DE202007011546U1

DE202007011546U1 - Tempering device based on heat pumps

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Publication number: DE202007011546U1
Application number: DE202007011546U
Authority: DE
Original assignee: Kroll, Markus; Vetter, Andreas
Current assignee: KROLL, MARKUS, DE
Priority date: 2007-08-17
Filing date: 2007-08-17
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2017-08-18
Also published as: WO2009024282A2; WO2009024282A3; EP2026019A3; EP2026019A2

Abstract

Temperiereinrichtung auf Wärmepumpenbasis, mit einem Kältemedium-Kreislauf (K), in dem in Reihenschaltung ein Verdichter (1), ein zur Wärmeabgabe bestimmter erster Wärmetauscher (2), ein Expansionsventil (5), ein zur Wärmeaufnahme aus einem Fluidstrom bestimmter Verdampfer (6) und ein in die Reihenschaltung einbezogener Kondensator in Form eines zweiten Wärmetauschers (3) angeordnet sind, und mit einem Wärmetransportmedium-Kreislauf (W), in den der erste und der zweite Wärmetauscher (2, 3) einbezogen sind und der dort in Wärmetauschbeziehung zum Kältemedium-Kreislauf (K) steht, wobei der erste Wärmetauscher (2) zum Zweck der Wärmeabgabe in den Kältemedium-Kreislauf (K) zwischen dem Ausgang des Verdichters (1) und einem vor dem Eingang des zweiten Wärmetauschers (3) eingeschalteten, diesen im Kühl- oder Abtaubetrieb vom Verdichterausgang trennenden Kreislaufumkehrventil (24) so eingesetzt ist, dass er in beiden Kreislaufrichtungen in den Kältemedium-Kreislauf (K) einbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitungen des Kältemedium-Kreislaufs (K) oder des Wärmetransportmedium-Kreislaufs (W) an den zweiten Wärmetauscher (3) über Umschaltventile (96, 97) geführt sind,...tempering on heat pump basis, with a refrigerant circuit (K), in which in series a compressor (1), one for heat dissipation certain first heat exchanger (2), an expansion valve (5), one intended to absorb heat from a fluid stream Evaporator (6) and a capacitor included in the series connection are arranged in the form of a second heat exchanger (3), and with a heat transport medium circuit (W), in the the first and the second heat exchanger (2, 3) included are and there in heat exchange relationship to the refrigerant medium cycle (K), wherein the first heat exchanger (2) for the purpose the heat release into the refrigeration medium cycle (K) between the outlet of the compressor (1) and one in front of the entrance of the second heat exchanger (3) turned on, this in cooling or defrosting mode separating from the compressor outlet Circulation reversing valve (24) is inserted so that in both Circulation directions included in the refrigeration medium cycle (K) is, characterized in that the connecting lines of the refrigerant-medium circuit (K) or the heat transfer medium circuit (W) to the second heat exchanger (3) via changeover valves (96, 97) are guided, ...

Description

Die Neuerung bezieht sich auf eine Temperiereinrichtung auf Wärmepumpenbasis, mit einem Kältemedium-Kreislauf, in dem in Reihenschaltung ein Verdichter, ein zur Wärmeabgabe bestimmter Kondensator in Form eines ersten Wärmetauschers, ein Expansionsventil, ein zur Wärmeaufnahme aus einem Fluidstrom bestimmter Verdampfer und gegebenenfalls ein in die Reihenschaltung einbezogener zweiter Wärmetauscher angeordnet sind, und mit einem Wärmetransportmedium-Kreislauf, der im allgemeinen ein Wasserkreislaufsystem ist und in den der oder die Wärmetauscher einbezogen sind und der dort in Wärmetauschbeziehung zum Kältemedium-Kreislauf steht. Eine solche Temperiereinrichtung ist aus DE 202006 010412 U1 bekannt.The innovation relates to a tempering device based on heat pump, with a cooling medium circuit in which in series a compressor, a heat exchanger for certain condenser in the form of a first heat exchanger, an expansion valve, a certain heat from a fluid stream evaporator and optionally in the Series connected second heat exchanger are arranged, and with a heat transport medium circuit, which is generally a water circulation system and in which the one or more heat exchangers are involved and there is in heat exchange relationship with the refrigerant circuit. Such a tempering is off DE 202006 010412 U1 known.

Durch die Neuerung soll eine verbesserte Verwertung der greifbaren Energien ermöglicht werden. Gemäß der Neuerung dienen diesem Zweck mehrere Schritte, die verschiedene Aspekte der Neuerung darstellen.By The innovation should be an improved utilization of the tangible energies be enabled. According to the innovation serve this purpose several steps that different aspects of Represent innovation.

Nach einem ersten Aspekt der Neuerung, bei dem die beiden Wärmetauscher vorhanden sind, ist der erste Wärmetauscher zum Zweck der Wärmeabgabe in den Kältemedium-Kreislauf zwischen dem Ausgang des Verdichters und einem vor dem Eingang des zweiten Wärmetauschers eingeschalteten, diesen im Kühl- oder Abtaubetrieb vom Verdichterausgang trennenden Kreislaufumkehrventil so eingesetzt, dass er in beiden Kreislaufrichtungen in den Kältemedium-Kreislauf einbezogen ist, wobei die Anschlussleitungen des Kältemedium-Kreislaufs oder des Wärmetransportmedium-Kreislaufs an den zweiten Wärmetauscher über Umschaltventile geführt sind, die für eine Strömungsrichtungsumkehr des Kältemediums bzw., was einfacher realisierbar ist, des Wärmetransportmediums im zweiten Wärmetauscher umschaltbar sind. Im Abtaubetrieb und, soweit vorgesehen, im Kühlbetrieb lässt sich dadurch im zweiten Wärmetauscher eine im Vergleich zum Heizbetrieb umgekehrte Strömungsrichtung einstellen, so dass dort der Wärmetauschvorgang in allen Arbeitsphasen im Gegenstrombetrieb erfolgt und somit einen guten Wirkungsgrad hat. Vorzugsweise sind der erste und der zweite Wärmetauscher im Wärmetransportmedium-Kreislauf in Reihe geschaltet und sind die die beiden Anschlüsse des zweiten Wärmetauschers an diesen Kreislauf anschließenden Umschaltventile zwischen einer geraden und einer über Kreuz durchschaltenden Schaltstellung umschaltbare Umschaltventile. Das neuerungsgemäße Konzept lässt sich so mit mäßigem Geräteaufwand realisieren.To a first aspect of the innovation in which the two heat exchangers are present, the first heat exchanger for the purpose of Heat transfer into the refrigerant circuit between the output of the compressor and one in front of the input of the second Heat exchanger switched on, this in the cooling or defrost operation from the compressor output separating circuit reversing valve used so that he in both directions in the refrigeration medium cycle is included, wherein the connecting lines of the refrigerant circuit or the heat transport medium circuit to the second Heat exchangers are guided via changeover valves, that for a flow direction reversal of the refrigeration medium or, which is easier to implement, the heat transfer medium can be switched in the second heat exchanger. In the defrost operation and, as far as provided, in cooling mode can be characterized in the second heat exchanger in comparison to Set heating mode reverse flow direction, so that There, the heat exchange process in all phases of work in countercurrent operation takes place and thus has a good efficiency. Preferably the first and the second heat exchanger in the heat transport medium circuit connected in series and are the two connections of the second heat exchanger subsequent to this circuit Changeover valves between a straight and a cross switchable switching position switchable changeover valves. The Renewable concept can be so realize with moderate equipment costs.

