DE19925827C1 - Anlage mit einer Wärmepumpe und einem Speicher - Google Patents

Anlage mit einer Wärmepumpe und einem Speicher

Info

Publication number
DE19925827C1
DE19925827C1 DE19925827A DE19925827A DE19925827C1 DE 19925827 C1 DE19925827 C1 DE 19925827C1 DE 19925827 A DE19925827 A DE 19925827A DE 19925827 A DE19925827 A DE 19925827A DE 19925827 C1 DE19925827 C1 DE 19925827C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchanger
temperature heat
heat transmitter
heat pump
container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19925827A
Other languages
English (en)
Inventor
Juergen Koehler
Nicholas Lemke
Wilhelm Tegethoff
Frank Hilmer
Ulrike Jordan
Klaus Vajen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konvekta AG
Original Assignee
Konvekta AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE1998129334 external-priority patent/DE19829334C1/de
Application filed by Konvekta AG filed Critical Konvekta AG
Priority to DE19925827A priority Critical patent/DE19925827C1/de
Priority to AT99111775T priority patent/ATE276496T1/de
Priority to EP99111775A priority patent/EP0969255B1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19925827C1 publication Critical patent/DE19925827C1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0005—Details for water heaters
    • F24H9/001—Guiding means
    • F24H9/0015—Guiding means in water channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02—Water heaters
    • F24H4/04—Storage heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0005—Details for water heaters
    • F24H9/001—Guiding means
    • F24H9/0015—Guiding means in water channels
    • F24H9/0021—Sleeves surrounding heating elements or heating pipes, e.g. pipes filled with heat transfer fluid, for guiding heated liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Es wird eine Anlage mit einer Wärmepumpe (18) und mit einem Speicher (20) beschrieben, wobei die Wärmepumpe (18) einen Verdichter (22), einen Hochtemperatur-Wärmeübertrager (24), eine Expansionseinrichtung (26) und einen Niedertemperatur-Wärmeübertrager (28) aufweist, die von Kohlendioxid als Arbeitsmittel durchflossen sind. Bei dem Speicher (20) handelt es sich um einen ein Speicherfluid (32) enthaltenden temperaturgeschichteten Speicher (20), in dessen bodenseitigem Bereich (30) der Hochtemperatur-Wärmeübertrager (24) der Wärmepumpe (18) angeordnet ist. Der Hochtemperatur-Wärmeübertrager (24) ist in einem Behälter (34) vorgesehen, an den oberseitig ein Steigrohr (36) anschließt. Im Steigrohr (36) ist zur Regelung des Volumenstromes des zu erwärmenden Speicherfluids (32) eine Regelungseinrichtung (50) vorgesehen. Das Steigrohr (36) erstreckt sich mit einem Steigrohraustritt (38) zum oberseitigen Bereich (40) des Speichers (20).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage mit einer Wärmepumpe, die einen Verdichter, einen Hochtemperatur-Wärmeübertrager, eine Expansionseinrichtung und einen Niedertemperatur Wärmeübertrager aufweist, die in einem Kreis miteinander verbunden und von Kohlendioxid als Arbeitsmittel durchflossen sind, und mit einem ein Speicherfluid enthaltenden temperaturgeschichteten Speicher, in dessen bodenseitigem Bereich der Hochtemperatur Wärmeübertrager der Wärmepumpe angeordnet ist, wobei der Hochtemperatur Wärmeübertrager ein Gegenstrom-Wärmeübertrager ist, der in einem Behälter vorgesehen ist, an den oberseitig strömungstechnisch ein Steigrohr anschliesst, das sich mit einem Steigrohraustritt zum oberseitigen Bereich des Speichers erstreckt, nach Patent 198 29 334.
Bei dieser Anlage kann die Temperatur des Speicherfluides am Steigrohraustritt in Abhängigkeit vom Ladezustand des Speichers und/oder in Abhängigkeit vom Betriebszustand der CO2-Wärmepumpe innerhalb eines bestimmten Bereiches schwanken. Das kann unerwünscht sein.
