DE202009016576U1

DE202009016576U1 - Apparatus for heat recovery comprising two heat pumps

Info

Publication number: DE202009016576U1
Application number: DE200920016576
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Carnotherm Waermelogistik & Co Kg De GmbH
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2011-01-13
Anticipated expiration: 2019-12-09

Abstract

Vorrichtung (1) zur Wärmegewinnung,
a) umfassend eine erste Wärmepumpe (10) mit einem ersten Arbeitsmedium (11), das in einem ersten geschlossenen Kreislauf einen ersten Verdampfer (12), einen ersten Kompressor (13), einen ersten Kondensator (14) und ein erstes Expansionsventil (15) durchströmt,
b) umfassend eine zweite Wärmepumpe (20) mit einem zweiten Arbeitsmedium (21), das in einem zweiten geschlossenen Kreislauf einen zweiten Verdampfer (22), einen zweiten Kompressor (23), einen zweiten Kondensator (24) und ein zweites Expansionsventil (25) durchströmt, und
c) umfassend einen Wärmetauscher (30),
c1) dessen Primärseite (31) in den ersten geschlossenen Kreislauf der ersten Wärmepumpe (10) integriert ist und vom ersten Arbeitsmedium (11) auf dem Weg vom ersten Kondensator (14) zum ersten Expansionsventil (15) durchströmt wird, und
c2) dessen Sekundärseite (32) in den zweiten geschlossenen Kreislauf der zweiten Wärmepumpe (20) integriert ist und vom zweiten Arbeitsmedium (21) durchströmt wird und den zweiten Verdampfer (12) der zweiten Wärmepumpe...Device (1) for heat recovery,
a) comprising a first heat pump (10) with a first working medium (11) having in a first closed circuit a first evaporator (12), a first compressor (13), a first condenser (14) and a first expansion valve (15) flows through
b) comprising a second heat pump (20) with a second working medium (21) having in a second closed circuit a second evaporator (22), a second compressor (23), a second condenser (24) and a second expansion valve (25) flows through, and
c) comprising a heat exchanger (30),
c1) whose primary side (31) is integrated into the first closed circuit of the first heat pump (10) and flows through the first working medium (11) on the way from the first condenser (14) to the first expansion valve (15), and
c2) whose secondary side (32) is integrated into the second closed circuit of the second heat pump (20) and through which the second working medium (21) flows and the second evaporator (12) of the second heat pump ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmegewinnung mittels Wärmepumpe.The The invention relates to a device for heat recovery by means of heat pump.

Derartige Vorrichtungen sind an sich bekannt, beispielsweise in Form von Wärmepumpenheizungen. Diese Vorrichtungen umfassen eine Wärmepumpe als zentrale Energiequelle. In der Wärmepumpe durchströmt ein Arbeitsmedium (Kältemittel, Wärmetransport-Medium) in einem geschlossenen Kreislauf einen Verdampfer, einen Kompressor (Verdichter), einen Kondensator (Verflüssiger) und ein Expansionsventil. Im Verdampfer wird das Arbeitsmedium verdampft und nimmt dabei Energie aus einer Wärmequelle, beispielsweise Außenluft, Abluft, Grundwassers oder Erdwärme, auf. Im Kompressor wird das Arbeitsmedium komprimiert und dabei erwärmt. Im Kondensator erfolgt die Verflüssigung des unter Druck stehenden Arbeitsmediums, dabei gibt es Energie an ein Fluid, beispielsweise eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, oder Luft, ab und erwärmt dieses dadurch. Anschließend wird das flüssige Arbeitsmedium im Expansionsventil entspannt und gelangt bei niedrigem Druck und niedriger Temperatur wieder in den Verdampfer, um den Kreislauf erneut zu durchlaufen.such Devices are known per se, for example in the form of heat pump heaters. These devices include a heat pump as a central energy source. In the heat pump flows through a working medium (refrigerant, heat transfer medium) in a closed circuit an evaporator, a compressor (Compressor), a condenser and an expansion valve. In the evaporator, the working medium is evaporated and thereby takes energy from a heat source, for example, outside air, Exhaust air, groundwater or geothermal energy, on. In the compressor, the working medium is compressed and thereby heated. In the condenser, the liquefaction takes place of the pressurized working medium, there is energy to a fluid, for example a liquid, in particular water, or air, and heat this thereby. Subsequently becomes the liquid Working medium in the expansion valve relaxes and reaches at low Pressure and low temperature back into the evaporator to the Cycle again.

