DE19851889A1 - Heat pump/air conditioning plant for buildings - Google Patents

Heat pump/air conditioning plant for buildings

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Abstract

The heat pump/air conditioning plant with energy recycling for buildings has an air/water heat pump (1), which has a circuit (2) with an evaporator (3) as link to low temperature circuit (4) and a condenser (6) as a link to a high temperature circuit. According to the need of the evaporator (3) for admission air, heat energy- containing waste air (24) is delivered to the heat pump by the closing of the air distribution chamber (30). The heat energy containing waste air in the low temperature region. This waste air, which is admission air for the heat pump and which after heat energy use by the evaporator in the low temperature region of the heat pump is further passed on to the environment through the exhaust air mesh(5), is given up and a higher heat energy level is created through the heat pump circuit. Heat energy difference in the high temperature circuit is given up through the condenser at the coupling circuit to one hot water container (8).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmepumpenanlage, insbesondere zum Beheizen und zur Warmwasserversorgung sowie zur Klimatisierung von Gebäuden, bestehend aus einer Luft/Wasser-Wärmepumpe, einen Heizwasserzwischenspeicher, einer Luftverteilungskammer, eine Kältemaschine, einen Luftkühler, drei Schalldämpfer, zwei Radialventilatoren, zwei Brandschutzklappen, einen Lufterwärmer, zwei Luftfilter, zwei Jalousieklappen, einen Kreuzstromwärmetauscher, eine Mischkammern, eine drei Luftgitter eine Zuluftleitung und einer Abluftleitung sowie eine Fortluftleitung, wobei die Luft/Wasser- Wärmepumpe einen Wärmepumpenkreislauf aufweist mit einem Verdampfer, der die Verbindungsstelle zu einem Niedertemperaturkreislauf darstellt, wobei aus der Wärmeenergie der herangezogenen Luft im Niedertemperaturkreislauf durch die Luft/Wasser-Wärmepumpe im Hochtemperaturkreislauf ein höheres Wärmeenergieniveau erzeugt wird und diese Wärme­ energiedifferenz als Heiz-Energie im Hochtemperaturkreislauf abgegeben wird.The present invention relates to a heat pump system, especially for heating and hot water supply as well as for the air conditioning of buildings, consisting of a Air / water heat pump, a heating water buffer, an air distribution chamber, a refrigerator, a Air cooler, three mufflers, two radial fans, two Fire dampers, one air heater, two air filters, two Louver dampers, a cross-flow heat exchanger, one Mixing chambers, one three air grilles one supply air line and one Exhaust air duct and an exhaust air duct, whereby the air / water Has a heat pump circuit with a heat pump Evaporator, which is the connection point to one Low-temperature cycle represents, whereby from the thermal energy of the air used in the low temperature circuit through the Air / water heat pump in the high temperature circuit higher thermal energy level is generated and this heat energy difference as heating energy in the high-temperature circuit is delivered.

Nach dem Stand der Technik ist bekannt, als Wärmespeicher im Niedertemperaturkreislauf beispielsweise Grundwasser einzuset­ zen, dabei wird das Grundwasser aus großen Tiefen, wo im allge­ meinen ein höheres Temperaturniveau als an der Oberfläche herrscht, gefördert und dem Verdampfer der Wärmepumpe im Niedertemperaturkreislauf zugeführt, wo dem Grundwasser Wärme entzogen, und es dann wieder ins Erdreich zurückgeleitet wird. Hierzu ist ein umfangreiches Rohrleitungssystem notwendig, welches aufwendig und kostspielig in der Planung und der Verle­ gung ist. Außerdem werden, bedingt durch die meist geringe Temperaturdifferenz zwischen Grundwasser und Erdoberfläche, große Mengen an Grundwasser benötigt, um diesem die nötige Wärmeenergie zu entziehen um in dem Hochtemperaturkreislauf die gewünschte Temperatur zu erzielen. According to the prior art, it is known to store heat in Low-temperature circuit, for example, to use groundwater zen, the groundwater from great depths, where in general mean a higher temperature level than on the surface prevails, promoted and the evaporator of the heat pump in the Low temperature circuit fed where the groundwater Extracted heat, and then returned it to the ground becomes. An extensive piping system is necessary for this, which is complex and costly to plan and install is. In addition, due to the mostly small Temperature difference between groundwater and earth surface, large amounts of groundwater are required to provide the necessary To withdraw heat energy in order in the high temperature cycle to achieve the desired temperature.  

Dies hat zur Folge, daß das Rohrsystem des Niedertemperatur­ kreislaufes relativ schnell mit Kalk oder anderen im Grundwasser enthaltenen Verunreinigungen zusetzt. Ein Reinigen oder sogar Erneuern des Rohrleitungssystem ist zwangsläufig die Folge, was jedoch sehr aufwendig und teuer ist.This has the consequence that the pipe system of low temperature circuit relatively quickly with lime or other in the groundwater contained impurities. A cleaning or even Renewing the piping system is inevitably what however, is very complex and expensive.