Aus der DE 43 01 723 C2 ist ein Warmwasserspeicher insbesondere für Brauchwasser mit einem wärmeisolierenden, geschlossenen Speicherbehälter mit einem Kaltwasserzulauf in seinem unteren Bereich und einem Warmwasserablauf in seinem oberen Bereich bekannt, mit einem im Behälter aufrecht angeordneten Mittelrohr, das unten wenigstens eine Einströmöffnung und in seinem Mantel in unterschiedlichen Höhenlagen eine Anzahl Ausströmöffnungen aufweist, wobei eine untere Rohrwendel für eine erstes Heizmedium beabstandet im unteren Teil des Mittelrohres angeordnet ist und die beiden Enden dieser Rohrwendel dichtend aus dem Behälter herausgeführt sind und einen Heizmediumvorlauf und einen Heizmediumrücklauf bilden. Bei diesem bekannten Warmwasserspeicher ist zumindest ein Teil der Ausströmöffnungen mit je einem Rückschlagventil versehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anlage der eingangs genannten Art derartig weiterzubilden, dass sich unabhängig vom Ladezustand des Speichers und/oder unabhängig vom Betriebszustand der CO2-Wärmepumpe am Steigrohraustritt eine mindestens annähernd konstante Temperatur des Speicherfluides einstellt.
Diese Aufgabe wird bei einer Anlage der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass im Steigrohr zur Regelung des Volumenstromes des zu erwärmenden Speicherfluides eine Regelungseinrichtung vorgesehen ist. Bei dieser Regelungseinrichtung handelt es sich beispielsweise um ein Ventil, mit dem es möglich ist, den Volumenstrom im Steigrohr derartig zu regeln, dass sich unabhängig vom Ladezustand des Speichers und/oder unabhängig vom Betriebszustand der Wärmepumpe am Steigrohraustritt eine mindestens annähernd konstante Temperatur des Speicherfluides einstellt. Durch eine derartige Ausbildung wird in vorteilhafter Weise auch bei extremen Betriebspunkten der Anlage oder bei abgewandelten Konstruktionen derselben eine optimaler Volumenstrom des Speicherfluides ohne mechanische Antriebsmittel wie eine Pumpe od. dgl. gewährleistet.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Die Figur verdeutlicht in einer Block- bzw. Schnitt-Darstellung schematisch eine Ausführungsform der Anlage 16, die eine Wärmepumpe 18 und einen Speicher 20 aufweist. Die Wärmepumpe 18 weist einen Verdichter 22, einen Hochtemperatur- Wärmeübertrager 24, eine Expansionseinrichtung 26 und einen Niedertemperatur- Wärmeübertrager 28 auf. Der Verdichter 22, der Hochtemperatur-Wärmeübertrager 24, die Expansionseinrichtung 26 und der Niedertemperatur-Wärmeübertrager 28 sind in einem Kreis miteinander verbunden und von Kohlendioxid als Arbeitsmittel durchflossen.
Der Hochtemperatur-Wärmeübertrager 24 der Wärmepumpe 18 ist im bodenseitigen Bereich 30 des Speichers 20 der Anlage 16 angeordnet. Der Speicher 20 ist mit einem Speicherfluid 32 gefüllt, er weist einen nicht gezeichneten Zu- und Ablauf für das Speicherfluid 32 auf.
Der im bodenseitigen Bereich 30 des Speichers 20 vorgesehene Hochtemperatur- Wärmeübertrager 24 ist in einem unterseitig offenen, glockenförmigen Behälter 34 angeordnet und als Gegenstrom-Wärmetauscher dimensioniert. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um einen sog. Kreuzgegenstrom-Wärmetauscher.
An den Behälter 34 schliesst oberseitig ein Steigrohr 36 an, das sich mit einem Steigrohraustritt 38 zum oberseitigen Bereich 40 des Speichers 20 erstreckt. Bei dem mit dem Speicherfluid 32 gefüllten Speicher 20 der Anlage 16 handelt es sich um einen temperaturgeschichteten Speicher, bei welchem das erwärmte Speicherfluid 32 im Steigrohr 36 thermosyphonisch nach oben transportiert wird.
Das erwärmte Speicherfluid 32 bildet aufgrund seiner relativ geringen Dichte gegenüber dem im bodenseitigen Bereich 30 befindlichen kälteren Speicherfluid 32 im oberseitigen Bereich 40 des Speichers 20 eine warme Speicherfluid-Schicht aus. Ohne nennenswerte Durchmischung des warmen mit dem kalten Speicherfluid 32 wird das Speicherfluid 32 im Speicher nach und nach von oben nach unten erwärmt, bis schliesslich das warme Speicherfluid 32 auch den bodenseitigen Bereich 30 des Speichers 20 erreicht.
Im Steigrohr 36 ist zur Regelung des Volumenstromes des zu erwärmenden Speicherfluides 32 eine Regelungseinrichtung 50 vorgesehen, bei der es sich um ein Ventil handeln kann.