Die bekannten Vorrichtungen zur Wärmegewinnung mittels Wärmepumpe nutzen die im Arbeitsmedium bereitgestellte und übertragbare Energie nur unzureichend. Das Arbeitsmedium wird nach der Kondensation im Kondensator mit Temperaturen an das Expansionsventil weitergeleitet, die eine weitere Nutzung ermöglichen. Die Leistungszahl der Wärmepumpenheizung, der Quotient aus abgegebener Wärmeleistung und aufgenommener Leistung, vor allem zum Antrieb des Kompressors, erreicht dadurch nicht die theoretisch möglichen Werte.The known devices for heat recovery by means of heat pump use the provided in the working medium and transferable energy insufficient. The working medium is after condensation in the condenser with Temperatures are forwarded to the expansion valve, which is another use enable. The coefficient of performance of the heat pump heating, the quotient of delivered heat output and absorbed power, especially for driving the compressor, does not reach the theoretically possible values.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtungen zur Wärmegewinnung mittels Wärmepumpe zu schaffen, die sich durch eine hohe Effizienz und damit durch eine im Vergleich zu bekannten derartigen Vorrichtungen große Leistungszahl auszeichnet.Of the Invention is based on the object, a devices for heat recovery by means of heat pump to create, characterized by a high efficiency and thus by a large coefficient of performance compared to known devices of this type distinguished.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These Task is according to the invention with the Characteristics of claim 1 solved. Trainings are in the dependent claims specified.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wärmegewinnung umfasst eine erste Wärmepumpe mit einem ersten Arbeitsmedium, das in einem ersten geschlossenen Kreislauf einen ersten Verdampfer, einen ersten Kompressor, einen ersten Kondensator und ein erstes Expansionsventil durchströmt. Die Vorrichtung umfasst ferner eine zweite Wärmepumpe mit einem zweiten Arbeitsmedium, das in einem zweiten geschlossenen Kreislauf einen zweiten Verdampfer, einen zweiten Kompressor, einen zweiten Kondensator und ein zweites Expansionsventil durchströmt.The inventive device for heat recovery includes a first heat pump with a first working medium, which in a first closed Circulation a first evaporator, a first compressor, a flows through first capacitor and a first expansion valve. The device further comprises a second heat pump with a second working medium, which in a second closed Circuit a second evaporator, a second compressor, a flows through the second condenser and a second expansion valve.

Die Verknüpfung der ersten und der zweiten Wärmepumpe erfolgt über einen Wärmetauscher. Somit umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner einen Wärmetauscher, dessen Primärseite in den ersten geschlossenen Kreislauf der ersten Wärmepumpe integriert ist und vom ersten Arbeitsmedium auf dem Weg vom ersten Kondensator zum ersten Expansionsventil durchströmt wird, und dessen Sekundärseite in den zweiten geschlossenen Kreislauf der zweiten Wärmepumpe integriert ist und vom zweiten Arbeitsmedium durchströmt wird und den zweiten Verdampfer der zweiten Wärmepumpe bildet.The shortcut the first and the second heat pump over a heat exchanger. Consequently further comprises the device according to the invention a heat exchanger, its primary side in the first closed circuit of the first heat pump is integrated and from the first working medium on the way from the first Capacitor is flowed through to the first expansion valve, and its secondary side in the second closed circuit of the second heat pump is integrated and flows through the second working medium and forms the second evaporator of the second heat pump.

Der Wärmetauscher ist derart ausgebildet, dass Energie vom ersten Arbeitsmedium nach dessen Durchströmen des ersten Kondensators der ersten Wärmepumpe an das zweite Arbeitsmedium im zweiten Verdampfer der zweiten Wärmepumpe abgegeben wird und dadurch das erste Arbeitsmedium nach der Kondensation abgekühlt wird und das zweite Arbeitsmedium im zweiten Verdampfer verdampft wird.Of the heat exchangers is designed such that energy from the first working medium after its passage of the first capacitor of the first heat pump to the second working medium is discharged in the second evaporator of the second heat pump and thereby cooling the first working medium after the condensation and the second working medium is evaporated in the second evaporator.

