DE19520726A1 - Vorrichtung zur Beheizung und zum Wärmeentzug einer Trägerflüssigkeit unter Nutzung der Abluftwärme aus Gebäuden - Google Patents

Vorrichtung zur Beheizung und zum Wärmeentzug einer Trägerflüssigkeit unter Nutzung der Abluftwärme aus Gebäuden

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DE19520726A1
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Description

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, umfaßt eine Geräteeinheit, die eine umweltverträgliche Erzeugung von Wärme- oder Kälteenergie bei vergleichsweise geringem Energieaufwand erlaubt. Grundlage ist die Nutzung der Abluftwärme aus klimatisierten Räumen, deren Energie mittels monovalenter Wärmepumpe optimiert wird. Der Wärmepumpenkreislauf ist umkehrbar, so daß je nach Bedarf Wärme- oder Kälteenergie zur Verfügung steht. Die Energieüber­ tragung erfolgt auf ein Trägermedium aus Wasser und Glykol, das mittels Umwälzpumpe zu den Hydro-Klimageräten und zur Brauch­ wassererwärmung transportiert wird.
Vorrichtungen in denen nach Wahl für Hydro-Klimasysteme ganz­ jährig Wärme- oder Kälteenergie erzeugt werden kann, sind nicht bekannt. Wärme-und Kälteanlagen sind in der Regel voneinander getrennt. Die Erzeugung von Wärmeenergie erfolgt meist in be­ feuerten Anlagen, wobei Schadstoffemissionen unvermeidbar sind. Darüber hinaus erfordert die Erstellung getrennter Anlagensys­ teme, einen weit höheren Installations- und Betriebsaufwand.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Erzeu­ gung von Wärme- oder Kälteenergie in einer Geräteeinheit zu bewerkstelligen, welche die Nachteile der bekannten Anlagen­ systeme ausschließt. Die vorstehende Aufgabe, wird mit der Erstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch die im Kennzeichnungsteil der Patentanmaldung genannten Merkmale gelöst.
Das Gehäuse der Vorrichtung ist wärmeisoliert und kann sehr platzsparend in belüftbaren Räumen aufgestellt werden. Eine weitgehende, werkseitige Vormontage ist möglich. Die Gerätegröße richtet sich nach Leistungsanforderung und Einbringmöglichkeit. Eine Kopplung mehrerer Geräteeinheiten ist möglich. Das mono­ valente Wärmepumpen-Heizsystem kann ohne zusätzliche konventio­ nelle Heizanlage ganzjährig betrieben werden, wobei nach längeren Stillstandzeiten, insbesondere zur Winterzeit, eine elektrische Vorheizung der Abluftströmung vorgesehen ist.
Arbeitsweise
Bei Heizbetrieb dient der Fluid-Luft-Wärmetauscher (3) als Wärmepumpen-Verdampfer, worin der vom Ventilator (1) angesaugten Abluft, die für den Wärmepumpenbetrieb erforderliche Wärmeenergie, entzogen wird. Der Fluid-Wasser-Wärmetauscher (2) arbeitet dabei als Wärmepumpen-Kondensator, in dem Kondenswärme auf das Träger­ medium übertragen wird. Bei Kühlbetrieb wird der Wärmepumpen­ kreislauf umgedreht, so daß dieser als Verdampfer arbeitet und dem Trägermedium Wärme entzieht. Die dabei aufgenommene Wärmelast wird aus dem Wärmetauscher (3), der dann als Kondensator arbeitet, vom Ventilator (1) an das Umfeld abgeführt. Die Umwälzpumpe (5) fördert das Trägermedium zu den Hydro-Wärmetauschern in die Klimaräume bzw. zur Brauchwassererwärmung. Falls die Temperatur der Raumluft unter 5°C absinkt, wird die Luftströmung durch elektrische Wiederstandsheizkörper (12) vorgeheizt. Der Umkehr­ betrieb der Elektro-Wärmepumpe (4) wird über Magnetventile ge­ steuert. Im Heizungsfall sind die Ventile (6+7) geschlossen und die Ventile (8+9) geöffnet. Umgekehrt sind bei Kühlbetrieb die Ventile (8+7) geöffnet und die Ventile (8+9) geschlossen. Das Expansions­ ventil (10) arbeitet bei Heizbetrieb, das Expansionsventil (11) bei Kühlbetrieb. Zur Sicherung der Fließwege im Wärmepumpenkreis­ lauf, dienen Rückschlagventile, die den Expansionsventilen vor­ geschaltet sind.
Anhand der Bezugszeichen wird in den Zeichnungen die Ausstat­ tung der Vorrichtung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 die Vorrichtung im vertikalen Schnitt entlang der Schnittlinie I-I in Fig. 3