Als Wärmespeicher kann die Erdwärme auch indirekt genutzt werden. Dazu wird ein weit verzweigtes Rohrleitungssystem im Erdreich verlegt, in welchem in einem geschlossenen Flüssigkeits­ kreislauf, dem Niedertemperaturkreislauf die Erdwärme über einen Verdampfer an den Wärmepumpenkreislauf abgegeben wird. Dies hat den Vorteil, daß sich das Rohrsystem des Nieder­ temperaturkreislaufes nicht mehr mit Kalk oder anderen im Grundwasser enthaltenen Verunreinigungen zusetzen kann, es setzt aber ein äußert weit verzweigtes Rohrleitungssystem im Erd­ reich voraus. In der Planung und in der Konstruktion ist dieses sehr aufwendig und teuer. Darüber hinaus kühlt sich nach einem langen kontinuierlichen Einsatz der Wärmepumpe das Erdreich im Bereich des dort vorhandenen Rohrsystems ab. Die Tempe­ raturdifferenz zwischen Erdoberfläche und Erdwärme sinkt und damit auch der Wirkungsgrad der Wärmepumpe.Geothermal energy can also be used indirectly as a heat store become. For this purpose, a widely branched piping system in the Soil laid, in which in a closed liquid circuit, the low-temperature circuit via geothermal energy delivered an evaporator to the heat pump circuit becomes. This has the advantage that the pipe system of the Nieder temperature circuit no longer with lime or other im Groundwater can contaminate it but sets an extremely widely branched piping system in the ground rich ahead. In planning and construction this is very complex and expensive. It also cools down after one long continuous use of the heat pump in the ground Area of the existing pipe system. The tempe ratural difference between earth surface and geothermal heat decreases and hence the efficiency of the heat pump.

Es sind außerdem Wärmepumpenanlagen bekannt, die, die Sonnenenergie über Sonnenkollektoren als Wärmespeicher nutzen. Diese Sonnenkollektoren sind meist auf Gebäudedächer angeordnet. Dort sind sie den Witterungen, Hitze, Sonne, Regen und Schnee ausgesetzt. Eine hohe Wartungsanfälligkeit ist die Folge.There are also heat pump systems known Solar energy via solar collectors as heat storage use. These solar panels are mostly on building roofs arranged. There they are weather, heat, sun, rain and exposed to snow. It is highly susceptible to maintenance Episode.

Weiterhin sind Luft/Wasser-Wärmepumpen bekannt, diese kann man in Gebäuden aufstellen und auch davor und haben den Vorteil, daß nicht wie bei der Wasser/Wasser-Wärmepumpe, Brunnen gebohrt werden oder Rohrleitungssysteme im Erdreich verlegt werden müssen, da die Luft/Wasserwärmepumpe die Wärme-Energie aus der vorhanden Luft im Niedertempe­ raturkreislauf dem Verdampfer zuführt, der dort die Wärmeenergie entzieht und diese über den Kondensator, der die Verbindungsstelle zu den Hochtemperaturkreislauf darstellt, abgibt. Da im Hochtemperaturkreislauf ein höheres Wärme­ energieniveau erzeugt wird und diese Wärmeenergiedifferenz als Nutzwärme über den Wärmeverbraucher im Hochtemperatur­ kreislauf abgegeben wird. Da die Luft/Wasser-Wärmepumpe wirkungsgradmäßig sehr abhängig von der temperierten Außenluft ist, ist eine optimale Nutzung sehr schwierig, da bei Wärmeenergiebedarf an kälteren und an kalten Tagen, die Luft/Wasser-Wärmepumpe einen schlechten Wirkungsgrad aufweist und bei Vereisungsgefahr schaltet die Luft/Wasser- Wärmepumpe komplett ab und ein zusätzlicher Wärmeenergieaufbereiter wird erforderlich. Dadurch ist die Luft/Wasser-Wärmepumpe nicht ganzjährig als monovalentes Heizsystem zu verwenden und nur ein bivalentes Heizsystem.Air / water heat pumps are also known and can you set it up in buildings and in front of it and have it Advantage that not like the water / water heat pump, Wells are drilled or piping systems in the ground must be relocated as the air / water heat pump  the heat energy from the available air in the low temperature raturkreislauf supplies the evaporator, which there the Extracts heat energy and this via the condenser, which the Represents the connection point to the high-temperature circuit, delivers. Because a higher heat in the high-temperature circuit energy level is generated and this thermal energy difference as Useful heat via the heat consumer at high temperature cycle is delivered. Because the air / water heat pump efficiency very dependent on the tempered Outside air is very difficult to use optimally since Thermal energy requirements on colder and cold days Air / water heat pump poor efficiency and if there is a risk of icing, the air / water Heat pump completely off and an additional one Heat energy conditioner is required. This is the Air-to-water heat pump not all year round as a monovalent one Heating system to use and only a bivalent heating system.

Die Luft/Wasser-Wärmepumpe hat im Sommer und an wärmeren Tagen den Vorteil, daß zum Beispiel für die Warmwasseraufbe­ reitung die Wärmeenergie aus der Luft nutzt und hier einen sehr hohen Wirkungsgrad aufweist, der jedoch mit zunehmender Kaltluft stetig abnimmt.The air / water heat pump has warmer in summer and on Days the advantage that, for example, for hot water reitung uses the thermal energy from the air and here a very has high efficiency, but with increasing Cold air steadily decreases.

Ein weiteres bekanntes Heiz- und Lüftungs-System sind Klima­ anlagen, welche aus Zuluft- und Abluftleitung bestehen, ergänzend je nach Anforderung kommen weitere technische Mittel (Bauelemente) zur der Anlage hinzu, diese können sein: Schalldämpfer, Wärmetauscher, Misch- und Verteilerkammern, Luftfilter, Radialventilatoren, Wärmetauscher, Tropfenabscheider, Brandschutzklappen, Lufterwärmer, Jalousien, Lufteinlaß- und Luftauslaßteller oder Leisten, Kältemaschine und Luftkühler.Another well-known heating and ventilation system is air conditioning systems consisting of supply air and exhaust air lines, Depending on the requirements, additional technical means come in addition (Components) to the system, these can be: Silencers, heat exchangers, mixing and distribution chambers, Air filters, radial fans, heat exchangers, droplet separators, Fire dampers, air heaters, blinds, air intake and Air outlet plate or strips, chiller and air cooler.