Claims (1)

1. Anlage mit einer Wärmepumpe (18), die einen Verdichter (22), einen Hochtemperatur-Wärmeübertrager (24), eine Expansionseinrichtung (26) und einen Niedertemperatur-Wärmeübertrager (28) aufweist, die in einem Kreis miteinander verbunden und von Kohlendioxid als Arbeitsmittel durchflossen sind, und mit einem ein Speicherfluid (32) enthaltenden temperaturgeschichteten Speicher (20), in dessen bodenseitigem Bereich (30) der Hochtemperatur-Wärmeübertrager (24) der Wärmepumpe (18) angeordnet ist, wobei der Hochtemperatur-Wärmeübertrager (24) ein Gegenstrom-Wärmeübertrager ist, der in einem Behälter (34) vorgesehen ist, an den oberseitig strömungstechnisch ein Steigrohr (36) anschliesst, das sich mit einem Steigrohraustritt (38) zum oberseitigen Bereich (40) des Speichers (20) erstreckt, nach Patent . . . (Patentanmeldung 198 29 334.8- 16), dadurch gekennzeichnet, dass im Steigrohr (36) zur Regelung des Volumenstromes des zu erwärmenden Speicherfluides (32) eine Regelungseinrichtung (50) vorgesehen ist.
DE19925827A 1998-07-01 1999-06-07 Anlage mit einer Wärmepumpe und einem Speicher Expired - Fee Related DE19925827C1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19925827A DE19925827C1 (de) 1998-07-01 1999-06-07 Anlage mit einer Wärmepumpe und einem Speicher
AT99111775T ATE276496T1 (de) 1998-07-01 1999-06-18 Anlage mit einer wärmepumpe und einem speicher
EP99111775A EP0969255B1 (de) 1998-07-01 1999-06-18 Anlage mit einer Wärmepumpe und einem Speicher

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998129334 DE19829334C1 (de) 1998-07-01 1998-07-01 Anlage mit einer Wärmepumpe und einem Speicher
DE19925827A DE19925827C1 (de) 1998-07-01 1999-06-07 Anlage mit einer Wärmepumpe und einem Speicher

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19925827C1 true DE19925827C1 (de) 2001-01-18

Family

ID=26047145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19925827A Expired - Fee Related DE19925827C1 (de) 1998-07-01 1999-06-07 Anlage mit einer Wärmepumpe und einem Speicher

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0969255B1 (de)
AT (1) ATE276496T1 (de)
DE (1) DE19925827C1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009052559A1 (de) * 2009-11-10 2011-05-12 Markus Kroll Vorrichtung und Verfahren zur Wärmespeicherung und Wärmebereitstellung

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10161254A1 (de) * 2001-12-13 2003-07-03 Konvekta Ag Klimatisierungseinrichtung für ein Fahrzeug
JP2004190924A (ja) * 2002-12-10 2004-07-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 給湯機
DE202006009009U1 (de) * 2006-06-08 2007-10-18 Dietz, Erwin Wärmeübertrager
EP2603744A2 (de) * 2010-08-09 2013-06-19 Zvi Shtilerman Vorrichtung und verfahren zur wassererwärmung
CN105546819B (zh) * 2016-01-31 2018-05-25 佛山光腾新能源股份有限公司 一种使用二级换热器的热泵机组

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4301723C2 (de) * 1992-01-24 1995-03-16 Solar Diamant Syst Warmwasserspeicher