Ein zweiter Aspekt betrifft eine Temperiereinrichtung, die einen Heiz- und einen Kühlbetrieb erlauben soll und bei der für diesen Aspekt der zweite Wärmetauscher nützlich, aber nicht dringend notwendig ist und der – erste – Wärmetauscher zum Zweck der Wärmeabgabe in den Kältemedium-Kreislauf hinter dem Ausgang des Verdichters so eingesetzt ist, dass er in beiden Kreislaufrichtungen in den Kältemedium-Kreislauf einbezogen ist. Bei dieser Temperiereinrichtung besteht der Wärmetransportmedium-Kreislauf aus wenigstens zwei parallelen Teilkreisen, von denen einer durch einen als Wärmetauscher gegen einen Brauchwasserzweig dienenden Schichtenspeicher geleitet ist, welcher seinerseits über zwei Anschlussstellen mit Schaltventilen mit einem Puffer-Wärmespeicher verbindbar ist, welcher wiederum seinerseits mit Heiz- oder Kühl-Wärmetauschern verbunden ist, und der andere über Schaltventile durch den Pufferspeicher führbar ist. Im Kühlbetrieb kann dann der Schichtenspeicher umgangen werden und die durch die Kühlung der Raumluft entnommene Energie ausgenützt, nämlich für die Warmwasserbereitung verwendet werden. Eine bevorzugte gerätetechnische Verwirklichung dieses Konzepts sieht so aus, dass die Schaltventile der Anschlussstellen des Puffer-Wärmespeichers synchron gesteuerte Dreiwegeventile sind, die mit dem Puffer-Wärmespeicher entweder den Schichtenspeicher oder den die beiden Medienkreisläufe koppelnden Wärmetauscher verbinden. Sind, speziell wenn der Wärmetransportmedium-Kreislauf ein Luftsplit-Wärmepumpen-Kreislauf ist, sowohl der erste als auch der zweite Aspekt verwirklicht, so stellt es eine zweckmäßige Konstruktion dar, wenn die Umschaltventile in den Anschlussleitungen des Wärmetransportmedium-Kreislaufs an den zweiten Wärmetauscher zwei gesteuerte Dreiwegeventile sind und ein weiteres, drittes gesteuertes Dreiwegeventil in eine der Anschlussleitungen des Wärmetransportmedium-Kreislaufs an den ersten Wärmetauscher eingeschaltet ist, und die Umschaltventile folgende Schaltstellungen einnehmen können: das erste Umschaltventil verbindet den ersten Anschluss des zweiten Wärmetauschers mit einem der Dreiwegeventile des Puffer-Wärmespeichers oder mit ersten Anschlüssen des Schichtenspeichers, das zweite Umschaltventil verbindet den zweiten Anschluss des zweiten Wärmetauschers mit dem anderen Dreiwegeventil des Puffer-Wärmespeichers oder mit einem ersten Anschluss des dritten Dreiwegeventils, und das dritte Dreiwegeventil verbindet den einen Anschluss des ersten Wärmetauschers, dessen anderer Anschluss zu zweiten Anschlüssen des Schichtenspeichers geleitet ist, mit dem zweiten Anschluss des zweiten Umschaltventils oder mit den ersten Anschlüssen des Schichtenspeichers. Hierdurch lassen sich durch entsprechende Ventilansteuerung leicht die gewünschten Verfahrensmaßnahmen bewirken.One second aspect relates to a tempering device which has a heating and allow a cooling operation and at the for useful in this aspect of the second heat exchanger but not urgently necessary and the - first - heat exchanger for the purpose of dissipating heat into the refrigeration medium cycle behind the output of the compressor is inserted so that it is in both directions in the refrigeration medium cycle is involved. In this tempering the heat transfer medium circuit exists from at least two parallel subcircles, one of which a serving as a heat exchanger against a service water branch Layer memory is passed, which in turn over two connection points with switching valves with a buffer heat accumulator is connectable, which in turn with heating or cooling heat exchangers connected, and the other through switching valves through the buffer memory is feasible. In cooling mode then the stratified storage can be bypassed and those through the Exploitation of energy extracted from the room air, namely used for water heating become. A preferred device implementation this concept looks like that the switching valves of the connection points the buffer heat accumulator synchronously controlled three-way valves are those with the buffer heat storage either the stratified storage or the two media circuits coupling heat exchanger connect. Are, especially if the heat transport medium cycle an air split heat pump cycle is both the first as well as the second aspect, it constitutes an expedient Construction is when the switching valves in the connecting lines the heat transport medium circuit to the second heat exchanger two controlled three-way valves are and another, third controlled Three-way valve in one of the connecting lines of the heat transport medium circuit is turned on to the first heat exchanger, and the Change-over valves can take the following switching positions: the first switching valve connects the first port of the second heat exchanger with one of the three-way valves of the buffer heat accumulator or with first connections of the stratified storage, the second switching valve connects the second port of the second Heat exchanger with the other three-way valve of the buffer heat storage or with a first port of the third three-way valve, and the third three-way valve connects one port of the first Heat exchanger whose other connection to second connections the stratified memory is routed to the second terminal of the second switching valve or with the first connections of the stratified storage. This can be done by appropriate Valve control easily the desired procedures cause.

Zur Reduzierung der Zahl der Ventile und zur Vereinfachung der Hydraulischen Schaltung kann es bevorzugsenswert sein, wenn im Kältemedium-Kreislauf der Temperiereinrichtung parallel zum ersten Wärmetauscher ein als Warmwassermodul dienender dritter Wärmespeicher geschaltet ist, und zwischen dem Verdichter einerseits und dem ersten und dem dritten Wärmetauscher andererseits ein zwischen den Eingängen dieser Wärmetauscher umschaltendes gesteuertes Umschaltventil eingesetzt ist, wobei vorzugsweise der dritte Wärmespeicher im Wärmetransportmedium-Kreislaufs (W) über eine Pumpe mit Anschlussstellen eines Warmwasserbereiters verbunden ist. Der Mehraufwand des zusätzlichen Wärmetauschers kann die Ersparnis an Ventilen und Komplexität in vielen Fällen auswiegen.To reduce the number of valves and to simplify the hydraulic circuit, it may be desirable if in the refrigerant circuit of the tempering parallel to the a third heat storage serving as a hot water module is connected to the first heat exchanger, and between the compressor on the one hand and the first and the third heat exchanger on the other hand, a switched between the inputs of this heat exchanger controlled changeover valve is used, preferably the third heat storage in the heat transport medium cycle (W) via a Pump is connected to connection points of a water heater. The extra expense of the additional heat exchanger can in many cases offset the savings in valves and complexity.

Nach einem dritten Aspekt der Neuerung sind bei der Temperiereinrichtung mit dem Kaltemedium-Kreislauf, in dem in Reihenschaltung der Verdichter, der zur Wärmeabgabe bestimmte Kondensator, das Expansionsventil und der zur Wärmeaufnahme bestimmte und mit dem Gebläse versehene Verdampfer angeordnet sind, nicht nur ein, sondern zwei zum Hindurchleiten der Luft angeordnete Verdampfer vorhanden, die durch Umschaltventile alternierend in den Kältemedium-Kreislauf einbeziehbar sind, also einen Pendelbetrieb durchführen, wobei von den beiden Verdampfern jeweils einer als der Luft Wärme entziehender Verdampfer in den Kreislauf einbezogen ist, während der andere als Wärme abgebender Wärmetauscher ohne Verdampfungsfunktion an eine Quelle mit angewärmtem Kältemittel angeschlossen ist, und diese beiden Anschlusskonfigurationen durch die Umschaltventile alternierend einstellbar sind. Durch diesen Pendelbetrieb der Verdampfer können die sonst den Heizbetrieb unterbrechenden Abtauphasen entfallen, da jeder Verdampfer abtaut, während der andere Wärme aus der Luft aufnimmt. Hierbei ist es möglich, dass die beiden Verdampfer mit einem gemeinsamen Gebläse versehen sind und jedem Verdampfer ein eigenes Expansionsventil vorgeschaltet ist. Die Empfindlichkeit gegen sehr kalte Außenluft wird dabei dadurch vermindert, dass den beiden Verdampfern im Luftstrom einzeln oder gemeinsam ein an sich bekannter ( DE 202006 010412 U1 ) zusätzlicher Luft-Kältemedium-Wärmetauscher vorgeschaltet ist, der zum Zweck der Wärmeabgabe in den Kältemedium-Strom zwischen dem Ausgang des Kondensators und dem Eingang des Verdampfers eingeschaltet ist und örtlich im Weg des vom Gebläse erzeugten Luftstroms vor dem Verdampfer angeordnet ist.According to a third aspect of the invention, in the tempering device with the cold-medium circuit in which the condenser, the expansion valve and the heat-receiving and blower-mounted evaporator are connected in series, not only one but two for passing the air arranged evaporator present, which are by switching valves alternately in the refrigerant circuit can be included, so perform a pendulum operation, of the two evaporators each one of the air heat evacuating evaporator is included in the cycle, while the other as heat discharging heat exchanger without evaporation function is connected to a source with warmed refrigerant, and these two connection configurations are alternately adjustable by the changeover valves. By this pendulum operation of the evaporator, otherwise the heating operation interrupting defrosting can be omitted, since each evaporator defrosts, while the other absorbs heat from the air. It is possible that the two evaporators are provided with a common blower and each evaporator is preceded by its own expansion valve. The sensitivity to very cold outside air is thereby reduced by the fact that the two evaporators in the air flow individually or collectively a known ( DE 202006 010412 U1 ) upstream of the additional air-refrigerant-medium heat exchanger, which is switched on for the purpose of heat dissipation in the cold medium flow between the outlet of the condenser and the inlet of the evaporator and is located locally in the path of the air flow generated by the fan in front of the evaporator.

Nach einem vierten Aspekt nützt die Temperiereinrichtung noch weitere zusätzliche Energiequellen aus, nämlich insbesondere Luftströme einer erzwungenen Raumlüftung. Hierzu ist noch wenigstens ein weiterer an den Kältemedium-Kreislauf angeschlossener Wärmetauscher vorhanden, dessen wärmeaufnehmender Wärmetauscherteil im Strömungskanal einer einen entziehbaren Wärmeinhalt aufweisenden Materialströmung wie insbesondere eines Fortluftstroms und eventuell zusätzlich eines Zuluftstroms eingesetzt ist. Der bzw. die weitere(n) Wärmetauscher ist/sind hinsichtlich des Kältemedium-Kreislaufs in einen Kreislaufzweig eingeschaltet, der von der vom Verdichterausgang zum Kreislaufumkehrventil führenden Leitung abzweigt und in die vom Kreislaufumkehrventil zum Verdichtereingang führende Leitung einmündet, wobei vorzugsweise dem/den zusätzlichen Wärmetauscher(n) im Kältemedium-Kreislaufzweig jeweils nicht ein Expansionsventil, sondern ein die Einspritzung des Kältemittels bewirkendes Kapillarrohr vorgeschaltet ist.To In a fourth aspect, the tempering device still uses further additional energy sources, namely in particular air flows of forced ventilation. For this is at least one more to the refrigerant circuit connected heat exchanger available whose heat-absorbing Heat exchanger part in the flow channel of a Extractable heat containing material flow such as in particular a exhaust air flow and possibly in addition a supply air flow is used. The or the other (s) heat exchanger is / are in terms of the refrigerant circuit in a Circuit branch is switched on, that of the compressor output branches to the circuit reversing valve leading line and in the leading from the circulation reversing valve to the compressor inlet Line opens, preferably the / the additional Heat exchanger (s) in the cold medium circulation branch each not an expansion valve, but the injection upstream of the refrigerant causing capillary tube is.