Der Vorteil einer Klimaanlage besteht in der Reinhaltung der zu­ geführten Luft, da in der Luft vorhandene Verunreinigungen durch das Luftfilter herausgefiltert werden. Besonders für Allergiker kommt eine Klimaanlage hier zugute. The advantage of an air conditioning system is to keep it clean guided air, since impurities present in the air the air filter is filtered out. Especially for allergy sufferers air conditioning benefits here.  

Gleiche Gesamtluftmengen für Zu-Luft und Ab-Luft bewirken eine zugfreie Luftbewegung innerhalb den Räumen und stetig frische Luft. Nutzbar wird auch durch die passive Solarwärme in den Fensterbereichen und je nach Aufstellungsort, beispielsweise, Dachbebereich.Effect the same total air volume for supply air and extract air a draft-free air movement within the rooms and steady fresh air. Passive solar heat can also be used in the window areas and depending on the installation location, for example, Roof area.

Ein weitere Vorteil der Klimaanlage ist, daß die Nutzwärme, nicht wie bei einer herkömmlichen Heizungsanlage mit Radiatoren oder Plattenheizkörper, trockene Luft in den Räumen abgibt, sondern durch den Umlaufluftbefeuchter die Luftfeuchte nach Bedarf ange­ fordert werden kann, was zum Wohlsein des Menschen beiträgt, ebenso wie das ständige Be- und Entlüften der Wohnräume.Another advantage of air conditioning is that it does not provide useful heat like a conventional heating system with radiators or Panel radiator that emits dry air in the rooms, but by means of the circulating air humidifier the air humidity is set as required can be demanded, which contributes to the well-being of people, just like the constant ventilation of the living rooms.

Um eine Klima bzw. Teilklima- oder Luftungsanlage zum Heizen zu benutzen bedarf es einen oder mehrere Wärmeerzeuger, dieses können sein, Öl- und Gasfeuerungskessel oder Elektroerhitzer, welche die erzeugte Wärme über den Lufterhitzer an die Luft in der Klimaanlage abgeben und diese erwärmte Zu-Luft wird über die Luftkanäle zu den Bestimmungsorten transportiert und dort über Auslaßkanäle als Nutzwärme abgegeben. Über die Abluft­ kanäle wird die Abluft wieder entsorgt, wobei im Regelfall zur Abkühlung der Abluft und Vorerwärmung der Zu-Luft diese über einen Wärmetauscher, kreuzstrommäßig oder mit ein Wasserumlaufsystem geschickt werden, bevor die noch vorhandene Wärmeenergie an die Außenluft abgelassen wird.A climate or partial air conditioning or ventilation system for heating to use one or more heat generators, this one can be oil and gas fired boilers or electric heaters, which transfers the heat generated to the air via the air heater the air conditioning and this heated air is over the air ducts are transported to the destinations and there given off as useful heat via outlet channels. About the exhaust air the exhaust air is disposed of again Cooling of the exhaust air and preheating the supply air via this a heat exchanger, cross-flow or with a Water circulation system will be sent before that Existing heat energy is released to the outside air.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmepumpen-Klima-Anlage mit Energierecycling, dahin so weiterzubilden, daß der Wärmeerzeuger ohne jegliche Außenluft auskommt und die wärmeenergiehaltige Abluft wiederverwertet und somit stetig einen hohen Wirkungsgrad hat, daß sie monovalent ganzjährig einsetzbar ist, daß sie eine lange Lebensdauer hat, kostengünstig in Herstellung und Betrieb ist und räumlich in einem Gebäude angeordnet werden kann, einschl. der Klimatisierung. The present invention has for its object a Heat pump air conditioning system with energy recycling, like that to train that the heat generator without any Outside air is sufficient and the exhaust air containing thermal energy recycled and therefore constantly high efficiency has that it can be used monovalently all year round, that it has a has long lifespan, inexpensive to manufacture and Operation is and spatially arranged in a building can be, including air conditioning.  

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von der Luft/Wasser-Wärmepumpe der eingangs genannten Art vor, daß eine Luft/Wasser-Wärmepumpe als Wärmeenergieerzeuger im Niedertemperaturbereich im Bereich des Abluftkanals nach der angeordneten Mischkammer, welche in der Anfahrstufe die energiehaltige Abluft ansaugt, diese dem Verdampfer zuführt und über den Kondensator im Hochtemperaturkreislauf über den im Hochtemperaturkreislauf befindlichen Heizwasserzwischenspeich­ er an den Lufterwärmer, an die Zu-Luft abgibt und diese erwärmt.To achieve this object, the invention proposes starting from the air / water heat pump of the type mentioned at the beginning, that an air / water heat pump as a heat energy generator in the low temperature area in the area of the exhaust air duct the arranged mixing chamber, which in the start-up stage sucks in energy-containing exhaust air, feeds it to the evaporator and via the capacitor in the high temperature circuit via the im High-temperature circuit of the heating water buffer it gives off to the air heater, to the supply air and heats it.