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH289319A (de) * 1953-02-20 1953-03-15 Uhlmann Geb Heisswasserspeicher.
FR1086317A (fr) * 1953-07-06 1955-02-11 Perfectionnement aux chauffe-eau électriques par accumulation
CH524115A (fr) 1971-05-24 1972-06-15 Cipag S A Appareil chauffe-eau à accumulation
GB1544804A (en) * 1977-05-02 1979-04-25 Commercial Refrigeration Ltd Apparatus for and methods of transferring heat between bodies of fluid or other substance
DE2903250C2 (de) * 1979-01-29 1983-10-20 Manfred 4407 Emsdetten Drieling Kessel zum Erhitzen und Speichern von Wasser
DE3137146C2 (de) 1981-09-18 1984-04-12 Eureka, 4407 Emsdetten Warmwasserbereiter zur Erzeugung und Speicherung von heißem Wasser
FI915035A (fi) * 1991-10-25 1993-04-26 Hannu Koskela Foerfarande och anordning foer uppvaermning av vatten eller naogon annan vaetska
DE4315924A1 (de) * 1993-05-12 1994-11-17 Forschungszentrum Fuer Kaeltet Kälteträger für Kältemaschinen oder Wärmepumpen
DE19542076A1 (de) * 1995-11-11 1997-05-15 Solar Diamant Systemtechnik Un Warmwasserspeicher, insbesondere für Brauchwasser

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4301723C2 (de) * 1992-01-24 1995-03-16 Solar Diamant Syst Warmwasserspeicher

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009052559A1 (de) * 2009-11-10 2011-05-12 Markus Kroll Vorrichtung und Verfahren zur Wärmespeicherung und Wärmebereitstellung

Also Published As

Publication number Publication date
ATE276496T1 (de) 2004-10-15
EP0969255A2 (de) 2000-01-05
EP0969255A3 (de) 2002-07-10
EP0969255B1 (de) 2004-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0683362B1 (de) Wärmespeicher
DE19750814A1 (de) Wärmetauscher, insbesondere Ölkühler mit einem eingeschlossenen Regelventil, sowie Verfahren zur Regelung eines Wärmetauschers
DE19925827C1 (de) Anlage mit einer Wärmepumpe und einem Speicher
DE1401668C3 (de) Verfahren zur Leistungsregelung eines luftgekühlten Oberflächenkühlers für Flüssigkeiten und Oberflächenkühler zur Durchführung des Verfahrens
DE19807657C1 (de) Wärmespeicher
DE3044079C2 (de) Warmwasserspeicher
DE69924647T2 (de) Plattenwärmetauscher mit integriertem ventil
DE2803664A1 (de) Waermeaustauscher, insbesondere warmwasserbehaelter zum erwaermen von gebrauchswasser
DE4418737C2 (de) Anordnung zur Warmwasserbereitung mit Satelitenspeicher und Rückschlagventil
DE10000352A1 (de) Schichtpufferspeicher mit selbstregelndem Wärmetauscher und Schichtbeladeeinrichtung
EP0924471A2 (de) Wärmespeicher
DE19504694C1 (de) Wärmespeicher und Verfahren zum Betreiben des Wärmespeichers
DE19548816A1 (de) Regelvorrichtung für Warmwasserspeicher mit Thermosiphonwärmetauschern
DE10237771B3 (de) Warmwasserschichtspeicher
DE102008033635A1 (de) Schichtwärmespeicher mit Naturumlauf
DE20220554U1 (de) Wasserspeicher mit mehreren Steigleitungen
DE19829334C1 (de) Anlage mit einer Wärmepumpe und einem Speicher
DE3400377A1 (de) Waermeaustauscher fuer heizungsanlagen
DE3827585C2 (de)
DE102005001511A1 (de) Thermische Schichtleiteinrichtung für Oberflächenwärmetauscher
DE202005007941U1 (de) Geregelter Zwei-Zonen-Pufferspeicher für frische Trinkwassererwärmung
DE3115697C2 (de)
DE10054628B4 (de) Warmwasserspeicher
AT401968B (de) Vorrichtung zum erwärmen eines wärmeträgers für einen heizungskreislauf und von brauchwasser mit hilfe eines heizmediums
DE2510695C3 (de) Brauchwasserbereiter

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of patent without earlier publication of application
AF Is addition to no.

Ref country code: DE

Ref document number: 19829334

Format of ref document f/p: P

D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R142 Lapse of patent of addition due to non-payment of renewal fees for parent patent

Ref document number: 19829334

Country of ref document: DE

Effective date: 20110622