Nach einem fünften Aspekt der Neuerung umfasst die Temperiereinrichtung einen dem Verdichter vorgeschalteten Zwischenbehälter, der als Ausgleichsbehälter und Flüssigkeitsabscheider für das Kältemedium dient und durch den die Eingangsleitung des Verdichters geführt ist, sowie einen in die Ausgangsleitung des Verdichters eingeschalteten Ölabscheider und eine von einer Ölsammelstelle in der Ölabscheiderinstallation abzweigenden Öl-Rückführleitung zum Verdichter, die gemäß der Neuerung in einen Zwischenbehälter mündet, so dass Leitungsverstopfungen, die sich durch Klumpung des gegebenenfalls durch Wärmeentzug abgekühlten abgeschiedenen Öls in den Dampfleitungen ergeben könnten, vermieden werden.To A fifth aspect of the invention comprises the tempering device an intermediate container upstream of the compressor, as a surge tank and liquid separator serves for the refrigeration medium and through which the input line of the compressor is guided, and one in the output line the compressor switched on oil separator and one of an oil collection point in the oil separator installation branching oil return line to the compressor, the according to the innovation in an intermediate container flows, so that clogs up by lumping optionally cooled by heat removal could result in separated oil in the steam lines, be avoided.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Neuerung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:Further Advantages, details and developments of the innovation result from the following description of preferred embodiments below Reference to the drawing. Show it:

1 ein Gesamtschema einer neuerungsgemäßen Temperiereinrichtung, bei der der erste, der zweite und der dritte Aspekt der Neuerung verwirklicht sind; 1 an overall scheme of a tempering device according to the invention, in which the first, the second and the third aspect of the innovation are realized;

2 das noch mehr im einzelnen dargestellte Schema eines Kältemedium-Kreislaufs einer anderen Ausführungsform der Temperiereinrichtung, aus dem der dritte, der vierte und der fünfte Aspekte ersichtlich sind; 2 the illustrated in more detail scheme of a refrigerant circuit of another embodiment of the tempering, from which the third, the fourth and the fifth aspects are apparent;

3 eine vereinfachte schematische Geräteübersicht für den Kältemedium-Kreislauf 3 a simplified schematic device overview for the refrigeration medium cycle

4 eine vereinfachte schematische Geräteübersicht für den Wärmetransportmedium-Kreislauf; 4 a simplified schematic device overview for the heat transport medium cycle;

5 und 6 Durchströmungsschemen des Kältemedium-Kreislaufs mit zwei Verdampfern in seinen alternierenden Betriebsphasen; 5 and 6 Durchströmungsschemen the refrigeration medium circuit with two evaporators in its alternating phases of operation;

7 bis 9 Durchströmungsschemen des Wärmetransportmedium-Kreislaufs mit zwei Kreislauf-Wärmetauschern in seinen verschiedenen Betriebsphasen; 7 to 9 Durchströmungsschemen the heat transport medium circuit with two circuit heat exchangers in its various phases of operation;

10 das Schaltungsschema einer abgewandelten Ausführung des Kältemedium-Kreislaufs, die sich speziell für die Wärmerückgewinnung zur Wassererwärmung im Klimatisierungs-Kühlbetrieb eignet; 10 the circuit diagram of a modified version of the refrigerant circuit, which is particularly suitable for heat recovery for water heating in the air conditioning cooling mode;

11 den Kältemedium-Kreislauf des Schemas von 10 mit Markierung der vom Kaltemedium durchströmten Leitungen in der Betriebsphase der Kühlung mit Wärmerückgewinnung. 11 the refrigeration medium cycle of the scheme of 10 with marking of the lines through which the cold medium flows in the operating phase of cooling with heat recovery.

Die in 1 gezeigte Wärmepumpen-Temperiereinrichtung, mit der geheizt und gekühlt werden kann, besteht grundsätzlich aus einem Kreislauf K eines Wärmetransportmittels, das auch als Kältemittel oder im folgenden als Kältemedium bezeichnet wird, hinsichtlich seines kritischen Drucks und seiner kritischen Temperatur im Arbeitsbereich der Anlage liegt und durch Druck unter Wärmeabgabe verflüssigt und an anderer Stelle des Kreislaufs durch Druckentspannung unter Wärmeaufnahme verdampft wird. Solche Kältemedien können z. B. Frigene oder halogenierte Fluorkohlenwasserstoffe sein, auch Ammoniak ist als Kältemedium be kannt. Die dargestellte Temperiereinrichtung umfasst weiterhin einen Wärmetransportmedium-Kreislauf W, der hier als Wärmetransportmedium Wasser verwendet. Der Kreislauf W schließt an die Wärmeabgabestelle des Kreislaufs K an und gibt die aufgenommene Wärme teils an Heizkörper im Haus, z. B. einer Unterbodenheizung, und teils in einem Schichtenspeicher an das Brauchwasser des Hauses ab.In the 1 shown heat pump tempering, with which can be heated and cooled, consists in principle of a circuit K of a heat transfer medium, which is also referred to as a refrigerant or hereinafter referred to as cryogen, with respect to its critical pressure and its critical temperature in the work area of the plant and by pressure is liquefied under heat and evaporated elsewhere in the cycle by depressurization while absorbing heat. Such cold media can, for. B. be Frigen or halogenated fluorocarbons, and ammonia is known as a cold medium be known. The tempering device shown further comprises a heat transport medium circuit W, which uses water here as a heat transport medium. The circuit W connects to the heat discharge point of the circuit K and gives the heat absorbed partly to radiators in the house, z. B. underbody heating, and partly in a stratified storage of the domestic water of the house.

Die in 1 dargestellte Temperiereinrichtung soll also als Klimaeinrichtung für die Raumheizung oder wahlweise Raumkühlung und außerdem für die Brauchwassererhitzung dienen; sie umfaßt einen die wärmeabgebenden Teile enthaltenden Innenteil I, der sich im Innenraum befindet, und einen die wärmeaufnehmenden Teile umfassenden Außenteil A, der sich außerhalb des Hauses befindet. Der Kreislauf K befindet sich teils im Außen- und teils im Innenteil, der Kreislauf W ganz im Innenteil. In 1 sind die Teile I und A durch eine dünne strichpunktierte Linie getrennt.In the 1 shown tempering should therefore serve as a climate device for space heating or optional room cooling and also for hot water heating; it comprises an inner part I containing the heat-emitting parts, which is located in the interior, and an outer part A comprising the heat-absorbing parts, which is located outside the house. The circuit K is located partly in the outer and partly in the inner part, the circuit W in the inner part. In 1 Parts I and A are separated by a thin dot-dash line.

In einzelnen umfasst der Kältemedium-Kreislauf K von 1 im Innenteil I einen Verdichter 1 für das dampfförmige Kältemedium, einen dem Verdichter im Kreislauf nachgeschalteten ersten Platten-Wärmetauscher 2 und sodann einen im Heizkreislauf folgenden zweiten Platten-Wärmetauscher 3, der als Kondensator wirkt; und im Außenteil A zwei alternierend betriebene Luft-Wärmekollektoreinheiten 4, 4=, jeweils mit einem Expansionsventil 5, das den vom Verdichter 1 aufgebauten Mediendruck auf einen für die Verdampfung geeigneten niedrigeren Druck reduziert, und einen Luft-Kältemedium-Wärmetauscher in Form eines Verdampfers 6, der die zum Wärmeentzug herangezogene Luft von einem Lüfter 7 geliefert bekommt. Das entspannte, verdampfte und aufgrund seiner Dampfform eine angehobene Enthalpie aufweisende Kältemedium wird zum Verdichter zurückgesaugt. Der Lüfter ist hier am Luftströmungseingang des Aggregats dargestellt, in vielen Fällen ist er jedoch als Saug-Lüfter am Luftströmungsausgang montiert.In detail, the refrigerant circuit K comprises K of 1 in the inner part I a compressor 1 for the vaporous refrigerating medium, a first plate heat exchanger downstream of the compressor in the circuit 2 and then a second plate heat exchanger following in the heating circuit 3 acting as a capacitor; and in the outer part A two alternately operated air-heat collector units 4 . 4 = , each with an expansion valve 5 that of the compressor 1 built-up medium pressure reduced to a suitable for the evaporation of lower pressure, and an air-refrigerant-medium heat exchanger in the form of an evaporator 6 which removes the heat taken from the heat by a fan 7 delivered. The expanded, vaporized and due to its vapor form a raised enthalpy having refrigerant is sucked back to the compressor. The fan is shown here on the unit's airflow inlet, but in many cases it is mounted as a suction fan on the airflow outlet.

