Ausführungen gemäß der 1a und 2a mit zusätzlicher Optimierung der Betriebsweise des Kreislaufverbundsystems auch bei Temperaturen unterhalb der Grenztemperatur, insbesondere unterhalb einer Minimaltemperatur der Außenluft, beispielsweise unterhalb von 0°C, d. h. im Winterbetrieb. Die Wärmepumpe 14 ist in diesem Fall nicht mit dem Heizkreislauf 15 als Wärmesenke gekoppelt, sondern mit einem Kreislauf, vorzugsweise Kältekreislauf 22 als Wärmequelle koppelbar. Die Wärmepumpe 14 fungiert als Kältemaschine und dient dem Eintrag von Wärme in den Kreislauf 5 des Kreislaufverbundsystems 4. Die dadurch erfolgende Erwärmung des Wasser-Sole-Gemisches im Kreislauf 5 reduziert gleichzeitig den erforderlichen Energiebedarf für die Erwärmung der Zuluft, so dass die Temperaturerwärmung im Wärmetauscher 9 reduziert werden kann.The 5 and 6 illustrate an advantageous development of the embodiments according to the 1a and 2a with additional optimization of the operation of the circuit assembly system even at temperatures below the limit temperature, in particular below a minimum temperature of the outside air, for example below 0 ° C, ie in winter operation. The heat pump 14 is not in this case with the heating circuit 15 coupled as a heat sink, but with a circuit, preferably refrigeration cycle 22 Coupled as a heat source. The heat pump 14 acts as a chiller and serves to introduce heat into the circuit 5 of the circulatory system 4 , The resulting heating of the water-brine mixture in the circulation 5 At the same time reduces the energy required for heating the supply air, so that the temperature heating in the heat exchanger 9 can be reduced.

Der Grundaufbau der Vorrichtung entspricht dem in 1a beschriebenen. Zusätzlich ist lediglich der Kältekreislauf 22 vorgesehen. Zur wahlweisen Kopplung der Wärmepumpe 14 mit dem Heiz- oder Kältekreislauf 15, 22 sind entsprechende Mittel vorgesehen. Diese umfassen im einfachsten Fall Ventileinrichtungen 23 beziehungsweise 24, über die der Kreislauf der Wärmepumpe 14 mit dem Heizkreislauf 15 oder dem Kältekreislauf 22 verbindbar ist. Die kältetechnische Anbindung der Wärmepumpe 14 an den Kreislauf 5 erfolgt über den ersten Wärmetauscher PWT1 im Rücklauf 12. Aufgrund der hohen Temperaturdifferenz zwischen der Außenluft AU und der Abluft AB kann an den Kreislauf 5 im Abluftgerät AB-G maximale Wärme übertragen werden. Der Wärmeeintrag wird durch die Ankoppelung der Wärmepumpe 14 an den Rücklauf 12 nocheinmal verstärkt.The basic structure of the device corresponds to the in 1a described. In addition, only the refrigeration cycle 22 intended. For optional coupling of the heat pump 14 with the heating or cooling circuit 15 . 22 appropriate funds are provided. These include in the simplest case valve devices 23 respectively 24 about which the circuit of the heat pump 14 with the heating circuit 15 or the refrigeration cycle 22 is connectable. The refrigeration connection of the heat pump 14 to the circulation 5 takes place via the first heat exchanger PWT1 in the return 12 , Due to the high temperature difference between the outside air AU and the exhaust AB can connect to the circuit 5 maximum heat can be transferred in the exhaust air unit AB-G. The heat input is through the coupling of the heat pump 14 to the return 12 reinforced again.

Die 6 verdeutlicht anhand einer Ausführung gemäß 2a eine Weiterentwicklung mit zusätzlicher kältetechnischer Ankoppelung der Wärmepumpe 14 an den Kreislauf 5 durch Koppelung mit einem Kältekreislauf 22. Die Funktionsweise gestaltet sich hinsichtlich der Betriebsweise gemäß der ersten Alternative von Anspruch 1 in Analogie zur 2a, wobei unterhalb einer Minimaltemperatur der Kreislauf 5 im Rücklauf 12 über den Wärmetauscher PWT geführt wird.The 6 illustrated by an embodiment according to 2a a further development with additional refrigeration coupling of the heat pump 14 to the circulation 5 by coupling with a refrigeration cycle 22 , The operation is designed in terms of the operation according to the first alternative of claim 1 in analogy to 2a , where below a minimum temperature of the cycle 5 in the return 12 is passed through the heat exchanger PWT.