Zentrales Merkmal der Erfindung ist somit, dass die Vorrichtung zusätzlich zu einer ersten Wärmepumpe eine zweite Wärmepumpe umfasst, die über Ihren Verdampfer mit der ersten Wärmepumpe wärmetechnisch über den Wärmetauscher verknüpft ist, und zwar hinsichtlich des Arbeitsmediums der ersten Wärmepumpe stromabwärts zu deren Kondensator. Die Wärmequelle der zweiten Wärmepumpe ist somit nicht die Außenluft oder dergleichen, sondern das kondensierte, flüssige erste Arbeitsmedium nach dem Durchströmen des ersten Kondensators. Es wird somit lediglich Energie innerhalb der Vorrichtung übertragen, der zweite Verdampfer entzieht direkt keiner externen Wärmequelle Energie. Durch das thermische Kombinieren der beiden Wärmepumpen wird das erste Arbeitsmedium nach dem Kondensator zusätzlich abgekühlt, die hierbei abgegebene Wärme wird zumindest im Wesentlichen zur Verdampfung des zweiten Arbeitsmediums eingesetzt.central Feature of the invention is thus that the device in addition to a first heat pump a second heat pump that covers over Your evaporator with the first heat pump thermally over the heat exchangers is linked namely with regard to the working medium of the first heat pump downstream to the capacitor. The heat source the second heat pump is not the outside air or the like, but the condensed, liquid first working medium after flowing through of the first capacitor. It will therefore only energy within transferred to the device, the second evaporator does not directly drain any external heat source Energy. By the thermal combination of the two heat pumps the first working medium after the condenser is additionally cooled, the this heat emitted is at least substantially for the evaporation of the second working medium used.

Gerade in dieser thermischen Kopplung liegt ein entscheidender Vorteil der Erfindung. Bei herkömmlichen Wärmepumpen besteht immer das Problem der optimalen Auslegung der Wärmepumpe, da die Wärmequelle, beispielsweise Außenluft, unterschiedliche Temperaturen aufweist, d. h. die Wärmepumpe findet in ihrem Verdampfer wechselnde Bedingungen vor, darunter auch Bedingungen, bei denen die Wärmepumpe nicht optimal betreibbar ist. Das kondensierte erste Arbeitsmedium hingegen liegt nach dem ersten Kondensator in einer vorgegebenen, zumindest im Wesentlichen konstanten Temperatur vor, die zumindest in etwa der Kondensationstemperatur des ersten Arbeitsmediums entspricht. Am Eingang des Wärmetauschers zwischen erster und zweiter Wärmepumpe liegt somit immer eine bekannte, zumindest im Wesentlichen konstante Temperatur vor. Auch der Wärmetauscher selbst weist ein bekanntes thermisches Verhalten auf, d. h. die Abkühlung des ersten Arbeitsmediums im Wärmetauscher lässt sich vorhersagen. Am zweiten Verdampfer der zweiten Wärmepumpe liegen somit zumindest im Wesentlichen konstante und vorhersehbare Bedingungen vor.Especially in this thermal coupling is a decisive advantage of the invention. In conventional heat pumps, there is always the problem of optimal design of the heat pump, since the heat source, such as outdoor air, has different temperatures, ie the heat pump finds in her evaporator changing conditions, including conditions in which the heat pump is not optimally operable. The condensed first working medium, however is after the first capacitor in a predetermined, at least substantially constant temperature, which corresponds at least approximately to the condensation temperature of the first working medium. At the entrance of the heat exchanger between the first and second heat pump is thus always a known, at least substantially constant temperature. Also, the heat exchanger itself has a known thermal behavior, ie the cooling of the first working medium in the heat exchanger can be predicted. The second evaporator of the second heat pump thus has at least substantially constant and foreseeable conditions.