Im Wärmetransportmedium-Kreislauf W wird im Heizbetrieb Wasser als Wärmetransportmedium in den Wärmetauschern 2 und 3 erwärmt und teils einem Schichtenspeicher 11 und teils einem Pufferspeicher 12 zugeleitet. Schematisch dargestellt sind: ein Warm- Brauchwasser-Verbraucher 13, für den das von einem Frischwasseranschluss 14 eingespeiste kalte Wasser im Schichtenspeicher 11 erwärmt wird, und Heizkörper 15, die zur Wärmeabgabe und auch zur Wärmeaufnahme, also zur Kühlung des Raums, verwendbar sind.In the heat transfer medium circuit W, water is used as a heat transport medium in the heat exchangers during heating operation 2 and 3 heated and partly a stratified storage 11 and partly a cache 12 fed. Schematically represented are: a domestic hot water consumer 13 for which the of a fresh water connection 14 fed cold water in the stratified storage 11 is heated, and radiator 15 , which are used for heat dissipation and also for heat absorption, so for cooling the room.

Der im Innenteil I befindliche Teil des Kältemedium-Kreislaufs K hat den in DE 202006 010412 U1 beschriebenen Aufbau, der deshalb hier nicht mehr im einzelnen erläutert wird. Kurz dargestellt, verlässt das Medium den Verdichter 1 über eine Druckleitung 21, in deren Verlauf sich ein Ölabscheider 22 befindet, der im Verdichter in das Kältemedium gemischtes Maschinenöl, das im Kreislauf eine problematische Komponente wäre, absondert und es über eine Ölrückführleitung 23 dem Verdichter zurückliefert, indem er es dem gasförmigen Eingangsmedium des Verdichters beigibt. Die Druckleitung 21 mündet sodann in den ersten Platten-Wärmetauscher 2, der einen Teil der durch die Verdichtung und Verflüssigung dem Kältemedium mitgegebenen Wärme als Nutzwarme an das Wasser abgibt, und verläuft weiter zu einem Kreislaufumkehrventil 24, das als Magnetventil steuerbar ist und Vierwege-Umschaltungen erlaubt. An das Ventil 24 schließen vier Leitungen an, nämlich die vom Wärmetauscher 2 kommende Druckleitung 21, eine Ventil-Ausgangsleitung 25, eine vom Außenteil A kommende bzw. zum Außenteil A führende Leitung 26 und eine über Zwischenglieder zum Verdichter 1 zurückführende Saugleitung 27. Im normalen Heizbetrieb steht das Ventil 24 so, dass die Druckleitung 21 mit der zum Wärmetauscher 3 führenden Leitung 25, und die Leitung 26 mit der Saugleitung 27 verbunden ist. Am Ausgang des Kondensators 3 schließt eine Leitung 28 an, die in ihrem weiteren Verlauf als zweite Kältemediumleitung, neben der Leitung 26, die Teile I und A miteinander verbindet.The located in the inner part I part of the refrigerant circuit K has the in DE 202006 010412 U1 described construction, which is therefore not explained here in detail. In brief, the medium leaves the compressor 1 via a pressure line 21 , in the course of which an oil separator 22 located in the compressor mixed into the refrigerant medium machine oil, which would be a problematic component in the circulation, and it separated via an oil return line 23 returns the compressor by adding it to the gaseous input medium of the compressor. The pressure line 21 then flows into the first plate heat exchanger 2 which discharges a part of the heat imparted by the compression and liquefaction of the refrigerant medium as Nutzwärme to the water, and continues to a circulation reversal valve 24 , which is controllable as a solenoid valve and allows four-way switching. To the valve 24 connect four lines, namely those of the heat exchanger 2 coming pressure line 21 , a valve outlet line 25 , A coming from the outer part A and the outer part A leading line 26 and one via intermediate links to the compressor 1 Returning suction line 27 , In normal heating mode is the valve 24 so that the pressure line 21 with the to the heat exchanger 3 leading line 25 , and the line 26 with the suction line 27 connected is. At the output of the capacitor 3 closes a wire 28 in their further course as the second refrigerant medium line, next to the line 26 that connects parts I and A with each other.

Jede der Luft-Wärmekollektoreinheiten 4 und 4= umfasst ein Vorwärmregister 31, ein Verdampfer-Hauptregister 32 und ein Saug-Sammelrohr 33, die im Heizbetrieb vom Medium in dieser Reihenfolge durchflossen werden. An das Sammelrohr 33 schließt als Ausgang die Leitung 26 an, die im Heizbetrieb schließlich wieder die Verbindung zum Verdichter 1 herstellt.Each of the air-heat collector units 4 and 4 = includes a preheat register 31 , an evaporator main register 32 and a suction manifold 33 , which are flowed through by the medium in heating sequence in this order. To the manifold 33 closes the line as output 26 in the heating mode, the connection to Ver poet 1 manufactures.

Das Vorwärmregister 31 ist wie in der Zeichnung dargestellt mit dem Expansionsventil 5 verbunden, dem ein Venturi nachgeschaltet ist, dessen Ausgangsleitungen jeweils an einer Ein spritzdüse in das Hauptregister 32 münden. Ein Temperaturfühler 36 misst die Temperatur in der Leitung 26 und sendet ein entsprechendes Signal oder eine entsprechende Antriebsspannung an den Ansteuermotor des Expansionsventils 5. Das Vorwärmregister 31 wird also noch von flüssigem heißem Kältemedium unter hohem Druck durchflossen, während in das Hauptregister 32 zunächst noch flüssiges und warmes, aber schon unter niedrigem Druck stehendes Medium eintritt, das dann unter Abkühlung verdampft und der das Register umspülenden Luft Wärme entzieht. Der dargestellte Aufbau der Einheiten 4, 4= enthält noch weitere Leitungen und Elemente, die für sich und ihre Funktion aus der genannten DE 202006 010412 U1 bekannt sind. Bei kalter Außenluft neigt das Hauptregister 32 dazu, zu vereisen, so dass es in Intervallen abgetaut werden muss. Dies geschieht nach dem Stand der Technik durch eine kurze Kreislaufumkehr, mit Wärmeabgabe am Hauptregister 32. Die Verdoppelung der Einheit 4, 4= schafft hier, wie noch erläutert wird, im Rahmen der Neuerung eine verbesserte Möglichkeit.The preheat register 31 is as shown in the drawing with the expansion valve 5 connected, which is followed by a Venturi whose output lines each at a spray nozzle in the main register 32 lead. A temperature sensor 36 measures the temperature in the pipe 26 and sends a corresponding signal or a corresponding drive voltage to the drive motor of the expansion valve 5 , The preheat register 31 So is still traversed by liquid hot refrigerant under high pressure, while in the main register 32 first still liquid and warm, but already under low pressure medium enters, which then evaporates under cooling and the heat evacuated from the register rinsing heat. The illustrated construction of the units 4 . 4 = contains even more lines and elements that for themselves and their function from the mentioned DE 202006 010412 U1 are known. In cold outdoor air, the main register tends 32 to freeze, so it has to be defrosted at intervals. This is done according to the prior art by a short cycle reversal, with heat transfer to the main register 32 , The doubling of the unit 4 . 4 = Here, as will be explained, there is an improved possibility in the context of the innovation.

Der Verdichter 1 ist ein reiner Gas-Verdichter, und wenn er eingangsseitig auch flüssige Teilchen ansaugt, gibt es Schläge und Störungen bis hin zu anlageschädigendem Flüssigkeitsdruck. Beim dargestellten Beispiel ist der Verdichter ein Scrollverdichter. Im Innenteil I der Anlage ist insofern in die zum Verdichter 1 hin gerichtete Saugleitung 27 ein Flüssigkeitsabscheider 41 einbezogen, an dessen Ausgang fast nur noch dampfförmiges Medium abgesaugt wird. Die Leitung 27 mündet nach Verlassen des Abscheiders 41 in einen Zwischenbehälter 42, der seinerseits zwei Behälter umfasst, nämlich einen ersten Vorratstank 43, der als Ausgleichsbehälter und Wärmetauscher dient, und einen zweiten Vorratstank 44, aus dem eine Saugleitung zum Verdichter 1 führt. Im unteren Bereich des Zwischenbehälters 42, also in dessen "Sumpf", in dem sich nochmal Flüssigkeit abscheiden kann, setzt eine Flüssigkeits-Abführleitung an, die über ein schaltbares Ventil, einen Filtertrockner, ein Schauglas und ein einen Rückfluss aus der Leitung 28 verhinderndes Rückschlagventil, das durch ein Magnetventil überbrückbar ist, in die Leitung 28 einmündet.The compressor 1 is a pure gas compressor, and if it also sucks liquid particles on the input side, there are blows and disturbances up to plant-damaging fluid pressure. In the example shown, the compressor is a scroll compressor. In the inner part I of the system is so far in the compressor 1 directed suction line 27 a liquid separator 41 included, at the output almost only vaporous medium is removed by suction. The administration 27 flows out after leaving the separator 41 in an intermediate container 42 which in turn comprises two containers, namely a first storage tank 43 , which serves as a surge tank and heat exchanger, and a second storage tank 44 , from which a suction line to the compressor 1 leads. In the lower area of the intermediate container 42 , So in its "sump", in which again liquid can be deposited, sets a liquid discharge line, which via a switchable valve, a filter drier, a sight glass and a return flow from the line 28 preventing check valve, which can be bridged by a solenoid valve, in the line 28 opens.

Ein weiterer Leitungszweig mit einer Leitung 45, in die ein Rückschlagventil eingesetzt ist, erstreckt sich zwischen dem ersten Vorratstank 43 und der Leitung 28 am Ausgang des War metauschers 3, so dass im Abtaubetrieb des Verdichters dessen erzeugter Sog das Öffnen des Rückschlagventils verhindert, während im Heizbetrieb das Kondensat vom Wärmetauscher 3 abfließen kann.Another line with a single line 45 into which a check valve is inserted extends between the first storage tank 43 and the line 28 at the exit of the War metauschers 3 so that in the defrosting operation of the compressor whose generated suction prevents the opening of the check valve, while in heating operation, the condensate from the heat exchanger 3 can drain away.