Fig. 2 die Vorrichtung im vertikalen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 3
Fig. 3 die Vorrichtung im horizontalen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 1+2
Fig. 4 ein Anlagenschema mit einfachem Aufbau der Abluft- Kanalisierung aus den Klimaräumen sowie die Leitungs­ führung der Trägerflüssigkeit.
Fig. 5 ein Funktionsschema des Wärmepumpen-Umkehrkreislaufes incl. Anschluß der Wärmetauscher und des Ventilators, mit Leitungsverlauf der Trägerflüssigkeit zur Raum­ klimatisierung und Brauchwasserbereitung.
Die Erfindung erlaubt die volle Nutzung der Abluftwärme aus Gebäuden und ermöglicht damit eine monovalente Wärmepumpen- Heiztechnik, welche ohne Inanspruchnahme fossiler Energieträger, ganzjährig den Wärmebedarf abdeckt und damit direkte Schadstoff­ emissionen ausschließt. Ebenso wird damit der Energieaufwand zur Raumklimatisierung und Brauchwasserbereitung deutlich reduziert.
Die Trennung der Abluftaufbereitung von der Raumluftgestaltung ist äußerst vorteilhaft. Dabei wird eine gesundheitsschädigende Beinflußung der Raumluft durch Staub und Keime, sowie Infekte durch pathogene Keime, die in Luftversorgungsanlagen entstehen können, ausgeschlossen. Somit entfallen hier die Voraussetzungen, die zum vieldiskutierten "sick building syndrom" führen können. Ebenso scheiden Geruchsbelästigungen aus Ablagerungen in Luft­ kanälen und Filtern aus.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Beheizung und zum Wärmeentzug einer Träger­ flüssigkeit unter Nutzung der Abluftwärme aus Gebäuden dadurch gekennzeichnet, daß die vom Ventilator (1) angesaugte Gebäudeabluft in den Luft-Wasser-Wärmetauscher (3) geleitet wird, im Heizungsfall wird darin der Abluft Wärmeenergie entzogen und auf die Betriebsflüssigkeit der Wärmepumpe übertragen, bei Kühlbetrieb wird darin der Betriebsflüssigkeit Wärmeenergie entzogen und vom Ventilator (1) an das Umfeld abgeführt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Fluid-Wasser-Wärmetauscher (2) im Heizungsfall als Wärme­ pumpen-Kondensator arbeitet wobei Kondenswärme aus der Betriebsflüssigkeit auf die Trägerflüssigkeit zu den Klima­ räumen übertragen wird und dieser bei Kühlbetrieb als Wärme­ pumpen-Verdampfer arbeitet, worin aus der Trägerflüssigkeit der Klimaräume Wärmeenergie auf die Wärmepumpen-Betriebs­ flüssigkeit übertragen wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1+2 dadurch gekennzeichnet, daß der Kreislauf der integrierten Wärmepumpe (5) umkehrbar ist und die Steuerung mittels Magnetventile erfolgt, wobei im Heizungsfall die Magnetventile (7+8) geschlossen und die Ventile (9+10) geöffnet sind, daß umgekehrt bei Kühlbetrieb die Ventile (7+8) geöffnet und die Ventile (9+10) geschlossen sind, daß bei Heizbetrieb das Expansionsventil (11) und bei Kühlbetrieb das Expansionsventil (12) arbeitet und zur Sicherung der Fließ­ richtung vor beiden Expansionsventilen Rückschlagventile installiert werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Abluftströmung nach Unterschreiten, der für den Wärmepumpenbetrieb erforderlichen Lufttemperatur, am Eingang zum Luft-Wasser-Wärmetauscher (3), mittels elektrischer Wiederstandsheizkörper (12) solange vorgeheizt wird, bis die Temperatur der Abluft aus den Klimaräumen zum Betrieb der Wärmepumpe ausreicht.
DE19520726A 1995-06-07 1995-06-07 Vorrichtung zur Beheizung und zum Wärmeentzug einer Trägerflüssigkeit unter Nutzung der Abluftwärme aus Gebäuden Withdrawn DE19520726A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19921735A1 (de) * 1999-05-11 2000-11-16 Joerg Himmel Einrichtung zur Erwärmung von Flüssigkeiten in Leitungen
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FR3019273A1 (fr) * 2014-04-01 2015-10-02 Bosch Gmbh Robert Installation de chauffage monobloc a ventilateur deporte

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