In beiden Lösungen gemäß der 5 und 6 kann eine zusätzliche Erwärmung im Rücklauf 12 dem Wärmetauscher PWT1 oder PWT nachgeordnet erfolgen.In both solutions according to the 5 and 6 can be an additional heating in the return 12 downstream of the heat exchanger PWT1 or PWT.

Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf den dargestellten Anwendungsfall beschränkt. Andere Ausführungen sind denkbar. Besondere Vorteile bietet die erfindungsgemäße Lösung in Anwendungsfällen zur Belüftung von Gebäuden, bei denen konstante Temperaturen über den gesamten Jahreszeitraum gefordert sind, beispielsweise Laboren e. t. c.The inventive solution is not on the illustrated use case limited. Other versions are conceivable. Particular advantages of the invention Solution in applications for ventilation of buildings where constant temperatures over the entire year, such as laboratories e. t. c.

11: Vorrichtung zur Belüftung eines Raumescontraption for ventilation of a room
22: lufttechnische Anlageventilation investment
33: Wärmerückgewinnungssystemheat recovery system
44: KreislaufverbundsystemCirculation system
55: Kreislaufcirculation
66: Wärmetauscherheat exchangers
7.1, 7.27.1 7.2: Wärmetauscherheat exchangers
88th: Mittelmedium
99: Wärmetauscherheat exchangers
1010: Wärmetauscherheat exchangers
1111: Vorlaufleader
1212: Rücklaufreturns
1414: Wärmepumpeheat pump
1515: Heizkreislaufheating circuit
1616: Vorlaufleader
1717: Kreislaufcirculation
1818: Mittel zur wahlweisen Ankoppelung der Wärmepumpe an die Wärmetauscher PWT1, PWT2medium for selectively coupling the heat pump to the heat exchanger PWT1, PWT2
1919: Steuer- und/oder RegelvorrichtungTax- and / or regulating device
20.1, 20.2, 20.320.1, 20.2, 20.3: Steuerventil, 3/2-WegeventilControl valve, 3/2-way valve
2121: Rücklaufreturns
2222: KältekreislaufRefrigeration circuit
2323: Ventileinrichtungvalve means
2424: Ventileinrichtungvalve means
BB: Befeuchterhumidifier
ABFROM: Abluftstromexhaust air flow
FOFO: FortluftstromFort airflow
VZUVZU: Ventilator Zuluftfan supply air
VABVAB: Ventilator Abluftfan exhaust
ZUTO: Zuluftstromsupply air flow
AUAU: AußenluftstromOutside air flow
KK: KühlkreislaufCooling circuit
WW: Heizkreislaufheating circuit
PP: Pumpepump
LNE1, LNE2, LNEnLNE1, LNE2, LNEn: LuftnacherhitzerAir reheat
PWT1PWT1: Wärmetauscherheat exchangers
PWT2PWT2: Wärmetauscherheat exchangers
AB-GAB-G: AbluftgerätExhaust fan
ZU-GTRAIN: Zuluftgerätsupply air
RV1, RV2, RVnRV1, RV2, RVn: Regelventilcontrol valve
R1–RnR1-Rn: Abnehmer, RaumCustomer, room
II: erste Betriebsweisefirst operation
IIII: zweite Betriebsweisesecond operation
TZUTZU: Temperatur Zulufttemperature supply air
TGTG: Grenztemperaturlimit temperature
T-SollDesired T: Sollwert für Raumtemperatursetpoint for room temperature
TV-SollTV set: Sollwert der Vorlauftemperatur im Heizkreislauf 15 Setpoint of the flow temperature in the heating circuit 15
TVistTvist: Istwert der Vorlauftemperatur im Heizkreislauf 15 Actual value of the flow temperature in the heating circuit 15
Y18, Y20.1Y18 Y20.1: Stellgrößemanipulated variable
Y20.2, Y20.3Y20.2, Y20.3: Stellgrößemanipulated variable

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 2609958 [0003]
DE 10058273 A1 [0004]
WO 0031473 [0004]
- DE 19824315 A1 [0005]

Claims

Method for ventilating objects using a heat recovery system ( 3 ) with a circulation system ( 4 ) for energetic coupling between at least one exhaust air stream (AB) and at least one, at least one consumer (R) feedable supply air (ZU) via a circuit ( 5 ), characterized in that by means of at least one heat pump ( 14 ) the circulation ( 5 ) Heat is withdrawn and the supply air stream or at least one receiving heat storage or at least one consumer outside of the circuit composite system ( 4 ) or by means of at least one heat pump ( 14 ) a cycle, preferably a refrigeration cycle ( 22 ) Heat is withdrawn and in the circuit composite system ( 4 ) is introduced.