Eine weitere Leitungsrückführung betrifft den Wärmetauscher 3. Zwischen dessen Eingang an der Leitung 25 und seinem Ausgang an der Leitung 28 verläuft eine Rückführleitung 46 für noch gasförmiges Medium, und in diese Leitung ist ein Rückschlagventil so eingesetzt, dass nur eine Rückleitung, nicht aber eine Umgehung des Wärmetauschers 3 möglich ist. Diese Rückleitung wird als Heißgasumspülung bezeichnet.Another line return applies to the heat exchanger 3 , Between its entrance on the line 25 and his exit on the line 28 runs a return line 46 for still gaseous medium, and in this line a check valve is inserted so that only a return line, but not a bypass of the heat exchanger 3 is possible. This return is referred to as Heißgasumspülung.

Zwischen den Leitungen 26 und 21 ist noch eine Überbrückungsleitung 47 gezogen, in die ein Magnetventil einbezogen ist, das durch eine Steuerung geöffnet und geschlossen werden kann. Zwischen der Leitung 28 und den Einheiten 4 und 4= ist ein zweites Umschaltventil 50 eingeschaltet, das aber im regulären Betrieb stets die gleiche Schaltstellung einnimmt.Between the lines 26 and 21 is still a bridging line 47 in which a solenoid valve is included, which can be opened and closed by a controller. Between the line 28 and the units 4 and 4 = is a second switching valve 50 switched on, but always assumes the same switching position in regular operation.

Die Arbeitsweise des beschriebenen Kältemedium-Kreislaufs nach 1 ist, mit Ausnahme des alternierenden Betriebs der Einheiten 4, 4=, die aus D 202006 010412 U1 bekannte Arbeitsweise.The operation of the described refrigerant medium cycle after 1 is, with the exception of the alternate operation of the units 4 . 4 = , from D 202006 010412 U1 well-known way of working.

Der alternierenden Umschaltung zwischen den Einheiten 4 und 4= dienen bei der Ausführungsform von 1 das Kreisllaufumkehrventil 24 und ein Ventile-Aggregat 51, bestehend aus zwei Schaltventilen und vier Rückschlagventilen in der dargestellten Anordnung. Die alternierend durchgeführten Medienflüsse sind in den 3 und 6 veranschaulicht, die später beschrieben werden.The alternating switching between the units 4 and 4 = serve in the embodiment of 1 the circular reversing valve 24 and a valve unit 51 consisting of two switching valves and four check valves in the illustrated arrangement. The alternating media flows are in the 3 and 6 which will be described later.

In 1 eingezeichnet sind noch ein Rückschlagventil 51, das aber nur dann eine Rolle spielt, wenn nur eine einzige Wärmekollektoreinheit 4 vorhanden ist. Es dient der Fixeinspritzung in den Wärmetauscher 3 bei der Abtauung des Verdampfers 6 dieser Einheit 4. In dieser Phase wirkt der Wärmetauscher 3 als Verdampfer. – und ein Elektronisches Einspritzventil 53, der eine Rolle im Kühlbetrieb spielt, und zwar für höhere Kälteleistung, wiederum wenn der Wärmetauscher 3 als Verdampfer wirkt.In 1 plotted are still a check valve 51 , which only plays a role if only a single heat collector unit 4 is available. It is used for the fixed injection into the heat exchanger 3 at the defrost of the evaporator 6 this unit 4 , In this phase, the heat exchanger acts 3 as an evaporator. - and an electronic injector 53 , which plays a role in the cooling mode, and for higher cooling capacity, in turn, when the heat exchanger 3 acts as an evaporator.

2 zeigt das Schema des Kältemittelkreislaufs K einer erweiterten Temperiereinrichtung, nämlich mit zusätzlichen Wärmequellen. Im dargestellten Beispiel ist die Temperiereinrichtung in einem Haus eingebaut, bei dem eine erzwungene Lüftung mit Fortluft und Zuluft installiert ist. Ein zusätzlicher Wärmetauscher 55 in Form eines Verdampfers ist im Fortluftkanal und ein optionaler zusätzlicher Wärmetauscher 56 in Form eines Verdampfers ist im Zuluftkanal der Haus-Lüftungsinstallation angeordnet. Die Wärmetauscher 55 und 56 sind jeweils nicht über ein Expansionsventil, sondern über ein Kapillarrohr 57 bzw. 58 und ein Schaltventil angeschlossen und parallel geschaltet. Sie entnehmen das heiße und zu verdampfende Kältemedium der Druckleitung 21 am Eingang des Kreislaufumkehrventils 24. An einem Leitungs-Koppelpunkt 59 treffen sich eine vom ersten Kreislaufumkehrventil 24 kommende Hauptdampfstrom-Leitung 60 und eine von den zusätzlichen Wärmetauschern 55 und 56 kommende Nebendampfstrom-Leitung 61, um vereinigt über den Zwischenbehälter 42 zum Verdichter 1 zu führen. Die beschriebene Maßnahme ergibt eine noch bessere Energieausnützung. 2 shows the diagram of the refrigerant circuit K an extended tempering, namely with additional heat sources. In the example shown, the tempering is installed in a house in which a forced ventilation with exhaust air and supply air is installed. An additional heat exchanger 55 in the form of an evaporator is in the exhaust air duct and an optional additional heat exchanger 56 in the form of an evaporator is arranged in the supply air duct of the home ventilation installation. The heat exchangers 55 and 56 are each not via an expansion valve, but via a capillary tube 57 respectively. 58 and a switching valve connected and connected in parallel. They take the hot and too evaporating refrigerant medium of the pressure line 21 at the entrance of the circulation reversing valve 24 , At a line crosspoint 59 meet one of the first cycle reversing valve 24 coming main steam flow line 60 and one of the additional heat exchangers 55 and 56 upcoming secondary steam flow line 61 to unite over the intermediate container 42 to the compressor 1 respectively. The measure described results in even better energy utilization.

Im Kreislauf K gemäß 2 sind noch weitere Elemente enthalten, deren Funktion an sich bekannt ist und deshalb hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden braucht. Es handelt sich einen Verdampfungsdruckregler 62 und einen über ein Kapillarrohr gespeisten Rücklauf-Plattenwärmetauscher 63, deren Ausgangs-Kältemedium-Strom der Nebendampfstrom-Leitung 61 eingespeist ist, einen als "Minimizer" bezeichneten Unterkühler 64, der für höhere Vorlauftemperaturen etwa ab 65°C nützlich ist, und Sicherheitsschalter an den Verdichter-Eingängen, nämlich einen Niederdruckschalter 65 und einen Hochdruckschalter 66. Hinsichtlich dieser Schaltungselemente und ihrer Verbindungen wird zur Entlastung der Beschreibung auf die Zeichnung verwiesen.In the circuit K according to 2 are still more elements included, whose function is known per se and therefore need not be described here in detail. It is an evaporation pressure regulator 62 and a return plate heat exchanger powered by a capillary tube 63 , whose output refrigerant medium flow of the secondary steam flow line 61 is fed, called a "minimizer" subcooler 64 , which is useful for higher flow temperatures from about 65 ° C, and safety switches on the compressor inputs, namely a low pressure switch 65 and a high pressure switch 66 , With regard to these circuit elements and their connections, reference is made to the discharge of the description to the drawing.

Von besonderem Interesse ist indessen die in 2 gezeigte Anschlussweise des Ölabscheiders 22. In 1 ist dargestellt, dass der Ölabscheider 22 das abgeschiedene Öl über die Öl rückführleitung 23 direkt in die Eingangsleitung des Verdichters 1 zurückspeist. Eine alternative bekannte Anschlussweise besteht darin, dass das Öl in den zum Flüssigkeitsabscheider 41 fließenden Hauptdampfstrom eingeimpft wird, mit der Folge einer Verstopfungsgefahr durch Klumpenbildung dort. Gemäß einem wichtigen Aspekt der Neuerung mündet die Ölrückführleitung 23 im Zwischenbehälter 42, und zwar speziell in dessen Vorratstank 44, ohne in eine anderweitige Leitung zu münden. Das zurückzuführende Öl wird also dem Hauptdampfstrom nicht in der Enge einer Rohrleitung, sondern im Vorratstank beigemischt, wo es nicht zu Verstopfungen kommt.Of particular interest, however, is the in 2 shown connection of the oil separator 22 , In 1 is shown that the oil separator 22 the separated oil via the oil return line 23 directly into the input line of the compressor 1 feeds back. An alternative known connection way is that the oil in the liquid to the separator 41 flowing main steam stream is inoculated, with the result of a risk of clogging by lumping there. According to an important aspect of the innovation, the oil return line discharges 23 in the intermediate container 42 , especially in its storage tank 44 without flowing into another line. The oil to be returned is thus added to the main steam flow not in the confines of a pipeline, but in the storage tank, where it does not come to blockages.

Im oberen Teil der 2 sind die Luft-Wärmekollektoreinheiten 4 und 4= zu sehen, deren Pendel-Umschaltung später anhand der 5 und 6 dargelegt wird.In the upper part of the 2 are the air-heat collector units 4 and 4 = see whose pendulum switching later on the basis of 5 and 6 is set out.