Diese erwärmte Zu-Luft wird mechanisch über die Luftkanäle zu ihrem Bestimmungsort transportiert und trifft an den Auslaßkanälen als Nutzwärme in den Raum bzw. die Räume ein. Über die Abluftkanäle wird die wärmeenergiehaltige Ab-Luft abgesaugt, wobei diese teilweise nach Filterung erneut über die Mischkammer der Zu-Luft beigemischt wird. Der Teil der nicht benötigten Restwärme der Abluft, wird bei Bedarf weiter in der Ab-Luftleitung dem Verdampfer im Niedertemperaturbereich der Luft/Wasser-Wärmepumpe zugeführt, wobei der energiehal­ tigen Abluft im Niedertemperaturenbereich Energie entzogen wird. Nach Energieentzug im Niedertemperaturbereich durch den Verdampfer der Luft/Wasser-Wärmepumpe, wird die abgekühlte Abluft über die Fortluftleitung in die Umwelt wieder abgegeben. Bei Nichtbedarf der energiehaltigen Abluft durch die Luft/Wasser-Wärmepumpe, wird die energiehaltige Abluft durch den Luftverteiler über den Kreuzstrom-Wärmetauscher geleitet, wobei hier die wärmeenergiehaltige Ab-Luft abgekühlt und die kälterer Zu-Luft vorgewärmt wird. Nach dem Wärmeenergieaus­ tausch wird die abgekühlte Abluft der Umwelt wieder zugeführt.This heated supply air is mechanically closed via the air ducts transported to their destination and meets the Exhaust channels as useful heat in the room or rooms. The waste air containing heat energy is transferred via the exhaust air ducts aspirated, some of which after filtering again over the Mixing chamber to which air is added. The part of not required residual heat of the exhaust air, is further in the Exhaust air line to the evaporator in the low temperature range the air / water heat pump supplied, the energy Extracted energy from exhaust air in the low temperature range becomes. After energy withdrawal in the low temperature range by the The evaporator of the air / water heat pump is the cooled one Exhaust air is released into the environment via the exhaust air duct. If the exhaust air containing energy is not required by the Air / water heat pump, the energy-containing exhaust air is through the air distributor is routed via the cross-flow heat exchanger, where the waste air containing heat energy is cooled and the colder air is preheated. After the thermal energy the cooled exhaust air is returned to the environment.

Dies hat den Vorteil, daß die sonst noch wärmeenergiehaltige Ab- Luft nicht ungenutzt an die Umwelt wieder abgegeben wird, daß die Wärmeverluste auf ein Minimum reduziert werden, daß die Luft/Wasser-Wärmepumpe ganzjährig einen sehr hohen Wirkungsgrad aufweist, insgesamt weist die erfindungsgemäße Wärmepumpen-Klima-Anlage mit Energierecycling ohne äußere Zuluft für die Luft/Wasser-Wärmepumpe eine sehr hohe Lebensdauer, geringe Herstellungs- und Betriebskosten auf.This has the advantage that the waste heat that otherwise contains heat energy Air is not released unused to the environment that the heat losses are reduced to a minimum that the Air / water heat pump a very high all year round Has efficiency, overall has the invention Heat pump air conditioning system with energy recycling without external  Supply air for the air / water heat pump has a very long service life, low manufacturing and operating costs.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Im einzelnen zeigen die schematischen Darstellungen:The invention based on a preferred Embodiment explained further. In detail show the schematic representations:

Fig. 1 bis 3: drei Diagramme zur Darstellung der Leistungs­ fähigkeit der erfindungsgemäßen Luft/Wasser- Wärmepumpe und Fig. 1 to 3: three diagrams to show the performance ability of the air / water heat pump according to the invention and

Fig. 4: eine schematische Darstellung der erfindungs­ gemäßen Luft/Wasser-Wärmepumpen-Klima-Anlage. Fig. 4: a schematic representation of the inventive air / water heat pump air conditioning system.

Die erfindungsgemäße Wärmepumpen-Klima-Anlage mit Energiere­ cycling ist in Fig. 4 dargestellt. The heat pump air conditioning system according to the invention with energy cycling is shown in Fig. 4.

