DE1817077A1

DE1817077A1 - Heiz- und Kuehlanlage fuer ein Gebaeude mit mehreren Raeumen

Info

Publication number: DE1817077A1
Application number: DE19681817077
Authority: DE
Inventors: Reiter Dipl-Ing Hans-Joerg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-12-20
Filing date: 1968-12-20
Publication date: 1970-08-20
Also published as: FR2026685A1; DE1817077B2; GB1218727A; CH500450A

Description

Heiz- und Kühlanlage für ein Gebäude mit mehreren Bäumen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heiz- und Kühlanlage mit Wärmepumpen für ein Gebäude mit mehreren Räumen. Sie befaßt sich mit der Aufgabe, die Wirtschaftlichkeit einer derartigen Anlage zu erhöhen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine zentrale Kompressor-"'armepumpe vorgesehen ist, die die Viärmeleistungs-Grundlast für das gesamte Gebäude liefert, und daß in jedem Raum eine Peltier-Wärmepumpe angeordnet ist, wobei sämtliche Peltier-Warmepumpen über einen Wärmeträger-Kreislauf an die Kompressor-Wärmepumpe angeschlossen sind.

Die Anlage nach der Erfindung hat den Vorteil, daß der Hauptanteil der Wärme- bzw. Kälteleistung mit relativ geringer elektrischer Betriebsleistung in das Gebäude gefördert wird, da ei ne Kompre^or-Wärmepumpe auch bei hohen Differenzen zwischen Außen- und Innentemperatur mit guter Leistungsziffer arbeitet, Die Peltier-Wärmepumpen dienen zur Feineinstellung der Temperatur in den einzelnen Räumen; dabei haben sie nur noch eine relativ geringe, restliche Temperaturdifferenz zu überwinden, bei der sie ebenfalls eine gute Leistungsziffer haben. Es ist ferner günstig, daß die Peltier-Wärmepumpen geräuschlos arbeiten und' sich - über den elektrischen Betriebsstrom - auf einfache Weise individuell regeln und thermisch umpolen lassen.

-2-

009834/0701

PLA 68/0195

Ein weiterer Vorteil der Anlage nach der Erfindung besteht darin, daß der ''armeträger-Kreislauf es ermöglicht, innerhalb des Gebäudes Wärmemengen von einem Raum zum anderen zu fördern, so daß die Anlage als Ganzes nur den Netto-Wärmebedarf des Gebäudes gegenüber der Umgebung zu decken hat; z. B. kann die Wärmezufuhr durch Sonneneinstrahlung auf der Südseite des, Gebäudes zur Heizung kühler Räume auf der Nordseite nutzbar gemacht werden.

Bei Kühlvorrichtungen zur Erzeugung von tiefen Temperaturen ist es an sich bekannt, eine Kompressionskältemaschine mit einer thermoelektrischen Kühlvorrichtung thermisch hintereinander zuschalt en (MS 1 098 528).

Die Heiz- und Kühlanlage nach der Erfindung wird mit Vorteil so betrieben, daß der Wärmeträger auf einer Temperatur gehalten wird, die zwischen der Außentemperatur und der erwünschten mittleren Raumtemperatur liegt. Dadurch wird erreicht, daß sämtliche Wärmepumpen an kalten V.'intertagen im wesentlichen nur heizen und an warmen Sommertagen im wesentlichen nur kühlen, so daß die Vtärme;aengen, die unter Verlust von Betriebsenergie über ein T e rape rat urmaxi mum bzw. -minimum hinv/eggef ordert werden, gering bleiben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in scheiaatischer Form dargestellt.

Die Zeichnung zeigt ein Gebäude, dessen Außenwand mit 1 bezeichnet ist und das mehrere Räume 2 umfaßt. Die Räume 2 können , in beliebiger.Weise, insbesondere als Wohnräume, genutzt sein. Im Keller des Gebäudes befindet sich eine Kompressor-Wärmepumpe 3; in jedem der Räume 2 ist eine Peltier-Wärmepumpe 4 angeordnet.

-J-

009834/0701

BAD ORIOINAL

■-■- PLA 68/0195

Die Peltier-ΗHrmepumpen 4 sind mit der Kompressor-Wärmepumpe 3 über eine Rohrleitung 5 verbunden, in der ein Wärmeträger j vorzugsweise Vlasser, zirkuliert. Der Viärmeträgerstrom wird durch eine Pumpe 6 gefördert. Die einzelnen -Peltier-V'iirmepuiiipen 4 können über Abzweig-Rohrleitungen 5a und Zweivegehlihne 7 an die iiauptrohr leitung 5 angeschlossen werden. Jede Teltier-''rär:nepumpe 4 besteht in üblicher Weise aus zwei ■-Mstaliplatteji 6 und 9» zwischen denen Halbleiterschenkel 10, die abwechselnd η- und p-leitend sind, angeordnet sind. Auf der Außenseite des durch die Elemente 8, 9 und 10 gebildeten flachen Blockes ist ein Rippenkühler 11 mit vertikal stehenden % Rippen angeoidiiet; dieser Rippenkühler wird von der Raumluft durchströidt, die von einem Ventilator 12 gefördert wird. In der Zeichnung ist jede Peltier-V.'ärmepumpe 4 nur mit einem reltier-Kühlllock 8, 9, 10 dargestellt; in der Regel wird es erforderlich sein, für jede Wärmepumpe mehrere handelsübliche Feitier-Kühlblöcke in thermischer Parallelschaltung ni verwenden.