Der große Vorteil für die zweite Wärmepumpe liegt somit in der Konstanz der eingesetzten Wärmequelle. Dies kann bei der Auslegung der zweiten Wärmepumpe und bei der Auswahl des zweiten Arbeitsmediums berücksichtigt werden, so dass die zweite Wärmepumpe fortwährend unter zumindest nahezu optimalen Bedingungen betreibbar ist, mit entsprechend hoher Effizienz und Leistungszahl.Of the size advantage for the second heat pump is thus in the constancy of the heat source used. This can be done at the Design of the second heat pump and taken into account in the selection of the second working medium so that the second heat pump incessantly is operable under at least almost optimal conditions, with corresponding high efficiency and coefficient of performance.

Die Effizienz und Leistungszahl der Gesamtvorrichtung wird dadurch deutlich besser als bei einer herkömmlichen Vorrichtung mit nur einer Wärmepumpe. Die Gesamteffizienz und Gesamtleistungszahl ergibt sich aus den Daten der beiden einzelnen Wärmepumpen. Je Wärmepumpe wird Energie (beispielsweise elektrische Arbeit) im Kompressor eingesetzt, und je Wärmepumpe wird nutzbare Energie in Form von Wärme durch den Kondensator abgegeben. Die hohe Effizienz und Leistungszahl der Gesamtanlage ergibt sich vor allem aus dem zumindest nahezu optimalen Betrieb der zweiten Wärmepumpe aufgrund der definierten und konstanten Temperaturbedingungen in deren Verdampfer.The Efficiency and coefficient of performance of the overall device is thereby clear better than a conventional one Device with only one heat pump. The total efficiency and the total number of performance results from the Data of the two individual heat pumps. Per heat pump energy (eg electrical work) is used in the compressor, and each heat pump Useable energy in the form of heat is released through the condenser. The high efficiency and coefficient of performance of the entire system results especially from the at least almost optimal operation of the second Heat pump due the defined and constant temperature conditions in their evaporator.

Durch das erfindungsgemäße thermische Kombinieren der beiden Wärmepumpen wird das erste Arbeitsmedium nach dem Kondensator zusätzlich abgekühlt. Der Wärmetauscher wirkt somit nicht als Kondensator oder Verflüssiger, in dem Kondensationsenergie freigesetzt wird. Vielmehr wird dem bereits flüssigen Arbeitsmedium durch Abkühlen Energie entzogen, die der zweiten Wärmepumpe in deren Verdampfer zugeführt wird.By the thermal combination according to the invention the two heat pumps the first working medium is additionally cooled after the condenser. Of the heat exchangers thus does not act as a condenser or condenser, in the condensation energy is released. Rather, the already liquid working medium is through cooling down Energy deprived of the second heat pump in their evaporator supplied becomes.

Dadurch muss im ersten Verdampfer der ersten Wärmepumpe mehr Energie zugeführt werden (d. h. es wird der Wärmequelle, beispielsweise der Außenluft, mehr Energie entnommen), da das zusätzlich abgekühlte Arbeitsmedium dort entsprechend zusätzlich erwärmt werden muss. Auf diese Weise wir der erste Verdampfer im Vergleich zu einer Wärmepumpe ohne zusätzliche Abkühlung des Arbeitsmediums besser ausgenutzt, ein weiterer Vorteil der Erfindung.Thereby In the first evaporator, more energy must be supplied to the first heat pump (i.e. H. it becomes the heat source, for example, the outside air, taken more energy), since the additionally cooled working fluid there in addition accordingly heated must become. In this way we compared the first evaporator to a heat pump without additional Cooling the working medium better exploited, another advantage of the invention.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Kondensator der ersten Wärmepumpe Energie an ein erstes Fluid überträgt und der zweite Kondensator der zweiten Wärmepumpe Energie an ein zweites Fluid überträgt. Das erste Fluid und/oder das zweite Fluid können eine Flüssigkeit sein, die zur Raumheizung und/oder zur Warmwasserbereitung und/oder zur Warmwasserversorgung und/oder direkt als Warmwasser vorgesehen ist. Bei dem ersten Fluid und/oder dem zweiten Fluid kann es sich auch um Luft handeln, die zur Raumerwärmung und/oder Raumbelüftung vorgesehen ist.According to one advantageous development of the invention is provided that the first condenser of the first heat pump Transfers energy to a first fluid and the second condenser of the second heat pump Transfers energy to a second fluid. The first fluid and / or the second fluid may be a liquid be, for space heating and / or water heating and / or intended for hot water supply and / or directly as hot water is. The first fluid and / or the second fluid may be also act on air intended for room heating and / or room ventilation is.