Method according to claim 1, characterized in that that the supply air flow (ZU) heat in the flow direction behind the energetic, especially thermal engineering Coupling with the exhaust air flow (AB) is supplied.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the heat pump ( 14 ) as a function of the excess power in the circuit ( 5 ), in particular the circuit ( 5 ) to be withdrawn heat to be supplied to the supply air (ZU) in the flow direction behind the energetic, in particular heat technology coupling with the exhaust air stream (AB) and / or a consumer (R) is controlled.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that a plurality of consumers (R) is provided, which with one or more central heating circuits ( 15 ) are energetically coupled, in particular thermally, by means of which at least one heat pump ( 14 ) the the circulation ( 5 ) extracted heat is supplied indirectly and optionally have a make-up.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that one or a plurality of consumers (R) are provided, which by means of a heat pump ( 14 ) the the circulation ( 5 ) extracted heat is supplied directly.

Method according to one of claims 2 to 5, characterized in that heat pump ( 14 ) is controlled / regulated as a function of at least one of the following variables: a setpoint for the flow temperature (TV) in a heating circuit ( 15 ) - temperature of a consumer or heat storage.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the heat pump ( 14 ) to the circuit ( 5 ) of the circuit composite system ( 4 ) is optionally coupled.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the heat pump ( 14 ) to the circuit ( 5 ) of the circulation composite system ( 4 ) is coupled one or more times in cocurrent and / or countercurrent.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the heat pump ( 14 ) in the flow direction of the circuit ( 5 ) for energetic, in particular heat technology coupling with the exhaust air stream (AB) in the forward and / or return of the circuit composite system can be coupled and by the coupling of the influence on the operation of the device ( 1 ) is changeable.

Method according to claim 9, characterized in that in a first mode of operation ( I ) of the device ( 1 ) the heat pump ( 14 ) in the return ( 12 ) of the circulation ( 5 ) for energetic, in particular heat technology coupling of the supply air flow (ZU) with the exhaust air flow (AB) to the circuit ( 5 ) is coupled.

Method according to claim 9 or 10, characterized in that in a second mode of operation ( II ) of the device ( 1 ) the heat pump ( 14 ) in the flow ( 11 ) of the circulation ( 5 ) for energetic, in particular thermal engineering coupling of the feed stream (ZU) with the exhaust air flow (AB) to the circuit ( 5 ) is coupled.

Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the circuit ( 5 ) is guided over only one heat exchanger (PWT) and the different modes of operation ( I . II ) by changing the guide direction / flow direction of the circuit ( 5 ) via the heat exchanger (PWT).

Method according to one of claims 9 to 12, characterized in that the individual modes of operation ( I . II ) are set as a function of a predefinable limit temperature, in particular outside or recirculating air temperature.

Method according to one of claims 9 to 13, characterized in that the first mode of operation ( I ) is set when the actual temperature is greater than or equal to a limit temperature (TG), and the limit temperature (TG) in the range of 10 ° C to 20 ° C, preferably ≥ 15 ° C and the second mode of operation ( II ) below the limit temperature is set.

Method according to one of claims 1 to 14, characterized in that the temperature in the circuit ( 5 ) by additional heating or cooling in the return ( 12 ) of the circulation ( 5 ) For energetic, in particular thermal engineering coupling of the supply air flow (ZU) with the exhaust air flow (AB) can be influenced.

A method according to claim 1, characterized in that at temperatures below a minimum temperature, preferably of <0 ° C a cycle, preferably refrigeration cycle ( 22 ) Heat is withdrawn and in the circuit composite system ( 4 ) is introduced.

Method according to claim 16, characterized in that the heat pump ( 14 ) to the circuit ( 5 ) of the circulation composite system ( 4 ) is optionally coupled.

Method according to one of claims 16 to 17, characterized in that the heat pump ( 14 ) to the circuit ( 5 ) of the circulation composite system ( 4 ) is coupled one or more times in cocurrent and / or countercurrent.

Method according to one of claims 16 to 18, characterized in that the heat pump ( 14 ) in the flow direction of the circuit ( 5 ) for energetic, in particular thermal engineering coupling with the exhaust air flow (AB) in the return ( 12 ) of the circulation composite system ( 4 ) can be coupled.

Method according to one of claims 16 to 18, characterized in that the circuit ( 5 ) is passed over at least one heat exchanger (PWT) and the energetic, in particular heat technology coupling with the circuit composite system ( 4 ) via the heat exchanger (PWT) takes place.

Method according to one of claims 16 to 19, characterized in that the circuit ( 5 ) of the circuit composite system ( 4 ) the coupling of the heat pump ( 14 ) is additionally heated in addition.