Die 3 und 4 sollen anhand vereinfachter Ausführungen die etwaige Geräteanordnung insbesondere der Elemente des Kältemedium-Kreislaufs K bzw. des Wärmetransportmedium-Kreislaufs W veranschaulichen. In 3 sind zwei Luftkanäle gezeigt, nämlich ein Luftkanal 75 für die Haupt-Wärmeentnahme des Systems und ein Luftkanal 76 für die Fortluft der Wohnraumbelüftung. Im Luftkanal 75 liegt ein Wärmetauscherblock 77, der in einer Baueinheit verbunden die in 3 nicht separat sichtbaren Verdampfer 6 der Wärmekollektoreinheiten 4 und 4= mit jeweiligem Expansionsventil 5 und das Vorwärmregister 31, das für beide Einheiten nur einfach vorhanden ist, enthält, und liegt weiterhin, ebenfalls für beide Einheiten gemeinsam, der Lüfter 7. Im Block 77 wird der durchströmenden Luft Wärme entzogen, es fließt also, durch den Lüfter 7 bewegt, mehr oder weniger warme Luft zu und demgegenüber abgekühlte Luft ab, wie durch Pfeile veranschaulicht ist. Entsprechendes gilt für den Luftkanal 76, in dem – durch den oder die Lüfter der Wohnraumbelüftung bewegt – die Fortluft, der vom Wärmetauscher 55 Wärme entzogen wird, fließt, wie durch einen Pfeil veranschaulicht ist. Die Elemente des Wärmetransportmedium-Kreislaufs W sind in einem Block 78 dargestellt, nämlich der Rücklauf-Plattenwärmetauscher 63, die Wärmetauscher 2 und 3 und der Unterkühler 64. Der Pufferspeicher 12 ist in der Anordnung von 3 nicht vorhanden.The 3 and 4 to illustrate the possible device arrangement in particular of the elements of the refrigerating medium cycle K and the heat transport medium circuit W based on simplified versions. In 3 two air channels are shown, namely an air duct 75 for the main heat extraction of the system and an air duct 76 for the exhaust air of the living room ventilation. In the air duct 75 is a heat exchanger block 77 who joined the in 3 not separately visible evaporator 6 the heat collector units 4 and 4 = with respective expansion valve 5 and the preheat register 31 , which is simply present for both units, contains, and continues to lie, also for both units together, the fan 7 , In the block 77 heat is removed from the air flowing through, so it flows through the fan 7 moves more or less warm air to and from cooled air, as illustrated by arrows. The same applies to the air duct 76 , in which - moved by the fan (s) of the living room ventilation - the exhaust air coming from the heat exchanger 55 Heat is withdrawn flows, as illustrated by an arrow. The elements of the heat transfer medium circuit W are in one block 78 shown, namely the return plate heat exchanger 63 , the heat exchangers 2 and 3 and the subcooler 64 , The cache 12 is in the arrangement of 3 unavailable.

4 zeigt wesentliche Teile des Kältemedium-Kreislaufs K und des Wärmetransportmedium-Kreislaufs W, wiederum ohne den optionalen separaten Pufferspeicher 12 und auch ohne das optionale Vorwärmregister 31. Der Schichtenspeicher 11, der in üblicher Weise einen oberen Bereich 82 und einen unteren Bereich 83 aufweist, übernimmt hier die Pufferfunktion. Der Heizungsrücklauf, in einer Rücklaufleitung 80, gelangt zum Wärmetauscher 55 und zum Wärmetauscherblock 77 und von dort zum als Puffer wirkenden Schichtenspeicher 11. Über Dreiwegeventile 84 und 85 können die Bereiche 82 und 83 des Schichtenspeichers 11 von den Wärmetauschern auch separat gespeist werden. Der Kältemedium-Kreislauf K ist hier nur als Block 86 dargestellt, in dem der Wärmetauscherblock 77 und der Fortluftkanal-Wärmetauscher 55 enthalten sind. 4 shows essential parts of the refrigeration medium circuit K and the heat transfer medium circuit W, again without the optional separate buffer memory 12 and also without the optional preheat register 31 , The stratified storage 11 in the usual way an upper area 82 and a lower area 83 has, takes over here the buffer function. The heating return, in a return line 80 , gets to the heat exchanger 55 and to the heat exchanger block 77 and from there to acting as a buffer layer storage 11 , About three-way valves 84 and 85 can the areas 82 and 83 of the stratified storage 11 be fed separately from the heat exchangers. The cooling medium circuit K is here only as a block 86 shown in which the heat exchanger block 77 and the exhaust air duct heat exchanger 55 are included.

Eine neuerungsgemäße Ausführung des Wärmetransportmedium-Kreislaufs W ist im einzelnen der 1 entnehmbar, anschließend an den ersten und den zweiten Plattenwärmespeicher 2 und 3. Der obere Bereich 82 des Schichtenspeichers hat einen unten an ihm befindlichen Eingangsanschluss 90 und einen oben an ihm befindliche Ausgangsanschluss 91, und der untere Bereich 83 hat in gleicher Weise einen unteren Eingangsanschluss 92 und einen oberen Ausgangsanschluss 93. Die Eingangsanschlüsse 90 und 92 sind mit dem Ventil 85, und die Ausgangsanschlüsse 91 und 93 mit dem Ventil 84 verbunden. Die Ventile 84 und 85 sind zwischen ihren mit den Anschlüssen 90, 91, 92 und 93 verbundenen Ausgängen gesteuert umschaltbar. Der Eingang des Ventils 84 ist über eine Pumpe 94 mit dem Wärmetransportmedium-Ausgang des Wärmetauschers 2 verbunden, dessen Eingang über ein gesteuertes Umschaltventil 95 mit dem Eingang des Ventils 85 verbunden ist, der außerdem über ein gesteuertes Umschaltventil 96 mit dem Eingang des Wärmetauschers 3 verbunden ist; am Eingang des Wärmetauschers 2 sitzt ein gesteuertes Umschaltventil 97. Die Ventile 95 und 96 können jeweils auf Durchlass vom Wärmetauscher zum Ventil 85, oder auf einen Abzweig geschaltet werden, und das Ventil 97 kann auf einen Abzweig oder über eine Pumpe 100 zu einem gesteuerten Umschaltventil 101 geschaltet werden. Der Abzweig des Ventils 96 führt zu einem gesteuerten Umschaltventil 102, und die Abzweige der Ventile 95 und 97 sind miteinander verbunden.A modern design of the heat transport medium circuit W is in detail the 1 removable, then to the first and the second plate heat storage 2 and 3 , The upper area 82 of the stratified storage has an input terminal at the bottom 90 and an output terminal located on top of it 91 , and the lower area 83 has a lower input port in the same way 92 and an upper output port 93 , The input terminals 90 and 92 are with the valve 85 , and the output terminals 91 and 93 with the valve 84 connected. The valves 84 and 85 are between their with the connections 90 . 91 . 92 and 93 controlled outputs switchable. The entrance of the valve 84 is about a pump 94 with the heat transport medium output of the heat exchanger 2 connected, whose input via a controlled switching valve 95 with the entrance of the valve 85 connected, which also has a controlled switching valve 96 with the entrance of the Wärmetau exchanger 3 connected is; at the entrance of the heat exchanger 2 sits a controlled switching valve 97 , The valves 95 and 96 can each be on passage from the heat exchanger to the valve 85 , or to be switched to a branch, and the valve 97 can be on a branch or via a pump 100 to a controlled switching valve 101 be switched. The branch of the valve 96 leads to a controlled switching valve 102 , and the branches of the valves 95 and 97 are connected.

Die Ventile 101 und 102 sind jeweils zwischen Heizungsausgänge des unteren Bereichs 83 des Schichtenspeichers 11 und zugeordnete Eingänge des Pufferspeichers 12 geschaltet und können diese Eingänge entweder mit dem Bereich 83 oder mit Abzweigen verbinden, die mit der Pumpe 100 bzw. mit dem Abzweig des Ventils 92 verbunden sind.The valves 101 and 102 are each between heater outputs of the lower range 83 of the stratified storage 11 and associated inputs of the buffer memory 12 switched and can these inputs either with the range 83 or connect with branches connected to the pump 100 or with the branch of the valve 92 are connected.

Die Heizkörper 15 sind an den Pufferspeicher 12 über eine Pumpe 103 angeschlossen, ein üblicher Rückmischzweig 104 ergänzt die Installation. Die beschriebene Schaltung dient der Energieverwertung für die Warmwasserbereitung im Kühlbetrieb und dem verbesserten Wärmeübergang im Wärmetauscher 3 durch Gegenstrombetrieb in sämtlichen Betriebsphasen.The radiators 15 are at the cache 12 via a pump 103 connected, a common backmix branch 104 completes the installation. The circuit described is used for energy recovery for hot water in cooling mode and the improved heat transfer in the heat exchanger 3 by countercurrent operation in all phases of operation.

Die in den 1 bis 4 beschriebene Anlage kann in Verfahren betrieben werden, die anhand der nachfolgenden Figuren erläutert werden.The in the 1 to 4 The system described can be operated in methods that will be explained with reference to the following figures.