Bei dem ersten Fluid und bei dem zweiten Fluid kann es sich gemäß einer Variante der Erfindung um dasselbe Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit oder Luft, handeln, an das sowohl vom ersten Kondensator als auch vom zweiten Kondensator Wärme übertragen wird.at The first fluid and the second fluid may be in accordance with a Variant of the invention to the same fluid, in particular a liquid or air, act on both the first capacitor and transfer heat from the second condenser becomes.

Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Wärmepumpenheizung sein, mit einer in einem geschlossenen Kreislauf geführten, hierbei durch einen Speichererhitzer strömenden Flüssigkeit (insbesondere Wasser, es eignet sich aber auch jedes andere zum Wärmetransport geeignete Medium), wobei der erste Kondensator und/oder der zweite Kondensator Energie vom jeweiligen Arbeitsmedium an die Flüssigkeit im Speichererhitzer übertragen.For example can the device of the invention a heat pump heating be, with one guided in a closed cycle, this through a storage heater flowing liquid (especially water, but it is also suitable for any other heat transport suitable medium), wherein the first capacitor and / or the second Capacitor Energy from the respective working medium to the liquid transferred in the storage heater.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegende, schematische Zeichnung näher erläutert.The Invention will also be described below with regard to further features and Advantages based on the description of an embodiment and with reference explained in more detail in the accompanying schematic drawing.

1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Wärmegewinnung. Diese Vorrichtung 1 umfasst eine erste Wärmepumpe 10 und eine zweite Wärmepumpe 20. 1 schematically shows an embodiment of the device according to the invention 1 for heat recovery. This device 1 includes a first heat pump 10 and a second heat pump 20 ,

Die erste Wärmepumpe 10 umfasst ein erstes Arbeitsmedium 11, das in einem ersten geschlossenen Kreislauf in nachfolgend angegebener Reihenfolge einen ersten Verdampfer 12, einen ersten Kompressor 13, einen ersten Kondensator 14, die Primärseite 31 eines Wärmetauschers 30 und ein erstes Expansionsventil 15 durchströmt. Das erste Arbeitsmedium und dessen Kreislaufführung sind durch Pfeile (Bezugszeichen 11) angedeutet.The first heat pump 10 includes a first working medium 11 in a first closed circuit in the order given below, a first evaporator 12 , a first compressor 13 , a first capacitor 14 , the primary side 31 a heat exchanger 30 and a first expansion valve 15 flows through. The first working medium and its circulation are indicated by arrows (reference numerals 11 ) indicated.

Die zweite Wärmepumpe 20 umfasst eine zweites Arbeitsmedium 21, das in einem zweiten geschlossenen Kreislauf einen zweiten Verdampfer 22, einen zweiten Kompressor 23, einen zweiten Kondensator 24 und ein zweites Expansionsventil 25 durchströmt. Der Verdampfer 22 wird hierbei von der Sekundärseite 32 des bereits angesprochenen Wärmetauschers 30 gebildet, im dargestellten Ausführungsbeispiel entsprechen die Sekundärseite 32 des Wärmetauschers 30 und der zweite Verdampfer 22 einander. Generell soll der zweite Verdampfer 22 zumindest ein Teil der Sekundärseite 32 des Wärmetauschers 30 sein.The second heat pump 20 includes a second working medium 21 in a second closed circuit, a second evaporator 22 , a second compressor 23 , a second capacitor 24 and a second expansion valve 25 flows through. The evaporator 22 is here by the secondary side 32 the already mentioned heat exchanger 30 formed, in the illustrated embodiment, the secondary side correspond 32 of the heat exchanger 30 and the second evaporator 22 each other. Generally, the second evaporator 22 at least part of the secondary side 32 of the heat exchanger 30 be.