Contraption ( 1 ) for ventilation of objects, in particular air conditioning system ( 2 ) with a heat recovery system ( 3 ), comprising a circulation composite system ( 4 ) with a cycle ( 5 ), in particular closed circuit ( 5 ) for the energetic coupling between an inlet air flow (ZU) and an exhaust air flow (AB) for guiding the supply air flow (ZU) to at least one consumer (R), characterized in that at least one heat pump ( 14 ) provided outside the interconnected circuit system ( 4 ) is arranged and with this thermally or refrigeration technology, in particular for the removal or supply of heat can be coupled.

Contraption ( 1 ) according to claim 22, characterized in that the heat pump ( 14 ) to the circuit composite system ( 4 ) in the flow direction of the medium in the flow ( 11 ) of the circulation ( 5 ) is coupled to the energetic, in particular heat technology coupling of supply air (ZU) and exhaust air flow (AB).

Contraption ( 1 ) according to claim 22 or 23, characterized in that the heat pump ( 14 ) to the circuit composite system ( 4 ) in the flow direction of the medium in the return ( 12 ) of the circulation ( 5 ) is coupled to the energetic, in particular heat technology coupling of supply air (ZU) and exhaust air flow (AB).

Contraption ( 1 ) according to any one of claims 22 to 24, characterized in that the thermal or refrigeration coupling of the heat pump ( 14 ), ie for the removal or supply of heat, indirectly by means of at least one heat exchanger (PWT) to the circuit ( 5 ), over which the circuit ( 17 ) of the heat pump ( 14 ) is feasible.

Contraption ( 1 ) according to claim 25, characterized in that the circuit ( 5 ) of the circuit composite system ( 4 ) a management system and means ( 20.1 to 20.3 ) for controlling the flow path of the medium in the line system, and the heat exchanger (PWT) is integrated in the line system such that the heat exchanger (PWT) in a first operating mode ( I ) in the return ( 12 ) of the circulation ( 5 ) is arranged by the energetic, in particular heat technology coupling between exhaust air flow (AB) and supply air (ZU) and the leadership of the medium in the circuit ( 5 ) via the heat exchanger (PWT) in the return ( 12 ) of the circulation ( 5 ) for energetic, in particular thermal engineering coupling between the exhaust air flow (AB) and supply air (ZU) takes place.

Contraption ( 1 ) according to claim 25 or 26, characterized in that the circuit ( 5 ) of the circuit composite system ( 4 ) a management system and means ( 20.1 to 20.3 ) for controlling the flow path of the medium in the line system, and the heat exchanger (PWT) is integrated in the line system such that the heat exchanger (PWT) in a second mode of operation ( II ) in the flow ( 11 ) of the circulation ( 5 ) is arranged for energetic, in particular heat technology coupling between supply air (ZU) and exhaust air flow (AB) and the leadership of the medium in the circuit ( 5 ) via the heat exchanger (PWT) in the flow ( 11 ) of the circulation ( 5 ) for energetic, in particular heat technology coupling between supply air (ZU) and exhaust air flow (AB) takes place.

Contraption ( 1 ) according to claim 25, characterized in that at least two heat exchangers (PWT1, PWT2) are provided, wherein a first heat exchanger (PWT1) in the return ( 12 ) and a second heat exchanger (PWT2) in the flow ( 11 ) of the circulation ( 5 ) are arranged for energetic, in particular heat technology coupling between supply air and exhaust air flow (ZU, AB) and the circuit ( 17 ) of the heat pump ( 14 ) a pipeline system which leads via both heat exchangers (PWT1, PWT2) and means ( 18 ) for controlling the flow path of the medium in the piping system such that in a first operating mode ( I ) the circulation ( 17 ) of the heat pump ( 14 ) is passed over the first heat exchanger (PWT1) and in a second mode of operation ( II ) via the second heat exchanger (PWT2).

Contraption ( 1 ) according to one of claims 22 to 28, characterized in that the heat pump ( 14 ) thermally or refrigeration indirectly with at least one heating circuit ( 15 ) or cycle, preferably refrigeration cycle ( 22 ), that is coupled to the supply or removal of heat and in each of these circuits an optional Nachspeisung for heat or cold is.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 22 to 29, characterized in that the heat pump ( 14 ) thermally or refrigerated directly with at least one heating circuit ( 15 ) or cycle, preferably refrigeration cycle ( 22 ), that is coupled to the supply or removal of heat.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 22 to 30, characterized in that the heat pump ( 14 ) is controllable.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 22 to 31, characterized in that the heat pump ( 14 ) to the circuit ( 5 ) of the circulation composite system ( 4 ) is coupled one or more times in the same and / or countercurrent.