Sie weist eine mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Luft/Wasser-Wärmepumpe auf. Ein Wärmepumpenkreislauf 2 in der Luft/Wasser-Wärmepumpe 1 verbindet einen Verdampfer 3 und einen Kondensator 6 wärmetechnisch miteinander. Der Verdampfer 3 liegt in einem Niedrigtemperaturkreislauf 4, der, an der Abluftleitung 24 angeordnet ist. Über diese Abluftleitung 24, wird im Niederigtemperaturkreislauf 4, der Ab-Luft über den Verdampfer 3, Wärmeenergie entzogen, die im Verdampfer 3 ein Kältemittel im Wärmepumpenkreislauf 9 zum Verdampfen bringt. Dieses Kältemittel wird in dem Wärmepumpenkreislauf 2 der Luft/Wasser-Wärmepumpe 1 komprimiert und damit auf ein höheres Wärmeenergieniveau gebracht. Im Hochtemperatur­ kreislauf wird über den Kondensator 6 diese Wärmedifferenz an einen im Hochtemperaturkreislauf befindlichen Kopplungs­ kreislauf 7, der auch einen Heizwärmevorratsspeicher 8 aufweist abgegeben und gespeichert. Vom Heizwärmevorratsspeicher 8 wird bei Anforderung von Warmluftenergie der Zu-Luft 12, welche über das Lüftungsgitter 11 eintritt, durch den Kreuzstromwärmetauscher 13, Schalldämpfer 14 und der Jalousie­ klappe 15 weitergeleitet, wobei die Zu-Luft 12 in die Mischkammer 16 eintrifft. Hier wird ein Teil von der wärmeenergiehaltigen Abluft mit der vorgewärmten oder unvorerwärmter Zu-Luft 12, gemischt und in der Zuluftleitung 12, durch das Luftfilter 17, weitergeführt. Über den Kopplungskreislauf 9 im Hochtemperaturkreislauf zum Lufterwärmer 10, wird die vorerwärmte Zuluft auf die erforderliche Heiztemperatur temperiert, welche durch die Zu- Luftleitung 12, weiter durch den Luftkühler 18, der über den Kopplungskreislauf 19, die Verbindung zur Kältemaschine 20 darstellt, in der Zu-Luftleitung 12 weitergeleitet und über ein Radialventilator 21 und einen Schalldämpfer 22 sowie einer Brandschutzklappe 23 zu ihrem Bestimmungsort, zum Raum -A- weitergeleitet, wobei hier die wärmeenergiehaltige Zu-Luft 12 als Nutzwärme in Raum -A- eintritt.It has an air / water heat pump identified by reference number 1 . A heat pump circuit 2 in the air / water heat pump 1 connects an evaporator 3 and a condenser 6 with each other in terms of heat technology. The evaporator 3 is located in a low-temperature circuit 4 , which is arranged on the exhaust air line 24 . Via this exhaust air line 24 , in the low-temperature circuit 4 , the exhaust air via the evaporator 3 , thermal energy is withdrawn, which causes a refrigerant in the heat pump circuit 9 to evaporate in the evaporator 3 . This refrigerant is compressed in the heat pump circuit 2 of the air / water heat pump 1 and thus brought to a higher thermal energy level. In the high-temperature circuit, this heat difference is emitted and stored via the capacitor 6 to a coupling circuit 7 located in the high-temperature circuit, which also has a heat storage reservoir 8 . From the heating heat storage device 8, the forwarded upon request of hot air energy to air 12 that enters via the grille 11 by the cross-flow heat exchanger 13, muffler 14 and the damper 15, wherein the arrives to-air 12 into the mixing chamber sixteenth Here, a part to-air 12, mixed by the heat energy-containing air with the preheated or unvorerwärmter and in the air supply line 12 further passes through the air filter 17. Via the coupling circuit 9 in the high-temperature circuit to the air heater 10 , the preheated supply air is tempered to the required heating temperature, which through the supply air line 12 , further through the air cooler 18 , which via the coupling circuit 19 , represents the connection to the refrigerator 20 , in the supply -Air line 12 and forwarded via a radial fan 21 and a muffler 22 and a fire damper 23 to their destination, to the room -A-, the heat-containing supply air 12 entering the room -A- as useful heat.

Diese wärmenergiehaltige Ab-Luft 24 wird durch eine Brandschutzklappe 25 und ein Schalldämpfer 26, durch ein Radialventilator 27 und Luftfilter 28 sowie einer Jalousieklappe 29, zur Mischkammer 14 abgezogen, wobei die Mischkammer 14 die Aufgabe übernimmt ein Teil der wärmeenergiehaltigen Ab- Luft 24 durch eine Jalousieklappe 15 im Zu-Luft-Bereich 12 beizumischen, was den Frischluftanteil und deren Erwärmung verringert und die Lufttemperatur erhöht. Die nichtbeigemischte wärmeenergiehaltige Abluft 24 wird bei Energiebedarf des Verdampfers 3 im Niedertemperaturbereich 4, der Luft/Wasser- Wärmepume 1, durch Schließen des Luftverteiler 30, über die Abluftleitung 24, als Zuluft für die Luft/Wasser-Wärmepumpe 1 im Niedertemperaturbereich 4, eingespeist und nach Wärmeentzug durch den Verdampfer 3 über das Fortluftgitter 5 der Umwelt wieder zugeführt. Wenn kein Energiebedarf des Verdampfers 3, der Luft/Wasser-Wärmepumpe 1 besteht, öffnet der Luftverteiler 30, für die Ab-Luft 24, den Weg zum Kreuzstromwärmetauscher 13. Hier wird die ankommende kältere Zu-Luft 12 mit der abführende wärmeenergiehaltige Ab-Luft 24 gekreuzt, wobei die ankommende kältere Zu-Luft 12 vorgewärmt und die wärmeenergiehaltige Ab-Luft 24 abgekühlt und über die Ab- Luftleitung 24 durch das Abluftgitter 31 in die Umwelt zurückge­ geben wird.This heat-containing exhaust air 24 is drawn off to the mixing chamber 14 by a fire damper 25 and a muffler 26 , by a radial fan 27 and air filter 28 as well as a louver damper 29 , the mixing chamber 14 taking on the task of part of the heat-containing exhaust air 24 by a Mix the louver flap 15 in the air-to-air area 12 , which reduces the proportion of fresh air and its heating and increases the air temperature. The non-admixed exhaust air 24 containing thermal energy is fed in when the evaporator 3 needs energy in the low temperature range 4 , the air / water heat pump 1 , by closing the air distributor 30 , via the exhaust air line 24 , as supply air for the air / water heat pump 1 in the low temperature range 4 after removal of heat by the evaporator 3 via the exhaust air grille 5 fed back to the environment. If there is no energy requirement of the evaporator 3 , the air / water heat pump 1 , the air distributor 30 , for the exhaust air 24 , opens the way to the cross-flow heat exchanger 13 . Here, the incoming colder supply air 12 is crossed with the exhaust heat-containing exhaust air 24 , the incoming colder supply air 12 preheated and the heat-energy exhaust air 24 cooled and via the exhaust air line 24 through the exhaust air grille 31 into the environment will be returned.