Die Vorrichtung 1 zur Wärmegewinnung nimmt am ersten Verdampfer 12 Energie 18 aus einer externen Wärmequelle, beispielsweise Außenluft, Abluft, Grundwasser oder Erdwärme, auf. Dabei wird das zunächst flüssige erste Arbeitsmedium 11 im ersten Verdampfer 12 verdampft. Im ersten Kompressor 13 wir das gasförmige erste Arbeitsmedium 11 komprimiert, wofür dem Kompressor entsprechende Energie durch elektrische Arbeit zugeführt wird. Das komprimierte erste Arbeitsmedium 11 strömt anschließend durch den ersten Kondensator 14, wird dort verflüssigt und gibt dabei Energie 16 in Form von Wärme an ein erstes Fluid 17 ab. Diese Energie 16 steht dann als Nutzenergie, beispielsweise zu Heizzwecken, zur Verfügung.The device 1 for heat recovery increases at the first evaporator 12 energy 18 from an external heat source, such as outside air, exhaust air, groundwater or geothermal heat on. This is the first liquid first working medium 11 in the first evaporator 12 evaporated. In the first compressor 13 we use the gaseous first working medium 11 compressed, for which the compressor corresponding energy is supplied by electrical work. The compressed first working medium 11 then flows through the first capacitor 14 , is liquefied there and gives it energy 16 in the form of heat to a first fluid 17 from. This energy 16 is then available as useful energy, for heating purposes, for example.

Nach dem ersten Kondensator 14 durchströmt das flüssige erste Arbeitsmedium 11 die Primärseite des Wärmetauscher 30, gibt dort Energie 33 an das zweite Arbeitsmedium 21, das die Sekundärseite 32 des Wärmetauschers 30 durchströmt, ab, und wird hierbei abgekühlt. Anschließend wird das flüssige, abgekühlte erste Arbeitsmedium 11 im ersten Expansionsventil 15 entspannt und schließlich erneut dem ersten Verdampfer 12 zugeführt. Dann wiederholt sich der Kreislauf. Bis auf die zusätzliche Abkühlung im Wärmetauschers 30 handelt es sich hierbei um den typischen Aufbau einer Wärmepumpe.After the first capacitor 14 flows through the liquid first working medium 11 the primary side of the heat exchanger 30 , gives energy there 33 to the second working medium 21 that the secondary side 32 of the heat exchanger 30 flows through, from, and is cooled in this case. Subsequently, the liquid, cooled first working medium 11 in the first expansion valve 15 relaxed and finally the first evaporator again 12 fed. Then the cycle repeats itself. Except for the additional cooling in the heat exchanger 30 this is the typical structure of a heat pump.

Das zweite Arbeitsmedium 21 nimmt in der Sekundärseite 32 des Wärmetauschers 30 Energie 33 vom ersten Arbeitsmedium 11 auf und wird hierbei verdampft, d. h. die Sekundärseite 32 des Wärmetauschers ist gleichzeitig der Verdampfer für das zweite Arbeitsmedium in der zweiten Wärmepumpe 20. Im Unterschied zum Verdampfer 12 der ersten Wärmepumpe 10 stammt die für die Verdampfung erforderliche Energie somit bei der zweiten Wärmepumpe 20 nicht aus einer externen Wärmequelle, d. h. nicht aus der Umgebung, sondern die Energie wird lediglich innerhalb der Vorrichtung 1 zur Wärmegewinnung umverteilt, vom ersten Arbeitsmedium 11 zum zweiten Arbeitsmedium 21 und damit von der ersten Wärmepumpe 10 zur zweiten Wärmepumpe 20. Die Abschottung nach außen ist in 1 durch eine doppelt gezeichnete Wandung des Wärmetauschers 30 verdeutlicht.The second working medium 21 takes in the secondary side 32 of the heat exchanger 30 energy 33 from the first working medium 11 on and is evaporated, ie the secondary side 32 the heat exchanger is at the same time the evaporator for the second working medium in the second heat pump 20 , In contrast to the evaporator 12 the first heat pump 10 Thus, the energy required for the evaporation comes from the second heat pump 20 not from an external heat source, ie not from the environment, but the energy is merely inside the device 1 redistributed to heat, from the first working medium 11 to the second working medium 21 and thus from the first heat pump 10 to the second heat pump 20 , The foreclosure to the outside is in 1 by a double drawn wall of the heat exchanger 30 clarified.