Die 5 und 6 zeigen vereinfachte Schemata des Kältemedium-Kreislaufs K, wobei die Mediumströme in den beiden im alternierenden Pendelbetrieb laufenden Einheiten veranschaulicht sind. Die Umgebung des Verdichters 1 ist nicht mehr im einzelnen dargestellt, sondern in einem Block 110 zu denken. Die jeweiligen vom Kältemedium durchströmten Leitungen sind dick, die nicht durchströmten dünn eingezeichnet. Die beiden Arbeitszustände werden durch Umschalten des Kreislaufumkehrventils 24 gewechselt, was beispielsweise im 15-Minuten-Takt erfolgt. Das Umschaltventil 50 wird für den beschriebenen Pendelbetrieb nicht umgeschaltet, sondern verbleibt in der gleichen Schaltstellung. Für den Zweck der Pendelumschaltung könnte statt des Ventils 50 die Leitung auch durchgezogen sein, die durch dieses Ventil 50 ermöglichte Umschaltung spielt bei anderen, hier nicht beschriebenen Vorgängen eine Rolle. Im Zustand nach 5 wird der Verdampfer der Einheit 4= durch das vom Verdichter 1 kommende flüssige, warme Kältemedium abgetaut, das dann anschließend im Verdampfer der Einheit 4 unter Wärmeaufnahme verdampft wird, wobei die hindurchströmende Luft abgekühlt wird und der Verdampfer allmählich vereist. Im Zustand nach 6 wird hingegen der Verdampfer der Einheit 4 abgetaut, während der Verdampfer der Einheit 4= Wärme aufnimmt. Reine Abtauphasen werden dadurch überflüssig.The 5 and 6 show simplified schemes of the refrigeration medium circuit K, wherein the medium flows are illustrated in the two units running in alternating pendulum mode. The environment of the compressor 1 is not shown in detail, but in a block 110 to think. The respective lines through which the refrigerant flows are thick and the non-flown thin lines are drawn. The two working states are by switching the circulation reversing valve 24 changed, which takes place for example in 15-minute intervals. The changeover valve 50 is not switched for the described pendulum operation, but remains in the same switching position. For the purpose of shuttle switching could instead of the valve 50 The pipe should also be pulled through, through this valve 50 Switching enabled plays a role in other operations not described here. In the state after 5 becomes the evaporator of the unit 4 = through the compressor 1 The next liquid, warm refrigerant is defrosted, then the unit evaporator 4 is evaporated under heat absorption, wherein the air flowing through is cooled and the evaporator gradually iced. In the state after 6 in contrast, the evaporator of the unit 4 defrosted while the unit evaporator 4 = Absorbs heat. Pure defrosting phases become superfluous.

Die 7, 8 und 9 zeigen die Strömungsbilder in den verschiedenen Arbeitsphasen des Wärmetransportmedium-Kreislaufs W. Wiederum sind die Leitungen, in denen die Nutz-Strömung stattfindet, in diesem Fall die Warmwasserströmung, mit durchgezogenem Strich dick eingezeichnet, während die Kaltwasserströmung dick gestrichelt eingezeichnet ist. 7 zeigt den winterlichen Heizbetrieb, 8 die Warmwasserbereitung und 9 den sommerlichen Kühlbetrieb. Das aus dem Wärmetauscher 3 kommende dort gekühlte Wasser tritt am oberen Ende in den Pufferspeicher 12 ein und am unteren Ende wieder aus, und von dort wird der "Heizkörper" 15 mit kaltem Wasser versorgt.The 7 . 8th and 9 again show the lines in which the Nutzströmung takes place, in this case the hot water flow, drawn thick with a solid line, while the cold water flow is shown in thick dashed lines. 7 shows the winter heating operation, 8th the water heating and 9 the summer cooling operation. That from the heat exchanger 3 coming there cooled water enters at the upper end in the buffer memory 12 one and at the bottom again off, and from there will be the "radiator" 15 supplied with cold water.

Auf der Seite des Kältemedium-Kreislaufs K kann für eine Anlage mit Kühlfunktion im Vergleich zur Schaltung von 1 die Zahl der Ventile und damit die Komplexität der Schaltung verkleinert werden, wenn noch ein weiterer, dritter Wärmetauscher zwischen den Kreisläufen K und W vorhanden ist. Die 10 zeigt eine entsprechende Anlage. Gegenüber der 1 sind einige Änderungen und Zeichnungsvereinfachungen erkennbar, zum Verständnis der zu beschreibenden Besonderheit im Rahmen der Neuerung sind jedoch die hier nicht explizit beschriebenen Merkmale nicht erforderlich. Der Außenteil ist als Block 110 symbolisiert, und in die Leitung 28 ist noch eine als Block 110 bezeichnete Flüssigkeitsabscheidung einbezogen.On the side of the refrigerant circuit K can for a system with cooling function compared to the circuit of 1 the number of valves and thus the complexity of the circuit can be reduced if there is still another, third heat exchanger between the circuits K and W. The 10 shows a corresponding attachment. Opposite the 1 some changes and drawing simplifications are recognizable, for the understanding of the characteristic to be described in the context of the innovation however the features not explicitly described here are not necessary. The outer part is as a block 110 symbolizes, and in the line 28 is another one as a block 110 referred to liquid separation included.

Bedeutsam ist ein dritter Wärmetauscher 2', der dem Wärmetauscher 2 im wesentlichen parallelgeschaltet ist. Zwischen dem Verdichter 1 und den Wärmetauschern 2 und 2' liegt ein steuerbarer Umschalter 112, durch dessen Schaltstellung entweder der Wärmetauscher 2 oder der Wärmetauscher 2' mit dem Verdichter verbunden wird. Hinsichtlich des Kältemediums ausgangsseitig verlaufen die Leitungen für den Wärmetauscher 2 über ein zum Pufferspeicher durchlassendes Rückschlagventil, für den Wärmetauscher 2' direkt zum Eingang des Kreislaufumkehrventils 24. Die Ausgänge des Wärmetauschers 2' für das Wärmetransportmedium, also im beschriebenen Beispiel für das heiße Wasser, durch das das Brauchwasser erwärmt werden soll, sind über eine Pumpe 113 an die Anschlüsse 90 und 91 des Schichtenspeichers oder eines sonstigen Boilers angeschlossen. Der dritte Wärmetauscher 2' dient als Warmwassermodul. Im Heizbetrieb, in dem die Umschaltventile in der in 10 gezeigten Stellung stehen, ist er nicht aktiv, das heizende Heißwasser für die Erwärmung des Brauchwassers wird vom Wärmetauscher 2 über die Ventile 84 und 85 geliefert. Für den Kühlbetrieb werden jedoch die beiden Umschaltventile 24 und 112 umgeschaltet, und es tritt das in den 9 und 11 dargestellte Strömungsbild ein. Die zur Kühlung im klimatisierten Raum abgezogenen Wärme wird also am Schichtenspeicher 11 vorbeigeleitet und wird schließlich dem Schichtenspeicher oder sonstigen Boiler übergeben.Significant is a third heat exchanger 2 ' of the heat exchanger 2 is essentially connected in parallel. Between the compressor 1 and the heat exchangers 2 and 2 ' is a controllable switch 112 , by the switching position of either the heat exchanger 2 or the heat exchanger 2 ' connected to the compressor. With regard to the refrigerant on the output side, the lines run for the heat exchanger 2 via a non-return valve to the buffer storage, for the heat exchanger 2 ' directly to the input of the circulation reversing valve 24 , The exits of the heat exchanger 2 ' for the heat transport medium, ie in the example described for the hot water through which the hot water is to be heated, are via a pump 113 to the connections 90 and 91 the stratified storage tank or another boiler connected. The third heat exchanger 2 ' serves as a hot water module. In heating mode, in which the changeover valves in the in 10 is shown, it is not active, the heating hot water for heating the service water is from the heat exchanger 2 over the valves 84 and 85 delivered. For the cooling operation, however, the two switching valves 24 and 112 switched over and it enters the 9 and 11 shown flow pattern. The abgezo for cooling in the air-conditioned room The heat that is generated is thus stored on the stratified storage tank 11 passed and finally the stratified storage or other boiler handed over.

Zusammengefasst dargestellt, ist die beschriebene Temperiereinrichtung auf Wärmepumpenbasis mit einem Kältemedium-Kreislauf und einem Wasserkreislauf zum Zweck einer Heizung, gegebenenfalls auch Kühlung und Warmwasserbereitung konstruktiv durch 1. die Möglichkeit einer Strömungsrichtungsumkehr in einem Wärmetauscher zwischen dem Kältemedium-Kreislauf und dem Wasserkreislauf zum Zweck eines Gegenstrom-Wärmeaustauschs in allen Betriebsphasen, 2. durch eine Teilung des Wasserkreislaufs auf einen Schichtenspeicher und einen Pufferspeicher zur Wärmerückgewinnung im Kühlbetrieb, 3. bei Wärmeaufnahme aus der Luft durch einen alternierenden Pendelbetrieb der wärmeaufnehmenden, von Zeit zu Zeit zu enteisenden Wärmetauscher im Kältemedium-Kreislauf, 4. durch Wärmeaufnahme aus der Fortluft einer erzwungenen Innenraumbelüftung, und 5. durch eine verstopfungssichere Rückführung von über die Druckleitung des Wärmepumpen-Verdichters mit ausgestoßenem Maschinenöl in den Verdichter in Arbeitsverfahren betreibbar, die eine optimierte Ausnützung der vorhandenen Energie bei sicherem Betrieb ergibt.Summarized is the described tempering on heat pump basis with a refrigeration medium cycle and a water cycle for the purpose of heating, possibly also cooling and Hot water preparation constructive by 1. the possibility a flow direction reversal in a heat exchanger between the refrigeration medium cycle and the water cycle for the purpose a countercurrent heat exchange in all phases of operation, 2. by dividing the water cycle on a stratified storage tank and a buffer storage for heat recovery in cooling mode, 3. when absorbing heat from the air by an alternating pendulum operation of the heat-absorbing, from time to time enteisenden heat exchanger in the refrigerant circuit, 4. by absorbing heat from the exhaust air of a forced Interior ventilation, and 5. by a clog-proof Return from via the pressure line of the heat pump compressor with ejected Machine oil operable in the compressor in working process, the optimized use of available energy in safe operation results.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 202006010412 U1 [0001, 0006, 0022, 0024, 0029]