Claims (5)

1. Luftwasser/Wärmepumpen/Klimaanlage mit Energierecycling, insbesondere zum Beheizen und zur Warmwasserversorgung von Gebäuden, bestehend aus einer Luft/Wasser-Wärmepumpe (1), innenstehend in unmittelbarer Nähe der Luftverteilungskammer (30), einen Heizwärmespeichervorratsspeicher (8), wobei die Luft/Wasser-Wärmepumpe (1) einen Wärmepumpenkreislauf (2) aufweist mit einem Verdampfer (3), der die Verbindungsstelle zu einem Niedertemperaturkreislauf (4) und einem Kondensator (6) im Hochtemperaturkreislauf darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft/Wasser-Wärmepumpe (1) allein nur die zugeführte, energiereiche Ab-Luft (24) nutzt und somit bei Heizbedarf keine unterschiedliche temperierte Außenluft im Niedertemperatur­ bereich (4) dem Verdampfer (3) der Luft/Wasser-Wärmepumpe (1) zugeführt wird, welche die Wärmeenergie im Niedertemperaturkreislauf (4) durch den Verdampfer (3) entzieht, diese komprimiert und ein höheres Wärmeenergieniveau erzeugt, wobei diese Wärmedifferenz über den Kopplungskreislauf (6) im Hochtemperaturkreislauf als Wärmeenergie über den Kopplungskreislauf (7), an den Wärmespeicher (8) abgegeben wird und vom Wärmespeicher (8) über den Kopplungskreislauf (9) der Lufterhitzer (10) mit Heizenergie beschickt wird, wobei die Zuluft (12), welche über das Zuluftgitter (11) eintritt und durch den Kreuzstromwärme­ tauscher (13) weitergeleitet wird, wobei bei Nichtbedarf von Wärmeenergie des Verdampfers (3) im Niedertemperaturbereich (4) der Luft/Wasser-Wärmepumpe (1), wird durch das Öffnen der Luftverteilerkammer (30) ein Teil (20-25%) der wärmeener­ giehaltigen Abluft über den Kreuzstromwärmetauscher (13) weitergeleitet, wobei die kältere Zuluft (12) mit der wärmeenergiehaltigen Abluft (24) gekreuzt wird und sich die kältere Zuluft (12) erwärmt und die wärmeenergiehaltige Abluft (24) abgekühlt wird, bevor diese über das Abluftgitter (31) der Umwelt wieder zugeführt wird. Nachdem die Zuluft (12) durch den Kreuzstromwärmetauscher (13) geströmt ist, wird diese durch den Schalldämpfer (14) weiter durch die Jalousieklappe (15) in die Mischkammer (16) geleitet, wobei in der Mischkammer (16) ein Teil (75-80%) der wärmeenergiehaltigen Abluft (24) der Zuluft (12) beigemischt wird, diese vorerwärmte Zuluft (12) strömt weiter durch das Luftfilter (17) in den Lufterwärmer (10), welcher über den Kopplungskreislauf (9) beschickt wird, wobei sich die Zuluft (12) auf die benötigte Temperatur erwärmt, wonach Durchströmen des Zuluft-Ventilator (21), des Schalldämpfer (22), der Brandschutzklappe (23), diese wärmeenergiehaltige Zuluft als Nutzwärme in den Raum A eintritt.
Über die Abluftleitung (24), wird die energiehaltige Abluft durch eine Brandschutzklappe (25), einen Schalldämpfer (26), durch einen Abluft-Ventilator (27), einen Luftfilter (28) sowie einer Jalousieklappe (29) zur Mischkammer (16) transportiert, wobei bei Bedarf an Wärmeenergie des Verdampfers (3) im Nieder­ temperaturkreislauf (4), der Luft/Wasser-Wärmepumpe (1) durch das Schließen der Verteilungskammer (30) die energiehaltige Abluft (24) so gesplittet wird, daß der Bedarf an energiehaltiger Abluft (24) des Verdampfers (3) im Niedertemperaturbereich (4) der Luft/Wasser-Wärmepumpe (1) zu 100% abgedeckt wird, wobei im Durchschnitt 50% des Gesamtvolumen der energiehaltigen Abluft (24) ausreicht, die verbleibenden 50% des Gesamtvolumen der energiereichen Abluft (24) wird der ankommenden Zu-Luft (12) in der Mischkammer (16) zur Vorerwärmung beigemischt. Nach Aufheizung des Wärmespeicher (8) durch die Luft/Wasser-Wärmepumpe (1) kommt diese zum Stillstand und die Verteilungskammer (30) öffnet wieder. 1.Air water / heat pumps / air conditioning system with energy recycling, in particular for heating and for supplying hot water to buildings, consisting of an air / water heat pump ( 1 ), located in the immediate vicinity of the air distribution chamber ( 30 ), a heating storage tank ( 8 ), the air / Water heat pump ( 1 ) has a heat pump circuit ( 2 ) with an evaporator ( 3 ), which is the connection point to a low-temperature circuit ( 4 ) and a condenser ( 6 ) in the high-temperature circuit, characterized in that the air / water heat pump ( 1 ) uses only the supplied, high-energy exhaust air ( 24 ) and therefore no different temperature-controlled outside air in the low temperature range ( 4 ) to the evaporator ( 3 ) of the air / water heat pump ( 1 ), which supplies the thermal energy in the heating system Low-temperature circuit ( 4 ) through the evaporator ( 3 ), compresses them and a higher thermal energy level e creates this heat difference via the coupling circuit ( 6 ) in the high-temperature circuit as heat energy via the coupling circuit ( 7 ), to the heat accumulator ( 8 ) and is fed from the heat accumulator ( 8 ) via the coupling circuit ( 9 ) to the air heater ( 10 ) with heating energy the supply air ( 12 ), which enters through the supply air grille ( 11 ) and is passed through the cross-flow heat exchanger ( 13 ), whereby when the heat energy of the evaporator ( 3 ) is not required in the low temperature