Das gasförmige zweite Arbeitsmedium 21 wird anschließend im zweiten Kompressor 23 komprimiert, wofür dem Kompressor entsprechende Antriebsenergie zugeführt wird. Das komprimierte zweite Arbeitsmedium 21 strömt anschließend durch den zweiten Kondensator 24, wird dort verflüssigt und gibt dabei Energie 26 in Form von Wärme an ein zweites Fluid 27 ab. Diese Energie 26 steht dann als Nutzenergie, beispielsweise zu Heizzwecken, zur Verfügung. Anschließend wird das flüssige, abgekühlte zweite Arbeitsmedium 21 im zweiten Expansionsventil 25 entspannt und schließlich erneut dem zweiten Verdampfer 22 zugeführt. Dann wiederholt sich der Kreislauf. Bis auf die Art der Wärmequelle (erstes Arbeitsmedium 11 im Wärmetauschers 30) handelt es sich auch bei diesem zweiten Kreislauf für das zweite Arbeitsmedium 21 um den typischen Aufbau einer Wärmepumpe.The gaseous second working medium 21 is then in the second compressor 23 compressed, for which the compressor corresponding drive energy is supplied. The compressed second working medium 21 then flows through the second capacitor 24 , is liquefied there and gives it energy 26 in the form of heat to a second fluid 27 from. This energy 26 is then available as useful energy, for heating purposes, for example. Subsequently, the liquid, cooled second working medium 21 in the second expansion valve 25 relaxed and finally the second evaporator again 22 fed. Then the cycle repeats itself. Except for the type of heat source (first working medium 11 in the heat exchanger 30 ) is also in this second circuit for the second working medium 21 around the typical structure of a heat pump.

Die gesamte Vorrichtung 1 zur Wärmegewinnung erfordert somit den Einsatz elektrischer Arbeit am ersten Kompressor 13 und am zweiten Kompressor 23. Mit dieser eingesetzten Arbeit wird Wärmeenergie 18 aus einer Wärmequelle, beispielsweise Außenluft, Abluft, Grundwasser oder Erdwärme, am ersten Verdampfer 12 als nutzbare Wärmeenergie 16, 26 am ersten Kondensator 14 und am zweiten Kondensator 24 bereitgestellt und dort an geeignete Fluide 17, 27 übertragen.The entire device 1 for heat recovery thus requires the use of electrical work on the first compressor 13 and at the second compressor 23 , With this work is used thermal energy 18 from a heat source, such as outside air, exhaust air, groundwater or geothermal, at the first evaporator 12 as usable heat energy 16 . 26 on the first capacitor 14 and at the second capacitor 24 provided and there to suitable fluids 17 . 27 transfer.

Die Erfindung ist in 1 nur schematisch dargestellt. Bei Aufbau einer konkreten Anlage ist es erforderlich, dass der Fachmann die einzelnen Komponenten in geeigneter Weise aufeinander abstimmt und entsprechend dimensioniert. Auch müssen für die jeweilige Anlage geeignete Arbeitsmedien ausgewählt werden, deren Eigenschaften möglichst optimal zu den konkreten thermischen Rahmenbedingungen passen. Auf diese Weise lässt sich insbesondere eine aufgrund der konstanten Wärmequelle optimal arbeitende zweite Wärmepumpe mit hoher Leistungszahl verwirklichen. Die erfindungsgemäße Kombination mit der ersten Wärmepumpe sorgt dann für eine im Vergleich zu einer herkömmlichen Wärmepumpe großen Leistungszahl der Gesamtanlage.The invention is in 1 shown only schematically. When constructing a concrete plant, it is necessary for the person skilled in the art to match the individual components in a suitable manner and to dimension them accordingly. It is also necessary to select suitable working media for the respective installation, the properties of which suit as optimally as possible to the concrete thermal conditions. In this way, it is possible in particular to realize a second heat pump with a high coefficient of performance which optimally operates on account of the constant heat source. The combination according to the invention with the first heat pump then provides for a large number of performance of the overall system compared with a conventional heat pump.