Claims

Heat pump-based tempering device with a refrigerating medium circuit (K), in which a compressor (in series 1 ), a heat exchanger for the first heat exchanger ( 2 ), an expansion valve ( 5 ), an evaporator for heat absorption from a fluid stream ( 6 ) and a capacitor included in the series connection in the form of a second heat exchanger ( 3 ) are arranged, and with a heat transport medium circuit (W), in which the first and the second heat exchanger ( 2 . 3 ) and which is there in heat exchange relationship with the refrigerant medium cycle (K), wherein the first heat exchanger ( 2 ) for the purpose of dissipating heat into the refrigerant medium circuit (K) between the outlet of the compressor ( 1 ) and one in front of the entrance of the second heat exchanger ( 3 ) turned on this in cooling or defrosting from the compressor outlet separating cycle reversing valve ( 24 ) is inserted in such a way that it is included in the refrigeration medium circuit (K) in both directions of circulation, characterized in that the connection lines of the refrigeration medium circuit (K) or the heat transport medium circuit (W) to the second heat exchanger ( 3 ) via changeover valves ( 96 . 97 ), which are for a flow direction reversal of the refrigerant medium or the heat transfer medium in the second heat exchanger ( 3 ) are switchable.

Temperature control device according to claim 1, characterized in that the first and the second heat exchanger ( 2 , 3 ) in the heat transport medium circuit (W) are connected in series and the two terminals of the second heat exchanger ( 3 ) switching valves adjoining this circuit ( 95 . 96 . 97 ) are switchable between a straight and a cross-switching switching position switching valves.

Heat pump-based tempering device, with a refrigerating medium circuit (K), in which a compressor (in series) ( 1 ), at least one heat exchanger for the purpose of a heat exchanger ( 2 . 3 ), an expansion valve ( 5 ) and a heat absorber from a fluid stream particular evaporator ( 6 ) are arranged, and with a heat transport medium circuit (W), in which the heat exchanger ( 2 ) and which is there in heat exchange relationship with the refrigerant circuit, wherein the heat exchanger ( 2 ) for the purpose of dissipating heat into the refrigerating medium circuit (K) behind the outlet of the compressor ( 1 ) is inserted so that it is included in both directions in the refrigerant circuit (K), in particular according to claim 1 or 2, characterized in that the heat transport medium circuit consists of at least two parallel pitch circles, one of which as a heat exchanger stratified storage tank used against a service water branch ( 11 ), which in turn has two connection points with switching valves ( 101 . 102 ) with a buffer heat storage ( 12 ), which in turn can be connected to heating or cooling heat exchangers ( 15 ) and one via switching valves ( 96 . 97 . 101 . 102 ) through the buffer memory ( 12 ) is feasible.

Temperature control device according to claim 3, characterized in that the switching valves ( 101 . 102 ) the connection points of the buffer heat storage ( 12 ) are synchronously controlled three-way valves, which with the buffer heat storage either the stratified storage ( 11 ) or the two medium cycles coupling heat exchanger ( 2 ) connect.

Tempering device according to claim 1 or 2 dependent claim 4, with the second heat exchanger ( 3 ) and the upstream in front of the entrance of the second heat exchanger, this in cooling or defrosting from the compressor outlet separating circuit reversing valve ( 24 ), characterized in that the switching valves ( 96 . 97 ) in the connecting lines of the heat transport medium circuit (W) to the second heat exchanger ( 3 ) are two controlled three-way valves and another, third controlled three-way valve ( 95 ) in one of the connecting lines of the heat transport medium circuit (W) to the first heat exchanger ( 2 ) is turned on; and that the first switching valve ( 96 ) the first connection of the second heat exchanger ( 3 ) with a ( 101 ) of the three-way valves ( 101 . 102 ) of the buffer heat storage ( 12 ) or with first connections of the layer memory ( 11 ), the second switching valve ( 97 ) the second connection of the second heat exchanger ( 3 ) with the other three-way valve ( 102 ) of the buffer heat storage ( 12 ) or with a first connection of the third three-way valve ( 95 ), and the third three-way valve ( 95 ) the one connection of the first heat exchanger ( 2 ) whose other connection to second connections of the layer memory ( 11 ) is connected to the second port of the second switching valve ( 97 ) or with the first connections of the layer memory ( 11 ) connects.

Temperature control device according to one of claims 3 to 5, characterized in that in the refrigerant medium cycle (K) parallel to the first heat exchanger ( 2 ) serving as a hot water module third heat storage ( 2 ' ), and between the compressor on the one hand and the first and the third heat exchanger ( 2 . 2 ' On the other hand, a switching between the inputs of these heat exchangers controlled switching valve ( 112 ) is used.

Tempering device according to claim 6, characterized in that the third heat storage ( 2 ' ) in the heat transport medium circuit (W) via a pump ( 113 ) with connection points ( 90 . 91 ) of a water heater ( 11 ) connected is.

Temperature control device according to one of the claims 3 to 7, characterized in that the heat transport medium cycle (W) is an air split heat pump cycle.

Tempering device with a refrigerant circuit (K), in which in series a compressor ( 1 ), at least one heat exchanger for the purpose of a heat exchanger ( 2 . 3 ), an expansion valve ( 5 ) and one for heat absorption and with a blower ( 7 ) for blowing heat from a heat to be subjected to subjecting the evaporator ( 6 ) are arranged, in particular according to one of claims 1 to 8, characterized in that two arranged for passing the air evaporator ( 6 ) are provided by switching valves ( 51 ) are alternately in the refrigerant circuit (K) can be included.

Tempering device according to claim 9, characterized in that of the two evaporators ( 6 ) is included in the circuit as one of the air heat extracting evaporator, while the other heat-releasing heat exchanger is connected to a source of warmed refrigerant, and these two connection configurations are alternately configurable by the change-over valves.

Temperature control device according to claim 9 or 10, characterized in that the two evaporators ( 6 ) with a common blower ( 7 ) are provided.

Temperature control device according to one of claims 9 to 11, characterized in that each evaporator has its own expansion valve ( 5 ) is connected upstream.

Temperature control device according to one of claims 9 to 12, characterized in that the two evaporators ( 5 ) in the air flow individually or together upstream of an additional air-cooling medium heat exchanger, which is for the purpose of heat dissipation in the cold medium flow between the output of the second heat exchanger ( 3 ) and the entrance of the evaporator ( 6 ) is switched on and locally in the way of the blower ( 7 ) generated air stream before the evaporator ( 6 ) is arranged.

Tempering device with a refrigerant circuit (K), in which in series a compressor ( 1 ), at least one heat exchanger for the purpose of a heat exchanger ( 2 . 3 ), an expansion valve ( 5 ) and one for heat absorption and with a blower ( 7 ) for blowing heat from a heat to be subjected to subjecting the evaporator ( 6 ) are arranged, in particular according to one of claims 1 to 13, characterized in that at least one further connected to the refrigerant circuit heat exchanger ( 55 ) is present, the heat-absorbing heat exchanger part in the flow channel ( 76 ) of a material flow which can be withdrawn from a heatable material is used.

Temperature control device according to claim 14, characterized in that the flow channel ( 76 ) of the material flow is the channel of an exhaust air flow and / or a supply air flow, which belongs to a room ventilation system.

Tempering device according to one of the claims 1 or 2 back to claims 14 or 15, characterized in that the / the further (n) heat exchanger ( 55 . 56 ) is switched on in relation to the refrigerant medium circuit in a circuit branch, which from the compressor output to the circulation reversing valve ( 24 ) lead the line ( 21 ) and branches into the line leading from the circulation reversing valve to the compressor inlet ( 27 ).

Temperature control device according to one of claims 14 to 16, characterized in that the / the additional heat exchanger (s) ( 55 . 56 ) in the cold medium circulation branch in each case one of the injection of the refrigerant causing capillary tube ( 57 . 58 ) is connected upstream.

Tempering device with a refrigerant circuit in which in series a compressor ( 1 ), at least one heat exchanger for the purpose of a heat exchanger ( 3 ), an expansion valve ( 4 ) and a heat sink for heat removal from a medium to be subjected to certain evaporators ( 6 ) are arranged, with an intermediate container upstream of the compressor ( 42 ), which serves as an expansion tank and liquid separator for the refrigerant and through which the input line ( 27 ) of the compressor is guided, and with a in the output line ( 21 ) of the compressor switched on oil separator ( 22 ) and one from an oil collection point in the oil separator ( 22 ) branching oil return line ( 23 ) to the compressor, in particular according to one of claims 1 to 17, characterized in that the oil return line ( 23 ) to the compressor ( 1 ) in the intermediate container ( 42 ) opens.