range ( 4 ) of the air / water heat pump ( 1 ), a part (20-25%) of the heat-containing exhaust air is passed through the cross-flow heat exchanger ( 13 ) by opening the air distribution chamber ( 30 ), the colder supply air ( 12 ) being crossed with the heat-energy-containing exhaust air ( 24 ) the colder supply air ( 12 ) is heated and the heat-containing exhaust air ( 24 ) is cooled before it is discharged via the exhaust air grille ( 31 ) to the environment which is fed. After the supply air has passed through the cross-flow heat exchanger (13) (12), it is passed through the silencer (14) further through the damper (15) into the mixing chamber (16), wherein in the mixing chamber (16) a part (75- 80%) of the heat energy-containing exhaust air ( 24 ) is added to the supply air ( 12 ), this preheated supply air ( 12 ) continues to flow through the air filter ( 17 ) into the air heater ( 10 ), which is fed through the coupling circuit ( 9 ) the supply air ( 12 ) is heated to the required temperature, after which flow through the supply air fan ( 21 ), the muffler ( 22 ), the fire damper ( 23 ), this supply air containing thermal energy enters room A as useful heat.
Via the exhaust air line ( 24 ), the energy-containing exhaust air is transported to the mixing chamber ( 16 ) through a fire damper ( 25 ), a silencer ( 26 ), an exhaust fan ( 27 ), an air filter ( 28 ) and a shutter flap ( 29 ) , wherein if required for thermal energy of the evaporator ( 3 ) in the low temperature circuit ( 4 ), the air / water heat pump ( 1 ) by closing the distribution chamber ( 30 ) the energy-containing exhaust air ( 24 ) is split so that the need for more energy Exhaust air ( 24 ) from the evaporator ( 3 ) in the low temperature range ( 4 ) of the air / water heat pump ( 1 ) is 100% covered, with an average of 50% of the total volume of the energy-containing exhaust air ( 24 ) being sufficient, the remaining 50% of the total volume the high-energy exhaust air ( 24 ) is mixed with the incoming supply air ( 12 ) in the mixing chamber ( 16 ) for preheating. After the heat accumulator ( 8 ) has been heated by the air / water heat pump ( 1 ), it comes to a standstill and the distribution chamber ( 30 ) opens again. 2. Luft/Wasser-Wärmepumpen/Klimaanlage mit Energierecyc­ ling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Betrieb mit dem außenluftunabhängigen Verfahren die Leistungsaufnahme; die Wärmeleistung und die Leistungszahl der Luft/Wasser-Wärmepumpe (1) durch die ankommende, konstante, energiehaltige Abluft (24), für die Energieaufbereitung des Heizwasser und Heißwasser gleichbleibend sind und unterschiedliche, schwankende Außenlufttemperaturen keinen Einfluss, wie bisher, auf die Leistungsaufnahme, der Wärmeleistung und der Leistungszahl haben (hierzu Diagramme).2. Air / water heat pumps / air conditioning system with Energierecyc ling according to claim 1, characterized in that the power consumption in operation with the independent air method; the heat output and the coefficient of performance of the air / water heat pump ( 1 ) due to the incoming, constant, energy-containing exhaust air ( 24 ), for the energy processing of the heating water and hot water are constant and different, fluctuating outside air temperatures have no influence, as before, on the power consumption, the thermal output and the coefficient of performance (see diagrams). 3. Luft/Wasser-Wärmepumpen/Klimaaalage mit Energierecyc­ ling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im außenluftabhängigen Verfahren der Verdampfer (3) im Niedertemperaturbereich (4) der Luft/Wasser-Wärmepumpe (1) durch die energiehaltige Abluft (24) nicht mehr vereist und somit die Luft/Wasser-Wärmepumpe (1) ohne Abtauautomatik ganzjährig als monovalentes Heizsystem eingesetzt werden kann.3. Air / water heat pumps / air conditioning with Energierecyc ling according to claim 1, characterized in that in the outside air-dependent method of the evaporator ( 3 ) in the low temperature range ( 4 ) of the air / water heat pump ( 1 ) by the energy-containing exhaust air ( 24 ) not more iced up and thus the air / water heat pump ( 1 ) can be used all year round as a monovalent heating system without automatic defrost. 4. Luft/Wasser-Wärmepumpen/Klimaanlage mit Energierecyc­ ling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im außenluftabhängigen Verfahren, durch die konstante, ener­ giehaltige Abluft (24) der Luftdurchsatz der derzeitigen, marktüblichen Luft/Wasser-Wärmepumpen (1) im Nieder­ temperaturbereich (4) je nach Bauvolumen zwischen 40 bis 60% gesenkt werden kann, da, wie bisher, aus kalter Luft keine Energie mehr entzogen wird und durch Veränderung, Vergrößerung des Verdampfers (3) und Plattentauscher mehr Energie im Nieder­ temperaturbereich (4) aus der energiehaltigen Abluft (24) entzogen werden kann, was den Einsatz dieses Verfahren in kleineren Baukörper ermöglicht. 