Insgesamt wird somit eine Vorrichtung zur Wärmegewinnung mittels Wärmepumpe angegeben, die sich durch hohe Effizienz und eine im Vergleich zu bekannten derartigen Vorrichtungen große Leistungszahl auszeichnet.All in all Thus, a device for heat recovery by heat pump indicated by high efficiency and one compared to known such devices large Performance figure is characterized.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtung zur Wärmegewinnungcontraption for heat recovery
1010: erste Wärmepumpefirst heat pump
1111: erstes Arbeitsmediumfirst working medium
1212: erster Verdampferfirst Evaporator
1313: erster Kompressorfirst compressor
1414: erster Kondensatorfirst capacitor
1515: erstes Expansionsventilfirst expansion valve
1616: Energieenergy
1717: erstes Fluidfirst fluid
1818: Energieenergy
2020: zweite Wärmepumpesecond heat pump
2121: zweites Arbeitsmediumsecond working medium
2222: zweiter Verdampfersecond Evaporator
2323: zweiter Kompressorsecond compressor
2424: zweiter Kondensatorsecond capacitor
2525: zweites Expansionsventilsecond expansion valve
2626: Energieenergy
2727: erstes Fluidfirst fluid
3030: Wärmetauscherheat exchangers
3131: Primärseiteprimary
3232: Sekundärseitesecondary side
3333: Energieenergy

Claims

Contraption ( 1 ) for heat recovery, a) comprising a first heat pump ( 10 ) with a first working medium ( 11 ), which in a first closed circuit a first evaporator ( 12 ), a first compressor ( 13 ), a first capacitor ( 14 ) and a first expansion valve ( 15 ), b) comprising a second heat pump ( 20 ) with a second working medium ( 21 ), in a second closed circuit, a second evaporator ( 22 ), a second compressor ( 23 ), a second capacitor ( 24 ) and a second expansion valve ( 25 ), and c) comprising a heat exchanger ( 30 ), c1) whose primary side ( 31 ) in the first closed circuit of the first heat pump ( 10 ) and from the first working medium ( 11 ) on the way from the first capacitor ( 14 ) to the first expansion valve ( 15 ) is passed through, and c2) its secondary side ( 32 ) in the second closed loop of the second heat pump ( 20 ) and from the second working medium ( 21 ) is passed through and the second evaporator ( 12 ) of the second heat pump ( 20 ), c3) where energy ( 33 ) from the first working medium ( 11 ) after flowing through the first capacitor ( 14 ) of the first heat pump ( 10 ) to the second working medium ( 21 ) in the second evaporator ( 12 ) of the second heat pump ( 20 ) and thereby the first working medium ( 11 ) is cooled after the condensation and the second working medium ( 21 ) in the second evaporator ( 12 ) is evaporated.

Heat recovery device according to claim 1, characterized in that the first capacitor ( 14 ) of the first heat pump ( 10 ) Energy ( 16 ) to a first fluid ( 17 ) and the second capacitor ( 24 ) of the second heat pump ( 20 ) Energy ( 26 ) to a second fluid ( 27 ) transmits.

Heat recovery device according to claim 2, characterized in that the first fluid ( 17 ) and / or the second fluid ( 27 ) is a liquid which is provided for space heating and / or hot water and / or hot water supply and / or hot water.

Heat recovery device according to claim 2 or claim 3, characterized in that the first fluid ( 17 ) and / or the second fluid ( 27 ) Is air, which is intended for room heating and / or room ventilation.

Heat recovery device according to claim 2, characterized in that the first fluid ( 17 ) and the second fluid ( 27 ) is the same fluid, in particular a liquid or air, to which both the first capacitor ( 14 ) as well as the second capacitor ( 24 ) Heat ( 16 . 26 ) is transmitted.

Heat recovery device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 1 ) a heat pump heating is with a guided in a closed circuit, thereby flowing through a storage heater liquid, wherein the first capacitor ( 14 ) and / or the second capacitor ( 24 ) Energy from the respective working medium ( 11 . 21 ) to the liquid ( 17 . 27 ) in the storage heater.