Zur Veraittlung des Warmeaustausches mit der Umgebung ist an die KwiiipreiJsör-(YürHiepumpe 3 über eine weitere Rohrleitung 13 ein V.'ariiietauacher 14 angeschlossen, der auf der-Außenseite des Gebiiucec liegt. In der Rohrleitung 13 zirkuliert ebenfalls ™ 'aoser, daa durch die Pumpe 15 gefördert wird. Das durch die i-lchrleitunf, 13 zirkulierende Wasser ist im /«inter mit einem Jefriersch'.i-.iiiniitel zu versehen. In "'inter ist die Rohrleitung 5 an den Verflüssiger, die Rohrleitung 13 an den Verdiiu.r-fer der :!oapressor-.Vur."iienuKipe Z angeschlaasen; im Sommer iat eü umgekehrt, iiierfür ist ein nicht dargestelltes üms ehaltvc::ii2 vorgesehen.

Es uei angeno.u;uen, caii für die Räume 2 eine mittere Temperatur v\;n c.: "C fr".'üp.üci.i ist. Dann ist es zweckmäßig, die Kompressor-

009834/0701

ORtOINAL

ILA 68/0195

Wärmepumpe 3 so zu regeln, daß der in der Leitung 5 zirkulierende '"ärmetrager eine Temperatur von etwa 15 ⁰C hat. Bei einer angenommenen Außentemperatur von - 5 ⁰C hat dann also die Kompressor-Wärmepumpe 3 eine Temperaturdifferenz von 20 ° zu überwinden, bei der sie mit einer Leistungsziffer von etwa 2-3 arbeitet. Die Peltier-Wärmepumpen 4 arbeiten zur Aufrechterhaltung der restlichen Temperaturdifferenz von 7 ⁰C - je nach Güte des Wärmetauschers 11.- mit einer Leistungsziffer von ebenfalls 2-3.

Es kann vorkommen, daß ein Teil der Räume. 2 durch starke Sonneneinstrahlung, durch Besetzung mit zahlreichen Personen oder durch die Verlustwärme von Maschinen oder Lichtquellen eine-erhebliche zusätzliche Wärmezufuhr erhält. In diesem Fall kann es zweckmäßig sein, im ^!'inter die Temperatur des in der Leitung 5 zirkulierenden Wärmeträgers auf + 10 ⁰C herabzusetzen.

Jteigt die Temperatur einzelner Räume des Gebäudes, z. B. durch Sonneneinstrahlung, so hoch, daß die Peltier-Wärmer.umpen 4 in diesen Bäumen als Kühler wirken müssen, so führen sie die dem Kaum entzogene Wärmemenge dem Wärmeträger in der Leitung 5 zu. Diese Wärmemenge geht also nicht verloren; sie wird vielmehr zur Heizung der übrigen,kühleren Räume des Ge-Läudes ausgenutzt.·

Iu Jumper kann die Temperatur des lYärmeträger-Kreislaufs (Rohrleitung 5) z. B. auf 25 ⁰C eingeregelt werden. Die Wärmepumpen 3 und 4 arbeiten dann bei hohen Tagestemperaturen sämtlich als Kühler.,Im Sommer kann es zweckmäßig sein, während cer kühleren iiächte die gesamte Anlage außer Betrieb zu setzen.

2 Ansprüche
1 Figur

009834/0701 -~?

QRtGlNAL

Claims

PatentanSprüche

1, lie ig- und iKühl anlage mit Wärmepumpen für ein Gebäude mit mehreren Bäumen, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale KQfflpr.essor^Wäriae|)umpe (3) vorgesehen ist, die die Wärmeleis tungs-Grundlast für das gesamte Gebäude liefert, und daß te feiern laum (2) eine Peltier-Wärmepuinpe (4) angeordnet ist, wobei sämtliche Peltier-Wärmepumpen über einen Wärmeträger-Kreislauf (5) an die Kompressor-Wärmepumpe angeschlossen sind,

2, Verfahren zum Betrieb einer Heiz- und Kühlanlage nach Anspruch i._f dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger auf einer temperatur gehalten wird, die zwischen der Außentemperatur und ,der erwünschten mittleren Raumtemperatur liegt.

009834/0 701

BAD ORIGINAL

Lee rs ei te