4. Air / water heat pumps / air conditioning with Energierecyc ling according to claim 1, characterized in that in the air dependent process, by the constant, energy-containing exhaust air ( 24 ), the air throughput of the current, commercially available air / water heat pumps ( 1 ) in the low temperature range ( 4 ) can be reduced between 40 and 60% depending on the construction volume, because, as before, no more energy is extracted from cold air and by changing, enlarging the evaporator ( 3 ) and plate exchanger, more energy in the low temperature range ( 4 ) can be extracted from the energy-containing exhaust air ( 24 ), which enables the use of this method in smaller structures. 5. Luft/Wasser-Wärmepumpen/Klimaanlage mit Energierecyc­ ling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft/Wasser-Wärmepumpe (1) zusätzlich die Wärmeenergie aus der Umgebungsluft im Niedertemperatur­ kreislauf (4) über den Verdampfer (3) entzieht, wobei die Wärmeenergie von den Antriebsaggregaten genutzt wird. Die Beimischung von Zu-Luft (12), welche über das Zuluftgitter (11) eintritt, wird durch den Kreuzstromwärmetauscher (13) weitergeleitet, wobei bei Nichtbedarf von Wärmeenergie des Verdampfers (3) im Niedertemperaturbereich (4) der Luft/Wasser- Wärmepumpe (1), durch das Öffnen der Luftvertellerkammer (30) die wärmeenergiehaltige Abluft über den Kreuzstromwärme­ tauscher (13) weitergeleitet wird und die kältere Zuluft (12) mit der wärmeenergiehaltige Abluft (24) gekreuzt wird, wobei sich die kältere Zuluft (12) erwärmt und wärmeenergiehaltige Abluft (24) abgekühlt wird bevor diese über das Abluftgitter (31) der Umwelt wieder zugeführt wird. Nachdem die Zuluft (12) durch den Kreuz­ stromwärmetauscher (13) geströmt ist, wird diese durch den Schalldämpfer (14) und der Jalousieklappe (15) weiter in die Mischkammer (16) geleitet, wobei in der Mischkammer (16) ein Teil der wärmeenergiehaltigen Abluft (24) der Zuluft (12) beige­ mischt wird, wird diese vorerwärmte Zuluft (12) weiter durch das Luftfilter (17) in den Lufterwärmer (10) geführt, hier wird bei Bedarf über den Kopplungskreislauf (9) im Hochtemperaturkreis­ lauf dem ein Heizwasservorratsspeicher (8) zugeordnet ist, die vorerwärmte Zuluft auf die benötigte Temperatur erwärmt. An wärmeren Tagen kann bei übermäßiger Raumtemperatur die Zuluft (12) statt erwärmt auch abgekühlt werden, die Aufgabe übernimmt die Kältemaschine (20), welche über den Kopplungskreislauf (19) dem ein Luftkühler (18) zugeordnet ist. Nach Durchströmung der Zuluft (12) durch den Luftkühler (10) über ein Radialventilator (21) und ein Schalldämpfer (22) sowie einer Brandschutzklappe (23) tritt die Zuluft (12) in den Raum -A- als Nutzwärme ein. Über die Abluftleitung (24), wird die Abluft über eine Brandschutzklappe (25), einen Schalldämpfer (26), einen Radialventilator (27) einen Luftfilter (28) sowie einer Jalousieklappe (29) zur Mischkammer (16) transportiert.5. Air / water heat pumps / air conditioning with Energierecyc ling according to claim 1, characterized in that the air / water heat pump ( 1 ) additionally removes the thermal energy from the ambient air in the low temperature circuit ( 4 ) via the evaporator ( 3 ), wherein the heat energy is used by the drive units. The admixture of supply air ( 12 ), which enters via the supply air grille ( 11 ), is passed on through the cross-flow heat exchanger ( 13 ), with the air / water heat pump ( 4 ) of the air / water heat pump ( 4 ) being not required when thermal energy of the evaporator ( 3 ) is not required. 1 ), by opening the air distributor chamber ( 30 ), the heat-containing exhaust air is passed on via the cross-flow heat exchanger ( 13 ) and the colder supply air ( 12 ) is crossed with the heat-energy-containing exhaust air ( 24 ), the colder supply air ( 12 ) heating up and Exhaust air ( 24 ) containing thermal energy is cooled before it is returned to the environment via the exhaust air grille ( 31 ). After the supply air ( 12 ) has flowed through the cross-flow heat exchanger ( 13 ), it is passed through the muffler ( 14 ) and the louvre flap ( 15 ) further into the mixing chamber ( 16 ), part of the heat energy-containing in the mixing chamber ( 16 ) Exhaust air ( 24 ) of the supply air ( 12 ) is mixed in beige, this preheated supply air ( 12 ) is passed further through the air filter ( 17 ) into the air heater ( 10 ). Here, if necessary, the coupling circuit ( 9 ) runs in the high-temperature circuit Heating water storage tank ( 8 ) is assigned, which heats the preheated supply air to the required temperature. On warmer days, if the room temperature is excessive, the supply air ( 12 ) can also be cooled instead of warmed up. The chiller ( 20 ), which is assigned to an air cooler ( 18 ) via the coupling circuit ( 19 ), takes over the task. After the supply air ( 12 ) flows through the air cooler ( 10 ) via a radial fan ( 21 ) and a silencer ( 22 ) and a fire damper ( 23 ), the supply air ( 12 ) enters the room -A- as useful heat. Via the exhaust air line ( 24 ), the exhaust air is transported to the mixing chamber ( 16 ) via a fire damper ( 25 ), a silencer ( 26 ), a radial fan ( 27 ), an air filter ( 28 ) and a louver damper ( 29 ).
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